110kV地区变电站电气一次部分设计说明
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. . ..毕业论文系(部):水利水电工程系专业班级:10秋姓名:小龙学号:54目录毕业设计计算书2第一篇 110KV变电所电气一次部分设计2第一章负荷资料21.1、工程概况:21.2、气候条件2第二章变电站主变压器的选择32.1设计原则32.2主变容量与台数选择32.2.1 选择计算32.2.2.相数选择4绕组数量和连接方式的选择42.2.4 主变阻抗和调压方式选择42.2.5 容量比52.2.6 冷却方式52.2.7 电压级选择5全绝缘,半绝缘问题5. 资第三章电气主接线设计53.1电气主接线5电气主接线设计的基本要求5各电压级主接线型式选择63.2所用电设计7所用变电源数量及容量的确定73.2.2 所用电源引接方式83.3变压器中性点接地方式和中性点设计[4]83.4无功补偿设计8无功补偿的意义8无功补偿装置的容量确定8并联电容器装置的分组与接线9单台电容器容量与台数的确定9计算9第四章线路及变压器回路电流IFma*第五章短路电流计算95.1短路计算目的95.2短路电流计算的一般规定95.3短路电流的计算方法10第六章电气设备的选择与校验116.1本次设计中电器选择的主要任务11导体和绝缘子11电器设备116.2选择导体和电器的一般原则116.3 开关电器选择116.3.1 断路器型式选择116.3.2 隔离开关的选择原则126.3.3 电压互感器的选择原则12电流互感器选择原则126.4电气设备的选择12第二篇**巴楚县110kV变电所二次设计部分设计21第七章概述217.1 继电保护装置的作用[9]217.2电力系统对继电保护的基本要求[10]217.3 保护整定时应考虑的问题22选择保护配置及构成方案时的基本原则227.3.2 系统运行方式的确定227.3.3 短路点的确定22第八章**巴楚县110kV变电所保护配置方案设计238.1主变压器保护配置方案的设计23第九章变压器差动保护整定与计算239.1差动保护保护围239.2 变压器保护的整定计算[11]239.2.1确定保护的动作电流239.2.2 确定保护的二动作电流和差动线圈匝数249.2.3非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数选择24 总结24参考文献25致25毕业设计计算书第一篇 110KV变电所电气一次部分设计第一章负荷资料1.1、工程概况:随着改革开放政策的深放,城市化发展,各工商业用电也在不断的增长。
第 1 章原始资料分析1.变电站的地址和地理位置选择:建设一个变电站要考虑到地理环境、气象条件等因素,包括:⑴年最高温度、最低温度。
⑵冬季、夏季的风向以及最大风速。
⑶该地区的污染情况。
2.确定变电站的建设规模设计⑴电压等级有两个:110kV 10kV。
⑵主变压器用两台。
⑶进出线情况:110kV有两回进线,10kV有18回出线。
3.设计110kV和10kV侧的电气主接线:通过比较各种接线方式的优缺点、适用范围,确定出最佳的接线方案。
⑴110kV侧有两回进线,为电源进线,此时宜采用桥形接线,根据桥断路器的安装位置,可分为内桥和外桥接线两种,比较这两种接线的特点,适用范围,确定110k V侧的接线方式为内桥接线。
⑵10kV侧有18回出线,可供选择的接线方式有:①单母线分段接线。
②双母线以及双母线分段。
③带旁路母线的单母线和双母线接线。
比较这几种接线方式的优缺点,适用范围,确定出10K V侧的接线方式为单母线分段接线。
4.计算短路电流及主要设备选型。
⑴主变压器的型号、容量、电压等级、冷却方式、结构、容量比和中性点接地方式的选择等。
①主变的容量:主变容量的确定应根据电力系统5-10 年发展规划进行。
当变电所装设两台及以上主变时,每台容量的选择应按照其中任一台停运时,其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60-80%。
②接线方式:我国110kV及以上电压,变压器三相绕组都采用“YN'联接;35kV采用“Y” 联接,其中性点多通过消弧线圈接地。
因此,普通双绕组一般选用YN,d11 接线;三绕组变压器一般接成YN,y,d11 或YN,yn,d11 等形式。
5.绘制电气主接线图;总平面布置图;110kV和10kV的进出线间隔断面图等有关图纸。
6.简要设计主变压器继电保护的配置、整定计算选择几个特殊的短路点:如110k V侧、10kV母线上。
根据系统的短路容量进行整定计算。
7.防雷接地设计防雷设计要考虑到年雷暴日,保护范围等因素。
110KV变电站电气一次部分初步设计说明书第一部分设计说明书第1章原始资料该课题来源于工程实际,建设此变电站是为了满足该地区输变电的需要。
本次设计的变电站高压侧从相距 6.5km 的 PX110kV变电站受电,经过降压后分别以35kV、10kV 两个电压等级输出。
它在系统中起着重要的作用,它是变换电压、汇集和分配电能的电网环节,可以降低输电时电线上的损耗,主要的作用是将高压电降为低压电,经过降压后的电才可接入用户。
1.1 建站规模(1)、变电站类型:待建电站属于110kV 变电工程。
(2)、主变台数及容量:待建DK110kV 变电站主变台数及容量为:本期2×31.5MVA,远景规划: 2× 31.5MVA。
