110kV变电站设计毕业论文.docx

110kV变电站设计毕业论文目 录第一章 绪论61.1变电站设计的原因和目的以及原则61.2 变电站的基本情况61.2.1原始资料61.2.2所选地址及环境7第二章 负荷计算及变压器选择82.1 负荷计算82.1.1 负荷资料82.1.2 负荷计算82.2 主变的选择92.2.1 主变压器容量和台数的确定102.2.2 主变压器型式的确定102.2.3主变压器阻抗的选择112.3 站用变压器的选择112.3.1 站用变台数的确定112.3.2 站用变的容量确定122.4 无功补偿122.4.1 补偿作用122.4.2 无功补偿容量及电容器接线方式13第三章 变电站主接线形式143.1 变电站主接线的要求及原则143.1.1 设计要求143.1.2 设计原则153.2 变电站主接线形式的选取163.2.1 110kV 侧主接线方案选取163.2.2 35kV侧主接线方案选取183.2.3 10kV 侧主接线方案选取19第四章 短路电流的计算224.1 短路电流计算的目的224.2 短路电流计算224.2.1 各元件电抗计算及等值电路图224.2.2 110kV母线侧短路电流的计算244.2.3 35kV母线侧短路电流的计算244.2.4 10kV母线侧短路电流的计算25第五章 电气设备的选择285.1 电气设备选择的一般原则285.2 载流导体的选择285.3 断路器和隔离开关的选择315.4 电流互感器的选择385.5 电压互感器的选择405.6 高压熔断器选择41第六章 配电装置426.1 配电装置概述426.2 变电站各电压等级采用的配电装置426.2.1 110kV配电装置426.2.2 35kV-10kV配电装置43第七章 接地及接地网的设计437.1允许接地电阻的计算（变电站接地电阻的设计）447.2允许接触电势及跨步电势的计算447.3接地电阻的计算457.3.1单根接地体接地电阻的计算457.3.2变电站接地网电阻的计算457.3.3接触电势Ej及跨步电势Ek的计算46第8章 防雷设计488.1防侵入波设计488.2防直击雷用避雷针的设计488.2.1单根避雷针的计算498.2.2多根避雷针保护范围的计算49第九章 变电站设计投资概算及变电站年运行费用的计算509.1变电站投资概算509.2电站的年运行费用计算51总结53致谢54参考资料55第一章 绪论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。1.1变电站设计的原因和目的以及原则 毕业设计是本专业教学计划中的重要环节。此次毕业设计的目的是通过变电所设计实践综合运用所学知识贯彻执行我国电力工业有关方针政策理论联系实践锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力。 该变电站主要是为营口市开发区盼盼工业园区供电和服务的,并支持当工农业的持续发展使初具规模的旅游事业上一新台阶改善和提高该境内人民的物质和文化生活。本变电所属新建110kV区域性终端变电站,主要满足该地区工业用电。变电站的设计应根据工程的510年发展规划进行做到远近结合、以近为主正确处理近期建设与远景发展的关系适当考虑扩建的可能性。必须从全局出发、统筹兼顾,按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件结合国情合理地确定设计方案必须节约用地的原则。本站的设计是在国家和地方的规划下进行的是以设计任务书为依据以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳结合工程实际情况在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下兼顾运行、维护方便尽可能地节省投资、就近取材力争设备元件和设计的先进性与可靠性。1.2 变电站的基本情况1.2.1原始资料 为满足城镇负荷日益增长的需要提高对用户供电的可靠性和电能质量,根据系统发展规划拟建设一座110/35/10kV 的区域性终端变电站、设计原始资料要求如下: 1)电压等级：110/35/10kV 2）设计容量：拟设计安装两台主变压器。 3）进出线及负荷情况 110kV 侧，110kV侧进出线共4回,其中两回为进线，最大负荷利用时间为4200h。 35kV侧，35kV 侧出线共4回，最大负荷利用时间为4000h。 l0kV侧，l0kV侧出线共计8回，无电源进线最大负荷利用时间为5000h。 系统阻抗值为S=100MVA时的值。1.2.2所选地址及环境 变电站位于城市的工业区附近，交通运输方便，海拔400M，地势平坦，公路交通方便，无污染源，夏季最高温度零上38度，冬季最低气温为-15度，年平均气温为零上15度，最大风速为20m/s，覆冰厚度为5mm，土壤电阻率为 266.79，故满足热稳定要求。动稳定的校验：取支持跨距：L=1m相间距离：a=50cm=0.5m，震动系数：=1截面系数：=810-3(63*10-3)2/6=529210-9=1.7310-7(27.483*103)21/80.5=32.667Nm=6.17106硬铝的最大允许应为=70106(pa)，故能满足要求。10kV侧主变压器引接线同10KV主母线。 10KV 侧出线：=（1.051900）/（10）=115.18(A)=5000h，查表得：钢芯铝绞线的经济电流密度为，=115.18/1.06=108.66()查设备手册表选择LGJ-95/15钢芯铝绞线，在最高允许温度+70度的长期载流量为478A，满足最大工作电流的要求。校验不作要求，故在此不作校验。