110KV变电站设计中期报告

毕业设计(论文)标题名称：110kV变电站设计学科名称：类级别：学号：学生姓名：指导教师：2012年2月论文编号：110KV变电站设计110KV Substation Design部门名称：电子信息来源类级别：学号：学生姓名：指导教师：2012年2月目录第一章简介11.1变电站的作用11.2中国变电站和设计趋势21.3变电站设计的主要原则和分类51.4主题选择的目的和意义51.5设计理念和工作方法61.6设计工作完成阶段内容和时间表6第二章任务书72.1来源资料72.2设计内容和要求9第三章电气主接线设计113.1电气主接线设计概述113.2电气主接线的基本形式143.3电气主接线选择14第四章变电站主变压器选型184.1主变压器选择184.2主变压器选择结果205短路电流计算215.1短路风险215.2短路电流计算的目的215.3短路电流计算方法215.4短路电流计算225.4.1 110kv侧总线短路计算245.4.2 35kv侧总线短路计算265.4.3 10kv侧总线短路计算276选择电气设备306.1导体选择和验证306.1.1 110kv总线选择和验证316.1.2选择和验证35kv总线316.1.3选择和验证10kv总线326.2断路器和隔离开关的选择和验证326.2.1 110kv侧断路器和隔离开关的选择和验证336.2.2 35kv侧断路器和隔离开关的选择和验证336.2.3 10kv侧断路器和隔离开关的选择和验证346.3电压互感器和电流互感器的选择346.3.1电流互感器选择346.3.2电压互感器选择36第七章继电保护配置377.1继电保护基础知识377.2 110kv线路继电保护配置和设置计算377.2.1 110kV线路继电保护配置377.2.2 110kV线路继电保护设置计算377.3变压器继电保护和整定计算417.3.1变压器继电保护417.3.2变压器继电保护整定计算427.4总线保护457.5设置自我投资和自动重合闸467.5.1备用电源自动输入设备的含义和功能467.5.2自动重合闸装置47第八章防雷接地方案设计488.1防雷488.2接地装置设计48第九章赔偿装置509.1补偿装置的种类和作用509.2并联电容器装置容量选择及主要要求。519.3并联电容器容量计算51第十章配电装置5310.1配电设备概述5310.2配电装置类型5310.3配电装置基本要求和设计阶段5310.4室内配电装置5410.5外部配电装置54参考文献56第一章简介1.1变电站的作用1.1.1电力系统中变电站的状态电力系统是由变压器、输电线路和电气设备组成的网络，包括以电气或机械方式连接到网络的所有设备。电力系统的这种互连组件可以分为两类：电力生产(发电机)、转换(变压器、整流器、逆变器)、传输和分配(输电线、配电网)和消耗(负载)的电力组件。另一类是改变同步发电机励磁调节器、调速器、继电器等系统运行状态的控制组件。变电站是联系发电站和用户的中间环节，起到电力的转换和分配作用。变电站可以根据系统上的地位分为以下几类：(1)枢纽变电站；位于电力系统的枢纽，连接电力系统的高压和中压的不同部分，收集多个电力，具有330-500 kv电压的变电站成为枢纽，电力停电后，系统可能会解决甚至瘫痪。(2)中间变电站：高压侧主要是交换潮流、系统改造工作的作用。或者通常是两三个电源，降低220-330 kv的电压和区域电力供应的远距离输电线路段，因为这样的变电站起到了中间链路的作用，所以被称为中间变电站。如果发生所有停电，地区电网就会排出。(3)区域变电站：高压侧通常为110-220 kv，为区域用户供电的主变电站，一个区域或城市的主变电站。所有停电后，只有这个地区停止供电。(4)终端变电站：在输电线路终端接近负荷点，高压侧电压为110kv，经低压后直接提供给用户的变电站是终端变电站。所有停电后，只是用户受到了损失。1.1.2电源系统电源要求(1)确保可靠的持续供电：电源中断会导致生产中断、生活混乱，甚至威胁到人或设备的安全。