1 毕业设计毕业设计 设设 计计 题题 目 目 110kV110kV 变电站电气设计变电站电气设计 专业专业 班级班级 学号学号 姓名姓名 指导老师 签名 指导老师 签名 年 年月月日日 教研室主任 签名 教研室主任 签名 年 年月月日日 2 目目录录 前前言言 5 第一章第一章原始资料原始资料 6 1 1变电站的型式 6 1 235kV 和 10kV 的最大负荷表 6 1 3自然条件 7 1 4设计任务 7 1 5设计成果 7 第二章第二章主变压器的选择主变压器的选择 8 2 1负荷统计 8 2 2各电压等级负荷计算 8 2 3主变压器台数的确定 8 2 4主变压器容量的确定 9 2 5主变压器型式的选择 9 2 6主变连接组别的确定 9 2 7主变绕组数量的确定 10 2 8变压器型号的选择 10 第三章第三章主接线的接线方式的确定主接线的接线方式的确定 11 3 1各电压等级的主接线方案初步确定 11 3 1 1110kV 侧主接线的确定 11 3 1 235kV 侧主接线的确定 13 3 1 310kV 侧主接线的确定 15 3 3 2主接线的方案的选择 15 第四章第四章短路电流的计算短路电流的计算 16 4 1各元件的标么值计算 17 4 2短路电流计算 18 4 2 1最大运行方式下 18 4 2 1 1 d1 点短路时的计算 18 4 2 1 2 d2 点短路时的计算 19 4 2 1 3 d3 点短路时的计算 19 4 2 2最小运行方式下 20 4 2 2 1 d1 点短路时的计算 20 4 2 2 2 d2 点短路时的计算 20 4 2 2 3 d3 点短路时的计算 21 第五章第五章主要电气设备的选择主要电气设备的选择 22 5 1断路器的选择 22 5 1 1110kV 断路器的选择 22 5 1 235kV 断路器的选择 23 5 1 310kV 断路器的选择 24 5 2隔离开关的选择 25 5 2 1110kV 隔离开关的选择 25 5 2 235kV 隔离开关的选择 26 5 2 310kV 隔离开关的选择 27 5 3互感器的选择 27 4 5 4电压互感器的选择 28 5 5电流互感器的选择 28 5 6接地刀闸的配置分析 29 5 7进线的选择 29 5 8母线的选择 30 5 9电缆的选择 32 第六章第六章主设备的继电保护配置主设备的继电保护配置 34 6 1变压器的继电保护配置 34 6 2母线保护 34 6 2 1110kV 侧继电保护配置 35 6 2 235kV 10kV 侧继电保护配置 35 6 3线路的继电保护配置 35 6 3 1110kV 侧继电保护配置 35 6 3 235kV 10kV 侧继电保护配置 36 第七章第七章参考文献参考文献 37 前言前言 5 本设计是我的毕业设计 主要是把所学的课程及实习中所获得的实践 知识进行一次综合的运用 从面巩固 加深和扩大专业理论知识 变电站是电力系统的重要组成部分 是联系发电厂和用户的中间环节 起着变换和分配电能的作用 直接影响整个电力系统的安全与经济运行 电气主接线是变电站设计的首要任务 也是构成电力系统的重要环节 电 气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择 配电装置的布置 继电 保护和自动装置的确定 是变电站电气部分投资大小的决定性因素 本设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数 分析负 荷发展趋势 然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑 并通过 对负荷资料的分析 安全 经济及可靠性方面考虑 确定了 110kV 35kV 10kV 以及站用电的主接线 然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压 器台数 容量及型号 同时也确定了站用变压器的容量及型号 最后 根 据最大工作电流及短路计算的计算结果 对高压熔断器 隔离开关 母线 电压互感器 