5.3 断路器和隔离开关的选择 (1)110KV侧110kV侧断路器的选择：点的短路参数：=68.825(kA)；=26.99(kA)；=110KV；=（1.0560000）/（110）=330.66(A)查设备手册试选LW35-l26 型六氟化硫断路器。LW35l26 型六氟化硫断路器参数如下： 额定电压：=126kV；额定电流：=3l50A ；三秒热稳定电流：=40kA；额定短路开断电流: =31.5kA；额定峰值耐受电流：=l00kA ；额定短路关合电流：100kA 动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：T=保护时间+全分闸时间=0.5+0.1=0.6 =0.6(26.992+1026.992+26.992)/12=437.076查表得：=0.05=26.9920.05=36.423=437.076+36.423=473.499()=4023=4800()热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。110kV侧隔离开关的选择：=330.66(A)查设备手册试选型隔离开关，参数如下：额定电压：=110kV；额定电流：=600A ；动稳定电流：=55kA；5s热稳定电流：14 kA动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：=51.85+4.32=56.17()=4023=4800()热稳定校验合格。所选隔离开关满足要求。(2)35KV侧35kV侧断路器的选择：=（1.0531500）/（35）=545.60(A)点的短路参数：=20.607(kA)；=8.081(kA)；=35KV；查设备手册试选型真空断路器。型真空断路器参数如下：额定电压：=40.5kV；额定电流：=2000A ；三秒热稳定电流：=20kA额定短路开断电流: =31.5kA；额定峰值耐受电流：=50kA ；动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：T=保护时间+全分闸时间=0.5+0.1=0.6 =0.6(8.0812+108.0812+8.0812)/12=39.18查表得：=0.05=8.08120.05=3.265=39.18+3.265=42.445()=2023=1200()热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。35kV侧隔离开关的选择：=545.60(A)查设备手册试选型隔离开关，参数如下：额定电压：=35kV；额定电流：=1250A ；动稳定电流：=40kA；2s热稳定电流：16kA动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：=39.18+3.265=42.445()=1622=512()热稳定校验合格。所选隔离开关满足要求。(2)35KV侧35kV侧断路器的选择：=（1.0531500）/（35）=545.60(A)点的短路参数：=20.607(kA)；=8.081(kA)；=35KV；查设备手册试选型真空断路器。型真空断路器参数如下：额定电压：=40.5kV；额定电流：=2000A ；三秒热稳定电流：=20kA额定短路开断电流: =31.5kA；额定峰值耐受电流：=50kA ；动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：T=保护时间+全分闸时间=0.5+0.1=0.6 =0.6(8.0812+108.0812+8.0812)/12=39.18查表得：=0.05=8.08120.05=3.265=39.18+3.265=42.445()=2023=1200()热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。35kV侧隔离开关的选择：=545.60(A)查设备手册试选型隔离开关，参数如下：额定电压：=35kV；额定电流：=1250A ；动稳定电流：=40kA；2s热稳定电流：16kA动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：=39.18+3.265=42.445()=1622=512()热稳定校验合格。所选隔离开关满足要求。(3)10KV侧10kV侧断路器的选择：=（1.0531500）/（10）=954.79(A)点的短路参数：=46.108(kA)；=18.081(kA)；=10KV；由于10kV选用为户内成套设备，根据厂家提供的型号，选空气绝缘金属铠装移开式KYN28型开关柜。断路器型号为ZN63A-12/T1250A-31.5其参数如下：额定电压：=12kV；额定电流：=1250A ； 额定短路开断电流: =31.5kA；额定峰值耐受电流：=80kA ；额定短路关合电流: 80kA；动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：T=保护时间+全分闸时间=1.9+0.1=2=0.6(18.0812+1018.0812+18.0812)/12=653.85查表得：=0.05=18.08120.05=16.35=653.85+16.35=670.20()=31.524=3969()热稳定校验合格。所以，所选断路器满足要求。10kV侧出线断路器的选择：=（1.051900）/（10）=115.18(A)点的短路参数：=46.108(kA)；=18.081(kA)；=10KV；由于10kV选用为户内成套设备，根据厂家提供的型号，选空气绝缘金属铠装移开式KYN28型开关柜。断路器型号为ZN63A-12/T1250A-20其参数如下：额定电压：=12kV；额定电流：=630A ； 额定短路开断电流: =20kA；额定峰值耐受电流：=50kA ；额定短路关合电流: 50kA；动稳定校验：动稳定校验合格。