变电站电气一次部分初步设计说明.docx
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1、a重庆电力高等专科学校重庆教培中心教学点毕业论文专业:电力系统自动化a内容提要依据设计任务书的要求,本次设计为 110kV 变电站电气一次局部初步设计,并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为 110kV、35kV 和 10kV 三个电压等级。各个电压等级分别承受单母线分段接线、单母线分段带旁母线和单母线分段接线。本次设计中进展了电气主接线的设计。电路电流计算、主要电气设备选择及效验包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等、各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置。本设计以电力工程专业毕业设计指南、电力工程电气设备手册、高电压技术、电气简图用图形符号GB/T4728
2、.13、电力工程设计手册、城乡电网建设改造设备使用手册等标准规程为依据,设计的内容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推举的型产品,技术先进、运行牢靠、经济合理。名目前言第一局部110kV 变电站电气一次局部设计说明书第1章原始资料第2章电气主接线设计第2.1节主接线的设计原则和要求第2.2节主接线的设计步聚第2.3节本变电站电气接线设计第 3 章变压器选择第 3.1 节主变压器选择 第 3.2 节站用变压器选择第 4 章短路电流计算第 4.1 节短路电流计算的目的第 4.2 节短路电流计算的一般规定第 4.3 节短路电流计算的步聚第 4.4 节短路电流计算结果第 5 章高压电器设备选
3、择第 5.1 节电器选择的一般条件第 5.2 节高压断路器的选择 第 5.3 节隔离开关的选择第 5.4 节 电流互感器的选择第 5.5 节 电压互感器的选择第 5.6 节 高压熔断器的选择第 6 章 配电装置设计第 7 章 防雷保护设计其次局部 110kV 变电站电气一次局部设计计算书第 1 章负荷计算第 1.1 节主变压器负荷计算 第 1.2 节站用变压器负荷计算第 2 章短路电流计算第 2.1 节三相短路电流计算第 2.2 节站用变压器低压侧短路电流计算第 3 章线路及变压器最大长期工作电流计算第 3.1 节线路最大长期工作电流计算第 3.2 节主变进线最大长期工作电流计算第 4 章电气
4、设备选择及效验第 4.1 节高压断路器选择及效验第 4.2 节隔离开关选择及效验 第 4.3 节电流互感器选择及效验第 4.4 节电压互感器选择及效验第 4.5 节熔断器选择及效验第 4.6 节母线选择及效验第 5 章防雷保护计算第三局部110KV 变电站电气一次局部设计图纸电气主接线图总结参考文献致谢前言变电站是电力系统的重要组成局部,是联系发电厂和用户的中间环节, 起着变换和安排电能的作用,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确实定,是变电站电气局
5、部投资大小的打算性因素。本次设计为 110kV 变电站电气一次局部初步设计,分为设计说明书、设计计算书、设计图纸等三局部。所设计的内容力求概念清楚,层次清楚。本文是在教师们治学严谨、学问广博、擅长捕获事物、的争论方向。在毕业设计期间教师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助。在此,我对恩师表示最崇高的敬意和最真诚的感谢!本文从主接线、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展了阐述,并绘制了电气主接线图。由于本人水平有限,错误和不妥之处在所难免,敬请各位教师批判指正。第一局部110kV 变电站电气一次局部设计说明书设计指导教师第 1 章 原始资料1.1 地区电网的特点1)
6、本地区即使在最枯的月份,水电站发电保证出力时亦能满足地区负荷的需要, 加上小火电,根本不需要外系统支援。2) 本系统的水电大多数时径流式电站,动身保证出力外的月份,均有电力剩余, 特别是 4 至 7 月份。1.2 建站规模1) 变电站类型:110kV 变电工程2) 主变台数:23) 电压等级:110kV、35kV、10kV4) 出线回数及传输容量110kV 出线 6 回2 回路备用本变长泥坡15000kw6kmLGJ-120本变双旗变15000kw42.3kmLGJ-120本变系统30000kw66kmLGJ-150本变双桥8000kw30kmLGJ-12035kV 出线 8 回2 回路备用本
7、变长泥坡8000kw6kmLGJ-95本变火电厂10000kw8kmLGJ-95本变中方变5000kw15kmLGJ-95本变水电站8000kw12kmLGJ-1202 回路本变鸭嘴变5000kw10kmLGJ-9510kV 出线 10 回3 回路备用本变氮肥厂2500kw2km本变化工厂1500kw3km本变医院1500kw5km本变印刷厂2023kw4km2 回路本变造纸厂2500kw6km本变机械厂2500kw4km5) 无功补偿:承受电力电容器两组,容量为 2*4500kva1.3 环境条件1) 当地年温最高为 40,年最低温度为-5;2) 当地海拔高度为 800 米。3) 当地雷暴日
