【正文】 目的意義 7第 02 節(jié) 原始資料分析 7第一章 變電所電氣主接線設計 911 電氣主接線設計概述 912 電氣主接線的初步方案選擇設計 913 電氣主接線的經(jīng)濟技術(shù)比較 12 15 變電所主變和廠用變選擇 16 16 變電所用電設計 17 17 最優(yōu)電氣主接線圖繪制 18第二章 短路電流計算 1921 節(jié) 短路電流計算概述 1922 節(jié) 短路電流計算過程 2123 節(jié) 短路電流計算成果 31第三章 變電所導體和電器選擇設計 3231 節(jié) 導體和電器選擇設計概述 3232 節(jié) 導體的選擇和校驗 36 主要電氣設備的選擇和校驗 4034 并聯(lián)補償電容的選擇 53第四章 屋外高壓配電裝置優(yōu)化設計 5641 高壓配電裝置概述 56 42 高壓配電裝置的優(yōu)化設計 5843 高壓配電裝置平面布置圖和斷面圖的繪制 60第五章 防雷保護規(guī)劃設計 61 51 變電所過電壓及防護分析 61 52 避雷器的配置規(guī)劃與選擇 62 53 變電所避雷針配置規(guī)劃及保護范圍計算 63 54 變電所接地設計 64第六章 繼電保護配置的規(guī)劃設計 65 61 儀表與繼電保護的配置規(guī)劃概述 65 62 儀表配置規(guī)劃設計 65 63 繼電保護配置規(guī)劃設計 66結(jié) 論 71總結(jié)與體會 72謝 辭 73參 考 文 獻 74 摘 要本論文為110KV變電站電氣主接線設計。根據(jù)設計任務書給定的條件 來設計，其主要包括以下內(nèi)容：在對各種電氣主接線比較后確定本廠的電氣主接線，對主變壓器、廠用變壓器和導體和重要電氣設備進行選擇，然后繪制主接線圖、設備平面 布置圖、斷面圖、防雷配置圖和繼電保護規(guī)劃配置圖。對學生的思想品德、工作態(tài)度、工作作風和獨立工作能力 具有深遠的影響。拿到題目后，先認真的審題，然后根據(jù)題目的要求，將《電力工程設計手冊》及以前學的專業(yè)課書籍相關(guān)內(nèi)容再次閱讀了一遍。第二步， 經(jīng)過計算，然后選擇主變壓器和廠用變壓器。 第四步，導體和設備的選擇及校驗，做設備清冊。通過這次設計將理論與實踐相結(jié)合，更好的理解電氣一次部分的設計原理。在指導老師的幫 助下，完成工程設計。第 02 節(jié) 原始資料分析本次的設計任務是：設計一座110/110/35kV終端變電所的電氣主接線和配電裝置、 防雷接地、繼電保護的配置規(guī)劃。設計的內(nèi)容包括：電氣主接線方案的設計；短路計算；導體、設備選型；設計防雷保護和接地裝置；繼電保護的配置規(guī)劃；按設計方案繪制電氣一次 主接線圖、配電裝置的平面布置圖、斷面圖以及防雷圖；寫設計說明書。110kV 部分，出線11回，供電距離 52公里，供電負荷165MW。功率因數(shù) 。第一章 變電所電氣主接線設計11 電氣主接線設計概述電氣主接線是發(fā)電廠、變電所電氣設計的首要部分，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)， 代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的重要組成部分， 直接影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、靈活性，并對電氣的選擇，配電裝置的布置，繼電 保護，自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。12 電氣主接線的初步方案選擇設計一、110kV 側(cè)主接線選擇110kV 側(cè)進線 4 回，出線 2 回，共有進出線 6 回。當一段母線或母線隔離開 關(guān)故障或檢修時，該段母線 的回路都在檢修期內(nèi)停電；當出線為雙回路時，常使 架空線路出現(xiàn)交叉跨越。110 ～ 110kV 配電裝置出 線回路數(shù)為 3～4 回不適應本站。110 ～ 110kV 配電裝置出 線回路數(shù)為 5 回及以上時， 或 當 110 ～110kV 配電裝適用于本站， 但 可 靠性稍 差。置，在系統(tǒng)中 居于重要地 位，出線回路 為 4 回及以上時。增加投資。適用于本站， 滿 足 供電可 靠性。名稱優(yōu)點缺點適用范圍備注單母線 分段接 線用斷路器把母線分段后， 對重要用戶可從不同段進行 供電；任意一段母線故障 時，可保證正常母線不間斷 供電。 擴建時需向兩個方向均衡擴建。