变电工程设计范文篇1
关键词:初步设计;电气一次部分
前言
本论文通过作者对一个变电站扩建工程的初步设计说明编写,主要介绍了变电站初步设计的基本知识,包括了初步设计的设计原则、设计步骤、计算法等。通过对主接线进行设计、总平面方案的设计、短路电流的计算、及设备的选型等具体方面。来论述电力系统理论在实际工程中的应用。
1.1扩建改造依据
1.1.1广电规[某年]某号文的批复。
1.1.2《南方电网110kV标准设计》。
1.1.3相关电力工程的国标、行标,设计规程、规范及标准等。
1.2建设规模
110kV某站扩建规模下:
1.3主要设计原则
1.3.1本站为已运行变电站扩建工程,本期在原有总平面布置上,扩建40MV主变一台,#2主变110kV及35kV主变进线间隔,完善110kV、35kV最终为单母线分段接线。其他配电装置布置保持原状。
1.3.2110kV、35kV电气设备分别按不小于31.5kA、25kA进行设备选型。
1.3.3变电站按综合自动化无人值班设计。
1.3.4扩建部分所有保护采用微机型设备,完善原有五防系统及增设遥视设备。
1.3.5CT二次电流为1安。
1.3.6设备的抗震烈度选用7度,设备的外绝缘按Ⅲ级防污标准选择。
1.4主要技术经济指标
静态总投资(数量)万
动态总投资(数量)万
以上内容反映了该变电站的设计依据和基础资料,对扩建工程应有已建成部分的概述及存在问题的说明。
2电气一次部分
2.1电气主接线
2.1.1110kV接线
110kV接线最终为单母线断路器分段接线形式,出线4回;现为单母线接线形式,出线2回(附东线、附西线);本期工程扩建110kV#2主变进线间隔、分段开关间隔、#2PT间隔、备用出线隔离开关及检修开关。扩建后形成单母线断路器分段接线,出线回路数维持原有不变。
2.1.235kV接线
35kV最终为单母线断路器分段接线形式,出线4回,两段母线各带2回出线。现状为单母线接线,#1主变进35kVⅠ段母线,带出线3回(附双线、双水线及七和线)、PT1回。本期工程扩建35kVⅡ段母线及分段,包括:#2主变进线隔离柜1面,#2PT柜1面、分段隔离柜1面、分段开关柜1面、过渡柜1面,拆除连接35kV七和线和Ⅰ段母线的封闭母线桥,将七和线改接至Ⅱ段母线,形成单母线断路器分段接线形式,每段母线各带2回出线。
2.1.310kV接线
10kV接线最终为单母线分段接线,出线16回。现状为单母线接线,#1主变单臂进线,带10kV出线8回、10kV电容器组出线2回。本期工程扩建10kVII段母线及分段隔离柜(分段开关柜首期已上),#2主变单臂接入10kVⅡ段母线,带10kV出线8回、10kV电容器组出线2回,形成单母线分段接线形式。
2.1.4中性点接地方式
本期扩建的#2主变的110kV中性点接地方式与现有#1主变一致,均采用隔离开关直接接地方式,可灵活地选择不接地或直接接地,以满足系统不同的运行方式。
经计算,本站10kV出线单相接地时,电容电流小于10A,故10kV采用不接地系统。
2.1.5站用电
本站站用电为单母线分段接线,设分段断路器,正常分列运行。站用变为两台容量为160kVA的干式变压器站,其中#1站用变电源取自10kVⅠ段母线。本期扩建工程将#2站用变改接至10kVⅡ段母线上。
2.2电气总平面布置
2.2.1现状
本站为半户内式GIS变电站,站址呈矩形布置,东西方向长66m,南北方向宽50m,占地面积3300m2。
配电装置楼布置在站区中心,四周为环形公路。电气设备除主变采用户外布置外,其余均布置在配电装置楼内。进站大门设在站区东南侧,进站道路宽6m,与变电站东侧的公路相连。
配电装置楼为四层建筑,一层为电缆层及水泵房。二层布置有10kV配电室、电容器室、接地变室及警传室,10kV高压开关柜采用户内双列布置。10kV电缆沿电缆沟朝北面和东面两个方向出线。三层为GIS配电室、35kV配电室,GIS配电室间隔排列顺序自东向西依次为:附东线、#1PT、#1主变、附西线、分段、备用出线、#2主变(预留)、#2PT(预留)、备用出线,现有的2回110kV出线朝北架空出线;35kV高压开关柜采用户内双列布置于35kV配电室内,35kV出线朝东架空出线。四层布置有继保室、通信室及资料室。
主变压器紧靠配电装置楼南侧,自东向西依次为#1主变、#2主变(预留),主变110kV侧采用钢芯铝绞线经SF6空气套管接入110kVGIS设备,10kV侧采用绝缘铜管进10kV配电室。
2.2.2本期工程
