35KV变电站设计毕业设计论文.doc
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1、 昆明理工大学成人高等教育设计说明书 昆明理工大学成人高等教育毕 业 设 计(论文)姓 名: 学 号: 专 业: 电气工程及自动化 年 级: 学习形式:函 授 夜 大 脱 产学习层次:高起本 专升本 高起专函 授 站: 昆明站 09电自函授专升本:张三 第- 53 -页(共53页)昆明理工大学成教学院毕业设计(论文)任务书学习形式: 函授 专 业: 电气工程及其自动化 年 级:电气工程及自动化 学生姓名: 张三 毕业设计(论文)题目:35KV变电所电气部分设计 毕业设计(论文)内容: 总降压站供电系统简况;主接线的设计;供电系统各处三相短路电流计算;主变压器继电保护及整定计算;10kV系统单相
2、接地保护装置;10kV各出线继电保护及整定计算;变电所防雷保护规划设计;中央信号装置的设计。专题(子课题)题目:变压器保护设计 内容:原理分析,方案选择,整定计算,设备选型。 设计(论文)指导教师:(签字) 主管教学院长:(签字) 年 月 日题目: 35kV 变电所电气部分初步设计 设计作者学 校: 昆明理工大学 班 次: 电气工程及其自动化2009级 姓 名: 张三 指导教师:单 位: 昆明理工大学 姓 名: 职 称: 高 级 工 程 师 目录摘要- 5 -前言- 6 -毕业设计目的和意义- 6 -设计任务要求、原始资料分析- 6 -第一章 总降压变电系统简况- 8 -第二章 变压器型号和参
3、数选择- 9 -第2-1节 主变压器容量、台数的选择原则- 9 -第2-2节 变压器型式的选择原则- 11 -第2-3节 主变压器和所用变压器的确定- 12 -第三章 电气主接线设计- 13 -第3-1节 电气主接线的设计原则- 13 -第3-2节 主接线的设计方案- 14 -第四章 短路电流计算- 17 -第4-1节 短路电流计算的概述- 17 -第4-2节 变压器及线路等值电抗计算- 19 -第4-3节 短路点的确定- 20 -第4-4节 各短路点三相短路电流计算- 22 -第4-5节 短路电流汇总表- 30 -第五章 高压电气设备选择- 30 -第5-1节 高压电气选择的一般标准- 30
4、 -第5-2节 35KV侧断路器和隔离开关的选择和校验:- 31 -第5-3节 高压熔断器的选择- 34 -第5-4节 高压电器选择成果汇总表- 35 -第六章 主变压器继电保护及整定计算- 35 -第6-1节 变压器继电保护- 35 -第6-2节 短路电流计算结果表- 37 -第6-3节 主变继电保护整定计算及继电器选择- 37 -第6-4节 过电流保护- 40 -第6-5节 过负荷保护- 41 -第6-6节 冷却风扇自起动- 41 -第七章 10KV系统单相接地保护- 41 -第7-1节 10KV中性点不直接接地系统的特点- 41 -第7-2节单相接地保护装置工作原理- 42 -第7-3节
5、 单相接地保护绝缘监察装置选择- 42 -第八章 10KV各出线继电保护选择及整定计算- 43 -第8-1节 10KV线路保护选择- 43 -第8-2节10KV线路继电保护整定计算- 45 -第九章 变电所防雷保护规划设计- 47 -第9-1节 变电所过电压及防护分析- 47 -第9-2节 变电所避雷器的配置规划与选择- 47 -第9-3节 变电所接地设计- 48 -第十章 中央信号装置设计- 49 -总结与体会- 50 -谢辞- 51 -参考文献- 52 -附录1变电所电气主接线图(A3,LJJ001-04-01)2主变压器继电保护图(A3,LJJ001-04-02)310KV出线继电保护图
6、(A3,LJJ001-04-03)4中央信号装置接线图(A3,LJJ001-04-04)摘要本设计以10KV站为主要设计对象,分为任务书和说明书两部分,同时附有电气主接线图、主变压器继电保护图、10KV出线继电保护图和中央信号装置接线图进行说明。该电所设有一台主变,站内主接线分为35KV和10KV两个电压等级。两个电压等级均采用单母线的接线方式。本次设计中进行了电气主接线的论证、短路电流计算、主要电气设备的选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器)。关键词: 变电所 短路电流 继电保护 电气主接线前言 毕业设计目的和意义毕业设计是培养综合素质和工程实践能力的教育过程,对自己思想
7、品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。毕业设计的目的、意义是:1.通过毕业设计的训练,使自己进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识,使之系统化、综合化。2.培养独立工作、独立思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力,结合课题的需要可培养独立获取新知识的能力。3.通过毕业设计加强对文献检索与翻译、计算、绘图、实验方法、数据处理、编辑设计文件、使用规范化手册、规程等最基本的工作实践能力的培养。4.通过学习毕业设计的训练,使自己树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点;树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。设计任
