【正文】 畢業(yè)設(shè)計論文110kV降壓變電站電氣一次部分初步設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計 論文 系 別 電力工程系 專業(yè)班級 電氣班 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 摘要隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是計算機技術(shù)的進步電力系統(tǒng)對變電站的要求也越來越高本文以110kV地區(qū)變電站設(shè)計為例論述了電力系統(tǒng)工程中變電站電氣一次部分的全過程通過對變電站的主接線設(shè)計站用電接線設(shè)計短路電流計算電氣設(shè)備動熱穩(wěn)定校驗主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定運行方式分析防雷及過電壓保護裝置的設(shè)計電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計較為詳細地完成了電力系統(tǒng)中變電站的設(shè)計關(guān)鍵詞變電站 短路計算 設(shè)備選擇AbstractWith the development of science and technology in China particularly puting technology has advanced the power system demands on substation more and moreThe statement about the 110kV transformer area substation design discussed some electrical transformer stations design one part in power systems engineering of the entire process Through the main transformer stations wiring design stations wiring design stations short circuit current calculations check electrical equipment moving and thermal stability set the main electrical equipment models and the parameters the operating mode design overvoltage protection and mine devicesdesign general electric graphic and distribution devices flood and without power pensation Lastlypleted substation design in power systemKey Words Substation Short Circuit Calculation Equipment Selection 目錄摘要 IAbstract II1前言 12電氣主接線設(shè)計 221 主接線的設(shè)計原則 222 主接線設(shè)計的基本要求 2 主接線可靠性的要求 3 主接線靈活性的要求 3 主接線經(jīng)濟性的要求 323 電氣主接線的選擇和比較 3 主接線方案的擬訂 3 主接線方案的討論比較 7方案的初步選擇 93主變壓器的選擇與論證 1031 SJD288規(guī)程中有關(guān)變電站主變壓器選擇的規(guī)定 1032 主變壓器選擇的一般原則與步驟 10 主變壓器臺數(shù)的確定原則 10 主變壓器形式的選擇原則 11 主變壓器容量的確定原則 1133 主變壓器的計算與選擇 11 容量計算 11 變壓器型號的選擇 114主接線方案的經(jīng)濟比較 1341 方案2與方案5的綜合投資 1342 方案2與方案5的年運行費用 1343 最終方案確定 155短路電流計算 1651 概述 1652短路計算的目的及假設(shè) 16流的目的 16流計算的一般規(guī)定 17算基本假設(shè) 17 17流計算的步驟 1753變壓器及電抗器的參數(shù)計算 18器參數(shù)計算 18 電抗器電抗標幺值的計算 1954 網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡化 19 短路點d1的短路計算主變110kV側(cè) 19 短路點d2的短路計算35kV母線 20 短路點d3的短路計算35kV出線 21 短路點d4的短路計算10kV母線 22 短路點d5的短路計算10kV出線 236電氣設(shè)備的選擇及校驗 2661 概述 26 一般原則 26 技術(shù)條件 2662 各回路最大持續(xù)電流工作一覽表 2763 斷路器的選擇及校驗 28 110kV側(cè)斷路器的選擇及校驗 28 35kV母線斷路器的選擇及校驗 29 35kV出線斷路器的選擇及校驗 30 10kV母線斷路器的選擇及校驗 31 10kV出線斷路器的選擇及校驗 32 斷路器型號一覽表 3364 隔離開關(guān)的選擇及校驗 33 110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗 34 35kV母線隔離開關(guān)的選擇及校驗 34 35kV進線隔離開關(guān)的選擇及校驗 35 10kV母線隔離開關(guān)的選擇及校驗 36 10kV進線隔離開關(guān)的選擇及校驗 36 