904953366某110kv区域变电所电气部分初步设计(含整套设计图).doc
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1、 电气与电子工程 系(院) 毕业设计(论文)题目 某110KV区域变电所电气部分初步设计学生姓名 班 级 学 号 指导教师 毕业设计(论文)任务书一、毕业设计(论文)题目:某110kV区域变电所电气部分初步设计二、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:1、根据电力系统规划需新建一座110kV区域变电所。该所建成后与110kV电网相连,并供给近区用户。该变电站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网。(小部分就地消化外)2、工程远期(最终)建设规模为:(主接线远期部分为虚线)1)主变压器131.5MVA +131.5MVA。2)电压等级采用110KV/35KV/10KV。3)110
2、kV出线2回。 4)35kV出线8回。5)10kV出线14回。 6)不考虑无功补偿。3、工程本期建设规模为:(主接线为实线)1)主变压器131.5MVA。2)110kV出线1回;3)35kV线路6回,其中3回专线由用户出资建设;4)10kV线路7回,其中3回专线由用户出资建设;5)110kV出线取最大负荷利用小时数为Tzd=4500h;6)水电站上网负荷数据附表4、 设计水平年设计水平年为2006年,现状为2007年,远景水平年为2012年。5、设计范围1)所区总平面及所外150米以内的进所道路;2)所内各级电压配电装置和主变压器的一、二次接线,继电保护和远动装置。6、系统阻抗:110kV侧电
3、源容量为1000MVA,归算至本所110kV母线侧阻抗为0.32。S1=100MVA7、该地区历年最高温度为39.5,历年最低温度为-9.5,年平均气温16.2,最高内涝水位2.3米。8、该变电所位于镇郊,地势平坦,交通便利,无环境污染。三、毕 业 设计(论文)工作内容及完成时间:1、主接线设计: (2.5周)分析原始资料,根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线方式,选择变压器型式及接线方式,通过技术经济比较选择主接线最优方案2、短路电流计算:(1周) 根据所确定的主接线方案,选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流的计算结果3、主要电气设备选择(1.5周)4、所用电设计(0.5周
4、)1)根据要求计算所用电负荷2)选择所用变压器型式、台数及容量3)设计所用电接线5、主变保护配置(0.5周)6、编制设计成果(1周)1)编制设计说明书2)编制设计计算书3)绘制变电站主接线图纸1张(A2图纸)4)绘制主变三侧交流(电流、电压)回路展开图3张(A2图纸)5)绘制主变三侧保护、控制回路展开图1张(A2图纸)6)绘制110kV、35kV、10kV出线保护、控制回路展开图3张(A2图纸)7)绘制10kV配电装置配置图1张(A2图纸)四、主 要参考资料:1、电力工程设计手册第一册、第二册 上海科技出版社2、发电厂电气部分华中工学院 范锡普3、短路电流实用计算中国电力出版社 李瑞荣4、电气
5、工程专业毕业设计指南 电力系统分册中国水利电力出版社 陈跃5、电气工程专业毕业设计指南 继电保护分册中国水利电力出版社 韩笑某区水电上网负荷预测表单位:kW(负荷) 万kWH(电量)上网负荷/年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2012年2015年35kV营盘圩线0026002600260026002600260035kV兴水岭线6500650065006500650065006500650035kV上湾线2460246024602460246024602460246035kV利民线0034003400340034003400340035kV立新线000000200
6、0200035kV燕子崖线0000040004000400010kV阡陌线1050105010501050105010501050105010kV双山线2900290029002900290029002900290010kV营盘圩线1700170017001700170017001700170010kV滁洲线0015901590159015901590159010kV清秀线0001000100010001000100010kV川桃线0000120012001200120010kV营盘乡线0030003000300030003000300035kV河下线001800018000180001800
7、01800018000装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120上网电量合计56625662166361701617454190861983819838某区水电上网负荷预测表单位:kW10kV上网容量5650565010240112401244012440124401244035kV上网容量89608960329603296032960369603896038960装机容量合计146101461043200442004540049400514005140