(3)、主变台数及容量:待建DK110kV 变电站主变台数及容量为:本期2×31.5MVA,远景规划: 2× 31.5MVA。
(4)、进出线:待建DK110kV变电站从相距6.5km 的 PX110kV变电站受电,线径 LGJ-240;变电站进出线 ( 全部为架空线 ) ,110kV共 2 回;35kV 共 4 回;10KV 共16回。
(5)负荷情况:待建 DK110kV变电站年负荷增长率为 5%,变电站总负荷考虑五年发展规划。
(6)无功补偿:待建DK110kV变电站无功补偿装置采用电力电容两组,容量为 2×3000kvar 。
(7)建站规模:待建DK110kV变电站所占地面积可采用半高型布置。
1.2 、短路阻抗系统作无穷大电源考虑,归算到本站110kV 侧母线上的阻抗标幺值X1= X 20.06 , X 00.154 (取 S B100 MVA, E S 1.0 )。
1.3 、地区环境条件待建 DK110kV变电站所在地区年最高气温35℃,年最低气温- 15℃,年平均气温 15℃。
第 2 章电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。
课程设计(论文)题目 110KV变电所一次部分设计学院名称电气工程学院指导教师职称讲师班级电力113班学号学生姓名2014年 6月 30日电气工程基础设计任务书一、设计内容要求设计110KV变电所(B所)的电气部分二、原始资料1供设计的变电所有A、B、C三个,各自的地理位置和系统发电机、变压器相关数据如附图1所示.附图1 各变电所的地理位置2各变电所的10kV低压负荷分别为P a=500kW,P b=300kW,P c=200kW.3各变电所典型负荷曲线有两种,分别如附图2(a)和附图2(b)所示。
4110kV输电线路l1、l2、l3、l4的长度各不相同,电抗均按0。
4Ω/km计.5每位同学设计的原始数据,除了P a=500kW,P b=300kW,P c=200kW之外,其它数据应根据自己所在班级的序号,在附表1中查找。
附图2 典型日负荷曲线附表1 每位同学设计原始数据查找表三、设计任务(1)设计本变电所的主变压器台数、容量、形式。
(2)设计高低压侧主接线方式。
(3)设计本变电所的所用电接线方式。
(4)计算短路电流。
(5)选择电气设备(包括断路器、隔离开关、互感器等)。
设计成果1.设计说明书一份 2。
计算书一分 3。
主接线图一份要求:上述3者按顺序装订成一册(简装,钉书针左边钉好3颗,勿用夹子夹)五、主要参考资料[1]姚春球。
发电厂电气部分。
北京:中国电力出版社:2004[2]电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册(第一册).北京:中国电力出版社,1998 [3]周问俊.电气设备实用手册.北京:中国水利水电出版社,1999[4]陈化钢。
企业供配电。
北京:中国水利水电出版社,2003。
9[5]电力专业相关教材和其它相关电气手册和规定摘要:本次设计为110kV降压变电站电气一次部分的初步设计,根据原始资料,以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据.变电站的设计在满足国家设计标准的基础上,尽量考虑当地的实际情况。
发电厂课程设计报告110kV变电站电气一次部分设计摘要电力工业是能源工业、基础工业,在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位置,是时间国家现代化的战略重点。
电能是一种无形的、不能大量储存的二次能源。
电能的发、变、送、配和用电,几乎是在同一瞬间完成的,须随时保持功率平衡。
要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设,而变电站建设就是电网建设中的重要一环。
在变电站的设计中,既要求所变电能能很好地服务于工业生产,又要切实保证工厂生产和生活的用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:安全,在变电过程中,不发生人身事故和设备事故。
可靠,所变电能应满足电能用户对用电的可靠性的要求。
优质,所变电能应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。
经济变电站的投资要少,输送费用要低,并尽可能地节约电能、减少有色金属的消耗量和尽可能地节约用地面积。
由原始资料可以知道,该地区变电所所涉及方面多,考虑问题多,分析变电所担负的任务及用户负荷等情况,选择所址,利用用户数据进行负荷计算,确定用户无功功率补偿装置。
同时进行各种变压器的选择,从而确定变电站的接线方式,再进行短路电流计算,选择送配电网络及导线,进行短路电流计算。
选择变电站高低压电气设备,为变电站平面及剖面图提供依据。
本变电站的设计包括了:总体方案的确定、负荷分析、短路电流的计算、高低压配电系统设计与系统接线方案选择、继电保护的选择与整定、防雷与接地保护等内容。
随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展,电力系统在从发电到供电的所有领域中,通过新技术的使用,都在不断的发生变化。
变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