停电对国民经济的危害比电力系统本身的损失大得多。因此，电力系统运行从可靠、持续供电的要求开始。(2)确保良好的电能质量：电能质量包括电压质量、频率质量和波形质量，电压质量和频率质量取决于指定的允许电压偏移是否超过指定值(例如，额定电压的正负5%，指定的允许频率偏移为正负0.2-0.5% Hz)，从而确定测量的电压质量和频率质量。所有这些质量指标必须采取一切手段保证。(3)确保系统运行的经济性：电能生产规模很大，消耗的一次能源在国民经济中占一次能源总消耗的比重约为三分之一，电能转换、运输、分配时的损失绝对值也相当大。因此，减少每一次电力损失的能源，降低转换，减少传递，分配时的损失，是非常重要的。1.1.3电力系统的额定电压(1)额定电压是长期运行电气设备最经济的电压。系统中的电压级别部分不同。在三相交流系统中，三相视觉为电源S=3UI。输出恒定时，电压越高，电流越小，电路、电的载流量部分需要的横截面面积就越小，对有色金属的投资也越少，但由于电流少，输电线路上的功率损失和电压损失就越小。相反，电压越高，对绝缘水平的要求越高，对变压器、开关等设备的投资也越大。综合这些因素，一定的运输功率和运输距离有最经济的输电电压。从设备制造的角度，为了确保产品的标准化和系列化，也不能任意确定输电电压。(2)电气装置的额定电压：通过电路向电气装置输送电力时，电气装置大部分是感性负载，因此电路沿路径的电压分布往往高于第一次，系统公称电压与电气装置的额定电压值相匹配，因此电路的实际电压与电气装置要求的额定电压之间的偏差不太大。(3)变压器额定电压：变压器侧电源是与电源设备同等的二侧负载电源，因此变压器侧额定电压与电气设备的额定电压相同，变压器二侧额定电压规定为空载时电压，因此，在额定负载时变压器内部电压达到约5%，电源长时，正常运行时变压器二侧电压比系统公称电压高5%，以补偿线路电压损失。变压器的第二侧额定电压比电气装置的额定电压高10%，只有变压器的第二侧与电气装置的电气距离很近时，第二侧额定电压才是电气装置额定电压的1.05倍。1.2中国变电站及其设计趋势1.2.1中国变电站的发展趋势近年来，我国在经济技术领域取得了快速发展，特别是计算机网络技术和通信技术的发展，为我国变电站的发展起到了强大的推动作用，越来越多的新技术新产品应用于变电站，具体地说，我国的变电站设计出现了以下发展趋势。1.智能智能变电站的开发随着高压高精度智能仪器的出现而逐步发展，特别是在实时系统中计算机高速通信网的开发和应用，为变电站所有信息的收集、传输实现的智能处理提供了强大的物质和理论基础。智力主要体现在以下方面：1、紧密连接整个网络。2、支持智能网格。3、符合高压输电网要求的高压等级智能变电站。四、中低压智能变电站允许访问分布式电源。5、远程可视化。6、设备和设施标准化设计，模块化安装。另外，为了加强安全生产、防盗安全、火灾报警监控等变电站和无人值班变电站的综合管理水平，正在探讨建立集中式远程视频监控系统的电力企业，推进电力综合监控的网络开发。IP数字视频监控和监视每个变电站/相关数据、环境参数、图像，实时、直接地了解和了解每个变电站/情况，并及时响应发生的情况，以满足多个地区变电站的要求。但是我国还没有利用完全实现真正意义上的山的智能初级设备。一级设备的智能仍然需要通过一定的二级设备进行转换，一般采用智能终端的方式。目前国内正在进行的数字化变电站项目大部分采用这种方式，但一般不统一改造开关内部的二次电路，智能终端和开关集成度低，发展空间大。2.数字化通过采用现代精密的仪表和高实时性的通信网，在此基础上出现了数字化变电站，数字变电站技术在变电站自动化技术发展中发生了划时代的变化，对变电站自动化系统的各个方面都将产生深远的影响。数字化变电站在系统可靠性、经济性、可维护性方面比传统变电站大幅提高。3.组合化预制变电站采用了全面预制装配结构的建筑形式，大大缩短了设计和施工周期，减少了变电站安装面积，节约了土地资源。