110 35 10KV变电所一次系统设计毕业论文.doc
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1、 成人教育毕业设计(论文)论文题目:110/35/10KV变电所一次系统设计年级.专业.层次: 学生姓名: 学号 函授站: 指导教师姓名: 年 月毕业设计任务书一、毕业设计题目:110/35/10kv变电所电气一次系统设计二、毕业设计工作起止时间:三、毕业设计的内容要求:设计内容要求:1 根据原始资料选择5-7种合理的电气主接线2 进行初步技术,经济比较,选择两种较好的电气主接线3 选择主变压器的容量和型号4 计算两种主接线的短路电流5 根据短路电流计算结果选择电器设备6 通过技术经济比较确定最佳方案7 防雷及接地系统设计8 屋内外配电装置设计和总平面布置9 绘制图纸:电气主接线,电器总平面布
2、置,防雷与接地各一张,配电装置断面图3-4张设计成果:1 收设计说明书一份2 计算书一份(短路电流,设备教研,运行费,防雷校验等计算)3 图纸5-7张(电气主接线图,电气总平面布置图,屋外配电装置断面图,屋内配电装置配置图,防雷校验图等)四、原始数据和参考资料 :原始资料:1 变电所类型:110kv降压变电所2 电压等级:110/35/10kv3 负荷情况:35kv侧:最大负荷25MW,最小负荷18MW,Tmax=5300小时,cos=0.8510kv侧:最大负荷18MW,最小负荷12MW,Tmax=5300小时,cos=0.85负荷性质:工农业生产及城乡生活用电4 出现情况:110kv侧:2
3、回(架空线)LGJ-185/25km35kv侧:4回(架空线)10kv侧:10回(电缆)5 系统情况:系统经双回线给变电所供电系统110kv母线短路电流标幺值为25(Sb=100MVA)6 环境条件最高温度40,最低温度-25,年平均温度20土壤电阻率 400欧米当地雷暴日 40日/年 参考资料:1 发电厂电气部分(第二版) 四川联合大学2 发电厂电气部分课程设计参考资料 天津大学3 电力工程设计手册(1、3、4分册) 东北西北电力设计院4 发电厂变电所电气主接线和布置 西北电力设计院5 发电厂变电所电气主接线设计 西安交通大学摘 要本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,分析负荷
4、发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了110kV,35kV,10kV以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果,对高压熔断器,隔离开关,母线,绝缘子和穿墙套管,电压互感器,电流互感器进行了选型,从而完成了110kV电气一次部分的设计。关键词:变电站 变压器 接线 目 录 第一章 电气主接线的设计 . 7 11 主接线的设计原则与要求 . 7 12 接线方式分析 . 8
5、 13 主接线的选择与确定 . 16第二章 主变压器的确定 . 21第三章 短路电流计算 . 2231 短路电流计算概述 . . 2232 短路电流的计算 . 24第四章 设备的选择与校验 . 28 41 设备选择的原则和规定 . 2842 导线的选择和检验 . 2943 断路器的选择和校验 . 3144 隔离开关的选择和校验 . 3345 互感器的选择及校验 . 3646 避雷器的选择及校验 . 38第五章 屋内外配电装置设计 . 40 51 配电装置的设计要求 . 4052 配电装置的选型、布置 . 41第六章 防雷及接地系统设计 . 42 61 防雷系统 . 4262 变电所接地装置 .
