110-35-10kv变电所设计(共81页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计( 论 文 )题目110/35/10kv变电所设计作者左仁智学院潇湘学院专业电气工程及其自动化学号指导教师王志英二 九 年 六月 一日湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书 潇湘学 院 电气工程及其自动化 系(教研室)系(教研室)主任: (签名) 年 月 日学生姓名: 左仁智 学号: 专业:电气工程及其自动化 1 设计(论文)题目及专题: 110/35/10kv变电所设计 2 学生设计(论文)时间:自 2009年 2 月16 日开始至 2009 年 5月 31日止3 设计(论文)所用资源和参考资料:4 设计(论文)应完成的主要
2、内容:5 提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等)及要求:6 发题时间: 2009 年 2 月 16 日指导教师: 王志英 (签名)学 生: 左仁智 (签名)湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)指导人评语主要对学生毕业设计(论文)的工作态度,研究内容与方法,工作量,文献应用,创新性,实用性,科学性,文本(图纸)规范程度,存在的不足等进行综合评价指导人: (签名)年 月 日 指导人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)评阅人评语主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度,工作量,研究内容与方法,实用性与科学性,结论和存在的不足等进行综合评价评阅人: (签名)年 月 日
3、 评阅人评定成绩: 湖 南 科 技 大 学毕业设计(论文)答辩记录日期: 学生: 学号: 班级: 题目: 提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料:1 设计(论文)说明书共页2 设计(论文)图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语:主要对学生毕业设计(论文)的研究思路,设计(论文)质量,文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍,回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任: (签名)委员: (签名)(签名)(签名)(签名) 答辩成绩: 总评成绩: 摘 要变电所是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,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
4、用。这次设计以110KV降压变电所为主要设计对象,分析变电站的原始资料确定变电所的主接线;通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果,对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计。关键词: 变电所电气主接线;短路电流计算;一次设备;防雷保护AbstractA substation is an important component of electricity system and has the direct impact on the security and rational operation of the whole po
5、wer systems, it is the intermediate which links power plants and users, and plays an important role in changing and distributing electrical energy. My design considers the terminal 110kV substations as the main design target, and makes analysis on the original data of substation and defines its main
6、 wiring; through the calculations of load to determine the main transformers number, capacity and types. My design also focuses on selecting and proofreading for the one-time equipment of substation according to result of calculation for short-circuit; at the same time I complete the design about th
7、e distribution devices layout, mine-protection and earthing devices. KeyWords: substation electrical main wiring ;short-circuit current calculation ;one-time equipment ;mine-protection专心-专注-专业目 录第一章 引 言1.1 概述本次设计题目为110KV变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度,培养对本专业各科知识进行综合运用的能力,同时检验本专业学习四年以来的学习结果。此次设计首先根据
8、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。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,在根据最大持续工作电流及短路计算结果,对设备进行了选型校验,同时考虑到系统发生故障时,必须有相应的保护装置,因此对继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压,则进行了防雷保护和接地装置的设计,最后对整体进行规划布置,从而完成110kV变电所一次系统的设计。1.2 原始资料分析1.2.1 本所
9、设计电压等级 根据设计任务本次设计的电压等级为:110/35/10KV1.2.2 电源负荷地理位置情况1、电源分析与本所连接的系统电源共有3个,其中110KV两个,35KV一个。具体情况如下: 1)110KV系统变电所该所电源容量(即110KV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主)。在该所等电压母线上的短路容量为650MVA,该所与本所的距离为9KM。以一回路与本所连接。2)110KV火电厂该厂距离本所12KM,装有3台机组和两台主变,以一回线路与本所连接,该厂主接线简图如图1.1:图 1.1 110KV火电厂接线图3)35KV系统变电所该所距本所7.5KM.以一回线路相连接,在该所高压
10、母线上的短路容量为250MVA.。以上3个电源,在正常运行时,主要是由两个110KV级电源来供电给本所。35KV变电所与本所相连的线路传输功率较小,为联络用。当3个电源中的某一电源出故障,不能供电给本所时,系统通过调整运行方式,基本是能满足本所重要负荷的用电,此时35KV变点所可以按合理输送容量供电给本所。2、本地区气象及地质条件:年最高气温40,最高月平均气温34年最低气温-4,地震烈度7度以上,年平均雷电日90天,海拔高度,75m。3、负荷资料分析1)35KV负荷表1.1 35KV负荷参数表用户名称容量(MW)距离(KM)备注化工厂3.515类负荷铝厂4.313类负荷水厂1.85类负荷塘源
11、变74类负荷注:35KV用户中,化工厂,铝厂有自备电源2)10KV远期最大负荷表1.2 10KV参数负荷表用户名称容量(MW)负荷性质机械厂1自行车厂1.5食品加工厂0.5电台0.3纺织厂1.2木材厂0.4齿轮厂0.83)本变电所自用负荷约为60KVA;4)一些负荷参数的取值:负荷功率因数均取cos=0.85,负荷同期率 Kt=0.9c,年最大负荷利用小时数Tmax4800小时/年,表中所列负荷不包括网损在内,故计算时因考虑网损,此处计算一律取网损率为5%,各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。 1.2.3 设计任务书1)电气主接线设计2)短
