kV变电站电气一次系统设计.docx
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kV变电站电气一次系统设计
110kV变电站电气设计
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110kV变电所电气设计<110/35/10kV,2/6/12回出线)
摘要
电能是现代城市发展的主要能源和动力。
随着现代文明的发展与进步,社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。
城市供电系统的核心部分是变电所,因此,设计和建造一个安全、经济的变电所,是极为重要的。
本变电所设计除了注重变电所设计的基本计算外,对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明,其主要内容包括:
变电所主接线方案的选择,进出线的选择;变电所主变压器台数、容量和型式的确定;短路点的确定与短路电流的计算,电气设备的选择<断路器,隔离开关,电压互感器,电流互感器,避雷器);配电装置设计和总平面布置;防雷保护与接地系统的设计。
另外,绘制了六张图纸,包括:
电气主接线图,电气总平面布置图、防雷接地图、110kV接线断面图、35kV配电装置平面与断面图、110kV母线断面图。
图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸要求来进行绘制。
关键词:
变电所;电气主接线;电气设备;设计
I
毕业设计<论文)ADESIGNOFELETRICSYSTEMFOR110kVTERMINALTRANSFORMERSUBSTATIONAbstractElectricenergyisthemainenergyanddynamismofmoderncitydevelopment.Withdevelopmentandprogressofmoderncivilization,socialproductionandisitputforwardhighrequestmoreandmoretoqualityandmanagementthatelectricenergysupplytolive.Thecoreofcityforsupplyingpoweristransformer.Itisveryimportanttodesignandbuildonesafeandeconomicaltransformersubstation.Besidespayingattentiontobasiccalculationofdesignfortransformersubstation,thedesignmakesatisfyingnarrationtowardchoiceandargumentationofmainconnection.Themaincontentofthisdesignincludethechoiceofmainconnectionfortransformersubstation。
thechoiceofpassinandoutline。
thecertaintyofnumber,capacitanceandmodelformaintransformer。
thecertaintyofshortcircuitpointsandcalculationofshortcircuit。
thechoiceelectricequipment(breaker,insulateswitch,voltagemutual-inductanceimplement,currentmutual-inductanceimplement,arrester>。
thedesignfordistributionanddisposalforchiefplane。
thedesignforlightningproofprotectionandearthsystem.Inaddition,drawingsixblueprintsincludethemainwiringdiagram。
thedisposaldrawingofelectricplane。
thedrawingoflightningproofprotectionandearthsystem。
thedrawingof110kVconnection。
switchgearlayoutandsectionsof35kV。
thedrawingof110kVbusconnection.Boththespecificationofdrawingandthecriterionofdisposalisbasedonrequirementofdrawingtoelectricpowersystem.
Keywords:
Transformersubstation。
Mainconnection。
Electricequipment。
Design
II
目录
摘要.....................................................................I
ABSTRACT.................................................................II
1前言.....................................................................1
2电气主接线设计...........................................................
2.1主接线的设计原则......................................................
2.2主接线设计的基本要求..................................................
2.2.1主接线可靠性的要求................................................
.2.2主接线灵活性的要求................................................
.2.3主接线经济性的要求................................................
2.3电气主接线的选择和比较................................................
2.3.1主接线方案的拟订..................................................
2.3.2主接线各方案的讨论比较............................................
2.3.3主接线方案的初选择................................................
3主变压器的选择与论证.....................................................
.3.1SJD2—88规程中有关变电站主变压器选择的规定............................
3.2主变压器选择的一般原则与步骤..........................................
3.2.1主变压器台数的确定原则............................................
3.2.2主变压器形式的选择原则............................................
3.2.3主变压器容量的确定原则............................................
3.3主变压器的计算与选择..................................................
3.3.1容量计算..........................................................
3.3.2变压器型号的选择.......................................................................................
.4短路电流的计算......................................................................
4.1网络的等值变换与简化................................................
4.2各短路点的短路电流的计算.............................................
5重要的电气设备选择.................................................................
5.1断路器的选择.........................................................
5.1.1断路器选择原则与技术条件........................................
.5.1.2断路器型号的选择及校验...........................................
5.2隔离开关的选择.......................................................
5.2.1隔离开关的选择原则及技术条件.....................................
5.2.2隔离开关型号的选择及校验.........................................
6方案C与方案E的技术经济比较.....................................................
6.1方案的总投资比较.....................................................
6.2方案的综合投资比较...................................................
6.3方案的年运行费比较...................................................
6.4最终方案的确定.......................................................
7其它电气设备的选择.................................................................
7.1电流互感器的选择.....................................................
7.2电压互感器的选择.....................................................
7.3导线的选择...........................................................
7.3.135KV侧母线的选择.................................................
7.3.235KV侧出线的选择.................................................
7.3.310KV侧母线的选择.................................................
7.3.410KV侧出线的选择.................................................
7.4避雷器的选择.........................................................
7.4.1110kV母线接避雷器的选择及校验....................................
7.4.235KV母线接避雷器的选择及校验.....................................
7.4.310KV母线接避雷器的选择及校验.....................................
7.5站用变压器的选择.....................................................
7.6支柱绝缘子、穿墙套管选择.............................................
7.6.1支柱绝缘子的选择..................................................
7.6.2穿墙套管的选择....................................................
8配电装置的选择......................................................................
8.1配电装置的选择要求与分类.............................................
8.2配电装置设计选择.....................................................
9防雷保护设计........................................................................
9.1避雷针的作用.........................................................
9.2避雷针的设计.........................................................
9.2.1避雷针的保护范围.................................................