6、 43第七章 变电所总体布置 . 44结论 . 45致谢 . 46附录 . 47参考文献 . 49第一章 电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身,同时也影响到工农业生产和人民日常生活。11 主接线的设计原则与要求电气主接线代表了变电站电气部分的主体结构,起着汇集电能和分配电能的作用,是电力系统网络结构的重要组成部分。电气主接线形式对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置的配置起着决定性的作用,也将直接影响系统运行的可靠性、灵活性、经济性。11.1 电气主接线
7、的设计原则: 在进行主接线方式设计时,应考虑以下几点: 变电所在系统中的地位和作用。 近期和远期的发展规模。 负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。 主变压器台数对主接线的影响。 备用容量的有无和大小对主接线的影响。11.2 电气主接线的设计要求:电气主接线应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求,其具体要求如下: 1、可靠性: 断路器检修时,能否不影响供电。 线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。 变电所全部停电的可能性。 满足对用户的供电可靠性指标的要求。 2、灵活性: 调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷,
8、能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。 检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修,使其在各种故障和设备检修时,尽快推出设备,是停电时间最短、影响范围最小,并且保证人员的安全。同时不影响对及户的供电。 扩建要求。应留有发展余地,便于扩建。3、经济性: 投资省,尽量通过节约一次设备、简化二次部分、限制短路电流以及采用简易电器以节约一次投资和降低年运行费用; 占地面积小,主接线应力求简单,节省设备投资; 电能损失小,合理选择变压器的种类,容量、数量,避免因为二次变压而导致电能损耗增加。12 接线方案分析12.1单母线接线图1-1 单母线接线方式1
9、、优点接线简单清晰、设备少、操作方便;隔离开关仅在检修设备时作隔离电压用,不担任其它任何操作,使误操作的可能性减少;此外,投资少、便于扩建。2、缺点不够灵活可靠,任意元件的故障或检修,均需使整个配电装置停电,单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时各部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复到非故障段的供电。3、适用范围一般只适用于一台变压器的以下三种情况:1) 6220KV配电装置的出线回路数不超过5回;2) 3563KV配电装置的出线回路不超过3回;3) 110220KV配电装置的出线回路数不超过2回。12.2 单母线分段接线1234WOQF 图1-2 单母线分段接线1
10、优点:1、用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两条回路,有两个电源供电;2)当一段母线发生故障,分段断路器会自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2、缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电;2)当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越;3)、扩建时需向两个方向均衡扩建。3、 适用范围:1、 610KV配电装置出线回路数为6回及以上时;2) 3563KV配电装置出线回路数为48回时;3) 110220KV配电装置出线回路数为34回时。12.3 双母线接线TQF W1234 图13双母线接线(TQF-母线联络断路器
11、)双母线接线,其中一组为工作母线,一组为备用母线,并通过母线联络路断路器并联运行,电源与负荷平均分配在两组母线上,由于母线继电保护的要求,按一般回路母线连接的方式运行。注意:在进行倒闸操作时应注意,隔离开关的操作原则是:在等电位下操作应先通后断。如检修工作母线时其操作步骤是:先合上母线断路器TQF两侧的隔离开关,再合上TQF,向备用线充电,这时两组母线等到电位。为保证不中断供电,应先接通备用母线上的隔离开关,再断开工作母线上隔离开关。完成母线转换后,再断开母联断路器TQF及其两侧的隔离开关,即可对原工作母线进行检修。1、优点1)供电可靠通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致
