110千伏终端变电站一次系统设计 毕业设计(论文).doc
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1、目录 第一章 设计题目 1 一 毕业设计课题 .1 二 毕业设计的内容要求 1 第二章 变压器容量确定 .2 一 主变容量的确定 2 二 所用变压器容量的确定 .3 第三章 电气主接线确定 .4 一 方案技术经济比较原则 .4 第四章 短路电流及主要设备选择 5 一 短路电流计算 .5 二 主设备选择 .8 三 主设备校验 10 第五章 绝缘配合及过电压保护 .16 一 绝缘配合 16 二 过电压保护 17 三 接地 .17 四 泄漏比距 18 第六章 电气设备布置及配电装置 .19 一 电气设备布置 19 二 配电装置的型式 .19 1 第七章 电容器补偿装置 19 第八章 保护配置及交直流
2、部分 .19 一 110 千伏线路保护配置 19 二 变压器保护配置 .20 三 35 千伏线路保护配置 .20 四 10 千伏线路保护配置 .20 五 10 千伏电容器组保护配置 .21 六 逻辑闭锁 21 七 交流系统 21 八 直流系统 21 第九章 监控系统功能配置 22 一 系统结构 22 二 硬件设备配置 22 三 软件系统 23 四 系统功能 23 第十章 其他 26 第十一章 设计参考文献 27 附 图 : 1 电气一次主接线图 2 电气总平面布置图 3 配电装置间隔断面图 4 避雷针保护范围及接地装置图 1 第一章 设计题目 一 毕业设计课题 110kv 变电站一次、二次系统
3、设计 二 毕业设计的内容要求 1 设计内容和要求 (1) 电气主接线的设计 (2) 短路电流的计算和设备选择 (3) 配电装置的设计 (4) 防雷保护和接地设计 2 设计图纸 设计图纸 4 张:电气主接线图;总平面布置图;配电装置断面图;防 雷与接地布置图 3 原始资料 (1) 电压等级:110/35/10kv (2) 出线回路数:110kv 侧 2 回(架空线)LGJ-300/35km 35kv 侧 6 回(架空线) 10kv 侧 16 回(其中电缆 4 回) (3) 负荷情况 35kv 侧:最大 40MW,最小 25MW,Tmax=6000h,cos=0.85 10kv 侧:最大 25MW
4、,最小 18MW,Tmax=6000h,cos=0.85 (4) 系统情况 (1) 系统经双回路给变电站供电 (2) 系统 110kv 母线短路容量为 3000MVA (3) 系统 110kv 母线电压满足常调压要求 (5) 环境条件 年最高温度:40 0C 年最低气温:-5 0C 海拔高度: 200 米 土质:粘土、土壤电阻率 60%,即当另一台变压器 检修时,50000kVA 能满足 60%负荷的需要。 440000kVA+50000kVA=90000kVA60%,即当另一台变压器 检修时,一台变压器能满足 60%负荷的需要。 32*50000kVA=100000kVA91471kVA,即
5、能满足负荷增长的需 要。 3 方案三 50000 kVA+ 63000 kVA 1能满足总负荷需要; 2(50000kVA/76471kVA)X100%=65%60%,即当另一台变压器 检修时,一台变压器能满足 60%负荷的需要。 3(63000kVA/76471kVA)X100%=82%60%,即当另一台变压器 检修时,一台变压器能满足 60%负荷的需要。 463000kVA+50000kVA=113000kVA91471kVA,即能满足负荷 增长的需要。 5 (76471/2 63000)X100%=61%,即当两台变压器并列运行 时,63000kVA 变压器的损耗较大。 根据上表的比较,
6、为便于经济运行,主变容量确定为 2*50000kVA 三相三 圈调压电力变压器。 二 所用变压器容量的确定 负荷情况见表 2-2 表 2-2 序号 名称 额定总容量 (kw) 运行方式 1 主控制室照明 2.0 经常、连续 2 配电室照明 2.0 经常 3 值班室照明及其他 10 经常、连续 4 屋外设备区照明 5 经常 5 载波机电源 5 经常、连续 6 直流屏电源 10 经常、连续 7 计算机电源 2.0 经常、连续 8 生活用电 30 经常、连续 9 采暖 15 经常、连续 10 变压器风机负荷 10 经常、连续 11 维修负荷 20 不经常 合计 111 同时折算系数取 0.75 SK
7、P=0.75X111=83.25kW 经表三计算,所用变压器容量确定为 100kVA。为了保证所用电供电的可 靠性,选用两台所用变压器,接于 10kv 母线。 4 第三章 电气主接线确定 一 方案技术经济比较原则 (1) 根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性 质等条件进行方案比较。 ( 2) 接 线 方 案 应 满 足 供 电 可 靠 、 运 行 灵 活 、 操 作 检 修 方 便 、 节 约 和 便 于 扩 建 等要 求 。 (3) 根据工程特点、规模和发展规划,做到远、近期结合,以近期为主,并 适当考虑扩建的可能 二 电气主接线方案 (1) 电气主接线方案一(见图一)
