110kV变电所的设计课程设计说明书

青岛理工大学琴岛学院青岛理工大学琴岛学院 课程设计说明书课程设计说明书 课题名称 工厂供电课程设计课题名称 工厂供电课程设计 系系 部 机电工程系部 机电工程系 专业班级 专业班级 学学 号 号 学学 生 生 指导老师 指导老师 青岛理工大学琴岛学院教务处青岛理工大学琴岛学院教务处 2017 年年 7 月月 2 日日 工厂供电课程设计 说明书 工厂供电课程设计评阅书 题目110kV 变电所的设计变电所的设计 学生姓名学号 指导教师评语及成绩 指导教师签名 年 月 日 答辩评语及成绩 答辩教师签名 年 月 日 教研室意见 总成绩 室主任签名 年 月 日 工厂供电课程设计 说明书 目目 录录 1 1 绪论绪论 1 2 2 110kV110kV 变电所线路设计变电所线路设计 2 2 1 变电站在电力系统中的作用 2 2 2 主接线的选择 2 3 3 设计电力变压器设计电力变压器 3 3 1 负荷计算 4 3 2 变电所变压器的选择 5 4 4 主接线图及仿真主接线图及仿真 6 5 5 变电所电气设备选择变电所电气设备选择 8 5 1 断路器与隔离开关的选择 8 5 2 互感器的选择 8 5 3 熔断器的选择 9 5 4 母线的选择 9 结论结论 11 致谢致谢 13 参考文献参考文献 14 工厂供电课程设计 说明书 1 1 绪绪 论论 本次设计为 110kv 变电所设计 变电所是发电厂与用电负荷的重要联系 用来升 降电压 聚集以及分流电能的作用 变电站的安全性能的运转与人民生产生活密切相 关 变压 器与主接线的方案的确定是本次变电所设计规划的核心的一个环节 设计连线体 现变电所的应用 建造消耗 是否正常没失误的动作 能够检查处理的目的要求 我 对其主要分析跟探讨了 110KV 变电所线路连线的重点和要求 主要研究 110kV 变电所 要求的目的 看点 设计重点 如何区别工具等 工厂供电课程设计 说明书 2 2 110kV 变电所线路设计变电所线路设计 2 1 变电站在电力系统中的作用变电站在电力系统中的作用 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 电气主接线是发电厂 变电所的主要环节 电气主接线的拟定直接关系着全厂 所 电气设备的选择 配电 装置的布置 继电保护和自动装置的确定 是变电站电气部分投资大小的决定性因素 本次设计建设一座 110KV 降压变电站 首先 根据主接线的经济可靠 运行灵活 的要求选择各个电压等级的接线方式 在技术方面和经济方面进行比较 选取灵活的 最优接线方式 其次进行短路电流计算 根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流 从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时 其短路稳态电流和冲 击电流的值 最后 根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择 本工程初步设计内容包含变电所电气设计 变电所从 110KV 侧某变电所受电 其 负荷分为 35KV 和 10KV 两个电压等级 2 2 主接线的选择主接线的选择 根据本次设计要求 以惜福镇为地点 建一座 110KV 变电所 调查 研究查资料 35KV 的用电要求 基本满足二级供电要求可采用内桥式接线和单母线分段接线 工厂供电课程设计 说明书 3 3 设计电力变压器设计电力变压器 变电所是通过两条线路 110kV 根设计接通 35kV 10kV 输送给需要的人民 要求 110kv 变压器的线路安全 海拔不超过 1000 米之上 要求的温度 150 极限温度 70 雷暴天气 30 天 年 110kv 输电线距地点 5 千米 线路阻抗需要 0 4 千米 35kv 要求 7 条输出端 极限要求负荷应该是 10000kva 功率因数分别是 0 85 根 0 8 t 要求是 5000h 10kv 有 6 根输出端 要求负荷 3 6kva 功率因数跟 35kv 的一模 一样 t 要求是 4000h 