110kV降压变电所电气一次部分设计

I成人教育学院毕业设计(论文)论文题目:变电站电气一次系统设计专业:姓名:学号:日期:II内容提要随着电力体制改革的进一步深化，电网建设得到了迅速发展，为了适应市场机制，提高经济效益，促进电网安全稳定运行，越来越多的变电站实现了无人值班。实践表明，无人值班方式增强了设备可靠性，简化了生产管理环节，降低了电力建设造价，推动了供电网络运行科学化管理。因此，变电站实行无人值班已成为电网发展的必然趋势。本设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，采用无人值班管理模式和综合自动化控制方式。本设计一次部分严格按照无人值班变电站设计规程的规定进行设计。该变电站装设两台主变压器，站内电气主接线分110kV和10kV两个电压等级，110kV和10kV接线同样采用单母线分段接线方式。本设计正文分设计说明书和设计计算书两个部分：设计说明书包括概述、电气主接线方案的比较和确定、变压器选择、短路电流计算说明、电气设备及导线选择。设计计算书包括短路电流计算、电气设备选择及校验。关键词：110kV变电站；电气主接线；电气设备IIISummaryWiththefurtherin-depthofelectricpowersystemreform,electricnetworkconstructionhasbeendevelopedrapidly.Inordertoadaptthemarketmechanism,increaseeconomicbenefit,promotetheelectricnetworkbeingsafetoberunsteadily,moreandmoreunattendedsubstationshavebeenrealized.Practiceindicates,theunattendedwayhasstrengthenedthedependabilityoftheequipment,simplifiedthelinkofproductionmanagement.Itreduceselectricpowerbuildfabricationcostandpromotepowernetworkmanagerunscientific.So,thesubstationimplementsunattendedmodehasalreadybecometheinexorabledevelopmenttrendofelectricnetwork.Thisdesignisfortheelectricdepartmentdeviceofthe110kVhigh-voltagesubstationtoadoptunattendedmanagementmodeandintegratedautomationsystem.Thedesignabidestrictlytherulesoftheunattendedsubstationdesignregulations.Thistransformersubstationinstallstwomaintransformers,inthestationtheelectricalhostmeetslinesegment110kVandthe10kVtwovoltagesranks,the110kVand10kVadoptsectionalizedsinglebus.Thismaintextofthedesignisdividedintotwoparts,includingthedesigninstructionbookletandthedesignaccountbook.Thedesigninstructionbookletincludesoutline,thecomparisonandstudy-outofmainconnectiondesign,transformerchoice,short-circuitcurrentcomputationexplanation,theselectionsoftheelectricequipmentsandleads.Designaccountbookincludingshort-circuitcurrentcomputation,electricalequipmentchoiceandverification.Keywords:110kVsubstation；theelectricalhostmeetsline；electricalequipmentIV绪论随着电力系统的不断发展，人们对电网调度自动化系统的要求也越来越高。变电站无人值班和综合自动化成为当前电网调度自动化领域的热点。变电站无人值班和综合自动化是通过计算机网络和通信网络对变电站实行全方位监控操作，可提高电力系统现代化管理水平，达到减人增效、增收节支的目的。变电站无人值班工作早在1958年就在我国掀起了一阵高潮。当时许多供电局在35～110kV变电站进行了改造，由调度所或基地站进行远方监视和控制。后因技术、经济和管理体制上的种种原因，除极少数企业在技术条件很差的情况下，还在部分变电站坚持无人值班外，大部分停止了这种尝试。经过几十年的发展，电网装备技术和运行管理水平、人员素质等各方面取得了很大提高。这些条件为无人值班工作的推广和普及提供了坚实的基础。近年来，地区220kV及以下变电站一律按照无人值班的管理方式兴建。国内常规设计的有人值班变电站是依据原电力部颁发的《变电所设计技术规程》，《火力发电厂，变电所二次接线设计技术规定》以及国家标准《变电所设计规范》等而设计的，变电站所有一次，二次设备，继电保护及安全自动装置的运行管理，是靠在变电站运行值班的人员来完成的。这样，运行值班人员的技术水平，运行经验与责任心，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。而无人值班变电站就是要通过对变电站一系列的技术改造，把分散在各个变电站的运行管理变成更有效的集中管理。