110KV终端变电所 毕业设计.doc
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1、摘 要 I 摘 要 变电所是汇集电源、升降电压和分配电力的场所,是发电厂和用户联系的中间环 节。变电所按照其升降电压的不同分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所 是为了减少电能在运输过程中的损耗,将发电的电升压后输送到远方,这种变电所通 常与发电厂联系在一起;降压变电所与负荷中心比较靠近,将高压电通过变电器转变 为适合的低压电。 本设计一个 110KV 终端变电所,首先根据各个电压等级的负荷进行计算变压器的 容量,选取主变压器的台数型号及其容量等各个参数。其次根据主接线的可靠性及 其运行的灵活性,选择各个电压等级的的接线方式。并从经济和技术方面进行比较, 选取最优接线方式。再次,根据主接
2、线选择短路点,并画出等值网络图进行短路计算, 根据各短路点计算出三相短路电流,短路容量,短路冲击电流的值。最后根据短路计 算选取各个电压等级的母线,断路器,隔离开关,电流、电压互感器,避雷器,并进 行校验,同时还做了变压器的继电保护;并简单的做了防雷保护。 关键词:主接线;短路电流;电气设备选择;继电保护;防雷 Abstract II Abstract Power substation is pooled, and longing voltage electricity distribution sites, power paints and users linked to the inter
3、mediate links, substation in accordance with its movements into different voltage substation and Boost Substation two categories. Boost substation is to reduce the reduce the power in the transport process of loss, power plants will boost the electricity transmitted to the remote post, This substati
4、on is usually linked with the power; Substation with a load center near ,through high-voltage transformer will be amenable to changes in a low-voltage electricity. This design is the construction of a 110 KV substations terminal buck, first of all based on the reliability of the main cable and run t
5、he flexibility to choose various voltage levels of the connection mode. And from the economic and technical aspects to compare, select the optimal connection mode. Second according to various levels of load voltage transformer to calculate the capacity to select the main transformer of Taiwan and it
6、s capacity, and other models various parameters. Once again, according to choose the main form of short-circuit wiring, paint and network equivalent to short-circuit, according to calculate the three-phase short circuit, short circuit current, short-circuit capacity, short-circuit the impact of curr
7、ent value. According to select the final calculation of the various short-circuit the bus voltage, circuit breakers, switches isolation, current, voltage transformers, arresters, and check to see whether the appropriate selection of devices, and also done a transformer relay . Key words: main electr
8、ical connection; short circuit current; choice of main electrical equipment; relay protection; anti-lightning 目 录 1 目 录 摘 要 .I AbstractII 1 引言1 1.1 毕业设计的目的、意义.1 1.2 电气设计的地位和作用.1 1.3 设计的基本程序.1 2 原始资料2 2.1 毕业设计的技术背景和设计依据.2 2.2 毕业设计的任务.2 2.3 毕业设计的主要内容、功能及技术指标.2 3 电气主接线3 3.1 变电所主接线设计的基本要求.3 3.2 主接线的设计依据
9、.4 3.3 变电所主接线设计原则.5 3.4 配电装置的基本接线及适用范围.5 3.4.1 单母线接线 5 3.4.2 单母线分段接线 5 3.4.3 双母线接线 6 3.4.4 双母线分段接线 6 3.5 方案的确定.6 3.6 主接线的设备配置.7 3.6.1 隔离开关的配置 7 3.6.2 电压互感器的配置 7 3.6.3 电流互感器的配置 7 目 录 2 3.6.4 避雷器的配置 8 4 主变压器台数和容量的选择9 4.1 主变压器台数的选择.9 4.2.主变压器容量的选择.9 4.3.各电压等级容量计算.10 4.4 主变压器型号的选择.11 4.5 无功补偿并联电容器容量的选择.