电流互感器进行了选型 从而完成了 110kV 电气一次部分的 设计 本文是在广西电力职业技术学院卢勇老师及熊士雯老师的指导下还有 同学的帮助下完成的 在毕业设计期间得到老师在设计的选题和设计思路 上给了我很多的指导和帮助在此致以衷心的感谢 由于本人水平有限 遗 漏 错误和不妥之处在所难免 敬请各位老师批评指正 第一章第一章原始资料原始资料 6 1 11 1 变电站型式变电站型式 该站为降压站 110kV 以双回路与 40km 外的系统相连 系统最大方式 容量为 3000MVA 相应的系统电抗为 0 46 系统最小方式容量为 2500MVA 相应的系统电抗为 0 4 以系统容量及电压为基准的标么值 系统中水电 容量大于火电容量 1 21 235kV35kV 和和 10kV10kV 的最大负荷表的最大负荷表 表一35kV 最大负荷表 变压器容量 用户名称容量 MVA负荷性质距离 km 水泥厂10215 化肥厂10210 铝厂10112 钢铁厂10112 表二10kV 最大负荷表 用户名称容量 MVA负荷性质线路类型距离 km 自来水厂5 01架空 糖厂3 52架空 医院1 01电缆 直埋 1 5 电灌站1 03架空 机械厂3 02架空 纺织厂3 02架空1 0 市政 用电2 52 3电缆 沟中 1 0 1 31 3自然备件自然备件 7 变电站所在地海拔高度 720m 最高年平均及气温 20 度 月平均最高气 温 32 度 最热月地下 0 8m 深处最高温度 25 度 地处平缓山坡 不占耕地 且交通方便 1 41 4设计内容设计内容 1 确定主接线方案 2 短路电流计算 3 主要设备选择 断路器 隔离开关 母线 架空进线 电缆 互感 器 4 主设备继电保护配置 1 51 5设计成果要求设计成果要求 1 设计说明书一份 A4 纸打印 要求条理分明 表达正确 语言简洁 2 变电站电气主接线图 要求采用计算机 CAD 绘制变电所电气主接线图一张 第二章第二章主变压器的选择主变压器的选择 8 2 12 1负荷计算负荷计算 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电设计 选择主变容量 电气设 备 导线截面的依据 因此 正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题 也 是实现供电系统安全 经济运行的必要手段 此阶段需要对原始资料分析 2 22 2各电压等级侧的负荷计算各电压等级侧的负荷计算 要选择主变压器和站用变压器的容量 确定变压器各出线的最大持续 工作电流 首先必须计算各侧的负荷 其中 110kV 侧有两回进线 35kV 有 4 回出线 10kV 有 7 回出线 35kV 10kV 的最大负荷分别为 S35 37 MVA S10 22 5 MVA 假设负荷同时率 K1 0 85 线路损耗 K2 1 05 由公式 c S t K n i Pi 1 K2 S35kV 0 85 10 10 10 10 1 05 35 7 MVA S10kV 0 85 5 0 3 5 1 0 1 0 3 0 3 0 2 5 1 05 17 MVA 最大综合负荷分别为 S总 S35kV S10kV 35 7 17 52 7MVA 2 32 3主变压器台数的确定主变压器台数的确定 主变压器台数的选择是与变电站的接入方式 容量及基本接线方式密 切相关 大体上要求主变应与其他的各个环节的可靠性相一致 根据设计要求考虑到该变电站为一重要中间变电站 与系统联系紧密 要达到供电可靠性和灵活性高 即负荷要求供电可靠性高 考虑到一台主 变压器停运时 另一台主变能保证 类及 类负荷的供电 综上所诉 选择第一种情况的装设两台主变压器为宜 2 42 4变电所主变压器容量的确定变电所主变压器容量的确定 9 主变容量的选择应满足在运行有最大功率通过时而不过载的原则来选 定 不然过大的容量不仅增加投资 而且还会加大有功和无功的损耗 主变压器的型式 容量 台数直接影响主接线的形式和配电装置的结 构 它的确定除依据传递容量基本原始资料外 还应根据电力系统 5 10 年发展规划 