【正文】 廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 題 目 110KV降壓變電所電氣一次部分設(shè)計(jì) 專 業(yè) 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 班 級(jí) 電力 512 班 學(xué) 號(hào) 202151217 學(xué)生姓名 jionsh 指導(dǎo)教師 2021 年 3 月 6 日 目錄 前言 第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 （ 4） 第二章 負(fù)荷分析 （ 7） 第三章 變壓器的選擇 （ 9） 第四章 無功補(bǔ)償裝置 （ 14） 第五章 電氣主接線的初步設(shè)計(jì)及 方 案 （ 19） 第六章 各級(jí)配電裝置的配置 （ 27） 第七章 短路電流的目的及結(jié)果 （ 29） 第八章 電氣設(shè)備選擇 （ 32） 第九章 繼電保護(hù)的 規(guī)劃 （ 44） 第十章 防 雷的規(guī)劃 （ 48） 第十一章 變電所的所用電 （ 49） 參考文獻(xiàn) （ 50） 致謝 (50) 前言 經(jīng)過六周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，經(jīng)過周密的計(jì)算，借助參考閱讀《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》、《電力工程 電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》、《電力系統(tǒng)及自動(dòng)裝置》、《高電壓技術(shù)》和《繼電保護(hù)技術(shù)》等參考書籍 ,我們最終完成了本此的設(shè)計(jì)任務(wù) :110KV降壓變電所的一次部分設(shè)計(jì)。 110KV降壓變電所的一次部分根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)的周圍環(huán)境及變電站規(guī)劃容量，可知該變電所為主變?nèi)萘繛?20MW 的終端變電站 ,根據(jù)終端變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用 ,負(fù)荷性質(zhì) ,出線回路 ,設(shè)備特點(diǎn) ,周圍環(huán)境及變電站規(guī)劃容量等條件和具體情況 ,在滿足供電可靠 ,功能性有一定的靈活 ,還擁有一定發(fā)展裕度的前提下 ,本設(shè)計(jì)選擇了 110KV 內(nèi)橋接線 ,10KV 單母分段的電氣主接線 . 這六周的畢業(yè)設(shè)計(jì)教我學(xué)會(huì)了對(duì)設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)容有了一定的了解和掌握 ,更加深了解課本中的內(nèi)容 ,使知識(shí)和理論相結(jié)合 ,使基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際操作緊密相聯(lián)系 ,對(duì)變電站的設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步深刻的學(xué)習(xí)和運(yùn)用 . 本次變電站設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，幫我解決了許多設(shè)計(jì)上的難題，也指出了許多設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤。因個(gè)人水平及能力有限 ,設(shè)計(jì)不免有誤 ,望指導(dǎo)老師給予更正指導(dǎo)。 第一章：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 110KV 降壓變電站部分的設(shè)計(jì) 二、所址概況 地理位置及地理?xiàng)l件的簡(jiǎn)述 為了解決 Y 市經(jīng)濟(jì)特區(qū)供用電突 出的需求矛盾，提高供電質(zhì)量及可靠性，決定在該區(qū)建設(shè)一所 110kV 無人值班變電所，名為 XD 變電所。 環(huán)境條件 年最高溫度： 40℃； 年最低溫度： 10℃；年平均溫度： 25℃；海拔高度： 150M； 土制：粘土；雷暴日： 30 日 /年。 三、系統(tǒng)概況 通過 110KV 2 回 60KM 線路與無窮大系統(tǒng)相聯(lián)，系統(tǒng)短路容量1000MVA； 四、負(fù)荷情況： 最大負(fù)荷 30MW，最小負(fù)荷 15MW。 10 千伏側(cè)負(fù)荷情況表： Tmax=5600 小時(shí) COS248。= 用戶名稱 最大負(fù)荷（ KW） 線路長(zhǎng)度（ KM） 回路數(shù) 毛紡廠 300 5 1 縫紉機(jī)廠 380 4 1 醫(yī)院 300 3 1 造紙廠 260 6 1 自行車廠 450 2 1 學(xué)校 250 3 1 硅鐵廠 800 4 1 電視機(jī)廠 300 3 1 遠(yuǎn)景發(fā)展： 10 千伏側(cè)遠(yuǎn)景擬發(fā)展 6 回電纜出線，最大綜合負(fù)荷 18MW，功率因數(shù) 五、 變電站位置示意圖： 六 .畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) 1． 熟悉題目要求，查閱相關(guān)科技文獻(xiàn)； 2． 主接線方案設(shè)計(jì)（包括方案論證與確定、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等內(nèi)容；） 3． 選擇主變壓器； 4． 短路電流計(jì)算； 5． 電氣設(shè)備選擇； 6．考慮防雷和無功補(bǔ)償 待建變電站 A C 7．考慮繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的配置； 8．撰寫設(shè)計(jì)說明書、繪制圖紙。 七、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo) 主要內(nèi)容： 1． 確定主接線：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)、列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的 2— 3 個(gè)方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案； 2． 選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)等； 3． 短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算短路電流，并列表匯總； 4． 電氣設(shè)備的選擇：選擇并效驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等、選用設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量匯總設(shè)備一覽表； 5． 配電裝置設(shè)計(jì)； 6． 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)。 主要設(shè)計(jì)指標(biāo) 1． 本設(shè)計(jì)的邊點(diǎn)多電氣部分應(yīng)具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、并能滿足工程建設(shè)規(guī)模要求； 2． 變電所功率因數(shù)不低與 。 