毕业设计（论文）-110KV盐北变电所设计（全套图纸）.doc

. . 毕 业 设 计 110KV盐北变电所 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 2015届 学生姓名 二一五年六月六日装订线. . . 目 录摘要IAbstractII引言11.1. 110KV盐北变电所设计说明书11.2. 原始资料11.3. 对原始资料的分析计算22. 110KV盐北变电所接入系统设计32.1. 确定电压等级32.2. 确定回路数32.3. 确定110KV线路导线的规格、型号32.4. 110KV线路导线截面选择33. 110KV盐北变电所地方供电系统设计53.1. 35KV A线路设计53.2. 35KV B线路设计63.3. 35KV 造纸厂线路设计73.4. 35KV 化工厂线路设计93.5. 35KV 冶炼厂线路设计103.6. 10KV线路设计114. 110KV盐北变电所主变选择154.1. 主变方案选择164.2. 主变方案技术比较164.3. 主变容量、参数选择164.4. 主变方案经济比较185. 无功补偿装置的选择195.1. 无功补偿装置的选择195.2. 并联电容器装置的最终确定206. 所用变选择207. 主接线设计217.1. 选择原则217.2. 110KV主接线设计218. 短路电流计算238.1. 选择短路电流计算点238.2. 110KV侧母线短路电流计算248.3. 35KV侧母线短路电流计算258.4. 10KV侧母线短路电流计算259. 变电所电气设备选择269.1. 选择设备的基本原则269.2. 断路器的选择269.3. 隔离开关的选择309.4. 电流互感器和电压互感器的选择319.5. 母线的选择和校验359.6. 避雷器的选择389.7. 避雷针的选择399.8. 消弧线圈设计439.9. 继电保护配置43参考文献45致 谢46ContentsAbstractIIIntroduction11.1. North 110KV substation design specification salt11.2. Sourcebook11.3. Analysis of the raw data calculation22. North Salt 110KV Substation Access System32.1. Determine the voltage level32.2. Determine the number of loops32.3. OK 110KV line wire specifications, models32.4. 110KV line conductor cross-section selection33. 110KV substation in North Salt local power supply system design53.1. 35KV A circuit design53.2. 35KV B circuit design63.3.35KV mill circuit design73.4.Chemical 35KV circuit design93.5. 35KV smelter circuit design103.6. 10KV circuit design114. 110KV transformer substation in North Salt selection154.1. Main Transformer scheme selection164.2. Technical and compare the main transformer164.3. Main transformer capacity, preferences164.4. Comparison of the main program of economic change185. Select the reactive power compensation device195.1. Select the reactive power compensation device195.2. Finalize the shunt capacitor means206. The transformer selection207. Main wiring design217.1. Select principle217.2. 110KV main wiring design218. Short circuit calculation238.1. Select the short-circuit current calculation points238.2. 110KV side of the bus circuit current calculation248.3. 35KV side of the bus circuit current calculation258.4. 10KV side of the bus circuit current calculation259. Substation electrical equipment selection269.1. Select the basic principles of the device269.2. Select the circuit breaker269.3. Disconnector selection309.4. Current and voltage transformers choice319.5. Bus selection and validation359.6. Arrester selection389.7.Lightning rod selection399.8. Petersen coil design439.9. Protection configuration43References45Acknowledgements46iv110KV盐北变电站 （山东农业大学 机械与电子工程学院 泰安 271018）摘要：为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV盐北变电所。本工程初步设计内容包含变电所电气设计，新建的盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。通过技术和经济比较，现采用下列方案：内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。110KV进线采用单母线分段接线形式。本工程初步设计内容包括变电所电气设计。35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。所用电分别从10KV两端母线获得。关键词：变电所 主变压器 潮流计算 短路计算 设备选型全套图纸加153893706110 kv yanbei substationAuthor:wangkai,Superviser:zhaofaqi(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018)AbstractFor satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a YanBei transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.110 kv line by a single bus section of connection formThe 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus too.Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Keywords: Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation The equipments choose the type III 引言电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类： （1）枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500kv的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。 （2）中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。或使长距离输电线路分段，一般汇聚23个电源，电压为220330kv，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。 （3）地区变电站：高压侧一般为110220kv，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。 （4）终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是用户受到损失。1. 110KV盐北变电所设计说明书根据山东农业大学电气工程及其自动化专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV盐北变电所。110KV盐北变电所，采用双回110KV线路接入系统。35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。 110KV采用单母线分段接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。35KV、10KV母线采用单母线分段接线。原始资料分析1.1. 原始资料待建110KV盐北变电站从相距30km的110KV盐城东郊变电站受电。待建110KV盐北变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。地区气温:1年最高气温35，年最低气温 15。2年平均气温15。待建110KV盐北变电所各电压级负荷数据如下表: 表1-1 待建110KV盐北变电所各电压级负荷数据电压等级线路名称最大负荷 （MW）COS负荷级别供电距离（KM）Tmax 及同时率35KVA 200.851105000/0.9B 150.8112造纸厂110.828化工厂200.827冶炼厂150.8511010KVA30.8511.53500/0.85B2 0.8522.5毛纺厂10.821.0水泥厂1.20.821.5纺织厂0.80.821.0水厂20.811.51.2. 对原始资料的分析计算为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:表1-2 调整后最大无功电压等级线路名称最大有功 （MW）最大无功（MVAr）COS负荷级别Tmax同时率35KVA 209.190.91500009B 157.270.91造纸厂115.330.92化工厂209.190.92冶炼厂157.270.9110KVA31.460.913500085B2 0.920.92毛纺厂10.490.92水泥厂1.20.580.92纺织厂0.80.390.92水厂20.920.912. 110KV盐北变电所接入系统设计2.1. 确定电压等级输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此待建110KV盐北变电所的最高电压等级应为110kV。2.2. 确定回路数110KV盐北变电所建成后，所供用户中存在、类重要负荷，因此110KV盐北变电所应采用双回110KV线路接入系统。2.3. 确定110KV线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所距离受电110KV盐城东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。2.4. 110KV线路导线截面选择导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验待建110KV盐北变电所总负荷的计算S35 =P35+jQ35 =2015112015j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+) =81+j38.25S35（1+5%）5（81+j38.25）1.28103.7+j49S35114.8S10 =P10+jQ10 =3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)=10+j4.76S10（1+5%）5（10+j4.76）1.2812.8+j6.1S10 =14.2S110=K110K35S35+K10S10（1+5%）5 =0.950.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)1.055 =98.7+j46.65 S110=(98.72 + 46.652 ) = 109.2 COS= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 根据Tmax查图，软导线经济电流密度表，确定Jec P35Tmax35+P10Tmax10 815000+103500 Tmax= = = 4835(小时) P35+P10 81+10 查图得Jec1.15（A/mm2）计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S110/（3 UN） (0.5109.2/1.732110)103 SJ= = = =249.2(mm2) J J 1.15 结论：选取导线规格为2回LGJ240/40对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 2UN2 21102 3.8% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 UN2 1102 7.6% 15% ，符合要求。 结论：本变电所经上述计算、校验，决定采用2回LGJ240/40导线接入系统。3. 110KV盐北变电所地方供电系统设计3.1. 35KV A线路设计确定回路数35KV A线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。 确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。线路导线截面选择(1)35KV A线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.528.1/1.73235)103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12(4)结论：选取导线规格为2回LGJ185/30对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。(3)、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 2UN2 2352 3.5% 10% ，符合要求。 故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.50.171011.70.3810 U= 100 UN2 352 7% 15% ，符合要求。3.2. 35KV B线路设计确定回路数35KV B线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。