输送功率大小 馈线回路数 电压等级以及接入系统的紧密 程度等因素 进行综合分析和合理选择 在选择主变压器容量时对重要变电所 应考虑当一台主变器停运时 其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内 应满足 类及 类负荷的 供电 对一般性变电所 当一台主变压器停运时 其余变压器容量应能满 足全部负荷的 60 80 对于本设计中主变压器容量的选择 应考虑到当一台停运时台另一台 则承担起全部负荷的 60 80 既 S1e 60 52 7 31 62MVA S2e 80 52 7 42 12MVA 根据 S1e S2e所计算出来的结果 故选两台 40MVA 的主变压器就可满 足负荷需求 2 52 5主变压器型式的选择主变压器型式的选择 油浸式主变压器 过载能力强 维护能力强 价格便宜 但由于采用油 为绝缘和冷却绝缘介质 必须要注意防火防爆 同时检修维护复杂 干式变压器 防火性能好 布置简单 节省占地 但是过载能力低 绝缘度小 综合考虑 选择采用油浸式变压器 2 62 6主变绕组连接方式的确定主变绕组连接方式的确定 变压器的连接方式必须和系统电压相位一致 电力系统采用的绕组连 接方式只有星型和三角型 我国 110 kV 及以上电压 变压器绕组都采用星 型连接 35kV亦采用星型连接 其中性点多通过消弧线接地 此变电站110kV 10 侧采用星型接线 35kV 侧采用星型连接 10kV 侧采用三角型接线 即可确定所选择变压器绕组接线方式为 Y Y 接线 2 72 7主变绕组数量的确定主变绕组数量的确定 在具有三种电压的变电所中 如通过主变压器各侧的功率均达到该变 压器容量的 15 以上 或低压侧虽无负荷 但在变电所内需装设无功补偿 装备时 主变压器宜采用三绕组变压器 35 S S 35 7 52 7 0 68 0 15 10 S S 17 52 7 0 32 0 15 2 82 8变压器型号的选择变压器型号的选择 综述分析和计算结果 结合 毕业设计任务书 所给资料可查得 型号额定容量 额定电压 高压中压低压 SFSZQ7 40000 11040000110 8 1 2538 5 5 10 5 空载电流空载损耗阻抗电压 1 1 60 2kW 高中高低中低 10 5 17 5 6 5 第三章第三章主接线的选择主接线的选择 11 电气主接线是发电厂 变电站设计的主体 主接线的设计必须根据电 力系 发电厂及变电站的具体情况全面分析 正确处理好各方面的关系 通过经济 技术比较 全理分析选择主接线的方案 变电站电气主接线的 选择 主要决定于变电站在电力系统中的地位 环境 负荷的性质 出线 数目的多少 电网的结构等 主接线应满足可靠性 灵活性 经济性 和发展性等四方面要求 1 运行的可靠性 为了向用户供应持续 优质的电力 所以主接线必须满足可靠性 表 现在 断路器检修时是否影响供电 设备和线路故障检修时 停电数目的 多少和停电时间的长短 以及能否保证对重要用户的供电 2 灵活性 电气主接线的设计应能适应运行 热备用 冷备用和检修等各种方式下 的要求 在调度或检修时 能灵活操作 切除故障停电时间最短 影响范 围最小 并且在检修时可以保证检修人员的安全 3 经济合理性 主接线在保证安全可靠 操作灵活方便的基础上 应使投资和年运行费 用小 占地面积小 电能损耗小 4 具有发展的可能性 在高速发展的现代社会 电力负荷增长快 所以在选择主接线时还要考 虑到具有扩建的可能性 3 13 1 各电压等级的主接线方案初步确定各电压等级的主接线方案初步确定 根据原始资料得知 110kV 是双回路 35kV 出线数目为 4 回 都是 类 12 和 类重要的负荷 10kV 出线数目为 7 回 大部分都 I 类和 类很重要负 荷 所以都要求供电可靠性高 3 1 13 1 1110kV110kV 侧主接线方案初步确定侧主接线方案初步确定 分析拟定以下三种方案 方案一 方案二 单 母 分 段 方案三 单母线接线 13 内桥接线 110kV 侧主接线方案比较 方案一单母线接线 接线简单清晰 设备少 操作方便于扩建和采用成