【正文】 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 1 頁 設(shè)計(jì)的要求及任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 110KV 降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì)（五） 一、 電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 的有關(guān)原始資料如下： ，在變電所附近有地區(qū)負(fù)荷。 110/35/10KV， 110KV 是本變電所的電源電壓， 35KV 和 10KV 是二次電壓。 ，由雙回 110KV 線路送到本變電所；在中壓側(cè) 35KV 母線，送 出 4 回線路；在低壓側(cè) 10KV 母線，送出 10 回線路，為近區(qū)負(fù)荷，每回路輸送容量 1MW，自然功率因數(shù) ，要求 10KV母線 功率因數(shù) ； 該變電所的所址，地勢(shì)平坦交通方便。 4. 變壓器采用兩臺(tái)型號(hào)完全相同的有載調(diào)壓三繞組電力變壓器，變壓器容量為KVA20210 。 待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖 1 二、變電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．選擇本變電所主變的類型。 2．設(shè)計(jì) 本變電所的電氣主接線，選出數(shù)個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行 技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定一個(gè)較佳 方案 。 3．進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 4．選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備。 ~ ~ ~ ~ 204?????dxMW? 110kV 110kV 18%244 ??ku MVA 260km 10kV 待設(shè)計(jì) 110kV變電所 圖 1 待設(shè)計(jì)變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖 系統(tǒng) 1500MVA x= (SB=100MVA) 2 50km 35kV 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 2 頁 5．設(shè)計(jì)和校驗(yàn)?zāi)妇€系統(tǒng)。 6．進(jìn)行繼電保護(hù) 的規(guī)劃設(shè)計(jì)。 7．進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。 8． 110KV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)。 三、時(shí)間安排 本次設(shè)計(jì)的時(shí)間共 16周，各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)間安排大致如下： 收集資料， 消化吸收 2 周 完成 變電所 設(shè)計(jì) 9 周 完善設(shè)計(jì)成果 2 周 編制設(shè)計(jì)說明書 1 周 審核、校對(duì) 1 周 答辯 1 周 總計(jì) 16 周 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果 1． 設(shè)計(jì)說明書一份。 說明書的論述要流暢， 結(jié)論要正確，要求打印。說明書頁碼應(yīng)編號(hào)。編制畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)規(guī)范： （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告 （ 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（抄錄原件有關(guān)內(nèi)容） （ 3）目錄 （ 4）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）正文 （ 5）參考文獻(xiàn) （ 6）專業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)翻譯（原件及譯文） 2．計(jì)算書。 3．圖紙 4 張。 所有圖紙均要求打印 [A3]，另外再選取一張同時(shí)手工繪制 [1 號(hào)圖紙 ]。圖紙分別為： （ 1） 變電所電氣主接線圖。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 3 頁 （ 2） 110KV或 35KV高壓配電裝置平面布置圖。 （ 3） 110KV或 35KV高壓配電裝置斷面圖。 （ 4） 繼電保護(hù)裝置規(guī)劃圖。 華北水 利水電學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 2021 年 3 月 16 日 學(xué)生姓名 郭奎軍 學(xué)號(hào) 202105626 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 題目名稱 110KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計(jì) （五） 課題來源 模 擬 主 要 內(nèi) 容 1 主變壓器 型號(hào) 的選擇 根據(jù)任務(wù)書的已知條件和 電力工業(yè)常用設(shè)備手冊(cè)（水利電力出版社） 選擇 SFSZ8— 20210/110 (KVA)型 電力 變壓器 2 電氣主接線的設(shè)計(jì) 電氣主接線的設(shè)計(jì)步驟 （ 1） 原始資料分析 （ 2） 對(duì)擬定各方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較、選出最好方案 。 （ 3） 繪制電氣主接線圖。 