110kV变电站设计(毕业论文)DOC

中国矿业大学毕业设计2015年1中国矿业大学毕业设计题目：110kV县城变电站设计姓名___杜红旗____学号__146120080专业机电一体化指导教师____田丰____完成时间2014年12月5日中国矿业大学毕业设计2015年2摘要电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线应合理。1.1主接线要求主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、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。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，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，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。中国矿业大学毕业设计2015年3目录引言……………………………………………………………………04第一章负荷分析……………………………………………………05第二章主变的选择…………………………………………………082.1主变台数……………………………………………………082.2主变容量……………………………………………………082.3主变形式……………………………………………………08第三章线路及变压器回路的计算…………………………………10第四章系统电压等级中性点运行方式选择………………………124.1110kV侧……………………………………………………124.210kV侧……………………………………………………12第五章电气主接线的选择…………………………………………13第六章短路电流计算………………………………………………15第七章电气设备选择………………………………………………197.1110kV侧设备选择…………………………………………197.210kV侧设备选择…………………………………………21第八章配电装置的布置……………………………………………308.1布置原则……………………………………………………308.2所用变压器的布置…………………………………………30中国矿业大学毕业设计2015年48.3高压开关柜的布置…………………………………………308.4全所整体布置………………………………………………31第九章电气二次部分………………………………………………329.1总的要求……………………………………………………329.2继电保护及自动装置………………………………………32第十章结论…………………………………………………………33致谢……………………………………………………………………34参考文献………………………………………………………………35中国矿业大学毕业设计2015年5引言随着我国工业的发展，各行业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。变电站是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能。变电站的安全运行对电力系统至关重要，本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、接线图的绘制以及防雷与接地设备的选择等步骤、最终确定了110kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷。通过本次毕业设计，达到了巩固《发电厂电气部分》及相关课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。务求使我们更加熟悉电气主接线，短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平，培养综合能力。我们要继续在电力方面深入研究学习，争取为中国的电力事业贡献我们的力量。中国矿业大学毕业设计2015年6第一章：负荷分析本次待设变电所均为10kW出线的负荷,且负荷所有出线一次上全部上完.根据任务书里给出的有功负荷和功率因数,可通过Q=Ptg(cos-1Φ)算出各线无功如下：电压(kV)负荷名称最大负荷(KW)回路数供电方式每回线长度kmCosΦ无功Q(kVar)10震原线10001电缆1.50.875010凛苑线10001电缆1.20.85619．7410长舍线10001电缆1.60.875010东林印刷25002架空30.8187510彩岭化纤25002电缆1.50.851549.3610虹桥绸厂25002电缆1.10.83168010A服装厂20002电缆1.50.841291.8710B毛纺厂25002架空1.60.811809.9710C机械厂30002电缆1.30.8225010金海集团30002电缆1.50.851859.2310青江宾馆25002电缆20.8187510临抗线7501电缆1.50.79582.0610东园线8001电缆0.90.78641.8310繁河线8001电缆1.20.860010庆连线7501电缆0.80.8562.510前站水厂40002架空3.20.783209.13ΣP=30600KWΣQ=21905.69KVar此过程为：震原线：P1=1000KWQ1=1000tg(cos-10.8