北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分设计毕业设计.doc
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1、 本 科 毕 业 设 计(论文) 题目 北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分设计 摘要 变电站作为电力系统中的重要组成部分,直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站,在系统中起着汇聚和分配电能的作用,担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成,不仅增强了当地电网的网络结构,而且为当地的工农业生产提供了足够的电能,从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。本论文北京市琉璃河镇110kV变电站一次部分电气设计,首先进行原始资料分析,负荷计算,确定主变和电气主接线,然后进行短路电流计算,从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时,其短
2、路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等)。最后,并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。关键词: 电气主接线设计,短路电流计算,电气设备选择,设计图纸AbstractPower system substation as an important part of the entire power system directly affects the safety and economic operation. To be designed in th
3、is paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network s
4、tructure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purposes.The paper Beijing coloured liulihe town110kv substation once part of the electrical design, the first origina
5、l data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, out of poor program to determine th
6、e main electrical substation connection program.Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. According to the resu
7、lts and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.).Finally, the main draw of the electrical wiring diagram, electrica
8、l general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings. Keywords Electrical main wiring design; short-circuit current calculation; electrical equipment selection; design drawings目 录 1概述11.1 设计原则11.2 变电站设计现行标准与规范11.3 原始资料分析11.4 设计内容32 负荷统计42.1 负荷计算意义42.2 负荷统计的方法42.3
9、主变压器的选择7 2.3.1 概述72.3.2 主变台数和容量的确定82.3.3 主变相数选择82.3.4 主变绕组数量和连接方式92.3.5 主变的调压和冷却102.3.6 站用变压器选择112.4 无功补偿装置的选择112.4.1 补偿装置的意义112.4.2 无功补偿装置类型的选择112.4.3 无功补偿装置容量的确定132.4.4 并联电容器装置的分组和接线133电气主接线的设计及方案选择153.1 电气主接线的概况153.2 110kV侧主接线的设计193.3 35kV侧主接线的设计193.4 10kV侧主接线的设计193.5 主接线方案的比较选择193.6 主接线中的设备配置204
10、 短路电流计算244.1短路电流计算的目的244.2 短路电流计算的规定和步骤244.2.1短路电流计算的一般规定244.2.2短路计算基本假设254.2.3计算短路电流的步骤254.3 三相短路计算264.4 计算结果345 电气设备选择355.1 电气设备选择的概述355.1.1选择的原则355.1.2设备的选择和校验。355.2 110kV侧断路器的选择365.3 110kV隔离开关的选择385.4 敞露母线选择385.5 110kV电流互感器选择405.6 电压互感器和高压开关柜的选择415.6.1电压互感器的选择415.6.2 高压开关柜的选择415.7 各级配电装置的配置465.7
11、.1 配电装置的要求475.7.2 配电装置的分类及使用范围476防雷保护及其接地装置496.1 防雷过电压保护496.1.1 对直击雷的防护496.1.2 对侵入波保护506.2 接地装置的选择506.2.1接地的目的及作用506.2.2 变电站的接地网50参 考 文 献52致 谢53附录1 避雷针保护范围图54附录2 变电站总体平面布置图55附录3 110kV/35kV/10kV降压变电站电气一次主接线561概述1.1 设计原则 1、须遵守国家有关规程和标准,执行国家有关方针政策,包括节约能源等技术经济政策。 2、保证人身与设备的安全、供电可靠性、电能质量合格、技术先进和经济合理,积极慎重
12、的采用新技术、选用新设备。3、根据符合增长情况,做到远近期结合,以近期为主,适当考虑远期扩建的可能性。1.2 变电站设计现行标准与规范 1、国标GB5060-92 3110kV高压配电装置设计规范2、SDJ2-79变电站设计技术规程1.3 原始资料分析 1、变电站的类型 110kV地方变电站。 2、电力系统与本所的连接情况 待设计的变电站是一座降压变电站,担负着向该地区工厂、农村供电的重要务。 3、负荷情况: 北京市琉璃河镇变电站位于房山区东南部,是琉璃河镇企业和民用电重要来源。出线共15条,其中工业负荷有汽车厂、砖厂、纺织厂、加工厂、材料厂;农业负荷有乡镇变1、乡镇变2;民用负荷有乡区变。电