变电所为 200 千伏安 变电所是两条线路 110 千伏进线端 35kv 10kv 跟 0 4kv 要求负荷依次是 4000h 5000h 1 35kV 负荷情况 电压 kV 负荷名称无功最大负荷 Q kVar cos tan 35惜福镇第一变电所3718 470 850 62 35惜福镇第二变电所45000 850 62 表 3 1 35kV 负荷情况 2 10kV 负荷情况 电压 kV 负荷名称无功最大负荷 Q kVar cos tan 10琴岛学院1549 360 80 75 10三元集团11250 80 75 10永基重工机械厂1239 490 850 62 10青特集团15000 850 62 表 3 2 10kV 负荷情况 根据变电所在所处设计中的地点和特点 把 110KV 变电所分成在最后变电所跟过 程变电所这几种 此次要求的设计变电所是最后变电所 处在负荷周围乐意用其把电 能分给当地居民 需要在安全的供电情况下 变电所的接线要求应根据选择 快捷 方便跟用不到其他的控制的功效 要是能够少用占地大小 本次接线特点要根据负荷 工厂供电课程设计 说明书 4 本质 变压器负载率 系统工具性能等需求确定 由于是必不可少的变电所因此在制 作的情况下 必须考虑能够安全方便地配送 3 1 负荷计算负荷计算 1 惜福镇第一变电所 3718 47kVar cos 0 85 tan 0 62 30 3718 47 0 62 9995 87kW 30 30 tan 9995 87 0 85 11759 85kVA 30 30 cos 193 99A 30 303 2 惜福镇第二变电所 4500kVar cos 0 85 tan 0 62 30 4500 0 62 7258 06kW 30 30 tan 7258 06 0 85 8538 9kVA 30 30 cos 140 86A 30 303 3 琴岛学院 1549 36kVar cos 0 8 tan 0 75 30 1549 36 0 75 2065 81kW 30 30 tan 2065 81 0 8 2582 27kVA 30 30 cos 149 09A 30 303 4 三元集团 1125kVar cos 0 8 tan 0 75 30 1125 0 75 1500kW 30 30 tan 1500 0 8 1875kVA 30 30 cos 108 26A 30 303 5 永基重工机械厂 1239 49kVar cos 0 85 tan 0 62 30 1239 49 0 62 1999 18kW 30 30 tan 1999 18 0 85 2351 97kVA 30 30 cos 135 8A 30 303 6 青特集团 1500kVar cos 0 85 tan 0 62 30 1500 0 62 2419 35kW 30 30 tan 工厂供电课程设计 说明书 5 2419 35 0 85 2846 3kVA 30 30 cos 164 34A 30 303 3 2 变电所变压器的选择变电所变压器的选择 需要看变压器容量的情况下 变压器应该是放置 2 台 其中一台发生故障不运行 时 另一台变压器的容量应该能够提供全部负荷的 70 在超过过负荷极限之后的允 许时间内 必须能提供电能输送所以当地的局面 3 2 1 主变压器的选择计划主变压器的选择计划 第一步 确定用电用户 还有用电负荷 计算公式 PeKPd 30 tan3030 PQ cos 3030PS NUSI3 3030 然后确定了 35KV 用电的用户 有惜福镇第一变电所 惜福镇第二变电所 10KV 用户有琴岛学院 三元集团 永基重工机械厂 青特集团 3 2 2 选择变压器选择变压器 计算得到 110KV 降到 35KV 用四台变压器 35KV 到 10KV 需要八台变压器 工厂供电课程设计 说明书 6 4 主接线图及仿真主接线图及仿真 110kV 变电所主接线图 MATLAB 仿真 工厂供电课程设计 说明书 7 电力线路短路电流的仿真 工厂供电课程设计 说明书 8 5 变电所电气设备选择变电所电气设备选择 