110KV降压变电所电气一次部分设计.doc
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1、/*郑州电力职业技术学院毕业生论文 题目：110KV降压变电所电气一次部分设计系 别专 业 班 级 学 号 姓 名 论文成绩指导教师答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任目录摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 第一章 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5第二章 主变压器的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第三章 电气主接线的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 3.1电气主接线设计的基本要求. . . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 3.2本变电站电气主接线设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7第四章 短路电流计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 4.1短路电流计算步骤. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 4.2 本变电站短路电流计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11第五章 主要电气设备的选择和校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 5.1高压断路器的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.2隔离开关的选择和校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.3电流互感器的选择与校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5.4电压互感器的选择与校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.5高压熔断器的选择与校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.6母线选择与校验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26第六章 继电保护设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.1对继电保护装置的基本要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 6.2本变电站的继电保护设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29第七章 变电所的防雷接地保护设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8、 . . . . . . . . . . . . . . . 31 7.1 本变电站防雷保护. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 7.2 变电所的接地装置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 7.3 本变电所的接地设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10、. . . . . . . .36摘要本文主要介绍了110KV降压变电站一次电路部分的设计。根据任务书中的原始数据进行了负荷分析和计算，利用计算结果，参考当地经济发展状况，确定主变压器的容量，今儿选择变压器的型式，确定主变压器的型号。然后分析不同主接线的适用范围选择各电压等级的主接线方式制定主接线方案，通过比较选择最优方案，根据配电装的目的。置的适用范围选取不同电压等级的配电装置。最后，按照所选设计的方案，绘制出了110KV降压变电站的电气主接线图。本设计初步实现了对电力用户提供安全，可靠。优质电能关键词:主接线 短路电流计算 电器设备 防雷保护第一章 前 言 我国电力工业从改革开放以来一直保
11、持高速发展的态势。1978年，全国装机容量为5712万千瓦，发电量2566亿千瓦时，分别居世界第八位和第七位。改革开放30年后的2007年，全国装机容量为7.1822亿千瓦，发电量为32644亿千瓦时，分别是改革开放之初的12.6倍和12.7倍。随着我过电力工业的技术水平和管理水平的逐步提高，现在有许多变电站已经实现了集中控制和采用计算机远程监控。电力系统也实现了分级集中调度，电力工业都必须把节约能源，降低消耗，确保安全经济运行提高供电可靠性放在重要位置。 我国电力工业将逐步跨入世界先进水平行列。变电所示生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。近几年，随着电力工业的不断发展，根
12、据电力工业的发展方针及大机组、大电网、超高压、交直流的电网发展趋势，使得对变电所建筑结构和设计不断的改进和发展。 如今，我国已经加入WTO七年了，在激烈的国际竞争环境中，中国GDP增长要保持9%以上，电力工业的发展是GDP增长的必要保障。如今面对世界金融危机的影响，作为一个发展中国家，我国的经济发展已经受到了一定的冲击，这对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。 第二章 主变压器的选择 在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。35110KV变电所设计规范规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综
