110KV降压变电站的设计讲解

论文摘要摘要随着社会的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳定性，可靠性和持续性。然而电网的稳定性，可靠性，持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠，操作灵活，经济合理，扩建方便。出于这几个方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站，此变电站有三个电压等级：高压侧电压为110kV，有4回进线，中压侧电压为35kV，有8回出线，2回备用，低压侧电压为10kV，有10回出线，2回备用。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择两台SFSZ9-63000/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型，设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单，方便，经济合理，具有扩建的可行性和改变运行方式时的灵活性，使其更加贴合实际，更具现实意义。关键字：降压变电站设计电气主接线短路电流计算论文摘要ABSTRACTwiththedevelopmentofsociety,people'srequirementfortheelectricitysupplyismoreandmorehigh,especially,thestabilityofelectricity,thecredibilityofelectricity,thekeepofelectricityHowever,thestabilityofpowergrid,thecredibilityofpowergrid,thekeepofpowergridbedecidedbythereasonabledesignandallocationoftransformersubstation.Atypicaltransformersubstationmodelberequestedtohavereliableelectricequipments,operatevividly,reasonableeconomy,extendconveniently.Proceedfromthisseveralconsiderations,IdesignaStep-downsubstation,thisStep-downsubstationhasthreeelectricvoltagegrades:Thehighvoltagesideisa110kV,whichhave4enteredlines,theintermediatesidevoltageis35kV,thereis8outlinesand2sparelines,thelow-pressuresidevoltageis10kV,thereis10outlinesand2sparelines.Tothereasonablechooseofthemainequipmentsinthetransformersubstationatthesametime.ThedesignchoosestwoSFSZ9-63000/110lordtransformers,otherequipments,suchstationtransformer,Circuitbreaker,insulationswitch,Currenttransformer,HighVoltagefuseandRelayprotectiondeviceetc.accordingtoconcretelyrequirementtochoosetype,designandinstall,hardlytrytoattaincirculatecredibility,operatesimplyandconveniently,reasonableeconomy,havepossibilityandvividlychangestocirculatewayofextension,makeitmoresticktomatchphysically,haverealisticmeaningmore.Keywords:Step-downsubstationdesignthemainelectricalwiringShort-circuitcurrentcalculation论文目录目录1.设计任务书·····················11.1变电所的规模·······················11.2变电所的基本数据·····················11.3自然条件·························31.4设计应解决下列问题····················32.变电站的总体分析··················42.1背景和意义························42.2工程概况·························53.负荷计算及主变压器选择···············63.1负荷计算·························63.2主变压器的选择······················83.3所用变压器选择······················114.电气主接线设计···················154.1设计原则·························154.2主接线的设计要求·····················154.3方案比较·························165.短路电流计算····················265.1短路电流计算的目的····················265.2短路电流计算的一般规定··················265.3短路电流计算·······················276.高压电气设备的选择·················346.1选择条件·························346.2母线的选择与校验·····················356.3互感器的选择·······················396.4断路器与隔离开关的选择··················436.5主要电气设备的选择与校验·················457.继电保护的配置···················507.1变压器的继电保护·····················50论文目录7.2母线保护·························527.3线路保护·························537.4自动装置·························538.防雷保护及接地装置·················558.1防雷保护措施·······················558.2进线保护·························588.3防雷设计·························59总结·························62参考文献·······················63附录Ⅰ英文资料···················64附录Ⅱ英文资料翻译·················72论文设计任务书11.设计任务书1.1变电所的规模本次变电所设计为一次区域性变电所，供给附近地区的工业，农业，和居民用电。本期工程一次建成，设计中留有扩建的余地。考虑到实际情况，先建35KV出线8回，2回备用，10KV侧10回出线，2回备用。1.2变电所的基本数据（1）110KV侧基本数据共4回进线，分别通过双回路与系统S1和S2相连，S1对本所110kV母线的短路容量为1500MVA，S2对本所110kV母线的短路容量为1200MVA；（2）35kV侧基本数据35kV的负荷数据如下(表1.1)，其中一级负荷30%，二级负荷50%，三级负荷20%。最大负荷利用小时数为5000小时，同时率为0.8，线损率5%。表1.135kV的负荷数据负荷名称最大负荷（kw）功率因数回路数出线方式长度（km）机床厂80000.92电缆线10化工厂50000.852架空线15食品厂28000.851电缆线8造纸厂60000.92架空线20纺织厂45000.851架空线12论文设计任务书2（3）10kV侧基本数据10kV侧出线共计10回，均为电缆线，每回负荷1800kVA，均为三级负荷，负荷功率因数为0.8，最大负荷利用小时数5000h。（4）站用负荷站用负荷如下(表1.2)所示表1.2站用负荷数据序号名称额定容量（kW）功率因数安装台数工作台数备注1污水泵350.8511周期性2空压机5.50.911经常性3空调2.50.822经常性4蓄电池及装置通风30.8533周期性5交流焊机100.611周期性6检修间120.811经常性7办公设备0.50.8544经常性8照明20经常性9生活水泵8经常性10采暖及其他15周期性论文设计任务书31.3自然条件所址位于平原，无污秽，土壤电阻率400Ω.m。年最高气温39摄氏度，年最底气温-7摄氏度，年平均气温18摄氏度主导风向夏南，冬西北，最大风速20m/s1.4设计应解决下列问题（1）变电站的总体分析（2）负荷计算（3）选择变压器的台数、型号、参数。（4）电气主接线设计。拟定2~3个主接线方案，进行技术和经济技术比较，选择电气主接线方案。（5）计算短路电流。短路计算条件的确定原则和计算结果，写入正文。短路计算的过程，写入计算书。（6）高低压电气设备的选择。各电气设备的选择和校验步骤，最后确定的设备型号，列表显示主要参数的铭牌值，写入正文。各电器设备选择和校验计算过程写入计算书。（7）继电保护装置。论文变电站的总体分析42.变电站的总体分析2.1背景和意义变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的重要环节，起着变换和分配电能的作用。110kV区域降压变电所是电网建设和电网改造中非常重要的技术环节，所以做好110kV变电所的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110kV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射，无线电干扰和噪声等环保问题，电能质量等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素，这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110kV变电所需要采用节约资源的设计方案，要克服通信干扰和噪声，既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单，资源再利用率高的要求。110kV变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，110kV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，110kV变电所应从电力系统整体出发，力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置，节约资源、安全环保的设计方案。基于此，我以节约资源、保护环境、设计高安全、高质量的110kV变电所为目的，从负荷计算，主接线形式确定，设备选择和配电装置等方面提出了设计思路。论文变电站的总体分析52.2工程概况根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建设变电所的必要性，然后通过对拟建变电站的概括及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及所用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，然后根据短路电流及冲击电流进行相关的校验，从而完成了110kV降压变电所的设计，并力求在可靠性的前提下，做到运行操作简