【正文】 1 110kv 變電站電氣一次部分設(shè)計 目錄 摘 要 前 言 第 1 章 概論 原始資料的分析 變電站的重要性和選擇性 第 2 章 主變壓器容量、型號和臺數(shù)的選 主變壓器臺數(shù)的選擇 主變壓器的選擇 主變型號選擇 變電站設(shè)計規(guī)程規(guī)定 第 3 章 電氣主接線的選擇 選擇原則 主接線設(shè)計的基本要求及原則 主接線的基本形式和特點 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定 第 4 章 短路電流的計算與負荷計算 短路計算 的目的及假設(shè) 短路電流計算步驟 短路電流計算的方法與計算結(jié)果 計算負荷的目的方法 無功功率補償計算 第 5 章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備的選擇原則 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 2 互感器的選擇 母線的選擇 高壓熔斷器的選擇 消弧線圈的選擇 第 6 章 變電所的形式及整體布置和防雷保護及配置 變電所位置的確定 變電所的總體布置 直擊雷的過電壓保護 雷電侵入波的過電壓保護 避雷器和避雷線的配置 第 7 章 高壓配電裝置及 平面布置 設(shè)計原則與要求 高壓配電裝置 第 8 章 變電所的防雷保護和接地 防雷保 接地裝置和要求 結(jié)論 謝辭 參考文獻 ????????????? 附表 1（電氣主接線圖） 附表 2（監(jiān)控系統(tǒng)圖） 3 摘要 [摘要 ]：變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，直接影響著整個電力系統(tǒng)的安全與運行，本文根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)與線路及相關(guān)負荷的參數(shù)，通過對原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負荷選擇主變壓器，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟可靠、運行靈活的要求，選擇了兩種主接線方案進行技術(shù)比較，淘汰差法的方案，確 定了變電站電氣接線方案。 其次進行短路電流的計算，根據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計算的結(jié)果，對高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線等主要電氣設(shè)備進行選擇和校驗。之后對變電站的配電裝置進行選擇以及電氣平面布置設(shè)計。 最后做了主變壓器的保護和變電站的防雷保護，從而完成了 110kv 變電站電氣部分的設(shè)計。 前言 變電站是電力網(wǎng)中的線路接線點，滴用以變換電壓、交換功率和匯集、分配電能的設(shè)施。在變電站設(shè)計當(dāng)中有不同的方案，學(xué)校提供了 110kv/35kv/10kv 降壓變電站一次系統(tǒng)設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容給以我們選擇。 在設(shè)計過程中，我根據(jù)所學(xué)知識再聯(lián)系自己的工作實際進行設(shè)計。為了做好一個畢業(yè)設(shè)計，過程中有很多的疑問，為了弄清楚一個問題，除了一遍又一遍的查找資料，還要向老師同學(xué)們請教，還要抱著原來學(xué)過的課程再進行學(xué)習(xí)通過這次設(shè)計，使我學(xué)到了許多新的知識，更深深地了解到自已所學(xué)的知識太少，還需要進一步努力。這次的畢業(yè) 4 設(shè)計中雖然內(nèi)容還存在著許多的缺陷，但通過自己用心去做的，我好事很滿足的，望位老師們給予指點！ 第 1 章概論 原始資料 分析 （ 1）類型： 110kv 變電站電氣一次部分設(shè)計 （ 2）最終容量：根據(jù)電力系統(tǒng)的規(guī)劃需要安裝兩臺容量為 電壓為110kv/35kv/10kv 的主變壓器，主變各側(cè)容量比為 100/100/100，一次設(shè)計并建成。 變電站的重要性和選擇性 （ 1）變電站是電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，它在整個電網(wǎng)中起著輸配電的重要作用。 本期設(shè)計的 110KV 降壓變電站為 110KV 地方變電站，其主要任務(wù)是向地區(qū)用戶供電，為保證可靠的供電及電網(wǎng)發(fā)展的要求，在選取設(shè)備時，應(yīng)盡量選擇可靠性高，維護周期長的設(shè)備。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的 要求，設(shè)計規(guī)模為 110KV 進線 2 回， 35KV 出線 4 回， 10KV 出線 8 回；負荷狀況為 35kV 側(cè)：最大 37MW, 最小 22MW， 10kV 側(cè)：最大 32MW, 最小 24MW。 本期設(shè)計嚴格按《電力工程手冊》、《發(fā)電廠電氣部分》等參考資料進行主接線的選擇，要與所選設(shè)備的性能結(jié)合起來考慮，最后確定一個技術(shù)合理，經(jīng)濟可靠的最方案。 