在无人值班变电站一次部分设计中，如设计步骤、短路电流计算和设备选择与校验等与常规设计基本相同。与常规设计不同的是无人值班变电站设计要求接线简单，设备须无油化、先进化和免维护。二次部分中，无人值班变电站主要采用了“四遥”的远方控制，它将变电站内的运行状况通过通讯网传向远方控制中心，由远方调度统一控制，设备监控实现微机自动化。这样，大大减少了工作运行人员的误操作几率，也使管理统一方便，更重要的是提高了自动化水平，使电网更加经济、灵活、稳定、安全。在本次设计中，充分吸取了很多老师的教学经验和宝贵意见，并承邵阳电力勘测设计院提供了不少有益资料，在此一并谨致诚挚谢意。限于设计者的专业水平有限，难免会出现错误和不足之处，热诚希望老师批评指正。1第一部分设计说明书1设计原始资料1.1待建站的基本情况1.1.1建站目的根据某地区电力系统的发展和负荷增长的需要，拟建一个110kV变电站，向该地区10kV用户供电。1.1.2站区自然条件（1）变站地处平原。（2）电阻率=1.79*10000Ω/cm2（3）年最高气温42℃,平均气温25℃,最热月土壤最高气温:t=25℃。（4）污染程度：轻级（5）年雷暴日数：30日/年（6）无霜期在270天以上，多年平均降水量1100～1500毫米1.1.3变电站规模和电力系统情况（1）变电站性质：110kV变电站。（2）系统供电到110kV母线上，10kV侧无电源，系统阻抗归算到110kV侧母线上Ub=Uav,Sb=100MVA，系统110kV侧时X110=0.08。（3）110kV最终两回进线两回出线。每回出线输送容量为40MVA。（4）10kV出线最终18回，本期14回，备用4回，Tmax=5400小时。（5）该地区负荷情况:（6）根据当地电力系统情况和远景规划，负荷增长率为2%，10kV负荷的具体参数如表1.1所示。表1.110kV负荷具体参数表电压等级回路名称近期最大负荷（MW）功率因数Cosφ回路数线路长度（km）供电方式夏季Smax=55MVAcos=0.8Smin=49MVAcos=0.8冬季Smax=39MVAcos=0.85Smin=33MVAcos=0.85210KV1#30.85110电缆2#40.8519电缆3#20.8518电缆4#40.85111电缆5＃30.8515电缆6＃40.8514电缆7＃20.8016电缆8＃30.8015电缆9＃30.8513电缆10＃20.8017电缆11＃40.8016电缆12＃20.8518电缆13#30.8514电缆14#20.8515电缆15#30.8517电缆16#20.8515电缆17#40.8516电缆18#20.8514电缆1.2设计任务（1）变电站电气主接线的设计（2）主变压器的选择（3）短路电流计算（4）主要电气设备选择与校验（5）屋内外配电装置的确定（6）防雷保护的确定及地网的设计32电气主接线设计2.1电气主接线的设计原则和要求变电所电气主接线系指变电所的变压器，输电线路怎样和电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。2.1.1主接线的设计原则（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线的主要因素。不论是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式来确定主接线的形式以及所连接的电源数和出线回数。（3）考虑负荷的重要性和分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，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；对二级负荷，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。三级负荷一般只需一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此对主接线的可靠性、灵活性的要求也比较高。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、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电器主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。2.1.2主接线设计的基本要求4根据《GB50059-1992》、《DL/T5031-1999》中有关规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求”。（1）可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的运行工作，以保证对用户不间断供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践，经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，优先采用。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次设备部分在运行中可靠性的综合。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。可能一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能就不是可靠的。评价主接线方式可靠的标志是：①断路器检修时是否影响供电。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，以及能否保证对重要用户的供电。③变电所全部停电的可能性。④有些国家以每年用户不停电时间的百分比来表示供电可靠性，先进的指标都在99.9％以上。（2）灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。①调度时，应可以灵活地投入和切