随着国网公司“两型一元化”的普及，装配变电站在全国各地都成功试点，成为今后变电站建设的新模式。1.2.2中国变电站设计趋势根据我国国情以及我国多年积累的有关变电站设计的实践和经验，我国变电站设计的发展趋势表现出以下方面。我国的电力建设经过多年的发展，系统容量加大，短路电流持续增加，对电力设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高。随着科学技术的快速发展，制造、材料产业，特别是计算机和网络技术的迅速发展，电力系统的变电站设计出现了新的飞跃。1、变电站接线方案趋于简化随着制造商生产的电气设备质量的提高和电网可靠性的提高，变电站布线趋于简化。例如，断路器是变电站的主要电气设备，近年来制造技术有了很大的发展，可靠性大大提高，维护时间少。特别是国外一些著名制造商生产的超高压断路器20年没有检修，更换部件的时间很短。为了进一步控制工程成本，提高经济效益，经过专家反复论证，我国的一些变电站设计已经逐渐采用了新的、更简单的布线方案。2、大量使用新电气设备近年来，电力制造有了很大的发展，性能多，出现了新设备，设备趋于无乳化，SF6气体绝缘设备价格持续下降，国内GIS开发成高电压、大容量、三相公用盒，连续性能，应用面不断扩大，许多城市网络建设项目，用户项目考虑使用GIS配电设备变电站设计的电气设备等级不断提高，配电设备也从传统形式发展到无乳化、真空开关、SF6开关及机械、电气组合集成小型设备。该户外高压和超高压组合电器的共同特点是，以SF6断路器为中心，与其他高压电气设备相结合，有多种形式。这些设备运行稳定性高，节省安装空间和空间，建设安装简单，运行维护方便，价格是常规电气设备和GIS之间、电气设备未来发展的方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。3、降低变电站安装和建设面积随着经济和城市建设的发展，城市地区的用电量急剧增加，而城市土地非常珍贵，土地价格越来越贵。新建的城市变电站应满足城市形象和环境保护等要求，追求综合经济、社会效益，因此建设方式采用地面前家具类型或地下等布置形式，有效减少安装面积。另外，对110kV以下变电站的无人值班在设计过程中取消了与运行人员相关的建筑和设施，建筑面积进一步减少。4、变电站综合自动化技术变电站综合自动化是提高变电站安全、可靠、稳定运行水平、降低运营维护成本、提高成本效益、为用户提供高质量电力服务的措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高新技术的迅速发展，一方面取代或更新传统变电站辅助系统的集成自动化系统成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检、故障筛选、事件日志记录、执行监视和控制管理等功能。开发和完成变电站综合自动化系统是电力系统开发的新趋势。变电站综合自动化技术将引起电力行业的关注，成为变电站设计的关键技术之一。变电站综合自动化的发展趋势主要表现在几个方面。介绍了全分布式变电站自动化系统先进网络技术。总之，变电站综合自动化正在向更方便、更快、更安全、更灵活的方向发展。1.3变电站设计的主要原则和分类变电站设计的原则是努力实现安全可靠的技术进步、合理的投资、标准统一、运营效率、统一性和可靠性、先进、经济、适应性、灵活性、及时性和和谐性的协调。1.统一性：建设标准统一，基础设施和生产标准统一，外部形象提醒公司企业的文化特性。可靠性：主接线方案安全可靠。3.根据经济、利益最大化的原则，综合考虑项目初期投资和长期运营费用，在设备寿命期间追求最佳经济性。4.先进性质：设备选择先进合理，占地面积小，注重环保，各种技术经济比指标先进。5.适应性：综合考虑不同地区的实际情况，在系统内具有广泛的适应性，在一定时间内能适应不同的规模、不同的形态、不同的外部条件。6.灵活性：合理的规模划分、灵活的界面、多种组合方案、方便的规模增减