35KV无人值守变电站设计毕业论文内涵主接线图我的任务书参考负荷

河南城建学院本科毕业设计（论文） 摘要I摘 要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。本文主要进行 35KV/10KV 无人值班降压变电站的设计。35kV 变电所综合自动化系统主要为无人值班形式，其设计应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。因此,本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。整个设计过程包括变电站电气主接线的设计和选择、短路电流的计算、主变压器和电器设备的选择。其中电器设备的选择主要包括：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线导体、避雷器、高压熔断器等。本设计简单介绍了采用综合自动化设备实现变电站无人值班。关键词： 降压变电站， 电气部分设计， 无人值班， 综合自动化 河南城建学院本科毕业设计（论文） AbstractIIAbstractWith the development of our industry, all industries increasing demand for power system reliability and stability. The substation is connected to the intermediate links of the power system to bring together the power, lift voltage and distribution of electric energy. The safe operation of the substation power system is critical. In this paper, the design of the step-down substation 35KV/10KV unattended.The 35kV substation integrated automation system for unattended, its design should be subject to the overall design of the power grid dispatch automation, configuration, features include layout of the equipment shall meet the power grid safety, quality, economy of operation and information layered transmission, sharing of resources principle. Therefore, the design we will use this as the design guidelines to expand the design work.The entire design process including the choice of design and selection of the main wiring of the electrical substation, short-circuit current calculation, the main transformer and electrical equipment. Which the choice of the electrical equipment including: circuit breakers, isolating switches, current transformers, voltage transformers, bus conductors, surge arresters, high voltage fuses, etc. The simple design of integrated automation equipment unattended substation.Keywords: step-down substations，electrical part of the design，unattended，integrated automation河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录III目录摘 要 .IAbstract .II1 绪 论 .11.1 原始资料 .11.2 课题的目的和意义 .11.2.1 提高了运行可靠 .21.2.2 加快了事故处理的速度 .21.2.3 提高了劳动生产率 .21.2.4 降低了建设成本 .21.3 国内外无人变电站综述 .31.4 无人值班变电站设计应注意的问题 .31.4.1 变电站自动化系统的设计原则 .31.4.2 主接线和平面布置 .41.4.3 一次设备选型 .41.4.4 直流系统 .41.4.5 系统的抗干扰能力和自诊断功能 .41.4.6 继电保护的配置 .42 35KV 总降压变电所设计 .62.1 设计指导思想 .62.2 主接线的选择 .72.2.1 电气主接线的含义和满足的要求 .72.2.2 本设计所选择的主接线方案及其选择理由 .72.3 主变压器的选择 .82.3.1 主变压器台数的选择 .82.3.2 主变容量的确定 .92.3.3 主变压器接线形式的选择 .102.3.4 结论 .112.4 所用变压器的选择和所用电的设计 .112.5 短路电流的计算 .122.5.1 概述 .122.5.2 短路计算的目的 .132.5.3 短路电流实用计算的基本假设 .132.5.4 短路电流实用计算步骤 .142.6 主要电气设备的选择及校验 .172.6.1 高压电气选择的一般原则 .182.6.2 按正常工作条件选择导体和电器 .182.6.3 按短路情况校验 .192.7 高压开关柜中断路器及隔离开关选择及校验 .202.7.1 额定电流的计算 .202.7.2 高压断路器及隔离开关的选择结果及校验 .202.8 高压开关柜电压互感器、电流互感器及高压熔断器的选择 .25河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录IV2.8.1 电流互感器的选择和校验 .252.8.2 电压互感器的选择 .272.8.3 高压熔断器的选择 .282.9 母线的选择及校验 .292.10 本设计所选择的配电装置及选择理由 .312.11 变电所的防雷保护规划 .332.12 10kV 中性点接地设计 .342.13 无功补偿 .363 变电站综合自动化系统及微机监控系统设计 .383.1 变电站综合自动化技术介绍 .383.1.1 变电站综合自动化概述 .383.1.2 变电站综合自动化的优越性 .393.1.3 变电站综合自动化的基本功能 .393.2 变电站综合自动化系统的发展及结构形式 .403.2.1 变电站综自系统发展的基本趋势 .403.2.2 变电站综合自动化系统结构形式 .403.3 SC-2000 型分散式变电站综合自动化系统 .423.3.1 概述 .423.3.2 SC-2000 系统组成： .433.3.3 SC-2000 系统结构配置 .453.3.4 SC-2000 系统技术特点： .463.3.5 SC-2000 系列数字保护监控装置功能介绍 .543.3.6 主要设备清单 .553.4 遥视警戒系统 .553.4.1 系统设计原则 .563.4.2 系统构成 .563.5 烟、温报警系统及自动消防系统 .573.5.1 变电站的火灾探测、报警系统 .583.5.2 变电站的灭火系统 .583.5.3 防火封堵装置 .60参考文献 .62致 谢 .63附录 A 35KV 无人值班变电所主要电气设备清单 .64附录 B 35KV 无人值班变电所电气主接线图附录 C SC-2000 型分散式变电站综合自动化系统结构配置图附录 D 电气总平面布置图河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录V河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论11 绪 论1.1 原始资料本工程为满足某区域对电力的需求，经系统规划设计，论证新建一座 35kV终端变电站。变电站安装两台 3150kVA 变压器。电压分为 35kV、10kV 两个电压等级。35kV 侧进线一回，10kV 出线六回，最大负荷 4500kVA，最大一回负荷为1000KVA，各侧功率因数 COS 及最大负荷小时数为：35KV 侧 Tmax=4200 小时年 COS=0.85。查表损耗小时数 T=2800 小时10KV 侧 Tmax4500 小时年 COS=0.8。查表损耗小时数 T=3150 小时35KV 侧电源近似为无限大电源系统，以 100MVA 为基准容量，归算到本所35KV 侧母线阻抗标幺值为 0.2 。本所环境要求：本所所在地地势平坦，交通便利、空气无污染。该地区最热月平均气温为28，年平均气温 16，绝对最高气温 40，土壤最热平均月气温 18，风速为 25ms。微风风速小于 5ms。该所位于生荒土地，便于进出线等诸多方面的考虑。且考虑有视野较宽阔，有足够的间隔。1.2 课题的目的和意义随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源的利用的认识越来越来越重视，电力系统在整个行业中所占的比例逐渐增大，现代电力系统是一个巨大的，严密的整体，电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。变电站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中间环节，起着变换和分配电能的作用，建国以来，我国的成像供电事业得到了迅速发展，同时也经历了一个不断认识、提高、完善的过程。随着综合自动化技术的出现与实用, 微机保护技术的成熟, 数字通信技术与光纤的广泛应用, 计算机网络的发展及调度自动化系统的完善, 为变电站的综合自动化控制提供了坚实的技术基础, 它克服了传统变电站二次系统的固有缺点, 适应了现代电力系统发展的需要。人们开始感觉到变电站无人值班已经有了可能, 河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论2再无必要配置固定值班人员。加上我国社会主义市场经济的发展, 追求高效益已是企业的必要行为, 况且市场诸多价格因素的变化( 征地费、土建费、人员福利、工资开支与设备价格的相对关系) , 变电站无人值班在经济上的优越性( 减少人员, 降低建设成本) , 便必然成为电力企业追求的目标。另一方面, 近年来国内市场上一系列高性能、长寿命, 免维护的一、二次设备( 包括直流电源) 的涌现, 也有助于促使变电站无人值班的实现。它是电力系统发展的必然趋势, 是高新技术应用的必然产物, 更是企业自身谋求高效益所必需的有效手段。