RM市110KV变电站一次部分设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 毕 业 设 计 论 文 题目： 110电站一次 部分设计 系 别： 电气与电子工程 专 业： 电气自动化技术 姓 名： 王雄 学 号： 122307131 指导教师： 程坦 河南城建学院 2010 年 05 月 26 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 第一章 某 110电站一次部分设计 . 1 电站的总体分析 . 1 10电站总体分析 . 1 荷分析及 计算 . 2 第二章 变电站设计 . 4 压器选择 . 4 变台数的确定 . 4 变容量的确定 . 4 变绕组数量 . 4 变绕组连接方式 . 5 变压器的调压方式和冷却方式选择 . 6 功补偿装置的设计 . 7 行补偿装置的意义 . 7 功补偿装置的设计 . 7 气主接线设计 . 9 气主接线的概况 . 9 接线的设计 . 10 接线中的设备配置 . 13 级配电装置的设计 . 15 电装置的要求 . 15 电装置的设计 . 16 平面布置设计注意事项 . 16 气设备的选择 . 18 气设备选择的概述 . 18 择设备的基本原则 . 18 断路器的选择 . 18 离开关的选择 . 20 露母线选择 . 20 10流互感器选择 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 压互感器的选择 . 22 压开关柜的选择 . 22 第三章 短路电流计算 . 28 3 1 短路电流计算的目的 . 28 路电流计算 . 28 第四章 变电站的保护整定设计 . 33 电保护 . 33 变压器保护 . 33 路保护 . 36 线保护 . 36 雷设计 . 37 雷设计原则 . 37 雷设计 . 39 总 结 . 42 致 谢 . 43 参考文献 . 44 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 某 110电站 一次部分设计 电站的总 体分析 10电站总体分析 本所位于 郊区。向市区工业，生活及郊区乡镇工 业 与农业用户供电，属于新建变电站。 110有两回出线。 具体 线路回数为： 110线 4 回 ， 2回备用 ； 35 回， 2回 备用 ； 10 2回 ， 2回 备用 。本所为 110电压等级为 11050 1、 地理位置 ： 本所位于市郊，毗邻公路，交通便利，周围是城市工业区。 2、 地形、地貌及地质 :所址海拔 200米，地势平坦，非强地震区；全线为黄土层地带，地耐力为 然容重 =291摩擦角 =23 ，土壤电阻率为 100 下水位值较低，水质良好，无腐蚀性。 3、 水文、气象 :年最高气温 +40 ，年最低气温 ，年平均气温 +14 ，最热月平均最高温度为 +30 ，土壤温度 25。 4、 系统情况如下图 ： 5、负荷情况 ： 待设变电所 10 3010 240 2001 20075c=j=1000 120d = 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 表 1电压 负荷 名称 每回最大负荷（ 功率因数 回路数 供电方 式 线路长度（ 35镇变 1 6000 架空 15 乡镇变 2 7000 架空 8 汽车厂 4300 架空 7 砖厂 5000 架空 11 10区变 1000 架空 5 纺织厂 1 700 电缆 3 纺织厂 2 800 架空 7 纺织厂 3 600 架空 4 加工厂 700 架空 5 材料厂 800 架空 2 荷 分析及计算 1、 一级负荷 ： 中断供电将造成人身伤亡的 负荷，将在政治、经济上造成重大损失的负荷，将影响有重大政治、经济意 义的用电单位的正常工作的负荷属于一级负荷。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所得不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 2、 二 级负荷 ：中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷，将影响重要用电单位的正常工作的负荷属于二级负荷。 3、 三级负荷： 不属于一、二级负荷者为三级负荷。 负荷计算： 1、 35 6000+7000+4300 2+5000 26600 000 000 300 2+ 5000 3606、 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1000 3+800 2+700+800 2+600+700 8200 000 3 00 00 2+800 2+ 60000 P 66002004800 Q=13606+以： S（ 348002+1/2 虑线 损、同时系数时的容量： S=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第二 章 变电站 设计 压器选择 变台数的确定 在供配电系统中，变压器的台数与供电范围内的用电负荷大小、性质、重要程度有关。 对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。 变容量的确定 1、主变压器容量一般按变电所建成后 5的规划负荷选择，并适当考虑到远期 10城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70 此变电所是一般性变电所。 有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为： S= 2814 以应选容量为 31500 变绕组数量 在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的 15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值： 高压侧： 26600+8200) 1500=0。 