关键词:变电站变压器接线高压网络配电系统目录第一部分变电站(所)电气一次部分设计说明书一、原始资料 (1)二、电气主接线设计 (2)三、主变压器变的选择 (6)四、站(所)用变压器的选择 (7)五、高压电气设备选择 (10)高压断路器的选择及校验 (12)隔离开关的选择及校验 (13)电流互感器的选择及校验 (14)电压互感器的选择及校验 (14)高压熔断器的选择及校验 (17)母线选择及校验 (18)电缆选择及校验 (18)六、防雷及过电压保护装置设计 (19)第二部分变电站(所)电气一次部分设计计算书七、负荷计算 (21)八、短路电流计算 (22)九、电气设备选择及校验计算 (32)高压断路器的选择及校验 (33)隔离开关的选择及校验 (35)电流、电压互感器的选择及校验 (37)高压熔断器的选择及校验 (40)母线选择及校验 (40)电缆选择及校验 (45)四、防雷保护计算 (45)结束语 (49)参考文献 (50)第一部分变电站电气一次部分设计说明书一、110KV降压变电站一次部分设计原始资料1.1 进线1.3 环境条件变电所位于某城市,地势平坦,交通便利,空气污染较重,区平均海拔200米,最高气温39℃,最低气温2℃,年平均雷电日90日/年,土壤电阻率高达300 .M1.4 短路阻抗系统作无穷大电源考虑二、电气主接线设计电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流,高电压的网络,它要求用规定的设备文字和图形符号,并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系,代表该变电站电气部分的主体结构,是电力系统结构网络的重要组成部分。
课程设计任务书设计题目: 110kV变电站电气一次部分设计前言变电站(Substation)改变电压的场所。
是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压.在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点。
主要作用是进行高底压的变换,一些变电站是将发电站发出的电升压,这样一方面便于远距离输电,第二是为了降低输电时电线上的损耗;还有一些变电站是将高压电降压,经过降压后的电才可接入用户。
对于不同的情况,升压和降压的幅度是不同的,所以变电站是很多的,比入说远距离输电时,电压为11千伏,甚至更高,近距离时为1000伏吧,这个电压经变压器后,变为220伏的生活用电,或变为380伏的工业用电。
随着我国电力工业化的持续迅速发展,对变电站的建设将会提出更高的要求.本文通过对110KV变电站一次系统的设计,其中针对主接线形式选择,母线截面的选择,电缆线路的选择,主变压器型号和台数的确定,保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。
其中,电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算,保护装置包括避雷器和避雷针的选择.其中分析短路电流的计算方法和原因,是为了保证供电的可靠性。
目录第1章原始资料及其分析 (4)1原始资料 (4)2原始资料分析 (6)第2章负荷分析 (6)第3章变压器的选择 (8)第4章电气主接线 (11)第5章短路电流的计算 (14)1短路电流计算的目的和条件 (14)2短路电流的计算步骤和计算结果 (15)第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18)1 导体和电气设备选择的一般条件 (18)2 设备的选择 (19)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录一:一次接线图第一章原始资料及其分析1。
原始资料待建变电站是该地区农网改造的重要部分,预计使用3台变压器,初期一次性投产两台变压器,预留一台变压器的发展空间。
1。
1电压等级变电站的电压等级分别为110kV,35kV,10kV。
摘要随着国民经济的突飞猛进,电能已成为社会生产中必不可少的一种能源,为国民经济各部门和人民生活提供充足,可靠,优质,廉价的电能,是电力工业的基本任务。
变电站作为电力系统中的重要组成部分,直接影响整个电力系统的安全与经济运行。
这次设计首先根据任务书上所给原始资料及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。
从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计。
该变电站的建成,不仅增强了当地电网的网络结构,而且为当地的工农业生产提供了足够的电能,从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。
