110kV变电站电气部分的设计-变电站设计一次部分含4张CAD图.zip
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I摘 要本文首先根据任务书上所给负荷的参数，从安全，经济及可靠性等方面考虑，确定了 110kV，35kV，10kV 的主接线方案，通过对负荷资料的分析进行了负荷的计算，根据负荷计算结果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。并且进行了无功功率补偿的计算及无功功率补偿装置的选择，然后，进行了短路电流计算，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，选择了成套配电装置并对配电装置内部高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等主要电气设备进行了选择和校验。之后对变电站的防雷保护进行了设计。从而完成了 110kV 变电站电气部分的设计。 关键词：关键词： 变压器；主接线；短路电流计算；配电装置IIAbstractFirstly, according to the load on the mission statement of the argument, from the security, economic and reliability considerations, to determine the 110kV, 35kV, 10kV main terminal program to load data through the analysis of the load calculation, according to the load calculation The results identified a number of main transformer, capacity and model, but also to determine the capacity of the station transformers and model. And carried out the calculation of reactive power compensation and reactive power compensation device to select, then, the short-circuit current calculation, based on the maximum continuous operating current and short circuit calculation results, select the voltage power distribution equipment and power distribution unit within the high-voltage circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, bus and other major electrical equipment were selected and verified. After the lightning protection of substations were designed. Thus completing the electrical part of the 110kV substation design.Key words: transformers；main wiring； short-circuit current calculation；distribution equipment. 目录III目录摘 要I引言 11 1 电气主接线 电气主接线 电气主接线 电气主接线kv 电气主接线kv 电气主接线kv 电气主接线 变电站主接线 负荷分析计算及变压器选择负荷分析计算及变压器选择7 2.1 负荷分析7 2.2 负荷计算7 2.2.1 负荷计算的目的7 2.2.2 负荷计算的方法8 2.3 主变台数、容量和型号的确定92.3.1 主变台数的确定92.3.2 主变容量确定92.3.3 主变相数选择92.3.4 主变绕组数量92.3.5 主变绕组连接方式102.3.6 主变压器型号确定102.3.7 变压器负荷率及系统运行方式分析122.4 站用变台数、容量和型号的确定122.4.1 站用变台数的确定122.4.2 站用变容量的确定132.4.3 站用变型号选择13 2.5 出线KV 出线KV 出线 无功功率补偿无功功率补偿16 3.1 无功功率补偿的必要性16 3.2 无功功率补偿的方法16 3.3 无功功率补偿计算174 4 短路电流的计算短路电流的计算19 4.1 短路电流的危害19 4.2 短路电流计算的目的19 4.3 短路电流计算方法和步骤19 4.4 母线处短路电流计算点的确定204.5 母线kv 出线kv 出线 变压器零序短路电流计算结果285 5 配电装置选择及总平面的设计配电装置选择及总平面的设计295.1 配电装置的概述295.1.1 各种配电装置的特点305.1.2 成套配电装置的选择305.1.3 配电装置的型式选择315.1.4 各电压等级配电装置的确定315.2 配电装置配置图355.3 配电装置的总平面图355.4 GIS 断面图356 6 配电装置内部电气设备选择与校验配电装置内部电气设备选择与校验36 6.1 电气设备选择原则366.1.1 电气设备选择的一般要求366.1.2 电气设备选择的一般原则366.2 断路器的选择376.2.1 断路器形式选择376.2.2 短路热稳定和动稳定校验376.2.3 高压断路器的选择结果与校验37 6.3 高压隔离开关的选择43 6.3.1 高压隔离开关的选择结果与校验43 6.4 互感器的选择45 6.4.1 电流互感器的选择45 目录V 6.4.2 电流互感器的选择结果与校验466.4.3 电压互感器的选择506.4.4 电压互感器的选择结果50 6.5 母线 防雷保护的设计防雷保护的设计56结论结论参考文献参考文献致谢致谢附录附录 A A 110kv110kv 变电站主接线kv 变电站配置图变电站配置图附录附录 C C 110kv110kv 变电站平面图变电站平面图附录附录 D D 110kvGIS110kvGIS 断面图断面图 1引 言电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大能量储存的二次能源。电能的发、变、输、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡，要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展的规律，因此，做好电力规划、加强电网建设尤为重要。我国具有极其丰富的能源，这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用，不过，新中国成立以后电力工业有了很大的发展，尤其是 1978 年以后，改革开放、发展国民经济的正确决策和综合国力的提高，使电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉煌成就。