毕业设计110KV中间变电站一次部分设计.doc
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1、本科毕业设计(论文) 摘要 毕 业 设 计 论 文题 目: 110KV中间变电站一次部分设计 学 院: 电气与信息工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成时间: 2013年5月30日 摘 要本次毕业设计的题目是110KV中间变电站一次部分设计。变电站直接影响着电力系统的安全与经济运行,联系着发电厂和用户,具有分配和转化电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本文首先根据任务书上所给系统与线路及相关负荷的参数,通过对负荷资料的分析进行了负荷计算,根
2、据负荷计算结果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,并从安全,经济及可靠性等方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线方案。然后,进行了短路电流计算,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等主要电气设备进行了选择和校验。最后做了对变电站的防雷保护,从而完成了110kV中间变电站电气部分的设计。 关键词:变电站; 变压器; 主接线; 短路电流计算I河南城建学院本科毕业设计(论文) 目录河南城建学院本科毕业设计(论文) AbstractAbstract The graduation proj
3、ect entitled the middle of the 110kV substation design. The substation directly affect the safety and economic operation of the power system, linked to power plants and users, the role of the distribution and conversion of electric energy. The main electrical wiring is the main part of the power pla
4、nt substation, main electrical wiring directly related to the formulation to determine the arrangement of the choice of the stations electrical equipment, power distribution unit, is the substation electrical part of the investment size of the decisive factors.According to the mission statement on t
5、o the system with the line and the relevant load the parameters, to load data analysis carried the load calculation, according to the load calculation to determine the number of main transformer, capacity and model, at the same time also determine the substation transformer of capacity and model, an
6、d from the security, economic and reliability considerations, 110kV, 35kV, 10kV and station power main wiring scheme. Then, the short-circuit current calculation Results of calculations based on the maximum continuous operating current and short circuit, high voltage circuit breakers, disconnectors,
7、 current transformers, voltage transformers, bus and other major electrical equipment selection and verification. The final substation lightning protection, thus completing the electrical part of the design of the middle of the 110kV substation.Keywords: substation; transformer; the main wiring; sho
8、rt-circuit currentII河南城建学院本科毕业设计(论文) 目录目录摘 要 IAbstract II绪论1第一章 原始资料及其分析31.1 负荷的原始资料31.1.1 10KV侧负荷31.1.2 35kV侧负荷31.2 变电所计算负荷的确定41.2.1负荷计算的方法41.2.2 10kV侧的计算负荷51.2.3 35kV侧的计算负荷51.2.4 110kV变电所负荷计算表如下5第二章 变压器的选择72.1 变压器台数的确定72.2变压器容量的确定72.3主变型式72.4站用变压器的选择9第三章 电气主接线的确定113.1 电气主接线设计的基本要求113.2 10KV母线接线选择1
9、23.3 35KV母线接线选择13第四章 短路电流计算154.1 短路电流计算目的154.2 短路电流计算的一般规定154.3 短路点的确定与短路电流计算15第五章 主要电气设备选择与校验215.1 电气设备的选择215.1.1电气设备选择的一般要求215.1.2电气设备选择的一般原则215.2高压断路器和隔离开关的选择225.2.1 110kV断路器和隔离开关的选择225.2.2 35kV断路器和隔离开关的选择235.2.3 10kV断路器和隔离开关的选择255.3互感器的选择265.3.1 电流互感器的选择265.3.2 电压互感器的选择295.4 母线的选择与校验315.4.1 110k
10、V侧母线选择与校验325.4.2 35kV侧母线选择与校验335.4.3 10kV侧母线选择与校验34第六章 变电站的防雷与保护366.1防雷保护的基本知识366.2防直击雷设计366.2.1防直击雷保护措施366.2.2避雷设备保护范围的计算方法和公式366.3防雷电波设计386.3.1避雷器的配置原则386.3.2避雷器的选择386.4变电站防雷保护396.4.1变电站进线段保护396.4.2变压器防雷保护406.4.3三绕组变压器防雷保护40结 论41参考文献42致 谢43附 录44IV河南城建学院本科毕业设计(论文) 绪论绪论随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起,供电系统的设计越来越