关键词:电气主接线; 短路电流计算; 电气设备选择; 设计图纸AbstractAlong with the rapid development of national economy, the power has become necessary in social production of a kind of energy, for national economic sectors and people's life quality, reliable, and provide enough power, cheap, is the basic task of the electric power industry. Substation as an important part of power system, directly affects the whole power system safety and economical operation. The first task according to the design of this book to the original material and all the parameters, the analysis of load load development trend. From the load increasing illustrates the necessity of the establishment of construction, and then through the generalization of substation and outlet to consider, and through the analysis of the data of load, safety, economy and reliability into consideration, determine the 110 kv and consumers 10kV power station, as well as 35kV main connection, and then through the load calculation and power supply range determines the main transformer capacity and models, and also identified with the capacity of transformer station, finally, according to the model and maximum sustained working current and short circuit calculation results of high-pressure fuse, isolating switch, bus, insulator and wear casing wall,voltage transformer, current transformer, the selection of 110 kv electrical once finished parts design. The substation built, not only enhances the local power grid, the network structure and the local industrial and agricultural production provides sufficient electricity, so as to achieve the network safe, reliable, economic operation. Keywords: the main electrical wiring, Short-circuit current calculation, Electrical equipment selection, Drawings目录摘要 (I)1 概述 (1)2 电气主接线 (2)2.1 电气主接线概述 (2)2.2 选择电气主接线时的设计依据 (3)2.3 变电站主接线设计的基本要求: (3)2.4 110kv侧主接线方案 (4)2.5 35kv侧主接线方案 (5)2.6 10kv侧主接线方案 (7)2.7 站用电接线 (8)3 负荷计算及变压器选择 (10)3.1 负荷分类及定义 (10)3.2 110kv 35KV及10KV各侧负荷的大小 (11)3.3 主变压器台数的确定 (12)3.4 主变压器容量的确定 (13)3.5 变电站主变压器型式的选择 (13)3.6 无功补偿和电容器的选取 (17)4 最大持续工作电流及短路计算 (20)4.1 各回路最大持续工作电流 (20)4.2 短路计算的目的及假设 (20)4.3 短路电流计算 (22)5 主要电气设备选择 (24)5.1 电气设备的选择原则 (24)5.2 高压断路器的选择 (26)5.3 隔离开关的选择 (33)5.4 电流互感器的选择 (36)5.5 电压互感器的选择 (40)5.6 母线导体的选择 (43)5.7 避雷器的选择 (48)5.8 接地刀闸的选择 (49)6 配电装置设计 (50)6.1 设计原则与要求 (50)结论 (53)致谢 (54)1 概述群英110kv变电站处于焦作市山阳区,地平,交通便利,进出线方便,空气污染微轻;待建变电站所选在黄沙土地上,突然电阻率p=500欧每米。
摘要本论文是110kV变电所电气一次部分设计,论证分析了某110kV变电所的电气主接线方式的各种优点,对设备的选型作了详细的说明和计算,短路电流的计算有严格的计算书。
按照电网发展规律,提出了电气主接线方式应符合可靠性、灵活性、经济性的要求,设备的选择必须满足电网长远发展和各种事故条件下安全可靠运行的要求。