热稳定校验：T=保护时间+全分闸时间=1.9+0.1=2=0.6(18.0812+1018.0812+18.0812)/12=653.85查表得：=0.05=18.08120.05=16.35=653.85+16.35=670.20()=2024=1600()热稳定校验合格。所选断路器满足要求。 主变中性点隔离开关选取中性点专用型号：GW860 型 主要参数：额定电压=110V；额定电流：=400A ；动稳定电流: =15.5kA； 10s热稳定电流：4.2kA；断路器、隔离开关选取结果见表4-2表4-2 断路器、隔离开关型号安装地点参数额定电压额定电流动稳定电流热稳定电流断路器LW35-126110kV侧126315010040ZW8-40.535kV侧40.520005020ZN63A-12/T1250-31.510kV变主侧1212508031.5ZN63A-12/T630-2010kV出线侧126305020隔离开关GW7-110110kV侧1006005514GW14-35(D)35kV侧3512504016GW8-110主变中性点60400154.25.4 电流互感器的选择 (1)110kV主变压器侧：=(1.0531500)/(110)=173.6(A)=110kV选取：LVQB-110,300/5，0.5/D/10P电流互感器参数：1秒热稳定电流：40kA动稳定电流：100kA动稳定校验：=68.825kA 100kA动稳定校验合格。热稳定校验：=473.499()=4021=1600()热稳定校验合格。(2)110kV进线侧：=(1.0560000)/(110)=330.66(A)=110kV选取：LVQB-110,400/5，0.5/5P/10P，校验同上(3)110kV出线侧：=(1.0535000)/(110)=192.89(A)=110kV选取：LVQB-110,300/5，0.5/5P/10P，校验同上(4) 35kV主变压器侧：=(1.0531500)/(35)=545.61(A)=35kV选取：LZZB7-35,600/5，0.5/D/10P，电流互感器参数：短时热稳定电流：31.5kA动稳定电流：80kA动稳定校验：=20.607kA 80kA动稳定校验合格。热稳定校验：=42.445()=31.521=992.25()热稳定校验合格。(5) 35kV出线侧：=(1.057500)/(35)=129.94(A)=35kV选取：LZZB7-35,300/5，0.5/D/10P，(6) 10kV主变压器侧：=(1.0531500/2)/(10)=945.8(A)=10kV选取：LMZ-12/1500/5电流互感器参数：雷击冲击耐受电压(kV):75短时工频耐受电压(kV):42(7) 10kV出线侧：=(1.051900)/(10)=115.18(A)=10kV10kV选用为户内成套设备，所以选取和开关柜配套使用的型号:LZZBJ1-12/150/5电流互感器参数：雷电冲击耐受电压(kV),755.5 电压互感器的选择电压互感器的选择应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。 (1)3-20kV 配电装置，宜采用油绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。 (2)35kV 配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。 (3)ll0kV 及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。 根据上述条件，选择如下：110kV 母线选单相、串级式、户外式电压互感器。 35kV 母线选单相、户外式电压互感器。 10kV 母线成套设备配套电压互感器。 电压互感器选择结果见表5-1所示：型号安装地点台数额定电压(kV)各级次额定容量(VA)原线圈副线圈辅助线圈0.5级1级3级JCC2-110110Kv母线2110/0.1/0.15001000JDJJ-3535kV母线235/0.1/0.1/3150250600JDZJ-1010kV母线210/0.1/0.1/350802005.6 高压熔断器选择 变电所35kV 电压互感器和l0kV 电压互感器以及所用变压器都用高压熔断器进行保护不需装设断路器保护电压互感器的熔断器需按额定电压和开断电流进行选取。 =(1.05l25)/(l0)=7.58(A) (1)所用变压器高压侧熔断器属成套设备选用型熔断器进行保护。 (2)35kV电压互感器选取型高压熔断器。 (3)l0kV电压互感器属成套设备，选取型高压熔断器。高压熔断器选择结果如表5-2所示：表5-2 高压熔断器型号安装地点额定电压(kV)额定电流(kA)最大分段电流备注35Kv YH350.560保护电压互感器10Kv YH100.560保护电压互感器第六章 配电装置6.1 配电装置概述配电装置是电气次接线的工程实施。选择安装场地、布置设备、每个设备的固定、设备之间的连接。电缆沟道及运输道路的分布等问题对完成一次接线并使之具有优良的技术经济性影响极大。 配电装置的设计必须满足下述基本要求：(1)安全可靠。首先应保证运行与检修人员的安全、使运行人员巡视与检修人员检修时与带电体边缘有足够的安全距离，同时还要考虑设备运输时不致与带电体之间发生放电现象。必须考虑到事故发生时限制事故扩大的措施。 (2)在符合规程规定的条件下，与国家经济发展相同步，改善运行与检修的条件。(3)防震、防污。我国部分地区属地层地区，因此应考虑防震措施。以确保电力系统的安全，发生