隔離開關(guān)型號一覽表 3765互感器的選擇與校驗 37感器的選擇 38 變壓器110kV側(cè)電流互感器的選擇與校驗 39 35kV出線電流互感器的選擇與校驗 40 變壓器35kV側(cè)電流互感器的選擇與校驗 41 10kV出線側(cè)電流互感器的選擇與校驗 41 變壓器10kV側(cè)電流互感器的選擇與校驗 42 電流互感器型號一覽表 4366 電壓互感器的選擇 43 110kV側(cè)電壓互感器的選擇 44 變壓器35kV及其出線側(cè) 45 變壓器10 kV及其出線側(cè) 4667 母線及電纜的選擇及校驗 46 110kV進線的選擇及校驗 47 35kV母線的選擇及校驗 47 35kV出線的選擇及校驗 49 10kV母線的選擇及校驗 49 10kV電纜線的選擇及校驗 5068 避雷器的選擇及校驗 51 110kV側(cè)避雷器的選擇和校驗 51 35kV側(cè)避雷器的選擇和校驗 51 10kV側(cè)避雷器的選擇和校驗 527電氣總平面布置及配電裝置的選擇 5371 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求 5372 配電裝置的選擇 53 配電裝置的最小安全凈距 53 屋外配電裝置 538 防雷保護設(shè)計 5581避雷針的作用 5582避雷針的配置 55的配置原則 55位置的確定 5583防雷保護方案 5684 保護全面積的校驗 579接地網(wǎng)設(shè)計 5891設(shè)計說明 5892接地體的設(shè)計 5893典型接地體的接地電阻計算 5894 接地網(wǎng)設(shè)計計算 59參考文獻 61致謝 631前言目前我國城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進行大規(guī)模的改造與此相應(yīng)城鄉(xiāng)變電所也正不斷的更新?lián)Q代我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實情況是常規(guī)變電所依然存在小型變電所微機監(jiān)測變電所綜合自動化變電所相繼出現(xiàn)并得到迅速的發(fā)展然而所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設(shè)計的基本原理而來因此對于變電設(shè)計基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本本畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容為110kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計正是最為常見的常規(guī)變電所并根據(jù)變電所設(shè)計的基本原理設(shè)計務(wù)求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計過程2電氣主接線設(shè)計21 主接線的設(shè)計原則變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分它表明了發(fā)電機變壓器線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量并指出應(yīng)該以怎樣的方式來連接發(fā)電機變壓器線路以怎樣與電力系統(tǒng)相連接從而完成發(fā)電變電輸配電的任務(wù)[1]它的設(shè)計直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇配電裝置的布置繼電保護和自動裝置的確定關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定靈活和經(jīng)濟運行主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下力爭使其技術(shù)先進經(jīng)濟合理安全可靠對于6～220kV電壓配電裝置的接線一般分兩類一為母線類包括單母線單母線分段雙母線雙母線分段和增設(shè)旁路母線的接線其二為無母線類包括單元接線橋形接線和多角形接線等應(yīng)視電壓等級和出線回數(shù)酌情選用旁路母線的設(shè)置原則1采用分段單母線或雙母線的110kV配電裝置當斷路器不允許停電檢修時一般需設(shè)置旁路母線[1]因為110KV線路輸送距離長功率大一旦停電影響范圍大且斷路器檢修時間較長平均每年5～7天故設(shè)置旁路母線為宜當有旁路母線時應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線235kV配電裝置可不設(shè)旁路母線是因為重要用戶多系雙回路供電有可能停電檢修斷路器其次還因為斷路器年平均檢修時間短通常為2～3天[1]如線路斷路器不允許停電檢修時可設(shè)置其它旁路設(shè)施310kV配電裝置可不設(shè)旁路母線對于出線回路數(shù)多或多數(shù)線路系向用戶單獨供電以及不允許停電的單母線分段單母線的配電裝置可設(shè)置旁路母線對于變電站的電氣接線當能滿足運行要求時其高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器少或不用斷路器的接線當出線為2回時一般采用橋形接線22 主接線設(shè)計的基本要求變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站所在電力系統(tǒng)中的地位回路數(shù)設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定并應(yīng)滿足運行可靠簡單靈活操作方便和節(jié)約投資等要求[2]對電氣主接線的基本要求概括的說應(yīng)包括可靠性靈活性和經(jīng)濟性 