针对该110kV变电所的要求,结合实际工作经验,本文提出了110kV母线采用单母线分段带旁路母线、35kV母线采用双母线接线、10kV母线采用单母分段的接线方式,主变采用三相三绕组变压器, 110kV、35kV、10kV断路器选用SF6和真空开关,主变保护的配置按规程规定进行配置,以满足电网发展及安全稳定经济运行的需要。
关键词:变电所,主接线,电网,断路器,短路电流计算,电气设备选择目录绪论 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一篇设计说明书 (4)第一章变电所总体分析 (4)第二章电气主接线设计 (5)第一节主接线的设计原则 (5)第二节 110kV主接线的选择 (6)第三节 35kV主接线的选择 (7)第四节10kV主接线的选择 (7)第五节所用电设计 (8)第三章负荷计算与变压器选择 (9)第一节负荷计算 (9)第二节主变压器选择 (10)第三节所用变选择 (12)第四章最大持续工作电流及短路电流计算 (13)第一节各回路最大持续工作电流 (13)第二节短路电流计算的目的 (13)第三节短路电流计算的条件 (14)第四节短路电流计算结果 (15)第五章主要电气设备选择 (15)第一节电气设备选择的一般原则和技术条件 (15)第二节高压断路器的选择 (16)第三节隔离开关的选择 (16)第四节母线的选择 (17)第五节绝缘子和穿墙套管的选择 (18)第六节电流互感器的选择 (18)第七节电压互感器的选择 (19)第八节各主要电气设备选择结果一览表 (20)第六章配电装置及电气总平面布置设计 (22)第一节配电装置选择 (22)第二节防雷设计及接地装置设计 (22)第三节总平布置选择 (24)第二篇设计计算书 (25)第一章主变压器容量的计算 (25)第二章短路电流计算 (26)第三章主要电气设备计算书 (30)第一节高压断路器的选择 (30)第二节隔离开关的选择 (32)第三节母线的选择 (32)第四节绝缘子和穿墙套管的选择 (33)第五节电流互感器的选择 (34)第六节电压互感器的选择 (34)结论 (34)参考文献.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
目录第 1 章变电所概况 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 变电所位置分 (1)第 2 章电气主接线设计 (1)2.1 设计原则 (1)2.2 方案论证 (2)2.3负荷的计算 (3)2.4主变压器的选择 (4)第3 章短路电流计算 (5)3.1 计算目的 (5)3.2计算过程 (6)第4 章母线及电气设备的选择..................................................................... .................... .7 4.1断路器和隔离开关的选择 (8)4.2母线的选择............................................................................................ .11 结论及心得体会.......................................................................................... . (15)参考文献 (16).第一章.变电所概况1.1工程概况根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。
从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电所的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110KV,10KV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压断路器,隔离开关,母线进行了选型,然后根据短路电流及冲击电流进行相关的校验,从而完成了110KV电气一次部分的设计,并力求在可靠性的前提下,做到运行操作简便,运行灵活,经济合理。
1.2变电所位置分待建的城中110KV降压变电所在城市近郊并向造纸厂、硅铁厂、电视机厂、毛纺厂、缝纫机厂、医院、自行车厂、学校供电。
110kV变电站一次设计110KV变电所电气一次初步设计目录前言 (5)第一部分毕业设计说明书 (7)第1章总则 (7)第2章原始资料 (8)第3章接入导线及配电导线设计 (11)第4章电气主接线设计 (12)第5章短路电流计算 (16)第6章变压器选择 (17)第7章站用变选择 (21)第8章主要电气设备选择 (22)第9章过电压保护与接地 (24)第10章继电保护配置 (25)第二部分毕业设计计算书 (28)第1章接入导线及配电导线计算 (28)第2章主变压器调压分接头计算 (39)第3章短路电流计算 (44)第4章主要电气设备选择计算 (54)第5章防雷保护计算 (63)总结 (64)谢辞 (65)参考文献 (66)前言变电站是电力系统的重要组成部分,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用,直接影响整个电力系统的安全与经济运行。
