发电厂及电力系统高职专科毕业论文2

1、安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）1安徽电气工程职业技术学院毕业论文 题 目： 中里变电站改造中里变电站改造 系 部： 电力工程系 专 业： 发电厂及电力系统 姓 名： 班 级： 08 发电四班 学 号： 指导教师： 教师单位： 电力工程系 题目类型：题目类型： 毕业论文毕业论文 实习报告 2101 年 3 月 21 日安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）2目目 录录1 绪言1.1 变电站的发展现状1.2 中里变电站的基本情况1.3 中里变电站改造内容2 负荷计算及变压器选择 2.2 主变压器台数、容量及型式的确定2.2.1 主变压器台数及容量的确定2.2.2 主变压器型式的

2、确定2.3 主变压器的确定2.3.1 主变压器技术参数2.3.2 无功功率补偿装置2.4 站用变压器台数、容量及型式的确定3 3 电气主接线设计3.1 电气主接线的基本要求3.2 对原始资料的分析3.3 电气主接线设计3.3.1 110kV 电气主接线设计3.3.2 35kV 电气主接线设计3.3.3 10kV 电气主接线设计3.4 一次系统接线4 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的、条件及短路电流计算点的确定5 电气设备的选择5.1 电气设备选择的原则5.2 110kV 电气设备汇总表5.3 35kV 电气设备汇总表安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）35.4 10kV 电气设备

3、汇总表6 配电装置6.1 配电装置的设计原则和要求6.1.1 配电装置的设计原则6.1.2 配电装置的设计要求6.2 中里变电站的配电装置设计6.2.1 110kV 配电装置6.2.2 35kV 配电装置6.2.3 10kV 配电装置结 论安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 1 -绪 言1.1 变电站的发展现状近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电站的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质

4、量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电站的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电站由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电

5、站，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。1.2 中里变电站的基本情况中里变电站原始数据（1）中里 110kV 变电站位于博爱县城东郊。1983 年建成投运，站内35kV、10kV 配电装置陈旧，所用变为高耗能变压器。（2）中里 110kV 变电站是以 110kV 太中线为主电源，以中城线为联络电源及冯中线为备用线的降压变电站。（3）中里 110kV 变电站所在地的气象条件为年最高温度 42，平均气温安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 2 -25 度，条件一般，无特殊要求。（4）中里 110kV 变电站主要有 110kV、35kV 和 10kV

6、三个电压等级，担负着博爱城区和部分乡镇的供电任务。（5）其上一级变电站 110kV 出线的短路容量为 3011MVA。（6）中里 110kV 变电站所在地的土质为砂质粘土，其冻土厚度 0.30m。气候情况四季分 明，其最热月室外最高气温：=42，最热月室内mvC最高气温：=30。最热月土壤最高气温：=25。mnCt1.3 中里变电站改造内容(题目)拆除站内 35kV 配电装置，在原 35kV 设备区建设集 35kV、10kV、控制室为一体的综合楼。重建变电站的一次系统，原中里变负荷经过线路梯接进行转移 35kV、10kV 出线仍维持原设计最终规模，分别为 6 回和 15 回，更换110kV、3

7、5kV、10kV 配电装置，更换电容器 2 组。 2.2 主变压器台数、容量及型式的确定2.2.1 主变压器台数及容量的确定对于变压器的容量选择当一台停运时，变压器容量在设计过负荷能力后的允许时间内，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 6070%。由负荷计算结果可知，S=46.93MVA(数据为原始资料) 总两台主变压器应各自承担 23.47MVA，当一台停运时，另一台则承担 70%为32.85MVA。故选两台 40MVA 的主变压器就可满足负荷需求。2.2.2 主变压器型式的确定（1）相数的确定安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 3