12、使供电中断,一组母线故障后,能迅速恢复供电,检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。2) 调度灵活各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3) 扩建方便向双母线的左右任何一个方向扩建,均不影响两组母线单位电源和负荷均匀分配,不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时,可以顺序布置,以至接线不同的母线段时不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。4) 便于实验 当个别回路需要单独进行实验时,可将该回路分开,单独接至一组母线上。2、缺点1) 增加一组母线和使每回路就需要加一组母线隔离开关。2) 当母线故障或检修是隔离开关作为倒换操作电器,容易误
13、操作。为了避免隔离开关误操作,需要隔离开关和断路器之间装设连锁装置。3、适用范围当出线母线数或母线电源较多,输送和穿越功率较大,母线故障后要求迅速恢复供电,系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用,各级电压采用的具体条件如下:1)6220KV配电装置,当短路电流较大,出线需要带电抗器时;2)3563KV配电装置,当出线回路数超过8回路或连接的电源较多负荷较大时;3)110220KV配电装置,出线回路数为5回及以上时,或110220KV配电装置,在系统中居重要地位出线回路在4回路及以上时。12.4 双母线分段接线 图1-4 双母线分段接线220KV进出线回路数较多,双母线需要分段,其分段原则是
14、:1、当进线回路数为1014时,在一组母线上用断路器分段;2、当进线回路数为15回及以上时,两组母线均用断路器分段;3、在双母线接线中,均装设两台母联兼旁断路器;4、为了限制220KV母线短路电流或系统解列运行的要求,可根据需要将母线分段。12.5 增设旁路母线或旁路隔离开关的接线为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置,在进出断路器检修时(包括其保护装置的检修和调试),不中断对用户供电,可增设旁路母线或旁路隔离开关。12.5.1旁路母线的三种接线方式 一、有专用旁路断路器(如图2-5)进出线断路器检修时,由专用旁路断路器代替,通过旁路母线供电,对双母线的运行设有影响。123BQFQS1QFQ
15、S2BQSWBW4电源侧出线侧 图1-5 带旁路母线的单母线接线二、母线断路器兼作旁路断路器(如图2-6) TQF(BQF) 图1-6母线断路器兼作旁路断路器不设专用旁路断路器而以母联断路器兼作旁路断路器用。1)优点:节约专用旁路断路器和配电装置间隔。2)缺点:当进出线断路器检修时,就要用母联断路器代替旁路断路器。双母线成单母线,破坏了双母线固定接线的运行方式,增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。三、 分段断路器兼作旁路断路器(如图1-7)BWBQS QS3OQFQS1WQS5QS4QS23412 如图1-7分段断路器兼作旁路断路器对于单母线分段接线,可采用如图2-7所示的以分段断路器兼作
16、旁路断路器的常用接线方案。两段母线均可带旁路,正常时旁路母线不带电。12.5.2 旁路母线或旁路隔离开关的设置原则1、110220KV配电装置110220KV线路输送功率较多,送电距离较远,停电影响较大,并且110KV及220KV少油断路器平均每台每年检修时间均需5天及7天,停电时间较长。因此,一般需设置旁路母线或旁路隔离开关。2、 610KV配电装置一般不设旁路母线,也不设旁路隔离开关。当只有两台变压器和两条输电线路时,可采用桥形接线,分为内桥与外桥形两种接线。12.6 桥形接线 当只有两台变压器和两条输电线路时,可采用桥形接线,分为内桥与外桥形两种接线。12.6.1 内桥形接线1、优点:高
17、压断路器数量少,四个回路只需三台断路器。2、缺点: 1)变压器的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,影响一回线路的暂时停运。2)桥连断路器检修时,两个回路需解列运行。3)出线断路器检修时,线路需较长时期停运。为避免此缺点,可加装正常断开运行的跨条,为了轮流停电检修任何一组隔离开关,在跨条上须加装两组隔离开关。桥连断路器检修时,也可利用此跨条。3、适用范围:适用于较小容量的发电厂、变电所,并且变压器不经常切换或线路较长,故障率较高情况。12.6.2 外桥形接线1、优点:同内桥形接线2、缺点:1)线路的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,并有一台变压器暂时停运。2)桥连断路器检修时,两个回路需解列
18、运行。3)变压器侧断路器检修时,变压器需较长时间停运。为避免此缺点,可加装正常断开运行的跨条,桥连断路器检修时,也可利用此跨条。3、适用范围:适用于较小容量的发电厂、变电所,并且变压器切换或线路短时,故障率较少情况。此外,线路有穿越功率时,也宜采用外桥形接线。12QF1QF2TQFBQS1BQS2T1T2外桥式内桥式 桥形接线(如图1-8)12.7 角形接线多角形接线的各断路器互相连接而成闭合的环形,是单环形接线。为减少因断路器检修而开环运行的时间,保证角形接线运行可靠性,以采用35角形接线为宜,并且变压器与出线回路宜对角对称分布,如图2-9所示。1、优点1) 投资少,平均每回只需装设一台断路
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