8、务要求、原始资料分析1设计任务要求:(1)设计内容:包括变电所总降压站供电系统简况;电气主接线优化设计,绘制电气主接线图;供电系统各处三相短路电流计算;主变压器继电保护及整定计算;10kV系统单相接地保护装置;10kV各出线继电保护及整定计算;变电所防雷保护规划设计;中央信号装置的设计。(2)要求绘制电气主接线图、主变压器继电保护图、10KV出线继电保护图和中央信号装置接线图。 2设计原始资料分析:(1)设计参数:系统电源距总降压站25km,采用35kV,LGJ70架空线,线间几何均距apj=3.5m。对总降压站输电,系统电源35kV,最大三相短路容量Sxmax=1000MVA,最小三相短路容
9、量Sxmin=500MVA。总降压站采用SFL110000/35主变一台, 10kV有6路架空线,对数个工厂供电,线间几何均距为ajp=1.5m,有关数据如下:编号导线型号长度最大负荷电流L1LGJ5010km80AL2LGJ508km70AL3LGJ7010km95AL4LGJ7015km90AL5LGJ355km50AL6LGJ359km60A(2)设计自然条件:海拔 1200m ,污秽等级2,地震裂度 6级,最高气温 35C,最低气温 -5C,平均温度 19C,最大风速18m/s,其他条件不限。第一章 总降压变电系统简况1 变电站类型:35KV地方降压变电站2 电压等级:35KV/10K
10、V3 负荷情况:6条10KV出线的最大负荷分别为:80A,70A,95A,90A,50A,60A。4 进、出线情况:35KV侧 1回进线 10KV侧 6回出线5 系统情况:(1)35KV侧基准值:MVA KVKA(2)10KV侧基准值:MVA KVKA6 线路参数35KV线路为LGJ-70,长度25km其参数为输电线路标幺值7 电源电抗标幺值计算: 8 气象条件最热平均气温30。第二章 变压器型号和参数选择第2-1节 主变压器容量、台数的选择原则主变压器容量、台数直接影响主接线的的形式和配电装置的结构。它的确定应综合各种因素进行分析,做出合理的选择。211主变压器台数的确定(1)应满足用电负荷
11、对供电可靠性的要求。对供电有大量一、二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所,也可以只采用一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源,或另有自备电源。(2)对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所,也可以考虑采用两台变压器。(3)除上述两种情况外,一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所,虽为三级负荷,也可以采用两台或多台变压器。(4)在确定变电所主变压器台数时,应适当考虑负荷的发展,留有一定的余地。(5)对城市郊区的一次变电所,
12、在中、低压侧已构成环网的情况下,变电所以装设两台主变压器为宜。(6)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所,可考虑装设3台主变压器。(7)对不重要的较低电压等级的变电所,可以只装设一台主变压器。本变电所属于以三级负荷为主的较低电压等级变电所,选择安装一台主变压器。212主变压器容量的确定变压器容量和它所在电网功能相适应,一般情况下单位容量(MVA)费用、系统短路容量、运输条件等都是影响选择变压器容量时的因素。具体选择时,可遵循以下原则:(1)只装一台主变压器的变电所主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要,即 (2)装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下几个条件:任一台
13、变压器单独运行时,宜满足计算负荷的大约60%70%的需要,即 任一台变压器单独运行时,应满足全部一、二级负荷的需要,即 适当考虑今后5-10年电力负荷的增长,留有一定的余地。干式变压器的过负荷能力较小,更宜留有较大的裕量。电力变压器额定容量是在一定温度条件下(例如户外安装,年平均气温为20)的持续最大输出容量(出力)。如果安装地点的年平均气温时,则年平均气温每升高1,变压器容量相应地减少1%。因此户外电力变压器的实际容量(出力)为: 因此户内电力变压器的实际容量(出力)为: 本变电所只有一台变压器,6条出线的最大总负荷电流为:80+70+95+90+50+60=355AKVA考虑到今后发展的需
