[优秀毕业论文]110kV电气一次部分的设计 变电站设计与安装.doc
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1、本科毕业论文(设计)摘 要本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计本文在大量研究国内外文献的基础上,进行了以下几项工作
2、:论文首先阐述了国内外在负荷优化分配方面的研究现状,随后介绍了机组煤耗数据的采集、处理方法,并采用多项式拟合的方法求取了机组煤耗特性曲线;建立了负荷优化分配模型,并对模型的建立依据、选择规则进行了详细阐述。在分析并综合考虑多种优化算法的基础上,对等微增率法和动态规划法计算原理做了详细阐述,并详细介绍了动态规划法和等微增率法在机组负荷优化分配方面的应用,考虑机组优化分配问题中的各种约束条件,利用Mat lab优化工具箱对算例进行优化运算,通过对各种优化算法的计算结果进行比较,得出各个方法的优缺点所在。同时,在阅读参考资料的基础上对两种优化方法的对比结果给出了合理的解释,通过分析各种算法,对各个方
3、法的使用范围及其使用条件进行了简要论述。关键词:变电站 变压器 接线35- Abstract.Summary this article first book under the mandate given by the system load and line and all the parameters of load trends. From load growth illustrates the need to built them, and then summarized by the proposed substation and the outlet direction to co
4、nsider, and through the analysis of load data, security, economic and reliability considerations, to determine the 110kV, 35kV, 10kV and the station's main power wiring, and then through the load calculation and determine the scope of supply Determine the number of main transformers, capacity an
5、d model, but also to determine the station transformer capacity and type, and finally, based on the maximum continuous operating current and short circuit calculation results, On the high-voltage fuse, isolating switch, bus, insulators and wall bushings, voltage transformers, current transformers fo
6、r the selection, thus completing the first part of the 110kV electrical design of this study in a large number of literatures on the basis of conduct the following aspects: Firstly First described in the optimal load distribution of domestic and international research status, then introduced the uni
7、t coal consumption data collection, processing and use of polynomial fitting method to obtain the unit coal consumption curve; establishment of optimal load distribution model and the basis for selection rules in detail. In Analysis and comprehensive consideration of various optimization algorithms
8、on the basis of equal incremental method and the principle of dynamic programming method described in detail, and introduces the dynamic programming method and the equal incremental method in optimal loading distribution in the application , consider the optimal allocation of units in the various co
9、nstraints, Optimization toolbox of Mat lab, to optimize the operation of the example, through a variety of optimization algorithms to compare the results obtained where the advantages and disadvantages of each method. Also, readings on the basis of comparative results of two optimization methods giv
10、e a reasonable explanation, through the analysis of algorithms, the use of each method and its use is briefly discussed.Keywords: Substation transformer wiringl 目 录l 摘要l 概 述 1l 电气主接线3n 110kv电气主接线5n 35kv电气主接线 6n 10kv电气主接线8n 站用变接线 9l 负荷计算及变压器选择 11n 21 负荷计算 13n 22 主变台数、容量和型式的确定 14n 23 站用变台数、容量和型式的确定15l
11、 最大持续工作电流及短路电流的计算 16n 31 各回路最大持续工作电流17n 32 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 18l 主要电气设备选择 19n 41 高压断路器的选择 21n 42 隔离开关的选择22n 43 母线的选择23n 44 绝缘子和穿墙套管的选择24n 45 电流互感器的选择24n 46电压互感器的选择26n 47各主要电气设备选择结果一览表 29n 附录I24n 设计计算书30n 附录II31n 电气主接线图31n 10kv配电装置配电图 33n 致谢34n 参考文献35n 概 述1、 待设计变电所地位及作用 按照先行的原则,依据远期负荷发展,决定在本区兴建1中型1
12、10kV变电所。该变电所建成后,主要对本区用户供电为主,尤其对本地区大用户进行供电。改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网,提高了本地供电质量和可靠性。 待设计变电站 2、 变电站负荷情况及所址概况 本变电站的电压等级为110/35/10。变电站由两个系统供电,系统S1为600MVA,容抗为0.38, 系统S2为800MVA,容抗为0.45.线路1为30KM, 线路2为20KM, 线路3为25KM。该地区自然条件:年最高气温 40摄氏度,年最底气温- 5摄氏度,年平均气温 18摄氏度。出线方向110kV向北,35kV向西,10kV向东。 所址概括,黄土高原,面积为100100平方米,本
13、地区无污秽,土壤电阻率7000.cm。 本论文主要通过分析上述负荷资料,以及通过负荷计算,最大持续工作电流及短路计算,对变电站进行了设备选型和主接线选择,进而完成了变电站一次部分设计。、第一章 电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身,同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此,发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1 运行的可靠断路器检修时是否影响供电;设备和线路故障检修时,停电数目的多少和停电时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。2 具有一定的灵活性主接线
14、正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小,并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便,尽可能使操作步骤简单,便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作,还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单,可能又不能满足运行方式的需要,而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上,还应使投资和年运行费用小,占地面积最少,使其尽地发挥经济效益。5应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发
15、展,电力负荷增加很快。因此,在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择,主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。1.1 110kV电气主接线由于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。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧和10kV侧,均为单母线分段接线。110kV220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位,出线数目为4回及以上的配电装置。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中,当不允许停电检修断路器时,可设置旁路母线。根据以上分析、组合,保留下面两种可能接线方案。如图1.1及图1
16、.2所示。 图1.1单母线分段带旁母接线图1.2双母线带旁路母线接线对图1.1及图1.2所示方案、综合比较,见表1-1。表1-1 主接线方案比较表 项目 方案 方案方案技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂,容易误操作经济 设备少、投资小 用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 在技术上(可靠性、灵活性)第种方案明显合理,在经济上则方案占优势。鉴于此
17、站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析,决定选第种方案为设计的最终方案。 1.2 35kV电气主接线电压等级为35kV60kV,出线为48回,可采用单母线分段接线,也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电,采用单母线分段接线和双母线接线时,可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限(35kV60kV出线多为双回路,有可能停电检修断路器,且检修时间短,约为23天。)所以,35kV60kV采用双母线接线时,不宜设置旁路母线,有条件时可设置旁路隔离开关。据上述分析、组合,筛选出以下两种方案。如图1.3及图1.4所示。 图1.3单母线分段带旁母接线对图1.3及图1.4所示
18、方案、综合比较。见表1-2表1-2 主接线方案比较项目 方案方案单方案双技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器,进行不停电检修出线断路器,保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案,但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高,可选用投资小的方案。1.3 10kV电气主接线610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时,可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多,
19、输送和穿越功率较大,要求可靠性和灵活性较高的场合。上述两种方案如图1.5及图1.6所示。图1.5单母线分段接线图1.6双母线接线对图1.5及图1.6所示方案、综合比较,见表1-3表1-3 主接线方案比较项目 方案方案单分方案双技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修,该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少 设备少设备多、配电装置复杂投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好,且调度灵活也可保证供电的可靠性。所以选用方案。1.4 站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。上
20、述两种方案如图1.7及图1.8所示。图1.7单母线分段接线图1.8单母线接线对图1.7及图1.8所示方案、综合比较,见表1-4。表1-4 主接线方案比较项目 方案方案单分方案单技术不会造成全所停电调度灵活保证对重要用户的供电任一断路器检修,该回路必须停止工作扩建时需向两个方向均衡发展 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济占地少设备少设备少、投资小经比较两种方案经济性相差不大,所以选用可靠性和灵活性较高的方案。第二章 负荷计算及变压器选择2.1 负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量,确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷,包括站用电负荷(动力负荷和照明负
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