本期工程扩建的#2主变压器、110kV#2主变进线间隔、#2PT间隔、备用出线隔离开关及检修开关、分段开关;35kVⅡ段主变进线开关柜、母线分段开关柜、分段隔离柜、拆除连接35kV七和线与35kVI段母线的封闭母线桥;10kVⅡ段主变进线开关柜、母线分段隔离柜、出线8回、电容器组2回,将#2站用变改接到10kVII段母线。
2.3主要电气设备选择
2.3.1短路电流计算
依据可研的资料,以2015年为远景计算年,本站短路电流计算结果如下表:
由计算结果可知,110kV母线短路电流较小,考虑系统的发展及电气设备的产品标准,110kV电气设备的开断电流按31.5kA选择,35kV电气设备的开断电流按25kA选择,10kV电气设备的开断电流分别按40kA和31.5kA选择。
结合短路电流计算结果并根据SDGJ14-86《导体和电器选择设计技术规定》,电气主接线以及所选设备均能满足系统运行条件和规范要求。
2.3.2电气设备选择原则
(1)污秽等级
电气主设备尽量按国产化、无油化、小型化、低损耗、低噪音及安全经济的原则选择。110kV、35kV、10kV设备开断电流分别暂按31.5kA、25kA、31.5kA考虑,外绝缘爬电比距按Ⅲ级污区设防,泄漏比距户外设备按2.5cm/kV,户内设备按2.0cm/kV考虑。
(2)主变压器
主变压器选用110kV低损耗三相三卷自冷有载自动调压油浸变压器。根据电网运行情况,为保证供电电压质量,110kV侧采用国产优质或进口有载调压开关。#2主变电气性能考虑与#1主变并列运行的必要条件。
型号:SSZ11-40000/110
额定电压:110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV。
阻抗电压:U1-2=10.5%,U1-3=17.5%,U2-3=6.5%。
接线组别:YN,yn0,d11。
冷却方式:ONAN
调压方式:配进口或优质国产有载调压开关。
110kV侧中性点避雷器:YH1.5W-72/186W。
35kV侧中性点避雷器:避雷器YH5W-51/134W。
(3)110kV配电装置
110kV配电装置采用GIS全封闭式组合电器
主母线额定电流2000A,主变、出线、电压互感器回路额定电流1600A,额定开断电流31.5kA,动稳定水平为100kA;主变、出线回路电流互感器配4个二次绕组,母线电压互感器配3个二次绕组,电流互感器、电压互感器的准确度等级按DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术管理规程》第5.3条要求配置。
避雷器:避雷器均采用氧化锌避雷器。
(4)35kV配电装置
35kV配电装置采用户内金属铠装移开式全封闭开关柜,内配真空断路器,额定电压40.5kV,额定电流为1250A,额定开断电流25kA。电流互感器三相配置,二次绕组4个。
35kV避雷器:采用氧化锌避雷器。
(5)10kV配电装置
①10kV开关柜选用XGN2-12箱型固定式金属封闭开关柜,额定电压12kV。进线柜及母联柜额定电流3150A,额定开断电流40kA;馈线柜断路器额定电流1250A,额定开断电流31.5kA。电流互感器三相配置,进线5个二次绕组,出线、电容器3个二次绕组加零序,分段选用3个二次绕组。电压互感器选用3个二次绕组,避雷器Y5W1-17/45氧化锌避雷器。
②10kV并联电容器装置:采用户内框架式电容器补偿装置,电容器组串接5%干式铁芯串联电抗器。电容器组中性点设置4极联动的接地开关,其中3极用于进线,1极用于中性点。
2.3.3导体选择
(1)110kV主母线工作电流按2000A考虑。
(2)110kV、35kV、10kV进线工作电流按1.05倍变压器额定容量计算选择。主变110kV侧宜采用架空软导线LGJ-300型与电气设备相连,35kV侧采用VJV22-35-1X400电缆与屋内35kV设备连接。
10kV侧采用金属绝缘铜管与屋内10kV设备连接。
各电压等级导体选择结果参照下表:
这部分电气一次内容具体论述该站电气主接线方式、电气总平面布置、短路电流计算、设备选型等方面的内容。
3结论
本文拟通过对一个实际工程的初步设计说明,粗略的介绍了变电站初步设计电气一次部分的重要内容,根据初步设计所确定的设计原则,将宏观的勾画出工程概貌,控制工程的投资,体现技术经济政策的贯彻落实。所以初步设计是变电站工程建设中非常重要的设计阶段,各种设计方案要经过充分的论证和选泽。
参考文献
[1]电力工程电气设计手册电气一次部分.中国电力出版社出版2006.03.