八、畢業(yè)設(shè)計(jì)提交成果 1． 設(shè)計(jì)說明書； 2． 圖紙：①電氣主接線圖一張（ A3 圖紙）；②10KV 配電斷面圖（ A3 圖紙）；③變電所平面布置圖（ A3） 第二章 負(fù)荷分析 （參考 資料：《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》第一章：緒論） 一、負(fù)荷分類及定義 一級(jí)負(fù)荷：對(duì)這類負(fù)荷停止供電，會(huì)帶來人身危險(xiǎn)，設(shè)備損壞，產(chǎn)生大量廢品，長(zhǎng)期破壞生產(chǎn)次序，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失或造成重大的政治影響。 二級(jí)負(fù)荷：對(duì)這類負(fù)荷停止供電，會(huì)造成大量產(chǎn)品報(bào)廢，城市公用事業(yè)和人民生受到影響。 三級(jí)負(fù)荷：一般指短時(shí)停電不會(huì)造成嚴(yán)重后果的用戶，如工廠附屬車間，小城鎮(zhèn)，小加工廠等。 二、本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析 毛紡廠 :若中斷對(duì)其的停電 ,就會(huì)引起跳線打結(jié)從而使產(chǎn)品不合格 ,但不會(huì)影響到人身傷亡 ,故可采用二類負(fù)荷供電的方式 . 縫紉 機(jī)廠：機(jī)械廠的生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會(huì)帶來太大的損失，所以應(yīng)屬于二級(jí)負(fù)荷。 醫(yī)院 :停止對(duì)該類負(fù)荷的供電 ,將會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果 ,有可能會(huì)造成人身傷亡的重大事故 .故采用一類負(fù)荷的供電方式 , 造紙廠 :若停電會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢或破壞了生產(chǎn)秩序 . 將帶來巨大的損失且難以挽回 ,屬于一級(jí)負(fù)荷。 自行車廠 : 生產(chǎn)過程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會(huì)造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷。 學(xué)校 : 若中斷供電，對(duì)學(xué)校的正常教學(xué)影響不大，所以應(yīng)屬于三級(jí)負(fù)荷 硅鐵廠：生產(chǎn)過程伴有化學(xué)反應(yīng)， 若停電就會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷。 電視機(jī)廠 :該類符合短暫的停電不會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生多大影響 ,故屬于三類負(fù)荷 . 三、 10KV 各側(cè)負(fù)荷的大小 10KV側(cè)： Σ P＝ 300+380+300+260+450+250+800+300=3040KW Σ Q=3040*= 遠(yuǎn)景發(fā)展：Σ P＝ 18000KW Σ Q=Σ Ptan@ =18000*=11160Kvar 所以：Σ S＝ [30402+（ +11160） 2]1/2＝ 24750KVA 考慮線損 (a℅ =5℅ )及同時(shí)系數(shù)（ KT=）時(shí)容量為： ∑ S2=KT∑ S1（ 1+ a℅） = (1+5℅ )=23390KVA 由變電所的性質(zhì)和 全面地分析負(fù)荷計(jì)算過程，我們可知所設(shè)計(jì)的變電站為終端變電站 . 第三章 主變壓器的選擇 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》電器一次部分，第五章：主變壓器選擇） 一、主變臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，故主變?cè)O(shè)為兩臺(tái)。 二、主變運(yùn)行的確定 兩臺(tái)主變分列運(yùn)行的 情況：按備用電源接線有明備用方式和暗備用方式兩種。①備用方式優(yōu)點(diǎn)：短路電流小 ,使開關(guān)刀閘選擇輕便 ,更便宜檢修 ,維護(hù) .②備用方式缺點(diǎn)：發(fā)生故障時(shí)備用電源切入有～ 的瞬間停電 ,對(duì)于某些重要用戶是不充許的；容量不同 ,容量小的做備用電源保證重要用戶的供電 ,只能對(duì)別的用戶限制用電；特殊的負(fù)荷方式難以應(yīng)對(duì)容量此時(shí)的不夠 ,這樣可能會(huì)帶來嚴(yán)重的后果 . 兩臺(tái)主變并列運(yùn)行情況：①并列運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)：一臺(tái)主變故障 ,另一臺(tái)仍能支持 60％～ 70％，不會(huì)造成瞬間斷電。②并列運(yùn)行缺點(diǎn)：需要考慮大容量 ,在負(fù)荷高峰時(shí)則經(jīng)濟(jì) 性差。 綜上所述 ,則本設(shè)計(jì)主變運(yùn)行方式選擇并列運(yùn)行。 三、主變?nèi)萘康拇_定 主變壓器容量一般按變電所建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年負(fù)荷發(fā)展。對(duì)城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的 70％ 80％。此變 電 所是一般性變電所。 有以上規(guī)程可知，此變電所單臺(tái)主變的容量為： S=Σ S2*=24750*=19800KVA 所以應(yīng)選容量為 20210KVA 的主變壓器。 四、主變相數(shù)選擇 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。 當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。 社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 五、主變繞組數(shù)量 對(duì)深入引進(jìn)至負(fù)荷中 心，具有直接從高壓降為底壓供電條件的變電所，為簡(jiǎn)化電壓等級(jí)或減少重復(fù)降壓容量，故主變壓器宜采用雙繞組變壓器。 六 、主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系 統(tǒng)采用的繞組連接方式只有 y 和△，高、低兩側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國(guó) 110KV 及以上電壓，變壓器繞組都采用 Y0連接； 35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 有以上知，此變電站 110KV 側(cè)采用 Y0接線 ,10KV 側(cè)采用△接線 七 、主變中性點(diǎn)的接地方式 ： 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合 問題。它與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對(duì)通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 3— 10KV系統(tǒng)電壓不高，絕緣費(fèi)用在總投資中所在比重不大，同時(shí)這等級(jí)配電線路中長(zhǎng)度長(zhǎng)，雷擊跳閘事故多，因而著重考慮供電可靠性問題。一般多采