主接線可靠性的要求安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)保證供電可靠是電氣主接線的最基本要求[3]可靠性的工作是以保證對用戶不間斷的供電衡量可靠性的客觀標準是運行實踐主接線的可靠性是它的各組成元件包括一二次部分在運行中可靠性的綜合因此不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響評價主接線可靠性的標志是1 斷路器檢修時是否影響停電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對重要用戶的供電3 變電站全部停電的可能性 主接線靈活性的要求主接線的靈活性有以下幾個方面的要求1 調(diào)度要求可以靈活的投入和切除變壓器線路調(diào)配電源和負荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求2 檢修要求可以方便的停運斷路器母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修且不致影響對用戶的供電3 擴建要求可以容易的從初期過渡到終期接線使在擴建時無論一次和二次設(shè)備改造量最少 主接線經(jīng)濟性的要求在滿足技術(shù)要求的前提下做到經(jīng)濟合理1 投資省主接線簡單以節(jié)約斷路器隔離開關(guān)等設(shè)備的投資占地面積小電氣主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件以節(jié)約用地架構(gòu)導(dǎo)線絕緣子及安裝費用2 電能損耗少經(jīng)濟選擇主變壓器型式容量和臺數(shù)避免兩次變壓而增加電能損失23 電氣主接線的選擇和比較 主接線方案的擬訂高壓側(cè)是2回出線可選擇線路變壓器組單母分段帶旁路母線橋型接線中壓側(cè)有8回出線低壓側(cè)有10回出線均可以采用單母線單母分段單母分段帶旁路和雙母線接線在比較各種接線的優(yōu)缺點和適用范圍后提出如下三種方案方案1 圖21 高壓側(cè)單母分段帶旁路母線中壓側(cè)低壓側(cè)單母分段圖21 方案1主接線圖方案2圖22 高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)單母分段圖22 方案2主接線圖方案3圖23 高壓側(cè)外橋接線中壓側(cè)單母分段帶旁路母線低壓側(cè)單母線分段接線圖23 方案3主接線圖方案4圖24 高壓側(cè)內(nèi)橋接線法中壓側(cè)單母線分段低壓側(cè)雙母線圖24 方案4主接線圖方案5圖25 高壓側(cè)內(nèi)橋接線中壓側(cè)低壓側(cè)單母線分段圖25 方案5主接線圖 主接線方案的討論比較方案1 110kV側(cè)變電所經(jīng)兩回線從系統(tǒng)獲得電源采用單母線分段帶旁路母線接線可以獲得很高的可靠性任一母線或斷路器檢修均不會造成停電任一母線斷路器故障只會引起短時停電任一進線故障不會造成停電但是該方案較其他方案多用了斷路器和多臺隔離開關(guān)這無疑增加了變電所的一次投資而且在檢修時倒閘操作也十分的復(fù)雜容易造成誤操作從而引起事故35kV和10kV側(cè)采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個回路使重要用戶有兩個電源供電單母線分段接法可以提供單母線運行各段并列運行各段分列運行等運行方式便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍任一母線發(fā)生故障時繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘保證正確母線繼續(xù)運行當然這種接線也有它本身的缺點那就是在檢修母線或斷路器時會造成停電特別在夏季雷雨較多時斷路器經(jīng)常跳閘因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)這使得這個問題更加突出方案2110kV35kV10kV側(cè)采用單母分段接線的形式使得重要用戶可從不同線分段引出兩個回路使重要用戶有兩個電源供電單母線分段接法可以提供單母線運行各段并列運行各段分列運行等運行方式便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍任一母線發(fā)生故障時繼電保護裝置可使分段斷路器跳閘保證正確母線繼續(xù)運行當然這種接線也有它本身的缺點那就是在檢修母線或斷路器時會造成停電特別在夏季雷雨較多時斷路器經(jīng)常跳閘因此要相應(yīng)地增加斷路器的檢修次數(shù)這使得這個問題更加突出方案3110kV側(cè)采用外橋法接線與內(nèi)橋法一樣該接線形式所用斷路器少四個回路只需三個斷路器具有可觀的經(jīng)濟效益當任一線路發(fā)生故障時需同時動作與之相連的兩臺斷路器從而影響一臺未發(fā)生故障的變壓器的運行但當任一臺變壓器故障或是檢修時能快速的切除故障變壓器不會造成對無故障變壓器的影響因此外橋接線只能用于線路短檢修和故障少的線路中此外當電網(wǎng)有穿越性功率經(jīng)過變電站時也采用外橋接線35kV10kV側(cè)采用單母分段帶旁路母線接線該接線方法具有單母分段接線優(yōu)點的同時可以在不中斷該回路供電的情況下檢修斷路器或母線從而得到較高的可靠性這樣就很好的解決了在雷雨季節(jié)斷路器頻繁跳閘而檢