(完整版)110KV變電站設(shè)計_大學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計.doc

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目名稱： 110KV變電站設(shè)計院系名稱：電氣工程與自動化學(xué)院班級：電氣本11-4 班110KV變電站設(shè)計110KV Substation Design院系名稱：電氣工程與自動化學(xué)院班級：電氣本11-4 班2012 年 5月摘要本文主要進(jìn)行 110KV 變電站設(shè)計。首先根據(jù)任務(wù)書上所給系統(tǒng)及線路和所有負(fù)荷的參數(shù)，通過對所建變電站及出線的考慮和對負(fù)荷資料分析，滿足安全性、 經(jīng)濟(jì)性及可靠性的要求確定了110KV 、35KV 、10KV 側(cè)主接線的形式，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)、容量、及型號，從而得出各元件的參數(shù)，進(jìn)行等值網(wǎng)絡(luò)化簡，然后選擇短路點進(jìn)行短路計算，根

2、據(jù)短路電流計算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，選擇并校驗電氣設(shè)備，包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等，并確定配電裝置。根據(jù)負(fù)荷及短路計算為線路、變壓器、母線配置繼電保護(hù)并進(jìn)行整定計算。本文同時對防雷接地及補(bǔ)償裝置進(jìn)行了簡單的分析，最后進(jìn)行了電氣主接線圖及110KV 配電裝置間隔斷面圖的繪制。關(guān)鍵詞：變電站設(shè)計，變壓器，電氣主接線，設(shè)備選擇AbstractThis paperdesign a 110KV substation.Firstly,accordingto the gavedsystem, electricity line and the parameters of load

3、,which provided by the assignment book,through considering the substation which will be built and feeders,analysising load materials,confirming the Main electrical wiring form of 110KV 、35KV 、10KV side based on security,economy andreliability,then conform the numbers,volume and type of the main tran

4、sformer through load calulation and supply district,thus getting the parameters of all the component,simplify electric circuit,select short point carry on short circuit calculations operation circuit, select and check out electrical equipment, including bus,breaker, disconnect switch, voltagetransfo

5、rmer, current transformer and so on,so that conform the distributi on apparatus.Configurating rel ay protection andsetting-calculation for the electricity line,transformer and bus according to the load and short calculations.At the same time,this paper analyse simply lightning protection and groundi

6、ng system.Finally,two pictures be drawed which include Main electrical wiring diagram and 110KV Power d i st r i b u t i on eq u i p m en t se ct i o n a l d r a w i n g i n t er v a l. KeyWords: Substation design,Transformer,Main electrical wiring,Equipment election目錄1引言.11.1變電站的作用 .11.2我國變電站及其設(shè)計的發(fā)

7、展趨勢 .31.3變電站設(shè)計的主要原則和分類 .71.4選題目的及意義 .81.5設(shè)計思路及工作方法 .81.6設(shè)計任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排 .82任務(wù)書 .92.1原始資料 .92.2設(shè)計內(nèi)容及要求 .143電氣主接線設(shè)計 .153.1電氣主接線設(shè)計概述 .153.2電氣主接線的基本形式 .193.3電氣主接線選擇 .194變電站主變壓器選擇 . .224.1主變壓器的選擇 .224.2主變壓器選擇結(jié)果 .255短路電流計算 .265.1短路的危害 .265.2短路電流計算的目的 .265.3短路電流計算方法 .265.4短路電流計算 .275.4.1110kv側(cè)母線短路計算 .295.

8、4.235kv側(cè)母線短路計算 .315.4.310kv側(cè)母線短路計算 .336電氣設(shè)備的選擇 .366.1導(dǎo)體的選擇和校驗 .366.1.1110kv母線選擇及校驗 .386.1.235kv母線選擇及校驗 .396.1.310kv母線選擇及校驗 .406.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇及校驗 .416.2.1110kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 .426.2.235kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 .456.2.310kv側(cè)斷路器及隔離開關(guān)的選擇及校驗 .476.3電壓互感器和電流互感器的選擇 .506.3.1電流互感器的選擇 .506.3.2電壓互感器的選擇 .527繼電保護(hù)的配置 .547

