kv變電站第一部分畢業(yè)設(shè)計

1、 廣西大學(xué)行健文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書題目：110kV變電站一次部分設(shè)計學(xué) 部： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 二一五年五月110kV變電站一次部分設(shè)計中文摘要變電站是電力系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分，肩負(fù)電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的重要任務(wù)。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。需準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運行情況。并逐步采用無人值班管理模式。傳統(tǒng)變電站都采用常規(guī)設(shè)備，主控室占地面積較大。常規(guī)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，維護(hù)工作量大。二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動裝置，遠(yuǎn)動裝置普遍采用電磁式或晶體管式，體積大，設(shè)備重。實現(xiàn)變電站自動化是提高變電站的技術(shù)水平和管理水平的重要目標(biāo)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)

2、發(fā)展，人民生活水平不斷提升，大功率高性能家用電器進(jìn)入千家萬戶，人們對用電質(zhì)量的要求越來越高。傳統(tǒng)變電站缺乏科學(xué)的電能質(zhì)量管理辦法。一些遙測，遙信量無法實時送到調(diào)度中心，無法滿足向調(diào)度中心及時提供運行參數(shù)的要求。高效率，安全變電站的出現(xiàn)變得十分重要。本文設(shè)計的為110kV變電站，分別對變電站做簡單分析和負(fù)荷分析、變電站主變的選擇、主接線、短路電流計算、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等五部分的分析計算，在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)所用數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，特別是在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是計算中，存在很大缺陷，力求在以后的設(shè)計中能夠逐步趨于完善，相信不久能實現(xiàn)無人值班高度自動化以彌補(bǔ)傳統(tǒng)變電站的缺陷。 關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；接線1

3、10kV substation once part of the designAbstractSubstations are key components of the power system, power conversion and power shoulders the important task of re-allocation. With the development of the power system network structure more complex. Require accurate knowledge of the operation of the pow

4、er grid and substations. And gradually using unmanned management. Traditional substation are using conventional equipment, cockpit larger area. Conventional means complex structure, low reliability, maintenance workload. Secondary device protection and automatic device, the remote device commonly us

5、ed electromagnetic or transistor type, bulky, heavy equipment. Substation automation is an important goal to improve the technical and management level of the substation.With the continued development of the national economy and improve people's living standards, high-performance home appliances

6、 in every household, people are increasingly demanding high-quality electricity. Traditional power substation lack of scientific quality management approach. Some telemetry, the amount can not immediately sent to the dispatch center, unable to meet the dispatch center to provide timely and operation

7、al parameters of the requirements. High efficiency, a security substation becomes important.This design for 110kV substation, substation were to do a simple analysis and load analysis, analysis and calculation of five parts of the main transformer substation choice, main terminal, short-circuit curr

8、ent calculation, power system protection, etc., found in the design of the data is not accurate enough especially in the calculation of power system protection, there is a big flaw, and strive in the future to gradually tend to improve the design, and believe it can achieve highly automated unattend

9、ed to make up for deficiencies of traditional substation.Keywords：Substation，Transformer，Connection 目 錄概述3第一章 電氣主接線設(shè)計41.1 110kv電氣主接線41.2 35kV電氣主接線51.3 10kV電氣主接線51.4 站用電接線6第二章 負(fù)荷計算及變壓器選擇72.1 負(fù)荷計算72.2 主變臺數(shù)、容量和型式的確定82.3 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定8參考文獻(xiàn)10致 謝11 概述1.待設(shè)計變電所地位及作用通過網(wǎng)絡(luò)雜志我們可以發(fā)現(xiàn)，一些發(fā)達(dá)國家的能源不是很豐富，進(jìn)而導(dǎo)致電力資源不是充足。

10、為了滿足國民需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。比較完善的變電站設(shè)計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達(dá)國家通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，最大提高變電站的可靠性，努力使變電站的靈活性提高，提高經(jīng)濟(jì)性。在國內(nèi)，變電站的設(shè)計中存在很多問題，例如可靠性欠提高。我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給電力行業(yè)帶來兩個問題：一，電力能源的需求持續(xù)增長，城市和農(nóng)村用電量和密度提升，需要更多的深入市區(qū)農(nóng)村的變電站，以減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，然而這些變電站占地面積大；二，城區(qū)地價昂貴，環(huán)境要求嚴(yán)格，為保證安全性，于是變電站址及其困難。依據(jù)長遠(yuǎn)負(fù)荷發(fā)展，決定在

11、本區(qū)建設(shè)一所中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對本區(qū)用戶供電為主，主要對本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。提升供電質(zhì)量。與此同時和其他變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高本地供電質(zhì)量和可靠性。2.變電站負(fù)荷情況及所址概況計劃變電站電壓等級為110/35/10。110kV出線4回，2回備用；35kV出線8回，2回備用；10kV線路12回，另有2回備用。變電站由兩個系統(tǒng)供電，SYSTEM1為600MVA，容抗為0.38，SYSTEM2為800MVA，容抗為0.45.線路1為30KM, 線路2為20KM, 線路3為25KM。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫 41，年最底氣溫- 5，年平均氣溫 18。出線方向110kV向北，3

12、5kV向西，10kV向東。站址的特征，平原地區(qū)，面積為90×90，本地區(qū)無污染源，土壤電阻率6.8K.cm。本論文通過分析上述對負(fù)荷的資料，通過負(fù)荷的計算，最大持續(xù)工作短路和電流的計算，對變電站進(jìn)行設(shè)備選型及主接線選擇，從而完成變電站一次部分設(shè)計。第一章 電氣主接線設(shè)計現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個嚴(yán)密而巨大的整體。發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)發(fā)電、變電及配電任務(wù)。其主接線好壞不僅影響到發(fā)電廠及變電站還有電力系統(tǒng)本身，也影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。由此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足以下要求。第一，運行的可靠。斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，

