《110V電壓配電設(shè)計(jì)》5500字

V電壓配電設(shè)計(jì)TOC\o"1-2"\h\u132951引言 154262110kV變電站總體分析 2174732.1建設(shè)規(guī)模 224342.2選址概況 286113主變壓器的選擇 2174073.1主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮問(wèn)題 2300483.2主變額定容量的選擇計(jì)算 2199183.3變壓器相數(shù)的形式的選擇 374254電氣主接線設(shè)計(jì) 429204.1電氣主接線設(shè)計(jì) 4153284.2主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本問(wèn)題 5185224.3主接線的設(shè)計(jì)步驟 5221374.3.1110V電壓等級(jí)接線方式的確定 5107295配電裝置設(shè)計(jì) 7114885.1配電裝置概述 720725.2配電裝置型式選擇 7302795.3不同電壓等級(jí)的配電裝置設(shè)計(jì)和選型 7265316防雷擊保護(hù) 7280406.1變電所的直擊雷保護(hù) 8258216.2雷電過(guò)電壓波的防護(hù) 824320總結(jié) 107843參考文獻(xiàn) 101引言當(dāng)前，所有產(chǎn)業(yè)部門都離不開(kāi)持續(xù)的電能供應(yīng)。一方面，電力供應(yīng)必須滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，另一方面，高質(zhì)量電力消費(fèi)部門的需求也在不斷增長(zhǎng)。這對(duì)電力控制提出了很高的要求，改善電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行并增加資源的使用率已成為一項(xiàng)關(guān)鍵要素。因此，中國(guó)積極發(fā)展電力行業(yè)，不斷優(yōu)化和更新電網(wǎng)，隨著智能系統(tǒng)被納入各個(gè)領(lǐng)域，智能能源網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越大。智能電網(wǎng)的本質(zhì)是傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)絡(luò)使用現(xiàn)代先進(jìn)的通信技術(shù)，用于集成先進(jìn)電氣設(shè)備的測(cè)量和傳輸以及安全，可靠，經(jīng)濟(jì)和高質(zhì)量的控制方法。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。需要向各級(jí)發(fā)電廠提供更多信息，以準(zhǔn)確控制電網(wǎng)和變電站的運(yùn)行。傳感器作為電源系統(tǒng)的主要組成部分，負(fù)責(zé)電能的聚集和分配以及電壓水平的變化。交流的作用對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的影響。因此，變電站的建設(shè)也更為重要。隨著智能電網(wǎng)的引入，對(duì)變電站的建設(shè)提出了更高的要求。為了適應(yīng)未來(lái)智能電網(wǎng)的更好發(fā)展，我們需要開(kāi)始設(shè)計(jì)智能變電站。本文對(duì)110kV變電站一次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)不同地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)的建議。2110kV變電站總體分析2.1建設(shè)規(guī)模本電站屬于110KV電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；同時(shí)本電站的進(jìn)線為單母線分段式，而出線為2回路的110kV電壓等級(jí)出線。2.2選址概況本文討論的變電站位于C縣工業(yè)區(qū)，屬于新建變電站，它近年來(lái)負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)和城市與城市的結(jié)合，以及城市地區(qū)的工業(yè)用電。