9、.1繼電保護(hù)的基本知識 .547.2110kv線路的繼電保護(hù)配置及整定計算 .547.2.1110kV線路繼電保護(hù)配置 .547.2.2110kV線路繼電保護(hù)整定計算 .547.3變壓器的繼電保護(hù)及整定計算 .597.3.1變壓器的繼電保護(hù) .597.3.2變壓器的繼電保護(hù)整定計算 .607.4母線保護(hù) .637.5備自投和自動重合閘的設(shè)置 .657.5.1備用電源自動投入裝置的含義和作用 .657.5.2自動重合閘裝置 . .658防雷與接地方案的設(shè)計 . .678.1防雷保護(hù) .678.2接地裝置的設(shè)計 .689配電裝置 .699.1配電裝置概述 .699.2配電裝置類型 .699.3對配

10、電裝置的基本要求和設(shè)計步驟 .709.4屋內(nèi)配電裝置 .709.5屋外配電裝置 .7110結(jié)束語 .73參考文獻(xiàn).74致謝 .75附錄 .76附錄一 電氣主接線圖 .761 引言1.1 變電站的作用一、變電站在電力系統(tǒng)中的地位電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件， 它們對電能進(jìn)行生產(chǎn) （發(fā)電機(jī)）、變換（變壓器、整流器、逆變器） 、輸送和分配（電力傳輸線、配電網(wǎng)） ，消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件， 它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)， 如同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。變電站是聯(lián)

11、系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：（1）樞紐變電站； 位于電力系統(tǒng)的樞紐點， 連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為 330 500kv 的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項癱瘓。（2）中間變電站：高壓側(cè)以交換潮流為主，其系統(tǒng)變換功的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚23 個電源，電壓為220 330kv，同時又降壓供當(dāng)?shù)毓╇姡@樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。（3）地區(qū)變電站：高壓側(cè)一般為 110220kv ，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個

12、地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。（4）終端變電站：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點，高壓側(cè)的電壓為110kv，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。二、電力系統(tǒng)供電要求（ 1）保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備的安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先足可靠、持續(xù)供電的要求。（ 2）保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量這三個方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定的數(shù)來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的正

13、負(fù) 5%，給定的允許頻率偏移為正負(fù) 0.2 0.5%HZ等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。（ 3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為13 ，而且在電能變換， 輸送，分配時的損耗絕對值也相當(dāng)可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能損耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗，又極其重要的意義。三、電力系統(tǒng)的額定電壓（ 1）額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率 S=3UI。當(dāng)輸出功率一定時，電壓越高，電流越小，線路、電氣的載

14、流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同時由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較小。另一方面，電壓越高，對絕緣水平的要求就越高，變壓器、開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，當(dāng)從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。（ 2）用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓與用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路的實際電壓與用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。（ 3） 變壓器額定電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相

15、當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，有相當(dāng)于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓，由于變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為5%，當(dāng)供電線路較長時， 為使正常運(yùn)行時變壓器二次側(cè)電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次側(cè)額定電壓較用電設(shè)備額定電壓高10%，只有當(dāng)變壓器二次側(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近時， 其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。1.2 我國變電站及其設(shè)計的發(fā)展趨勢一、 我國變電站的發(fā)展趨勢近年來，在我國在經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域中取得了快速發(fā)展，特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展， 為我國變電站的發(fā)展起到了強(qiáng)有力的

16、推動作用，越來越多的新技術(shù)新產(chǎn)品應(yīng)用到變電站方面，具體來說，使我國變電站設(shè)計呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：1. 智能化智能化變電站的發(fā)展是隨著高壓高精度的智能儀器的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展的，特別是計算機(jī)高速通信網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)和應(yīng)用，使變電站的所有信息采集、傳輸實現(xiàn)的智能化處理提供的強(qiáng)大的物質(zhì)和理論基礎(chǔ)。智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面：緊密聯(lián)結(jié)全網(wǎng)。支撐智能電網(wǎng)。高電壓等級的智能化變電站滿足特高壓輸電網(wǎng)架的要求。中低壓智能化變電站允許分布式電源的接入。遠(yuǎn)程可視化。裝備與設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，模塊化安裝。另外，為了加強(qiáng)對變電站及無人值守變電站在安全生產(chǎn)、防盜保安、火警監(jiān)控等方面的綜合管理水平，越來越多的電力企業(yè)正在考

