【正文】 I 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 電氣工程 系 2020 屆 電力系統(tǒng)自動化技術(shù) 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 校內(nèi)（外）指導(dǎo)教師 職 稱 工作單位及部門 聯(lián)系方式 教授 電氣工程系 一、題目說明（目的和意義）： 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，某市需新建一 110kV 中心變電所。本設(shè)計通過對 110kV 一次降壓變電所一次部分的理論設(shè)計，使學(xué)生對所學(xué)過的專業(yè)知識有一較系統(tǒng)的整理和集成，同時熟悉和掌握工業(yè)環(huán)境 下變電所的一般設(shè)計方法、設(shè)計思路、過程，為將來從事實際工作打下堅實的理論基礎(chǔ)。 （二）要 求 1 根據(jù)已給出的技術(shù)參數(shù)與條件 ，提出兩個以上的主接線方案，并優(yōu)選出一個進行設(shè)計； 2 選擇變壓器臺數(shù)、容量及型式； 3 設(shè)計對變電所廠區(qū)和主變進行防雷設(shè)計； 4 對設(shè)備和器件選擇進行表冊，并作出技術(shù)評估和改進意見； 5 寫出設(shè)計說明書，其中須附有 200 字左右的中、英文摘要。 撰寫論文 答辯 完成日期 2020 — 2020 學(xué)年秋 第二十周 答辯日期 2020— 2020學(xué)年春 第一、二周 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 IV 四、主要參考文獻、資料、設(shè)備和實習(xí)地點及翻譯工作量： 1．劉介才主編 ? 工廠供電（第三版） ? 北京 :機械工業(yè)出版社， 2020 2．工廠配電設(shè)計手冊 ? 北京 :水利電力出版社， 1984 3．工廠常用電氣設(shè)備手冊（上、下及補充冊） ? 北京 :水利電力出版社， 1986 3．劉光源主編 ? 電工實用手冊 ? 北京 :中 國電力出版社， 2020 4．何利民，尹全英主編 ? 簡明電工手冊 ? 北京 :中國建筑出版社， 1995 5．張鳳珊主編 ? 電氣控制及可編程控制器 ? 北京 :中國輕工業(yè)出版社， 1999 6．金代中主編 ? 電工速查速算手冊 ? 北京 :機械工業(yè)出版社，2020 教研室意見： 教研室主任（簽字）： 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 V 2020年 10 月 日 注：本任務(wù)書要求一式兩份，一份打印稿交教研室，一份電子稿交系辦。 2． 系統(tǒng)電源情況如下： 綜合小水電： S∑ =24MVA ， L1= 20KM ， 35kV 雙回送入變電所，豐水期滿發(fā)電，枯水期只發(fā)三分之一容量，近區(qū)用電及站用電占發(fā)電容量的 10% ，最大運行方式時的綜合電抗折算至 SJ=100MVA 時， XJ*=3 。 省電網(wǎng)：由西南方向經(jīng) 110kV ， L3= 65KM 的輸電線路與變電所相連，對本市的發(fā)供電起綜合平衡作用。 4． 10kV 用戶負荷資料如下表所示： 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 VI 序號 用戶名稱 最大負荷 負荷級數(shù) 功率因數(shù) 1 城市區(qū) 8MW Ⅰ 0.95 2 化肥廠 2MW Ⅲ 0.90 3 工業(yè)區(qū) 3.5MW Ⅱ 0.90 4 農(nóng)機廠 1.5MW Ⅲ 0.85 5 開發(fā)區(qū) 4MW Ⅱ 0.85 變電所建成后第五年總負荷增加到 ，建成后第十年總負荷增加到 。 6． 氣象及地質(zhì)條件：設(shè)計變電所地處半丘陵區(qū)，無污染影響，年最高溫度 40 度，最熱月平均溫度 34 度，年最低溫度 40 度，最熱地下 處土壤平均溫度 度，海拔高度為 50M 。本論文中待設(shè)計的 變電所 是一座降壓 、樞紐變電所 ，在系統(tǒng)中起著匯聚 、 分配 和平衡 電能 的作用，擔(dān)負著向該地區(qū)工廠、農(nóng)村供電的重要任務(wù)。 本論文《 某市 110kV 變電所 電氣 一次部分 初步 設(shè)計》， 首先 通過對原始資料的分析及根據(jù) 變電所 的總負荷選擇主變壓器 ，同時根據(jù)主接線的 可靠性、靈活性和 經(jīng)濟性 的要求，選擇了兩種待選主接線方案進行了技術(shù)比較，淘汰較差的方案，確定了 變電所 電氣主接線 方案。再根據(jù)計算結(jié)果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進行主要電氣設(shè)備 的 選擇及校驗（包括 斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 VIII 互感器等）。 關(guān)鍵詞 電氣主接線設(shè)計 ； 短路電流計算 ； 電氣設(shè)備選擇 ； 防雷 裝置 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 IX 目 錄 摘 要 ............................................................................................. VII ABSTRACT ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 變電所 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。 目前， 110kV、 35kV 常規(guī) 變電所 在城農(nóng)網(wǎng)中仍占有較大的比重，其一次、二次設(shè)備都比較落后，繼電保護裝置多為電磁式繼電器組合而成，一般只具有當(dāng)?shù)乜刂乒δ?，多為有人值班運行方式。對設(shè)計人員來講，我們只有不斷提高自身素質(zhì)，才能跟得上電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的興盛盡一點微薄之 力。 變電所 起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外， 變電所 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、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的 變電所還有無功補償設(shè)備。