郊区110kV变电站电气部分设计

学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化学生姓名学号毕业设计题目某郊区110kV变电站电气设计毕业设计题目指导教师姓名指导教师职称讲师指导教师职称指导教师评阅人指导教师评阅人答辩小组学生姓名承担指导任务单位电气工程及其自动化讲师学生姓名承担指导任务单位电气工程及其自动化讲师班级姓名一、主要内容110kV变电站设计，学会应用所学知识进行设计。二、基本要求1.电气主接线设计2.短路电流计算3.电气设备的选择4.继电保护配置与整定计算三、主要技术指标（或研究方法）电压等级：110/10kv3.负荷情况最大负荷MW穿越功率MW负荷组成%级4.所处地理环境及条件站址地区海拔高度200m，地址平坦，地震烈度6度。年最高温度40度，年最低温度-20度，土壤温度20°C，地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。如图2为地理位置图。四、应收集的资料及参考文献[1]电气设计规范[M].中国建筑工业出版社.2003.[2]朱林根.民用建筑变配电设计[M].第2版.中国建筑工业出版社.20[3]航空工业部第四规划设计研究院.工厂配电设计手册[M].北京水利电力出版社.[4]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京：中国电力出版社.2000.[5]雍静主.供配电系统[M].第1版.机械工业出版社.2004.[6]刘介才.工厂供电[M].机械工业出版社.五、进度计划毕业设计开题报告学生姓名学号某郊区110kV学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化一、研究背景110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节，变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。为满足城镇负荷日益增长的需要，需提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产增长的需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全和经济运行，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。电气主接线是发电厂和变电所的主要环节，电气主接线的拟定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因素。二、国内外研究现状目前，我国变电站具有功能综合化，设备、操作、监视微机化，结构分布分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站小型化、智能化、扩大监视范围及变电站的安全、可靠、优质、经济的运行提供了现代化手段和基础保证。建国以来，我国的电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行三、研究方案1.负荷分析及无功补偿2.变压器的选择3.电气主接线方案的选定4.选择更安全可靠的一次电气设备5.短路电流计算6.继电保护7.做好变电站的防雷设计和接地设计根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据公式进行，校验是否在保护范围之内。同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。四、预期达到的结果保证重要变电所的安全用电。根据负荷分析、变电所接线方案比较、供电方式确定完成电气设备选择与继电保护以及防雷接地等重要内容。基础。设计内容主要包括：负荷分析、变电所接主接线设计，按照任务书的要求，分析比较所得IIrequirements，designcalculationspecKeyWords:SubstationLoadanalysisShort-circuitCalculationII 1第2章负荷分析及无功补偿 2 22.2负荷计算的目的 22.3负荷分析 32.4无功补偿 4第3章主变压器的选择 53.1相数的确定 53.2绕组数的确定 53.3主变压器台数和容量的确定 53.4变压器型号的确定 6第4章主接线方式的选择 74.1主接线选择的基本要求 74.2对变电站电气主接线的设计原则 74.3各电压等级线路的出线回数选择电气主接线形式 7第5章短路电流的计算 5.2各回路阻抗的计算 5.3短路计算 5.3.1110kV侧短路计算 5.3.210kV侧短路计算 6.1断路器的选择 6.1.1110kV侧断路器的选择 6.1.210kV侧断路器的选择 6.2隔离开关的选择 6.2.1110kV侧隔离开关的选择 6.2.210kV侧隔离开关的选择 6.3导线的选择 6.3.1110kV母线的选择与校验 6.3.210kV母线的选择与校验 6.4互感器的选择 6.4.1电压互感器的选择 6.4.2电流互感器的选择 IIIIIIⅠ 7.2继电保护的基本原理和任务 7.3继电保护的基本要求 7.4变压器的继电保护 7.5电力线路的继电保护 7.6母线保护 7.7二次接线图 8.1防雷设计 8.1.1防雷设计原则 8.1.2避雷器的选择 8.1.3避雷针的配置 8.2接地设计 8.2.1接地设计的原则 8.2.2接地网型式选择及优劣分析 第9章电气总平面布置及配电装置的选择 9.1.1配电装置特点 9.1.2配电装置类型及应用 9.2配电装置的确定 9.3电气总平面布置 参考文献 致谢 石家庄铁道大学四方学院毕业论文重的作用。社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性变电站。变电站的站址选择在市郊，靠近负荷中心，低损耗，提高经济效益；此外，这些电力负荷位于变于变电站的扩建；另外，变电站选址还考虑了变电站负着电能转换和电能重新分配的重要任务。对国家[2]。