13、压负荷名称每回最大负荷(kW)功率因数回路数供电方式线路长度(km)35kV乡镇变160000.91架空15乡镇变270000.921架空8汽车厂145000.852架空10汽车厂243000.882架空7砖厂50000.851架空1110kV乡区变10000.93架空5纺织厂17000.891电缆3纺织厂28000.882架空7纺织厂36000.881架空4纺织厂48000.892电缆2加工厂7000.91架空5 材料厂8000.92架空7表1-1 负荷情况这些负荷即有二类负荷,又有三类负荷,它们类别如下: 二类负荷: 汽车厂、砖厂、纺织厂、材料厂 三类负荷:乡镇变、乡区变4、所址概况(1)
14、当地年最高温度39.1,年最低温度5.9,最热月平均最高温度29;最热月平均地下0.8m土壤温度21.5。(2)当地海拔高度1518.3m。(3)当地雷电日T=25.1日/年。1.4设计内容 本次设计的是一个降压变电站,有三个电压等级(110kV35kV10kV),110kV主接线采用单母线分段的接线方式,35kV和10kV主接线也均采用单母线分段接线方式。本设计采用的主变压器有两个出线端子,一端接35kV的引出线,另一端接10kV的引出线。设计中主要涉及的是变电站一次部分电气设计。2 负荷统计及主变的选择负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法,计算负荷确定得是否正确无误,直接影响到电气主接线
15、和导线电缆的选择是否经济合理,对供电的可靠性非常重要。2.1 负荷计算意义从工矿企业用电角度考虑,负荷计算直接影响着供电系统电气设备的选择,继电保护的整定以及选择仪表的量程;从系统供电角度来考虑,没有负荷计算是无法安排供电方案及系统运行方式的。为此,本章进行了负荷统计并根据统计结果进行负荷计算。2.2负荷统计的方法目前,我国设计部门在进行企业及变电站供电设计时,经常采用的电力负荷计算方法有:需要系数法,二项系数法,利用系数法,单位电耗法,单位面积法。在新南变电站的负荷计算中,因为该变电站是枢纽变电站,所以采用需要系数法计算负荷,这种计算方法是利用设备功率需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。需
16、用公式如下: (2-1) (2-2) (2-3) (2-4)下面根据负荷统计表进行负荷计算: 乡镇变1: P=6000kW Q=kvar S=6655kVA 乡镇变2: P=7000kW Q= 2982kvar S=7609kVA 汽车厂1 P=45002=9000 Q=5578kvar S=10588kVA 汽车厂2 P=43002=8600kW Q=4642kvar S=9773kVA 砖厂 P=5000kW Q=3099kvar S=5882kVA 乡区变 P=10003=3000kW Q=1440kvar S=3328kVA 纺织厂1 P=700kW Q=359kvar S=786kV
17、A 纺织厂2 P=8002=1600kW Q=864kvar S=1818kVA 纺织厂3 P=600kW Q=324kvar S=681kVA 纺织厂4 P=8002=1600kW Q=820kvar S=1798kVA 加工厂 P=700kW Q=336kvar S=776kVA 材料厂 P=8002=1600kW Q=768kvar S=1775kVA35kV侧:P16000+7000+4500*2+4300*2+500035600kWQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186kvar10kV侧:P21
18、000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*29800kWQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6kvarPP1+P2=35600kW+9800kW=45400kWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6kvar所以:S(454002+24095.62)1/251398kVA考虑线损、同时系数时的容量:其中线损为1.05,同时系数为0.8S2=51398*0.8*1.05=43174.3kVA2.3 主变压器的选择 2.3.1概
19、述 在各级电压等级的变电站中,变压器是变电站中的主要电气设备之一,其担任着向用户输送功率,两种电压等级之间交换功率的重要任务。我们在选择变压器时必须同时兼顾电力系统负荷增长情况,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。因此,确定合理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。 2.3.2 主变台数和容量的确定对于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宜。此设计中的变电站符合此情况,故主变设为两台。主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择,并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变
20、电站,主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电站站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,应考虑到当一台主变压器停运时,其余变压器容量在计及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,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证全部负荷的70-80。此变电站是一般性变电站。 有以上规程可知,此变电站单台主变的容量为:S=S2*0.8=43174.3*0.8=34539.48kVA,所以应选容量为40000kVA的主变压器。 2.3.3主变相数选择 主变压器采用三相或是单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件
21、限制时,在330kV及以下的发电厂和变电站,均应采用三相变压器。故由以上规程可知,此变电站的主变应采用三相变压器。 2.3.4 主变绕组数量和连接方式 在具有三种电压的变电站中,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,但在变电站内需装设无功补偿装备时,主变压器宜采用三绕组变压器。计算主变各侧的功率与该主变容量的比值:高压侧:K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.90.15中压侧:K2=35600*0.8/4000=0.70.15低压侧:K3=9800*0.8/40000=0.20.15此变电站中的主变应采用三绕组。 我国110kV及以上电压,变
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