【正文】 ................................................. 49 電氣總平面布置設(shè)計(jì) ......................................................................................... 54 7 防雷設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 56 防雷設(shè)計(jì)的一般原則 ......................................................................................... 56 直擊雷保護(hù)設(shè)計(jì) ................................................................................................ 56 雷電侵入波保護(hù)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 59 避雷器的選擇 ................................................................................................... 60 8 電氣二次部分設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 61 繼電保護(hù)的配置原則 ......................................................................................... 61 主變壓器的保護(hù)配置 ......................................................................................... 62 線路保護(hù) .......................................................................................................... 71 9 結(jié) 論 ......................................................................................................................... 76 謝 辭 ............................................................................................................................. 77 參考資料 ....................................................................................................................... 78 附錄 1 外文資料翻譯 ..................................................................................................... 79 譯 文 ...................................................................................................................... 79 原文 ...................................................................................................................... 87 附錄 2 圖紙 ................................................................................................................... 99 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題背景及研究意義 隨著 工業(yè)時(shí)代的發(fā)展 ， 電力工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)。作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)力和基礎(chǔ) 能源 產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)對(duì)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了重要作用。它不僅是關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略大問題，而且與人們的日常生活、社會(huì)穩(wěn)定密切相關(guān)。隨著中國經(jīng)濟(jì)的 高速 發(fā)展，對(duì)電 能 的需求量 也日益增大，電力消費(fèi) 市場的擴(kuò)大又 促進(jìn)了 整個(gè)電力生產(chǎn)的發(fā)展。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，工廠用電量迅速增長， 對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)的要求也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、 更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和 金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。 在這種形勢(shì)下， 改善 電網(wǎng)結(jié)構(gòu) ，提高供電能力與可靠性以及綜 合自動(dòng)化程度，以滿足日益增長的社會(huì)需求是電力企業(yè)的首要目標(biāo)。 我國電力行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已逐漸步入世界先進(jìn)的行列。在中東部 的發(fā)達(dá)地區(qū)電力設(shè)施已經(jīng)相對(duì)完善。 但是在西部地區(qū)，由于地理?xiàng)l件復(fù)雜人口稀少經(jīng)濟(jì)落后有些偏遠(yuǎn)地方甚至還沒有通電 ，因此研究山城變電站設(shè)計(jì)的課題就顯得很有必要。特別是 進(jìn)入 21 世紀(jì)后，我國 全面實(shí)施西部大開發(fā)的戰(zhàn)略方針， 變電站 作為基礎(chǔ)設(shè)施必須率先 建設(shè)完善 ，然后才能發(fā)展西部經(jīng)濟(jì)。這就是在大的社會(huì)背景下的課題研究意義。 國內(nèi)外現(xiàn)狀 在我國，現(xiàn)階段主要進(jìn)行的變電站典型設(shè)計(jì)，是通過對(duì)現(xiàn)有變電站樣本進(jìn)行評(píng)估、類比、組合 , 形成典型化設(shè)計(jì)方案 , 并以新技術(shù)為依托 , 不斷優(yōu)化 , 形成一系列定制化產(chǎn)品 ,滿足城市、農(nóng)村和山區(qū)電網(wǎng)建設(shè)需求。通過變電站典型設(shè)計(jì) , 歸并工程流程 , 統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) , 提高工作效率 , 降低項(xiàng)目實(shí)施不確定性 , 加快工程建設(shè)進(jìn)度 , 降低將來運(yùn)行成本。變電站典型設(shè)計(jì)是將技術(shù)與管理相結(jié)合 , 通過典型化、標(biāo)準(zhǔn)化 , 提高工程整體效益。在過去十多年來． 110kV電力網(wǎng)絡(luò)和變電站在系統(tǒng)中鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的地位和功能發(fā)生了很大變化， 1l0kV電力網(wǎng)絡(luò)已下降為配電網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù) l10kV變電站也淪為負(fù)荷型的終端變電站。 