110KV降压变电站一次系统设计电力系统自动化设计说明.doc
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1、 . 毕业设计110KV降压变电站一次系统设计毕业设计(论文)评语与成绩学生专业电力系统自动化班级学号毕业设计(论文)题目110KV降压变电站一次系统设计指导教师指导教师职称指导教师评语:答辩小组意见:答辩小组组长签字: 年 月 日成绩:系主任签字: 年 月 日毕业设计(论文)任务书题目110KV降压变电站一次系统设计专业电力系统自动化班级学生所在系导师导师职称一、设计(论文)容本次设计为110KV降压变电站一次系统设计,通过进行变电站的负荷计算和无功补偿等计算,以与从安全、经济与可靠性方面考虑,确定110KV,35KV,10KV以与站用电的主接线,同时也进行了图形对照,确定主变压器台数,容量
2、与型号,同时也确定了站用变压器的容量与型号。最后,根据最大持续工作电流与短路计算的计算结果,对高压断路器、熔断器、隔离开关、母线、电压互感器、电流互感器以与母线进行了选型,为完成110KV电气一次部分的设计奠定了基础。二、基本要求仔细阅读电力工程电气设计手册以与与设计变电站一次系统有关的书籍。掌握变电站设计的基本步骤。设计方案能做到满足运行可靠,简单灵活、操作方便和节约投资等要求。编写设计说明书。三、主要技术指标(或研究方法)1.变电所建设规模:变电所容量:31.5MW;电压等级110/35/10KV;出线回路数:110KV 4回架空线路;35KV 8回架空线路;10KV 10回架空线路。2.
3、在建站条件方面,本站地势平坦,属轻地震区,年最高气温+40,站最低气温-5,站平均温度+18,属于我国类标准气象区。.四、应收集的资料与参考文献1春球,发电厂电气部分,中国电力,20042跃,电力工程专业毕业设计指南,中国水利水电,20033绳敏,电力系统课程设计与毕业设计参考资料,水利电力,19954小虎,工厂供电技术(第2版),高等教育,20065玉盛、马良玉、牟道槐,发电厂-变电站电气部分,大学,19966介才,工厂供电(第四版),机械工业,20077黄纯华,发电厂电气部分课程设计参考资料,中国电力,20018弋,电力工程电气设计手册(电气一次部分),中国电力,1989年12月第1版9弋
4、,电力工程电气设备手册(电气一次部分上、下册),中国电力,1998 年10月第1 版五、进度计划1、指导教师填写毕业设任务书下达开题任务(2010年12月27日至28日)2、调研,收集资料,方案论证,撰写开题报告(2010年12月28日至12月30日)3、完成设计初稿(2010年12月31日至2011年1月6日)4、学生提交中期检查报告(2011年1月7日至1月9日)5、数据分析等, 完善设计,等待答辩(2011年1月9日至1月10日)教研室主任签字时间年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目110KV降压变电站一次系统设计专业电力系统自动化班级学生一、文献综述(立论依据)1弋,电力工程电气设计
5、手册(电气一次部分),中国电力,1989年12月第1版2弋,电力工程电气设备手册(电气一次部分上、下册),中国电力,1998 年10月第1 版3春球,发电厂电气部分,中国电力,2004二、研究容与预期目标通过对负荷资料的分析与安全、经济与可靠性方面考虑,确定110KV,35KV,10KV以与站用电的主接线,然后又通过负荷计算确定主变压器台数,容量与型号,同时也确定了站用变压器的容量与型号,最后,根据最大持续工作电流与短路计算的计算结果,对高压断路器、熔断器、隔离开关、电压互感器、电流互感器以与母线、电缆进行了选型,从而完成了110KV电气一次部分的设计。三、研究方案(研究方法)了解并掌握110
6、KV降压变电所的国外现状特点和发展前景,查阅资料,结合电力系统方向所学专业课程以与他人的设计、研究成果, 掌握变电所设计的过程和方法,并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况,在借鉴已建110 KV降压变电所设计经验的基础上,对110 KV降压变电所变压器的选择、电气主接线、电气设备的平面布置。(1)主变容量和型号的选择是根据负荷发展的要求。包括主变压器型号的选择,冷却方式,有无励磁,有载还是无载调压方式。(2)电气主接线的设计确定主接线的形式对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修是否方便以与经济性等都起着决定性作用。变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的
7、地位、回路数、设备特点与负荷性质等条件确定,并且满足运行可靠,简单灵活、操作方便和节约投资等要求,便于扩建。主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力,我们可以进行定量评价。灵活性的基本要满足调度时灵活性的要求,满足检修时灵活性的要求以与满足扩建时灵活性的要求,大的电力工程往往要分期建设,从最初的主接线过渡到最终的主接线,每次过渡都应该比较方便,对已运行部分影响小,改建的工程量不大。(3)短路电流的计算与电气设备的选择根据电力系统接线图与本所电气主接线图,制定短路计算等值网络图,拟订必要的短路计算点,用实用计算法或上机计算出选择电气设
