【正文】 重慶電力高等?？茖W(xué)校 重慶教培中心教學(xué)點 畢業(yè)論文 專 業(yè)： 電力系統(tǒng)自動化 內(nèi)容提要 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為 110kV 變電站電氣一次部分初步設(shè)計，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該變電站設(shè)有兩臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為 110kV、 35kV 和 10kV 三個電壓等級。各個電壓等級分別采用單母線分段接線、單母線分段帶旁母線和單母線分段接線。 本次設(shè)計中進行了電氣主接線的設(shè)計。電路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇及效驗（包括斷路器、隔離 開關(guān)、電流互感器、母線等）、各電壓等級配電裝置設(shè)計及防雷保護的配置。 本設(shè)計以《電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南》、《電力工程電氣設(shè)備手冊》、《高電壓技術(shù)》、《電氣簡圖用圖形符號（ GB/）》、《電力工程設(shè)計手冊》、《城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)改造設(shè)備使用手冊》等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策，所選設(shè)備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進、運行可靠、經(jīng)濟合理。 目錄 前言 第一部分 110kV變電站電氣一次部分設(shè)計說明書 第 1章 原始資料 第 2章 電氣主接線設(shè)計 第 主接線的設(shè)計原則和要 求 第 主接線的設(shè)計步聚 第 本變電站電氣接線設(shè)計 第 3 章 變壓器選擇 第 節(jié) 主變壓器選擇 第 節(jié) 站用變壓器選擇 第 4 章 短路電流計算 第 節(jié) 短路電流計算的目的 第 節(jié) 短路電流計算的一般規(guī)定 第 節(jié) 短路電流計算的步聚 第 節(jié) 短路電流計算結(jié)果 第 5 章 高壓電器設(shè)備選擇 第 節(jié) 電器選擇的一般條件 第 節(jié) 高壓斷路器的選擇 第 節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 第 節(jié) 電流互感器的選擇 第 節(jié) 電壓互感器的選擇 第 節(jié) 高壓熔斷器的選擇 第 6 章 配電裝置設(shè)計 第 7 章 防雷保護設(shè)計 第二部分 110kV變電站電氣一次部分設(shè)計計算書 第 1 章 負荷計算 第 節(jié) 主變壓器負荷計算 第 節(jié) 站用變壓器負荷計算 第 2 章 短路電流計算 第 節(jié) 三相短路電流計算 第 節(jié) 站用變壓器低壓側(cè)短路電流計算 第 3 章 線路及變壓器最大長期工作電流計算 第 節(jié) 線路最大長期工作電流計算 第 節(jié) 主變進線最大長期工作電流計算 第 4 章 電氣設(shè)備選擇及效驗 第 節(jié) 高壓斷路器選擇及效驗 第 節(jié) 隔離開關(guān)選擇及效驗 第 節(jié) 電流互感器選擇及效驗 第 節(jié) 電壓互感器選擇及效驗 第 節(jié) 熔斷器選擇及效驗 第 節(jié) 母線選擇及效驗 第 5 章 防雷保護計算 第三部分 110KV變電站電氣一次部分設(shè)計圖紙 電氣主接線圖 總結(jié) 參考文獻 致謝 前言 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分 ，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。電 氣主接線是變電站設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線的擬訂直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 本次設(shè)計為 110kV 變電站電氣一次部分初步設(shè)計，分為設(shè)計說明書、設(shè)計計算書、設(shè)計圖紙等三部分。所設(shè)計的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。本文是在老師們治學(xué)嚴謹、知識廣博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在畢業(yè)設(shè)計期間老師在設(shè)計的選題和 設(shè)計思路上給了我很多的指導(dǎo)和幫助。在此，我對恩師表示最崇高的敬意和最誠摯的感謝！ 本文從主接線、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇等幾方面對變電站設(shè)計進行了闡述，并繪制了電氣主接線圖。由于本人水平有限，錯誤和不妥之處在所難免，敬請各位老師批評指正。 第一部分 110kV 變電站電氣一次部分 設(shè)計說明書 設(shè) 計 指導(dǎo)教師 第 1 章 原始資料 地區(qū)電網(wǎng)的特點 1) 本地區(qū)即使在最枯 的月份，水電站發(fā)電保證出力時亦能滿足地區(qū)負荷的需要，加上小火電，基本不需要外系統(tǒng)支援。 2) 本系統(tǒng)的水電大多數(shù)時徑流式電站，出發(fā)保證出力外的月份，均有電力剩余，特別是 4 至 7 月份。 建站規(guī)模 1) 變電站類型： 110kV變電工程 2) 主變臺數(shù)： 2 3) 電壓等級： 110kV、 35kV、 10kV 4) 出線回數(shù)及傳輸容量 110kV出線 6 回（ 2 回路備用） 本變－長泥坡 15000kw 6km LGJ120 本變－雙旗變 15000kw LGJ120 本變－系統(tǒng) 30000kw 66km LGJ150 本變－雙橋 8000kw 30km LGJ120 35kV出線 8 回（ 2 回路備用） 本變－長泥坡 8000kw 6km LGJ95 本變－火電廠 10000kw 8km LGJ95 本變－中方變 5000kw 15km LGJ95 本變－水電站 8000kw 12km LGJ120（ 2 回路） 本變－鴨嘴變 5000kw 10km LGJ95 10kV出線 10 回（ 3 回路備用） 本變－氮肥廠 2500kw 2km 本變－化工廠 1500kw 3km 本變－醫(yī)院 1500kw 5km 本變－印刷廠 2020kw 4km（ 2 回路） 本變－造紙廠 2500kw 6km 本變－機械廠 2500kw 4km 5) 無功補償：采用電力電容器兩組，容量為 2*4500kva 環(huán)境條件 1) 當(dāng)?shù)啬隃刈罡邽?40℃，年最低溫度為 5℃； 2) 當(dāng)?shù)睾０胃叨葹?800 米。 