【正文】 某110KV變電站設(shè)計論文畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題　目某110kv變電站設(shè)計學(xué)生姓名高會娟學(xué)號20083206班級08013專業(yè)電氣工程及其自動化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣與電子工程學(xué)院導(dǎo)師姓名韓兵欣導(dǎo)師職稱教授一、主要內(nèi)容：110kv變電站設(shè)計，主要包括變電站的選址、變電站主要部分的電氣設(shè)計。二、基本要求： ；；；；，會分析其基本刀閘操作過程。三、主要指標(biāo)：根據(jù)變電站設(shè)計國家標(biāo)準(zhǔn)及各種工程規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。四、應(yīng)收集的資料：變電站在電力網(wǎng)的地位；變電站的供電電源；變電站供應(yīng)地區(qū)的負(fù)荷情況；變電站所在地區(qū)的天氣情況及地質(zhì)條件。五、課題進(jìn)度計劃：1~2周：查找資料，熟悉所做的課題，完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書及開題報告。3~7周：完成變電站一次部分的設(shè)計。8~12周：完成變電站避雷及接地系統(tǒng)部分的設(shè)計。13~16周：繪制圖紙，并撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。教研室主任簽字時　間 　　 年　 月 日畢業(yè)設(shè)計開題報告題　目某110kv變電站設(shè)計學(xué)生姓名高會娟學(xué)號20083206班級08013專業(yè)電氣工程及其自動化一、 研究背景 經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力先行。電力是國民經(jīng)濟(jì)各個部門發(fā)展的主要動力，電力工業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)中的主要行業(yè)，完成為全國提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能的任務(wù)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展表現(xiàn)在用電負(fù)荷的不斷增長上，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國電網(wǎng)不斷延伸，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷完善，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。而電網(wǎng)的互聯(lián)及完成向用戶供電主要是通過變電站完成的。變電站是對電壓進(jìn)行變換以及對電能集中和分配的場所。變電站的主要電氣設(shè)備為變壓器，為了對變壓器進(jìn)行保護(hù)增設(shè)了各種開關(guān)電器。變電站設(shè)計就是要根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范和國標(biāo)要求并考慮負(fù)荷及其未來發(fā)展規(guī)劃，選擇各種電氣設(shè)備并對其進(jìn)行布置，做出平面圖、斷面圖，使變電所的施工、運(yùn)行、檢修能夠順利進(jìn)行。二、變電站發(fā)展現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對電能質(zhì)量要求越來越高。提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能成為全世界電力人不斷追求的目標(biāo)。由于計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前電力變電站正在向數(shù)字變電站、智能變電站發(fā)展，利用現(xiàn)代傳感技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)，通過變電站數(shù)據(jù)全息共享，實現(xiàn)變電站繼電保護(hù)、故障錄波、測量、控制、計量和監(jiān)視等功能。并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將會出現(xiàn)可靠性、技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)的電力技術(shù)為社會提供更優(yōu)質(zhì)的電能。三、研究方法為了滿足電力負(fù)荷的增長，根據(jù)具體電網(wǎng)條件可能采取兩種措施：一是增加變電所數(shù)量，并按變電所分布情況確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化法對各種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選取最優(yōu)方案。二是不改變原有高壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而擴(kuò)大原有變電所和配電線即所謂的增容方式。本地區(qū)南部電網(wǎng)薄弱，為堅強(qiáng)、完善本地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并考慮未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，本地區(qū)采取新建變電所的方案為南部地區(qū)供電。四、應(yīng)收集的資料當(dāng)?shù)氐乩砬闆r，包括溫度、濕度、降水、日照、地勢、空氣污染程度等以確定電氣設(shè)備的型式。當(dāng)?shù)刎?fù)荷情況、包括負(fù)荷類型、負(fù)荷分布、負(fù)荷用電歷史等，以確定變電站的地址及容量。當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)情況，電源情況、電網(wǎng)連接情況等以確定變電站接入系統(tǒng)的方式，考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該地區(qū)面積12439平方公里?，F(xiàn)有220kv變電站9座，110kv變電站39座，變電總?cè)萘?83萬千伏安。近幾年在政府招商引資，集中精力利用本地區(qū)優(yōu)勢發(fā)展特色經(jīng)濟(jì)的帶領(lǐng)下，南部原先荒蕪的地區(qū)被利用了起來，新建了太陽能、電動汽車等新型儲能電池生產(chǎn)基地、生物技術(shù)醫(yī)藥及醫(yī)療器械制造、礦山工程裝備制造等企業(yè)，逐步形成南部經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，帶動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展使當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷迅速增長，而現(xiàn)有變壓器容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，為滿足當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨?，要求供電公司解決當(dāng)?shù)毓╇妴栴}。 首先，查找了本地區(qū)的電網(wǎng)地理接線圖，如下：五、解決方案? 根據(jù)當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)及電源情況，擬在本地建設(shè)110kv變電站為南部地區(qū)供電。 ? 調(diào)查當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況并考慮510年的發(fā)展規(guī)劃，本變電站選擇50MVA變壓器兩臺。 ? 110kv電源進(jìn)線從220kv變電站取得，110kv側(cè)采用內(nèi)橋接線，戶外配電裝置。10kv側(cè)采用單母線分段接線，戶內(nèi)配電裝置，10kv側(cè)出線6回。 ? 其電氣主接線概況如下： ? 其中110kv側(cè)采用內(nèi)橋接線，其特點是連接斷路器接在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，線路的投切比較方便。當(dāng)線路發(fā)生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運(yùn)行，但當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了其他未發(fā)生故障線路的運(yùn)行。但變壓器故障較少，一般不經(jīng)常切換，因此內(nèi)橋接線在變電所中應(yīng)用較多。 ? 10kv側(cè)采用單母線分段接線，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器將故障切除，保證正常母線不間斷的供電，保證了供電的可靠性。指導(dǎo)教師簽字時 間 　　 年　 月 日摘 要在配電系統(tǒng)規(guī)劃中,變電站的增容方式是解決負(fù)荷增長常采用的方法，它有助于利用現(xiàn)有電氣設(shè)備完成供電任務(wù)，節(jié)省電力投資，縮短建設(shè)周期。但是由于受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓器容量等因素的限制，增容方式并不適用于所有的網(wǎng)絡(luò)。本文提出了新建變電站解決負(fù)荷增長需求的方法。經(jīng)過對當(dāng)?shù)貙嵉厍闆r的調(diào)查并考慮電力系統(tǒng)建設(shè)的要求，進(jìn)行了變電站的選址、負(fù)荷預(yù)測及變電站接入系統(tǒng)方式和電氣主接線的分析和討論；建立了電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了短路電流計算，并據(jù)此選擇了變電站的一次設(shè)備；最后，繪制出了電氣主接線圖并列出了電氣設(shè)備清單，為進(jìn)一步進(jìn)行施工圖設(shè)計打好了基礎(chǔ)。為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少不必要的損失，需對變電站的防雷及接地進(jìn)行設(shè)計。本變電站采用架構(gòu)式避雷針進(jìn)行直擊雷防護(hù)，用避雷器進(jìn)行過電壓侵入波的防護(hù)。為滿足工作安全和防雷保護(hù)的接地要求，變電站采用敷設(shè)接地網(wǎng)的形式進(jìn)行接地設(shè)計，站內(nèi)需要接地的電氣設(shè)備均通過金屬接地線與變電站的接地網(wǎng)連接，實現(xiàn)接地保護(hù)。關(guān)鍵詞：負(fù)荷增長 變電站 電氣主接線 一次設(shè)備 AbstractDistribution system planning is essential to assure that the growing demand for electricity can be satisfied by increasing the capacity of the substations which can both reduce the capital investment of the electric power system and shorten the construction periods. But this method does not always fit for all sorts of networks under the constrations of network configuration and the capacity of the transformer. In this paper, a new method is proposed to meet the growing electricity demand, familiarly known as constructing a new substation.The location of the substation and the forecast of the load magnitude and the way the substation connected to the power system are discussed in this paper under the consideration of the requirements of the power system and the conditions of the local areas. A mathematic modal is established which are the accordance of the short circuit calculation and the selection of the electric power devices. Finally, a figure showed the connections between the devices in the substation and a list of the devices are given, so that the next stage of the substation design can go on smoothly. The subatation uses frame type lightning arrester to avoid the lightning strike and the lightning arrester to avoid overvotage intruded waves. In order to ensure the saftey and satisfy the grounding requirments of the lightning protection, the substation lays the grounding grid to make the grounding device needed grounding, use a metal wire to be connected to the grounding grid.Key words: growing load demand a new substation connections of the devices the electric power devices8 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第1章 緒論 課題研究的目的意義電能是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力主要來源,也是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡哪茉?