某镇110kv变电站设计--毕业设计.doc
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1、目 录摘 要 1Abstract2第1章 绪论31.1 变电站发展的历史与现状31.2 课题来源及设计背景4第2章 变电站负荷计算和无功补偿的计算52.1 变电站的负荷计算52.2 无功补偿的目的62.3 无功补偿的计算6第3章 主变压器台数和容量的选择83.1 变压器的选择原则83.2 变压器台数的选择83.3 变压器容量的选择8第4章 主接线方案的确定104.1 主接线的基本要求104.2 主接线的方案与分析114.3 电气主接线的确定11第5章 短路电流的计算135.1 绘制计算电路135.2 短路电流计算14第6章 高压侧配电系统的设计 176.1 高压线路电缆的选择176.2 高压配
2、电线路布线方案的选择176.3 高压配电系统设备18第7章 低压侧配电系统的设计217.1 变电站配电线路布线方案的选择217.2 线路导线、配电设备及其保护设备的选择217.3 变电站用电及照明25第8章 变电站二次回路方案的确定278.1 二次回路的定义和分类278.2 二次回路的操作系统278.3 二次回路的接线要求278.4 电气测量仪表及测量回路288.5 断路器的控制与信号回路298.6 自动装置308.7 绝缘监视装置308.8 继电保护的选择与整定32第九章 防雷与接地方案的设计399.1 防雷保护399.2 接地装置的设计39结束语41致谢42参考文献43附录一:一次主接线图
3、附录二:10KV配电装置接线图附录三:二次接线图摘 要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起,供电系统的设计越来越全面、系统,工厂用电量迅速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理,不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量,也会反映在供电的可靠性和安全生产方面,它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制
4、的枢纽,变电站必须改变传统的设计和控制模式,才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展,为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110KV变电站属于高压网络,该地区变电所所涉及方面多,考虑问题多,分析变电所担负的任务及用户负荷等情况,选择所址,利用用户数据进行负荷计算,确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择,从而确定变电站的接线方式,再进行短路电流计算,选择送配电网络及导线,进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备,为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了:(
5、1)总体方案的确定(2)负荷分析(3)短路电流的计算(4)高低压配电系统设计与系统接线方案选择(5)继电保护的选择与整定(6)防雷与接地保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展,电力系统在从发电到供电的所有领域中,通过新技术的使用,都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词 变电站、负荷、输电系统、配电系统、高压网络、补偿装置AbstractAlong with the economic development and the modern industry developments of quick rising, the des
6、ign of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need the higher and more perfect request to the po
7、wer supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it is close with the economic performance and the
8、safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, t
9、ransport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the dev
10、elopment of modern industry and the of trend of the society life.The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of custom
11、er data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with
12、 the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock th
13、e system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then
14、 can change from the generate of the electricity to the supply the power. key words substation ,load ,transmission system , distribution ,high voltage network ,correction equipment.第1章 绪论1.1 变电站发展的历史与现状1.1.1 概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用,如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主,将无法满足现代电力系统管理模式的需求;同时用于变电站
