开题报告：1103510kV降压变电所电气部分设计

第1页共8页开题报告学生姓名学号专业题目名称AF110/35/10kV降压变电所电气部分设计课题来源模拟主要内容一原始资料工程概况:本变电所是按系统规划，为满足地方负荷需要而建设的终端变电所，该变电所的电压等级为110/35/10kV，110kV进出线2回，35kV进出线4回（其中1回备用），10kV进出线12回（其中3回备用）。待设计变电所距离110kV系统变电站（可视为无限大容量系统）63.27km；本地区有一总装机容量为12MW的35kV出线的火电厂一座，距待设计变电所12km。气象条件：年最低温度：-5℃，年最高温度：+40℃，年最高日平均温度：+32℃，地震裂度6度以下。负荷资料：正常运行时由110kV系统变电所向待设计变电所供电35kV侧负荷：a）35kV侧近期负荷如下表：序号用户名称用类别最大负荷（MW）1冶炼厂Ⅰ5.52河西变Ⅱ或Ⅲ15.5b）在近期工程完成后,随生产发展,预计远期新增负荷6MW。（3）10kV侧负荷：a）10kV侧近期负荷如下表:序号用户名称用类别最大负荷（MW）备注1机械厂Ⅲ1.32医院Ⅰ0.5有备用电源3河东变Ⅲ2.54铁路用电Ⅰ0.9有备用电源5化工厂Ⅱ2.06电机厂Ⅱ1.07水泥厂Ⅲ1.08印染厂Ⅲ1.29农用电Ⅲ0.5b)远期预计尚有5MW的新增负荷注：（1）35kV及10kV负荷功率因数均取为=0.85（2）负荷同时率：35kV：=0.910kV:=0.85（3）年最大负荷利用小时数均取为=3500小时/（4）网损率取为A%=5%～8%（5）所用电计算负荷50kW,=0.87二设计内容(一)电气一次部分电气一次部分设计包括主要以下三个部分:1电气主接线设计电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订有较大影响。电气主接线应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于扩建等要求。”本设计在设计变电站主接线形式时，需要先对变压器容量进行选择，变压器容量的选择遵循下面的原则：变电站主变压器容量，一般应按5～10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%～80%。主接线方案的拟定与选择：根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，可以拟定出若干个主接线方案。根据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留2～3个技术上可行且满足任务书要求的方案，然后进行经济比较最终确定本次设计的电气主接线形式。2短路电流计算及主要电气设备选择(1)短路电流计算为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时都要用可能流经该设备的最大的短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能经受住突发的发热和电动力的冲击。同时为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动的使有关断路器跳闸，继电保护装置的整定和断路器的选择都需要进行短路电流计算。一般情况下，三相短路电流产生的热效应和电动力较大，所以本次设计采用三相短路电流进行计算以校验电气设备的可靠性。手算短路电流主要有以下几个计算步骤：①根据规定的电气设备选择任务，确定短路计算点；②计算各电气元件的电抗标幺值，画出等值电路图；③对各短路计算根据变电所主接线图画出电气接线图；④点进行网络化简，求出转移阻抗；⑤求出计算电抗，求出各短路计算点的三相短路电流：、。(2)主要电气设备选择主要的电气设备通常包括断路器、隔离开关、互感器、母线、绝缘子等。电气设备的选择一般遵循按正常工作条件选择，并按短路条件校验其热稳定和动稳定的原则。按正常工作条件选择电气设备包括选设备的工作环境、额定电压、额定电流。（1）选工作环境当电气设备安装地点的环境条件如温度风速污秽等级海拔高度地震裂度和覆冰厚度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。国家标准规定温度在-30℃～+40℃时，选普通型设备，当温度超过+40℃，选干热带产品，当温度低于-30℃时，选高寒产品；温度为+20℃，湿度为90%时选普通型设备，当湿度大于90%时，选湿热带产品；当海拔低于1000m时选普通型产品，当海拔超过1000m，产品的外绝缘降低，可选用高原产品或把设备的外绝缘提高一级。