强烈推荐110KV降压变电所毕业论文.docx

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强烈推荐110KV降压变电所毕业论文

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发电厂电气部分课程设计

降压变电所设计

学院：

机电工程学院

专业：

农业电气化与自动化

姓名：

汪桂明

班级：

10农电一

指导教师：

孙建英

设计完成日期：

二〇一三年七月十四日

目录

摘要1

一.课程设计的目的和要求1

（一）.课程设计的目的1

（二）.课程设计的任务要求1

（三）.设计成果2

二.原始资料分析2

（一）.一次系统接线图2

（二）.负荷情况2

（三）.所址位置4

（四）.气象条件4

三.主接线的设计4

（一）.主接线的设计原则和要求4

（二）.电气主接线的设计原则5

（三）.电气主接线的主要要求5

（四）.主接线方案的选择5

（五）.主接线图7

（六）.变压器的选择7

四.短路电流计算10

（一）.各处短路电流的计算10

（二）.断路器和隔离开关的选择14

（三）.母线的选择15

（四）.电流、电压互感器的选择17

五.断路器控制回路的设计20

五．参考文献22

六．结束语22

摘要

电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位置，是时间国家现代化的战略重点。

要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。

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，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。

本次设计建设一座110KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。

其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。

最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验。

一.课程设计的目的和要求

（一）.课程设计的目的

发电厂电气部分课程设计是在学习电力系统基础课程后的一次综合性训练，通过课程设计实践达到：

①巩固“发电厂电气部分”、“电力系统分析”课程的理论知识。

②熟悉国家能源开发策略和有关技术规范、规定、导则等。

③掌握发电厂（或变电所）电气部分设计的基本方法和内容。

④学习工程设计说明书的撰写。

⑤培养学生独立分析问题、解决问题的工作能力和实际工程设计的基本技能。

（二）.课程设计的任务要求

①对任务书原始资料进行分析，画出主接线框图;

②草拟主接线方案并进行方案比较。

③拟定的方案应保证供电可靠、技术先进具有可行性、满足技术要求，又必须经济实用。

④选择短路点，进行短路电流计算。

⑤选择主要的电器设备（断路器、隔离开关、母线、互感器等）。

（三）.设计成果

①完成主接线图一张。

②设计说明书一份。

二.原始资料分析

根据电网规划和地区电力负荷发展的需要，决定在某地区新建一座110KV降压变电所，以缓解地区用电的紧张局面，同时提高系统运行的可靠性。

（一）.一次系统接线图

（二）.负荷情况

的同时率均为0.85，年增长率为12%，最大负荷利用小时数均为5500h.

2.2.135KV侧

表1

序号

负荷名称

最大负荷（KW）

功率因数

线路长度（Km）

回路数

供电方式

1

变电所一

4800

0.80

25

2

架空

2

变电所二

5000

0.80

40

1

架空

3

变电所三

5000

0.85

30

2

架空

4

变电所四

4800

0.85

30

1

架空

5

变电所五

8000

0.80

40

2

架空

6

变电所六

8000

0.80

50

2

架空

2.2.210KV侧

表2

序号

负荷名称

最大负荷（KW）

功率因数

线路长度（Km）

回路数

供电方式

1

电院

1500

0.80

10

2

架空

2

普明村

3000

0.85

15

2

架空

3

西湖公园

1500

0.85

15

1

架空

4

医院

1500

0.80

10

2

电缆

5

电影院

1500

0.85

10

2

电缆

6

电院附小

1000

0.80

15

2

架空

7

侨乡体育馆

1500

0.80

15

2

电缆

8

美食城

1500

0.80

10

1

电缆

9

商业中心

2000

0.80

15

1

电缆

10

民俗村

2500

0.80

20

2

架空

11

步行街

2000

0.80

15

2

架空

12

鲤城大酒店

1000

0.85

10

2

电缆

（三）.所址位置

该所址北侧有约宽80m的公路，交通方便，现有负荷中心和规划中心均在该变电所周围55Km范围内，地势平坦，海拔高度20m，空气污染不严重，土壤电阻率为1000Ω.M。

（四）.气象条件

当地年最高温度40℃，年最低温度-10℃;最热月平均气温30℃;年主导风向东，最大定时风速28ms,基本风压值54kg㎡；雷暴日数为60日年。

三.主接线的设计

（一）.主接线的设计原则和要求

发电厂和变电所的电气主接线是保证电网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。

（二）.电气主接线的设计原则

应根据发电厂和变电所所在电力系统的地位和作用。

首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求，根据规则容量，本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性，保证供需平衡，电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规则与要求等条件确定，应满足可靠性、灵活性和经济型的要求。