5 第 2 章 主變壓器容量、型號和臺數(shù)的選擇 主變壓器臺數(shù)的選擇 在《電力工程電氣設(shè)計手冊》中可知：“對大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩 臺主變壓器為宜”。在運行或檢修時，可以一臺工作，一臺備用或檢修，并不影響供電，也可以兩臺并列運行，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中所示本變電站為地方變電站，且出線回路數(shù)較多，為保證供電的可靠性，參照規(guī)程要求，宜選用兩臺主變壓器。 主變壓器的選擇 主變壓器容量應(yīng)根據(jù)負荷情況進行選擇。在《電力工程電氣設(shè)計手冊》中規(guī)定對于裝設(shè)兩臺及以上主變壓器的變電所，應(yīng)滿足一臺主變停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的 70%— 80%為保證可靠供電，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電，主變?nèi)萘慷榭傌摵傻?70%— 80%，容量計 算如下： 已知 35KV 側(cè)最大負荷為 37MW, cosΦ =。 主變型號選擇 本變電站在 110KV,35KV,10KV 三個電壓等級，根據(jù)設(shè)計規(guī)程規(guī)定，“具有三個電壓等級的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器各容量的 15%以上，主變壓器一般采用三繞組變壓器”，故選擇型號 SFSZL— 40000/11。 6 變電站設(shè)計規(guī)程規(guī)定 額定電壓高壓側(cè) 110177。 8 %，中壓側(cè) 38 177。 2 %,低壓側(cè) ,連接組別為 YN 容量比為 100/100/100,阻抗電壓 U=%,U=%,U=% 第 3 章 電氣主接線的選擇 選擇原則 電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。 電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策 、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行、維護方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟、美觀的原則。 主接線設(shè)計的基本要求及原則 根據(jù)國家經(jīng)濟發(fā)展及電力負荷增長率的規(guī)劃，給出所設(shè)計電廠 (變電站 )的容量、機組臺數(shù)、電壓等級、出線回路數(shù)、主要負荷要求、電力系統(tǒng)參數(shù)和對電廠 (變電站 )的具體要求，以及設(shè)計的內(nèi)容和范圍。這些原始資料是設(shè)計的依據(jù)，必須進行詳細的分析和研究，從而可以初步擬 定一些主接線方案。國家方針政策、技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家實際狀況，結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點而制定的準(zhǔn)則，設(shè)計時必須嚴格遵循。設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟、留有擴建和發(fā)展的余地。設(shè)計時，在進行論證分析階段，更應(yīng)合理地統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟性的關(guān)系，以便于使設(shè)計的主接線具有先進性和可行。 主接線的基本形式和特點 電氣主接線的設(shè)計伴隨著發(fā)電廠或變電站的整體設(shè)計進行，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計階段、技術(shù)設(shè)計階段和施工設(shè)計階段等四個階段。 7 在各階段中隨要求、任務(wù)的不同， 其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計思路、方法和步驟基本相同。 變電站的各側(cè)主接線方案的擬定 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，根據(jù)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)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案 (本期和遠期 )。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留 2～ 3個技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進行經(jīng)濟比較。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量發(fā)電廠或變電站主接線，還應(yīng)進行可靠性定量分析計算比較，最終確定出在技術(shù)上合理、 經(jīng)濟上可行的最終方案。 