88压侧： 6600 1500=0。 68压侧： 200 1500=以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 变绕组连 接方式 变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有 Y, D， 高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。 Y,二次侧三相不平衡负荷出现时，由此产生的零序电流用于激磁，使铁心发热增加，严重时会导致变压器损坏，其二次侧负荷三相不平衡度不能大于 25%，因此， Y,连接的变压器一般只用于三相负荷平衡的场所，如工业企业变电站； D， 法，零序电流可以流通，因此其运行不受二次侧负荷 平衡度的影响，可用于单相负荷较多且不易平衡的场合，如民用变电站。 我国 110压器绕组都采用 Y,35,中性点多通过消弧线接地。 35压器绕组都采用 D， 有以上知，此变电站 110,线 35,10， 主变中性点的接地方式： 选择电力网中性点接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电 的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。 中性点接地系统，就是中性点 直接接地或经小电阻 接地的系统，也称大接地电流系统。这种系统一相接地时，出现了除中性点接地点以外的另一个接地点，构成了短路回路，接地故障相电流很大，为了防止设备损坏，必须迅速切断电源，因而供电可靠性低，易发生停电事故。但这种系统上发生单相接地故障时，由于系统中性点的钳位作用，使非故障相的对地电压不会有明显的上升，因而对系统绝缘 是 有利的。中性点接地的另一个缺点是 发生单相接地故障时 ，很大的相接地电流产生的磁场会对附近的通信 线路产生干扰，即出现一个电磁骚扰发射源。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 中性点不接地系统 ，是指中性点不接地或经过高阻抗接地的系统，也称小接地电流系统。这种系统发生单相接地故障时，只有比较小的导线对地电容电流通过故障点，因而系统仍可继续运行，这对提高供电可靠性 是 有利的。但这种系统在发生单相接地故障时，系统中性点对地电压会升高到相电压，非故障相对地电压会升高到线电压； 若接地点 不稳定，产生了间歇性电弧，则过电压会更严重，对绝缘不利。 35符合要求 4、 此断路器的额定关合电流 0 符合要求 5、 动稳定校验 动稳定电流： 0 符合要求 热稳定效应： (I2+10(t/2)+12 t=(0 12 3=3=d 符合要求 操作机构，采用气动草操动机构；由电气工程电气设备手册查得应采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 离开关的选择 应采用户外型隔离开关 参考电气工程电气手册 ， 可知应采用 隔离开关技术数据如下： +表 2定电压 额定电流 动稳定电流值 动稳定电流值 操动机构 11000A 5026(4S) 40(5S) 验： 通过隔离开关的最大持续工作电流为 离开关的额定电流为 600A，大于通过隔离开关的最大持续工作电流。 动稳定校验： 动稳定电流： 0 符合要求 热稳定效应： (I2+10t/2)+12 t=(0 12 5=42 5=980符合要求 操动机构： G 露母线选择 硬母线一般是指配电装置中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分为敞露式和封闭式两类。 目前母线材料广泛采用铝材，因为铝电阻率较低，有一定的机械强度，质量轻、价格较低，我国铝材的储量丰富。钢虽有较好的性能，但价格贵，我国储备不多。所以只有在一些特殊场合，如工作电流较大，位置特别狭窄，环境对铝材有严重腐蚀的情况下才用 钢 材。 综上所述，在本设计中母线材料用铝。 硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好， 有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用于 35流在 4000A 级以下的配电装置中。 槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在 4000 8000纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 槽形母线。 管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高，因此，110 由以上分析知：在本设计中 110用槽形母线， 3510用矩形母线。 管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。 综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。 本设计中母线的截面按长期允许电流选择。 