8、-主变压器选用三相或是单相，主要考虑技术经济性和运输条件确定，在330kV 及以下发电厂和变电站采用三相变压器，由于中里变电站为 110kV 变电站，因此选用三相变压器。（2）绕组数量的确定在具有三种电压的变电站中，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，主变压器宜采用三绕组变压器。 根据中里变电站的负荷统计、负荷计算及其无功功率补偿等实际情况，中里变电站主变压器宜采用三绕组变压器。（3） 绕组接线组别的确定电力系统采用的绕组连结方式只有星形和三角形两种，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国 110kV 电

9、压等级变压器绕组都采用星形连接，35kV 电压等级变压器绕组也都采用星形连接，10kV 电压等级变压器绕组采用三角形连接。中里变电站主变压器因此采用星形/星形/三角形连结方式。（4）变压器电压调整方式的确定为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有无激磁调压和有载调压两种，一般接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络电压采用有调压方式，保证供电质量、母线电压恒定。由于中里变电站既可作为始端变电站，向其联络变电站城西变电站供电，也可作为终端变电站，由其它变电站供电，考虑这两种因素，中

10、里变电站的主变压器应选用有载调压方式的变压器。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 4 -2 2 . . 3 3 主主 变变 压压 器器 的的确确 定定 根据以上分析可知，中里变目前最大负荷 32000kVA 中里变电站应选择两台三相 40000kVA 的有载调压变压器，其三绕组联结组别为：110kV 电压变压器绕组采用 Y0 连接，35kV 采用 Y0 连接，其中性点通过消弧线圈接地，10kV 绕组都采用接法。容量比100/50/100。综上所述，中里变电站变压器选择的型号为 SZSF9-40000/110/35/10。2.3.1 主变压器技术参数 主变压器的技术参数如表 2.2

11、所示。表 2.2 主变压器技术参数主 变 名 称 项 目#1主变型号SFSZ7-40000/110使用条件户外冷却方式ONAN/ONAF相数周波3相 50HZ接线组别Y0/Y0/-12-11额定容量(kVA)40000额定电压(kV)12181.25%/38.55%/11电压比(kV)12181.25%/38.55%/11电流比(A)190.9/600/2100空载电流(%)0.5空载损耗(kW)42.0安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 5 -负载损耗(kW)181/203/168阻抗电压(%)9.93/17.5/6.742.3.2 无功功率补偿装置中里变电站现有主变压器 2 台

12、，容量均为 40000kVA。按照无功功率就近平衡的原则，补偿容量主要考虑对主变压器本身无功的补偿，取主变压器变容量的 10%15%，按 4800kvar 记取。 中里变电站配用 4800kvar 成套电容器补偿装置 2 套，空心串联电抗器的电抗率取 1%。 该变电站的无功补偿本着分层分区，就地平衡的原则，本期装设并联电容补偿 9600kvar。并联电容器补偿装置选用 TBB-10-3000 型成套补偿装置，接线方式为单星形接线。并联电容器补偿装置采用集合式电容器成套装置，户内布置，安装于综合楼底层。为了限制电容器组投入时产生的涌流和高次谐波，装设干式空心串联电抗器，型号为 CKK-60/10

13、-6,电抗率 6%。2.4 站用变压器台数、容量及型式的确定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。S照明负荷+其余负荷0.85(kVA)站用变压器的容量：大于等于 SS0.85（25+4.5+3+16+0.96）+20+20=82.041kVA考虑以上因素，结合中里变电站的实际情况，选用两台三相站用变压器，容量为 100kVA，连接组别分别为 yd11、Yyn0，型号为 SC9-100/10。站用变压器技术参数如表 2.3 所示。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实

14、习报告）- 6 -表 2.3 站用变技术参数主 变 名 称项 目#1站用变型号SC9-100/10使用条件户内冷却方式AN相数周波3相 50HZ接线组别yd11额定容量(kVA)100额定电压(kV)1022.5%/0.4电压比(kV)10/0.4电流比(A)2.89/72.17空载电流(%)2.33空载损耗(kW)0.28负载损耗(kW)0.974阻抗电压(%)3.983 电气主接线设计电气主接线是变电站电气设计的首要部分，主接线的确定对电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响，应全面分析有关影响因素，