電氣主接線的設(shè)計(jì)基本要求 （ 1） 可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展性。 （ 2） 分析變電所的類型 （ 3） 分析變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （ 4） 分析其它因素（如發(fā)電廠）的影響 （ 5） 負(fù)荷分析 （ 6） 根據(jù)任務(wù)書的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際、參照變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，擬定出兩個(gè)可行方案： 電氣主接線的設(shè)計(jì)方案 方案一 110KV 側(cè)采用單母線接線， 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)也采用 單母線接線。 （ 1） 分析單母線接線的基本形式和特點(diǎn)： 特點(diǎn)就是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上 ，其優(yōu)點(diǎn)為 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 4 頁 接線簡(jiǎn)單、清晰、采用的電氣設(shè)備少，比較經(jīng)濟(jì)，操作簡(jiǎn)單方 便，便于擴(kuò)建，也便于采用成套配電裝置。另外隔離開關(guān)僅僅用于檢修，不作為操作電器，不易發(fā)生誤操作。 缺點(diǎn)是 可靠性不好，不夠靈活， 母線和隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時(shí)，必須斷開全部電源，是整個(gè)配電裝置停電。 使用范圍： 610kv 配電裝置的出線不超過 5 回時(shí)， 3560kv 配電裝置的出線不超過 3 回時(shí)，110220kv 配電裝置的 出線不超過 2回時(shí)。 方案二 110KV 側(cè)采用單母線分段帶旁母接線， 35KV 側(cè)和 10KV 側(cè)采用單母線分段接線。 （ 1） 分析單母線分段主接線的基本形式和特點(diǎn)：?jiǎn)文妇€用斷路器母線分段后可進(jìn)行輪換檢修，對(duì)于重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶停電。該接線既有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線段上的所有回路都要長(zhǎng)時(shí) 間的停電，所以其連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。 610KV 級(jí)為六回以上； 3560KV 級(jí)為 48回； 110220KV 級(jí)為 4回。 （ 2） 分析單母線分段帶旁路母線接線的基本形式和特點(diǎn)： 為了保證單母線分段接線在斷路器檢修或調(diào)試保護(hù)裝置時(shí)，不中斷對(duì)用戶的供電。對(duì)110KV 配電裝置，線路負(fù)荷大，沿線分支引線多，而其中多數(shù)又為重要用戶就設(shè)旁路母線，為保障供電的可靠性和安全性， 對(duì) 110KV 側(cè)設(shè)置為單母分段帶旁母接線。同時(shí)分段斷路器兼作旁路斷路器接線，可以減少設(shè)備，節(jié)省投資。 列出兩種方案并畫出主接 線圖。 根據(jù)基本要求，經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析判斷，找出一種最優(yōu)方案 .最終確定方案二。 3 短路電流計(jì)算 計(jì)算步驟 （ 1） 選擇計(jì)算短路點(diǎn) （ 2） 繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖） ,并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。 （ 3） 化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)為同一短路點(diǎn)為中心的輻射型 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 5 頁 等值網(wǎng)絡(luò)圖，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。 （ 4） 求計(jì)算電抗 （ 5） 計(jì)算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值 （ 6） 計(jì)算短路電流周期分量有名值 （ 7） 計(jì)算短路電流的沖擊值 4 選擇和校驗(yàn)所需的電氣設(shè)備 電氣設(shè)備的分析和選擇方法 （ 1） 按正常工作條件選擇：① 類型和形式 ② 額定電壓 ③ 額定電流。 （ 2） 按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)：具備足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、合理性 （ 3） 按環(huán)境條件校驗(yàn)：選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，（查表 ） 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)。 