10、12 4.6 主变压器的中性点接地.12 4.7 所用变压器的选择.13 4.7.1.所用变数量确定 13 4.7.2 所用容量的确定 13 5 短路电流计算14 5.1 绘计算电路图.14 5.1.1 绘制计算电路图 14 5.1.2 短路类型 14 5.1.3 短路计算点 14 5.2 绘制等值网络图.14 5.3 短路计算.15 5.4 三相短路计算的数据.18 6 高压电气设备的选择19 6.1 选择电气设备的一般条件.19 6.1.1 按正常工作条件选择 19 6.1.2 按短路条件校验热稳定和动稳定 20 6.2110KV 侧电气设备的选择 .21 6.310KV 侧电气设备的选择
11、 .22 6.4380V 侧电气设备的选择 24 7 导线的选择25 目 录 3 7.1 母线的选择与检验.25 7.2 母线截面的选择与校验.25 7.2.1380V 母线截面的选择 .25 7.2.210KV 侧母线选择及校验 27 7.2.3110KV 侧进线选择及校验 28 7.3 架空线的选择.30 7.4 电缆截面的选取.30 8 电流互感器、电压互感器选择与校验32 8.110KV 侧互感器选择与校验 .32 8.2380V 侧互感器选择与校验 32 8.3110KV 侧互感器选择与校验 .33 9 主变压器继电保护的整定及仪表配置35 9.1 主变压器继电保护.36 9.1.1
12、 纵联差动保护 36 9.1.2 瓦斯保护 37 9.1.3 外部相间短路时应采用的保护 37 9.1.4 变压器的电流速断保护 38 9.1.5 外部接地保护是应采用的保护 39 9.1.6 过负荷保护 39 9.1.7 过励磁保护 39 9.1.8 微机保护装置 39 9.2 主变压器继电保护整定计算.41 9.2.1 纵差保护的整定计算 41 9.2.2 纵差保护动作灵敏系数的校验 42 9.2.3 变压器过电流保护的整定计算 43 9.3 仪表的主要配置.44 10 防雷保护45 10.1 防雷保护.45 10.2 防雷装置.45 目 录 4 10.3 变电所的防雷保护.46 10.4
13、 设备的接地.49 总结.50 致谢.51 参考文献.52 附 录.53 1 1 引言 毕业设计是完成教学计划、实现培养目标的重要教学环节,是培养学生综合素质 和工程实践能力的教育过程,对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能 力具有深远的影响。 1.1 毕业设计的目的、意义 通过毕业设计的进一步系统学习,可以进一步巩固和扩大对电气工程及其自动化 专业四年函授学习所掌握的相关理论知识。课本基础理论、方法是树立正确设计思想 和设计方法的基本依据,电气设计手册、设计规程、典型的电气工程设计实例资料等 是设计过程中必不可少的辅助资料。 经过毕业设计,所学专业理论知识将得到相当的运用和实践,这
14、将使自己所学的 理论知识提升到一定的运用层次,为完成实际工程设计奠定扎实的基本功和基本技能。 最终达到学以致用的目的。 1.2 电气设计的地位和作用 电气设计在发变电工程设计的各个阶段中都起着主导作用,是工程建设的关键环 节。做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠 性和生产的综合经济效益,起着决定性的作用。设计是工程建设的灵魂。电气一次设 计的最后方案是安排工程建设项目和组织施工安装的重要依据。 1.3 设计的基本程序 设计要执行国家规定的基本建设程序。工程进入施工阶段后,设计工作还要配合 施工、参加工程管理、试运行和验收,最后进行总结,从而完成设计工作的全过程
15、。 2 2 原始资料 2.1 毕业设计的技术背景和设计依据 毕业设计是学生在校期间最后一个重要的综合性实践数学环节,是学生全面运用 所学基础理论、专业知识和基本技能,对实际问题进行设计的综合性训练。本设计题 目涉及学生所学过的电力工程 、 电力系统自动化 、 电机学 、 电路等课程。 其设计依据是电力工程电气设计手册通过毕业设计,使学生在发供电方面受到一 次综合训练。 2.2 毕业设计的任务 1、熟悉题目要求,查阅相关科技文献 2、完成电气一次主接线形式比较、选择 3、完成主变压器和所用变的容量计算、台数和型号的选择 4、进行短路计算以完成电气设备的选择 5、完成主变压器保护设计 6、采取必要
16、的防雷保护措施 7、撰写设计说明书,绘制图纸 2.3 毕业设计的主要内容、功能及技术指标 1、毕业设计的主要内容 设计一个地方降压变电所的电气一次部分,其电压等级为 110kV/10kV/0.38kV;系 统情况为:(1)系统经双回线给变电所供电;(2)系统 110kV 母线短路容量为 600MVA;(3)系统 110kV 母线电压满足常调压要求。 2、设计实现的主要功能 将 110KV 电压降低后,给 10KV、0.38KV 的一、二类负荷供电。 3、主要技术指标 出线回路:110kV 侧 2 回(架空线) 10kV 侧 4 回电缆线 0.38kV 侧 20 回电缆线 负荷情况:主要为一级负
17、荷 0.38kV 侧:功率因数 cos=0.85,变电所 110KV 侧的功率因数为 0.9。 3 3 电气主接线 变电所主接线设计,必须从全局出发,统筹兼顾,并根据本变电所在系统中的地 位、进出线回路数、负荷情况、工程特点、周围环境条件等,确定合理的设计方案。 电气主接线设计,一般分以下几步: 拟定可行的主接线方案:根据设计任务书的要求,在分析原始资料的基础上,拟 定出若干可行方案,内容包括主变压器型式、台数和容量,以及各电压级配电装置的 接线方式等。 经济比较:依据对主接线的基本要求,从技术上论证各方案的优、缺点,淘汰一 些较差的方案,保留 23 个技术上相当的较好方案,进行计算,选择出经
18、济上的最佳 方案后,确定最优主接线方案。 短路计算:依据所确定的主接线,进行短路计算。 设备选择:依据短路计算结果,选择设备。 绘制电气主接线单线图。电气主接线一般按正常运行方式绘制,采用全国通用的 图形符号和文字代号,并将所用设备的型号、发电机主要参数、母线及电缆截面等标 注在单线图上。单线图上还应示出电压互感器、电流互感器、避雷器等设备的配置及 其一次接线方式,以及主变压器接线组别和中性点的接地方式等。 3.1 变电所主接线设计的基本要求 1.可靠性要求: 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线首先应满足这个要求。对可靠 性应注意的问题:应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性