线路导线截面选择(1)35KV B线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.521.2/1.73235)103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ150/25对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 2UN2 2352 3.7% 10% ，符合要求。 故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 3527.4% 15% ，符合要求。3.3. 35KV 造纸厂线路设计确定回路数35KV 造纸厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。线路导线截面选择(1)35KV 造纸厂线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(11j5.33)(1+5%)5 =14+ j6.8 S35=(142 + 6.82 ) = 15.56 COS= P110 / S110 =14/15.56 = 0.9 (2)根据Tmax查图，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.515.56/1.73235)103 SJ= = = =114.6(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ120/25对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 (3)、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 140.2286.80.398 U= = 100 UN2 352 3.7% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 140.2286.80.398 U= 100 UN2 352 7.4% 15% ，符合要求。3.4. 35KV 化工厂线路设计确定回路数35KV 化工厂线路所供用户为类重要负荷，因此采用双回线路供电。确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。线路导线截面选择(1)35KV 化工厂线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(20j9.19)(1+5%)5 = 25.5+ j11.7 S35=(25.52 + 11.72 ) = 28.1 COS= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.528.1/1.73235)103 SJ= = = =209(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ185/30对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选= LGJ185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选= LGJ185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求(3)、按电压降校验 正常运行时：n=2 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 2UN2 2352 2.45% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.50.17711.70.387 U= 100 UN2 352 4.9% 15% ，符合要求。3.5. 35KV 冶炼厂线路设计确定回路数35KV 冶炼厂线路所供用户为类重要负荷，因此应采用双回线路供电。确定线路导线的规格、型号由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。线路导线截面选择(1)35KV B线路总负荷的计算 S35 =P35+jQ35 =(15j7.27)(1+5%)5 =19.1+ j9.3 S35=(19.12 + 9.32 ) = 21.2 COS= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)查图得Jec1.12（A/mm2）(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表找出S选 IJ 0.5S35/（3 UN） (0.521.2/1.73235)103 SJ= = = =156.1(mm2) J J 1.12(4)结论：选取导线规格为2回LGJ150/25对所选导线进行校验；(1)、按机械强度校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接电晕校验 S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 (3)、按电压降校验正常运行时：n=2 PR+QX 19.10.21109.30.38710 U= 100 2UN2 2352 3.08% 10% ，符合要求。故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 19.10.21129.30.38712 U= 100 UN2 352 6.16% 15% ，符合要求。3.6. 10KV线路设计10KV A线路 (1)确定回路数，I类负荷，采用双回路供电，即n=2 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (3+j1.46)(1+5%)5 =3.83 + j1.86 (4)根据Tmax = 3500h,，查图得 Jec = 1.26(A/mm2) (5)计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (3.832+1.862)103 Sj 97.5 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表选取导线规格为2回LGJ95/20 (6)对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-95/20 大于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表得 r1=0.332, R = r1l = 0.3321.5 = 0.50 x1=0.356, X = x1l = 0.3681.5 = 0.58 正常运行时：n=2 (PR+QX)/2 (3.830.5+1.860.58)/2U%= = 1.5 % 10% UN2 102 符合要求。 故障运行时：n=1 PR+QX 3.830.5+1.860.58 U%= = = 3% 15% UN2 102 符合要求。由以上可知，所选导线2回LGJ-95/20，符合要求。10KV B线路 (1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量: S = (2+j0.92)(1+5%)5 =2.55 +1.17 j （4）根据Tmax = 3500h,，查图得 Jec = 1.26(A/mm2) （5）计算导线经济截面积：n=2 P2+Q2 (2.552+1.172)103 Sj 64 mm2 23 UN Jec 21.732101.26 查附表选取导线规格为2回LGJ70/10 （6）对所选导线进行校验 按机械强度校验 S选=LGJ-70/10大于 LGJ-35 ，符合要求。 按电压损耗校验,查附表 r1=0.45, R = r1l = 0.452.5 = 1.13 x1=0.368, X = x1l