8、备所需的各组短路电流。并将计算值列表备用。所必须的知识点包括:a短路电流的计算方法;b设计常以三相短路作为电气设备的选择方法;c根据短路计算网络的具体情况,可按同一变比法或按个别变化法计算短路电流。应选择的电气设备如下:各电压等级的母线、断路器、隔离开关、电压与电流互感器。按正常情况下选择电气设备,按短路情况下校验电气设备的动稳定,热稳定等。对于软母线来说不用校验其动稳定,对于开关来说不用校验其开断能力。四、进度计划1、指导教师填写毕业设任务书下达开题任务(2010年12月27日至28日)2、调研,收集资料,方案论证,撰写开题报告(2010年12月28日至12月30日)3、完成设计初稿(201
9、0年12月31日至2011年1月6日)4、学生提交中期检查报告(2011年1月7日至1月9日)5、数据分析等, 完善设计,等待答辩(2011年1月9日至1月10日)指导教师签字时间年 月 日I / 50目录摘要第1章概述1第2章负荷计算与变压器选择32.1 负荷计算32.1.1 计算负荷的目的32.1.2 负荷分析32.2 主变压器的选择42.2.1 主变压器台数和容量的确定42.2.2 变压器型号的选择42.3 本变电站站用变压器的选择52.4 小结6第3章无功补偿装置的选择73.1 补偿装置的意义73.2 无功补偿装置类型的选择73.2.1 无功补偿装置的类型73.2.2 常用的三种补偿装
10、置的比较与选择73.3 无功补偿装置容量的确定83.4 并联电容器装置的分组83.4.1 分组原则83.4.2 分组方式83.5 并联电容器装置的接线9第4章电气主接线设计104.1 主接线的设计原则104.1.1 主接线设计的基本要求104.1.2 主接线的设计依据114.2 110KV主接线的选择114.3 35KV主接线的选择114.4 10KV主接线的选择124.5 所用电设计12第5章电路电流计算135.1 短路电流计算的目的135.2 短路电流计算的条件135.3 短路电流计算145.3.1 计算步骤145.3.2 变压器参数的计算155.3.3 短路点的确定155.3.4 各短路
11、点的短路计算16第6章电气设备选择与校验216.1 电气设备选择的一般规定216.1.1 一般原则216.1.2 有关的几项规定216.2 各回路持续工作电流的计算226.3 高压电气设备选择226.3.1 断路器的选择与校验226.3.2 隔离开关的选择与校验276.3.3 电流互感器的选择与校验296.3.4 电压互感器的选择与校验346.3.5 母线的选择与校验356.3.6 熔断器的选择38结论40致41参考文献42附录1 电气设备的布置图43附录2 电气设备接线图44第1章 概述由于某地区电力系统的发展和负荷增长,拟建一座110KV变电站,向该地区用35KV和10KV两个电压等级供电
12、。本变电站由两个系统供电,对35KV侧来讲,本所供电对象是A厂、B厂的厂区和生活区与A、B两座变电站,10KV侧供电对象是a厂、b厂、c厂、d厂的厂区和生活区与a、b两个居民区。具体数据如下:表1-1 系统与线路参数表系统1系统2线路参数(MVA)(MVA)(KM)(KM)60038800453020表1-2 35KV侧负荷资料表负荷名称最大负荷(MW)回路数A厂60.92B厂60.92A变电站50.91B变电站30.91注:35KV负荷同时系数为0.9表1-3 10KV侧负荷资料表负荷名称最大负荷(MW)回路数A厂20.851b厂20.851c厂30.852d厂30.852A居民区30.91
13、b居民区30.91注:10KV负荷同时系数为0.85根据上表所述,一旦停电,就会造成地区断电、断水等后果严重影响人们的正常生活,还将造成机器停运,整个生产处于瘫痪状态,严重影响各厂生产的质量和数量。因此对本所得运行可靠性必须保证在非特殊情况下一本不允许对他们断电。鉴于以上情况,110KV侧线路回数采用4回,其中2回留作备用,35KV侧线路回数采用6回,另有2回留作备用,A、B厂采用双回路供电,10KV侧线路回数采用8回,另有2回留作备用,c、d厂采用双回路供电,以提高供电可靠性。在建站条件方面,本站地势平坦,属轻地震区,年最高气温+40,站最低气温-5,站平均温度+18,属于我国类标准气象区。
14、本变电站自用电主要负荷如表1-4:表1-4 110KV变电站自用电负荷序 号设备名称额定容量(KW)安装台数工作台数备 注1主充电机200.8511周期性负荷2浮充电机4.50.8511经常性负荷3主变通风0.150.853232经常性负荷4蓄电池通风2.70.8511经常性负荷5检修、试验用电150.85经常性负荷6载波通讯用电10.85经常性负荷7屋照明5.28屋外照明4.59生活水泵4.50.8522周期性负荷10福利区用电1.50.85周期性负荷本论文主要通过分析上述负荷资料,以与通过负荷计算,最大持续工作电流与短路计算,对变电站进行了设备选型和主接线选择,进而完成了变电站一次部分设计
15、。第2章 负荷计算与变压器选择2.1负荷计算2.1.1 计算负荷的目的计算负荷是供电设计计算的基本依据,计算负荷确定得是否正确合理,直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大,将使电器和导线选得过大,造成投资和有色金属的消耗浪费,如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁,造成重大损失,由此可见正确确定计算负荷重要性。2.1.2 负荷分析要选择主变压器和站用变压器的容量,确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算出各侧的负荷,包括35KV侧负荷、10KV侧负荷和站用电负荷(动力负荷和照明负荷)。系统负荷的计算公式为: (式 2-1)式中 各出线的最