雙母線 接線供電可靠，檢修母線及工 作母線發(fā)生故障時，能利用 備用母線正常工作；調(diào)度 靈活，能適應系統(tǒng)中各種運 行方式調(diào)度和潮流變化需要；擴建方便；便于增加一組母線每回路就需 增加母線隔離開關(guān)；母線 故障或檢修時，容易誤操作；出線斷路器檢修時，線路 無法供電。試驗。雙母線 帶旁路 接線具有雙母線接線的各種優(yōu) 點；檢修出線斷路器時， 能夠正常供電。110kV 出線在6 回及以上，110kV 出線在4 回及以上。三、35kV 側(cè)主接線選擇35kV 側(cè)出線 6 回，供電負荷 41MW。不夠靈活可靠，母線任一元 件故障或檢修均需使整個 配電裝置停電。不適應本站。當一段母線或母線隔離 開關(guān)故障或檢修時，該段母 線的回路都在檢修期內(nèi)停 電；當出線為雙回路時， 常使架空線路出現(xiàn)交叉跨 越。35～63kV 配 電裝置 的出 線回路為 4～8 回時。雙 母 線 接 線供電可靠，檢修母線及工 作母線發(fā)生故障時，能利用備 用母線正常工作；調(diào)度靈 活，能適應系統(tǒng)中各種運行方 式調(diào)度和潮流變化需要； 擴建方便；便于試驗。35～63kV 配 電裝置 的出 線回路 數(shù)超 過 8 回時，或 連接電 源較 多，負荷較大時。四、初步方案的選定110kV 側(cè)接線：方案 I 雙母帶旁路接線 這種接線增加了旁母、旁路斷路器、旁路隔離開關(guān)等， 雖然增加投資成本，但供電可靠性提高，出線斷路器故障或檢修時，保證了對該站供電， 同時保證了穿越功率對外輸送。而本站 110kV 側(cè)有出線 6 回，但出 線斷路器檢修或故障時，該回路必須停電。方案 II 雙母線接線 據(jù)《電力工程電氣設計手冊》，110kV 至 110kV 配電裝置 出線回路數(shù) 5 回或者以上必須選擇雙母線接線規(guī)定。35kV 側(cè)接線：方案 I 雙母線接線 據(jù)《電力工程電氣設計手冊》，35kV 至 63kV 配電裝置出線回路數(shù)超過 8 回，或連接電源較多，負荷較大時，選擇雙母線接線規(guī)定。而本站 35kV 側(cè)有出線 6 回，供電負荷 41MW，平均單 條線路供電負荷 ，且 35kV 斷路器檢修時間較短，故選擇雙母線接線。10kV 側(cè)接線：方案 I 單母線分段接線 據(jù)《電力工程電氣設計手冊》，6kV 至 10kV 配電裝置 出線回路數(shù)為 6 回及以上，選用單母線分段接線的規(guī)定。方案 II 與方案 I初步方案主接線一110kV側(cè) 110kV側(cè) 35kV側(cè) 雙母線分段接線雙母線分段接線雙母線接線初步方案主接線二110kV側(cè) 110kV側(cè) 35kV側(cè) 雙母線分段接線雙母線接線雙母線接線13 電氣主接線的經(jīng)濟技術(shù)比較一、經(jīng)濟比較的說明本所初步設計的兩個方案中，只有 110kV 配電裝置部分不同，做比較時，僅對 110kV 配電裝置部分進行比較。另外，比較時用的設備與后面選定的設備可能存在出入。a— 為不明顯的附加費用比例系數(shù),一般 110 取 70％,110 取 90％.（2）主體設備的綜合投資如下①主變主變?nèi)萘?MVA每臺主變的參考價格(萬元/臺)變壓器的投資(萬元)636302630＝1260②110KV 側(cè) SW6 ? 110Ι 型斷路器每臺斷路器的參數(shù)價格 (萬元/臺)方案一斷路器投資 (萬元)方案二斷路器的投資 (萬元)651065＝650965＝585③110KV 側(cè) GW4 — 110 型隔離開關(guān)每臺隔離開關(guān)的參數(shù)價格(萬 元/臺)方案一隔離開關(guān)投資 (萬元)方案二隔離開關(guān)的投資 (萬元)39＝29＝方案一方案二主體設備總 投資(萬元)Z 0 ＝ 1260 ＋ 650 ＋ ＝Z 0 ＝1260＋585＋＝綜合投資 (萬元)Z＝ Z (1＋ a 100 )＝（1＋）＝Z＝ Z (1＋ a 100 )＝（1＋）＝⑨綜合投資0 0四、計算年運行費用 CC＝αΔA + α1 I + α 2 I(萬元)式中:α1 —檢修、維護費,一般取(～)Zα 2 —折舊費,一般取(～)a— 電能電價,取 元/kwh) 主變的參數(shù)如下表：空載有功損耗負載損耗阻抗電壓%高中高低中低30012142224791 S 2 S 2 S 2?A=n(?P0+k?Q0)+(?P+k?Q)( 1 + 2 + 3 )τSn2n 2S n S 2 nS n S3nΔQ0 ＝ I 0 ％S N100＝2400＝2160ΔQ1K ＝U1 ％S N100＝142400＝33600ΔQ2 K ＝U 2 ％S N100＝－12400＝－2400ΔQ3 K ＝U 3 ％S N100＝92400＝21600S1=38 + 24 + 38==77733kVAS?2===47500kVAS3=24 + ==30233kVAτ=4200，k= 電能損耗為：Sn3= Sn2 =63000247。