19、分析。主接线 可靠性的衡量标准是运行实践。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部 分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度,采 用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计变电所在电力系统中的地位和作 用。主接线可靠性的具体要求如下: 断路器检修时,不宜影响对系统的供电。 断路器或母线故障以及母线检修时,尽量减少停运的回路数和停运时间,并保证 对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求 2.灵活性要求: 4 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 调度时,应可以灵活
20、地投入和切除变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在 事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致 影响电力网的运行和对用户的供电。 扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间 最短的情况下,投入新装机组、变压气或线路而不互相干扰,并且对一次和二次的改 建工作量最少。 3.经济型要求: 1、主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 主接线应力求简单,以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一 次设备。 要能使继电保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制
21、电缆。 要能限制短路电流,以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 如能满足系统安全运行及继电保护要求,110kV 及以下终端或分支变电所可采用简 易电器。 占地面积小:主接线设计要为配置布置创造条件,尽量使占地面积减少。 电能损失少 经济合理地选择变压器的种类(双绕组、三绕组或自藕变压器) 、容量、数量,要 避免因两次变压而增加电能损失。在系统规划设计中,要避免建立复杂的操作枢纽, 为简化主接线,发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 3.2 主接线的设计依据 在选择电气主接线时应以下列各点作为设计依据: 1.考虑变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接
22、线的主要因素。 2.考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应根据 510 年电力系统发展规划进行,一般设两台主变压器。 3.考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 (1)对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一 级负荷不间断供电。 (2)对于二级负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分 二级负荷供电。 5 4.考虑主变台数对主接线的影响 对大型变电所,由于其传输容量大,对主接线的可靠性,灵活性的要求高。而容 量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性,灵活性要求低。 5.考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量
23、是为了保证可靠供电,适应负荷突增,设备检修,故障停 运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。 3.3 变电所主接线设计原则 1、变电所的高压侧接线,应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式,在满 足继电保护的要求下,也可以在地区线路上采用分支接线,但在系统主干网上不得采 用分支界线。 2、当采用 SF6 等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时, 均可不设旁路设施。总之,以设计原始材料及设计要求为依据,以有关技术规范、规 程为标准,结合具体工作的特点,准确的基础资料,全面分析,做到既有先进技术, 又要经济实用。 3.4 配电装置的基本接线及适用范
24、围 3.4.1 单母线接线 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。 缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线及母线隔离开关)故障或检修,均需使整 个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短 时停电,在用隔离开关将故障母线段分开才能恢复非故障段的供电。 3.4.2 单母线分段接线 1.优点: 用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供 电。 当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供 电和不致使重要用户停电。 2.缺点: 当一段母线或母线隔离开关发生故障该母线的回路都要在检修期间内停电。
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