9.2.2本所避雷针的计算及校验............................................
10接地网的设计.......................................................................
10.1设计说明............................................................
10.2接地体的设计........................................................
10.3典型接地体的接地电阻计算............................................
10.4接地网设计计算......................................................
11结论................................................................................
参考文献..............................................................................
致谢...................................................................错误!
未定义书签。
1前言
在高速发展的现代社会中,电力工业是国民经济的基础,在国民经济中的作用已为人所共知:
它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展,同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高,影响整个社会的进步。
变电站是电力系统一个重要的环节,是电力网中线路的连接点,其作用是变换电压、汇集、分配电能。
变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全问题。
而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。
目前,我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造,与此相应,城乡变电所也正不断的更新换代。
我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在,小型变电所,微机监测变电所,综合自动化变电所相继出现,并得到迅速的发展。
然而,所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来,因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。
本毕业设计的内容为110kV变电所电气设计,正是最为常见的常规变电所,并根据变电所设计的基本原理,务求掌握常规变电所的电气的原理及设计过程。
2电气主接线设计
2.1主接线的设计原则
变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。
它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成发电、变电、输配电的任务。
它的设计,直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
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,力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。
对于6~220kV电压配电装置的接线,一般分两类:
一为母线类,包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线;其二为无母线类,包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。
应视电压等级和出线回数,酌情选用。
旁路母线的设置原则:
<1)采用分段单母线或双母线的110kV配电装置,当断路器不允许停电检修时,一般需设置旁路母线。
因为110kV线路输送距离长、功率大,一旦停电影响范围大,且断路器检修时间较长<平均每年5~7天),故设置旁路母线为宜。
当有旁路母线时,应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。
<2)35kV配电装置中,一般不设旁路母线,因重要用户多系双回路供电,且断路器检修时间短,平均每年2~3天。
如线路断路器不允许停电检修时,可设置其它旁路设施。
<3)10kV配电装置,可不设旁路母线。
对于出线回路数多或多数线路系向用户单独供电,以及不允许停电的单母线、分段单母线的配电装置,可设置旁路母线。
对于变电站的电气接线,当能满足运行要求时,其高压侧应尽量采用断路器少或不用断路器的接线。
当出线为2回时,一般采用桥形接线。
2.2主接线设计的基本要求
变电站的电气主接线应根据该变电站所在电力系统中的地位,变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。
并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。
2.2.1主接线可靠性的要求
可靠性的工作是以保证对用户不间断的供电。
衡量可靠性的客观标准是运行实践。
主接线的可靠性是它的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。
因此,不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。
评价主接线可靠性的标志是:
<1)断路器检修时是否影响停电;
(2)线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和停运时间的长短,以及2毕业设计<论文)能否对重要用户的供电;
<3)变电站全部停电的可能性。
2.2.2主接线灵活性的要求
主接线的灵活性有以下几个方面的要求:
<1)调度要求。
可以灵活的投入和切除变压器、线路,调配电源和负荷;能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。
<2)检修要求。
可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修,且不致影响对用户的供电。
<3)扩建要求。
可以容易的从初期过渡到终期接线,使在扩建时,无论一次和二次设备改造量最少。
2.2.3主接线经济性的要求
在满足技术要求的前提下,做到经济合理。
<1)投资省:
主接线简单,以节约断路器、隔离开关等设备的投资;占地面积小:
电气主接线设计要为配电装置布置创造条件,以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。
<2)电能损耗少:
经济选择主变压器型式、容量和台数,避免两次变压而增加电能损失。
2.3电气主接线的选择和比较
2.3.1主接线方案的拟订
高压侧是2回出线,可选择桥型接线。
中压侧有6回出线,低压侧有12回出线,均可以采用单母线、单母分段、单母分段带旁路和双母线接线。
在比较各种接线的优缺点和适用范围后,提出如下五种方案:
方案A<图2-1)高压侧:
内桥接线;中压侧:
双母线接线;低压侧:
单母分段图2-1方案A主接线图3毕业设计<论文)方案B<图2-2)高压侧:
内桥型接线;中压侧、低压侧:
单母分段图2-2方案B主接线图方案C<图2-3)高压侧、中压侧:
单母分段带旁路;低压侧:
单母分段图2-3方案C主接线图方案D<图2-4)高压侧:
外桥;中压侧:
双母线;低压侧:
单母线分段图2-4方案D主接线图4毕业设计<论文)方案E<图2-5)高压侧:
外桥接线;中压侧:
单母分段带旁路;低压侧:
双母线图2-5方案E主接线图2.3.2主接线各方案的讨论比较现将方案中所用到的五种接线形式比较如下:
内桥接线:
在线路故障或切除、投入时,不影响其余回路工作,并且操作简单;而在变压器故障或切除、投入时,要使相应线路短时停电,并且操作复杂。
因而该接线一般适用于线路较长<相对来说线路的故障机率较大)和变压器不需要经常切换<如火电厂)的情况。
内桥接线的适用范围为两回进线,两台主变,正常运行方式下,桥开关处于闭合状态,此接线方式优点是具有一定供电可靠性,使用高压断路器少,一次投资少;缺点是没有扩建可能性,高压进线只有两回,没有出线可能,内桥接线不适合有穿越功率通过。
双母线接线:
优点是供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。
一组母线故障后能迅速恢复供电,检修任一回路母线的隔离开关时,只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线,其他线路均可通过另一组母线继续运行;调度灵活,各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化地需要,通过倒换操作可以组成各种运行方式;扩建方便。
缺点是增加一组母线和多个隔离开关,一定程度上增加一次投资。
当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容
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