16、大负荷; 功率因数; 同时系数; 线损率,取5%;根据第1章所给资料,可以计算出以下数据:35KV侧负荷:10KV侧负荷:站用电负荷:(照明负荷+动力负荷0.85)78.5235变电站的总负荷:=33.6+22.75+0.0785=56.428MVA2.2 主变压器的选择2.2.1主变压器台数和容量的确定1、主变压器台数的选择主变压器台数的选择原则:(1)对于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变压器。(3)对于规划只装设两台变压器的变电所,其变压器基础宜按大于变压器容量的 12
17、 级设计,以便负荷发展时,更换变压器的容量。通过上述分析,本变电站硬装设两台主变压器。2、主变压器容量的选择主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年规划负荷选择,并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展,对于城市郊区变电所,主变压器应与城市规划相结合。根据变电站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站,应考虑当一台主变压器停运时,其余变压器容量过负荷能力后的允许时间,应保证用户的一级和二级负荷;对一般性变电站,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。单台变压器的容量=0.7根据负荷计算算出本变电站总的负荷为: =56.428MVA
18、=0.756.428=39.43MVA2.2.2变压器型号的选择1、绕组数量的确定根据电力工程电气设计手册所述:在具有三种电压的变电所中,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15 %以上或低压侧虽无负荷,但在变电所需设无功补偿设备时,主变压器宜采用三绕组变压器。在本变电所中:/=27.4480.8/57.5364=0.381615%/=35.00970.8/57.5364=0.486815%因此,主变压器选为三绕组变压器。2. 相数的确定根据电力工程电气设计手册变压器相数选择原则:当不受运输条件限制时,在330KV与以下发电厂和变电站,均应选用三相变压器。3. 绕组数和接线组别的
19、确定:该变电所有三个电压等级,所以选用三绕组变压器,连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行,110KV以上电压,变压器绕组都采用Y0连接,35KV采用Y形连接,10KV采用连接。4. 调压方式的选择:普通型的变压器调压围小,仅为5%,而且当调压要求的变化趋势与实际相反(如逆调压)时,仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外,普通变压器的调整很不方便,而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压围较大,一般在15%以上,而且要向系统传输功率,又可能从系统反送功率,要求母线电压恒定,保证供电质量情况下,有载调压变压器,可以实现,特别是在潮流方向不固定,而要求变压器可以副边电压保持
20、一定围时,有载调压可解决,因此选用有载调压变压器。5. 冷却方式的选择:主变压器一般采用的冷却方式有:自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性,要求与维护工作量,首选自然风冷冷却方式。根基上述条件本变电站应用两台SFSZ7-40000/110型有载调压变压器,采用暗备用方式,查变压器的参数如下:表2-1 SFSZ7-40000/110型变压器参数数据型号与容量(KVA)额定电压(KV)连接组别损耗(KW)阻抗电压(%)空载电流(%)空载短路高中高低中低高中低SFSZ7-40000/11011081.25%38.522.5%10.5YN,yn0,d
21、1160.221010.517-186.51.32.3 本变电站站用变压器的选择变电站的站用电是变电站的重要负荷,因此,在站用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求,考虑变电站发展规划,妥善解决分期建设引起的问题,积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备,使设计达到经济合理,技术先进,保证变电站安全,经济的运行。一般变电站装设一台站用变压器,对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器的变电站中应装设两台容量相等的站用变压器,互为备用,如果能从变电站外引入一个可靠的低压备用电源时,也可装设一台站用变压器。根据如上规定,本变电站选用两台容量相等的站用变压器。站用变压器的容量应按站用负荷选择:78.5
22、235 考虑一定的站用负荷增长裕度,站用变10KV侧选择两台S9-10010型号配电变压器,互为备用。根据容量选择,站用电变压器为S9-10010型变压器,其参数如下:表2-1 SL7-12510型变压器参数数据型号容量连接组别损耗/W阻抗电压为(%)空载负载S910010100(KVA)YN,yn030014704其容量比为:100/100/502.4 小结在本章中,根据本变电站的实际情况选择了变电站的主变压器和站用变压器:主变压器为两台SFSZ7-40000/110型有载调压变压器;站用变压器两台S9-10010型号配电变压器。第3章 无功补偿装置的选择3.1 补偿装置的意义无功补偿可以保
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