110kV变电站设计（毕业论文）

中国矿业大学毕业设计2015年

第四章：系统电压等级中性点运行方式选择

目前，我国电力系统中性点的接地方式可分为两大类：一类是有效接地系统，即中性点直接接地系统，包括中性点直接接地和中性点经小电抗接地系统；另一类是中性点非有效接地系统，即小电流接地系统，包括有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地以及中性点经电阻接地系统。中性点在不同的系统电压中通常有以下的运行方式：550KV、220KV、110KV系统中性点直接接地，35KV系统中性点经消弧线圈接地，10KV系统中性点不接地或经消弧线圈、电阻、电抗接地。 4．1：110KV侧：

变压器中性点不接地系统发生单相接地故障，相间电压不变，仍然对称，系统可继续运行2小时，因此供电可靠性较高。但非故障相电压升高3倍，由于非故障相电压升高为线电压，就要求系统中的各种电气设备的绝缘必须按线电压设计。但在电压等级较高的系统中，绝缘费用比较高，降低绝缘水平带来的经济效益比较显著，因此一般不采用中性点不接地方式。因此110KV及以上电网广泛采用中性点直接接地。中性点直接接地方式是将变压器的中性点直接于大地相连，强迫中性点保持地电位，正常运行时，中性点无电流流过，单相接地构成短路时，各相电压不对称，为了防止大的短路电流损坏设备必须快速切断故障，提高供电可靠性，可采用自动重合闸装置。中性点直接接地系统对线路的绝缘水平要求较低，可按相电压设计绝缘，能降低绝缘造价，经济效益明显。 4．2：10KV侧：

3-10KV系统发生发生单相接地故障时，接地点处的接地电流为一容性电流，其值为正常时一相电容电流的3倍。若接地电流不大，则接地点处的电弧通常可以自行熄灭。系统的运行经验表明，10KV及以下电力网的接地电流不超过30A时，接地电弧通常自行熄灭；当10KV电网接地电流超过30A可能在接地点处产生间歇性电弧或稳定燃烧的电弧。在间歇性电弧的作用下，网络中的电感和电容可能产生震荡，造成电弧过电压、甚至多点接地故障。在待设的变电所10KV出线有24回，其电缆长度和架空线长度总和不小，因此当发生接地故障时，其电容电流会很大，故中性点采用经消弧线圈的运行方式。

综上所述：110KV侧系统采用中性点直接接地系统 10KV侧系统采用中性点经消弧线圈接地

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第五章：电气主接线的选择

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和系统经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，选择电气主接线必须满足以下基本要求：

一、必须保证供电的安全可靠性。 二、应具有一定的灵活性。 三、操作尽可能简单、方便。 四、经济上应合理。 (一)110KV电气主接线：

当仅有两台变压器和两条线路时，采用桥形接线。 方案一：内桥接线

（1）优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。

（2）缺点：①变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时投运。

②桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。 ③出线断路器检修时，线路需较长期停运。

（3）适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。 方案二：外桥接线 （1）优点：同内桥接线。

（2）缺点：①线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。

②桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。 ③变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。

（3）适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短、故障率较少的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采外桥形接线。

此次设计，因待建变电所主供城市负荷，对供电可靠率要求较高，且变电所两条进线长度分别为40KM与30KM，变电所的两台变压器不需要经常切换操作，故采用方案一：内桥接线。 （二）１０kV电气主接线：

对于有多回引出线的变电所，电压为6～60kV侧的母线，可采用单母线、单母分段及双母线等形式的接线。

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方案一：单母线接线。

（1）优点：接线简单清晰、设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。

（2）缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电。

（3）适用范围，一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：

①6～10KV配电装置的出线回路数不超过5回。 ②35～63KV配电装置的出线回路数不超过3回。 ③110～220KV配电装置的出线回路数不超过2回。 方案二：单母线分段接线。

（1）优点：①用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路有两个电源供电。

②当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电．

（2）缺点：①当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停

电。

②当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 ③扩建时需向两个方向均衡扩建。

（3）适用范围：①6～10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。

②35～63KV配电装置的出线回路数为4～8回时。 ③110～220KV配电装置的出线回路数为3～4回时。

方案三：双母线接线。

（1）优点：①供电可靠：通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

②调度灵活:各个电源和各回路负荷可以任意分配到一组母线上，能灵活地适应

系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

③扩建方便：向双母线的左右任一方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷

均匀分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同母线段时,不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。

④便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路断开，单独接至一组

母线上。

（2）缺点：①增加一组母线,使每回路就需要增加一组隔离开关(母线)。

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②当母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作。为了避免隔

离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。 （3）适用范围。

当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度时对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：

①6～10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。

②35～63KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多，负荷较大时。 ③110～220KV配电装置出线回路数为5回及以上时；或当110～220配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。

此次设计，出线回路数较多，有不少双回路供电重要用户，故不采用单母线接线。双母线的设备较多，配电装置布置复杂，投资和占地面积增大，因本次设计的变电所为城市变，用地较为紧张，故不采用双母线接线。而单母线分段接线，较单母线接线提高了供电可靠性和灵活性，又比双母线接线节约投贸和占地面积，故采用此方案。

综上所述，本次设计电气主接线选择如下： （1）110KV：选用内桥接线。 （2）10KV：选用单母分段接线。

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