電站地處更廣闊、更平坦的地區(qū)，海拔二百米，該地區(qū)最低氣溫為每年零下20攝氏度，最高溫度是零上40攝氏度，而一年當(dāng)中最熱月的最高平均氣溫為零上30攝氏度。地震烈度為6度，風(fēng)速最大25米每秒，冬季覆冰厚度最厚為1厘米，平均土壤溫度為20攝氏度，且該地區(qū)的水質(zhì)較好沒(méi)有腐蝕性。3主變壓器的選擇3.1主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)考慮問(wèn)題此處我們可以借助于負(fù)荷的相關(guān)性質(zhì)以及電網(wǎng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)來(lái)確定其主要的容量。因此，當(dāng)某一個(gè)變電站停運(yùn)的時(shí)候，其他的主變?nèi)萘吭谪?fù)荷允許的范圍之內(nèi)需要保證由一級(jí)以及二級(jí)負(fù)荷。3.2主變額定容量的選擇計(jì)算1.而個(gè)電壓等級(jí)同時(shí)系數(shù)的選擇是依照該變電站負(fù)荷側(cè)所帶支路的數(shù)量來(lái)確定；由負(fù)荷資料表的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得到：2.變壓器的近期計(jì)算容量：3.根據(jù)條件：根據(jù)電力供應(yīng)的要求，我們知道對(duì)于那些設(shè)有兩個(gè)或以上主變壓器的變電站，如果一臺(tái)主變壓器出現(xiàn)故障，另一臺(tái)將需要60%的電力。得：因此我們?cè)谶x用主變?nèi)萘渴咕托枰笥诨蛘叩扔?6.59兆伏安（16.59MVA）在此筆者最后確定選擇容量為31.5兆伏安的主變。4.校核條件：假如其中一臺(tái)主變出現(xiàn)故障時(shí)，剩余的主變應(yīng)該躲過(guò)過(guò)負(fù)荷能力之后，確保一、二級(jí)負(fù)荷供電正常，即：則：成立，滿足條件要求。又有：顯然滿足條件：最后經(jīng)過(guò)計(jì)算確定為選用2臺(tái)容量為50MVA的主變。3.3變壓器相數(shù)的形式的選擇3.3.1變壓器相數(shù)的選擇我們根據(jù)電力供電規(guī)程可知，假如條件允許（制造技術(shù)方面及運(yùn)輸方面以及地勢(shì)等方面）變電站最好選用三相變壓器作為主變。3.3.2繞組連接方式以及繞組數(shù)的確定筆者通過(guò)查閱有關(guān)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)并結(jié)合相關(guān)規(guī)定，我們可以獲悉；如果一個(gè)變電所對(duì)外輸出電壓達(dá)到或者超過(guò)3種時(shí)，則如果該變電所中主變壓器的各個(gè)繞組的功率已經(jīng)達(dá)到或者超過(guò)該變電所總體功率的15%及以上時(shí)，則此主變最好是采用三繞組的變壓器另外如果該變壓器的低壓輸出端盡管沒(méi)有帶載，然而如果計(jì)劃在此變電所中加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，該變電所的主變同樣最好采用三繞組的變壓器。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中筆者經(jīng)過(guò)研究確定選用三繞組變壓器。3.3.3主變阻抗和調(diào)壓方式的選擇查閱《電力供應(yīng)系統(tǒng)電力設(shè)計(jì)指引》的部分內(nèi)容后，我們可以指出：變電站電阻率與短路電流、繼電保護(hù)和非工作分布密切相關(guān).在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行綜合分析，選擇最重要的因素，對(duì)設(shè)備進(jìn)行比較計(jì)算，作出最后決定所需。3.3.4容量比變電所所用的大型變壓器有多種容量等級(jí)，通常有100/50/50及100/100/50以及100/100/100等，而由于電壓等級(jí)較高因此其容量并不會(huì)有太大的增加，因此其價(jià)格并不會(huì)由于容量的增加而有多大的變化，綜合考慮各因素筆者認(rèn)為最好選用100/100/100的容量比的變壓器。