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，另外，由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用电量的一半，这些都是目前电力行业所面临的问题，因次，为国民经济部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，是电力系统的基本任务。节能减排，“一特四大”实现高度自动化，西电东送，南北互供，发展联合电力系统，是我国电力工业的发展方向，也是一项全局性的庞大系统工程。要想实现这一目标，必须加强电力系统的现代化建设。然而变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能的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。因此变电站一次侧的设计要满足安全性，可靠性，稳定性，设计时应考虑主接线的形式，根据负荷运行情况和环境因素合理的选择变电所的位置和变压器的型号，这些因素都会影响变电站电能的转换效率和电能的重新分配速度，因此变电站的研究对现代电力行业的发展有着很大的意义。 展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必将持续、高速地发展，取得更加辉煌的成就。 21 电气主接线 电气主接线的基本知识电气主接线是发电厂和变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。而用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。主接线的选择直接影响到电力系统运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济比较后方可确定。1.2 电气主接线的基本要求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。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。（1）运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（2）具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 3（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。1.3 主接线设计电气主接线的设计，应根据变电站在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电站得规划容量等条件和具体情况，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。查 35110KV 变电所设计规范，具体如下: :第 3.2.1 条 变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。第 3.2.2 条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线kV 线路为两回及以下时，宜采用桥 形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线kV 线 回及以上时，亦可采用双母线 条 在采用单母线、分段单母线kV 主接线中
I摘 要本文首先根据任务书上所给负荷的参数，从安全，经济及可靠性等方面考虑，确定了 110kV，35kV，10kV 的主接线方案，通过对负荷资料的分析进行了负荷的计算，根据负荷计算结果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。并且进行了无功功率补偿的计算及无功功率补偿装置的选择，然后，进行了短路电流计算，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，选择了成套配电装置并对配电装置内部高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等主要电气设备进行了选择和校验。之后对变电站的防雷保护进行了设计。从而完成了 110kV 变电站电气部分的设计。 关键词：关键词： 变压器；主接线；短路电流计算；配电装置IIAbstractFirstly, according to the load on the mission statement of the argument, from the security, economic and reliability considerations, to determine the 110kV, 35kV, 10kV main terminal program to load data through the analysis of the load calculation, according to the load calculation The results identified a number of main transformer, capacity and model, but also to determine the capacity of the station transformers and model. And carried out the calculation of reactive power compensation and reactive power compensation device to select, then, the short-circuit current calculation, based on the maximum continuous operating current and short circuit calculation results, select the voltage power distribution equipment and power distribution unit within the high-voltage circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, bus and other major electrical equipment were selected and verified. After the lightning protection of substations were designed. Thus completing the electrical part of the 110kV substation design.Key words: transformers；main wiring； short-circuit current calculation；distribution equipment. 