【正文】 目 錄35/10KV變電所一臺主變一次部分設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒論 1 電力系統(tǒng)概述 1 變電所簡介 1 變電所基本原理 1 變電所的分類 2 變配電所所址的選擇 2 變電站的選址條件及負(fù)荷統(tǒng)計 3 所址水文條件 3 所址氣象條件 3 所址地質(zhì)條件 4 本文所要做的工作 4第二章 電氣主接線設(shè)計 5 電氣主接線設(shè)計原則和程序 5 電氣主接線的設(shè)計原則 5 電氣主接線的設(shè)計程序 6 主接線的基本接線形式及其優(yōu)缺點 7 單母線接線 7 雙母線接線 10 雙母線分段接線 12 橋形接線 12 多角形接線 14 單元接線 15 發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線 17 主接線方案擬定與選擇 17 35kV側(cè)方案選擇 17 10kV側(cè)方案選擇 19第三章 計算負(fù)荷的確定及變電站主變壓器的選擇 21 計算負(fù)荷的確定 21 負(fù)荷的分類及定義 21 負(fù)荷情況 21 計算負(fù)荷的計算方法 22 主變壓器的選擇 35 所用變壓器的選擇 37第四章 短路電流計算及電氣設(shè)備選擇 38 正確選擇短路電流 38 電力系統(tǒng)的限流措施 38 計算短路電流 39 短路電流周期分量計算 40 計算短路沖擊電流 40第五章 一次部分設(shè)備的選擇和校驗 42 一次設(shè)備選擇設(shè)計的基本原則 42 正常運行條件選擇電氣設(shè)備的步驟 42 按短路情況效驗 43 電氣導(dǎo)體的正確選擇和效驗 44 35kV母線的選擇和效驗 44 35KV架空線路的選擇和效驗 45 10KV側(cè)的母線的選擇和效驗 45 10kV架空線路的選擇和效驗 46 斷路器的選擇和校驗 47 35kV斷路器的選擇 47 10KV斷路器的選擇 47 隔離開關(guān)選擇 48 35kV隔離開關(guān)的選擇 48 10kV隔離開關(guān)的選擇 49 35kV電壓互感器的選擇 49 10kV電壓互感器的選擇 49 電流互感器的選擇 50 35kV電流互感器的選擇 50 10kV電流互感器的選擇 50第六章 繼電保護(hù)的配置 52 繼電保護(hù)簡單介紹 52 繼電保護(hù)的任務(wù) 52 繼電保護(hù)裝置基本要求 52 母線保護(hù) 53 35kV側(cè)母線完全電流差動保護(hù) 53 10kV側(cè)母線完全電流差動保護(hù) 54 電壓、電流聯(lián)鎖速斷保護(hù) 54 主變壓器的保護(hù) 55 裝設(shè)瓦斯保護(hù) 56 裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)作為變壓器的主保護(hù) 56 裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù) 56 過負(fù)荷保護(hù) 56第七章 防雷保護(hù)和變電所配電布置 57 雷電的分類及危害 57 變電所的防雷保護(hù)措施 57 變電站的布置規(guī)劃 58第八章 結(jié)論及展望 60參考文獻(xiàn) 61致 謝 62第一章 緒論第一章 緒論 電力系統(tǒng)概述電自從應(yīng)用于生產(chǎn)以來，已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)的動力，由于電能具有輸送方便，易于集中及分散，可簡捷的轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰康忍攸c，而且用點進(jìn)行控制，容易實現(xiàn)自動化，所以在當(dāng)今世界的各個方面都必不可少。電力系統(tǒng)由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求組成的一次能源轉(zhuǎn)換為電能，并輸送和分配到用戶的一個統(tǒng)一系統(tǒng)。建國以來，我國的電力工業(yè)發(fā)展迅速。到目前，我國的總裝機(jī)容量和發(fā)電量均居世界第四位。但是我國目前的電力還不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，必須加快發(fā)展。我國電力工業(yè)自動化水平正在逐年提高。20萬千瓦及以上大型機(jī)組已采用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電站已裝設(shè)微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，有些已實現(xiàn)無人值班，電力系統(tǒng)已實現(xiàn)調(diào)度自動化。我國電力工業(yè)已進(jìn)入大機(jī)組、大電廠、大電力系統(tǒng)、高電壓和高自動化的新階段。 變電所簡介 變電所基本原理變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補(bǔ)償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運行質(zhì)量、維護(hù)條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。一般變電所需裝2~3臺主變壓器；330千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5~10年的預(yù)期負(fù)荷選擇。此外，對變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護(hù)分系統(tǒng)保護(hù)(包括輸電線路和母線保護(hù))和元件保護(hù)(包括變壓器、電抗器及無功補(bǔ)償裝置保護(hù))兩類。變電所的控制方式一般分為直接控制和選控兩大類。前者指一對一的按紐控制。對于控制對較多的變電所，如采用直接控制方式，則控制盤數(shù)量太多，控制監(jiān)視面太大，不能滿足運行要求，此時需采用選控方式。選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面積較小等優(yōu)點；缺點是直觀性較差，中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多。 