8、0上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120用电负荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1变电容量合计1153711507343433509936007391444066940579计算容载比1.41.41.41.41.41.41.41.4需110kV变电容量(kVA)1615216110480804913950410548025693756811已有110kV变电容量(kVA)00400004000040000400008000080000应增110kV变电容量(kVA)16152161108080913
9、910410148022306323189实增110kV变电容量(kVA)0040000000400000实际容载比001.1651.141.1111.0221.9671.971目 录摘 要9第一章 主变压器选型111.1 概述111.2 主变台数的选择111.3 主变压器容量的确定111.3.1 110KV侧负荷121.3.2 35KV侧负荷121.3.3 10KV侧负荷121.3.4 上网容量计算131.3.5 主变压器容量的确定132.4 主变压器形式的选择132.4.1主变相数的选择132.4.2绕组的选择142.4.3主变调压方式的选择152.4.4连接组别的选择152.4.5容量比
10、的选择152.4.6主变冷却方式的选择15第二章 电气主接线的选择172.1概述172.2各种主接线接线方式的特点182.2.1单母线接线182.2.2 单母线分段接线182.2.3 单母分段带旁路母线182.2.4 桥型接线182.2.5 角形接线192.2.6 一台半断路器接线192.2.7 双母线接线192.2.8 双母线分段接线202.3主接线接线方式选择202.3.1 110kV侧主接线方式选择20第三章 短路电流计算目的、条件及一般规定223.1 短路电流计算的目的和条件223.1.1 短路电流计算的目的223.1.2短路电流计算条件223.1 一般规定223.2短路电流计算233
11、.2.1 线路阻抗计算233.2.2变压器阻抗计算243.2.3 系统网络图243.2.4 110KV侧母线短路计算253.2.5 35KV侧母线短路计算283.2.6 10KV母线短路计算30第四章 电气设备的选择324.1 导体和电气设备选择的一般条件334.1.1一般原则334.1.2技术条件334.1.3 环境条件344.2断路器的选择344.2.1 110KV侧断路器354.2.2 35KV侧断路器364.3 隔离开关的选择374.3.1 110KV隔离开关的选择384.3.2 35KV侧隔离开关394.4高压熔断器的选择394.5 互感器的选择404.5.1 互感器的作用404.5
12、.2 电流互感器的特点404.5.3 电压互感器的特点404.5.4 电流互感器的选择414.5.4.1 110KV侧424.5.4.2 35kV侧434.5.5 电压互感器的选择434.5.5.1 110KV侧电压互感器444.5.5.2 35KV侧电压互感器444.5.5.3 10KV侧电压互感器444.6 所用变压器的选择444.7 母线的选择454.7.1 110KV侧母线454.7.2 35KV侧母线464.7.3 10KV侧母线464.8 10KV高压开关柜的选择474.8.1 进线回路开关柜的选择474.8.1.1 断路器的选择474.8.1.2隔离开关的选择484.8.1.3电
13、流互感器的选择494.8.1.4 10KV侧电压互感器494.8.2 出线回路开关柜的选择49第五章 主变压器的保护505.1 主变压器的主保护515.1.1 瓦斯保护515.1.2 差动保护515.1.3 主变压器的后备保护525.1.4 主变压器的过负荷保护525.2 主变压器主保护的整定计算525.2.1 差动保护计算52第六章 变电站的接地设计556.1 变电站接地装置的设计原则556.2 接地设计一般程序576.3 变电站的接地装置57附 图60结 语61参考资料62致 谢63摘 要本次设计的课题是一个110KV变电站初步电气设计,该站建成后与110KV电网相连,具有110KV、35
14、KV、10KV等三个电压等级,35KV、10KV线路以接受区域小水电电力为主,区域小水电电力大部分向110KV主网输送,小部分就地消化。本站位于镇郊,地势平坦,交通便利,无环境污染,站址工程地质良好。由于该站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网,停电对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响,因此,本次设计的变电站主变采用一台SFSZ10-31500/110KV型三绕组有载调压变压器,容量比为100/100/100,两台互为备用,即使有一台主变停电后,也可由另一台主变带全部外送电力的70%以上,提高了供电的可靠性。远期设计的变电站主变采用两台SFSZ10-31500/110KV型三
15、绕组有载调压变压器,容量比为100/100/100,两台互为备用。110KV侧主接线最后采用单母线接线,35KV侧采用单母线分段接线, 10KV侧也采用单母线分段接线。工程本期建设,110KV出线1回,预留1回110KV出线位置。35KV电源进线5回,分别为营盘圩线、兴水岭线、上湾线、利民线、河下线。预留2回35KV电源进线位置,即:立新线、燕子崖线。10KV电源进线5回,分别为阡陌线、双山线、营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。预留2回10KV电源进线位置,即:清秀线、川桃线。10KV负荷出线2回。35KV、10KV线路侧电源进线及负荷出线将大致均匀地分布于各分段母线上。10KV侧装设两台站用变压器
