110kV降压变电站电气一次部分初步设计毕业设计论文.doc

毕 业 设 计(论文)110kV降压变电站电气一次部分初步设计题 目 系 别电力工程系专业班级电气班学生姓名指导教师摘要随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的要求也越来越高。本文以110kV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站电气一次部分的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计，较为详细地完成了电力系统中变电站的设计。关键词：变电站 短路计算 设备选择AbstractWith the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more.The statement about the 110kV transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode design over-voltage protection and mine devices，design general electric graphic and distribution devices flood, and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system.Key Words: Substation Short Circuit Calculation Equipment Selection 目录摘要IAbstractII1前言12电气主接线设计22.1 主接线的设计原则22.2 主接线设计的基本要求22.2.1 主接线可靠性的要求32.2.2 主接线灵活性的要求32.2.3 主接线经济性的要求32.3 电气主接线的选择和比较32.3.1 主接线方案的拟订32.3.2 主接线方案的讨论比较72.3.3主接线方案的初步选择93主变压器的选择与论证103.1 SJD288规程中有关变电站主变压器选择的规定103.2 主变压器选择的一般原则与步骤103.2.1 主变压器台数的确定原则103.2.2 主变压器形式的选择原则113.2.3 主变压器容量的确定原则113.3 主变压器的计算与选择113.3.1 容量计算113.3.2 变压器型号的选择114主接线方案的经济比较134.1 方案2与方案5的综合投资134.2 方案2与方案5的年运行费用134.3 最终方案确定155短路电流计算165.1 概述165.2短路计算的目的及假设165.2.1短路电流的目的165.2.2短路电流计算的一般规定175.2.3短路计算基本假设175.2.4基准值175.2.5短路电流计算的步骤175.3变压器及电抗器的参数计算185.3.1主变压器参数计算185.3.2 电抗器电抗标幺值的计算195.4 网络的等值变换与简化195.4.1 短路点d1的短路计算（主变110kV侧）195.4.2 短路点d2的短路计算（35kV母线）205.4.3 短路点d3的短路计算（35kV出线）215.4.4 短路点d4的短路计算（10kV母线）225.4.5 短路点d5的短路计算（10kV出线）236电气设备的选择及校验266.1 概述266.1.1 一般原则266.1.2 技术条件266.2 各回路最大持续电流工作一览表276.3 断路器的选择及校验286.3.1 110kV侧断路器的选择及校验286.3.2 35kV母线断路器的选择及校验296.3.3 35kV出线断路器的选择及校验306.3.4 10kV母线断路器的选择及校验316.3.5 10kV出线断路器的选择及校验326.3.6 断路器型号一览表：336.4 隔离开关的选择及校验336.4.1 110kV侧隔离开关的选择及校验346.4.2 35kV母线隔离开关的选择及校验346.4.3 35kV进线隔离开关的选择及校验356.4.4 10kV母线隔离开关的选择及校验366.4.5 10kV进线隔离开关的选择及校验366.4.6 隔离开关型号一览表376.5互感器的选择与校验376.5.1电流互感器的选择386.5.2 变压器110kV侧电流互感器的选择与校验396.5.3 35kV出线电流互感器的选择与校验406.5.4 变压器35kV侧电流互感器的选择与校验416.5.5 10kV出线侧电流互感器的选择与校验416.5.6 变压器10kV侧电流互感器的选择与校验426.5.7 电流互感器型号一览表436.6 电压互感器的选择436.6.1 110kV侧电压互感器的选择：446.6.2 变压器35kV及其出线侧：456.6.3 变压器10 kV及其出线侧：466.7 母线及电缆的选择及校验466.7.1 110kV进线的选择及校验476.7.2 35kV母线的选择及校验476.7.3 35kV出线的选择及校验496.7.4 10kV母线的选择及校验496.7.5 10kV电缆线的选择及校验506.8 避雷器的选择及校验516.8.1 110kV侧避雷器的选择和校验516.8.2 35kV侧避雷器的选择和校验516.8.3 10kV侧避雷器的选择和校验527电气总平面布置及配电装置的选择537.1 配电装置应满足以下基本要求537.2 配电装置的选择537.2.1 配电装置的最小安全净距537.2.2 屋外配电装置538 防雷保护设计558.1避雷针的作用558.2避雷针的配置558.2.1避雷针的配置原则：558.2.2避雷针位置的确定：558.3防雷保护方案568.4 保护全面积的校验579接地网设计589.1设计说明589.2接地体的设计589.3典型接地体的接地电阻计算589.4 接地网设计计算59参考文献61致谢631前言目前，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终端变电所电气一次系统设计，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设计，务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计过程。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部分。它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等电气设备的数量，并指出应该以怎样的方式来连接发电机、变压器线路以怎样与电力系统相连接，从而完成发电、变电、输配电的任务1。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6220kV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1。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57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配电装置可不设旁路母线，是因为重要用户多系双回路供电，有可能停电检修断路器。其次，还因为断路器年平均检修时间短，通常为23天1。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、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求2。对电气主接线的基本要求，概括的说应包括可靠性、灵活性、和经济性。2.2.1 主接线可靠性的要求安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线的最基本要求3。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