学士学位论文--110kv变电站电气一次部分初步设计1.docx
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河南理工大学毕业设计(论文)说明书
110kV
变电站电气一次部分初步设计
摘
要
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。
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。
首先,进行了电气主接线的选择,把电气主接线分
为110kV、35kV和10kV三个电压等级,经过各个方案的优缺点比较,确定了各个
电压等级分别采用单母线分段带旁母接线、单母线分段带旁母接线和单母线分段接
线。
其次,根据要求进行了主变压器的选择、短路电流计算、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。
最后,对防雷
保护和接地方案的设计进行了选择。
关键词:
变电站;
设计;
防雷保护
ii
ABSTRACT
Alongwiththeeconomicdevelopmentandthemodernindustrydevelopmentsof
quickrising,thedesignofthepowersupplysystembecomemoreandmorecompletely
andsystem.Becausethequicklyincreaseelectricityoffactories,italsoincreases
seriouslytothedependableindexoftheeconomiccondition,powersupplyinquantity.
Thereforetheyneedthehigherandmoreperfectrequesttothepowersupply.Whether
Designreasonable,notonlyaffectdirectlythebaseinvestmentandcirculatethe
expenseswithhavethemetaldepletionincolourmetal,butalsowillreflectthe
dependableinpowersupplyandthesafeinmanyfacts.Inaword,itisclosewiththe
economicperformanceandthesafetyofthepeople.Alongwiththehighandquick
developmentofelectricpowertechnique,electricpowersystemthencanchangefrom
thegenerateoftheelectricitytothesupplythepower.
Fromtheguideofengineeringdesignassignment,wehavetodesignprimary
power-systemof110kVsubstationanddrawmainelectricalone-linediagramandothers.
First,themainelectricalconnectioncanbedividedintothreevoltagegrades:
110kV,
35kVwith10kV.Itdepositssectionalizedsinglebusbarscheme,sectionalizedsingleand
sectionalizedsinglebusbarschemepergrade.Second,thereisadesignformain
electricalconnectioninthisengineering,thecalculationforshort-circuitelectriccurrent,
theselectionofelectricaldeviceandcalibrationincludingcircuitbreaker,
isolator,
current,transformer,potentialtransformer,busbaretc.Atlast,thedesignfordistribution
installationpervoltagegradeandlightningprotectionisalsoincluded.
Key
Words:
substation;design;lightningprotection
河南理工大学毕业设计(论文)说明书
目 录
摘 要 i
1引言 1
1.1设计的目的与意义 1
1.2负荷情况及分析 1
1.3设计的任务书 2
2电气主接线及设计 3
2.1电气主接线设计的基本要求 3
2.2主接线接线方式概述 4
2.2.1110kV电气主接线 6
2.2.235kV电气主接线 8
2.2.310kV电气主接线 10
3主变压器的选择 12
3.1主变压器台数的确定 12
3.2主变压器容量的选择 12
3.3绕组数量和连接形式的选择 13
3.4主变型式的选择 13
3.5冷却方式的选择 14
3.6选型号 14
4短路电流的计算 16
4.1计算短路电流的目的 16
4.2短路电流的计算步骤 17
5设备的选择与校验 23
5.1电气设备选择的一般条件 23
5.2断路器的选择 25
5.2.1断路器种类选择 25
5.2.2断路器型号的选择和校验 26
5.3隔离开关的选择 28
5.4电流互感器的选择 31
5.5电压互感器的选择 34
5.6母线的选择 35
6防雷与接地方案的设计 38
6.1防雷设计 38
6.1.1防雷设计原则 38
6.1.2避雷器的选择 38
6.1.3避雷针的配置 41
6.2接地设计 42
6.2.1接地设计的原则 42
6.2.2接地网型式选择及优劣分析 43
7结论与展望 44
致 谢 45
参考文献 46
附录 47
I
1引言
1.1设计的目的与意义
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,用户对供电质量的要求日益提高。
国
家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。
变电站是电力系统中变换
电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各
级电压的电网联系起来,在电力系统中起着至关重要的作用。
近年来110kV变电站的建
设迅猛发展。
科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性,降低配电网
损耗和供电成本,减少电力设施占地资源,体现“增容、升压、换代、优化通道”的技
术改造思路。
同时可以增加系统的可靠性,节约占地面积,使变电站的配置达到最佳,
不断提高经济效益和社会效益。
1.2负荷情况及分析
⑴原始资料分析
此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的,其负荷为地区性负
荷。
按规划要求,待建变电站有110kV、35kV和10kV三个电压等级:
110kV出线2回,
35kV出线8回,10kV出线6回。
变电站总负荷考虑五年发展规划,无功补偿装置采用
电力电容两组,容量为2×
3000kvar。
35kV
和10kV本期用户负荷统计资料见表1-1和
表1-2。
用户名称
表1-1
35kV用户负荷统计资料
容量(kVA)
功率因数
药厂
8135
0.85
食品厂
3150
商场
5000
糖厂
4500
水泥厂
2000
矿厂
2500
纸厂
8000
冶炼厂
5000
9
表1-210kV用户负荷统计资料
用户名称
最大负荷(kW)
功率因数
马村
1800
0.85
石子厂
900
食品厂
21001
石灰厂
2400
水泥厂
2000
矿厂
2000
⑵负荷分析
①35kV侧:
设35kV功率因数为0.85
åP1=(8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000)*0.85=32542.25kWåQ1=(8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000)*0.53=20291.05kvaråS1=8135+3150+5000+4500+2000+2500+8000+5000=38285kVA
②10kV侧:
åP2=1800+900+2100+2400+2000+2000=11200kW
åQ2=(1800+900+2100+2400+2000+2000)*0.53/0.85=6983.53kvaråS2=(112002+6983.532)1/2=13198.85kVA
所以:
åP=åP1+åP2=32542.25+11200=43742.2kW
åS=åS1+åS2=38285+13198.85=51483.85kVA
1.3设计的任务书
(1学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法
(2)熟悉各种电气主接线方式,掌握各种方式的倒闸操作顺序
(3)熟悉所选用电气设备的工作原理和性能以及运行使用中的注意事项
(4)培养独立分析和解决问题的能力及实际工程设计的基本技能
2电气主接线及设计
电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。
电气主接线又称为电气一次接线,它是将电气设备以规定的图形和文字符号,按电能生
产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相图。
主接线设计必须经过技术与经济的充分
论证比较,综合考虑各个方面的影响因素,最终确定最佳方案。
2.1电气主接线设计的基本要求
电气主接线设计的基本要求,概括地说应包括可靠性、灵活性、经济性三方面。
⑴可靠性
安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电可靠是电气主接线最基本的要求,而且
也是电力生产和分配的首要要求。
主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面。
①断路器检修时,不宜影响对系统供电。
②线路、断路器或母线故障时,以及母线或母线隔离开关检修时,尽量减少停运出
线回路数和停电时间,并能保证对全部I
类及全部或大部分II
类用户的供电。
③尽量避免变电站全部停电的可能性。
④大型机组突然停运时,不应危及电力系统稳定
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- 学士学位 论文 110 kv 变电站 电气 一次 部分 初步设计