110kv变电站课程设计

.课程设计报告课程：电气集成课程设计研究所：电子工程学院专业化：电气工程和自动化姓氏：学号：类级别：指导教师：职称：说教者完成日期：2015年11月12日.摘褥子随着经济的发展和现代产业建设的迅速兴起，供电系统的设计越来越全面，系统工厂的功耗迅速增加，电能质量、技术经济状况、电力供应的可靠性指标也越来越高，因此对供电设计有着更高、更完善的要求。设计是否合理不仅直接影响基础设施投资、运营成本和有色金属消费，而且是对电源可靠性和安全生产的反应，这与企业的经济利益、设备的个人安全息息相关。变电站是电力系统的重要组成部分，电力设备和配电网由一定的布线方式组成。从电力系统中获取电力，通过其转换、分配、运输和控制的枢纽，然后将电力安全、稳定、经济地传递到各个电力设备的移动地点。作为电力传输和控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代工业化生产及社会生活的发展趋势。随着计算机技术、最新通信和网络技术的发展，为当前变电站的鲁棒控制、保护和测量装置及系统分离状态的最佳组合和系统集成提供了技术基础。110Kv变电站属于高压网，该地区分析了变电站承担的工作，使用定型负荷等，将用户数据用于负荷计算，并确定用户无功补偿装置。随着电力技术的尖端化和复杂性的迅速发展，电力系统从发展到电力供应的各个领域都在通过新技术的使用而不断发展。变电站是电力系统的核心环节，也在新技术领域得到了充分的发展。.【关键词】变电站可靠性电力技术的迅速崛起目录1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52任务书82.1原始数据82.2负荷计算93电气主接线设计103.1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144变电站主变压器的选择174.1主变压器选择184.2主变压器选择结果205短路电流计算195.1短路风险195.2短路电流计算的目的195.3短路电流计算方法196选择电气设备206.1导体选择和验证216.2断路器和隔离开关的选择和验证216.3电压互感器和电流互感器的选择216.3.1电流互感器选择226.3.2电压互感器选择24参考文献25.引言11.1变电站的作用一、电力系统的变电站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。二、电力系统电源要求(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。1.2中国变电站及其设计趋势一、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：与前景紧密相连。支撑智能电网。符合高压输电网要求的高压等级智能变电站。中低压智能变电站允许访问分布式电源。远程可视化。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。二、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，电压高，容量大，与国内GIS一起开发，应用扩展，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、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。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、可以在多种情况下运行。7.时效性：根据网格开发和技术发展，建立持续更新、补充和完成设计的滚动修改机制。8.和谐：变电站的整体状态与变电站周围的人文地理环境相协调变电站设计的分类分为变电站标准方式、配电装置类型和变电站规模三个阶段。(1)根据变电站布置进行分类；110kv变电站分为室外变电站、室内变电站、半地下变电站三级。在变电站设计中，室外变电站是指最高电压等级的配电装置，周边放置在室外的变电站；室内变电站是电力分配装置放在家里，周围是室内、室外或室内变电站。半地下变电站是指周围放置在地面上，其他主要电气设备放置在地下建筑物内的变电站；地下变电站是指周围和其他主要电气设备布置在地下建筑物内的变电站。(2)按配电设备类型分类。110kv配电装置可分为现有开放式开关设备和全封闭组合电气两类进行设计。(3)根据变电站规模分类。例如，室外AIS变电站可以根据最大电压等级的插座电路数和主变压器数、容量等分为终端变电站、中间变电站和集线器变电站。2任务书2.1原始数据一、标题：110KV变电站设计二、原始信息(a)建设的性质和规模(1)从系统到110KV总线的段落边界为398MVA(2)将建立城市变电站相关信息；2次110KV线路。负载情况10 KV线路10次：加工厂一次，1.5MW/袋，4公里；机器工厂2次，1.2MW/次，3公里；药棉工厂一次，2MW/固体，3KM棉小麦2次，1.8MW/袋，4公里；2次常数，1.6 MW/back，2.5公里化工厂2次，2MW/返回，3KM功率因数为0.85。最大负载使用时间：T=5000h/年。(3)发电厂变电站的地理位置图如图所示。图1-1变电站地理位置图G1:汽轮发电机，212.5MW，xd =0.125，cos=0.8；G2:涡轮发电机，30MW，xd =0.13，cos=0.8；(4)最高环境温度400C，最高热月最高平均温度320C(5)变电站10KV侧过流保护动作时间为1S。(b)电力系统布线图变电站10KV侧过流保护动作时间为1S。2.2负荷计算计算方法：根据指定给材料的有效功率P，功率因数cos得出无功功率Q=P*tan计算负荷：通常，对所需系数取0.85。根据原始数据：=