17、慮建設(shè)集中式遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)， 這促使了電力綜合監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。 以 IP 數(shù)字視頻方式，能夠?qū)Ω髯冸娬舅挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)、 環(huán)境參量、圖像進(jìn)行監(jiān)控和監(jiān)視，實時、直接地了解和掌握各個變電站所的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)許多地區(qū)變電站的需要。不過我國目前還沒用完全實現(xiàn)真正意義山的智能化一次設(shè)備，一次設(shè)備的智能化仍然需要通過一定的二次設(shè)備倆轉(zhuǎn)化實現(xiàn)，一般采用智能終端的模式。目前在國內(nèi)進(jìn)行的數(shù)字化變電站項目， 雖然大多數(shù)采用此種方式，但是普遍沒有對開關(guān)內(nèi)部的二次回路進(jìn)行集成化改造，智能終端與開關(guān)整合度較低，還有很大的發(fā)展空間。2. 數(shù)字化通過采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實時性較高的通信網(wǎng)絡(luò)

18、，因此在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。3. 裝配化裝配式變電站采用全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的建筑形式，大幅縮短了設(shè)計及建設(shè)周期，減少了變電站占地面積，節(jié)約了土地資源。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣，裝配式變電站在全國各地均成功試點，成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。二、我國變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢依據(jù)我國的國情，以及我國多年來積累的關(guān)于變電站設(shè)計的實踐和經(jīng)驗，可以看出我國變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢有以下幾個方面。我國電力建設(shè)經(jīng)過多年

19、的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設(shè)備、系統(tǒng)內(nèi)大量信息的實時性等要求越來越高 ; 而隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計出現(xiàn)了一些新的趨勢。1 、變電站接線方案趨于簡單化隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。特別國外一些知名廠家生產(chǎn)的超高壓斷路器均可達(dá)到 20 年不大修，更換部件費(fèi)時很短。為了進(jìn)一步控制工程造價，提高經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過專家反復(fù)論證，我國少數(shù)變電站設(shè)

20、計已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。2 、大量采用新的電氣一次設(shè)備近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用 SF6氣體絕緣的設(shè)備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn) GIS 向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用 GIS 配電裝置。變電站設(shè)計的電氣設(shè)備檔次不斷提高， 配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關(guān)、 SF6 開關(guān)和機(jī)、電組合一體化的小型設(shè)備發(fā)展。這些戶外高壓和超高壓組合電器共同特點是以 SF6斷路器為核心，與其它高壓電氣設(shè)備進(jìn)行組合，形式繁多。這些設(shè)備運(yùn)行可靠性高、節(jié)省占地面積和

21、空間、施工安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便，價格介于常規(guī)電氣設(shè)備與GIS 之間，是電氣設(shè)備今后發(fā)展的一個方向，符合我國目前的國情和技術(shù)發(fā)展方向。3、變電站占地及建筑面積減少隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，市區(qū)的用電負(fù)荷增長迅速，而城市土地十分寶貴，地價越來越昂貴。新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保等要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)、社會效益，所以建設(shè)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，占地面積有效減少。另外，針對一些110kV 及以下變電站實現(xiàn)無人值班，設(shè)計中取消了與運(yùn)行人員有關(guān)的建筑和設(shè)施，建筑面積更是大為減少。4、變電站綜合自動化技術(shù)變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提

22、高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面，保護(hù)本身也需要自檢查、故障濾波、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視和控制管理等功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。變電站綜合自動化技術(shù)將會引起電力行業(yè)的重視，成為變電站設(shè)計核心技術(shù)之一。變電站綜合自動化發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在一下幾個方面：全分散式變電站自動化系統(tǒng) . 引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?？傊冸娬揪C合自動化向著使電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制更方便、 快捷、安全、靈活的方向發(fā)展。1.3 變電站設(shè)計的主要原則

23、和分類變電站設(shè)計的原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效、，努力做到統(tǒng)一性與可靠性、 先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、靈活性、時效性和和諧性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 1. 統(tǒng)一性：建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，基建和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，外部形象提醒公司企業(yè)的文化特征。 2. 可靠性：主接線方案安全可靠。3. 經(jīng)濟(jì)性，按照利益最大化原則，綜合考慮工程初期投資與長期運(yùn)行費(fèi)用，追求設(shè)備壽命期內(nèi)最佳經(jīng)濟(jì)效益。 4. 先進(jìn)性：設(shè)備選型先進(jìn)合理，占地面積小，注重環(huán)保，各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)可比指標(biāo)先進(jìn)。 5. 適應(yīng)性：綜合考慮不同地區(qū)的實際情況，要在系統(tǒng)中具有廣泛的適應(yīng)性，并能在一定時間內(nèi)對不同規(guī)模，不同形式，不同外部條件均能適應(yīng)。 6.