目录III目录摘 要I引言 11 1 电气主接线 电气主接线 电气主接线 电气主接线kv 电气主接线kv 电气主接线kv 电气主接线 变电站主接线 负荷分析计算及变压器选择负荷分析计算及变压器选择7 2.1 负荷分析7 2.2 负荷计算7 2.2.1 负荷计算的目的7 2.2.2 负荷计算的方法8 2.3 主变台数、容量和型号的确定92.3.1 主变台数的确定92.3.2 主变容量确定92.3.3 主变相数选择92.3.4 主变绕组数量92.3.5 主变绕组连接方式102.3.6 主变压器型号确定102.3.7 变压器负荷率及系统运行方式分析122.4 站用变台数、容量和型号的确定122.4.1 站用变台数的确定122.4.2 站用变容量的确定132.4.3 站用变型号选择13 2.5 出线KV 出线KV 出线 无功功率补偿无功功率补偿16 3.1 无功功率补偿的必要性16 3.2 无功功率补偿的方法16 3.3 无功功率补偿计算174 4 短路电流的计算短路电流的计算19 4.1 短路电流的危害19 4.2 短路电流计算的目的19 4.3 短路电流计算方法和步骤19 4.4 母线处短路电流计算点的确定204.5 母线kv 出线kv 出线 变压器零序短路电流计算结果285 5 配电装置选择及总平面的设计配电装置选择及总平面的设计295.1 配电装置的概述295.1.1 各种配电装置的特点305.1.2 成套配电装置的选择305.1.3 配电装置的型式选择315.1.4 各电压等级配电装置的确定315.2 配电装置配置图355.3 配电装置的总平面图355.4 GIS 断面图356 6 配电装置内部电气设备选择与校验配电装置内部电气设备选择与校验36 6.1 电气设备选择原则366.1.1 电气设备选择的一般要求366.1.2 电气设备选择的一般原则366.2 断路器的选择376.2.1 断路器形式选择376.2.2 短路热稳定和动稳定校验376.2.3 高压断路器的选择结果与校验37 6.3 高压隔离开关的选择43 6.3.1 高压隔离开关的选择结果与校验43 6.4 互感器的选择45 6.4.1 电流互感器的选择45 目录V 6.4.2 电流互感器的选择结果与校验466.4.3 电压互感器的选择506.4.4 电压互感器的选择结果50 6.5 母线 防雷保护的设计防雷保护的设计56结论结论参考文献参考文献致谢致谢附录附录 A A 110kv110kv 变电站主接线kv 变电站配置图变电站配置图附录附录 C C 110kv110kv 变电站平面图变电站平面图附录附录 D D 110kvGIS110kvGIS 断面图断面图 1引 言电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大能量储存的二次能源。电能的发、变、输、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡，要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展的规律，因此，做好电力规划、加强电网建设尤为重要。我国具有极其丰富的能源，这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用，不过，新中国成立以后电力工业有了很大的发展，尤其是 1978 年以后，改革开放、发展国民经济的正确决策和综合国力的提高，使电力工业取得了突飞猛进、举世瞩目的辉煌成就。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，另外，由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用电量的一半，这些都是目前电力行业所面临的问题，因次，为国民经济部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，是电力系统的基本任务。节能减排，“一特四大”实现高度自动化，西电东送，南北互供，发展联合电力系统，是我国电力工业的发展方向，也是一项全局性的庞大系统工程。要想实现这一目标，必须加强电力系统的现代化建设。然而变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能的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。因此变电站一次侧的设计要满足安全性，可靠性，稳定性，设计时应考虑主接线的形式，根据负荷运行情况和环境因素合理的选择变电所的位置和变压器的型号，这些因素都会影响变电站电能的转换效率和电能的重新分配速度，因此变电站的研究对现代电力行业的发展有着很大的意义。 展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必将持续、高速地发展，取得更加辉煌的成就。 21 电气主接线 电气主接线的基本知识电气主接线是发电厂和变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。主接线是指由各种开关电器、电力kaiyun体育全站 Kaiyun登录网页变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。而用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。主接线的选择直接影响到电力系统运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济比较后方可确定。1.2 电气主接线的基本要求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。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。（1）运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（2）具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 3（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。（5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。1.3 主接线设计电气主接线的设计，应根据变电站在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电站得规划容量等条件和具体情况，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。查 35110KV 变电所设计规范，具体如下: :第 3.2.1 条 变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。第 3.2.2 条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线kV 线路为两回及以下时，宜采用桥 形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线kV 线 回及以上时，亦可采用双母线 条 在采用单母线、分段单母线kV 主接线中
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