通過對 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，并能靈活某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 2 的運用 。常規(guī)控制、保護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監(jiān)控方式，它運用了自動控制技術(shù)、微機及網(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，組成計算機的軟硬件設(shè)備代替人工 ,利用 變電所 中的遠動終端設(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。 變電所 、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。 表 負荷情況表 電壓等級 負荷級別 最大負荷（ MW） 合計負荷（ MW） 10kV I 8 19 MW III 2 II III 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 3 II 4 站用電 I MW 線路長度 110kV： 架空線， 65 公里 35kV： 架空線， 45 公里 設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計的題目是《 某市 110kV中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 》 。 2 電氣主接線的選擇 選擇原則 電氣主接線是 變電所 設(shè)計的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 并對電 氣 設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大 的 影響。 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 4 主接線設(shè)計的基本要求及原則 變電所 主接線設(shè)計的基本要求 有以下幾點 ： （ 1） 可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線的設(shè)計必須滿足這個要求。供電可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，評估某個主接線圖的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期運行經(jīng)驗。 （ 2） 靈活性 電氣主接線不但在 正常運行情況下能根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的退出設(shè)備、切除故障，使停電時間最短、影響范圍最小，并在檢修設(shè)備時能保證檢修人員的安全。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。 （ 4） 經(jīng)濟性 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的 基礎(chǔ)上 ，還應(yīng)使投資和年運行費用最小，占地面積最少，使 變電所 盡快的發(fā)揮經(jīng)濟效益。 變電所主接線設(shè)計原則 1． 變電所 的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支接線。 3． 在 3566kV 配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)不超過 3 回時，一般采用單母線接線，當(dāng)出線回路數(shù)為 4～ 8 回時，一般采用單母線分段接線，若接電源較多 、 出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。 5． 當(dāng)采用 SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器，以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設(shè)旁路設(shè)施。 主接線的基本形式可分兩大類：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。 缺點是有母線后配電裝置占地面積較大，使斷路器等設(shè)備增多。 有匯流母線的主接線形式包括單母線和雙母線接線。 無匯流母線的主接線形式主要有單元接線、擴大單元接線、橋式接線和多角形接線等。 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 6 供電可靠性是變電所的首要問題，主接線的設(shè)計，首先應(yīng)保證變電所能滿足負荷的需要，同時要保證供電的可靠性。 主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)多種運行 方式的變化，且在檢修、事故等特殊 狀態(tài)下操作方便，高度靈活，檢修安全，擴建發(fā)展方便。 主接線的形式 110kV側(cè)主接線方案 A 方案： 單母線分段接線 （見圖 21） QFQSQSQFQFQSQSQSQSQSQFQF 圖 21 單母線分段接線 B 方案 ： 雙母線接線 （見圖 22） 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 7 QFQFQSQSQSQSQSQFQF QFQS QS 圖 22 雙母線接線 分析 ： A 方案的主要優(yōu)缺點 ： （ 1） 母線發(fā)生故障時 ， 僅故障母線停止工作 ， 另一母線仍繼續(xù)工作 ； （ 2） 雙回路供電的重要用戶 ， 可將雙回路分別接于不同母線分段上 ，以保證對重要用戶 的供電 ； （ 3） 某 段母線發(fā)生故障或檢修時，必須斷開在該段母線上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回線路供電的用戶停電； （ 4） 任 一出線的開關(guān)檢修時，該回線路必須停止工作； （ 5） 出線為雙回線路時，會使架空線出現(xiàn)交叉跨越； （ 6） 110kV 為高電壓等級，一旦停電，影響下 — 級電壓等級供電，其重要性較高 ， 因此本 變電所 設(shè)計不宜采用單母線分段接線。 某市 110kV 中心變電所電氣一次部分初步設(shè)計 8 結(jié)論 ： A 方案一般適用于 110kV 出線為 4 回的裝置中； B 方案一般適用于 110kV 出線為 5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要位置、出線 4