8、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.M1.4 电器主接线图建议 110kV 双母线分 4 段、35kV 双母线带旁、10kV 单母线分段带旁路接线,并考虑设置融冰措施。1.5 短路阻抗1) 系统作无穷大电源考虑:X0.05,X0.04,X0.1,X0.05。1max0max1min0min2) 火电厂的装机容量为 3*7500kw,Xd0.125 最大运行方式下,该火电厂 3 台机组全部投入并满发,最小运行方式下,该火电厂只投入 2 台机组。3) 水电厂的装机容量为 3*5000kw,Xd0.27,最大运行方式下,该水电厂 3 台机组全部投入并
9、满发,最小运行方式下,该水电厂只投入 1 台机组。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。变电站是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和安排电能的作用。为满足生产需要,变电站中安装有各种电气设备,并b 主接线代表了变电站电气局部主体构造,是电力系统接线的主要组成局部,是变电站电气设计的首要局部。它说明白变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置确实定,关系着电力系统的安全、稳定、敏捷和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同
10、一时刻完成的,所以主接线设计的好坏,也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线的设计是一个综合性的问题。必需在满足国家有关技术经济政策的前提下,正确处理好各方面的关系,全面分析有关因素,力争使其技术先进、经济合理、安全牢靠。2.1.1 电气主接线的设计原则电气主接线的根本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际状况,在保证供电牢靠、调度敏捷、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护便利,尽可能地节约投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与牢靠性,坚持牢靠、先进、适用、美观的原则。1) 接线方式:对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压
11、侧应尽可能 承受断路器较少或不用断路器的接线,如线路变压器组或桥形接线等。假设能满足继电保护要求时,也可承受线路分支接线。在 110kV220kV 配电装置中,当出线为 2 回时, 一般承受桥形接线;当出线不超过 4 回时,一般承受分段单母线接线。在枢纽变电站中, 当 110kV220kV 出线在 4 回及以上时,一般承受双母线接线。在大容量变电站中,为了限制 610kV 出线上的短路电流,一般可承受以下措施:a) 变压器分列运行;b) 在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器;c) 承受低压侧为分裂绕组的变压器;d) 出线上装设电抗器。2) 主变压器选择a) 主变压器台数:为保证供电牢靠性,变电
12、站一般装设两台主变压器。当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时,可装设一台。对于大型枢纽变电站,依据工程具体状况,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。b) 主变压器容量:主变压器容量依据 510 年的进展规划进展选择,并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷力量。对装设两台变压器的变电站,每台变压器额定容量一般按下式选择S 0.6 PnMP 为变电站最大负荷。这样,当一台变压器停用时,可保证对60负荷的供电,考虑变M压器的事故过负荷力量 40,则可保证对 84负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25的非重要负荷,因此,承受 S0.6 P ,对变电站保证重要负荷
13、来说多数是可行的。nM对于一、二级负荷比重大的变电站,应能在一台停用时,仍能保证对一、二级负荷的供电。c) 主变压器的型式:一般状况下承受三相式变压器。具有三种电压的变电站, 如通过主变压器各侧绕组的功率均到达 15Sn 以上时,由于中性点具有不同的接地形式,应承受一般的三绕组变压器;当主网电压为 220kV 及以上,中压为 110kV 及以上时,多承受自耦变压器,以得到较大的经济效益。3) 断路器的设置:依据电气接线方式,每回线路均应设有相应数量的断路器,用以完成切、合电路任务。4) 为正确选择接线和设备,必需进展逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时,可承受以下数
14、据:a) 最小负荷为最大负荷的 6070,如主要是农业负荷时则宜取 2030;b) 负荷同时率取 0.850.9,当回路在三回一下时且其中有特大负荷时,可取0.951;c) 功率因数一般取 0.8;d) 线损平均取 5。2.1.2 设计主接线的根本要求在设计电气主接线时,应使其满足供电牢靠,运行敏捷和经济等项根本要求。1) 牢靠性:供电牢靠是电力生产和安排的首要要求,电气主接线也必需满足这个要求。在争论主接线时,应全面地对待以下几个问题:a) 牢靠性的客观衡量标准是运行实践,估价一个主接线的牢靠性时,应充分考虑长期积存的运行阅历。我国现行设计技术规程中的各项规定,就是对运行实践阅历的总结。设计