变电工程设计范文
关键词：35kV送变电工程；设计分析；验收分析
中图分类号：U224.9文献标识码：A
我国的现代化进程在不断地加快，在这种局势下，高压电力工程也在进行不断地建设与开发，只有这样才能满足我国社会与经济建设中的种种需求，成为了必然的发展趋势。可是就高压电力工程来讲，想要有效实现送电与变电这两个过程，就需要投入很多的施工成本。所以我们的首要目标就是在能够保证电力工程完成高压电的输送与转换的情况下，有效地降低工程造价所需要的成本投入，这也成为了在电力工程的不断开展中所要研究的新的设计方法。
一、工程的设计
在电力工程中，设计阶段是整个工程阶段中的一个核心阶段，在设计阶段所进行的施工方案设计对于电力工程而言有着至关重要的作用，主要是对电力工程进行完整的统筹规划，所以出色的完成施工方案设计，不仅能够有效降低工程施工的成本投入，也能促进电力工程的顺利开展。在电力工程顺利开展的前提下，最终实现了电力工程能够满足变电以及送电的需求目标。合理科学的完成电力工程的设计方案，最终就会为电力工程的稳定运行以及工程成本的控制奠定坚实的基础。
设计的基本原则
想要准确实现35kV送变电工程的变电功能以及送电功能，那么在进行电力工程的设计时，明确35kV送变电工程的基本原理至关重要。在进行方案设计时，一定要确保35kV送变电工程在保证安全的基础上实现稳定的运行，并且最终能够有效地控制施工所消耗的成本。
设计要点
在对35kV送变电工程进行设计时，一定要综合考虑并将影响变电工程稳定运行的诸多原因进行归纳，对其进行充分研究，进而找到有效的解决措施。最终保证35kV送变电工程能够满足社会发展以及经济发展的诸多需求，为后续的诸多工作打下基础。
1、线路路径设计要点
两点确定一条直线，直线的距离则定义为两点间最小的距离。我们在设计35kV送变电工程的线路路径时，由于受到了诸多因素的限制与影响，这些影响因素主要包括地域形态、周边的住宅以及当地居民的文化习俗等，最终就导致在进行路径设计的过程中不能将两点直线作为设计原则。可是在设计的过程中，我们的设计理念仍然可以为找到两点间距离最小的路径，最终通过相关的曲折系数来完成工程线路的路径设计。
2、气候条件考虑要点
想要有效确保工程设计具有科学性、合理性以及有效性，也要考虑当地的气候条件等因素，主要考虑的就是气温、风速以及覆冰厚度。在进行设计的过程中如果发现有较为特别的地区，则需对其进行相关的辅助设计，例如在沿海地区，其风速极大，我们在进行设计时就需要考虑风速以及风的压力大小。
3、导线型号要点
在进行设计的过程中我们也需要了解国家针对电力工程所做出的相关规范要求。在满足要求的前提下，结合工程的特点来选择设计方案，确定最终的导线型号。35kV送变电工程在设计的过程中，当要确定导向横截面时，所考虑的因素为工程的输送距离相关的容量要求。当要确定导线的型号时，需要考虑的因素即为铝钢的截面比。
4、基础形式设计要点
在设计的过程中，对工程沿线的地质条件、电力工程的载荷以及塔形等许多因素都要进行综合的考虑，并将相关的资料进行有效整理，最终确定能够满足35kV送变电工程基础形式的设计方案。
二、工程的验收
在进行35kV送变电工程的验收工作时，首先要确定验收的具体范围；如果发现在变电工程中有满足验收的相关标准的要及时对其进行验收，进行交付使用，完成相应的固定资产移交手续。在进行35kV送变电工程的验收时，所参考的依据主要是批准后的设计任务书、工程的初步设计、技术有关的设计文件、工程施工图、设备使用的说明书以及相关的工程建设文件等，除此之外还包括验收的相关规范等。
（一）按照验收程序来进行验收。1、在能够有效保证验收质量的情况下，即使我们在进行与工程的相关要求相适应的验收方案设计时对35kV送变电工程的规模大小加以考虑，可是在最终的验收方案确定时，也同样要保证验收程序能够达到初步与最终验收的相关要求；2、对于35kV送变电工程而言，其规模越大，相应的工程也会越复杂。在这种情况下我们应该最先完成工程的初步验收工作，最后在进行正式的验收工作。但是如果在35kV送变电工程自身规模很小并且复杂程度也很小的情况下，我们就可以省略掉工程的初步验收工作，而只需完成35kV送变电工程竣工阶段的验收工作便可。
