110kV变电站设计电气工程毕业论文.doc

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1、110KV变电站设计说明书摘要随着经济的发展和现代化工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会放映在供电的可靠行和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全。密切相关。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个城区降压变电站,主要针对城区供电，此变电站有二个电压等级：高压侧电压为110kv,有二回线路；低压侧电压为10kv,有十四回出线。同时

2、对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台SFs7-31500/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。 关键词 电气设计说明 短路计算 变电站保护目 录第一章 110kv变电所电气设计说明1.1工程建设规模41.2主接线的设计41.3主变压器的选择41.4变电站运行方式的确定4第二章 短路电流计算5第三章 电气设备的选择3.1断路器的选择103.2隔离

3、开关的选择113.3电流互感器的选择133.4电压互感器的选择143.5 熔断器的选择183.6无功补偿装置193.7避雷器的选择21第四章 继电保护装置4.1 变压器保护224.2 线路保护254.3自动装置254.4二次设计方案25第五章防雷设计27结论29致谢29参考文献30附图31110KV变电站设计说明书第一章：110kV变电所电气设计说明一工程建设规模本次城南110kV变电站新建工程规模如下：1、110kV出线回路数：最终2回，本期2回。2、110kV主变压器：最终231.50KVA,本期231.50KVA。3、10kV出线回路数：最终14回，本期14回。4、10kV无功电容补偿量

4、：最终24008kVar，本期24008 kVar。二、 主接线的设计(附设计图纸一张)1.110kv出线回路：2回出线，单母线分段2.10kv出线，14回，单母线分段 室内配置，电缆出线，成套开关柜（GG1A）三、 主变压器的选择1.变压器：两台SFs731500/110、低损耗变压器 调压方式：无载调压.Ue：11022.5%10.5kv. 110kv中性点直接接地容量比：100/100.阻抗电压：Ud1-2=10.5% Ud1-3=17% Ud2-3=6.5%接线组别：Yo/Y/-12-112.所用变压器： 10kVI、II段上各设一台 10kv S7-50/10 10.55%/0.4k

5、v Y/Yo-12 Ud=4%四、 变电站运行方式的确定该站正常运行方式：110kV、10kV母线分段开关（在下面选择设备都以该方式下出现的最大短路电流来选择）在合闸位置，#1、#2主变变高、变中中性点只投#1主变，#2主变变高中性点在断开位置第二章 电流计算（设备选择用）1、 短路计算基本假设1）正常工作时，三相系统对称运行；2）所有电源的电动势相位角相同；3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6）系统短路时是金属性短路。2、 短路电流计算（1

6、）主变压器各侧阻抗的百分值：X1%=0.5*(10.5+17-6.5)%=10.5%X2%=0.5*(10.5-17+6.5)%=0%X3%=0.5*(17+6.5-14)%=4.75%其标幺值为（近似计算法）X1*=0.105100/31.5=1/3；X2*=0100/31.5=0；X3*=0.0475100/31.5=0.15；（2）基准值设短路故障点为2处，即110KV母线短路d1点，10KV母线短路点为 d2点。基准容量：Sj=100MVA基准电压：UB1=115KV UB3=10.5KV 基准电流：121kv侧： 10.5kv侧： 短路电流计算（3）在最大运行方式下，计算各种情况下最

7、大短路电流K1点短路电流计算：Ik=Id1/X1*=0.502/0.03kA =16.73kAish=2.55 Ik=2.5516.73kA33.47kASk=Sd/X1*=100/0.03 MVA =3334MVAK2点短路电流计算：Ik=Id2/X2*=5.6/（0.03+0.17+0.075）kA =20.36kAish=2.55 Ik=2.5520.36kA51.93kASk=Sd/X2*=100/（0.03+0.17+0.075）MVA =364MVA结果附表一。附表一：最大运行方式下各短路点短路电流和短路容量短路点编号短路电流计算值（kA）Sk(MVA)I”kIish110kV母线

8、K1333416.7316.7333.4710kV母线K236420.3620.3651.933、各回路的工作电流 主变110kV侧 主变10kV侧 第三章 电气设备选型 正确地选择电器是使电器主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确

9、地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。一、一般原则1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2）应按当地环

10、境条件校核；3）应力求技术先进和经济合理；4）选择导体时应尽量减少品种；5）扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。二、技术条件1、按正常工作条件选择导体和电气1）电压：所选电器和电缆允许最高工作电压Vymax不得低于回路所接电网的最高运行电压Vgmax即 VymaxVgmax一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15Ve，而实际电网运行的Vgmax一般不超过1.1Ve。2）电流导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度Q 0下，导体和电器的长期允许电流Iy应不小于该回路的最大持续工作电流Igmax即 IyI

11、gmax由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的Igmax = 1.05Ie（Ie为电器额定电流）。3）按当地环境条件校核当周围环境温度Q和导体额定环境温度Q 0不等时，其长期允许电流Iy Q可按下式修正Iy Q = Iy = Kiy基中K 修正系数Q y导体或电气设备正常发热允许最高温度我国目前生产的电气设备的额定环境温度Q。= 40，裸导体的额定环境温度为+25。2、按短路情况校验电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保护的电压互感器回路，可

12、不验算动、热稳定。1）短路热稳定校验 Q dQ r满足热稳定条件为 Ir2tdzIr2tQ 0L 短路电流产生的热效应Q r 短路时导体和电器允许的热效应Ir t秒内允许通过的短时热电流验算热稳定所用的计算时间：tdz = tb+toLtb 断电保护动作时间110KV以下导体和电缆一般采用主保护时间110KV以上导体电器和充油电缆采用后备保护动作时间toL 相应断路器的全开断时间2）短路的动稳定校验满足动稳定条件为： ichidf IchIdfIch 短路冲击直流峰值 （KA）Ich 短路冲击电流有效值 （KA）Idf、Idf 电器允许的极限通过电流峰值及有效值（KA电器主要选择项目汇总表设备名称一般选择项目特殊选择项目额定电压额定电流热稳定动稳定断路器， 隔离开关电流互感器高压熔断器；选择性电压互感器以下各节列出了各种电器设备选择结果:一、 断路器选择：变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保