12、路电流计算3)主要电气设备及载流导体选择4)继电保护的配置5)防雷保护及接地装置6)配电装置的设计第2章 电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分,也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.1 主接线接线方式2.1.1 单母线接线 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。缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线或母线隔离开关等)故障时检修,均需使整个配电装置停电,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
13、恢复非故障母线的供电。适用范围:6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回;35-63KV配电装置出线回路数不超过3回;110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2.1.2 单母线分段接线优点: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。当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点: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。当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围:6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时;35KV配电装置出线回路
14、数为4-8回时;110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多,容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用,具有足够的可靠性和灵活性。2.2.4 桥型接线1、内桥形接线优点:高压断器数量少,四个回路只需三台断路器。缺点: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停运;桥连断路器检修时,两个回路需解列运行;出线断路器检修时,线路需较长时期停运。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。2、外桥形接线优点:高压断路器数量少,四个回路只需三台断路器。缺点:线路
15、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。高压侧断路器检修时,变压器较长时期停运。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。2.2.5 双母线接线优点:1)供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障时,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某一组母线上,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。向双母线的左右任何的一个方向扩建,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。4)便于试验。当个别回路需要单
16、独进行试验时,可将该回路分开,单独接至一组母线上。缺点:1)增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2)当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,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。适用范围:6-10KV配电装置,当短路电流较大,出线需要带电抗器时;35KV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;110-220KV配电装置,出线回路数为5回及以上时,或110-220KV配电装置在系统中占重要地位,出线回路数为4回及以上时。2.2.6 双母线分段接线双母线分段可以分段运行,系统构成方式的自由度大,两个元件可完全分别接到不
17、同的母线上,对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸,因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题,而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响,断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时,母线不分段。2.3 电气主接线的选择2.3.1 10kV电气主接线 根据资料显示,由于10KV的出线为9回,其中所用电2回,且有一类负荷,可以初步选择以下两种方案:1)单母分段带旁母且分段断路器兼作旁路断路器, 610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时,如果有一类负荷可采用单母线分段带旁路接线, 如图2.1。图2.1
18、单母线分段带旁母接线2)双母接线,一般用于引出线和电源较多,输送和穿越功率较大,要求可靠性和灵活性较高的场合,如图2.2。图2.2双母线接线表2.1 10KV主接线方案比较 方案 项目 方案 单母分段带旁母方案 双母接线技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修,可以用利用旁路不会造成停电 扩建时需向两个方向均衡扩建供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少设备少可选择用分段断路器兼作旁路断路器设备多、配电装置复杂投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好,且调度灵活也可保证供电的可靠性。在根据此变电站的用途,所以选用方案。2.3.2 35kV电气主
19、接线根据资料显示,由于35KV的出线为4回,一类负荷较多,可以初步选择以下两种方案:1)单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器,电压等级为35kV60kV,出线为48回,可采用单母线分段接线,也可采用双母线接线。 图2.3单母线分段带旁母接线2)双母接线接线 图2.4双母线接线表2.2 35KV主接线方案比较 方案项目 方案单母分段带旁母方案双母接线技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 扩建时需向两个方向均衡扩建 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济 设备少、投资小用母线分段断路器兼作
20、旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面大虽然方案可靠性、灵活性不如方案,但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案。2.3.3 110kV电气主接线根据资料显示,由于110KV没有出线只有2回进线,可以初步选择以下两种方案: 1)桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线。上述两种方案如图2.5及图2.6所示。 图2.5 内桥接线2)单母接线。图2.6单母线分段接线表2.3 110KV主接线方案比较方案内桥接线方案单母分段技术接线清晰简单调度灵活,可靠性不高 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济占地少使用的断路器少设备少、投资小经比较两种方案都具有接线
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