110kv变电站毕业设计.docx

《110kv变电站毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《110kv变电站毕业设计.docx（47页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、110kv变电站毕业设计 设 计 题 目：110kv变电站设计 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日 毕 业 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 任 务 书 姓名 专业 任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计开始日期 年 月 日 设计完成日期 年 月 日 设计题目： A编制设计 B设计专题 指 导 教 师 系主 任 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕业设计答辩委员会记录 机械 系 专业，学生 于 年 月 日 进行了毕业设计答辩。 设计题目： 110kv变电站设计 专题题目： 110kv变电站设计 指导老师： 刘东晓 答辩委员会根据学生提交的毕业设计材料，根据学生答辩

2、情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任： 答辩委员会副主任： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计评语 第 页 共 页 学生姓名： 专业 年级 0 毕业设计题目： 评 阅 人： 指导教师： 年 月 日 成 绩： 系主任： 年 月 日 毕业设计及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 目 录 第1 章 绪论 . 3 1.1 变电站设计的原因和目的以及原则.3 1.2 变电站的基本情况.3 1.2.1 原始资料 . 3 1.2.2 所选地址及环境 . 4 第2章 负荷分析计算 . 5 2.1

3、电力负荷的概述.5 2.1.1 电力负荷分类方法 . 5 2.2 负荷分析与计算.6 2.3主变台数、容量和型式的确定.7 2.3.1变电所主变压器台数的确定 . 7 2.3.2变电所主变压器容量的确定 . 8 2.3.3 变电站主变压器型式的选择 . 8 2.4 站用变台数、容量和型式的确定.8 2.4.1站用变台数的确定 . 9 2.4.2站用变容量的确定 . 9 2.4.3 站用变型式的选择 . 9 第3章 电气主接线设计 . 10 3.1 变电站主接线的要求及设计原则.10 3.1.1 变电站主接线基本要求 . 10 3.1.2 站用电接线的选择 . 12 第4章 最大持续工作电流节短

4、路计算 . 14 4.1 各回路最大持续工作电流.14 4.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果.14 第5章 开关设备的选择与校验 . 16 5.1 电气设备选择的概述.16 5.2 断路器的选择.16 5.3 隔离开关的选择.17 5.4 互感器的选择.17 5.4.1电流互感器的选择 . 18 5.4.2电压互感器的选择 . 18 5.5 母线选择及校验.19 第6章 配电装置设计 . 20 第 1 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 6.1 配电装置的特点.20 6.1.1 屋内配电装置的特点： . 20 6.1.2 屋外配电装置的特点： . 20 6.1.3 成套配电装置

5、的特点： . 20 6.1.4 配电装置应满足以下基本要求： . 21 6.2 配电装置的安全净距.21 6.2.1 屋内配电装置的安全净距 . 21 6.2.2 屋外配电装置安全净距 . 21 6.3 本变电所的配电装置.23 6.4 中央信号设计.23 6.4.1 位置信号:. 23 6.4.2 事故信号:. 24 6.4.3故障信号: . 24 第7章 变电所的防雷与接地 . 25 7.1接地装置.25 7.1.1 一般规定和要求 . 25 7.1.2 接地范围 . 25 7.1.3 接地电阻值 . 26 7.1.4 本变电所的接地 . 26 7.2 防雷保护.27 7.2.1变电所防雷

6、概述 . 27 7.2.2 变电所的防雷保护对象 . 27 7.2.3直击雷保护措施 . 28 7.3避雷器的选择.28 第 8章 继电保护整定计 . 29 8.1 变压器保护.29 8.1.1 变压器保护的配置原则: . 29 8.1.2 变压器相间后备保护配置原则及接线 . 30 参考文献 . 31 致 谢 . 32 第 2 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 第1 章 绪 论 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。电能从区域变电站进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在工厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统

7、的核心部分是变电站。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。因此，设计和建造一个以“安全、可靠、经济、优质”为标准的变电所，对保障工厂生产安全、连续的进行时极为重要的。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中和国家经济建设中应用极为广泛。 1.1 变电站设计的原因和目的以及原则 毕业设计是本专业教学计划中的重要环节。此次毕业设计的目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实践，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力。 该变电站主要是为营口市开发区盼盼工业园区供电和服务的，并支持当地工农业的

8、持续发展，使初具规模的旅游事业上一新台阶，改善和提高该境内人民的物质和文化生活。本变电所属新建110kV区域性终端变电站，主要满足该地区工业用电。 变电站的设计应根据工程的5XX年发展规划进行，做到远近结合、以近为主，正确处理近期建设与远景发展的关系，适当考虑扩建的可能性。必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案，必须节约用地的原则。 本站的设计是在国家和地方的规划下进行的，是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，