系统工具采用选取必须要和当地条件功能党的要求差不多 系统工具的选取应按 照 2 个要求 1 依据普通动作状态下甄别 2 依据不是通路情形下检查 5 1 断路器与隔离开关的选择断路器与隔离开关的选择 5 1 1 断路器的选择断路器的选择 断路器的功能 一般动作情况下断路器能够倒换来回动作形式 操作的系统与连 接的东西接到系统也能出去动作 电路和系统发生了故障时 能够立刻关闭故障电路 保证其他的地方电路和平时不变的运行 5 1 2 隔离开关的选择隔离开关的选择 隔离开关能与断路器同时工作 因为它不存在灭弧的装置不能灭弧 无法实现消 掉跟相连的消耗电流和不是通路的电流 主要的功能是分散电压 控制倒闸 消除小 电流 5 2 互感器的选择互感器的选择 1 根据 CT 设备的需要等级来确定需要的电压 2 根据确定 CT 独立的需要电压 110 Igmax Ie 3 根据互感器的 CT 功能 确定它的等级与接线的方法 4 110KV 系统边建造起差 过 I 检查三次 CT 连造三相不同方式 110KV 系统元件附近建造动差 过 I 检查三次 CT 连造三相不同方式 其他地 方设置差动 1 次 CT 连造三相方式 10kV 35kV 主变压器输出端处建造差动 写下 校验和电流安全三组 CT 连成 三相方式 10kV 35kV 消耗输出端处建造写下 校验和电流安全二组 CT 连成二相方式 5 根据不是通路的情况下校验与状态来选择种类 110kV 系统旁边有 LB7 110 元件 主变压器 35kV 旁边一直有不同开关选择 LB6 35 元件 主变压器 10kV 旁边一直有不同开关和不同 CT 用 LFZ 10 工厂供电课程设计 说明书 9 5 3 熔断器的选择熔断器的选择 认得如果其中安全线路里有不正常工作的情况下 必须在尽量少的时间内切掉事 故 需要预防事故后的状况下太久让重要的元件的损耗增加 确定 PT 的熔断器安全性 必须根据需求电压和不是通路时容量 确定高压熔断器方法的要求如下 5 4 母线的选择母线的选择 5 4 15 4 1 母线选择的要求母线选择的要求 导体面积的确定 1 根据导体的持续产热可以的电流确定 maxal II 如果现实周围温度有异于元件的要求周围温度时 这里一直要求电流能够允 许这个公式改变 al KII al 全部复杂的对应系数 K 正常的照射光强排除 纯导体与需要的的证明系数是 al l K a 导体的一直消耗热允许的要求温度 纯导体一般为 al C 70 导体的要求地点周围的温度 纯导体一般为 C 25 要求算出 在正常动作情况下导体的温度是 R F I al al 2 2 max al al I I 必须不能超过导体的一直产热要求的准许温度 C 70 工厂供电课程设计 说明书 10 2 根据条件电流的密度的确定 规定消耗不能高需要经济的密度确定导体的截面 一般的截面积必须估算 J I S max 普通的动作的状态下元件的极限持续的运行 I 估算可以不考虑超载和 max I 故障时动作的负荷 一般电流的密度 正常的元件的值 可以根据最大的负荷使用时数 能JJ max T 够可以发现电流的密度的图标中看出 导体的校验 1 电晕的电压检测 axr UU mc 我的想法是安装的线路能够不算电晕的电压测量 2 热稳定的校验 依照最小的面积运行测量 3 min ima t AI C 按照选取的导体的斜面的面积状态下可以提供热稳定性的条件 min AA 5 4 25 4 2 母线的选择母线的选择 110kv 母线确定和测量 根据导体的持续的发热要求电流的运行 采用一条 LMY 63 6 3 放置 不动荡 三十四度 910 al IA 1 S K 规定的电流 7034 910809 9677 83 7025 alal IKIAA 热稳定的测量 所选的截面 要求热稳定性的条件运行 22 min 396 955 61AmmAmm 同上计算测量 能够确定 35kV 系统母线确定 LMY 100 10 10kV 系统母线确定 LMY 63 8 工厂供电课程设计 说明书 11 工厂供电课程设计 说明书 12 结结 论论 本变电站变压器共选取十二台变压器 阻抗电压百分比和许可的偏差是普通变压 