变压器的选择、主接线方式选择、短路电流计算1石家庄铁道大学四方学院毕业论文处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见2石家庄铁道大学四方学院毕业论文近期负荷：P=(2＋2＋1.5＋1.5＋3＋3＋2＋2＋2＋2＋2＋1＋1.5＋1.5＋1＋1.5+近+ΣPi=32.2MW+44.5MW=76.i=1=Kt³(2/0.75+2/0.75+1.5/0.78+1.5/0.78+3/0.75+3/0.75+2/02/0.75+1/0.75+1.5/0.8+1.5/0.8+1/0.72+1.5/0.8+1.5/0.8+1.2/0.8)³(1+α%)=0.85³45.960³(1+0.05)=41.019MVA=Kt³(2.5/0.75+2.5/0.75+2/0.78+2/0.78+3.5/0.75+3.5/0.75+2.5/2.5/0.75+2/0.75+2.5/0.75+2/0.8+2/0.8+1.5/0.72+1.5/0.8+1.5/0.78+1.5/0.78)³(1+α%)＝0.85³58.265³1.05=52.002MVA3石家庄铁道大学四方学院毕业论文容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小C4石家庄铁道大学四方学院毕业论文表3-1单台与两台变压器比较比较单台变压器两台变压器供电安全比满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量灵活方便性灵活性差灵活性好扩建适用性好5石家庄铁道大学四方学院毕业论文表3-2变压器参数额定电压(kV)高压低压联接组接号损耗(kV)流(%)(%)SFSZ9-50000/110YNd116石家庄铁道大学四方学院毕业论文4.2对变电站电气主接线的设计原则4.3各电压等级线路的出线回数选择电气主接线形式7石家庄铁道大学四方学院毕业论文图4-1双母线带旁路母线接线8石家庄铁道大学四方学院毕业论文优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于优点：供电可靠性高，断路器故障检修时，可不图4-2单母线分段接线9石家庄铁道大学四方学院毕业论文B石家庄铁道大学四方学院毕业论文034565.3.1110kV侧短路计算石家庄铁道大学四方学院毕业论文fΣ1314起始次暂态电流：I=E×I/X=5.55kABfΣ在高压侧电路发生三相短路时，一般可取k=1.8jsfΣIIIBI=I∞=Ik=5.55kA5.3.210kV侧短路计算石家庄铁道大学四方学院毕业论文X=X+X=0.04+0.041=0.081X=X+X+XX/X=1.972起始次暂态电流:I=E×IB/Xf19.47kAEQ\*jc3\*hps36\o\al(\s\up19(冲击电流),计算电抗)石家庄铁道大学四方学院毕业论文6.1.1110kV侧断路器的选择器的最大持续电流Imax1.05³=0.2635kA=263.5A。表6-1断路器参数额定额定电流A额定定定电流SSS0所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为80kA，k石家庄铁道大学四方学院毕业论文rr6.1.210kV侧断路器的选择定电流不小于流过断路器的最大持续电流Imax=1.05³=2886.8A。表6-2断路器参数额定额定额定断开动稳定kA4S热稳定电固有分闸时间sSN9-10kk2rr石家庄铁道大学四方学院毕业论文6.2.1110kV侧隔离开关的选择44表6-3隔离开关参数额定额定最大工作电压接地极限通过电流kA4S热稳定电流AA有效值峰值GW4-110D动稳定电流等于极限通过电流峰值即I=55kArr6.2.210kV侧隔离开关的选择e石家庄铁道大学四方学院毕业论文表6-4隔离开关参数额定电压(Kv)额定电流允许热效应(kA2.s)动稳态电流(kA)GN19-10短路冲击电流I=49.56kA，I>I，动稳定满足要求。rr6.3.1110kV母线的选择与校验年最高平均温度为+32℃,而导线长期允许温度为+80℃,查表得温度修正系数=0.89，IYj=Imax/k0=296.1A。Y6.3.210kV母线的选择与校验石家庄铁道大学四方学院毕业论文选择10kV母线型号为LMY-63³8（双条竖放矩形铝导体查表得I=3288A。则母线的截面系数为：W=bh2/6=10³1252/6=26042(mm3)=26.04³10-6m3σ<σ=70³106pa(σ为硬母线允许应力因此满足动稳定要求。6.4.1电压互感器的选择6.4.2电流互感器的选择石家庄铁道大学四方学院毕业论文额定电流比27×75）~（2×600）/5热稳定电流：I=2×11~2×30kA/1st动稳定电流：i=2×2.8~2×76kANeN1二次回路电流:I=5AN2∞动稳定校验：I=2×76=152kA>I=49.56kA满足动稳定要求。Ng1S热稳定倍数：K=50tNe二次回路电流：I=5AN2热稳定校验：Q=(K×I)2=(50×2.5)2=15625kA2.sttN1动稳定校验：I=2IK=2×2.5×90=318.15kA，I=19.47kA石家庄铁道大学四方学院毕业论文1S热稳定倍数：K=50tNg二次回路电流：I=5AN22=1600kA2.s动稳定校验:I=2IK=2×0.8×90=101.81kA，I=19.47kA则I>I，满足动稳定要求。所以选择LBJ-10型电流互感器[6]。石家庄铁道大学四方学院毕业论文可靠电能质量高、经济性好。由于自然条件生故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出石家庄铁道大学四方学院毕业论文高压母线侧三相短路电流为I(3)=5.55kA高压侧k故其动作电流：Iop=ILmax=×524.86A=i石家庄铁道大学四方学院毕业论文2电流速断保护灵敏系数的检验：Ik.min=0.86Ik=0.866×.55kA=2.4kAW动作电流Iop(ol)按躲过线路的额定一次电流I1N.T来整定，其计算为：瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触当变压器内部故障时，故障点局部发生过热,石家庄铁道大学四方学院毕业论文Ik(2)K=KwIki12动作电流I(ol)按躲过线路的计算电流I来整定，其计算为：ik石家庄铁道大学四方学院毕业论文IKwIKki12i动作电流I(ol)按躲过线路的计算电流I来整定，其计算为：石家庄铁道大学四方学院毕业论文根据原则(1)和原则(2)可构成电流差动保护，根据原则(3)可工程电流比相式差石家庄铁道大学四方学院毕业论文8.1.1防雷设计原则8.1.2避雷器的选择型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按表8-1表8-1避雷器类型应用范围配电用普通阀型10kV以下配电系统、电缆终端盒3~220kV发电厂、变电站配电装置FCZ1.330kV及需要限制操作的220kV以及以下配电2.