【正文】 10kV 變電所。電氣主接線是發(fā)電廠和變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定因素。 變電站的綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)視范圍及變電站的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力分配的日益復(fù)雜和用戶對電能的質(zhì)量的要求進(jìn)一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來我國計算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展及自動化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。因此，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可靠，安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理的需要。同時做好變電站的接地電網(wǎng)，也可以有效的防止電力事故的發(fā)生。 需要裝設(shè)兩臺變壓器備用，保證重要變電所的安全用電。 指導(dǎo)教師簽字 時 間 年 月 日 I 摘 要 隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)對變電站的更要求也越來越高。 變電 站 設(shè)計 需 要 以 電力系統(tǒng)分析 、電力工程、繼電保護(hù) 和其他的 專業(yè)知識為理論基礎(chǔ) 。 本設(shè)計討論的是 110kV 變電站電氣部分的設(shè)計。 關(guān)鍵字 ： 變電站 負(fù)荷計算 短路計算 設(shè)備選擇 繼電保護(hù) II Abstract With the development of science and technology in China, particularly puting technology has been advanced, the power system demands on substation more and more. Power System Substation is an important and indispensable ponent of the power it assumed the task of conversion and distribution of grid security and the economy play a decisive role in running is to contact the user39。2 負(fù)荷計算的目的 3 無功 補(bǔ)償 5 主變壓器臺數(shù)和容量的確定 5 變壓器型號的確定 6 第 4 章 主接線方式的選擇 10 各回路阻抗的計算 10 短路計算 14 斷路器的選擇 16 110kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇 16 導(dǎo)線的選擇 17 110kV 母線的選擇與校驗 17 互感器的選擇 21 概述 21 變壓器的繼電保護(hù) 22 電力線路的繼電保 護(hù) 25 二次接線圖 26 第 8 章 防雷接地設(shè)計 27 防雷設(shè)計原則 27 避雷器的選擇 27 避雷針的配置 29 接地設(shè)計 30 接地網(wǎng)型式選擇及優(yōu)劣分析 31 第 9 章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 32 配電裝置特點 32 配電裝置類型及應(yīng)用 33 電氣總平面布置 39 附錄 B 電氣設(shè)備表 48 附錄 C 電氣主接線圖 50 Ⅱ 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 變電站是電力系統(tǒng) 中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力分配的日益復(fù)雜和用戶對電能的質(zhì)量的要求進(jìn)一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來我國計算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展及自動化技術(shù)的成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。 由于我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，某些市區(qū)生產(chǎn)和生活的供電要求越來越大，在大力建設(shè)火力發(fā)電廠的同時，相應(yīng)的配套電力設(shè)施也應(yīng)跟上。也是決定用電質(zhì)量和效率的因素之一。我們這里所要新建的是一所 110kV 降壓變電站。因此，變電站選址不當(dāng)，必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)的主接線方式，送電線路的規(guī)格和布局，電網(wǎng)損失及投資的大小，還可能引起電力倒流，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。變電站在電力系統(tǒng)中之所以起著十分重要的作用，是因為其運(yùn)行性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的重要紐帶，是將電能從產(chǎn)品變成商品的中間環(huán)節(jié)。對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著極其重要的作用[2]。設(shè)計 內(nèi)容 為 110kV 變 電站 電氣設(shè)計 ，分別對變電站 作 總體分析和負(fù)荷分析、變電站主 變壓器 的選擇、主接線 方式選擇 、短路電流計算、 電氣設(shè)備的選擇與校驗、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等部分的分析計算，在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)所用數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，特別是在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是計算中，存在很大缺陷，力求在以后的設(shè)計中能夠逐步趨于完善，相信不久能實現(xiàn)無人值班高度自動化以彌補(bǔ)傳統(tǒng)變電站的缺陷。 變電站作為 電力系統(tǒng)中起著重要的連接作用，是聯(lián)系發(fā)電廠與負(fù)荷的重要環(huán)節(jié)。 ： 110kV 地方降壓變電站 ： 110/10kV ： 110kV：近期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回； 10kV：近期 8 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回； ：站址地區(qū)海拔高度 200m， 地址平坦，地震烈度 6 度。