（三）.电气主接线的主要要求

3.3.1可靠性：

可靠性的客观衡量标准时运行实践主接线的可靠性是其组合元件（包括一次不分和二次部分）在运行中可靠性的综合，因此要考虑一次设备和二次部分的故障及其对供电的影响，衡量电气主接线运行可靠性的一般准则是：

断路器检修时，是否影响供电、停电的范围和时间线路、断路器或母线故障以及母线检修时，停电出线回路数的多少和停电时间长短，能否保证对重要用户的不间断供电。

发电厂、变电所全部停电的可能性。

3.3.2灵活性：

投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便，调度灵活，电气主接线的灵活性要求有以下几方面：

调度灵活、操作方便，应能灵活地投切某些元件，调配电源和负荷能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调整要求。

检修安全，应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过渡时使一次和二次设备等所需的改造最少。

控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资，要适当限制经济型：

通过优化比选，应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗少，在满足技术要求的前提下，要做到经济合理。

（四）.主接线方案的选择

3.4.1对于110KV电压级

①单母分段带旁路

断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修，为了检修出线断路器，不致中断该回路供电，可增设旁路母线。

优点：

接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置，检修与其相连的任一回线的断路器时，该回路均可以不停电，可以提高供电的可靠性。

缺点：

此种接线多装了价格较高的断路器和隔离开关，增大了投资。

②单母分段接线：

接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电。

综上所述，单母分段接线的可靠性较高，而且比较经济，故110KV侧接线应选单母分段接线。

3.4.2对于35KV电压等级

①双母线接线

优点：

供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：

停电影响范围广，双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

②双母线分段接线

优点：

任何时候都有备用母线，有较高的可靠性和灵活性。

缺点：

增加投资。

对于35KV，故采用双母线分段接线。

3.4.3对于10KV电压等级

①双母线分段

优点：

增加供电可靠性，灵活，当有故障时，只有部分短时停电，而不必短期全部停电，适合出线较多回路。

缺点：

比双母增加两台断路器，投资有所增加。

②双母线接线

优点：

供电可靠，调度方式比较灵活，扩建方便，便于试验。

缺点：

双母线接线方式有一定局限性，而且操作较复杂，对运行人员要求高。

故采用双母线接线方式。

（五）.主接线图

主接线图如下：

（六）.变压器的选择

变电站一：

变电站二：

变电站三：

变电站四：

变电站五：

变电站六：

对于35KV侧负荷

电院：

普明村：

西湖公园：

医院：

电影院：

电院附小：

侨乡体育馆：

美食城：

商业中心：

民俗村：

步行街：

鲤城大酒店：

对于10KV侧负荷

5KV和10KV总负荷

35KV最大负荷为42.7MVA，10KV最大负荷为25.1MVA。

3.6.1选择变压器：

①对于，在正常情况T1、T2各承担一半。

②对于、如果有一台坏掉，另一台承担70％

型号

额定容量（KVA）

额定电压（KV）

空载电流（%）

空载损耗（KW）

负载损耗（KW）

阻抗电压（%）

高压

中压

低压

高-中

高-低

中-低

高-中

高-低

中-低

50000

100

38.5

6.3，6.6，10.5，11

65

250

10.5

17.5

6.5

四.短路电流计算

（一）.各处短路电流的计算

如果①处发生短路，等值电路如图：

三相短路，取

架空线0.4Ωkm电缆0.08Ωkm

：

同理，同上。

：

所以到③电抗为1.75，到③电抗为1.94，到③电抗为0.79。

各电源的计算电抗：

由计算电抗查计算电抗曲线得各电源0.2s短路电流标幺值：

短路点总短路电流：

总的短路电流：

如果②处短路，等值电路为：

：

：

同理同上。

：

，

阻抗电压%值如下

，，

各绕组短路电压为：

各绕组等值电抗标幺值为：

各电源到短路点外的转移阻抗为：

各电源计算电抗为：

由计算电抗查运算曲线得各电源短路电流标幺值：

如果③处短路，等值电路如图

各电源到短路处转移阻抗：

，，

各电源计算电抗为：

计算电抗查运算曲线得短路电流标幺值为：

=0.314=0.314=0.329

=0.312=0.312=0.327

查资料，对于无延时保护，微机保护动作时间一般为0.016s-0.03s。

（二）.断路器和隔离开关的选择

选取35KV所连变压器侧的断路器和隔离开关

最大工作电流

油断路器。

固有分闸时间为0.06s，灭弧时间为0.06s。

短路热稳定时间为

由前面35KV，