110kV百河变电所的设计毕业设计论文.doc
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1、第IV页辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)110kv“百河”变电所设计摘要本次主要目的是进行110KV降压变电所设计。设计在符合国家标准的基础之上首先依据原始资料所给系统及所有负荷的参数和线路,通过对所建变电所及出线的考虑和对负荷资料分析,使其尽可能满足国家有关电力工程的设计规范和当地实际情况,以确保安全性、经济性与可靠性的要求。本次设计了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式并绘制了电气主接线图。然后确定了主变压器台数、容量、及型号,以此得出了各元件的参数。并简化等效网络的电力系统接线图,选择短路点计算,根据短路电流计算结果和最大持续工作电流、选择并检查电气设备,确定配电装置。根据负载
2、和短路计算,变压器,母线继电保护整定计算和配置。本次对防雷和接地及补偿装置进行了简单的分析计算。保证了供电可靠性,降低了运行成本,减少了事故风险。关键词:变电所设计;电气主接线;设备选择;继电保护;防雷接地AbstractThe main purpose is for 110 kv step-down substation design.Design to meet the national standards on the basis of the first on the basis of the original data to the system and all parameters
3、 and load, based on the built substations and qualification of consideration and analysis of load data, make it as much as possible to meet the relevant national electric power engineering design code and local actual situation, to ensure the safety, economy and reliability requirements.The design o
4、f 110 kv, 35 kv and 10 kv side in the form of the main wiring and draw the main electrical wiring diagram.And then determines the main transformer sets, capacity and model, to get the parameters of each element.And simplify the equivalent network of electric power system wiring diagram, select the s
5、hort-circuit point calculation, according to the result of short circuit current calculation and maximum continuous working current, select and check the electrical equipment, distribution equipment is determined.According to the load and short circuit calculation, transformer, bus relay protection
6、setting calculation and configuration.The lightning protection and grounding and the compensation device for the simple analysis and calculation.Ensure the power supply reliability, reduce the operation cost, reduce the risk of the accident.Key words: The design of the substation; the main electrica
7、l wiring; equipment selection; relay protection; lightning protection grounding目 录摘要IAbstractII1. 绪论11.1 变电所的作用11.1.1 变电所在电力系统中的地位11.1.2 电力系统供电要求11.1.3 电力系统的额定电压21.2 我国变电所及其设计的发展趋势21.2.1 我国变电所的发展趋势21.2.2 我国变电所设计方面的发展趋势41.3 变电所设计的要求51.4 变电所的分类62. 任务书72.1 原始资料72.1.1 负荷情况72.1.2 系统情况72.1.3 自然条件82.1.4 设计
