毕业设计(论文)KV变电站毕业设计定稿.doc

毕业设计（论文） 题目名称：110kV宜阳变电站的设计 函授站名称：洛阳星网 班 级：成电气函本13 学生姓名：何伟 指导教师： 安学梅 中原工学院继续教育学院 2015 年 03 月 论文编号：（学号）2013354056 110KV宜阳变电站的设计 The design of 110kV Yi yang transformer substation 函授站名称：洛阳星网 班 级：成函本13 学生姓名：何伟 指导教师： 安学梅 2015 年 03 月前言110KV宜阳变电站是为了解决宜阳县区及周边煤矿企业地区电力供应不足的输变电工程中的一个重要工程。随着计算机时代的到来，微机保护在电力系统中已得到了广泛的应用，本文主要围绕对110kV宜阳变电站的电气部分，依据专业的特点和范畴，对变电所的主变压器选择、电气主接线的设计、主要的电气设备选择、继电保护及自动装置的配置作了分析、比较和确定。本次设计的主要内容有电气主接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）、各电压等级配电装置设计、继电保护和安全自动装置的配置以及专题等。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宜阳变电站。本工程初步设计内容包含变电站电气设计，新建的宜阳变电站从110KV侧城关变电站受电，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：1、内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。2、110KV进线采用内桥接线形式。3、本工程初步设计内容包括变电站电气设计。4、35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。5、 所用电分别从10KV两端母线获得。【关键词】变电站；变压器；潮流计算；短路计算；设备选型SUMMARY For satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a Yi yang transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a Yi yang transformer substation obtain power form Cheng guan 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:1. There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.2. For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection.3. The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.4. For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus.5. Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Key phrase: Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation The equipments choose the type目录前言1摘要2目录4符号、单位说明，插图、附表清单6引言7第一章 原始资料分析8一、原始资料8二、对原始资料的分析计算8第二章110KV宜阳变电站接入系统设计9第三章110KV宜阳变电站主变选择11一、 主变方案选择12二、主变方案技术比较12三、 主变容量、参数选择13四、主变方案经济比较15五、主变110KV侧分接头选择17第四章 主接线设计18一、选择原则18二、 110KV主接线设计18三、 35KV主接线设计21四、10KV主接线设计21第五章 短路电流计算21一、变电站各种数据及短路电流21二、变电所电抗的归算变电站22三、电抗等值图化简23第六章 变电站电气设备选择24一、选择设备的基本原则24二、断路器的选择25三、隔离开关的选择32四、 电流互感器的选择37五、 电压互感器选择47六、避雷器的选择48八、消弧线圈选择50第七章 继电保护配置50一、主变压器保护配置51二、母线保护51三、线路保护52结论53致谢54附录55参考文献57符号、单位说明，插图、附表清单电压：U 单位（KV）；电流：I 单位（A）；电阻：R 单位（）；功率因数：COS= P / S功率： P=IR=UI； P-电功率（W）频率：；变压器电抗标幺值：；电阻的计算公式为：；D阻尼系数；Pe发电机的电磁功率，是功角的非线性函数；E发电机电动势。引言根据中原工学院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宜阳变电站。110KV宜阳变电站，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采用内桥接线，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。第一章 原始资料分析一、原始资料1、 待建110KV宜阳变电站从相距30km的110KV宜阳城关变电站受电。2、 待建110KV宜阳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。3、 地区气温: 1年最高气温35，年最低气温 15。 2年平均气温15。 4、待建110KV宜阳变电站各电压级负荷数据如下表: 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义络煤矿110.828化肥厂200.827宜樊线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20.811.5二、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: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义络煤矿115.330.92化肥厂209.190.92宜樊线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20.920.91第二章110KV宜阳变电站接入系统设计一、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站总负荷和五年发展规划。因此待建110KV宜阳变电站的最高电压等级应为110kV。二、确定回路数110KV宜阳变电站建成后，所供用户中存在、类重要负荷，因此110KV宜阳变电站应采用双回110KV线路接入系统。三、确定110KV线路导线的规格、型号由于待建110KV宜阳变电站距离受电110KV宜阳城关变电站30KM，处于华中电网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。