方案一的特點如下：當本所出線斷路器故障或檢修檢修時，均可通過旁路母線正常 正常送電，提高供電可靠性；今后擴建方便，但占地面積有所增加。從經(jīng)濟性來看，由于第一方案增加了盤路母線，占地面積較有所增加，從設備上來 看，需多加一個間隔設備及 7 組隔離開關(guān)，綜合投資費用和運行費增加增加。從改變運行方式靈活性來看，兩個方案都能適應系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變 化需要，試驗方便。以斷路器故障停電一次造成少供負荷 10 MVA，6 天修復，將造成少供電量 萬 kWh,造成的損失就相當于 萬 kWh。最優(yōu)主接線方案110kV側(cè) 35kV側(cè) 10kV側(cè) 雙母線分段接線雙母線接線單母線分段接線最優(yōu)主接線方案圖如下： 15 變電所主變和廠用變選擇有原始資料可知，我們本次所設計的變電所是 110kV 通過變它是以 110kV 受功率為 主，把所受功率通過主變傳輸至 35kV 及 10kV 母線上，因此，選擇主變臺數(shù)時，要確保 供電的可靠性?？紤]到兩臺主變壓器同時發(fā)生故障機率較小，適用遠期負荷的增長及 擴建，而當一臺主變壓器故障或檢修時，另一臺主變壓器可承擔 70％的負荷，保證全變 電所正常供電，故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電可靠性。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞 組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作 的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。當一臺主變壓器故障或 檢修時，另一臺主變壓器可承擔 70％～80％的負荷保證全變電所的正常供電。本所所用電占用率 ％。型號額定容量（kVA）額定電壓(kV)損耗（kW）阻抗電 壓（％）空載電 流（％）連接組 別高壓低壓空載負載SL7400/10400104Y，yno 16 變電所用電設計變電所的所用電是變電所的重要負荷。一、所用變壓器臺數(shù)的確定本變電所總?cè)萘繛?2500MVA，另有 64MVA 穿越功率，且變壓器采用強迫油循環(huán)水冷型， 為保證所用電運行可靠、安全，裝設兩臺所用變壓器。本所采用從 10kVⅠ段母線引接一個電源，從10kVⅡ段母線引接一個電源的接線方式。 所用電低壓側(cè)采用單母線分段接線方式，平時分列運行。短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對 于中性點接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態(tài)，其他 類型的短路都是不對稱短路。但三相短路情況最嚴重，應給予足夠的重視。一、短路計算的目的，為了比較各種接線方案，確定接線方案是否需要采取限制 短路電流的措施等。二、電力系統(tǒng)短路電流計算的條件1. 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。3. 系統(tǒng)中的同步和異步電機均為理想電機，不考慮電機磁飽和、磁滯、渦流及導 體集膚效應等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差 120o 電氣 角度。5. 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50％負荷接在高壓母線上，50％負荷接在系統(tǒng)側(cè)。7. 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。9. 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去 不計。三、計算短路電流的一般規(guī)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工 程設計規(guī)劃容量計算，并