电气主接线是变电站设计的首要任务,也是构成电力系统的重要环节。
电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次设计为110kV 变电站电气一次部分初步设计,分为设计说明书、设计计算书、设计图纸等三部分。
所设计的容力求概念清楚,层次分明。
本文是在电力高等专科学校电力工程系启军教授的精心指导下完成的。
老师治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方向。
在毕业设计期间老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助。
老师循循善诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。
在此,我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢!本文从接入导线和配电导线的设计选择,主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述,并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、站用电系统图、防雷保护配置图、各级电压配电装置断面图、直流系统图等相关设计图纸。
目录第一章绪论 (2)第二章电气主接线的方按及论证 (4)第一节6~220KV主接线 (4)第二节主接线的选择与设计 (11)第三节变压器接地方式 (14)第三章变电所电力变压器的选择 (15)第一节电力变压器的选择 (15)第二节功率因数和无功功率补偿 (16)第四章短路电流计算 (19)第一节短路电流计算的概述 (19)第二节短路电流的计算 (21)第五章变电所一次设备的选择 (24)第一节电气一次设备的选择原则 (24)第二节一次设备的选择与检验 (29)第三节导体的设计 (37)第四节高压熔断器的选择 (42)第六章高压配电装置 (44)第一节设计原则与要求 (44)第二节6---110KV配电装置 (47)第七章变电所防雷与接地规划 (49)第八章继电保护 (53)第一节概述 (53)第二节变压器的保护 (56)第三节母线的继电器保护 (57)第九章仪表规划 (58)设计总结................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (61)英文翻译 (61)致谢 (72)第一章绪论一、110KV变电所的技术背景近年来,我国的电力工业在持续迅速的发展,而电力工业是我国国民经济的一个重要组成部分,其使命包括发电、输电及向用户的配电的全部过程。
完成这些任务的实体是电力系统,电力系统相应的有发电厂、输电系统、配电系统及电力用户组成。
110KV变电所一次部分的设计,是主要研究一个地方降压变电所是如何保证运行的可靠性、灵活性、经济性。
而变电所是作为电力系统的一部分,在连接输电系统和配点系统中起着重要作用。
我们这次选题的目的是将大学四年所学过的《电力工程》、《电力系统自动化》、《电机学》、《电路》等有关电力工业知识的课程,通过这次毕业设计将理论知识得以应用。
二、设计依据这次设计的基本原则是以设计任务书为依据,以所学知识为基础,以国家经济建设的方针政策,技术规范为标准,结合工程的实际情况,在保证供电可靠性、高度灵活,满足各项技术要求的前提下。
110kV地区变电站电气一次部分设计学院:工程学院班级:2010级电气工程及其自动化二班姓名:学号:指导老师:日期:2013年6月25号摘要电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业,是国民经济的第一基础产业,是关系国计民生的基础产业,是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。
作为一种先进的生产力和基础产业,电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。
与社会经济和社会发展有着十分密切的关系,它不仅是关系国家经济安全的战略大问题,而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。
本设计讨论的是110KV变电站电气部分的设计。
首先对原始资料进行分析,选择主变压器,在此基础上进行主接线设计,再进行短路计算,选择设备,然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。
关键字:变电站;短路计算;设备选择。