按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即， Iy=110 31500/(31/2 121)=电力工程电气手册第八章第一节表 8查的应选用载流量为 2280（ A）的双槽形母线，其参数如下： h(： 75， b( 35， t( 4， r( 6 双槽形导体截面积 S(1040，集肤效应系数： 35 31500/(31/2 =) 10择： 31500/(31/2 =) 查 表 应选用载流量为 692（ A）单条竖放的导体，导体尺寸： h*b=50*5(mm*买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 10流互感器选择 由电气工程电气设备手册中比较分析得，在本设计中宜采用 110（ W）型号的电流互感器，技术数据如下： 表 2定电流 二次组合 准确级准 短时热稳定电流 动稳定电流 10倍数二次负荷 11000A A) 40A) P/P/P/电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和 有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。 31/2=31500/（ 31/2 110） =00A, 符合要求 热稳定效验： 热稳定能力用热稳定倍数 示。热稳定倍数 于1 ( t t=(I 热 e t=( 1=d= (符合要求 动稳定效验： 动稳定能力用动稳定倍数 示。 于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。 （ I(3)（ =21/2 40=最小动稳定电流计算 ) (符合要求 压互感器的选择 比较各种电压互感器后选择 该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于交流 50电压、电能测量和继电保护用。 型号含义： J:电压互感器， C:串级绝缘， C:瓷箱式。 压开关柜的选择 近年来高压开关柜（简称开关柜）的开发和制造发展的步伐比较快。额定电买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 压有 3、 6、 10、 35多种，额定电流可达到 3150A，开断电流可达到 50 高压开关柜应实现电器和机械的“五防闭锁”，防止误操作，提高安全可靠性，“五防”的具体要求是： 1. 防止误合、误分断路器。 2. 防止带负荷分、合隔离开关。 3. 防止带电挂接地线。 4. 防止带接地线合闸。 5. 防止误入带电间隔。 （一）、 35从电气工程电气设备手册（电气一次部分）第 11章中比较各开关柜选择35型手车式高压开关柜。 35 型手车式高压开关柜系三相交流 50母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配 35网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于 30 只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。 联络母线一般采用 50*5 铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。 35型手车式高压开关柜技术数据 表 2称 参数 名称 参数 额定电压 35大关合电流 42高工作电压 限通过电流 42大额定电流 1000A 216定断开电流 16定断流容量 10005 000/31/2 流互感器选择 210号方案（具体见一次主接线图） 主要设备： 35型电流互感器 35/1000A 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 35 (1+5%)/31/2 37=124A 一次线路选择 09 号方案 主要设备： 35型电流互感器 避雷器选择 89号方案（具体见一次主接线图） 主要设备： 避雷器、 电压互感器选择 65号方案（具体见 一次主接线图） 主要设备： 有关设备校验： 35/1000A 35/1000A 资料参考电气工程电气设备手册表 4 2定电压 最高工作电压 额定电流 额定开断电流 动稳定电流 3530A 1000A 802 2稳定电流（ 2S） 额定关合电流 固有分闸时间 生产厂家 802 安电器设备厂 此断路器的额定关合电流 0 符合要求 动稳定校验 动稳定电流： 0 符合要求 热稳定效应： I2+10(t/2)+12 t=（ 0 2=2 2=128 校验合格 从电气工程电气设备手 册表 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 表 2定电流比 准确级准 短时热稳定电流 动稳定电流 20 B） 13(1S)(A) 电气设备手册上表中的动稳定电流、短时热热稳定电流实在额定电流为200情况下取的热稳定校验： 热稳定能力用热稳定倍数 示。热稳定倍数 （ 2 t t=(I 热 e) t=(32)2 2=2048d=(I2+10212 t=(0 /122= ( 符合要求 动稳定校验： 动稳定能力用动稳定倍数 ( i(3)21/2 80=按最小动稳定电流计算 ) ( 符合要求 10从电气工程（电气 一次部分）第 11章中比较各开关柜选择 10型手车式高压开关柜。 技术数据如下： 表 2称 参数 名称 参数 额定电压 3/6/10定电流 630/1000/2500A 母线系统 单母线 最高工作电压 0 一次线路选择 14号方案（具体见一次主接线图） 主要设备： 10型电流互感器 10型真空断路器 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 （ 31/2U） =1000 (1+5%)/（ 31/2 11） =次线路选择 81和 53号方案（具体见一次主接线图） 主要设备： 10型电流互感器 10型真空断路器 有关设备校验： 10型真空断路器 10型真空断路器的技术参数如下： 资料参考电气工程电气设备手册表 4 2定电压 额定电流 开断电流 动稳定电流 1030A 1000A 200 2稳定电流（ 2S） 合闸时间 固有分闸时间 生产厂家 20 川电器厂 此断路器的额定开断电流 0 、动稳定校验 动稳定电流： 0 符合要求 热稳定效应： I2+10t/2)+12 t=（ 0 2=02 2=800d 校验合格 从电气工程电气设备手册表 3表 2定电流比 准确级准 热稳定电流 动稳定电流 5 2(2S) 80表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为 200情况下取的 稳定倍数 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。 （ 2 t t=(I热 e) t=(32)2 2=2048d=(I2+10212 t=(0 /12 2= ( 符合要求 动稳定校验： d 表示。 ( i(3)21/2 80=按最小动稳定电流计算 ) ( 符合要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 第三章 短路电流 计算 3 1 短路电流计算的目的 在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案：选择电气设备，校验设备提供依据，为继电保护整定计算提供依据等。 路电流计算 一、三相短路计算 解： 查 222查不到容量为 240压器的参数 查 26014 容量为 120定容量为： 12000/12000/6000）的阻抗电压（ ）： 00 （ e） =（ 100 =*240 （ 100） （ d） =（ 14/100） 100/（ 260 4） =5（ 2p） =75 （ 100/2302） =0（ 2p） =80 （ 100/2302） =量为 10005*= （ e） =（ 100/1000） =*120 1/2(=1/2(1/2(=1/2()=1/2（ =1/2(0 （ 100） （ B） =（ 00） （ 100/120） =8*=（ 100） （ B） =（ 00） （ 100/120） =0 （ 2p） =30 （ 100/1152） =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 10的技术参数： 1/2(=1/2(1/2(=1/2()=0 1/2(=1/2()= (100) (B)=(00) (100/40)=14*=(100) (B)= (00) (100/40)= 0 等值电路图： 图 3 3化得 2图（如上） 其中 ： 16*=17*=(2=18*= 、 110 13/0 o o 4/， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 等值电路如下： 图 3： Y转化，得： (X 17*+*=21*=(X 16*+*=转化后的电路如下： 图 3抗的计算： * (1000/100)= * (800/(100 = 按无限大电源容量计算： 1/*=1/ 1/*=1/1* 100/(31/2 115)=2* 100/(31/2 115)=z= 冲击电流： 、 35 电路图如下： 图 35/6/1 200/1/1 205/6/1 20 17/108/5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 简化电路得： 图 322*=转化如下： ( *=24*=( *= 3* (1000/100)= * (800/(100 = 按无限大电源容量计算： 1/*=1/2*=1/*=1/1* 100/(31/2 =2* 100/(31/2 =z= 冲击电流： 、 10 电路图如下： 图 35/6/1 202/53/4/1 205/6/1 207/109/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 简化电路如（ 8 图 325*=转化如下： ( *=27*=( *= 3(j)=1000/100)= (j)=800/(100= 按无限大电源容量计算： 1/1/1/1/1*I j=100/(31/2=2*I j=100/(31/2= 冲击电流： 5/6/1 205/06/7/1 200文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 第四 章 变电站的保护整定设计 电保护 变压器保护 现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。 变压器一般应装设以下保护： 1. 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。 2. 短路保护。 3. 后备保护。 4. 中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。 5. 过负荷保护。 一、瓦斯保护 容量为 800以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。 瓦斯保护装置及整定： 瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。 目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。 瓦斯保护的整定： （ 1）、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为 250 300m，变压器容量在10000上时，一般正常整定值为 250体容积值是利用调节重锤的位置来改变。 （ 2）、重瓦斯保护油流速度的整定 重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为 s，在整定流速时均以导买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。 根据运行经验，管中油速度整定为 ，保护反映变压器内部故