[硕士]110kV变电站电气一次部分初步设计方案及计算书.doc
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1、* * * 学毕业设计(论文)课 题 名 称 110kV 变电站电气一次部分初步设计 学 生 姓 名 * * * 学 号 02313270* WWW.ZHULONG.COM院(系)、专业 电气信息工程学院电力系统及自动化 指 导 教 师 * * * 职 称 教 授 筑龙网二五年六月I内容提要根据设计任务书的要求,本次设计为 110kV 变电站电气一次部分初步设计,并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器,站内主接线分为 110kV、35kV 和 10kV 三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母接线和单母线分段接线。本次设计中进行了电气主接线的设计、短路
2、电流计算、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、母线等)、各电压等级配电装置设计、直流系统设计以及防雷保护的配置。本设计以35110kV 变电所设计规范、供配电系统设计规范、35110kV高压配电装置设计规范等规范规程为依据,设计的内容符合国家有关经济技术政策,所选设备全部为国家推荐的新型产品,技术先进、运行可靠、经济合理。SUMMARYFrom the guide of engineering design assignment, we have toWWW.ZHULONG.COMdesign primary power-system of 110kV sub
3、station and draw main electrical one-line diagram and others. There are two main transformer in the substation in which main electrical connection 筑龙网can be divided into three voltage grades: 110kV, 35kV with 10kV.Itdeposits sectionalized single bus bar scheme, sectionalized singleand transfer bus b
4、ar and sectionalized single bus bar scheme pergrade.There is also a design for main electrical connection in this engineering, the calculation for short-circuit electric current,IIthe selection of electrical device and calibration (includingcircuit breaker,isolator,current transformer,potential tran
5、sformer ,bus bar etc.) and the design for distributioninstallation per. voltage grade, direct current system andlightning protection is also included.WWW.ZHULONG.COM筑龙网III目 录前言 1第一部分 110kV 变电站电气一次部分设计说明书第 1 章 原始资料 3第 2 章 电气主接线设计 5第 2.1 节 主接线的设计原则和要求5第 2.2 节 主接线的设计步骤8第 2.3 节 本变电站电气主接线设计9第 3 章 变压器选择13
6、第 3.1 节 主变压器选择 13第 3.2 节 站用变压器选择 13第 4 章 短路电流计算15WWW.ZHULONG.COM第 4.1 节 短路电流计算的目的 15第 4.2 节 短路电流计算的一般规定 15第 4.3 节 短路电流计算的步骤 16筑龙网第 4.4 节 短路电流计算结果 18第 5 章 直流系统设计20第 5.1 节 直流系统概述 20第 5.2 节 直流系统的电压等级 21第 5.3 节 直流系统的接线方式 21第 5.4 节 本变电站直流系统设计 22IV第 6 章 高压电器设备选择23第 6.1 节 电器选择的一般条件 23第 6.2 节 高压断路器的选择 25第 6
7、.3 节 隔离开关的选择 27第 6.4 节 电流互感器的选择 28第 6.5 节 电压互感器的选择 28第 6.6 节 高压熔断器的选择 28第 7 章 配电装置设计29第 8 章 防雷保护设计30第二部分 110kV 变电站电气一次部分设计计算书第 1 章 负荷计算33第 1.1 节 主变压器负荷计算 33第 1.2 节 站用变压器负荷计算 34WWW.ZHULONG.COM第 2 章 短路电流计算36第 2.1 节 三相短路电流计算 36第 2.2 节 站用变压器低压侧短路电流计算 43筑龙网第 3 章 线路及变压器最大长期工作电流计算44第 3.1 节 线路最大长期工作电流计算 44第
8、 3.2 节 主变进线最大长期工作电流计算 45第 4 章 电气设备选择及校验计算46第 4.1 节 高压断路器选择及校验 46第 4.2 节 隔离开关选择及校验 48V第 4.3 节 电流互感器选择及校验 49第 4.4 节 电压互感器选择及校验 49第 4.5 节 熔断器选择及校验 51第 4.6 节 母线选择及校验 52第 5 章 防雷保护计算55第三部分 110kV 变电站电气一次部分设计图纸电气主接图57电气总平面布置图58110kV 进线间隔断面图59110kV 主变、PT 间隔断面图6035kV 进线间隔断面图 6135 kV 主变间隔断面图62站用电系统图63WWW.ZHULO
9、NG.COM直流屏正面布置图64直流系统接线图65直击雷防护图66筑龙网总结67参考文献68致谢69VI 前 言变电站是电力系统的重要组成部分,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,直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务,也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟订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性因素。本次设计为 110kV 变电站电气一次部分初步设计,分为设计说明书、设计计算书、设计图纸等三部分。所设计的内容力求概念清楚,层次分明。本文是在*学电气信息工程学院*教授的精心