3.3.5變壓器各側(cè)電壓的選擇由于變電所所帶的負(fù)載與其之間有著不同的距離，而根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定的要求供電所所提供的電能應(yīng)該保證即便是由于線路過(guò)遠(yuǎn)電壓值有所下降，當(dāng)電壓值為其初始輸出電壓值的90%時(shí)，其最遠(yuǎn)處的用電負(fù)荷依然能夠獲得其所需要的額定電壓。為了達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，則在變壓器輸出電壓時(shí)就應(yīng)該在其末端用電設(shè)備所需要電壓值的基礎(chǔ)之上再調(diào)高10%的電壓，而用于線路最遠(yuǎn)端的變壓器由于其所接受的線路電壓已經(jīng)降低到自己的額定值，因此其一次側(cè)的電壓值就依據(jù)正常的額定電壓來(lái)選取。4電氣主接線設(shè)計(jì)4.1電氣主接線設(shè)計(jì)變電所主回路的電氣接線必須具備下列幾項(xiàng)：首先我們需要考慮到電路輸送的可靠性，只有電力輸送的可靠性，才可以保證我們的生命安全以及生產(chǎn)安全；其次，需要考慮到經(jīng)濟(jì)性的發(fā)展需求；電力輸送過(guò)程的靈活性也是一個(gè)我們必須充分考慮的因素之一；隨著經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，我們需要進(jìn)一步確定電力系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)建的可能性；所占用的田地面積最小等因素。4.2主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的基本問(wèn)題1）變壓器回路中的電路主回路是變壓器高壓傳輸回路，通過(guò)這種方式，電流的能量被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電平，并通過(guò)負(fù)載線傳輸，從而導(dǎo)致功率的轉(zhuǎn)換。正常工作需要使主回路嚴(yán)格按照預(yù)先規(guī)劃的電氣關(guān)系進(jìn)行連接，使其設(shè)計(jì)合理，直接影響整個(gè)電路的可靠性和穩(wěn)定性，以及其他一系列的電氣性能，因此在主布線施工前必須進(jìn)行仔細(xì)細(xì)致的設(shè)計(jì)。2）以上我們獲悉，變電站110kV輸電線路采用單母線連接的形式，而輸出回路中的輸出為2，而為了達(dá)到其中一個(gè)在維修狀態(tài)下的負(fù)載，可以通過(guò)另一個(gè)路徑獲得電力，可以采用如圖2種接線方式：方案一、單母線分段接線；方案二單母線接線。而該變電所的10KV電壓供電系統(tǒng)中帶有較多的供電回路，同時(shí)這些回路的電壓普遍不高且為直接送出，且其所帶負(fù)載有一級(jí)和二級(jí)兩種。在此種情況之下為了達(dá)到最好的供電效果，且當(dāng)其中一路處于檢修狀態(tài)時(shí)，負(fù)載可以通過(guò)另外一路獲得電能，最后筆者經(jīng)過(guò)研究提出2種方案，方案一、單母線分段的主接線形式；方案二、單母線形式。4.3主接線的設(shè)計(jì)步驟4.3.1110V電壓等級(jí)接線方式的確定圖3-1主接線方案表3-1110KV側(cè)主接線方案比較基本要求/方案方案1：?jiǎn)文妇€分段方案2：?jiǎn)文妇€可靠性1.不管其中一路有故障還是檢修等原因都能夠確保其用電設(shè)備持續(xù)供電。1.不能確保設(shè)備不間斷供電且不可靠。2.一旦有故障發(fā)生或者要檢修設(shè)備都需要停掉負(fù)載。靈活性1.有著較好的擴(kuò)展性能。2.結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但非常靈活。1.有著較好的擴(kuò)展性能。2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，然而靈活性不高。經(jīng)濟(jì)性1.所用空間不大。2.運(yùn)行費(fèi)用不高，投資不大，所需設(shè)備也不多。1.所用空間不大。2.運(yùn)行費(fèi)用不高，投資不大，僅需輕型設(shè)備且不多。