变电站综合自动化是电力网及计算机技术发展到一定程度的产物, 是整个电力系统自动化工程中的重要一环。随着经济的发展及人民生活质量的提高, 对供电可靠性及供电质量不断提出更高要求: 减少发、变、送、配电损失, 降低运行维护成本, 提高经济效益的要求, 电力部门自身发展提出减人增效提高劳动生产力的要求, 改善运行人员生活条件,减轻运行人员劳动强度( 昼夜值班) 等等的要求, 都是促使电力系统自动化发展的重要因素。而变电站综合自动化的发展则为电力系统自动化的实现迈出了关键的一步。由于变电站综合自动化相对电厂综合自动化来说要容易实现, 因此变电站综合自动化首先在电力系统运行中得到发展和应用。可以预见随着科学技术的进步, 随着电力生产技术的进步, 电厂的生产运行也将由目前的局部自动化走向全面综合自动化, 同样将实现无人或少人值班。到那时实现整个电力系统运行自动化的理想将不是遥远的梦想。因此我们可以说变电站的综合自动化在电力系统自动化实践中有着重要意义。作为变电站运行管理一种新的模式, 变电站无人值班还有着非常明显的技术经济效益, 这在众多的文献中都有过肯定的阐述。概括起来, 变电站无人值班主要有以下优点：1.2.1 提高了运行可靠首先, 基于微机监控的遥控操作, 其实际统计误操作率比就地人工操作低得多; 其次 ,由于了解全局, 对操作意图最为明确的调度员直接操作, 其操作正确率将肯定高于变电站值班人员的现场操作。据文献介绍, 某供电局将有人值班改为无人值班后, 误操作率降低了 60%, 遥控的误动作率低于万分之一。1.2.2 加快了事故处理的速度调度员直接操作, 可大大加快事故处理或正常负荷转移的速度, 据资料报道, 平均每次操作可节省时间 10 min。1.2.3 提高了劳动生产率变电站无人值班, 减少了现场值班人员,因而提高了劳动生产率。减人的直接效果是减少了人员的工资奖金和福利开支, 此外, 还相应减少了生活设施建设, 河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论3减少了企业各种后勤保障负担。1.2.4 降低了建设成本无人值班变电站布局紧凑, 监控室小, 不建生活设施, 降低了建筑装饰标准, 因而占地少, 建筑面积小, 装饰费用低, 施工周期短, 从而有效地降低了建筑成本。1.3 国内外无人变电站综述在西欧、北美的发达国家及东亚的日本，不仅中低压的变电站，而且有些高电压等级的变电站(380kV 和 500kV 等级的变电站)也都采用了无人值班的运行方式，有的电力公司已实现 100%变电站无人值班。据介绍，这些国家在 20 世纪60 年代就已开始了无人值班变电站建设，到 20 世纪 70 年代已完成了变电站无人值班的改造。我国的无人值班变电站起步也比较早，早在 20 世纪 50 年代开展有接点遥信和频率式遥测远动技术的研究时，就以郑州和沈阳等供电局作为试点，并于1958 年在全国掀起了变电站无人值班的高潮，许多供电局的 35-110kv 变电站都撤了人。后来，由于技术、经济及管理体制上的原因，除郑州电业局等少数供电部门还在部分变电站坚持无人值班外，大都停止了这一尝试。随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，我国在电网调度自动化及远载技术的研究及产品开发方面取得了比较大的发展，特别是基于微机及工作站的 SCADA/EMS 系统、分布式微机远动装置和交流采样远动装置的开发成功奠定了变电站实现无人值班的基础。1994 年全国地调调度自动化专业工作组会议讨论通过并向国调中心提交的专题文件“关于扩展遥控和变电站无人值班的意见”，以及 1995 年 2 月 28 日召开的全国变电所无人值班研讨会，进一步促进了我国的无人变电站建设的进程。1996 年，全国电力系统第一座 110kV 综合自动化变电站福益站在邢台电网投入运行。1.4 无人值班变电站设计应注意的问题无人值班变电站除了应配置分层分布式微机监控系统、遥视警戒系统和完善的烟、温报警及自动消防系统外,在设计中还需要重视和解决好如下问题。1.4.1 变电站自动化系统的设计原则实施变电站无人值班是一项系统工程，它与电网规划、域网和农网改造，调河南城建学院本科毕业设计（论文） 绪论4度通信自动化有着密切的联系，必须因地制宜，基本设计原则就是在满足安全生产、经济运行的前提下，尽量减少工作量，新建变电站可尽量做到一步到位，老变电站根据需要作适当改。1.4.2 主接线和平面布置在满足安全可靠运行的前提下，尽量简化电气一次接线。110kV 可采用单母线分段，桥型接线，10-35kV 可采用单母线接线、单母分段接线。设备布置方式：35KV 屋内配电装置：使用 GBC-35 型手车式高压开关柜，屋内单列布置。此高压开关柜系三相交流 50HZ 单母线系统的户内屋内配电装置，作为接受和分配 35KV 及以下的网络电能之用，可选少油断路器和真空断路器，本设计选用真空断路器。10KV 的配电装置：10KV 配电装置因为电压较低，电气设备的体积，及最小安全净值 A、B、C 均较小，因而其显着特点是广泛采用屋内成套配电装置。1.4.3 一次设备选型应尽可能选择技术先进，安全可靠，免维护或少维护设备，并满足下列要求：主变压器应装有遥信、遥控接口的有载调压开关。10-35kV 断路器可选用 SF6 断路器或真空断路器，因电磁操动机构合闸电流较大，增加直流设备负担，最好采用弹簧储能机构。隔离开关应配有能满足遥信，闭锁要求的辅助开关，主变中性点地刀闸应配有电动操作机构。10-35kV 电压互感器也应配有性能可靠的消谐装置。各电