目录1. 原始材料及其简单分析 (1)1.1 原始材料 (1)1.2 简单分析 (2)2. 设计说明书 (2)2.1 电气主接线 (2)2.1.1主接线设计的基本要求............................................................................. .. (2)2.1.2 主接线的设计原则 (3)2.1.3 电气主接线的确定 (4)2.2 主变压器选择 (5)2.3 所用电的设计 (7)2.3.1 所用电的设计原则 (7)2.3.2 所用电源引接方式 (7)2.3.3 所用变压器的选择 (8)2.4 短路电流计算 (9)2.4.1 短路电流计算目的 (9)2.4.2 短路电流计算容 (9)2.4.3 短路电流计算结果 (9)2.5 主要电气设备的选择 (10)2.5.1 主要电气设备的选择要求 (10)2.5.2 各电压等级电气设备的选择结果 (14)2.5.3 导线选择 (14)2.6 防雷设计 (15)2.6.1 避雷针的配置 (15)2.6.2 避雷器的配置 (16)3. 设计计算书 (18)3.1 负荷计算 (18)3.2 主变容量计算 (18)3.3 主变压器各绕组电抗标幺值计算 (18)3.4 短路电流计算 (18)3.4.1 110kV母线短路时短路电流计算 (19)3.4.2 35kV母线短路时短路电流计算 (20)3.4.3 10kV母线短路时短路电流计算 (21)3.5 电气设备的选择 (22)3.5.1 110kV侧电气设备的选择及校验 (22)3.5.2 35kV侧电气设备的选择及校验 (26)3.5.3 10kV侧电气设备的选择及校验 (30)3.6 导线的选择 (33)3.6.1 110kV母线的选择与校验 (33)3.6.2 35kV母线选择与校验 (34)3.6.3 10kV母线选择与校验 (35)3.7 避雷器的选择计算 (37)3.7.1 110kV侧避雷器的选择校验 (37)3.7.2 35kV侧避雷器的选择校验 (37)3.7.3 10kV侧避雷器的选择校验 (37)参考文献 (39)致 (40)1.原始材料及其简单分析1.1 原始材料1.1.1 地区电网的特点本地系统能满足本变电站的负荷需求,无需外系统的支援。
1.1.2 建站规模(1)变电站类型:110kV变电工程(2)主变台数:最终两台(要求第一期工程全部投入)(3)电压等级:110kV、35kV、10kV(4)出线回数及传输容量(5)变电站站用负荷675.3kVA1.1.3 各等级电压的出线及传输容量1)110kV出线6回2) 35Kv3)10kV1.1.4 环境条件(1)当地年最高温度为40℃,年最低温度为-5℃;(2)当地海拔高度为800米;(3)当地雷暴日数为55日/年(4)本变电站处于“薄土层石灰岩”地区,土壤电阻率高达1000 .M。
1.1.5 电气主接线要求尽量考虑设置熔冰措施。
1.1.6 短路阻抗系统作无穷大电源考虑1.1.7 设计要求(1)电气主接线设计——(《发电厂电气部分》)(2)主变压器的选择——(《发电厂电气部分》)(3)站(所)用电设计——(《发电厂电气部分》)(4)电气设备的选择——(《发电厂电气部分》(5)电力系统继电保护设计——(《电力系统继电保护》)(课程安排暂未学到,本设计略过)(6)配电装置的布置——(《发电厂电气部分》)(7)防雷及过电压保护装置设计——(《高电压技术》)1.2 简单分析本设计主要通过分析上述供电系统和负荷资料,在此基础上,进行了各电压等级主接线方案的确定,同时,通过负荷计算,确定变压器的具体型号,接着,对最大持续工作电流及短路电流的计算,以及综合各个因素,确定了变电站主要电气设备的选型,最后,对变电站进行了防雷保护方案的确定,进而完成了变电站一次系统设计。
2.设计说明书2.1 电气主接线电气主接线又称为电气一次接线,它是将电气设备已规定的图形和文字符号,按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。
主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分。
它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性,同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。
因此,主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较,综合考虑各个方面的影响因素,最终得到实际工程确认的最佳方案。
2.1.1 主接线设计的基本要求(1)可靠性。
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。
安全生产是电力系统的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本的要求,而且也是电力生产和分配的首要要求。
(2)灵活性。
主接线的灵活性有一些几方面要求:1,调度要求。
可以灵活的投入和切除变压器、线路,调配电源和负荷;能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。
2,检修要求。
可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修,且不致影响对用的供电。
3,扩建要求。
可以容易的从初期过渡到终期接线,使在扩建时,无论一次和二次设备改造量最小。
(3)经济型。
经济型主要是投资省、占地面积小、能量损失小。
2.1.2 主接线的设计原则(1)考虑变电所在电力系统中的地位和作用。
根据变电所在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2)考虑近期和远期的发展规模。
变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划进行。
(3)考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。