24、 靈活性：規(guī)模劃分合理，接口靈活，組合方案多樣，規(guī)模增減方便，能夠運(yùn)行于不同的情況環(huán)境下。 7. 時效性：建立滾動修改機(jī)制，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷更新、補(bǔ)充和完善設(shè)計。 8. 和諧性：變電站的整體狀況與變電站周邊人文地理環(huán)境相協(xié)調(diào)變電站設(shè)計的分類按照變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3 個層次進(jìn)行劃分。（ 1）按照變電站布置方式分類。 110kv 變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電站 3 類。在變電站設(shè)計中，戶外變電站是指最高電壓等級的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶內(nèi)、戶外或者戶內(nèi)的變電站。半地下變電站是指主變布置在地

25、上，其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其他主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。（ 2）按配電裝置型式分類。 110kv 配電裝置可再分為常規(guī)敞開式開關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣 2 類進(jìn)行設(shè)計。（ 3）按變電站規(guī)模進(jìn)行分類。例如戶外 AIS 變電站，可按最高電壓等級的出線回路數(shù)和主變臺數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。1.4 選題目的及意義本次設(shè)計旨在掌握變電站設(shè)計的基本流程。這既是對平時理論知識的考察，更是對所學(xué)專業(yè)知識的一次實踐。通過本次設(shè)計，鞏固和加深專業(yè)課知識，掌握發(fā)電廠部分初步設(shè)計的過程，而且也可以拓寬知識面，增強(qiáng)工程觀念，培養(yǎng)變電站

26、設(shè)計的能力，逐步提高解決問題的能力。同時對能源、發(fā)電、變電、和輸電的電氣部分有了詳細(xì)的概念，能熟練地運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，如短路計算的基本理論和方法，繼電保護(hù)整定的基本理論和方法，主接線的設(shè)計，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇以及變壓器的選擇，防雷接地保護(hù)等。1.5 設(shè)計思路及工作方法分四步完成：1. 變電站電氣主接線的設(shè)計（完成主接線，主變及站變的選擇：包括容量計算、臺數(shù)和型號的選擇，繪出主接線） ；2. 短路電流計算及繼電保護(hù)整定計算；3. 主要電氣設(shè)備選擇；4. 配電裝置設(shè)計。1.6 設(shè)計任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排設(shè)計（論文）各階段名稱起止日期1查閱資料，翻譯文獻(xiàn)大四上學(xué)期第14、 15周2 了解設(shè)計

27、內(nèi)容及要求，熟悉設(shè)計題目，大四上學(xué)期第 16、17、3收集與設(shè)計相關(guān)的資料并閱讀，完成開18 周題報告實習(xí)，并進(jìn)行開題答辯大四下學(xué)期第 1、2 周4 初步完成電氣主接線設(shè)計， 完成主接線、 第 3、4 周主變及站變的選擇（容量計算、臺數(shù)和型號的選擇）5完成短路計算和繼電保護(hù)整定計算第 5、6、7、8 周6完成導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇第 9、10 周7完成防雷接地設(shè)計第 11周8配電裝置設(shè)計第 12周9完成畢業(yè)設(shè)計論文及圖紙的繪制，準(zhǔn)備第 13、 14、15 周答辯2 任務(wù)書2.1 原始資料一、題目： 110KV 變電站設(shè)計二、原始資料（一）建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模本所為于廣州市邊緣是為廣州市供電的26 處變

28、電站之一。除以10KV電壓供給市區(qū)工業(yè)與生活用電外，其性質(zhì)為區(qū)域變電站。電壓等級： 11010KV線路回數(shù)：110KV 近期 2 回，遠(yuǎn)景發(fā)展2 回；10KV近期 17 回，遠(yuǎn)景發(fā)展 13 回；（二）電力系統(tǒng)接線簡圖=200MVSx1=0.6110KV1200MVA甲交Sx2=0.62（）110KV圖 2-1 電力系統(tǒng)接線圖附注： 1、 圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式：2、最小運(yùn)行方式下：=170MVA， XS1=0.85S2=1050MVA， XS2=0.653 、系統(tǒng)可保證本所 110KV母線電壓波動在 5%以內(nèi)。（三）負(fù)荷資料電最大負(fù)荷穿越功率負(fù)荷組成自壓負(fù)荷MWMW（ %

