电力系统分析课程报告.docx

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1、电力系统分析课程报告题目：IlOKV变电站设计专业：学号：一学生姓名：指导老师：目录摘要31.变电站发展的历史与现状41.2设计背景52变电站负荷计算和无功补偿的计算72.1 变电站的负荷计算72.2 无功补偿的目的83元件的选择93.1 变压器的选择93.2 高压断路器的选择103.3 高压隔离开关的选择113.4 配电设备及保护设备的选择124.主接线的方案与分析184.1 单母线184.2 单母线分段接线194.3 电气主接线的确定195.短路电流的计算205.1 短路计算206变电站二次回路方案的确定236.1 二次回路的定义和分类236.2 二次回路的操作电源246.3 电气测量仪表

2、及测量回路247.总结26附录28IloKV变电站设计摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，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，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。IIOKV变电

3、站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况,选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在

4、新技术领域得到了充分的发展。关键词：变电站、负荷、输电系统、配电系统1 .变电站发展的历史与现状1.1 概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；而且随着社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应。建国以来，我国的电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重

5、要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一,也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用，它可以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、，设备、操作、监视微机化，结构

6、分布分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站小型化、智能化、扩大监视范围及变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了现代化手段和基础保证。1.2 设计背景本地区的供电系统是主要由水电供电，即使在最枯的月份，系统供电也能满足本地区的负荷需要。建站模式：(1)变电站类型：11OkV变电工程(2)主变台数：两台(3)电压等级：Ilokv、35kvIOkv(4)出线回数和传输容量IlOkv出线4回：本变一-A地BOOOkw5.5km1.GJ-120本变一.一系统13000kw70km1.GJ-120本变一-B地BOOOkw30km1.GJ-120备用一回35kv出线6回

7、：本变一.-A地5000kw5.5km1.GJ-95本变一-C地5000kw10km1.GJ-95本变一-D地100OOkw12km1.GJ-95（两回）备用两回IOkv出线10回：本变一-E地250OkW5.5km1.GJ-95本变一-F地2000kw70km1.GJ-95（两回）本变一-G地2000kw30km1.GJ-95本变一-H地2500kw5.5km1.GJ-95本变一-I地150OkW70km1.GJ-95本变一-J地1500kw30km1.GJ-95备用三回(5)站用电站用电计算功率为98kwo(6)无功补偿配置2台容量为4.8MVar并联电容器组。(7环境条件站址在城郊，此地

8、地势平坦，海拔500m,站址标高高于50年一遇洪水水位和历史最高内涝水位。平均温度为25,最高气温为39,最低气温为零下100Co土壤电阻率50Qm,交通方便，水源充足。短路阻抗系统作无穷大电源考虑：。*2=5*m二02 .变电站负荷计算和无功补偿的计算2.1 变电站的负荷计算各组负荷的计算：(1) IlOKV出线的负荷计算1.有功功率P=P=13000x3=39000KW2.无功功率Q=P*tg=390000.62=24180KVAR3.视在功率S=45888KVA(2)35k，出线负荷计算:1.有功功率P=P=50002+10000x2=30000KW2.无功功率Q=pxtg（I）=300

9、00*0.62=18600KVR3.视在功率S=+0=35298KVA(3)10KV出线负荷计算1.有功功率P=P=2500x2+2000x2+15002=l2000KW2.无功功率Q=Pxtg=12000X0.62=7440KVR3.视在功率S=P=14120KVA式中：P:每组设备容量之和，单位为KW;COS=0.85,:功率因数。(4)总负荷的计算：1.有功功率P=P=3900030000+l2000+98=81098KW2.无功功率Q=Q=24180+18600+7440=50220KVAR3.视在功率S=VZ=95388KVA2.2 无功补偿的目的电力系统中的无功功率就是要使系统中无

10、功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡;按系统供电负荷的功率因数达到0.95考虑无功功率平衡。无功补偿的目的是系统功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失，这一些原因是电力系统基本的常识，在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于09(本次设计要求功率因为为0.95以上)，因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容器补偿无功。(1)无功补偿的计算1 .计算考虑主变损耗后的自然因数Cosl:Pl=P+PbQl=Q+QbCosl=Pl八匕+；2 .取定补偿以后的功率因数：COS2为0.95:3 .计

11、算补偿电容器的容量：Qc=KlP(tgl+tg2)式中：Kl=O.80.94 .计算补偿电容器的个数：Nc=Qc/qc式中：qc单个电容器的容量，单位kavr。按照3的整数倍取定补偿器的个数Ncs,然后计算出实际的补偿容量：Qcs=NcSXqC5 .计算补偿以后实际的功率因数，补偿后实际的功率因数大于09为合理Cos2=P八(,+J10KV:COSl0.9.选CoSS=O.9来考虑:P=81098KWS=810980.90=9001OKVAQ=9001OXtgl=l9000Kvar110KV:COS20.85.COS2=0.85来考虑;P=81098KWS=810980.85=95294KVA

12、Q=95294tg2=31110Kvar故主接线采用两台高压并联补偿电容器，每台主变安装一台。电容器组的额定容量：4.8Mvar,单Y接线。3 .元件的选择3.1 变压器的选择为了保证每年电容按10%的增长，并在10年内能满足要求，并按下例方案进行综合考虑：1 .明备用方式，即2台主变压器的容量都满足要求，任何情况下都只有1台运行，两台主变压器互相备用。2 .暗备用方式，即2台主变压器的容量之和满足要求。正常情况下两台主变运行，故障情况下一台运行，因此，每台变压器的容量应满足安全用电的要求,即负荷的供电，一般要求能满足全部负荷的70%-80%。p=70%x81098=56768.6KWS=56

13、768.6+0.8=70960.75KVA表3.1主变压器的选择额定容量电压组合及分接范围联接组标号短路损耗KW高中/高低/中低空载损耗KW空裁电流(%)变压器型号短路电压(%)KVA高压KV中压KV低压KV高中/高低/中低8000011051.25%38.52X5%10.5YN,dl127/83/1914.21.26SFSll-8000/11017.5/10.5/6.53.2 高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。(1) .高压断路器的主要参数：额定电压：是

14、指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示，；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。(2)选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择:选择户外或户内，若工作条件特殊,还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即：U、u按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即：校验高压断路器的热稳定性：It2t1002tima;校验高压断路器的动稳定性：心、2。；校验高压断路器的断流容量(或开断电流)：熔断断流容量按SS.校验；根据上述分析并查资料：断路器选择SF6IlOW型高压六氟化硫断路器；3.3 高压隔离开关的选择