15、的监视、控制、保护,包括故障录波、紧急控制装置,不能充分利用微机数据处理的大功能和速度,经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展,依赖高质量和高可靠性的电能供应,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
16、靠,安全,经济运行管理的需要,更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等)利用计算机技术和现代通信技术,经过功能组合和优化设计,对变电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备,是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的 综合应用,它可以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、,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、经济地运行提供了现代化手段和基础
17、保证。 1.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则1.在保证可靠性的前提下,合理和设置网络和功能终端。采用分布式分层结构,不须人工干预的尽量下放,有合理的冗余但尽量避免硬件不必要的重复。2.采用开放式系统,保证可用性(Interoperability)和可扩充性(Expandability)。要求不同制造厂生产的设备能通过网络互连和互操作,同 时还要求以后扩建时,现有系统的硬件和软件能较方便的与新增设备实现互操作。1.2课题来源及设计背景1.2.1 课题来源本课题是来源于本人联系的实习单位中山电力设计院正在研究和开发的项目,具有一定的实践性和可行性。1.2.2 设计背景大冲镇现有110KV变电
18、站(大冲站)一座,向全镇范围内供电。大冲站共有主变2台,容量为40+31.5MVA,现有110KV线路2回,分别来自110KV联美变电站(联冲线)和南丰变电站(冲丰线)。目前大冲站的最大负荷为3.88万千瓦,到2003年,大冲镇的用电量将达2.27亿千瓦时,最大负荷达4.53万千瓦。随着工业的发展与工业区的开发,对电力电量的需求也相应的增加,预计到2005年,全镇用电量将达3.08亿千瓦时,最大负荷达6.16万千瓦;2010年,用电量将达到5.73亿千瓦时,最大负荷达到11.46万千瓦。由此分析,仅靠目前大冲镇仅有的一个110KV变电站是远远不够满足负荷增长需求的。若按照城市电网规划设计导则的
19、要求,主变容量按1.82.1来计算,2005年大冲共需要110KV主变容量约111129兆伏安,而目前大冲站主变容量只有80MVA,还需要增加3149MVA。为满足用电负荷增长的需要到2005年建设新的110KV变电站是十分必要的。而且大冲镇现有的10KV线路大部分是放射形网,无法形成合理的环网和分段,结构比较单一和薄弱,供电可靠性差。加上部分线路供电半径大、用户多、负荷重,线路压降过高,供电质量差,但城南变电站建成后可承担大冲镇南部的用电负荷,释放大冲站的供电能力,提高大冲镇的供电可靠性、改善电能质量和降低网损。并且,城南站建成后,可以与大冲站的10KV形成环网,有效的提高负荷转移能力,从而
20、进一步提高供电可靠性。综上所述,新建110KV城南变电站是电源合理分布点,改善10KV配电网络结构,满足新增用电需要的必要措施。第2章 变电站负荷计算和无功补偿的计算2.1 变电站的负荷计算 2.1.1 负荷统计大冲镇的用电负荷统计如下表:表1 用电负荷统计(单位:千瓦)用电单位负荷统计(KW)负荷类别火车站2500 I洗衣机厂3500 II首饰厂3000II宝元鞋厂 12000II市一中 800II市中心小学 400II市水泥厂 1700II明珠旅店 1800II百惠商城 2000II市政府 1650I博爱医院 750I市公安局 1800I中心市场 1000I百乐休闲中心 900I其他散户
21、5000 III合计 38800表2 负荷性质分析结果表负荷等级负荷值(KW)占总负荷百分比(%)I860022.16II3020077.842.1.2 负荷计算各组负荷的计算:1.有功功率 P=KXPei2.无功功率 Q=Ptg3.视在功率 S=式中:Pei:每组设备容量之和,单位为KW;KX:需用系数;Cos:功率因数。总负荷的计算:1.有功功率 P=K1P2.无功功率 Q= K1Q3.视在功率 S=4.自然功率因数: Cos1= P/S式中:K1组间同时系数,取为0.850.9。 电力系统中的无功功率就是要使系统中无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡;按系统供
22、电负荷的功率因数达到0.95考虑无功功率平衡。变电站所供负荷的总数:P总=38800KW变电站所供一类负荷总数:P总1=8600KW变电站所供二类负荷总数:P总2=30200KW一类负荷占总负荷的百分比:= P总1/ P总=860038800100%=22.16%二类负荷占总负荷的百分比:= P总2 /P总=3020038800100%=77.84%2.2 无功补偿的目的无功补偿的目的是系统功率因数低,降低了发电机和变压器的出力,增加了输电线路的损耗和电压损失,这一些原因是电力系统基本的常识,在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9(本次设计要求功率因为为0.95以上),
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