通過(guò)對(duì)上述方案的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和擴(kuò)展性進(jìn)行深入比較，我們做出了最終決定，說(shuō)明110kV電廠電壓電路將采用單相連接電路.由于這種形式的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)可以擴(kuò)展，目前全國(guó)各行業(yè)的發(fā)展速度非?？?，必須事先為這方面的發(fā)展提供足夠的資金。此外，這種配電形式非常適合市區(qū)及郊區(qū)的電力供應(yīng)，因此，以這種形式最后確定主要的連接方案。4.3.210KV電壓等級(jí)主接線的確定為電廠10kV電壓系統(tǒng)的作者設(shè)計(jì)了兩種連接方案，最后，作者充分考慮了當(dāng)?shù)毓╇娤到y(tǒng)的特點(diǎn)和需求，以及當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和未來(lái)可能發(fā)生的經(jīng)濟(jì)變化，以及它們的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和擴(kuò)展性，以便最終以同樣的方式確定連接到一個(gè)部分的方式。經(jīng)過(guò)作者的全面考慮和認(rèn)真分析，決定以不同電壓等級(jí)的變電站主回路連接為最新方案（10kV系統(tǒng)和35kV電壓系統(tǒng)和110kV系統(tǒng)）。5配電裝置設(shè)計(jì)5.1配電裝置概述作為變電所重要的設(shè)備——配電裝置由測(cè)量和計(jì)量部分以及保護(hù)部分共同組成，它不但關(guān)系到該電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和先進(jìn)性，同時(shí)它也是為了響應(yīng)國(guó)家低碳節(jié)能以及節(jié)約能源號(hào)召的需要。5.2配電裝置型式選擇1）在選擇變電站時(shí)，充分考慮當(dāng)?shù)赜秒娏亢偷乩須夂虻纫蛩匾约皟r(jià)格因素。最后認(rèn)為，本變電站使用的配電裝置最好是室內(nèi)通用的。2）為確保配電的可靠性和穩(wěn)定性，如采用管狀母線配電裝置，最好采用懸掛或固定方式，而前者符合地震分布.此外，配電裝置必須滿足以下要求：1）在選擇和設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)設(shè)備時(shí)，不僅要考慮電氣因素，而且要考慮國(guó)家有關(guān)政策和法規(guī)，例如，作為我國(guó)對(duì)土地規(guī)劃的要求.2）必須確保其可靠性。為確保電氣設(shè)備運(yùn)作暢順，在選擇和設(shè)計(jì)電氣設(shè)備時(shí)，必須符合有關(guān)的要求，例如安全距離要求。3）亦應(yīng)考慮操作及日后服務(wù)的簡(jiǎn)單和方便。4）經(jīng)濟(jì)性是確保電氣性能符合國(guó)家要求的一個(gè)方面。5.3不同電壓等級(jí)的配電裝置設(shè)計(jì)和選型1）110KV電壓等級(jí)回路該變電所所供給的用電負(fù)荷主要是臨近的城市，且為了考慮到未來(lái)發(fā)展和拓展的需要，及檢修操作的方便性以及電氣供電回路的可靠性，最好采用高度自動(dòng)化的全室內(nèi)方式。2）10KV電壓等級(jí)回路對(duì)于10KV回路供電系統(tǒng)，也經(jīng)過(guò)許多適合內(nèi)部配置的考慮，最好是KYN44-12手持機(jī)操作方便穩(wěn)定，配有裝甲高壓柜，這些配電柜提供了對(duì)面的雙排布置，電纜溝，兩對(duì)高壓機(jī)柜連接在輪胎之間的橋梁上。6防雷擊保護(hù)6.1變電所的直擊雷保護(hù)由于直接雷擊是變電站導(dǎo)電部分的直接雷擊分支，我們知道普通雷擊能達(dá)到數(shù)億甚至數(shù)億伏，而如此高的電壓，如果流入變電站電路，勢(shì)必對(duì)變電站的整個(gè)供電系統(tǒng)造成極大的危害。因此，即使所有控制回路都可能癱瘓，為了避免這種情況，我們必須在考慮到它們的釋放措施的情況下，建造變壓器變電站，并安裝避雷針和避雷針，確保供電設(shè)施的安全.