第 4 章 短路電流的計算與負荷計算 短路電流計算的目的及假設(shè) 短路電流計算的目的 電氣主接線的選比 選擇導(dǎo)體和電氣 確定中性點接地方式 計算軟導(dǎo)線的搖擺 8 選擇繼電保護裝置和進行簽訂計算 驗算接地裝置的接地電壓 短路電流計算的假設(shè) ． 1 系統(tǒng)正常工作時三相對稱。 ． 2 系統(tǒng)中各元件磁路不飽和，在計算中可以使用疊加原理。 ． 3 系統(tǒng)中各元件電阻，在高壓電 路中忽略不計，在低壓網(wǎng)絡(luò)中要計及電阻。 ． 4 輸電線路的電容忽略不及。 ． 5 變壓器的勵磁電流忽略不計。 ． 6 系統(tǒng)中的所有發(fā)電機電動勢的相位相同，頻率仍為工頻。 注意：實際計算法 計算所得的短路電流要比實際值大 短路電流計算步驟 ． 1首先繪出計算電路圖 主接線圖的繪制形式有下面兩種： 系統(tǒng)式主接線圖 —— 這是按照電力系統(tǒng)輸送的順序依次安排其中的設(shè)備和線路相連接的關(guān)系而繪制的一種簡圖。它全面系統(tǒng)地反映出主接線電力的傳送過程，但是它并不反映其中各成套配電裝置 之間的相互排列的位置。這種主接線圖多用于變配電所的運行中。通常應(yīng)用的變配電所主接線圖均為這一形式。 裝置式接線圖 —— 這是按照主接線中高壓或低壓成套配電裝置之間相互聯(lián)系和安排位置而繪制的一種簡圖，通常按不同電壓等級分別繪制。從這種主接線圖上可一目了然地看出某一電壓級的成套配電裝置的內(nèi)部設(shè)備連接關(guān)系及裝置之間相互排列位置。這種主接線圖多在變配電所施工圖中使用。 變配電所主接線圖 序號 名稱 型號 1 高壓隔離開關(guān) QS GN810/1300 2 高壓斷路器 QF() SN1010/2020 3 低壓 斷路器 Q F() DW151500/3 4 低壓刀開關(guān) QK HD131500/30 ． 2按所選擇的短路計算點繪出等效電路 短路電流的計算方法與計算結(jié)果 ． 1歐姆法 ． 2標(biāo)幺制法 9 計算負荷的目的方法 計算負荷的目的 負荷計算主要是確定“計算負荷”?！坝嬎阖摵伞笔前窗l(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個假想的持續(xù)負荷，“計算負荷”產(chǎn)生的熱效應(yīng)和實際變動負荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。所以根據(jù)“計算負荷”選擇導(dǎo)體及電器時，在實際運行中導(dǎo)體及電器的地高溫升不會超過容許值 。 計算負荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護的重要數(shù)據(jù)。計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線截面選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費；如計算負荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)線運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生事故，同樣給國家造成損失。為此，正確進行負荷計算是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 計算負荷的方法 電力負荷計算方法包括 :利用系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法。我國一般使用需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法，前者適用于確定全廠計算負荷、車間變電所計算負荷及負荷較穩(wěn)定的干線計算負荷 。后者用于負荷波動較大的干線或支線。在實際設(shè)計和實踐中 .電力負荷計算的有關(guān)計算系數(shù)和特征參數(shù)的選擇都會影響電負荷計算結(jié)果，使其偏大、偏高。 一般說來，當(dāng)電力負荷值大于實際使用負荷的 10%時，變壓器容量要增加 11%一 12%，電線電纜等有色金屬的消耗量也要增加巧 %一 20%，同時還會增加變壓器無功功率所造成的有功電力損耗。由此可見，電力負荷計算在供 電設(shè)計中，特別是在確定變壓器容量時所占據(jù)的重要位置。故正確地選擇計算負荷方法與特征參數(shù)，對電氣設(shè)計具有特別重要的意義。 利用系數(shù)法 以平均負荷為基礎(chǔ)，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關(guān)系。 單位產(chǎn)品耗電量法 在初步設(shè)計階段對供電方案作比較時，可根據(jù)車間的單位產(chǎn)品耗電定額，產(chǎn)品的年產(chǎn)量和年工作小時數(shù)來估算。 二項系數(shù)法 考慮用電設(shè)備數(shù)量和大容量設(shè)備對計算負荷的影響的經(jīng)驗公式。 10 由于在一條干線上或一個車間里，當(dāng)有多組性質(zhì)不同的用電設(shè)備 時，應(yīng)根據(jù)其工作性質(zhì)劃分成幾個用電設(shè)備組 (一個組的用電設(shè)備性質(zhì)相同 )。所以負荷計算應(yīng)先分單組