【正文】 重慶電力高等專科學(xué)校重慶教培中心教學(xué)點(diǎn)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(jì)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計(jì)為110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，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(gè)電壓等級。各個(gè)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(jì)中進(jìn)行了電氣主接線的設(shè)計(jì)。電路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及效驗(yàn)（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(jì)及防雷保護(hù)的配置。本設(shè)計(jì)以《電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)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(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理。目錄前言第一部分 110kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)說明書第1章 原始資料第2章 電氣主接線設(shè)計(jì) 主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 主接線的設(shè)計(jì)步聚 本變電站電氣接線設(shè)計(jì)第3章 變壓器選擇 主變壓器選擇 站用變壓器選擇第4章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 短路電流計(jì)算的步聚 短路電流計(jì)算結(jié)果第5章 高壓電器設(shè)備選擇 電器選擇的一般條件 高壓斷路器的選擇 隔離開關(guān)的選擇 電流互感器的選擇 電壓互感器的選擇 高壓熔斷器的選擇第6章 配電裝置設(shè)計(jì)第7章 防雷保護(hù)設(shè)計(jì)第二部分 110kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)計(jì)算書第1章 負(fù)荷計(jì)算 主變壓器負(fù)荷計(jì)算 站用變壓器負(fù)荷計(jì)算第2章 短路電流計(jì)算 三相短路電流計(jì)算 站用變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算 第3章 線路及變壓器最大長期工作電流計(jì)算 線路最大長期工作電流計(jì)算 主變進(jìn)線最大長期工作電流計(jì)算第4章 電氣設(shè)備選擇及效驗(yàn) 高壓斷路器選擇及效驗(yàn) 隔離開關(guān)選擇及效驗(yàn) 電流互感器選擇及效驗(yàn) 電壓互感器選擇及效驗(yàn) 熔斷器選擇及效驗(yàn) 母線選擇及效驗(yàn)第5章 防雷保護(hù)計(jì)算第三部分 110KV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)圖紙電氣主接線圖總結(jié)參考文獻(xiàn)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(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)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(hù)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(jì)為110kV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，分為設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書、設(shè)計(jì)圖紙等三部分。所設(shè)計(jì)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(yán)謹(jǐn)、知識廣博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間老師在設(shè)計(jì)的選題和設(shè)計(jì)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(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇等幾方面對變電站設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，并繪制了電氣主接線圖。由于本人水平有限，錯(cuò)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(jì)說明書設(shè) 計(jì) 指導(dǎo)教師 第1章 原始資料1) 本地區(qū)即使在最枯的月份，水電站發(fā)電保證出力時(shí)亦能滿足地區(qū)負(fù)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(shí)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)：23) 電壓等級：110kV、35kV、10kV4) 出線回?cái)?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 LGJ12035kV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 LGJ9510kV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 2000kw 4km（2回路）本變－造紙廠 2500kw 6km本變－機(jī)械廠 2500kw 4km5) 無功補(bǔ)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?0℃，年最低溫度為5℃；2) 當(dāng)?shù)睾０胃叨葹?00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)， 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： X1Σmax＝，X0Σmax＝，X1Σmin＝，X0Σmin＝。2) 火電廠的裝機(jī)容量為3*7500kw，Xd＝，該火電廠3臺機(jī)組全部投入并滿發(fā)，最小運(yùn)行方式下，該火電廠只投入2臺機(jī)組。3) 水電廠的裝機(jī)容量為3*5000kw，Xd＝，最大運(yùn)行方式下，該水電廠3臺機(jī)組全部投入并滿發(fā)，最小運(yùn)行方式下，該水電廠只投入1臺機(jī)組。第2章 電氣主接線設(shè)計(jì)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(jì)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(yùn)行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計(jì)，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(hù)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(jì)運(yùn)行。由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時(shí)刻完成的，所以主接線設(shè)計(jì)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(jì)是一個(gè)綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)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(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)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(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、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(yùn)行要求時(shí)，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(hù)要求時(shí)，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(shí)，一般采用橋形接線；當(dāng)出線不超過4回時(shí)，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(shí)，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(yùn)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(gè)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(fù)荷供電時(shí)，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(jì)比較合理時(shí)，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(jìn)行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故時(shí)的過負(fù)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＝ PMPM為變電站最大負(fù)荷。這樣，當(dāng)一臺變壓器停用時(shí)，可保證對60％負(fù)荷的供電，考慮變壓器的事故過負(fù)荷能力40％，則可保證對84％負(fù)荷的供電。由于一般電網(wǎng)變電站大約有25％的非重要負(fù)荷，因此，采用Sn＝ PM，對變電站保證重要負(fù)荷來說多數(shù)是可行的。對于一、二級負(fù)荷比重大的變電站，應(yīng)能在一臺停用時(shí)，仍能保證對一、二級負(fù)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(dá)到15％Sn以上時(shí)，由于中性點(diǎn)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(shí)，多采用自耦變壓器，以得到較大的經(jīng)濟(jì)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(jìn)行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠的資料時(shí)，可采用下列數(shù)據(jù)：a) 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60～70％，如主要是農(nóng)業(yè)負(fù)荷時(shí)則宜取20～30％；b) ～，當(dāng)回路在三回一下時(shí)且其中有特大負(fù)荷時(shí)，～1；c) ；d) 線損平均取5％。 設(shè)計(jì)主接線的基本要求在設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)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(gè)要求。在研究主接線時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問題：a) 可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，估價(jià)一個(gè)主接線的可靠性時(shí)，應(yīng)充分考慮長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)，要同時(shí)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(jià)可靠性時(shí)，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(shí)，均從以下幾方面考慮：a) 斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。b) 線路、斷路器或母線故障時(shí)，以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。c) 變電站全部停運(yùn)的可能性。2) 靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面：a) 調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。b) 檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力的正常運(yùn)行及對用戶的供電。c) 擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時(shí)，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。3) 經(jīng)濟(jì)性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。a) 投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流，以選擇價(jià)格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。b) 占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。c) 電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 主接線的設(shè)計(jì)步聚電氣主接線圖的具體設(shè)計(jì)步聚如下：a) 分析原始資