西電東 輸 一直以來是我國電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)，為東部發(fā)展提供源源不斷的電能。然而 由于我國地域遼闊，輸電線路極其遙遠(yuǎn)，電 能在線路上的損耗也是不容忽視的。 超高壓輸電是發(fā)電容量和用電負(fù)荷增長、輸電距離延長的必然要求 。 因此近年來 我國在 一直致力于超高壓 輸電 的研究 與推廣并取得了顯著成就。直流輸電也是解決長距離輸電的一種方法，而且我國也已經(jīng)建成一條超高壓直流輸電線路。 在國外，一些發(fā)達(dá)國家的 電力工業(yè)起步較早發(fā)展相對(duì)完善。超高壓和直流輸電技術(shù)都比我國先進(jìn)。 但是一次能源日益緊張也一定程度制約了他們的電能供應(yīng) 。為了滿足 電力 需求這些國家通過各種方式來降低電能的損耗，比如說增高電壓就是一種比 較方便、實(shí)用的方法，這些國家已經(jīng)形成了比較完善的變電設(shè)計(jì)理論。完善的變電站設(shè)計(jì)理論是真正 做到了節(jié)約、集約、高效等特點(diǎn)?？傊?，發(fā)達(dá)國家通過改善變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站功率損耗，盡可能地提高變電所的靈活性，最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)分為 電氣一次部分和 電氣 二次部分。電氣一次部分系統(tǒng)的介紹了變電站設(shè)計(jì)的整個(gè)流程， 電氣 二次部分介紹變電站的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。 整個(gè)設(shè)計(jì)過程嚴(yán)格按照 任務(wù)書的要求 進(jìn)行， 首先進(jìn)行了負(fù)荷分析，根據(jù)分析結(jié)果確定了變壓器的容量、型號(hào)；在滿足主接線基本要求以及經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性的前提下分別對(duì) 110kV、 35kV 和 6kV 三個(gè)電壓等級(jí)主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)；應(yīng)用電力系統(tǒng)分析的有關(guān)知識(shí) 分別 對(duì) 三個(gè)電壓等級(jí)母線發(fā)生短路時(shí)進(jìn)行短路電流計(jì)算；通過短路電流的計(jì)算結(jié)果和電氣設(shè)備選擇校驗(yàn) 條件，對(duì)主要電氣設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)；最后，根據(jù)國家有關(guān)變電所設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)配電裝置、電氣總平面和防雷裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)；然后根據(jù)所學(xué)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)有關(guān)知識(shí)進(jìn)行 變壓器保護(hù)的配置和整定計(jì)算，三個(gè) 電壓 等 級(jí)線路保護(hù) 配置及 整定計(jì)算；最后用 Auto CAD 繪制一次接線圖和二次保護(hù)圖。 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 3 2 變電站總體分析與主變選擇 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電站中，變壓器是主要的電氣設(shè)備之一。其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)是變電站可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。特別是我國當(dāng)前的能源政策是開發(fā)、利用、節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 變電站的總體分析 建設(shè)性質(zhì)和規(guī)模 本變電站隨著新礦山開發(fā)配套建設(shè)，位于新礦區(qū)的負(fù)荷中心，確保礦區(qū)的生產(chǎn)用電，兼顧生活用電； 另外還向 周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)的工業(yè)及農(nóng) 業(yè)供電，并與周邊 35kv 變電站聯(lián)絡(luò)以提高可靠性。 電壓等級(jí) 本變電站 有三個(gè)電壓等級(jí)， 各等級(jí)電壓 及進(jìn)出線回路數(shù)如下： 110kv：近期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回 。 35kv：近期 3 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 1 回。 6kv：近期 9 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 5 回。 電力系統(tǒng)接線簡圖 鄭州 大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 山城站系統(tǒng) 1110 KV800 M V AXs 1 = 0 . 6花園站新區(qū)站110 KV350 KVXs 2 = 0 . 8 圖 電力系統(tǒng)接線簡圖 所址條件 所址地區(qū)海拔 100 米，地勢(shì)平坦，屬輕震區(qū)，土壤性質(zhì)為黃粘土，地耐力????2。土壤熱阻系數(shù) 120℃?cm/w，土溫 20℃。年最高氣溫 +40℃，最大風(fēng)速30m/s。屬于我國 Ⅷ 類標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 負(fù)荷分析 負(fù)荷分類及定義 一類負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或設(shè)備損壞 。此類負(fù)荷需要雙電源供電，兩電源之間自動(dòng)切換。 二類負(fù)荷：允許短時(shí)間（幾秒至幾分鐘）再恢復(fù)供電后不造成生產(chǎn)紊亂，但較長時(shí)間停電有可能損壞設(shè)備或影響機(jī)組正常運(yùn)行，此類負(fù)荷采用雙電源供電手動(dòng)切換。 三類負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的電力負(fù)荷。一般允許較長時(shí)間停電，有一個(gè)電源供電 。 山城 110kV 降壓變電站設(shè)計(jì) 5 本次設(shè)計(jì)中的負(fù)荷 新建變電所主要負(fù)荷為一二級(jí)負(fù)荷，如果停電會(huì)造成嚴(yán)重后果影響礦區(qū)的安全生產(chǎn)造成重大財(cái)產(chǎn)損失，影響村民的正常生活和工廠的生產(chǎn)。 新建變電站 110kV 側(cè)花山線近期穿越功率 6MW 遠(yuǎn)景 15 MW，新山線近期穿越功率 6 MW 遠(yuǎn)景 15MW；備用 2 線遠(yuǎn)景最大負(fù)荷都為 10 MW。 表 21 負(fù)荷資料（負(fù)荷單位： MW） 電壓 等級(jí) 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷 穿越功率 負(fù)荷組成（％） 自然功率 年最大使用時(shí)間 (h) 線長km 備注 近期 遠(yuǎn)景 近期 遠(yuǎn)景 110kV 花山線 6 15 一級(jí) 二級(jí) 新山線 6 15 備用 1 10 備用 2 10 35kV 山城鎮(zhèn)公用變電站 5 10 30 15 新區(qū)變 3 5 10 30 12 李村變 3 5 10 30 18 備用 4 補(bǔ)償 后值 6kV 新 1 礦 1 2 220 40 5500 2 新 1 礦 2 2 20 40 5500 2 新 2 礦 1 20 40 5000 新 2 礦 2 20 40 5000 新村礦 1 20 40 5000 新村礦 2 20 40 5500 加工廠 2 3 20 40 8000 3 生活區(qū) 20 30 2500 新村線 1 0 20 20xx 備用 1 2 備用 2 2 鄭州 大學(xué)電氣工程