8、内容及要求83. 变电所主变压器的选择93.1主变压器的选择94. 电气主接线设计104.1 电气主接线设计概述104.1.1 主接线的设计原则104.1.2 主接线设计的基本要求114.2 电气主接线基本形式124.3 电气主接线选择125. 电气设备的布置166. 短路电流的计算176.1 短路电流引起的后果176.2 短路电流计算的目的176.3 短路电流计算的简化和假设186.4 短路电流计算的方法186.5 短路电流计算187. 主要电气设备的选择与校验257.1 高压电气设备的选择与校验257.1.1 主变压器110kV侧257.1.2 主变压器35kV侧267.1.3 主变压器1
9、0kV侧277.2 导线选择287.2.1 110kV汇流母线选择及校验287.2.2 35kV汇流母线选择及校验287.2.3 35kV出线297.2.4 10kV汇流母线选择及校验308. 继电保护配置与整定318.1 继电保护的基础知识318.2 变压器的继电保护配置及整定计算318.2.1 主变压器的保护配置318.2.2 主变压器的继电保护整定318.2.3 35kV线路保护34结束语35致谢36参考文献37附录 (电气主接线图)38第 38 页辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)1. 绪论1.1 变电所的作用1.1.1 变电所在电力系统中的地位电力系统主要由变压器、电气设备、输电线路
10、网络,它包括所有相关的电气或机械设备。这些连接组件的电力系统可以分为两种,一种是控制元件,它的作用是改变系统运行状态,如同步发电机励磁调节器、速度调节器和继电器,等;另一种是控制组件,主要改变系统运行状态,如同步发电机,励磁调节器和继电器的电子元件,其发电量(发电机),转换(变压器、整流器和逆变器),输电和配电(电力输电和配电网络),消费(负载)。然而,变电站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。1.1.2 电力系统供电要求1.确保可靠的力量:因为权力的中断将导致生产停顿和混乱的生活,甚至危及人身和设备的安全,后果非常严重。权力给国家造成的经济损失远远超过电力系统本身销售减少
11、功率损耗。作为一个结果,电力系统运行中首先要满足的是用户对用电可靠、持续的要求。2.保证良好的电能质量:电能质量指的是电压、频率和波形的质量三个方面,电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量,标准允许的电压抵消正负5%的额定电压,允许正负0.5% ,0.2赫兹的频率偏差,波形质量测量失真率超过一个给定的值。电能质量的优越对设备寿命和产品质量等有较大的影响,为了保证电力系统安全运行,参与所有这些质量指标,必须想尽一切办法保证。3.保证对用户提供充足的电能:电力系统要为国民经济的各个部门提供充足的电源,最大型的的满足用户的需求。要做到这一点,首先,根据权力的原则首先搞好电力系统规划和设计的
12、发展,加快电力工业建设,确保电力工业建设优先于其他工业领域。其次,提高操作水平,加强现有设备的维护和管理,充分发挥他们的潜力,防止事故发生。4.保证体系运行经济:电力是国民经济的主要力量,每一个生产部门,生产能源消耗的能源占能源消费总量的比例在我国较大,消耗的能源在能源消费总量占国民经济的比重大约是三分之一,在电力传输,转换,失去的能量,绝对值也相当可观。因此,降低电能生产损耗的能源和降低输送,变换,分配时的损耗意义极其的重要。1.1.3 电力系统的额定电压1.额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。在系统中各部分的电压等级有所不同。三相交流系统中,三相视在功率S=3UI。当输出功率必
13、须时,电压越高,电流越小,线路、电气的载流部分所需的截面积就越小,有色金属的投资也会越小,同时由于电流小,传输线路上的电压损耗和功率损耗也较小。另一方面,电压越高,越高的绝缘等级,变压器、开关设备的投资。考虑这些因素,对应于一定的权力和运输距离,有一种最经济合理的传输电压,当从设备制造角度考虑,为保证产品的标准化和系列化,又不应随意确定输电电压。2.用电设备的额定电压:经线路向用电设备输送电能时,由于用电设备大都是感性负荷,沿线路的电压分布往往是首段高于末端,系统标称电压与用电设备的额定电压取值一致,使线路的实际电压与用电设备要求的额定电压之间的偏差不致太大。3.变压器额定电压::额定电压互感
14、器一次侧连接电源,相当于电气设备,二次侧给负荷供电,相当于电源,因此,变压器一次侧额定电压等于有额定电压的电气设备,由于变压器二次侧额定电压确定为空载电压,变压器在额定负载时内部电压下降约5%,当供电线长,使变压器二次侧电压的正常运行,当系统是5%高于额定电压,为了补偿线路电压损失。变压器二次侧额定电压高于额定电压电气设备10%,只有当变压器二次侧与用电设备间电气距离很近时,其二次侧额定电压才取为用电设备额定电压的1.05倍。1.2 我国变电所及其设计的发展趋势1.2.1 我国变电所的发展趋势 近年来,在我国在经济技术领域中取得了快速发展,特别是计算机网络技术和通信技术的发展,为我国变电所的发
15、展起到了强有力的推动作用,越来越多的新技术新产品应用到变电所方面,变电所综合自动化向着使电力系统的运行和控制更方便、快捷、灵活、安全的方向发展。具体来说,使我国变电所设计呈现以下发展趋势: 1. 智能化智能化变电所的发展是随着高压高精度的智能仪器的出现而逐渐发展的,特别是计算机高速通信网络在实时系统中的开发和应用,使变电所的所有信息采集、传输实现的智能化处理提供的强大的物质和理论基础。据我国国情及我国多年来积累的变电站设计的经验与实践,智能化的体现有以下几个方面:(1)紧密联结全网。 (2)支撑智能电网。(3)远程可视化。(4)设备和设施设计的标准化,模块化的安装(5)高电压等级的智能化变电所