15、通过技术经济比较，合理确定主接线方案。3.1 电气主接线的基本要求变电站主接线的基本要求是可靠性，经济性和灵活性。(1)可靠性：供电可靠性是电能生产和分配的首要任务，主接线应该满足安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 7 -这个要求。为了保证供电的可靠性，主接线应考虑到在事故或检修的情况下，应尽可能减少对用户供电的中断。重要的负荷，还应设置备用电源。 (2)灵活性：主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。(3)经济性：主接线在满足可靠性，灵活性要求前提下做到经济，合理和节约。主接线应力求简单，以节省断路器，隔离开关，电流和电压互感器以及避雷器等一次设备；必要时，要能限制短路电流，以

16、便选择廉价的电气设备或轻型电器等等。 占地面积小。 年运行费用少。3.2 对原始资料的分析中里变目前最大负荷 32000kVA，在博爱县电网中的地位非常重要，担负着博爱县 5 个 35kV 变电站和城区大部分工农业生产和生活的供电任务，中里变电站 110kV 进出线 3 回，35kV 接线本期出线 5 回，10kV 接线本期出线 15回。3.3 电气主接线设计(要搞清楚为什么选这种接线方式)3.3.1 110kV 电气主接线设计适合与 110kV 线路的电气主接线形式主要有简易接线形式中的三角形接法，有母线接线形式中的单母接线，单母分段，单母分段加旁路，双母线，双母线分段。（1）双母接线的特点

17、：由图 3.1 可知虽然这种主接线方式，可以保证供电可靠性，无论是检修隔离开关或任一条母线都不会导致母线停电。但是这种接线方式不仅增加了母线，同时也增加了隔离开关的数量。会导致投资费用大大增加，这是很不经济的。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 8 -图 3.1 双母接线（2）单母分段接线的特点优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障和检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨

18、越。扩建时需向两个方向均衡扩建。单母分段接线如图 3.2 所示。图 3.2 单母分段接线根据以上的分析，现在将 110kV 电压等级的电气主接线定为单母分段接安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 9 -线方式。采用这种接线方式保证了供电的可靠性使各项生产都能顺利地进行；这种接线方式还节省了投资，保证了经济性，而且随着企业的发展，还可以在以后扩建时方便地将负荷接入。为了限制短路电流，简化继电保护，采用这种接线方式时，低压侧母线分段断路器常处于断开状态，电源是分列运行的。这样是为了防止因电源断开而引起的停电，所以应在分段断路器 QF 上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，使

19、 QF 自动接通。3.3.2 35kV 电气主接线设计（1） 单母线接线的特点： 接线简单，清晰，采用设备少。 投资少，操作方便。便于扩建和采用成套装置。（2）单母接线的缺点：不够灵活可靠，当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，均断开电源，造成整个厂，站停电。单母接线如图 3.3 所示。图 3.3 单母线接线（3） 单母线分段接线的优点： 母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 10 -一段母线故障时或检修，仅停故障段工作，非故障段仍可继续工作。（4）单母线分段接线的不足之处：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，

20、接在该母线上的电源和出线，在检修期间必须全部停电。在任一回路的断路器检修时，该回路必须停止工作。单母分段接线如图 3.4 所示。图 3.4 单母分段接线，根据以上的分析，现在将 35kV 电压等级的电气主接线定为单母分段接线方式。采用这种接线方式保证了供电的可靠性使各项生产都能顺利地进行；这种接线方式还节省了投资，保证了经济性，而且随着企业的发展，还可以在以后扩建时方便地将负荷接入。3.3.3 10kV 电气主接线设计 适合 10kV 的电压等级的电气主接线形式主要有单母线接线，单母线分段，双母线接线等，由于电压等级较低，我们采用单母线接线和单母线分段接线。单母线接线和单母线分段接线前面已经详