cm/W， 土壤溫度 20176。 ：主要是一、二級負(fù)荷，市內(nèi)負(fù)荷主要為市區(qū)生活用電、棉紡廠、印染廠等工業(yè)用電；郊區(qū)負(fù)荷主要為郊區(qū)變電站及其他工業(yè)用電。 負(fù)荷 計算的目的 計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直 接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 3 負(fù)荷分析 10kV 側(cè) ： 近期負(fù)荷： 近P =(2＋ 2＋ ＋ ＋ 3＋ 3＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 2＋ 1＋ ＋ ＋ 1＋ ＋ ＋ )MW= 遠(yuǎn)期負(fù)荷 ： 遠(yuǎn)P =(＋ ＋ 2＋ 2＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 2＋ ＋ 2＋ 2＋ ＋ 2＋ 2＋ ＋ ＋ )= ??ni Pi1 =+= 綜合最大計算負(fù)荷計算公式 ： ??KtS301 cosn iiiP??? (1+? %) Kt ： 同時系數(shù)，取 85%， ? %： 線損 ,取 5% 。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍 [6]。 補(bǔ)償后的無功功率為 M v a a n30)2(30 ???? ?PQ 補(bǔ)償后的變電站低壓側(cè)的視在負(fù)荷為 M )2(30 ?S 變壓器的功率損耗為： 9 3 0 30 ??? SPT MW 30 ??? SQ T MW 補(bǔ)償后的功率因數(shù)為 ： ?? 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 5 第 3 章 主變壓器的選擇 相數(shù)的確定 330kV 以下的電力系統(tǒng)，在不受運(yùn)輸條件限制時，應(yīng)用三相變壓器。 主變壓器臺數(shù) 和容量 的確定 在這次變電站設(shè)計中 ， 可以采用一臺或兩臺主變壓器 ， 表 31 所示 對單臺變壓器和兩臺變壓器進(jìn)行比較： 表 31 單臺與兩臺變壓器比較 比 較 單臺變壓器 兩臺變壓器 技 術(shù) 指 標(biāo) 供電安全比 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 電壓損耗略大 電壓損耗略小 靈活方便性 靈活性差 靈活性好 擴(kuò)建適用性 稍差 好 由 110kV 系統(tǒng)供電，考慮到重要負(fù)荷達(dá)到 ，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠 性的要求更高，應(yīng)采用兩臺容量相同的變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 因此根據(jù)上述式子及負(fù)荷分析 可以選擇兩臺容量為 50MW 的有載調(diào)壓變壓器 ，其型號為 SFSZ950000/110。8*1 25% ,11 YNd11 104 表 32 所示 為 SFSZ950000/110 變壓器的主要參數(shù)。 。 。 ，變電所中常需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置。 不受運(yùn)輸條件的限制，變壓器采用三相式，否則選用單相變壓器。 。 各電壓等級線路的出線回數(shù)選擇電氣 主接線形式 側(cè)主接線方式： 110kv 側(cè)出線近期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 2 回。由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。變電站 110kV 側(cè)和 10kV 側(cè)， 110kV～ 220kV 出線數(shù)目為 5 回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為 4 回及以上的配電裝置。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 8 單母線帶旁路接線與雙母線帶旁路接線的比較如下 : 方案一：單母線帶旁路 技術(shù)： (1)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展。 (3)旁路斷路器還可以代替出線斷路器， 進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電。 (2)母 聯(lián)絡(luò)線上的 斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作。 經(jīng)濟(jì)： (1)占地大、設(shè)備多、投資大。 所以，比較后說明在技術(shù)上（可靠性、靈活性）雙母線帶旁路接線方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則單母線帶旁路接線方案占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變 電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。 雙母線帶旁路接線最大優(yōu)化是提供了供電可靠性，當(dāng)出線斷路器需要停電檢修時，可將專用旁路斷路器投運(yùn)，從而將檢修斷路器出線有旁路代替供電 [5]。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 9 6～ 10kV 配電裝置 的 出線回路數(shù)目為 6 回及以上時，可采用單母線分段接線或單母線帶旁路母線接線。 (1)單母線分段帶旁路母線： 優(yōu)點：供電可靠性高，運(yùn)行靈活，但是主要用于出線回路數(shù)不多。 (2)單母線帶旁路母線： 優(yōu)點：供電可靠性高，斷路器故障檢修時，可不停負(fù)荷進(jìn)行檢修，供電可靠運(yùn)行靈活，適用于重要用戶供電，出線回數(shù)較多的變電所 [6]。 圖 42 單母線分段接線 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 10 第 5 章 短路電流 的 計算 電力系統(tǒng)簡圖 圖 51 電力 系統(tǒng)簡圖 圖 51 所示為本設(shè)計的電力系統(tǒng)簡略圖，根據(jù)此圖進(jìn)行短路計算的研究。 沖擊電流 ： ???? IkI smsh 2 ??? kA 計算電抗： ?? ?? SXX fjs ( + /)??S ?BS 1 8 0 0 2 0 01 5 0 03 0 ??? ??? ? kIII kA 兩相短路電流： 3)2( ????? kAIIkk ）（kA 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)論文 14 第 6 章 電氣設(shè)備的選擇 與校驗 斷路器的選擇 110kV 側(cè)斷路器的選擇 110 kV 電壓等級，故可選用六氟化硫斷路器。 110?eU kV 的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器