9、尽可能地节省投资、就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性。 1.2 变电站的基本情况 1.2.1 原始资料 为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座110/35/10kV 的区域性终端变电站，设计原始资料要求如下： 1.电压等级：110/35/10kV 第 3 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 2.设计容量：拟设计安装两台主变压器。 3.进出线及负荷情况 110kV 侧，110kV 侧进出线共4 回,其中两回为进线，最大负荷利用时间为4200h。 35kV 侧，35kV 侧出线共4 回，最大负荷利用时间为4000h。 l0kV

10、侧，l0kV 侧出线共计8 回，无电源进线，最大负荷利用时间为5000h。 系统阻抗值为S=100MVA 时的值。 1.2.2 所选地址及环境 变电站位于城市的工业区附近，交通运输方便，海拔400M，地势平坦，公路交通方便，无污染源，夏季最高温度零上38度，冬季最低气温为-15度，年平均气温为零上15度，最大风速为20m/s，覆冰厚度为5mm，土壤电阻率为500，冻土厚度为0.7m，主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风。 第 4 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 第2章 负荷分析计算 2.1 电力负荷的概述 电力负荷使用电能的用电设备消耗的电功率。电力负荷包括异步电动机、同步电动机、各

11、类电弧炉、整流装置、电解装置、制冷制热设备、电子仪器和照明设施等。它们分属于工农业、企业、交通运输、科学研究机构、文化娱乐和人民生活等方面的各种电力用户。 2.1.1 电力负荷分类方法 一、按用电的部门属性来划分： 1.工业用电。 其特点是用电量大，用电比较稳定，一般冶炼工业的用电量大，而且负荷稳定，负荷率高，一般在0.95以上；而机械制造行业和食品加工业的用电量就小些，且负荷率也较低，一般在0.70以下。但是，无论是重工业还是轻工业，或者是冶炼业、加工业，电力负荷在月内、季度内和年度内的变化是不大的，是比较均衡的。 2.农业用电。 农业用电在全部电力消耗中的比重较小，即使象我国这样的农业大国

12、，其农业用电量在全国电力消耗中的比重仍然很低。农业用电的一个突出的特点，就是季节性很强，从负荷特性上看农业用电在日内的变化相对较小，但在月内，特别季度内和年度内，负荷变化很大，呈现出不均衡的特点。 3.交通运输用电。 目前我国的交通运输用电比重较小，而且除电气化铁路的负荷比较稳定，今后随着电气化铁路运输及其它运输事业的发展，交通运输用电量也会有较大的增长，但交通运输用电比重不会有多大变化。 4.市政生活用电。 目前我国的市政生活用电还不太高，远小于工业化国家，但今后随着事业的日益发展，生活设施的日益现代化及居民生活水平的提高，市政生活用电的比重会有所上升。 二、按负荷的大小可以划分为：最大负荷

13、、平均负荷、最小负荷。 最大负荷也就是最高负荷或尖峰负荷，最大负荷又分为日最大负荷、月最大负荷、年最大负荷。 最小负荷又称为最低负荷或低谷负荷，又可分为：日最小负荷、月最小负荷、年最小 第 5 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 负荷。 平均负荷就是在一定观察统计时段内出现的负荷的平均值称为平均负荷，根据观察统计期的不同，一般可划分为日平均负荷、月平均负荷、年平均负荷。 三、按使用电力的目的划分：可分为动力用电、照明用电、电热用电、各种电气设备仪器的操作控制用电及通讯用电。 四、按用电用户的重要性划分： 1.类负荷(级负荷)：它关系到国民经济的命脉及人民生命财产的安全，由于停电或突然停电

14、造成的损失太大，故而这类用户是必须保证高度供电的可靠性。 2.类负荷(级负荷)：它在国民经济中的地位相比之下，不如一类用户重要，计划停电或事故停电虽然会造成较大的损失，但是这种损失是可以挽回的，一般情况下，电力系统至少要对这类用户提供中等程度的供电可靠性。 3.类负荷(级负荷)：这类负荷在国民经济中地位很低，与人民的生命财产安全并无关系，中断这类负荷的供电，带来的损失最小，因此，这类用户的供电可靠性是最低的。 五、按负荷预测期的时间长短，一般划分为近期负荷、中期负荷和长期负荷。 电力规划中的负荷预测一般是指对年最大负荷的预测，5年以内为近期，10XX年为中期，15XX年为长期，与此相对应的负荷