11、全面、系统,工厂用电量迅速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理,不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量,也会反映在供电的可靠性和安全生产方面,它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。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,它从电力系统取得电能,通过其变换、分配、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所110kV中间变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节,所以做好110kV变电站的设计是我国电网建设的重要环节。110kV变电所
12、的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性,又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下,110kV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而,110kV变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统,采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。本次毕业设计的主要内容是110kV中间变电站工程的初设电气设计部分,包括电气主接线设计,短路电流计算,设备的选取等,通过设计学习,对电气主接线设计、短路电流计算、电气设备的选择和校验、AutoCAD绘图、数据处理等具有深刻认识。电气主接线设计的基本
13、原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。在设计过程中,结合变电站的生产实际及设计要求,通过合理的选择,自动化技术的应用,达到简化变电站内附属设备,减少变电站占地面积,优化变电站设计,降低投资的目的。通过了解并掌握110kV降压变电站的国内外现状特点及发展前景,查阅资料,结合本专业课程及他人研究成果,掌握变电站设计的过程和方法。毕业设计是完成教学计划、实现培养目标的一个重要的教
14、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、工作作风和独力工作能力具有深远影响。毕业设计的目的、意义在于首先通过毕业设计的训练,使学生进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识,使之系统化、综合化。其次培养学生独力工作、独力思考并运用已学的知识解决实际工程技术问题的能力,综合课题的需要可培养学生独立获取新知识的能力。再次通过毕业设计加强学生对文献检索与翻译、计算、绘图、数据处理、编辑设计文件、使用规范化手册、规程等最基本的工作实践能力的培养。 1河南城建学院本科毕业设计(论文) 第一章 原始资料及其分析第一章 原始资料及其分析1.1 负荷的原始资料所建
15、变电所为110kV变电所,有三个电压等级,高压为110kV,中压为35kV,低压为10kV,变电所建成后主要对本地区的工业和生活供电。为选择主变压器,确定变压器各电压等级出线侧的最大持续电流,首先计算各电压等级侧的负荷,即10kV侧负荷和35kV侧负荷。1.1.1 10KV侧负荷表1.1 10KV近期负荷序 号用户名称用类别最大负荷(MW)备 注1a三1.8无备用2b二3.4无备用 3c二3.0无备用4d三2.2无备用5e三0.5无备用远期预计尚有 5MW的新增负荷; 10KV侧有5回出线,近期最大负荷为1.8+3.4+3.0+2.2+0.5=10.9MW,再加上远期5MW的新增负荷,则10K
16、V侧的总的最大负荷为10.9+5=15.9MW。负荷功率因数cos=0.9,则10kV侧用户负荷为15.9/0.9=17.7MVA。1.1.2 35kV侧负荷表1.2 35kV侧近期负荷序 号用户名称用类别最大负荷(MW)1A一42B二 17在近期工程完成后,随生产发展,预计远期新增负荷 6MW。35KV侧有2回出线,近期最大负荷为4+17=21MW,再加上远期6MW的新增负荷,则10KV侧的总的最大负荷为21+6=27MW。负荷功率因数cos=0.9,则10kV侧用户负荷为27/0.9=30MVA。1.2 变电所计算负荷的确定计算负荷是供电设计计算的基本依据,计算负荷确定得是否正确合理,直接
17、影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大,将使电器和导线选得过大,造成投资和有色金属的消耗浪费,如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处于过早老化甚至烧毁,造成重大损失,由此可见正确确定计算负荷具有很大的重要性。1.2.1负荷计算的方法目前负荷计算的常用方法有需要系数法、二项式法和利用系数法。需要系数法比较简单因而广泛使用,但当用电设备台数少而功率相差悬殊时,需要系数法的计算结果往往偏小,较适用于计算变、配电所的负荷;二项式法是考虑用电设备和大容量用电设备对计算负荷影响的经验公式,它适用于确定台数较少而容量差别较大的低干线和分支线的计算负荷;利用系数法以概率论为理论基础,分析
18、所用用电设备在工作时的功率叠加曲线而得到的参数为依据来确定计算负荷,计算结果接近实际负荷,但计算方法复杂。本文选择负荷计算的方法为需要系数法。需要系数法负荷计算公式:1.有功计算负荷为 Pjs=Kd Pe 式中:Pjs有功计算负荷,单位为kW;Pe所有用电设备组的设备额定容量之和,但不包括备用设备容量,单位为kW; Kd 用电设备组的需要系数(35kV侧取0.85,10kV侧取0.8) 。 2.无功计算负荷为 Qjs = Pjs tan 式中:Qjs 无功计算负荷,单位为kvar;tan对应于用电设备组功率因数cos的正切值。 3.视在计算负荷为 Sjs = 式中:Sjs视在计算负荷,单位为k
19、VA。 4.计算电流为 Ijs = 式中:Ijs 计算电流,单位为A; UN 用电设备额定电压,单位为kV。1.2.2 10kV侧的计算负荷 10kV侧: Pe=1.8+3.4+3.0+2.2+0.5+5=15.9MW;Pjs = Kd Pe =0.8*15.9=12.75MW; Qjs = Pjs tan=12.75*0.484=6.17Mvar即:Sjs10= Pjs / cos=12.7/0.9=14.11 MVA Ijs10 = =815A1.2.3 35kV侧的计算负荷35kV侧: Pe =4+17+6=27MW;Pjs = Kd Pe =0.85*27=22.95MW;Qjs =
20、Pjs tan=22.95*0.484=11.11Mvar即:Sjs35= Pjs / cos=22.95/0.9=25.50 MVAIjs35 = =421A1.2.4 110kV变电所负荷计算表如下表1.3 110kV变电所负荷计算值电压负荷名称自然功率/MWKdcostan计算负荷等级35kV140.850.900.4843.41.65 3.7862.3021714.456.9916.06264.86预留65.12.475.6793.48小计2722.9511.1125.5010kV11.80.800.900.4841.440.701.692.3823.42.721.323.02174.
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- 毕业设计 110 KV 中间 变电站 一次 部分 设计