对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级负荷不间断供电;对二级负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级负荷供电。
三级负荷一般只需一个电源供电。
(4)考虑主变台数对主接线的影响。
变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将产生直接的影响。
通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。
而容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性要求低。
(5)考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。
电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。
例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路。
变压器停运;当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。
2.1.3 电气主接线的确定(1)110kV 部分电气主接线110kV 出进线数为6回,且考虑到熔冰的设置,宜采用双母线接线。
且根据变电站110kV 运行实际情况(采用SF6断路器,故障率较低,且采用微机保护装置,检修周期较长)和技术发展趋势,故110kV 本期及远景均采用双母线接线并设母联断路器。
(2)35kV 部分电气主接线110k V 变电所中的35kV 配电装置,出线回路数不超过3回时,宜采用单母线接线,4—8回时宜采用单母线分段接线,8回以上时,宜采用双母线接线。
本设计出现回路数有6回,宜采用单母线分段接线。
(3)10kV 部分电气主接线本设计10kV 出现7回路出线及3备用回路,从经济性的角度考虑采用单母线分段的接线方式。
(4)最后方案:110kV 采用双母线接线,35kV 采用单母线分段接线,10kV 采用单母线分段接线。
图 2.1.3 最后电气主接线图110KV10KV35KV2.2 主变压器选择2.2.1主变压器的选择原则1.主变容量一般按变电所建成后 5~10 年的规划负荷来进行选择,并适当考虑远期10~20 年的负荷发展。
2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。
对于有重要负荷的变电所,应考虑一台主变停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间,保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷,对于一般变电所,当一台主变停运时,其他变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。
3.为了保证供电可靠性,变电所一般装设两台主变,有条件的应考虑设三台主变的可能性。
2.2.2主变压器台数的选择1.对大城市郊区的一次变电所,在中、低压侧已构成环网的情况下,变电所以装设两台主变压器为宜。
2.对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。
3.对于规划只装设两台主变压器的变电所,以便负荷发展时,更换变压器的容量。
根据本原始材料等方面综合考虑,本设计的主变压器的台数选择2台。
2.2.3主变压器容量的选择1.主变压器容量一般按变电所建成后5~10 年的规划负荷选择,适当考虑到远期10~20 年的负荷发展。
对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。
2.根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。
对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计其过负荷能力后的允许时间,应保证用户的一级和二级负荷;对一般性变电所,当一台变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。
3.同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。
应从全网出发,推行系列化、标准化。
本设计给的原始材料中,35KV 电压等级算得最大总负荷为18000KW ; 10KV 电压等级最大负荷12500W 。
则算得总容量:)(305001250018000k 10k 35KW S S S S V V =+=+==∑总考虑到两种负荷的同时率为0.9,线损率取5%,取8年的规划时间计算,当一台变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%,这里取70%计算,则主变容量确定为:)(29809%)51%)(51(9.0%708KVA S S N ≈++⨯⨯⨯=总 2.2.4主变压器型式的选择选择主变压器,需考虑如下原则:1.当不受运输条件限制时,在330KV 及以下的发电厂和变电站,均应选用三相变压器。