)=750kVar凛苑线：P2=1000KWQ2=1000tg(cos-10.85)=619.74kVar长舍线：P3=1000KWQ3=1000tg(cos-10.8)=750kVar东林印刷：P4=2500KW中国矿业大学毕业设计2015年7Q4=2500tg(cos-10.8)=1875kVar彩岭化纤：P5=2500KWQ5=2500tg(cos-10.85)=1549.36kVar虹桥绸厂：P6=2500KWQ6=2500tg(cos-10.83)=1680kVarA服装厂：P7=2000KWQ7=2000tg(cos-10.84)=1291.87kVarB毛纺厂：P8=2500KWQ8=2500tg(cos-10.81)=1809.97kVarC机械厂：P9=3000KWQ9=3000tg(cos-10.8)=2250kVar金海集团：P10=3000KWQ10=3000tg(cos-10.85)=1859.23kVar青江宾馆：P11=2500KWQ11=2500tg(cos-10.8)=1875kVar临抗线：P12=750KWQ12=750tg(cos-10.79)=582.06kVar东圆线：P13=800KWQ13=800tg(cos-10.78)=641.83kVar繁河线：P14=800KWQ14=800tg(cos-10.8)=600kVar庆连线：P15=750KWQ15=750tg(cos-10.8)=562.5kVar前站水厂：P16=4000KWQ16=4000tg(cos-10.78)=3209.13kVar因此:Pi=1000+1000+1000+2500+2500+2500+2000+2500+3000+3000+2500+750+800+800+750+4000=30600KWQi=750+619.74+750+1875+1549.36+1680+1291.87+1809.97+2250+1859.23+1875+582.06+641.83+600+562.5+3209.13=21905.69kVar中国矿业大学毕业设计2015年8考虑负荷同率，取0.9S’=T22)()(QiPi=0.92269.2190530600=33869.42KVA考虑增长，按5-8年计，（所用变太小可忽略不计算）则S=S’(1+7%)8=33869.42(1+7%)8=33869.42×1.71818618=58193.97KVA中国矿业大学毕业设计2015年9第二章：主变的选择主变的台数、容量、形式的选择直接影响到电气主接线和配电装置的布置以及系统的安全经济运行。此外，主边的选择还应根据5-8年的发展规划、馈线回路数、电压等级等因素。2．1主变台数：如果设置一台主变，那当主变故障或者检修时，将造成全所停电，无法保证供电可靠性，如果设置三台及以上主变，尽管满足供电可靠性，但是接线方式复杂，运行维护工作量大且成本高备用容量下降。装设两台变压器既满足了供电性又符合了投资的经济性，因此本次待设变电所选择两台主变压器。2．2主变容量：主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当断开一台主变压器时，另外一台的容量应不小于65%的全部负荷，并应该保证用户的一、二级负荷。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。2．3主变的形式2．3．1一般3-330kv变电系统均采用三相变压器，因为因为一台三相式较同容量的三台单相式投资小，占地少，损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。2．3．2待设变电所只有110KV和10KV两个电压等级所以采用双绕组变压器2．3．3由于次待设变电所工业用电占了很大一部分，用户对电压质量要求比较高，并且负荷波动比较大，而有载调压的变压器分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，能提高供电质量同时又能稳定系统电压，所以采用有载调压的变压器。2．3．4考虑到待设变电所的地理环境是在城市西北部且东面靠近居住区，所以决定采用自然冷却的方式，同时也增加变压器的散热面积以及散垫片数。2．3．5我国电力系统绕组的接线方式只有星形和三角形两种。110KV系统一般采用“Y”接法，同时为了抑制三次谐波对电源的影响，10KV侧采用“△”接法。故连接组别采用Yn·d112．3．6变压器中性点经一个隔离开关接地，这样可以更灵活地控制系统的运行方式，使系统更安全的运行。综合上述：选用型号为SZ9-40000/110的主变压器，它的技术参数如下：中国矿业大学毕业设计2015年10型号额定容量(kVA)额定电压(kV)空载电流(%)空载损耗(kW)负载损耗(kW)阻抗电压(%)连接方式高压低压SZ940000110±8×1.25%10.51.050.517412.5YNd11中国矿业大学毕业设计2015年11第三章：线路及变压器回路的计算3．1：10KV出线IFmax=cos305.1NUP1.震原线：IFmax=8.0103100005.1=75.78A2.凛苑线：IFmax=85.0103100005.1=71.32A3.长舍线：IFmax=8.0103100005.1=75.78A4.东林印刷：IFmax=8.0103250005.1=189.44A5.彩岭化纤：IFmax=85.0103250005.1=178.52A6.虹桥绸厂：IFmax=83.010325