（二）当对竣工工程的验收工作完成之后，此时就要求施工单位应该立即给出评价的意见，在意见给出的过程中，主要参考的是相关的工程专家以及验收部门的领导所给出的验收质量结果评价的具体意见，除此之外对在进行验收的过程中所出现的质量问题要采取有效的措施进行解决，当发现出现有待完善的问题时也要及时对其进行完善。
总结：
在社会建设与经济建设不断深化与完善的背景下，想要有效提高城市的生活质量，开展高压电力工程势在必行。在这个过程中需要不断完善35kV送变电工程的设计方案，实现其主要的送变电功能，最终有效地控制施工成本。在完成施工方案设计后，同样要做好施工质量的验收工作，只有这样才能够有效确保35kV送变电工程的安全稳定运行。
参考文献：
变电工程设计范文
【关键词】500kV变电站；工程改造设计；
一、改造设计主体内容
1.主设备和主接地网改造
主设备和主接地网改造是本次改造工程中最主要和投资最大的技术升级项目。主设备改造中，结合500kv主接线调整，相应检查和统计各个主设备，该更换的进行更换．可以移迁利用的则移迁利用。特别是隔离开关经移迁后做到了充分利用。考虑到停电的先、后要求和供货快慢情况，进行了移迁次序的顺序安排。
主接地网改造是本工程更新换代、彻底提升等级的项目。采用了最牢靠的满足远景接地电流要求的铜接地网。避免了以前普遍使用扁钢地网容易造成腐蚀的后顾之忧。该两主体项目经过改造后，站内主设备和主接地网的技术等级已完全达到新建工程同等水平，可以和目前新建工程一样，运转同样长的年限和达到同等寿命。
2.二次设计和监控自动化
监控自动化项目也是本次改造重点。早在前几年，变电站就曾研究过好几种自动化改造方案。但因涉及面广、工程量大、难度高，在原老站中难以实施改造而搁浅多年。这一次，结合了大型改造工作，全部按照新思路进行新设计，改接了所有二次线和重新敷设新电缆。我院在设计工作量多，工期紧的情况下，安排大批设计人员加班加点完成任务。
1）因一次、二次设备改造同时进行，工程按串分阶段停电改造、施工、投运。对于母差保护等二次图纸，设计采用出过渡接线图纸的方式．满足施工及各串投运对于母线接地刀与各串母线隔刀间的电气联闭锁接线，设计采用升绒版的出图方式，根据施工进度按阶段出相应接线图，使设计思路清晰明了，便于施工，保证回路的接线准确。
2）设计了监控系统平稳过渡的设计方案。
变电站本期仅就500kV和主变部分改造为微机监控方式，220kv部分仍采用常规控制屏加信号屏的控制方式，为此，首先建立新的监控系统，其中后台系统按远景配置、间隔层按本次改造规模供货，当证明监控系统能够正常运行后，再陆续将一次设备接人。在此过程中，微机监控系统和原有控制屏同时运行。目前斗山变电站监控方式过渡平稳，运行状况良好。
3）新建500kV继电器室：在500kV配电装置场地北面原高抗位置设一个继电器室，位于主道路以外。
在该位置建造可以独立于其他改造，在满足而积要求的基础上使电气二次施工调试方便，便于建造，便于电气二次施工，便于运行和检修，尽量节约电缆．电缆沟通道充足，不影响道路运输。
4）设备安放的平稳过渡。
按照全站改造的远景规划，根据计算机监控系统功能及屏位布置，把控制楼中的控制室和原继电器室的一部分划分为新控制室和计算机室。目前常规控制屏、信号屏与监控系统屏并存，待全站改造完成后拆除，使监控系统改造中设备的安放能平稳过渡，并满足远景布置美观整洁及运行要求。
5）本次改造对110V直流系统的充电器屏、直流分屏、事故照明逆变器屏等重新配置，取消站内原已运行了近20a的老设备，同时对各馈线回路重新做了梳理，提高供电可靠性。在500kV继电器室中新增试验电源屏，便于运行调试。