（2）额定电压选用电气设备的额定电压不得低于装置地点电网额定电压，即（3）额定电流电气设备的额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最持续工作电流，即由于发电机和变压器在电压降低5%时出力可保持不变，故该回路的最大长期工作电流不小于相应额定电流的1.05倍，若变压器有过负荷运行的可能时，还应计及其实际的过负荷电流；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的；母线分段电抗器应为母线上一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的50%～80%；出线回路的除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。3配电装置设计配电装置的设计及选择原则：（1）配电装置的设计原则发电厂和变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地、并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时必须满足下述要求：节约用地、运行安全和操作巡视方便、便于检修和安装、节约材料、降低造价。（2）配电装置的设计要求①满足安全净距的要求②施工、运行和检修的要求③噪声的允许标准及限制措施④静电感应的场强水平和限制措施⑤电晕、无线电干扰和控制（3）配电装置设计的基本步骤①选择配电装置的型式②配电装置的型式确定后,接着拟定配电装置的配置图③按照所选电气设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照配电装置设计有关技术规程的规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。二电气二次部分电力过程中，出现不正常运行状态和短路故障是难以避免的。特别是大系统中的一些严重短路故障，可能使电气设备由于遭到短路电流的热效应和电动力作用而损坏，甚至使电力系统失去稳定运行而造成系统崩溃。采用继电保护装置，借助于断路器，自动地、迅速地、有选择性地切除故障元件是防止电气设备损坏和事故扩大的最为有效的方法。故障切除后可使非故障部分正常运行，同时也使故障元件免于继续遭受破坏。当系统中发生不正常运行状态时，继电保护装置能给出信号，以便及时处理，防止事态扩大。继电保护对电力系统安全运行起着重要作用，担负如此重要的任务的继电保护必须满足四点基本要求：(1）选择性有选择性地切除故障部分，使停电范围尽量缩小，以保证系统的无故障部分能继续安全运行，同时为考虑继电保护和断路器有拒动的可能性，需考虑后备保护问题。(2）速动性保护动作力求迅速，快速切除故障，以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在低电压情况下工作时间，减少故障对电气设备和系统的影响。(3）可靠性继电保护装置在该动作时不拒动，不该动作时不误动。(4）灵敏性对于该继电保护装置范围内的故障，无论短路点的位置，类型如何等都需能敏锐的感觉出并正确动作，将故障切除。1主变压器保护配置(1）反应内部短路和油面降低的非电量（气体）保护，又称瓦斯保护(2）反应变压器绕组和引出线的多相短路及匝间短路的差动保护或电流速断保护(3）作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电流保护（或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护或阻抗保护）(4）反应中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序电流保护(5）反应大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护(6）反应变压器过负荷的变压器过负荷保护(7）反应变压器非全相运行的非全相保护采取的主要技术路线或方法1认真分析设计任务书，明确所要设计的内容，理清设计思路，制定设计方案。2参考所学相关课程及上课的有关笔记，搜集相关资料、现场实习的笔记、相关参考文献、国家标准及设计手册，进行分析、论述拟定方案，进而计算选型、校验。3独立完成设计，设计过程中难免遇到困难，及时向老师、同学请教。4设计工作中主要参考文献如下：[1]熊信银主编.发电厂电气部分.中国电力出版社,2004.8,第三版。[2]西北电力设计院.电力工程电气一次设计手册.水利电力出版社,1989。[3]西北电力设计院.电力工程电气二次设计手册.水利电力出版社,1989。[4]陈珩主编.电力系统稳态分析.中国电力出版社,1998。[5]李广琦主编.电力系统暂态分析.中国电力出版社,2002。[6]贺家立宋从矩合编.电力系统继电保护.中国电力出版社,2003。。预期的成果及形式毕业设计的结果以毕业设计（论文）的结果呈现，设计书中满足以下要求：1电气主接线方案设计合理，主接线设计方案论证与比较