21、细叙述不再重复。经比较两种方案经济性相差不大，但是很明显方案二的可靠性高，所以选择可靠性和灵活性较高的方案二,即单母线分段接线。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 11 -3.43.4 一次系统接线一次系统接线中里变电站 110kV 进出线 3 回（目前有一条冯中线停运未用），35kV 出线 5 回，10kV 出线 15 回（其中备用线 3 回）。根据以上主接线设计原则和依据选择，通过可靠性、灵活性和经济性比较来选择出以下主接线形式。图 3.5 中里变电站主接线图安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 12 -4 4 短路电流计算短路电流计算4.14.1 短路电流计算的目的

22、、条件及短路电流计算短路电流计算的目的、条件及短路电流计算点的确定点的确定（1）短路电流计算目的：在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。按接地装置的设计，也需用短路电流。（2）短路电流计算条件：容量和接线。按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展

23、规划（一般为本工程建成后 510 年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换中可能短时并列的接线方式。短路种类。一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按照最严重的情况计算。计算短路点。选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 13 -5 电气设备的选择电气设备选择是供电系统设计的主要内容，选择是否合理将直接影响整个供电系统的可靠运行。因此，电气设备的选择，必须遵循一定的选择原则。本章主要介绍电气设备选择的一般原则以及高压电器的原理及其参数选择的方法，为正确合理使用电气设备提供依据。5.15.1

24、电气设备选择的原则电气设备选择的原则电气设备选择的一般原则是：应满足导体和电器正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；应按当地环境条件校验；应力求技术先进和经济合理；选择导体时应尽量减少品种；扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。电气设备选择的一般条件是： (1)按正常工作条件选择电器按当地环境条件校核电气设备在制造上分户内、户外两大类。户外设备的工作条件比较恶劣，故各方面要求比较高，成本也高。户内设备不能用于户外，但户外设备可以用于户内，但不经济。当污秽等级超过使用规定时，可选用有利于防污的电瓷产品，当经济上 合理时

25、可 采用屋内配电装置。我国目前生产的电气设备使用的额定环境温度为 40，如周围环境温度高于+40而低于+60时，其允许电流一般可按每增高 1，额定电流减少1.8%进行修正，当环境温度低于+40时，环境温度每降低 1，额定电流可增加 0.5%，但其最大电流不得超过额定电流的 20%。安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 14 -额定电压和最高工作电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，通常高于电网的额定电压，故所选电气设备的允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行almU电压。smU即： almUsmU一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在 220kV 及以下时为1.15

26、；而实际电网的最高运行电压不超过一般不超过 1.1，因此在NUsmUNsU选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点的电网额定电压的条选择，NsU即： NUNsU我国普通电气设备额定电压的标准是按照海拔 1000m 设计的。如果使用在高海拔地区，应选用高海拔产品，或采取某些必要的措施增强电气绝缘，方可使用。额定电流和最大长时允许电流电气设备的额定电流是指在额定周围环境温度下，电气设备的长期NI0允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。NImaxI即： NImaxI(2)按短路情况校验按正常情况选择的电气设备是否能经受住短路电流电动力和热效应的考验，还必须

27、进行校验。在选择电气设备时，除按一般条件进行选择外，还应根据它们的特殊工作条件提出附加要求。短路热稳定校验短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 15 -过允许值。满足热稳定的条件为：ktQI2式中 短路电流产生的热效应；kQ、t 电气设备允许通过的热稳定电流和时间。tI电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为：或者esishiesIshI式中 、短路冲击电流幅值及其有效值；shishI、通过电气设备的动稳定电流幅值及有效值。esiesI短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时