13、以及能否保證對重要用戶的供電。第二，具有相對靈活性。主接線的正常運行時可根據(jù)調(diào)度要求靈活改變運行方式，達(dá)到調(diào)度目的，并且在事故或設(shè)備檢修時，能夠較快的退出設(shè)備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且在檢修時可以保證檢修人員施工安全。第三，操作過程簡單、方便。主接線操作十分簡單清晰且操作方便，便于運行人員掌握。復(fù)雜接線不僅不利于操作，且容易造成運行人員誤操作從而發(fā)生事故。假如接線過于的簡單，又不能滿足運行方式需要，且會給運行造成不便或造成不必要停電。第四，擴(kuò)容的可能性。由于我國工農(nóng)業(yè)近年高速發(fā)展，電力負(fù)荷量迅速增長。因此，在選擇主接線時還要考慮到今后擴(kuò)展性。變電站電氣主接線選擇，主要決定于變電

14、站在電力系統(tǒng)中地位、環(huán)境、負(fù)荷性質(zhì)、出線數(shù)目、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。1.1 110kv電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長而擬建的。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目應(yīng)為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，得出接線方案為：如圖1.1所示。圖1.1雙母線帶旁路母線接線該方案在技術(shù)上（可靠性、靈活性）明顯合理。效率高，成本低，適合該地區(qū)的建設(shè)投產(chǎn)。 1.2 35kV電氣主接線建議電壓等級為3

15、5kV60kV，出線為48回，也可采用單母線接線。由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時間短，約為23天。）35kV60kV采用雙母線接線時，不宜設(shè)置旁路母線，有條件可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。根據(jù)以上分析、組合，得出接線方案為：如圖1.2所示。圖1.2單母線分段帶旁母接線該方案具有良好的經(jīng)濟(jì)性。建單操作，易于發(fā)展，旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電。1.3 10kV電氣主接線610kV配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率比較高。方案如圖

16、1.3。圖1.3單母線分段接線該方案在占地和設(shè)備都少，不會造成全所停電且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。于是選用該方案。1.4 站用電接線一般站用電接線盡量選用簡單的接線方式。提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖1.4及圖1.5所示。圖1.4單母線分段接線圖1.5單母線接線對圖1.4及圖1.5所示方案1、2綜合比較，見表1-1。表1-1 主接線方案的比較項目 方案方案1方案2技術(shù)不會造成全所的停電調(diào)度較靈活滿足重要用戶供電需求任一個斷路器的檢修，該回路須停止工作擴(kuò)建時須向兩方向均衡發(fā)展 操作簡單清晰、易于擴(kuò)容 可靠性、靈活性較差經(jīng)濟(jì)占地少，設(shè)備少設(shè)備少、投資小鑒于兩種方案經(jīng)濟(jì)

17、性上相差不大，接下來考慮可靠性和靈活性高方案1。第二章 負(fù)荷計算及變壓器選擇2.1 負(fù)荷計算選擇主變壓器及站用變壓器容量，測算變壓器各出線側(cè)最大持續(xù)工作電流。首先要計算各側(cè)負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷、10kV負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110kV側(cè)負(fù)荷。由公式 式中 電壓等級的計算負(fù)荷 同時系數(shù)（10kV取0.85、35kV取0.9、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85）% 該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)2.1.1 站用負(fù)荷計算S站=0.85×(91.5/0.85)×(1+5%)=96.075KVA0.096MVA2.1.2

18、10kV負(fù)荷計算S10KV=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4 ×(1+5%) =38.675WVA2.1.3 35kV負(fù)荷計算S35KV=0.9×(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85×(1+5%) =27.448MVA2.1.4 110kV負(fù)荷計算S110KV=0.9×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9) ×(1+5%)+ S站=68.398+0.096=68.494MVA 2.2 主變臺數(shù)、容量和型式的確定2.2.1變電所主

19、變壓器臺數(shù)的確定主變臺數(shù)確定的要求：第一，大中城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)均已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。第二，孤立的一次變電站或大型專用變電站，設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。考慮到該變電站屬于一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路呆主變的方式。根據(jù)負(fù)荷計算，選用兩臺主變壓器，并列運行且容量相等。2.2.2變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：（1）主變壓器容量一般按變電站建成后810年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期1520年的負(fù)荷發(fā)展。（2）根據(jù)變電站所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。重要的變電站，應(yīng)考慮一臺主

20、變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的一級和二級負(fù)荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的6570%。S=68.494MVA。綜上條件限制，兩臺主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺停運時，另一臺則承擔(dān)70%為47.946MVA。于是選兩臺50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。2.2.3 變電站主變壓器型式的選擇本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。故主變參數(shù)如下（如表2.1）：表2.1 變電站用變參數(shù)表型號電

21、壓組合及分接范圍阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低13YN，yn0,d11SFSZ9-50000/110110±8×1。25%385±5%10.51110.517.56.52.3 站用變臺數(shù)、容量和型式的確定2.3.1站用變臺數(shù)的確定大中型變電站，通常架設(shè)兩臺站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺主變壓器和兩段10kV母線，提高站用電可靠性和靈活性，故架設(shè)兩臺站用變壓器，采用暗備用方式。2.3.2站用變?nèi)萘康拇_定變壓器容量選擇要求：站用變壓器容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，一般為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當(dāng)任意一臺變壓器因故障被斷開后，站用負(fù)荷則切換由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%) =106KVA2.3.3 站用變型式的選擇考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下（如表2.2）：表2.2 主變壓器用變參數(shù)型號電壓組合連接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;6±5%0.4Y,yn00.482.61.34