8、110kv 系统采用内桥型接线; 35kv 系统采用单母线分段接线,35kv 母 线电压互感器两组,出线 6 回(不包括主变回路) ,一级负荷分别由两段母 线各出一回,形成双回路供电; 10kv 系统采用单母线分段接线出线 16 回 (不包括主变回路) ,一级负荷分别由两段母线各出一回,形成双回路供电, 10kv 母线电压互感器两组,10kv 电容器补偿装置两组,容量 7200kVAR。 主变容量为 2*50000kVA 三相三圈调压电力变压器。 (2) 电气主接线方案二(见图二) 110kv 系统采用单母线分段接线; 35kv 系统采用双母线接线,35kv 母 线电压互感器两组,出线 6 回
9、(不包括主变回路) ; 10kv 系统采用双母线接 线,出线 16 回(不包括主变回路) ,10kv 母线电压互感器两组,10kv 电容 器补偿装置两组,容量 7200kVAR,本期一次上齐。 主变容量为 2*50000kVA 三相三圈调压电力变压器。 三 电气主接线方案技术经济比较 方案类别 比较内容 方案一 方案二 5 110kv 系统 接线方式 采用内桥型接线。优点为 断路器数量少,节约投资; 缺点为变压器的切除和投 入较复杂,一回出线需暂 时停运 采 用 单 母 线 分 段 接 线 。 优 点 为 当 一段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 另 一 段 母 线保 证 部 分 负 荷
10、, 便 于 扩 建 ; 缺 点 为当 一 段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 该 段 母线 的 所 有 回 路 需 全 部 停 运 , 投 资 较 大 。 35kv 系统 接线方式 采 用 单 母 线 分 段 接 线 。 优 点 为 当 一 段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 另 一 段 母 线 保 证 部 分 负 荷 , 便 于 扩 建 ; 缺 点 为 当 一 段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 该 段 母 线 的 所 有 回 路 需 全 部 停 运 。 采用双母线接线。优点为供电可 靠、调度灵活、便于扩建,能满 足出线回路增加后对电气主接线 的要求;缺点为每一回路需增加 一组隔
11、离开关,投资较大。且操 作量大。 10kv 系统 接线方式 采 用 单 母 线 分 段 接 线 。 优 点 为 当 一 段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 另 一 段 母 线 保 证 部 分 负 荷 , 便 于 扩 建 ; 缺 点 为 当 一 段 母 线 故 障 和 检 修 时 , 该 段 母 线 的 所 有 回 路 需 全 部 停 运 。 一 级 负 荷 可 由 另 一 段 母 线 供 电 。 采用双母线接线。优点为供电可 靠、调度灵活、便于扩建;缺点 为每一回路需增加一组隔离开关 投资较大,且操作量大。 中心点 接地方式 110kv 采用中心点直接接 地系统,35kv 和 10kv 采
12、 用中心点不接地系统 110kv 采用中心点直接接地系统, 35kv 和 10kv 采用中心点不接地 系统 根据上表的比较,为了供 电 可 靠 和 节 约 投 资 , 在 选 用 高 可 靠 性 的 设 备 后 可简 化 电 气 主 接 线 的 原 则 , 推 荐 电 气 主 接 线 方 案 一 。 第四章 短路电流及主要设备选择 一 短路电流计算 (1)系统基准容量为 Sj=100MVA,基准电压为 Uj=115(37、10.5)KV。 系统 110kv 母线短路容量为 3000MVA,归算至该 110kv 变电站 110kv、35kv、10kv 母线阻抗图 (2)设备阻抗标么值计算见下表
13、名称 计算公式 标么值 6 系统 X*=Sj /Sd 0.033 110kv 一、二 回双回线 X*= X Sj /U 2j 0.106 #1、 #2 主 变 压 器 高-中 X*d= Ud%/100 Sj /Se Se为最大容量绕组的额定容量,MVA 0.42 #1、 #2 主 变 压 器 高-低 X*d= Ud%/100 Sj /Se Se为最大容量绕组的额定容量,MVA 0.72 (3) 计算结果 系统等值简化接线图 Xs11* Xs12* Xs1n* XL11* XL12* . XL1n* d1 d2 Xd11* Xd21* Xd13* Xd12* Xd23* Xd22* d3 Xk1
14、* Xk2* d4 短路点: d1 等值电抗 X*1=0.03333 短路容量 sd1=3000.000(MVA) 三相短路(kA): 有效值 Iz3=14.996 全电流 Ich3=22.644 冲击电流 Ich3=38.174 两相短路(kA): 有效值 Iz2=12.987 全电流 Ich2=19.609 冲击电流 Ich2=33.059 短路点 1 等值简化示意图 XL1* 7 0.033 d1 短路点: d2 等值电抗 X*1=0.13833 短路容量 sd1=722.892(MVA) 三相短路(kA): 有效值 Iz3=11.357 全电流 Ich3=17.148 冲击电流 Ich
15、3=28.910 两相短路(kA): 有效值 Iz2=9.835 全电流 Ich2=14.850 冲击电流 Ich2=25.036 短路点 2 等值简化示意图 XL1* 0.033 Xd11* Xd21* 0.225 0.225 Xd12* Xd22* -0.015 -0.015 d2 短路点: d3 等值电抗 X*1=0.21833 短路容量 sd1=458.015(MVA) 三相短路(kA): 有效值 Iz3=25.184 全电流 Ich3=38.027 冲击电流 Ich3=64.109 两相短路(kA): 有效值 Iz2=21.810 全电流 Ich2=32.932 冲击电流 Ich2=