變電所的分類變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場所。按用途可分為電力變電所和牽引變電所(電氣鐵路和電車用)。電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。這些變電所按電壓等級可分為中壓變電所(60千伏及以下)、高壓變電所(110~220千伏)、超高壓變電所(330~765千伏)和特高壓變電所(1000千伏及以上)。按其在電力系統(tǒng)中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。下面按照變電所再電力系統(tǒng)中的地位的分類簡略介紹:(1)樞紐變電站它位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330~500的變電所，稱為樞紐變電站。全站停電后，將會引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。(2)中間變電站高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2~3個電源，電壓為220~330kV，同時又降壓供給當(dāng)?shù)赜秒?，這樣的變電站主要起中間環(huán)節(jié)的作用。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。(3)地區(qū)變電站高壓側(cè)電壓一般為110~220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。(4)終端變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點，高壓側(cè)電壓多為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站。全站停電后，只是用戶受到損失。 變配電所所址的選擇變配電所所址選擇的一般原則，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定：盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量；進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線；接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所；設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸；不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防振和隔熱的措施；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所想貼鄰；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合規(guī)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB500581992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 變電站的選址條件及負(fù)荷統(tǒng)計 所址水文條件所址地勢平坦，(1985國家高程基準(zhǔn))之間，所垃豳前為農(nóng)瀚，穗植玉米、小麥、大蒜等作物。所址回填抬高后，不受百年一遇洪水位和最高內(nèi)澇水位威脅。所區(qū)排水，采用地面散流排滲方式，％，排水主要方向自南向北，通過所外道路的邊溝排往312國道的排水溝內(nèi)。 所址氣象條件(1)氣溫累年最熱月(七月)平均最高氣溫31℃；℃；℃。(2)濕度累年平均相對濕度69％。(3)風(fēng)；累年全年主導(dǎo)風(fēng)向必SE、SSE，相應(yīng)頻率為10％。(4)其他累年最大凍土深度29cm；累年最大積雪厚度20cm；累年最大凍土深度29cm；累年最大積雪厚度20cm；累年最多霧日數(shù)37天；累年最多雷暴日數(shù)28天。根據(jù)《江蘇電網(wǎng)污穢等級劃分規(guī)定》，本所址為三級污穢區(qū)。 所址地質(zhì)條件該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6度。所區(qū)內(nèi)無其他不良地質(zhì)。據(jù)調(diào)查，在所內(nèi)打一眼80m左右的深井，可以滿足變電所生產(chǎn)及生活用水的需要。 本文所要做的工作本文對35kV/10kV變電站進(jìn)行設(shè)計,具體涉及電氣主接線的方案選擇，對備選方案從可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個方面進(jìn)行了論述，并選擇出最佳方案；對選區(qū)的短路點進(jìn)行短路電流計算；進(jìn)行設(shè)備選型并做出相應(yīng)的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗；變電站的防雷電保護(hù)和機(jī)電保護(hù)；匯總出變電站的儀表配置；變電站配電裝置的規(guī)劃和布置；系統(tǒng)具有過載保護(hù)、失壓保護(hù)、短路保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)等。設(shè)有1臺主變壓器，站內(nèi)主接線分為35kV和10kV二個電壓等級。各個電壓等級分別單元接線,單母分段帶旁路母線接線方式。從主接線、短路電流的計算、設(shè)備選擇和保護(hù)等幾方面對變電站進(jìn)行設(shè)計。第二章 電氣主接線設(shè)計第二章 電氣主接線設(shè)計 電氣主接線設(shè)計原則和程序電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路,成為強(qiáng)電流,高電壓的網(wǎng)絡(luò),，詳細(xì)的表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為電氣主接線圖。電氣主接線圖是變電所電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。對電氣主接線的基本要求概括的說應(yīng)包括電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性，靈活性，和經(jīng)濟(jì)性。 