13、合考虑确定。 在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。 装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。 具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。 此外，在确定变电所主变压器台数和容量时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。 主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。主变压器的确定：已知该变电站有三种电压，主变压器采用三线圈绕组变压器。由负荷计算可知，本变电站的远景负荷为28334.6KV
14、A，因此装设两台主变压器，每台变压器额定容量按下式选择： SN=0.7故可选择两台型号为SFSZ7-20000/110的变压器 第三章 电气主接线的设计 在发电厂和变电所中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能产生、汇集和分配的电气主回路。这个电气主回路将称为电气一次系统，又称为电气主接线。 用规定的设备图形和文字符号，按照各电气设备实际的连接顺序而绘成的能够全面表示电气主接线的电路图，称为电气主接线图。 发电厂、变电所的电气主接线有多种形式。选择何种电气主接线。是发电厂、变电所电气部分设计中的最重要问
15、题，对各种电气设备的选择。配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响，并将长期地影响电力系统运行的可靠性、灵活性和经济性。3.1 电气主接线设计的基本要求 1.供电可靠性设计主接线时，必须考虑安全可靠性，避免出现人身和设备事故，同时还要考虑到检修方便，以及要保证对对重要用户的供电。2.供电经济性在满足可靠性的前提下，应尽量降低投资和运行费用，以求得良好的经济性。经济性是设计主接线的重要原则之一，要从整个国民经济的利益出发来考虑，必须在保证可靠性的前提下，再求得经济性。3.设计力求简单、操作方便主接线设计应当力求简单明了、运行操作方便，不应有多余的设备；主接线布置应明显堆成，操作
16、程序不繁琐，避免误操作，并便于处理事故。4.运行灵活性电气主接线运行要灵活，检修维护安全方便；要考虑各种运行方式，采用各种不同的接线和措施。5.发展和扩建需求考虑发展和扩建主接线的设计应考虑到将来的发展和扩建需要。3.2本变电站电气主接线设计3.2.1 110KV电压侧接线35110KV变电所设计规范规定，35110KV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。110KV线路为6回及其以上时，应采用双母线接线。 本变电站110KV线路有2回，可采用桥式接线，桥式接线按照连接线的位置，可分为内桥接线和外桥接线两种形式，如同4
17、-1所示。下面对图所示的两种桥式接线方案进行技术、经济比较，确定出一个合理的选择方案。1.内桥、外桥接线经济比较从图4-1可以明显看出，无论采用内桥或外桥接线，在110KV侧使用的开关设备，从数量，型号，价格上比较，两种方案经济指标相差不多，所以重点应进行两种方案的技术比较。2.内桥、外桥接线技术比较 按供电协议书要求，该厂总降压变电所距离供电电源端有80km,从技术方面比较，外桥接线使用与变压器运行需要经常切换操作；而内桥接线适用于线路长需要经常切换操作。由于总降压变电所带有分厂负荷较多，各分厂负荷经常变化，供电线路又较长。所以从技术方面比较，选择内桥接线时合理的选择方案。因此，110KV电
18、压侧，选择内桥接线。3.2.2 35KV 10KV电压侧接线35110KV变电所设计规范规定，当变电所装有两台主变压器时，610KV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。当635KV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。方案一：采用单母线分段接线如图为单母线分段接线优点：单母线分段接线能提高供电的可靠性。当任一段母线或某一台母线隔离开关故障及检修时，自动或手动跳开分段断路器QF，仅有一半线路停电，另一段母线上的各回路仍可正常运行。重要负荷分别从两段母线上各引出一条供电线路，就保证了足够的供电可靠性。两段母线同时故障的概率
19、很小，可以不予考虑。当可靠性要求不高时，也可用隔离开关QS将母线分段，故障时将会短时全长停电，待拉开分段隔离开关后，无故障段即可恢复运行。单母线分段接线除具有简单、经济和方便的优点，可靠性又有一定程度的提高，因此在中、小型发电厂和变电所中仍被广泛应用。缺点：某分段上的母线发生故障或检修时，电源只能通过一回进线供电，供电效率较低，可能会使部分用户停电；当分段上进行修理时，该段重要用户失去备用。方案二：采用双母线接线 如图为双母线接地优点： 双母线接线与单母线接线相比，停电的机会减少了，必须的停电时间缩短了，运行的可靠性和灵活性有了显著的提高。另外，双母线接线在扩建时也比较方便，施工时可不必停电。
20、 缺点： 使用设备较多，投资较大，配电装置较为复杂，造价高。同时在运行中需将隔离开关作为操作电器。若未严格按照规定顺序进行倒闸操作，会造成严重事故。所以，本设计110KV变电站的负荷属于二级负荷的范围，如采用双母线制会造成不必要的资金浪费，如果操作失误，也会带来严重的后果；采用单母线分段接线，就可以满足要求，也可以减少花费。因此10KV、35KV电压侧选用单母线分段接线法 第四章 短路电流计算 电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流，其值可远远大于额定电流，并取决于短路距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值
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