我國(guó)有關(guān)電氣法規(guī)規(guī)定：（1）對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的變電站，安裝避雷針時(shí)，通常會(huì)在變電站的設(shè)計(jì)中安裝避雷針。但是，如果變電站所在地區(qū)發(fā)生土壤電阻率，則必須單獨(dú)安裝避雷針以防止雷擊。2）對(duì)于60kV電壓的配電系統(tǒng)，我們根據(jù)區(qū)域內(nèi)土壤的阻力程度安裝不同的避雷針，如果可以直接安裝在變電站結(jié)構(gòu)中；而如果，那么避雷針最好是獨(dú)立的；在安裝避雷針時(shí)，我們亦須考慮其防護(hù)間隔及高度等參數(shù)及因素，以及所需的數(shù)量。保護(hù)措施：1）110kV開(kāi)關(guān)設(shè)備；架空線路上可安裝避雷針（網(wǎng)），使受保護(hù)的建筑物或線路受到避雷針的保護(hù)。2)主變壓器：裝設(shè)避雷針3)屋外導(dǎo)線：裝設(shè)獨(dú)立避雷針4)空間高度超出45m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼構(gòu)建筑物，都應(yīng)采用防側(cè)雷和等電位的保護(hù)措施6.2雷電過(guò)電壓波的防護(hù)保護(hù)措施：為了防止線路出現(xiàn)過(guò)電壓我們?cè)谧冸娝O(shè)計(jì)時(shí)還必須要考慮到裝設(shè)筏式避雷器，其能夠有效限制過(guò)電波的輻值。在入戶應(yīng)加設(shè)合適規(guī)格的避雷器，為了使其有效且可靠的發(fā)揮作用，應(yīng)該將其另外一端和該變電所的接地系統(tǒng)形成等電位連接，且最后必須和大地相連且最后的接地電阻經(jīng)測(cè)量不應(yīng)大于30。1.應(yīng)在所有電壓等級(jí)（10kV和110kV系統(tǒng)）的回路中安裝適當(dāng)?shù)谋芾灼鳌?.避雷針應(yīng)安裝在變電站10KV系統(tǒng)電壓線的一個(gè)相上或主變壓器的中性點(diǎn)上；3.110kV電源電路中的避雷器必須安裝在所有階段，因?yàn)樵撾妷旱燃?jí)的電源系統(tǒng)的每個(gè)階段都是按級(jí)隔離的。下面是該變電站的防雷設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。首先是保護(hù)范圍計(jì)算：依照表中所列的公式：表6-1保護(hù)半徑計(jì)算公式表建筑物高度rx的計(jì)算公式選避雷針高度，本設(shè)計(jì)取h=32m則P==0.97保護(hù)半徑為：兩針之間的保護(hù)范圍用公式：設(shè)則所以所以只要在被保護(hù)物的水平面上各個(gè)雙針的均在，那多針組成的多邊形中間部分都在聯(lián)合保護(hù)范圍之內(nèi)，最后，我們發(fā)現(xiàn)為了確保整個(gè)變電站不受雷擊的影響，變電站四角至少應(yīng)安裝四根高達(dá)5米或以上的避雷針，最后一條接地線與變電站重要裝置之間的距離至少為3米，如果變電站周圍有足夠高的照明塔，為了節(jié)省成本和方便維護(hù)，兩個(gè)功能都可以合并?？偨Y(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)110KV變電站一次設(shè)計(jì)的要求我們分別對(duì)主變的選擇及短路電流的計(jì)算以及變電所的防雷設(shè)計(jì)等做了具體分析。隨著科技的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人們對(duì)電力的需求日益增大對(duì)電能質(zhì)量的要求不但提高。這就要求我們的電力系統(tǒng)有足夠的可靠性，我們?cè)诮ㄔO(shè)變電站時(shí)為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行不至于受外界條件的影響，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了全室內(nèi)變電所，本變電所的優(yōu)點(diǎn)在于它不因天氣的變法而導(dǎo)致無(wú)法對(duì)電力系統(tǒng)的檢修。在設(shè)計(jì)母線的運(yùn)行方式時(shí)，充分考慮到可靠性以及經(jīng)濟(jì)