10、指导下完成的。*老师治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在毕业设计期间*老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助。*老师循循善诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。在此,我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢! 本文从主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述,并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、站用电系统图、防雷保护配置图、WWW.ZHULONG.COM各级电压配电装置断面图、直流系统图等相关设计图纸。由于本人水平有限,错误和不妥之处在所难免,敬请各位老师批评指正。筑龙网1第一
11、部分110kV 变电站电气一次部分设计说明书WWW.ZHULONG.COM筑龙网设 计:* * * 指导教师:* * * 21.1 地区电网的特点第 1 章 原始资料(1)本地区即使在最枯的月份,水电站发电保证出力时亦能满足地区负荷的需要,加上小火电,基本不需要外系统支援。(2)本系统的水电大多数是迳流式电站,除发保证出力外的月份,均有电力剩余,特别是 4 至 7 月份。1.2 建站规模(1)变电站类型:110kV 变电工程(2)主变台数:最终两台(要求第一期工程全部投入)(3)电压等级:110kV、35kV、10kV(4)出线回数及传输容量110kV 出线 6 回 本变长泥坡 15000kW
12、 6km LGJ120本变双溪变 15000kW 42.3 km LGJ120 本变系统 30000kW 72km LGJ150WWW.ZHULONG.COM 本变芷江 8000kW 36km LGJ120备用两回35kV 出线 8 回 本变长泥坡 8000kW 6km LGJ95 本变火电厂 10000kW 8km LGJ95筑龙网 本变中方变 5000kW 15km LGJ95 本变水电站 10000kW 12km LGJ120 (两回) 本变鸭嘴岩变 5000kW 10km LGJ95备用两回10kV 出线 10 回 本变氮肥厂 2500kW 2km 本变化工厂 1500kW 3km本变
13、医院 1500kW 5km (两回)3本变印刷厂 2000kW 4km本变造纸厂 2500kW 6km本变机械厂 2500kW 4km备用三回(5)无功补偿采用电力电容两组, 容量为 24500kva1.3 环境条件(1)当地年最高温度为 40, 年最低温度为-5;(2)当海拔高度为 800 米;(3)当地雷暴日数为 55 日/年;(4)本变电站处于“薄土层石灰岩”地区,土壤电阻率高达 1000。 1.4 电气主接线建议 110kV、35kV、10 kV 均采用单母线分段带旁路接线,并考虑设置熔冰措施。1.5 短路阻抗(1)系统作无穷大电源考虑:X1max=0.05,X0max=0.04,X1
14、min=0.1,X0min=0.05。(2)火电厂装机容量为 37500kW, Xd=0.125 , 最大运行方式下,该火电厂只WWW.ZHULONG.COM投入二台机组,最小运行方式下,该火电厂三台机组全部投入,并满发。(3)水电厂装机容量为 35000kW,Xd= 0.27 ,最大运行方式下,该水电厂三台机组全部投入运行,并满发,最小运行方式下,该水电厂只投入一台机组。筑龙网4第 2 章 电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站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。为满足生产需要,变电站中安装有各种电气设备,并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、
15、断路器等按预期生产流程连成的电路,称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列,详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图,称为主接线电路图。第 2.1 节 主接线的设计原则和要求主接线代表了变电站电气部分主体结构,是电力系统接线的主要组成部分,是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继
16、电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的WWW.ZHULONG.COM安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的,所以主接线设计的好坏,也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下,正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。筑龙网2.1.1 电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可
17、能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。(1)接线方式:对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线,如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时,也可采用线路分支接线。在 110kV220kV 配电装置中,当出线为52 回时,一般采用桥形接线;当出线不超过 4 回时,一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中,当 110220kV 出线在 4 回及以上时,一般采用双母接线。在大容量变电站中,为了限制 610kV 出线上的短路电流,一般可采用下列措施: 变压器分列运行;在变压器回路中装置
18、分裂电抗器或电抗器;采用低压侧为分裂绕组的变压器。出线上装设电抗器。(2)主变压器选择主变压器台数:为保证供电可靠性,变电站一般装设两台主变压器。当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时,可装设一台。对于大型枢纽变电站,根据工程具体情况,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。主变压器容量:主变压器容量应根据 510 年的发展规划进行选择,并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站,每台变压器额定容量一般按下式选择Sn= 0.6PMWWW.ZHULONG.COMPM为变电站最大负荷。这样,当一台变压器停用时,可保证对 60%负荷的供电,考
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- 硕士 110 kV 变电站 电气 一次 部分 初步设计 方案 计算
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