【正文】 目 錄 110kv的地區(qū)變電站的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目 錄摘要 IAbstract II1緒論 4 4 4 4 22 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇 4 4 6 8 10 153短路電流計算 1規(guī)定與步驟 16 17 18 214 電氣設(shè)備選擇與校驗 22 22 23 24 29 34 36 38 42致謝 44參考文獻(xiàn) 45附圖：110kv變電站電氣主接線圖........................................................................................461河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 1緒 論電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源，要科學(xué)合理的使用及分配電力，必須從工程的設(shè)計來提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和運行效率，從而達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。變電站是電力系統(tǒng)配電傳輸不可缺少的重要組成部分，它直接影響整個電力網(wǎng)絡(luò)的安全和電力運行的經(jīng)濟(jì)成本，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。電氣主接線是發(fā)電廠變電所電氣部分的主體，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置方式的確定，對電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行起著決定的作用。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護(hù)裝置和防雷保護(hù)裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備。本設(shè)計針對變電站進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括：變壓器臺數(shù)和容量的選擇、主接線的選擇、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇和校驗、繼電保護(hù)及變電站防雷,無功補(bǔ)償?shù)取Ｍㄟ^對110KV降壓變電所電氣部分的設(shè)計，使我明白其目的在于使我們通過這次畢業(yè)設(shè)計，能夠得到各方面的充分訓(xùn)練，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)加深了對所學(xué)知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，并能靈活的運用。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測量、中央信號、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。常規(guī)控制、保護(hù)裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機(jī)監(jiān)控方式，它運用了自動控制技術(shù)、微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，組成計算機(jī)河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 的軟硬件設(shè)備代替人工,利用變電站中的遠(yuǎn)動終端設(shè)備來完成對站中設(shè)備的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自動化和無人值守是當(dāng)今電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域中熱門的話題，在當(dāng)今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。、性質(zhì) 待建變電站擬定2～3臺變壓器。初次一次性建成投產(chǎn)2臺變壓器，預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。本變電站的電壓等級分別為110kV、35kV、10kV。 系統(tǒng)容量： A系統(tǒng)：S=2000MVA X= B系統(tǒng)：S=1500MVA X= C系統(tǒng)：S=1200MVA X= 連接方式： A系統(tǒng)與B系統(tǒng)的距離：150km，導(dǎo)線型號：LGJQ400 A系統(tǒng)與C系統(tǒng)的距離：160km，導(dǎo)線型號：LGJQ400 B與C系統(tǒng)無連接關(guān)系； A系統(tǒng)與待建變電站D的距離：130km，導(dǎo)線型號：LGJQ400 （以上均為單回連接） B系統(tǒng)與待建變電站D的距離：100km，導(dǎo)線型號：LGJQ400 C系統(tǒng)與待建變電站D的距離： 85km，導(dǎo)線型號：LGJQ400 （以上均為雙回連接） 變壓器 主保護(hù)時間：，后備保護(hù)時間： 出線斷路器 主保護(hù)時間：，后備保護(hù)時間： 地形、地質(zhì) 站址選于山坡上，南面靠丘陵，東、西、北面分別是果樹、桑園和農(nóng)田，地勢平坦，地質(zhì)構(gòu)造為穩(wěn)定區(qū)。地震基本烈度為6度，10 歐/厘米。 水文、氣象 ①、絕對最高溫度為40186。C； ②、最高月平均氣溫為23186。C； ③； ④、風(fēng)向以東北風(fēng)為主。 環(huán)境保護(hù) 站區(qū)周圍無污染源。表11 待建成變電站各電壓等級負(fù)荷數(shù)據(jù) 電壓等級用電單位最大負(fù)荷(MW)功率因數(shù)回路數(shù)供電方式供電方式 距離(km)35kV電氣設(shè)備廠182架空55紡織廠162架空45礦山機(jī)械廠151架空60鋼鐵廠101架空80南配電站151架空70北配電站161架空90備用 210kV電纜32架空15無線電廠1電纜4儀表廠1電纜5自來水廠2電纜4塑料廠1電纜3汽制廠41架空14配電變壓器A1架空15配電變壓器B1架空16其它2電纜4備用24河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2 變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇變電站電氣主接線是指變電站的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務(wù)。變電站的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中一個重要組成部分。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運行及變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。 主接線的設(shè)計原則和要求 主接線的設(shè)計原則(1)考慮變電站在電力系統(tǒng)的地位和作用變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。