29、）然Tmax線備等名稱近 遠(yuǎn)近遠(yuǎn)一二 三 力（ h） 長注級期 景期景級級 級 率（ km）市 系一152012110線KV市甲線152025備用一10備用二10煤礦 11.240300.920355KV 煤礦21.240300.9205甲鄉(xiāng)鎮(zhèn)2320300.910乙鄉(xiāng)鎮(zhèn)22.520300.920備用 11.50.915備用 220.9120.9均為補(bǔ)償后值化肥廠 12.2.540200.7550021058KV 化肥廠 22.2.540200.75500258開關(guān)廠12.520300.7400035電 線 電11.520300.745002纜廠 13電 線 電11.530300.745002

30、纜廠 23玻璃廠1130300.7500025機(jī)械廠11.530300.740003.58食品廠11.520300.845003.5市區(qū)1.220400.830001.52備用一10.78備用二10.78（四）地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件所址地區(qū)海拔185m，地勢平坦，屬輕微地震區(qū)。年最高氣溫 +40C，年最低氣溫 -10 C，年平均氣溫 +12C，最熱月平均最高溫度 +34 C。最大風(fēng)速30ms，復(fù)水厚度為10mm，屬于我國第V 標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。線路由系統(tǒng)變電所 S1 , 南墻出發(fā)至 RM變電所南墻上，全長共 12KM，在線路 3、 7、 9、 11KM處共轉(zhuǎn)角四次。其角度為 28、 6、 90

31、、 78。全線地質(zhì)為亞黏土地層，地耐力為2.5kgcm2，天然容重 2.7kgcm3 ，土壤電阻率為 100。地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕作用。土壤熱阻率 T=120Cw，土溫 20C。三、設(shè)計任務(wù)1、變電所總體分析；2、負(fù)荷分析計算與主變壓器選擇；3、電氣主接線設(shè)計；4、短路電流計算及電氣設(shè)備選擇；5、配電裝置設(shè)計；6、 110KV線路保護(hù)整定計算；7、變壓器保護(hù)整定計算；8、 110KV或 35KV母線保護(hù)整定計算；四、設(shè)計成品（一）畢業(yè)設(shè)計說明書一冊（包括：電氣一次、二次部分）；（二）設(shè)計圖紙（ 1） 電氣主接線圖（ #2 圖）；（ 2） 110KV配電裝置間隔斷面圖（ #2 圖）；2

32、.2 設(shè)計內(nèi)容及要求1、主接線設(shè)計：分析原始資料，根據(jù)任務(wù)數(shù)的要求擬出各級電壓母線接線方式，選擇變壓器型式及連接方式，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇主接線最優(yōu)方案。2、短路電流計算：根據(jù)所確定的主接線方案，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愣搪伏c計算短路電流并列表示出短路電流計算結(jié)果。3、主要電氣設(shè)備選擇。4、110kV 高壓配電裝置設(shè)計。5、進(jìn)行繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計。 （簡略）6、線保護(hù)和變壓器主保護(hù)進(jìn)行整定計算。3 電氣主接線設(shè)計發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)動機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了

33、發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。3.1 電氣主接線設(shè)計概述一、對電氣主接線的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴(yán)密的整體，各個發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必須滿足一下基本要求。（ 1）運(yùn)行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。（ 2）具有一定的靈活性主接線正

34、常運(yùn)行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快的推出設(shè)備。切除故障停電時間短，影響范圍就最小，并且再檢修時可以保證檢修人員的安全。（ 3）操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不但不便于操作，還往往會造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便或者不必要的停電。（ 4）經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡可能的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（ 5）具有擴(kuò)建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高

35、速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快，因此，在選擇主接線時還應(yīng)考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。二、變電站電氣主接線的設(shè)計原則電氣主接線的基本原則是以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行和維護(hù)的方便，盡可能地節(jié)省投資，就進(jìn)取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計的先進(jìn)性與可靠性，堅持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。他與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行