3) 當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)為 55 日 /年； 4) 本變電站處于“薄土層石灰?guī)r”地區(qū)，土壤電阻率高達 1000Ω .M 電器主接線圖 建議 110kV 雙母線分 4 段、 35kV 雙母線帶旁、 10kV 單母線分段帶旁路接線，并考慮設(shè)置融冰措施。 短路阻抗 1) 系統(tǒng)作無窮大電源考慮： X1Σ max＝ ， X0Σ max＝ ， X1Σ min＝ ， X0Σ min＝ 。 2) 火電廠的裝機容量為 3*7500kw， Xd＝ 最大運行方式下，該火電廠 3 臺機組全部投入并滿發(fā)，最小運行方式下，該火電廠只投入 2 臺機組。 3) 水電廠的裝機容量為 3*5000kw， Xd＝ ，最大運行方式下，該水電廠 3 臺機組全部投入并滿發(fā)，最小運行方式下，該水電廠只投入 1 臺機組。 第 2 章 電氣主接線設(shè)計 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電站、線路和用戶組成。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。為滿足生產(chǎn)需要，變電站中安 裝有各種電氣設(shè)備，并b 主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線設(shè)計的好壞，也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān) 技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠。 電氣主接線的設(shè)計原則 電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求 的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、美觀的原則。 1) 接線方式：對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少或不用斷路器的接線，如 線路－變壓器組或橋形接線等。若能滿足繼電保護要求時，也可采用線路分支接線。在 110kV～ 220kV 配電裝置中，當(dāng)出線為 2 回時，一般采用橋形接線；當(dāng)出線不超過 4回時，一般采用分段單母線接線。在樞紐變電站中，當(dāng)110kV～ 220kV 出線在 4回及以上時，一般采用雙母線接線。 在大容量變電站中，為了限制 6～ 10kV 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： a) 變壓器分列運行； b) 在變壓器回路中裝置分裂電抗器或電抗器； c) 采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器； d) 出線上裝設(shè)電抗器。 2) 主變壓器選擇 a) 主變壓器臺數(shù)：為保證供電可靠性，變電站一 般裝設(shè)兩臺主變壓器。當(dāng)只有一個電源或變電站可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源給重要負荷供電時，可裝設(shè)一臺。對于大型樞紐變電站，根據(jù)工程具體情況，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可裝設(shè)兩臺以上主變壓器。 b) 主變壓器容量：主變壓器容量根據(jù) 5～ 10 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運行和事故時的過負荷能力。對裝設(shè)兩臺變壓器的變電站，每臺變壓器額定容量一般按下式選擇 Sn＝ PM PM 為變電站最大負荷。這樣，當(dāng)一臺變壓器停用時，可保證對 60％負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力 40％，則可保證對 84％負荷的供電。由于一般 電網(wǎng)變電站大約有25％的非重要負荷，因此，采用 Sn＝ PM，對變電站保證重要負荷來說多數(shù)是可行的。對于一、二級負荷比重大的變電站，應(yīng)能在一臺停用時，仍能保證對一、二級負荷的供電。 c) 主變壓器的型式：一般情況下采用三相式變壓器。具有三種電壓的變電站，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到 15％ Sn 以上時，由于中性點具有不同的接地形式，應(yīng)采用普通的三繞組變壓器；當(dāng)主網(wǎng)電壓為 220kV 及以上，中壓為 110kV 及以上時，多采用自耦變壓器，以得到較大的經(jīng)濟效益。 3) 斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù) 量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。 4) 為正確選擇接線和設(shè)備，必須進行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時，可采用下列數(shù)據(jù)： a) 最小負荷為最大負荷的 60～ 70％，如主要是農(nóng)業(yè)負荷時則宜取 20～ 30％； b) 負荷同時率取 ～ ，當(dāng)回路在三回一下時且其中有特大負荷時，可取～ 1； c) 功率因數(shù)一般取 ； d) 線損平均取 5％。 設(shè)計主接線的基本要求 在設(shè)計電氣主接線時，應(yīng)使其滿足供電可靠，運行靈活和經(jīng)濟等項基本要求。 1) 可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足 這個要求。在研究主接線時，應(yīng)全面地看待以下幾個問題： a) 可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，估價一個主接線的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期積累的運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設(shè)計技術(shù)規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)。設(shè)計時應(yīng)予遵循。 b) 主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計，要同時考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。 c) 可靠性并不是絕對的，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所可能還不夠可靠。因此，評價可靠性時，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。 通常定性分析 和衡量主接線可靠性時，均從以下幾方面考慮： a) 斷路器檢修時，能否不影響供電。 b) 線路、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運出線