四、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1、待建110KV宜阳变电站总负荷的计算 S110=(98.72 + 46.652 ) = 109.2 COS= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 2、根据Tmax软导线经济电流密度表，确定Jec Jec1.15（A/mm2）3、 计算导线的经济截面积SJ，找出S选 IJ 0.5S110/（3 UN） (0.5*109.2/1.732*110)*103 SJ= = = J J 1.15 =249.2(mm2)4、结论：选取导线规格为2回LGJ240/405、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% S10 = 11.08 (MVA)， 15S110 = 15109.2 (MVA)16.38(MVA) 宜阳变电所最大长期工变电站Igmax （考虑变压器事故过负荷的能力40%）(3)根据有关资料选择LW25-110/1250型断路器型号数量技术参数额定电流I（A）额定开断电流（KA）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)LW25-110/125031250252525 (4)校验：Ue=110kV=UNI=1250A1102A 额定开断电流校验：110kV母线三相稳态短路电流I(4) =2.71 KA LW25-110/1250断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流：ich=7.83(kA) LW25-110/1250断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲线：tep3.6秒 110kV母线短路热容量：Qdt=I（4）2tep=26.4(kA2S) LW25-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I（4）2tepIgmax=1326A额定开断电流校验：35kV母线三相稳态短路电流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=464A额定开断电流校验：35kV母线三相稳态短路电流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流25KA符合要求。动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=820A额定开断电流校验：10kV母线三相稳态短路电流I(4) =22.4 KA ZN28-10/1000断路器的额定开断电流31.5KA符合要求。动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) ZN28-10/1000断路器的极限通过电流Igf=80(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) ZN28-10/1000断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIgmax=246A额定开断电流校验：10kV母线三相稳态短路电流I(4) =22.4 KA ZN28-10/630断路器的额定开断电流31.5KA符合要求。动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) ZN28-10/630断路器的极限通过电流Igf=80(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) ZN28-10/630断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tep宜阳变电所最大长期工变电站Igmax (3)根据有关资料选择GW4-110/1250型隔离开关型号数量技术参数额定电流I（A）极限通过电流 Igf (kA)4秒热稳定电流(kA)GW4-110/12501012502525 (4)校验：Ue=110kV=UNI=1250A1102A动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流：ich=7.83(kA) GW4-110/1250断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲线：tep3.6秒 110kV母线短路热容量：Qdt=I（4）2tep=26.4(kA2S) GW4-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I（4）2tepIgmax=1326A动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) GW5-35/1600隔离开关的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) GW5-35/1600隔离开关的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=464A动稳定校验 ： 35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) GW5-35/630隔离开关的极限通过电流Igf=25(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲线：tep3.55秒 35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) GW5-35/630隔离开关的4秒热稳定电流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=820A动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) GN19-10/1000隔离开关的极限通过电流Igf=80(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) GN19-10/1000隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIgmax=246A动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) GN19-10/630隔离开关的极限通过电流Igf=80(kA) ichIgf 符合动稳定要求热稳定校验：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲线：tep3.6秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) GN19-10/630隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIt2t 符合热稳定要求温度校验： GN19-10/630隔离开关允许使用环境温度：-4040 宜阳变电所地区气温：变电站39，所以符合要求。通过以上校验可知，10kV出线断路器两侧隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择符合要求。四、 电流互感器的选择(一) 总的说明1、根据电流互感器装置处电压等级确定额定电压2、根据Ie=Igmax110%确定CT一次额定电压3、根据互感器CT用途，确定其级次组别及接线方式4、110kV线路侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形 110kV桥开关一侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形，另一侧设置差动一组CT，