(2)考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)5~10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。(3)考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回路多少對主接線的影響對一、二級負(fù)荷，必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一、二級負(fù)荷不間斷供電；三級負(fù)荷一般只需一個電源供電。(4) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電站，由于其傳輸容量大，對供電可靠性高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電站，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。(5)考慮備用量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當(dāng)線路故障時是否允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 主接線設(shè)計的基本要求根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴(kuò)建等要求。所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和二次設(shè)備）在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標(biāo)志如下：(1)斷路器檢修時是否影響供電；(2)線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；(3)變電站全部停電的可能性。主接線的靈活性有以下幾方面的要求：(1)調(diào)度靈活，操作方便。可靈活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。(2)檢修安全?？煞奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電器保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不影響對用戶的供電。(3)擴(kuò)建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進(jìn)行擴(kuò)建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴(kuò)建的可能。所以，在設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴(kuò)建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所以，兩者必須綜合考慮，在滿足技術(shù)要求前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。6(1)投資省。主接線應(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，以便選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式（110/6～10kV）變電站和以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓側(cè)斷路器。(2)年運行費小。年運行費包括電能損耗費、折舊費以及大修費、日常小修維護(hù)費。其中電能損耗主要由變壓器引起，因此，要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)以及避免兩次變壓而增加電能損失。(3)占地面積小。電氣主接線設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在運輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。(4)在可能的情況下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。 主接線的設(shè)計 設(shè)計步驟電氣主接線設(shè)計，一般分以下幾步：(1)擬定可行的主接線方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬訂出若干可行方案，內(nèi)容包括主變壓器形式、臺數(shù)和容量、以及各級電壓配電裝置的接線方式等，并依據(jù)對主接線的要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)、缺點，保留2個技術(shù)上相當(dāng)?shù)妮^好方案。(2)對2個技術(shù)上比較好的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計算。(3)對2個方案進(jìn)行全面的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的主接線方案。(4)繪制最優(yōu)方案電氣主接線圖。 初步方案設(shè)計根據(jù)原始資料，此變電站有三個電壓等級：110/35/10KV ，故可初選三相三繞組變壓器，根據(jù)變電站與系統(tǒng)連接的系統(tǒng)圖知，變電站有兩條進(jìn)線，為保證供電可靠性，可裝設(shè)兩臺主變壓器。為保證設(shè)計出最優(yōu)的接線方案，初步設(shè)計以下兩種接線方案供最優(yōu)方案的選擇。方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線，35KV側(cè)采用單母分段接線，10KV側(cè)采用單母分段接線。方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線，35KV側(cè)采用雙母線接線，10KV側(cè)采用單母分段。兩種方案接線形式如下：圖21 主接線方案一圖22 主接線方案二 最優(yōu)方案確定在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：110KV側(cè)采用雙母線接線；方案二：110KV側(cè)采用單母分段接線。采用雙母線接線的優(yōu)點：① 系統(tǒng)運行、供電可靠；② 系統(tǒng)調(diào)度靈活；③ 系統(tǒng)擴(kuò)建方便等。采用單母分段接線的優(yōu)點：① 接線簡單；② 操作方便、設(shè)備少等；缺點：① 可靠性差；② 系統(tǒng)穩(wěn)定性差。所以，110KV側(cè)采用雙母線接線。在初步設(shè)計的兩種方案中，方案一：35KV側(cè)采用單母分段接線；方案二：35KV側(cè)采用雙母線接線。由原材料可知，問題中未說明負(fù)荷的重要程度，所以，35KV側(cè)采用單母分段接線。對整個方案的分析可知，在配電裝置的綜合投資，包括控制設(shè)備，電纜，母線及土建費用上，在運行靈活性上35KV、10KV側(cè)單母線形接線比雙母線接線有很大的靈活性。由以上分析，最優(yōu)方案可選擇為方案一，即110KV側(cè)為采用雙母線接線，35KV側(cè)為單母線形接線，10KV側(cè)為單母分段接線。其接線圖見以上方案一。 無功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量