器 10 0 0 05 高阻抗变压器 14 1 5 17 0 5 冷却形式是首先采取天然冷却的形 式或风冷却形式 两台变压器作为对方的备用 保护方面 110KV 采用内桥接线 所以 不需要装设保护 35KV 线路上 安装置来保护相间事故和单相接地事故 对相与相间 的事故要有两段式的电流保护方法来设置 限时电流速断保护和定时限过流保护 工 作在出线断路器 选取两相式连线并安三相一次重合闸 反应单相接地事故 一相连 大地时反映零序电压的连大地信号设备发出信号 母线充电时用定时限过流作为的保 护 10kv 线路上 安装置来保护相间事故和单相接地事故 对相与相间的事故要有两 段式的电流保护方法来设置 限时电流速断保护和定时限过流保护 工作在出线断路 器 选取两相式连线并安三相一次重合闸 反应单相接地事故 一相连大地时反映零 序电压的连大地信号设备发出信号 母线充电时用定时限过流保护作为的保护 110 千 伏进线端 35 千伏 10 千伏母线均要预防雷电流从线路入侵变电站 110K 伏主变中 性点接地 关于电气设备的选择 1 110KV 断路器的采用 LW25 110 125 断路器 2 LW8 35 1600 为主变 35KV 侧和分段断路器 3 35KV 出线断路器的选择 LW8 35 630 断路器 4 10KV 边主变断路器和分段断路器的采用 ZN28 10 1000 断路器 5 10KV 出线断路器的采用 ZN28 10 630 断路器 隔离开关的选择 1 110KV 隔离开关的采用 GW4 110 1250 隔离开关 2 35KV 主变总断路器和分段断路器双边隔离开关的采用 GW5 35 1600 隔离开 关 3 35KV 出线断路器双边和 35KV 主线隔离开关的采用 GW5 35 630 隔离开关 4 主变 10KV 侧断路器和 10KV 分段断路器双边隔离开关的采用 GN19 10 1000 隔离开关 5 10KV 出线断路器双边隔离开关和 10KV 母线隔离开关的采取 GN19 10 630 隔离开关 电流互感器选择 1 110KV 电流互感器为 LB7 110 2 35KV 边总开关和分段开关 CT 为 LB6 35 工厂供电课程设计 说明书 13 3 10KV 边总开关和分段开关 CT 为 LFZ 10 35kV 边母线选择 LMY 100 10 竖放 10kV 边母线选择 LMY 63 8 平放 电压互感器选取 110kV 定 WVB110 20h 35kV 定 JDXN6 35 10kV 定 JDZX 10 1 110KV 部分采用了内桥接线 不需要装设保护 2 35KV 处线路保护 装反映相间事故以及单相接地事故的保护设备 限时速断 定时过流来保护双段式 I 保护 出线断路器工作时用两相式连线 装 3 相单次重合闸 装零序电压的接地信号装置来提醒单相接地故障 单相接大地时产生提醒 安带时限 的定时过流装置来为母线充电时保护 3 10KV 处线路保护 在 10KV 小接地电流系统的线路上 同上述 35kv 工厂供电课程设计 说明书 14 致致 谢谢 本次设计我要在惜福镇设计一个变电所 其需要满足惜福镇电能的需求 变电所 于系统中占有非常关键的身份 为了满足人们在生产 生活活动中 对共电增加的需 求 在满足国情及考虑好其发展前景的前提下设计一个接近负荷中心能够稳定可靠经 济的为生产生活共电的变电所意义非凡 优秀的变电所设计会促进经济发展 提高人 们生产活动的效率 提高人们的生活质量 对于我本次设计的惜福镇 110kV 变电所 我个人还是比较满意的 我所设计的这个变电所能够满足惜福镇居民的日常生产生活 用电 共电质量较高 共电系统的稳定性较为优良 建设成功后一定能够为惜福镇居 民的生活质量作出重大的提高 在本次设计过程中我学习到了很多只有通过实践才能 掌握到的知识 在巩固了课本知识 学习到了更多专业知识的同时动脑动手创造出了 一些属于自己的东西 但本次设计中仍存在很多问题 比如有很多知识我不能及时想 到 在最初无法独立的思考出设计过程 通过老师的指引和查阅资料我才渐渐地找到 设计要领以及设计的步骤 且本次设计并不够熟练 对于惜福镇实际情