14、要,选择容量为10000KVA的变压器。第2-2节 变压器型式的选择原则221相数的确定电力变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器两类,三相变压器与同容量的单相变压器组相比较,价格低、占地面积小,而且运行损耗减少1215。因此,在330kV及以下电力系统中,一般都选用三相变压器。222绕组数的确定变压器按其绕组数可分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式。当发电厂只升高一级电压时或35kV及以下电压的变电所,可选用双绕组普通式变压器。当发电厂有两级升高电压时,常使用三绕组变压器作为联络变压器,其主要作用是实现高、中压的联络。其低压绕组接成三角形抵消三次谐波分量。110kV及
15、以上电压等级的变电所中,也经常使用三绕组变压器作联络变压器。当中压为中性点不直接接地电网时,只能选用普通三绕组变压器。223 调压方式的确定为了保证供电质量可通过切换变压器的分接头开关,改变变压器高压绕组的匝数,从而改变其变比,实现电压调整。切换方式有两种:一种是不带电压切换,称为无激磁调压,调整范围通常在22.5以内;另一种是带负荷切换,称为有载调压,调整范围可达30,其结构复杂,价格较贵。变电所在以下情况时,宜选用有载调压变压器:(1)地方变电所、工厂、企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时,又要求满足电能质量往往需要装设有载调压变压器;(2)330kV及以上变电站,为了维持中
16、、低压电压水平需要装设有载调压变压器;(3)110kV及以下的无人值班变电站,为了满足遥调的需要应装设有载调压变压器。224绕组接线组别的确定我国110kV及以上电压,变压器三相绕组都采用“YN”联接;35kV采用“Y”联接,其中性点多通过消弧线圈接地;35kV以下高压电压,变压器三相绕组都采用“D”联接。因此,普通双绕组一般选用YN,d11接线;三绕组变压器一般接成YN,y,d11或YN,yn,d11等形式。近年来,也有采用全星形接线组别的变压器,即变压器高、中、低三侧均接成星形。这种接线零序组抗大,有利于限制短路电流,也便于在中性点处连接消弧线圈。缺点是正弦波电压波形发生畸变,并对通信设备
17、产生干扰,同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。225 冷却方式的选择变压器的冷却方式主要有自然风冷却、强迫空气冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却、水内冷变压器、SF6充气式变压器等。综上所述,本变电所采用两绕组的三相变压器,无激磁调压,调整范围在22.5以内,YN,d11接线,强迫风冷。第2-3节 主变压器和所用变压器的确定231根据对原始资料的分析,该变电所以工厂生产用电的三类负荷为主,考虑到负荷对供电可靠性的要求、供电质量的要求,决定采用一台主变压器。232根据各线路负荷情况和变压器形式选择原则分析,最终决定选用一台S9-10000/35型双绕组风冷式变压
18、器。此变压器的参数为:额定高压侧,低压侧10KV,连接组别为YN,d11,阻抗电压百分比,。233所用变压器容量一般选择所用电负荷容量的10%,为保证变电所内部全部停电情况下,有可靠的操作和检修电源,所用变压器装于35kV进线隔离开关前面,故所用变压器选择SC9-50/35/0.4kV型干式变压器一台,作所用微机装置及二次保护电源,同时作照明及检查、试验电源。第三章 电气主接线设计变电所电气主接线根据变电所电能输送和分配的要求,表示主要电气设备相互之间的连接关系,以及本变电所与电力系统的电气连接关系,通常以单线图表示。电气主接线中表示的主要电气设备有:电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、
19、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。主接线对变电所主要设备选择和布置,运行的可靠性和经济性,继电保护和控制方式都有密切关系,所以电气主接线设计是变电所设计的重要环节电气主接线通常是根据变电所在电力系统中的地位和作用,首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求,然后根据规划容量、供电负荷、电力系统短路容量、线路回路数以及电气设备特点等条件确定,并具有相应的可靠性、灵活性和经济性。第3-1节 电气主接线的设计原则311电气主接线的基本要求:可靠性、灵活性、经济性、扩建性。312 运行的可靠性断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能
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