16、,分别接于两分段母线上,平时两台站用变压器分列运行,当一台站用变出现故障,分段断路器由自投装置动作合闸,实现备用。由于本站35KV、10KV线路所接的机组大部分为同步电机,具有调相功能,故不考虑无功补偿问题。本变电站配电装置采用普通中型配电装置,110KV及35KV采用断路器单列布置,将隔离开关放置母线下,使其与另一组隔离开关电器距离增大,缩短配电装置的纵向距离。主变中性点及出线均装设避雷器,中性点经隔离开关直接接地,并装设有两段零序保护及放电间隙保护。本变电站110KV配电装置(朝向),35KV配电装置(朝向),主变位于于二者之间,其间有行车大道,环形小道,电缆沟盖板作为巡视小道。110KV
17、配电装置有 间隔,35KV配电装置有 间隔。本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计,主要根据任务书提供的原始资料,参照有关资料及书籍,对各种方案进行比较而得出的。第一章 主变压器选型1.1 概述变压器是变电所中的主要电器设备之一,它的主要作用是变换电压以利于功率的传输,电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高经济效益,达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需的各级低电压,以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此,主变的选择除依据基础资料外,还取决于输送功率的大小,与系统的紧密程度,同时兼顾
18、负荷的增长速度等方面,并根据电力系统510年发展规划,综合分析,合理选择,否则,将造成经济技术上的不合理。如主变容量选择得过大,台数过多,不仅增加投资,扩大占地面积,而且会增加损耗,给运行和检修带来不便。设备亦未能充分发挥效益。若容量选择得过小,可能使变压器长期在过负荷中运行,影响变压器的使用寿命,同时还限制了变电所负荷的需要,显然技术上是不合理的。在生产上电力变压器有制成单相,三相,双绕组,三绕组,自耦,分裂变压器等。在选择变压器时,要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点,在满足变压器可靠性的前提下,充分考虑到经济性来选择主变压器。1.2 主变台数的选择 由原始资料可知,我们本次设计的变电
19、站是一个位于镇郊区的110kV升压变电站,主要是接受35kV和10kV线路的电能,通过主变向110kV电网输送,是一个较为重要的区域性升压变电站。由于35KV、10KV进线回路多,汇聚到变电站的容量大,停电后对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响。因此,选择主变台数时,要确保供电的可靠性。为了提高供电的可靠性,防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电,变电站中一般装设两台主变压器,互为备用,可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。若变电站装设三台主变,虽然供电可靠性有所提高,但是投资较大,接线网络较复杂,增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性,并带来维护和倒闸操作的
20、许多复杂化,并且会造成中压侧短路容量过大,不宜选用轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小,适合远期小水电电力供应的增长和扩建的需要,而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可输送全部小水电电力的65%以上(远期为55%以上),能保证正常供电,故可选择两台主变压器。1.3 主变压器容量的确定 主变压器容量一般按变电所建成后510年规划负荷选择,该变电站近期和远期负荷都已给定,所以,应接近近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的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用时,其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内,应保证用户的一级
21、和二级负荷,对一般性变电站当一台主变压器停用时,其余变压器容量应能保证全部负荷的7080%。该变电所的主变压器是按全部负荷的70%来选择,因此装设两台变压器后的总的容量Se=20.7Pm=1.4Pm。当一台变压器停运时,可保证对70%负荷的供电。考虑到变压器的事故过负荷能力为40%,则可保证98%负荷供电。该区域小水电电力经变电站35kV和10KV侧进线引进,经高压侧110kV母线外送至主网,因此,主变压器的容量为Se=0.7(S35+S10-S近区负荷)。(S35+S10为考虑了上网同时率后k、k侧的总的上网变电容量,S近区负荷为近区用电负荷与计算容载比的积)。1.3.1 110KV侧负荷
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