36、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素 ，正確處理他們之間的關(guān)系， 合理的選擇主接線方案。在工程設(shè)計中，經(jīng)上級主管部門批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書或委托書是必不可少的，設(shè)計的主接線應(yīng)滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。(1) 接線方式：對于變電站的電氣接線，當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時，其高壓側(cè)應(yīng)盡可能采用斷路器較少的或不用斷路器的接線，如線路變壓器組或橋型接線等。 若能滿足繼電保護(hù)要求時， 也可采用線路分支接線。 在 110 220kv 配電裝置中，當(dāng)出線為 2 回時，

37、一般采用橋型接線，當(dāng)出線不超過 4回時，一般采用單母線接線，在樞紐變電站中，當(dāng)110220kv出線在 4回及以上時，一般采用雙母線接線。在大容量變電站中，為了限制6 10kv 出線上的短路電流，一般可采用下列措施： 1.變壓器分列運(yùn)行 2.在變壓器回路中裝置分裂電抗器。3.采用低壓側(cè)為分裂繞組的變壓器。4. 出線上裝設(shè)電抗器。(2) 斷路器的設(shè)置：根據(jù)電氣接線方式，每回線路均應(yīng)設(shè)有相應(yīng)數(shù)量的斷路器，用以完成切、合電路任務(wù)。(3) 為正確選擇接線和設(shè)備，必須進(jìn)行逐年各級電壓最大最小有功和無功電力負(fù)荷的平衡。當(dāng)缺乏足夠 的資料時，可采取下列數(shù)據(jù)： 1. 最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的 6070%，如主要農(nóng)業(yè)

38、負(fù)荷時則取 20 30%；2. 負(fù)荷同時率取 0.85 0.9 ，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時，可取 0.95 1； 3. 功率因數(shù) 一般取 0.8 ； . 線損平均取 5%。三、電氣主接線設(shè)計步驟（ 1）分析原始資料1. 本工程情況包括變電站類型，設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺數(shù)及容量，最大負(fù)荷利用小時數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。2. 電力系統(tǒng)狀況包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景規(guī)劃（5 10 年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，他與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保

39、護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、 主變壓器的運(yùn)行安全以及對通信線路的干擾等。我國一般對35kv 及以下電壓電力系統(tǒng)采用中性點非直接接地系統(tǒng)（中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地） ，又稱小電流接地系統(tǒng)，對110kv 就以上高壓系統(tǒng)，皆采用中性點直接接地系統(tǒng)，有稱大電流接地系統(tǒng)。3. 負(fù)荷情況包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負(fù)荷的原始資料是設(shè)計主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電力負(fù)荷預(yù)測工作是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎(chǔ)。對電力負(fù)荷的預(yù)測不僅應(yīng)有短期負(fù)荷預(yù)測，還應(yīng)有中長期負(fù)荷預(yù)測，對電力負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著發(fā)電廠和變電站電

40、氣主接線設(shè)計成果的質(zhì)量，一個優(yōu)良的設(shè)計，應(yīng)能經(jīng)受當(dāng)前及較長遠(yuǎn)時間（510 年）的檢驗。4. 環(huán)境條件包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設(shè)備的選擇和配電裝置的實施均有影響，特別是我國土地遼闊，各地氣象、地理條件相差較大，應(yīng)予以重視。5. 設(shè)備制造情況這往往是設(shè)計能否成立的重要前提，為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設(shè)備的性能、制造能力和供貨情況、價格等質(zhì)量匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。（ 2）主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線

41、結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案 （近期和遠(yuǎn)景）。依據(jù)對主接線的基本要求， 從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2 3 個技術(shù)上相當(dāng)，有能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合最新技術(shù)，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)山可行的最終方案。（ 3）短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇對選定的電氣主接線進(jìn)行短路電流計算，并選擇合理的電氣設(shè)備。（ 4）繪制電氣主接線對最終確定的電氣主接線，按照要求，繪圖。3.2 電氣主接線的基本形式主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源回路數(shù)不同。且各回饋線中所傳輸?shù)娜萘恳膊?/p>

42、一樣，因而為便于電能的匯集和分配，再進(jìn)出線較多（一般超過4 回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用電氣設(shè)備較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠和變電站。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。3.3 電氣主接線選擇依據(jù)原始資料，經(jīng)過分析，根據(jù)可靠性和靈活性經(jīng)濟(jì)性的要求，高壓側(cè)有 4 回出線，其中兩回備用，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側(cè)有 6 回出線，其中兩回備用，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側(cè)有11 回出線，其中兩回備用，可以采用單母線分段、單母線分段帶