16、满足特高压输电网架的要求。(6)中低压智能化变电所允许分布式电源的接入。 此外,为了加强变电站和无人值守变电站的安全生产、安全防盗、消防监控等综合管理水平,越来越多的远程图像监控系统的电力企业正在考虑建立一个集中,促使开发综合监测网络的力量。以IP数字视频的方式,相关的数据,每个变电站的环境参数,图像监控和监视、实时、直接理解和掌握每个变电站的情况,并及时应对所发生的适应变电站在许多领域的需要。在我们国家还没有完全实现智能设备,真正意义上的智能设备仍然需要通过某些二次设备实施,主要采用智能终端模式。目前国内数字变电站项目,虽然大多数以采用此种方式,但普遍没能对开关内部的二次回路进行集成化的改造
17、,智能终端与开关整合度相对较低,因此还有很大的发展空间。2. 数字化通过对现代化的精密仪器仪表以及实时性较高的通信网络的采用,数字化变电站技术,这项技术是一个里程碑转换的变电站自动化技术的发展,变电站自动化系统的各个方面有一个更深远的影响。数字化变电所在系统经济性、可靠性、维护简便性方面均比常规变电所有大幅度的提升。 3. 装配化 装配式变电所采用全预制装配结构的建筑形式,大幅缩短了设计及建设所需周期,减少了变电所占地面积,省土地资源。SGC基地“两型一化”推广,装配式变电站已经在全国各地成功的试点,其将成为今后变电所建设的一种新型模式。1.2.2 我国变电所设计方面的发展趋势随时代的发展我国
18、电力建设所需的系统容量越来越大,电气设备短路电流增加,大量的信息在系统中实时的需求越来越高。随科学技术的快速发展,特别是计算机和网络技术的快速发展,电力系统变电站技术也在进一步飞跃。我国变电站设计一些新趋势。1.大量采用新的电气一次设备 近年来,电气设备制造有更大的发展,大量的高性能、新设备,设备往往是没有石油,SF6气体绝缘设备价格下降,随着国内GIS高电压、大容量、三相共箱体方面发展,不断提高性能,应用程序,和许多城市的网络建设工程,工程由用户正在考虑采用GIS配电装置。变电所的电气设备设计水平不断提高,配电设备从传统形式没有油,真空开关,SF6开关,小型设备的机电一体化发展。这些户外高压
19、和超高压常见的特点是SF6断路器为核心,结合其他高压电器设备相结合,形式多样。设备运行的高可靠性,节省面积和空间,施工安装简单、操作方便维修,价格之间传统的电气设备和GIS,是电气设备的发展方向在未来技术的现状和发展方向。2.变电所综合自动化技术。变电站综合自动化是提高变电站安全、可靠和稳定运行,减少运行维护成本,提高经济效益,为顾客提供高品质的电力服务措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术的快速发展和其他高科技,一方面,综合自动化系统替换或更新传统的变电站二次系统,已成为必然趋势。保护本身,另一方面,还需要自检查,故障过滤、事件日志、操作监视和控制管理等功能。改善变电站综合自动化系
20、统,是电力系统发展的新趋势。变电所综合自动化发展趋势主要表现为这两个方面:(1)引入先进的网络技术(2)全分散式变电所自动化系统。3.变电所接线方案趋于简单化随工厂的电气设备的改进,产品质量和电网可靠性提高,简化变电站线路往往是可能的。断路器是一个变电站主要电气设备,例如,近年来有很大的发展,其生产技术大大提高了可靠性,维修时间更少。特别是一些著名的外国制造商超高压断路器可达20年不改革,替换零件需要时间很短。为了进一步控制项目成本,提高经济效益,通过专家反复论证,我国少数民族变电站设计已逐渐采取了一些新的简单的布线方案。4.变电所占地及建筑面积减少随着经济和城市建设的发展,城市电力负荷的快速
21、增长和城市土地很珍贵。新城市变电站必须符合城市的形象和环境保护要求,综合经济效益和社会效益的追求,所以建筑形式与地面所有室内类型或布置形式,如有效降低地下区域。此外,针对一些实现无人值守变电站110 kV及以下,取消了建筑和设施的设计与操作人员、建筑面积大大减少1。1.3 变电所设计的要求变电所设计原则是:安全、可靠、先进的技术、标准、合理、统一、高效的运作和投资,实现统一和可靠性、先进、经济、适应性、灵活性、及时性和和谐的和谐和统一。1. 统一性:建设标准、基建和生产标准的统一,外部形象表示公司企业的文化特征。2. 可靠性:主接线方案安全可靠。3. 经济性,按照利益最大化的原则,考虑初始投资
22、和很长一段时间操作费用,在设备寿命期内追求最好的经济效益。4. 先进性:设备选型先进合理,占地面积小,注意环境保护、技术经济比较指标先进。5. 适应性:考虑到不同地区的实际情况,在系统中具要有广泛的适应性,并能在一定时间内对不同规模,不同形式,不同外部条件均能适应。6. 灵活性:规模划分合理,灵活的接口,结合方案多样,增加或减少大小方便,能够运行于不同的情况环境下。7. 时效性:建立滚动修改机制,随着电网的发展和技术的进步,不断更新、补充和完善设计。8. 和谐性:变电站的整体状况与变电站周边人文地理环境相协调1.4 变电所的分类变电所设计的分类一般按照变电所布置方式、配电装置型式和变电所规模3
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