15、水平称为短期负荷、中期负荷和长期负荷。 六、电力负荷按电能的生产和销售过程分类可以分为发电负荷、供电负荷、用电负荷。 七、电力负荷按所属行业分类可以分为城乡居民生活用电和国民经济行业用电。国民经济行业用电分7大类： 1.农、林、牧、渔、水利业；2.工业；3.地质普查和勘探业；4.建筑业；5.交通运输业；6.商业、公共饮食业、宾馆、广告、物资供销和仓储业的用电；7.其他事业。 2.2 负荷分析与计算 要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷、10kV负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。 由公式 式中 某电压等级的计算负荷

16、第 6 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 同时系数 %该电压等级电网的线损率，一般取5% P、cos 各用户的负荷和功率因数 110kV负荷计算 S110KV=0.9(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) (1+5%)+ S站 =68.398+0.096 =68.494MVA 站用负荷计算 S站=0.85(91.5/0.85)(1+5%) =96.075KVA 0.096MVA 2.3主变台数、容量和型式的确定 2.3.1变电所主变压器台数的确定 主变台数确定的要求： 1.对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为

17、宜。 2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。 第 7 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路呆主变的方式。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。 2.3.2变电所主变压器容量的确定 主变压器容量确定的要求： 1.主变压器容量一般按变电站建成后5XX年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10XX年的负荷发展。 2.根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，

18、应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070%。由于上述条件所限制。所以，两台主变压器应各自承担34.247MVA。当一台停运时，另一台则承担70%为47.946MVA。故选两台50MVA的主变压器就可满足负荷需求。 2.3.3 变电站主变压器型式的选择 具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三饶组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。故本站

19、主变压器选用有载三圈变压器。我国110kV及以上电压变压器绕组都采用连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用 连接。 故主变参数如下： 表2-1主变参数 型号 电压组合及分接范围 高压 中压 低压 高-中 SFSZ9-50000/110 11081。25% 3855% 10.5 10.5 高-低 175 中-低 6.5 阻抗电压 空载电流 1.3 连接组 YN, yn0,d11 2.4 站用变台数、容量和型式的确定 第 8 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 2.4.1站用变台数的确定 对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要

20、，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。 2.4.2站用变容量的确定 站用变压器 容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。 2.4.3 站用变型式的选择 考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。 故站用变参数如下： 表2-2主变参数

21、型号 电压组合 高压 高压分接范围 10;6.3;6 5% 连接组标号 Y,yn0 空载损耗 0.48 负载损耗 2.6 空载电流 1.3 阻抗电压 4 低压 0.4 S9-200/10 因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。 根据设计规范第3.7.1条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。 电力工程电力设计手册规定“对于35-110KV变电所，可按主变压器额定容量的10-30%作为所有需

22、要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。 第 9 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 第3章 电气主接线设计 3.1 变电站主接线的要求及设计原则 1.运行的可靠 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.具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在

23、检修时可以保证检修人员的安全。 3.操作应尽可能简单、方便 主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 4.经济上合理 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 5.应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。 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

24、质、出线数目的多少、电网的结构等。 3.1.1 变电站主接线基本要求 110kV电气主接线 由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧和10kV侧，均为单母线分段接线。110kV220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位，出线数目为4回及以上的配电装置。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。 第 10 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图3-1及图3-2: 图3-1单母线分段带旁母接线 图3-2双母线带旁路母

25、线接线 对图3-1及图3-2所示方案、综合比较，见表3-1 第 11 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 表3-1 主接线方案比较表 项目方案 技术 方案 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 方案 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂，容易误操作 经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 在技术上第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较

26、高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第种方案为设计的最终方案。 3.1.2 站用电接线的选择 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。 上述两种方案如图3-3及图3-4所示。 图3-3单母线分段接线 第 12 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 图3-4单母线接线 对图3-3及图3-4所示方案、综合比较，见表3-2。 表3-2 主接线方案比较 项目 方案 技 术 经 济 方案单分 方案单 不会造成全所停电 简单清晰、操作方便、易调度灵活 于发展 保证对重要用户的供电 可靠性、灵活性差 任一断路器检修，该回路必须停止工作 扩建时需向两个方向均衡发展 占地少 设备少、投资小 设备少 经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案。 第 13 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书 第4章 最大持续工作电流节短路计算 4.1 各回路最大持续工作电流 根