工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)器的旋轉(zhuǎn)是由電能驅(qū)動的電動機(jī)帶動的,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中灌溉是由電能帶動水泵來實現(xiàn)的,醫(yī)療器械的很大部分是由電能驅(qū)動的,日常生活中的照明,電視娛樂,甚至飲食起居都與電能息息相關(guān),可以說如果沒有電,社會將無法正常運(yùn)轉(zhuǎn).電能是由一次能源轉(zhuǎn)化而來的,由發(fā)電機(jī)、升壓變電站、輸電線路、降壓變電站、用電設(shè)備構(gòu)成的電力系統(tǒng)完成了將電能傳輸?shù)接脩舻娜蝿?wù)，再在用戶處通過用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能、光能等其它形式的能量。由于受到電源結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的限制，還考慮到交通運(yùn)輸?shù)钠款i，我國主要采用在資源豐富地區(qū)集中發(fā)電，然后遠(yuǎn)距離輸送到用電地區(qū)的輸電形式來滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電能的需要。由于受到絕緣水平和制造工藝的限制，發(fā)電機(jī)端發(fā)出的電壓僅為2030k v，由s=ui可知當(dāng)傳輸功率一定時，電壓越低，電流越大，傳輸過程中的電能損耗就越大，這樣到遠(yuǎn)距離的輸電線路末端，電壓將可能不能滿足用戶的要求，因此，為了降低電能損耗，提高末端電壓，必須將電壓升高，再進(jìn)行電力傳輸。因此，在發(fā)電機(jī)發(fā)出電后，須經(jīng)升壓變電站將電壓升高，再進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。由于高壓操作維護(hù)較困難，且考慮到用戶安全，到達(dá)用電地區(qū)后再經(jīng)降壓變電站將電壓降低到供用戶使用的電壓，因此，變電站在電能的傳輸過程中具有不可替代的作用。變電站的設(shè)計是電網(wǎng)規(guī)劃的重要內(nèi)容。變電站的位置、變電站與系統(tǒng)的連接方式、變電站的容量、變電站的主接線形式等因素將影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)性乃至影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此變電站設(shè)計需綜合考慮各方面的因素，慎重進(jìn)行。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 變電站規(guī)劃設(shè)計研究現(xiàn)狀變電站的規(guī)劃設(shè)計主要包括變電站個數(shù)及容量的確定、變電站之間的連接方式及供電范圍的確定等以建立優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相繼出現(xiàn)了基于各種計算機(jī)算法的規(guī)劃方法，例如基于啟發(fā)式算法的電網(wǎng)規(guī)劃、蟻群算法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用等等，這些方法的出現(xiàn)使電網(wǎng)規(guī)劃更加省時、有效。 變電站一次及二次設(shè)備的發(fā)展 變電站一次設(shè)備的發(fā)展由電力系統(tǒng)傳輸來的電能經(jīng)隔離開關(guān)、斷路器、然后經(jīng)過變壓器進(jìn)行電壓變換，將電能傳輸?shù)絽R流母線再進(jìn)行電能的分配。這些對電能進(jìn)行傳輸和變換的設(shè)備稱為電力系統(tǒng)的一次設(shè)備。一次設(shè)備的主要特點是高電壓，它的發(fā)展主要表現(xiàn)在絕緣水平和滅弧能力的提高，以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平；以及在故障情況下切斷故障的能力，以提高電能質(zhì)量。以斷路器為例，先后出現(xiàn)了磁吹斷路器、空氣斷路器、油斷路器、真空斷路器、六氟化硫斷路器。絕緣技術(shù)及斷流技術(shù)的發(fā)展使變壓器的容量也得以不斷擴(kuò)大，從而促進(jìn)了大規(guī)模電力系統(tǒng)的形成。 變電站二次的發(fā)展電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，除了一次設(shè)備外，還需要對一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測量控制等的裝置設(shè)備，以確保供電質(zhì)量，減少停電帶來的損失。這些對一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)視、測量、控制的設(shè)備稱為變電站的二次設(shè)備，由二次設(shè)備組成的系統(tǒng)稱為繼電保護(hù)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)由互感器的二次側(cè)通過控制電纜連接到控制室內(nèi)，再引接到相應(yīng)控制屏的繼電器上，工作人員通過對控制屏的操作實現(xiàn)對開關(guān)設(shè)備的控制。目前，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變電站的二次系統(tǒng)正在向數(shù)字化、智能化發(fā)展。一次設(shè)備的信息通過互感器的二次側(cè)經(jīng)過模擬量輸入通道(由電壓變換器、濾波器、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)組成)傳到控制室內(nèi)的計算機(jī)上，通過計算機(jī)對一次設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制，并且能通過計算機(jī)進(jìn)行實現(xiàn)系統(tǒng)間的通信，使運(yùn)行人員能夠掌握整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使整個電力系統(tǒng)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。智能變電站通過加裝智能元件，從而使一次與二次，變電站與變電站之間的通信更加智能化，是電力系統(tǒng)的運(yùn)行的可控性進(jìn)一步加強(qiáng)。 電力系統(tǒng)發(fā)展階段的