28、，还必须合理地确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间为继电保护时间和相应断路器的全开断时间之和。ktprtabt开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断时间应为brt主保护时间和断路器的固有分闸时间之合。1prt即：=+brt1prtint对于无延时保护，为保护启动和执行机构执行时间之和。1prt5.2 110kV 电气设备汇总表 （1）断路器和隔离开关型号如表 5.4 所示表 5.4 断路器和隔离开关型号表LW14-110 型断路器GW4-110D/1000-80 型隔离开关 110kVNU 110kVNU 2000ANI 1000ANI安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报

29、告）- 16 - 31.5kANbrI 80kA NclI 80kAies 80kAies电流互感器型号如表 5.5 所示表 5.5 电流互感器型号表电压等级(kV)型号额定电压（kV）额定电流（kV）110LB-110W1103150（1） 电压互感器型号如表 5.6 所示表 5.6 电压互感器型号表 额定电压（kV）一次绕组额定容量（VA）型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5 级1 级YDR-110110/ 30.1/ 30.1150220（2） 母线型号如表 5.7 所示表 5.7 母线型号表母线电压等级（kV）型号截面（）2mm110LGJQ500500（3） 进线型号如表 5.8

30、所示表 5.8 进线型号表进线电压等级（kV）型号截面（）2mm安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 17 -110LGJ240240（4） 避雷器型号如表 5.9 所示表 5.9 避雷器型号表电压等级(kV)型号灭弧电压(kV)110FZ-35415.35.3 35kV35kV 电气设备汇总表电气设备汇总表（1） 断路器和隔离开关型号如表 5.13 所示表 5.13 断路器和隔离开关型号表ZN12-35 型断路器。GN2-35T/1000-70 型隔离开关 35kVNU 35kVUN 1600ANI 1000AIN 25kANbrI 63kANclI 2500 kA StIt22

31、3781.25 kA StIt22 63kAies 70kAies（2） 电流互感器型号如表 5.14 所示表 5.14 电流互感器型号表电压等级(kV)型号额定电压（kV）额定电流（kA）35LZZB7-35351000（3） 电压互感器型号如表 5.15 所示安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 18 -表 5.15 电压互感器型号表额定电压（kV）一次绕组额定容量（VA）型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5 级1 级JDZX9-3535/ 30.1/ 30.1/3150250（4） 母线型号如表 5.16 所示表 5.16 母线型号表母线电压等级（kV）型号截面（）2mm35

32、LGJ500500（5） 出线型号如表 5.17 所示表 5.17 出线型号表出线电压等级（kV）型号截面（）2mm35LGJ150150（6） 避雷器型号如表 5.18 所示表 5.18 避雷器型号表电压等级(kV)型号灭弧电压(kV)35HY5WZ2-54/134455.45.4 10kV10kV 电气设备汇总表电气设备汇总表（1） 断路器型号如表 5.22 所示安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 19 -表 5.22 断路器型号表型号ZN63A-12 NU12kV NI2500A NbrI 40kA NclI 100kA ies100kA（2） 电流互感器型号如表 5.23

33、所示表 5.23 电流互感器型号表电压等级(kV)型号额定电压（kV）额定电流（kA）10LZZB7-10103150（3） 电压互感器型号如表 5.24 所示表 5.24 电压互感器型号表额定电压（kV）一次绕组额定输出（VA）型号一次绕组二次绕组辅助绕组0.5 级1 级JDZJ-1010/ 30.1/ 30.1/35080（4） 母线型号如表 5.24 所示表 5.25 母线型号表母线电压等（kV）型号截面（）2mm安徽电气工程职业技术学院毕业论文（实习报告）- 20 -10LMY125101250（5） 出线电缆型号如表 5.26 所示表 5.26 出线电缆型号表出线电压等（kV）型号截面（）2mm10ZLQ2-120120（6）避雷器型号如表 5.18 所示表 5.18 避雷器型号表电压等级(kV)型号灭弧电压(kV)10Y5W2-12.7406 6 配电装置配电装置6.16.1 配电装置的设计原则和要求配电装置的设计原则和要求6.1.1 配电装置的设计原则配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新。做到技术先进、