16、55.518 短路点 3 等值简化示意图 XL1* 0.033 Xd11* Xd21* 8 0.225 0.225 Xd13* Xd23* 0.145 0.145 d3 短路点: d4 等值电抗 X*1=0.21833 短路容量 sd1=458.015(MVA) 三相短路(kA): 有效值 Iz3=25.184 全电流 Ich3=38.027 冲击电流 Ich3=64.109 两相短路(kA): 有效值 Iz2=21.810 全电流 Ich2=32.932 冲击电流 Ich2=55.518 短路点 4 等值简化示意图 XL1* 0.033 Xd11* Xd21* 0.225 0.225 Xd1
17、3* Xd23* 0.145 0.145 d4 (4) 110 千伏母线、35 千伏母线和 10 千伏母线短路电流见下表 (单位:kA) 9 二 主设备选择 1主设备选择技术原则 (1) 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压, 即 Umax Ug 。 (2) 选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下 的持续工作电流,即 Ie Ig 。 (3) 选用的电器应满足在短路情况下的动、热稳定条件。 (4) 在工作电压和过电压的作用下,电器的内、外绝缘应保证必要 的可靠性。 (5) 选用的电器应满足现场的环境温度条件。 (6) 选用的电器应满足现场海拔高度的条件。 (7)
18、 选用的电器应满足现场污秽等级的气象条件。 (8) 选用的电器应满足现场海拔高度的条件。 (9) 选用的电器应满足现场地震基本烈度的技术条件。 2主设备选择 (1) 电力变压器 SFSZ9-50000/110, 1108*1.25%/38.52*2.5%/10.5kV, Uk1-2=10.5%, Uk1-3=18%, Uk2-3=6.5%, YN.yno.d11 (2) 所用变压器 SC8-100/10, 10/0.4kV,Uk=4.0%,Y.yno (3) 110kv 断路器选用 LW25-126W/3150A-31.5KA;附弹簧机构 (4) 35kv 断路器选用 LW8-40.5/125
19、0A-25KA;附弹簧机构 (5) 10kv 断路器选用 ZN65-10,2000A-40KA; ZN65-10,3150A-40KA; (6) 110kv 隔离开关选用 GW4-110D/1250A-31.5 KA; GW4-110IID/1250A-31.5KA; (7) 35kv 隔离开关选用 GW4-35/1250A-31.5 KA GW4-35/630A-20 KA; GW4-35D/630A-20KA; (8) 10kv 接地隔离开关选用 JN19-10 10 (9) 110kv 电流互感器选用 LB7-110 (10) 35kv 电流互感器选用 LR-35,LRD-35 套管式电
20、流互感器 (11) 10kv 电流互感器选用 LZZBJ15-10 (12) 110kv 电压互感器选用 JDCF-100,户外式,0.2/0.5/10P 级 (13) 35kv 电压互感器选用 JDJJ-35, 户外式,0.2 级 (14) 10kv 电压互感器选用 REL-10,0.2 级 (15) 110kv 避雷器选用 Y5W5-100/260 (16) 主变中心点避雷器选用 Y1W-73/200 (17) 35kv 避雷器选用 Y5WZ1-51/134 (18) 10kv 母线避雷器选用 Y5WZ1-17/45 (19) 10kv 电容器用避雷器选用 Y5WR1-17/45 三 主设
21、备校验 1110 千伏断路器:LW25-126 工作电压: UgUe=126kV 通过. 工作电流: Ie=1250Ig= 524A 通过. 分断电流: Ib=20Iz3= 14.996 通过. 动稳定: imax=80ich3= 38.174 通过. 热稳定: Iz3=Izt/2=I“ Qz=(Iz3Iz3+10(Izt/2)(Izt/2)+I“I“)t/12=Iz32Xt=22.49 Qf=I“0s2T=11.24 Qt=Qz+Qf=33.73 Qy=It2XTt=1600.00 QyQt 热稳定校验通过 235 千伏断路器: LW8-35 工作电压: UgUe=40.5kV 通过. 工作
22、电流: Ie=1250Ig=824A 通过. 11 分断电流: Ib=25Iz3=11.357 通过. 动稳定: imax=63ich3=28.910 通过. 热稳定: 取 Iz3=Izt/2=I“ Qz=(Iz3Iz3+10(Izt/2)(Izt/2)+I“I“)t/12=Iz32Xt=12.90 Qf=I“0s2T=6.45 Qt=Qz+Qf=19.35 Qy=It2Tt=2500.00 QyQt 热稳定校验通过 3 . 10 千伏断路器:ZN65-10 工作电压: Ug=Ue=10kV 通过. 工作电流: Ie=3150Ig=2886A 通过. 分断电流: Ib=40Iz3=25.184
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