6）因变电站已经过多次的改、扩建，造成部分二次设备配置不够统一。
本次改造对联闭锁回路、断路器操作接口回路等均作了改造并加以完善，重新配置断路器操作继电器屏，更换500kV二次端子箱，重新整理接线。使变电站统一优化了二次回路，方便运行检修，减少事故几率。
7）本次改造根据主接线的接线特点．简化电压互感器中性点接地方式，采用独立的、与其他电压互感器二次回路没有电气联系时中性点在开关场一点接地的原则，以此减少改造过渡阶段施工查线工作量，降低了风险。改造后使电压回路大大简化和明晰。
3.电缆沟改造
电缆沟改造实际上是电缆沟的重新建造。趁本次改造工程中需要重新敷设大量电缆，二次设计中在决策新建继电器室的情况下，搬迁保护装置，按照新的电缆走向建造新电缆沟，500kV配电装置场地内原老电缆沟全部废除。
4.500kv调爬和增容
80年代的老变电站，绝缘配置按照当时环境条件设计，设备和绝缘子的绝缘等级，一般按照清洁区选配，爬电比距采用17cm／kV。变电站500kv绝缘子串仅为28片普通型绝缘子，大大低于月前华东地区污区分布网要求的2.5cm／kV。本次改造设计中，对站内500kV绝缘子串和500kV支持绝缘子全部予以调爬，将需要增容的回路相应调整载流导线，同时进行了构架抽力核算．整体提高了变电站500kV绝缘水平和通流能力。
站内尚未经过升级的老保护、老通道站内老的保护通道在前几年中，每年在申请
立项及改造，有些项目还正在施工。余下的未经升级的500kV老保护和老通道已经不多。为避免下次重复继续申请和重复操作，设计将剩余的老保护和老通道，在本次工程中一起更换。
二、施工图设计阶段
施工图设计开展阶段，争取时间抓紧操作与设备资料无关的接地网改造和电缆沟改造的施工设计图纸。满足了该二项目可以先期实行施工的要求。在催促供货商提供设备资料期间，有关部门同时和变电站输变电工程公司编制改造工作顺序、内容、时间及停电计划。经过，有关部门研究、讨论并经上级部门协调批准后，我院按照停电计划制订了施工图出图计划，满足了施工交底和施工准备要求。
三、设计交底和工代配合
初步设计中除了500kV主设备、主接地网、站内自动化按既定原则改造外，并经与各有关单位协调，提出如下改造事项。
（1）设计院按照现在新工程设计的主接线模式，将原安装在变电站各串出线侧的隔离开关拆除取消。取消后，设计考虑了串内出线侧隔离开关除了改造部分外，还有调整和移建部分。该项工作有助于简化主接线。
（2）调爬和增容项目是设计院提出的连带项目，牵涉到所有各串跨线和全部母线绝缘子串及导线的更换，因数量多必须详细核对和统计。该项工作调整并提高了站内绝缘等级和通流能力。
（3）破旧的电缆沟的改建、构支架整修及避雷针更换和道路整新，项目琐碎烦杂并涉及整个500kV配电装置。需要详细了解和仔细安排。该项工作解决了站内锈蚀和破烂问题。
（4）500kV继电器室的新建，保护设备的搬迁为电缆沟走向改变为电缆沟更新创造条件。
（5）站内500kV未经更新的老保护，趁本次改造一同更新，避免重复立项。
（6）监控自动化系统的新建和接入，设计人员研究和比较了各种方案，并对全站二次接线重新进行考虑和电缆重新进行敷设，是本次工程最本次所有设计都围绕改造工程服务，基本上没有遗留和遗憾。经过安装、施工、运行、调试、调度投运等各方面的检查和检验，总体改造效果显著。
在施工、安装、监理、调试、调度、运行等各单位的辛勤劳动下，改造工程的施工安装工作进展迅速，调试、投运顺利。本工程全站需要改造的500kV配电装置共6个串（4整串，2半串），其中4个完整串为运行串，2个半串为暂时停运串，全部各串都有大量的改造工作，包括一次主设备、二次线、保护、监控、部分=次和土建设施等。特别是二次线及监控系统，在每串改造中都有非常多的图纸和大的工作量。经过各方努力，500kv的4个运行串的改造工作已经在2007年4月底全部完成，并已全部投入生产运行。
参考文献
[1]肖世杰．构建中国智能电网技术思考[J]．电力系统自动化，2009