某些变压器中性点FCD旋转电机用磁吹阀型用于旋转电机（屋内）石家庄铁道大学四方学院毕业论文伏安特性优越于碳化硅避雷器，且没有串联间隙NNS表8-2避雷器参数压（kV）灭弧电压有效值（kV）工频放电电压有效值（kV）不小于不大于冲击放电电压峰值大于（kV）击残压不于（kV）FCZ-110石家庄铁道大学四方学院毕业论文NNS表8-3FS-10主要技术数据灭弧电压有工频放电电压有效值(kV)冲击放电电压峰不大于（kV）冲击残效值（kV）不小于不大于压不大于（kV）FS—108.1.3避雷针的配置e(2)独立式避雷针与变配电装置在空气中的间距d1≥0.2Ri+0.1h，且i且di石家庄铁道大学四方学院毕业论文设计考虑不全面、施工不精细、测试不准确等原8.2.1接地设计的原则许放宽到5Ω,但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5Ω,接地电阻放宽是非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3-10kV避雷器不应动作或动作后不应损减小。接地电阻的合格值既不是0.5Ω,也不是5Ω,而应根据工程的具体条件，在石家庄铁道大学四方学院毕业论文8.2.2接地网型式选择及优劣分析所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水平倍，因此，地网边缘部分的电场强度比中心部分或方孔网，因为入地故障电流相对较小，地网面积石家庄铁道大学四方学院毕业论文9.1.1配电装置特点9.1.2配电装置类型及应用较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，石家庄铁道大学四方学院毕业论文低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及石家庄铁道大学四方学院毕业论文表9—1屋内配电装置安全净距（mm）适用范围A(1)带电部分直接接地部分之间1(2)网状和栅状遮栏向上延伸线距地2.3m处，与遮栏上方带电部分之间A2(2)断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间B1(2)交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间B2网状遮栏至带电部分之间C无遮栏裸导体至地面之间D平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间E通向屋内的出线套管至屋外通道的路面4000表9—2屋外配电装置的安全净距（mm）适用范围A1(1)带电部分直接接地部分之间(2)网状和栅状遮栏向上延伸线距地2.5m处，与遮栏上方带电部分之间A2(2)断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间B1(1)设备运行时，其外廓至无遮栏带电部分之间(2)交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间(3)栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间(4)带电作业时的带电部分至接地部分之间B2网状遮栏至带电部分之间C(2)无遮栏裸导体至建筑物、构筑物顶部之间D(1)平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间(2)带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间石家庄铁道大学四方学院毕业论文石家庄铁道大学四方学院毕业论文110kV变电站进行了简单的一次设计。设计中我主要完成了负多的书籍，从对变电站的生疏，到了解，再实际应用的设计。不过由于本人经历、阅历处，比如对于原始数据中未给出，尚缺的，自己石家庄铁道大学四方学院毕业论文[1]雍静主.供配电系统[M].第1版.机械工业出版社.2004.[2]朱林根.民用建筑变配电设计[M].第2版.中国建筑工业出版社.20[3]航空工业部第四规划设计研究院.工厂配电设计手册[M].北京水利电力出版社.[4]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社.2000.[5]电气设计规范[M].中国建筑工业出版社.2003.[6]刘介才.工厂供电[M].机械工业出版社.[7]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].第2版.中国电力出版社.[9]J.DuncanGlover,PowerSystemAnalysisandDesign,ChinaMachinePress,2004.[10]ZhuBangshenChinaSafetyScienceJournal,ChinaSciencePress,2004.石家庄铁道大学四方学院毕业论文了很多建议。王老师严谨的教学态度、丰富渊博的知的工作态度，使我受益匪浅，同时也培养了我独立思石家庄铁道大学四方学院毕业论文moreandmore.石家庄铁道大学四方学院毕业论文high-tech,aswellasfiber-optictechno石家庄铁道大学四方学院毕业论文high-pressureandultrahigh-pressurecombinationofelectricala石家庄铁道大学四方学院毕业论文beresolved.Atpresent,themthemicroprocessor-basedprotectionnetprotection,control,measu石家庄铁道大学四方学院毕业论文putting,winningtopresstogotogetherwithchargedbarbedw