電氣主接線的設(shè)計原則設(shè)計變電所電氣主接線時，所遵循的總原則：(1)符合設(shè)計任務(wù)書的要求；(2)符合有關(guān)的方針，政策和技術(shù)規(guī)范，規(guī)范；(3)結(jié)合具體工程特點，設(shè)計出技術(shù)合理的主接線。為此，應(yīng)考慮下列情況：(1)明確變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用各類變電站在電力系統(tǒng)中的地位是不同的，所以對主接線的可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)型等的要求也不同，因此，就決定樂有不同的電氣主接線。(2)確定變壓器的運行方式有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺容量相同或不同的便他起。季節(jié)負(fù)荷低時，可以切除一臺，以減小空載損耗。(3)合理的確定電壓等級變電所高壓側(cè)電壓普遍采用一個電壓等級，低壓側(cè)電壓一般為1~2個等級，目前多為一個等級。(4)變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模變電站根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計。一般裝設(shè)兩臺主變壓器。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，終端或分支變電所只有一個電源時，也可只裝設(shè)一臺主變壓器。(5)開關(guān)電器的設(shè)置在滿足供電可靠性要求的條件下，變電所應(yīng)根據(jù)自身的特點，盡量減少斷路器的數(shù)目。特別是終端變電所，可適當(dāng)采用熔斷器或接地開關(guān)等建議開關(guān)電器，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。(6)電氣參數(shù)的確定最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60%~70%，如果主要負(fù)荷是農(nóng)村負(fù)荷，其值為20%~30%；按不同用戶，確定最大負(fù)荷利用小時數(shù)；負(fù)荷同時系數(shù)K；35kV以下的負(fù)荷，~；~1；，；線損率平均值取8%~12%，有實際值時按實際值計算。 電氣主接線的設(shè)計程序?qū)υ假Y料進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下:(1)本工程情況：主要包括，變電所類型，設(shè)計規(guī)劃容量，變壓器容量及臺數(shù)，運行方式等。(2)電力系統(tǒng)情況：電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(5~10年)變電所在電力系統(tǒng)中的位置(理位置和容量位置)作用；期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓性點接地方式等。(3)負(fù)荷情況：負(fù)荷的電壓等級，線回路數(shù)及輸送容量等，負(fù)原始資料中雖已提供，設(shè)計時尚應(yīng)予以辨證地分析。為負(fù)荷的發(fā)展和增長速度受政治，自然條件等方面影響。如果設(shè)計時，依據(jù)負(fù)荷計劃數(shù)字，投產(chǎn)時實際負(fù)荷小了，積壓資金，則電量供應(yīng)不足，會影響其它工業(yè)的發(fā)展。(4)環(huán)境條件：當(dāng)?shù)販亍穸?、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。特別是我國土地遼闊，地理氣象條件相差甚大，應(yīng)予以重視對重型設(shè)備的運輸條件也應(yīng)充分考慮。(5)設(shè)備制造情況：為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能，制造能力和供貨情況，價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)性和可行性。(6)擬定主接線方案 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個主接線方案，因為對電源和出線回路數(shù)，電壓等級，變壓器臺數(shù)，容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案，近期和遠(yuǎn)期，應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個或三個技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計算比較，最后獲得最優(yōu)的技術(shù)合理。經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。(7)主接線經(jīng)濟(jì)比較。(8)短路電流計算 對擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計算。(9)電器設(shè)備的選擇。(10)繪制電氣主接線圖及其它必要的圖紙。 主接線的基本接線形式及其優(yōu)缺點主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式?？煞譃閮纱箢悾袇R流母線的接線形式。無匯流母線的接線形式。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源，變壓器，母線和出線，饋線，各個變電所的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯?。在進(jìn)出線數(shù)較多時，一般超過4回，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設(shè)備增多。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電所有匯流母線的接線形式主要有，單母線接線和雙母線接線。 單母線接線1. 單母線接線方式如圖21所示，單母線接線的特點是整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源1或2獲得電能。每條引出線回路中都裝