15、时应予遵循。b) 主接线的牢靠性,是由其各组成元件包括一次设备和二次设备的牢靠性的综合。因此主接线设计,要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。c) 牢靠性并不是确定的,同样的主接线对某所是牢靠的,而对另一些所可能还不够牢靠。因此,评价牢靠性时,不能脱离变电站在系统中的地位和作用。通常定性分析和衡量主接线牢靠性时,均从以下几方面考虑:a) 断路器检修时,能否不影响供电。b) 线路、断路器或母线故障时,以及母线检修时,停运出线回路数的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。c) 变电站全部停运的可能性。2) 敏捷性:主接线的敏捷性要求有以下几方面:a) 调度敏捷,操作简
16、便:应能敏捷的投入或切除某些变压器或线路,调配电源和负荷,能满足系统在事故、检修及特别运行方式下的调度要求。b) 检修安全:应能便利的停运断路器、母线及其继电保护设备,进展安全检修而不影响电力的正常运行及对用户的供电。c) 扩建便利:应能简洁的从初期过渡到最终接线,使在扩建过渡时,在不影响连续供电或停电时间最短的状况下,投入装变压器或线路而不相互干扰,且一次和二次设备等所需的改造最少。3) 经济性:在满足技术要求的前提下,做到经济合理。a) 投资省:主接线应简洁清楚,以节约断路器、隔离开关等一次设备投资;要使掌握、保护方式不过于简单,以利于运行并节约二次设备和电缆投资;要适当限制短路电流,以选
17、择价格合理的电器设备;在终端或分支变电站中,应推广承受直降式110/610kV变压器,以质量牢靠的简易电器代替高压断路器。b) 占地面积小:电气主接线设计要为配电装置的布置制造条件,以便节约用地和节约构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方,都应承受三相变压器。c) 电能损耗少:在变电站中,正常运行时,电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数,尽量避开两次变压而增加电能损耗。第 2.2 节主接线的设计步聚电气主接线图的具体设计步聚如下:a)分析原始资料a) 本工程状况 变电站类型,设计规划容量近期,远景,主变台数及容量等。b) 电力系统状况 电力系统近期及远
18、景进展规划 510,变电站在电力系统中的位置和作用,本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。c) 负荷状况 负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路及输送容量等。d) 环境条件 当地的气温、湿度、覆水、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素,对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。e) 设备制造状况 为使所设计的主接线具有可行性,必需对各主要电器的性能、制造力量和供货状况、价格等资料集合并分析比较,保证设计的先进性、经济性和可行性。b) 拟定主接线方案依据设计任务书的要求,在原始资料分析的根底上,可拟定出假设干个主接线方案。由于对出线回路数、电压等级、变压器台
19、数、容量以及母线构造等考虑不同,会消灭多种接线方案。应依据对主接线的根本要求,结合最技术,确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。c) 短路电流计算对拟定的主接线,为了选择合理的电器,需进展短路电流计算。d) 主要电器选择包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。e) 绘制电气主接线图将最终确定的主接线,按工程要求,绘画工程图。第 2.3 节 本变电站电气主接线设计2.3.1 110kV 电压侧接线35110kV 变电所设计标准规定,35kV110kV 线路为两回以下时,宜承受桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时,宜承受扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV 线路为 8
20、回及以上时,亦可承受双母线接线。110kV 线路为 6 回及其以上时,宜承受双母线接线。在承受单母线、分段单母线或双母线的 35110kV 主接线中,当不允许停电检修断路器时,可设置旁路设施。本变电站 110kV 线路有 6 回,可选择用双母线或单母线分段接线两种方案,如图2.1 所示。方案一供电牢靠、运行方式敏捷、倒闸操作简单, 简洁误操作;占地大、设备多、投资大。a图 2.1。方案二简洁清楚、操作便利、不易误操作,设备少,投资小,占地面积小,但是运行牢靠性和敏捷性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站,电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要, 加上小火电,根本不需要外系统支援 ,
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