高壓斷路器的分析和選擇 （ 1） 形式 （ 2） 額定電壓選擇 （ 3） 額定電流選擇 （ 4） 額定開斷電流的校驗(yàn) （ 5） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) （ 6） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 隔離開關(guān)的分析和選擇：與 高壓斷路器的選擇基本相同 電流互感器的分析和選擇 : （ 1） 形式的選擇 （ 2） 按額定電壓選擇 （ 3） 按額定電流選擇 （ 4） 按準(zhǔn)確度級(jí)選擇 （ 5） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （ 6） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 電壓互感器的分析和選擇 （ 1） 形式的選擇 （ 2） 按額定電壓選擇 （ 3） 按容量和準(zhǔn)確度級(jí)選擇 5 設(shè)計(jì)和校驗(yàn)?zāi)妇€系統(tǒng) 母線的分析和選擇 （ 1） 形式，鋁材和銅材 （ 2） 按最大持續(xù)工作電流選擇 （ 3） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 （ 4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn) （ 5） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （ 6） 電暈電壓校驗(yàn) 支柱絕緣子和穿墻套管的分析和選擇 （ 1） 按額定電壓選擇 支 柱絕緣子和穿墻套管 （ 2） 按額定電流選擇 穿墻套管 （ 3） 支柱絕緣子和穿墻套管的種類和類型的選擇 （ 4） 穿墻套管熱穩(wěn)定校驗(yàn) （ 5） 支柱絕緣子和穿墻套管的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 6 繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 6 頁 110KV 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路的保護(hù)配置，線路的相間短路和單相接地短路保護(hù)均應(yīng)動(dòng)作于斷路器跳閘，可裝設(shè)全線速動(dòng)保護(hù)（ 1）反映接地短路的保護(hù)配置（ 2）反映相間短路的保護(hù)配置 35KV 及以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中線路保護(hù)配置，相間短路必須動(dòng)作于斷路器跳閘，單相接地對(duì)用戶影響不大。（ 1）相間短路的電 流和電壓保護(hù)的配置（ 2）單相接地零序電流保護(hù)的配置 10KV 線路設(shè)置兩段式電流保護(hù)。 變壓器保護(hù)配置的分析計(jì)算： （ 1） 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) （ 2） 變壓器相間短路的后備保護(hù) （ 3） 變壓器接地短路的后備保護(hù) （ 4） 變壓器過負(fù)荷保護(hù) （ 5） 變壓器非電量保護(hù) 母線保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)配置分析計(jì)算： （ 1） 完全電流差動(dòng)母線保護(hù) （ 2） 電壓差動(dòng)母線保護(hù) （ 3） 具有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)母線保護(hù) （ 4） 斷路器的失靈保護(hù)分析選擇 7 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 避雷針和避雷線的保 護(hù)，避雷針及其保護(hù)范圍的分析確定 （ 1） 避雷針保護(hù)范圍，單支、兩支等高、兩支不等高、多支等高避雷針的保護(hù)范圍參照《對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （ 2） 避雷針接地的主要要求 （ 3） 避雷線保護(hù)范圍參照《對(duì)電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （ 4） 避雷線保護(hù)在技術(shù)上的要求 避雷器的保護(hù)及配置的分析確定：避雷器的參數(shù)及配置原則分析選擇 8 110KV 高壓配電裝置設(shè)計(jì) 高壓配電裝置滿足的要求： （ 1） 符合國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 （ 2） 根據(jù)高壓配電裝置在系統(tǒng)中的地位、作用、環(huán)境等條件，合理選型 （ 3） 便于運(yùn)輸、安 裝、檢修、操作 （ 4） 少占土地、節(jié)省三材，減小投資 高壓配電裝置圖示的分析和繪制 （ 1） 高壓配電裝置圖 （ 2） 平面布置圖 （ 3） 斷面圖 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 7 頁 采取的主要技術(shù)路線或方法 （ 1） 上 網(wǎng) 搜索最前沿的相關(guān)資料 （ 2） 圖書館查閱手冊(cè)及相關(guān)書籍 （ 3） 通過計(jì)算得出結(jié)果 （ 4） 使用計(jì)算機(jī)軟件輔助繪圖 預(yù)期的成果及形式 2． 設(shè)計(jì)說明書一份。 （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 （ 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（抄錄原件有關(guān)內(nèi)容） （ 3）目錄 （ 4）畢業(yè)設(shè)計(jì)正文 （ 5）參考文獻(xiàn) （ 6）專業(yè)相關(guān)文獻(xiàn)翻譯（原件及譯文） 2．計(jì)算書。 3．圖紙 4 張。 圖紙分別為： （ 5） 變電所電氣主接線圖。（打印 [A3] 和手工繪制 [1 號(hào)圖紙 ]） （ 6） 110KV或 35KV高壓配電裝置平面布置圖。（打印 [A3]） （ 7） 110KV或 35KV高壓配電裝置斷面圖。（打印 [A3]） （ 8） 繼電保護(hù)裝置規(guī)劃圖。（打印 [A3]） 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 共 68 頁 第 8 頁 時(shí)間安排 本次設(shè)計(jì)的時(shí)間共 16周，各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)間安排大致如下： 收集資料， 消化吸收 2 周 完成 變電所 設(shè)計(jì) 9 周 完善設(shè)計(jì)成果 2 周 編制設(shè)計(jì)說明書 1 周 審核、校對(duì) 1 周 答辯 1 周 總計(jì)