毕业设计说明书-110kv变电站电气部分设计(编辑修改稿)

毕业设计说明书-110kv变电站电气部分设计(编辑修改稿)内容摘要：

配电装置及电气总平面布置设计 第一节 配电装置的选择 配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。 按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外；按组装方式，又可分为装配式和成套式。 一 .各种配电装置的特点 屋内式配电装置的特点： （ 1）占地面积小 （ 2）室内进行，不受气候影响 （ 3）污秽空气影响小 （ 4）房屋建筑投资较大 屋外式配电装置的特点： （ 1） 土建工作量和费用小，建设周期短 （ 2）扩建方便 （ 3）相邻设备之间距离大，便于带电作业 18 （ 4）占地面积大 （ 5）受外界环境影响，须加强绝缘 （ 6）不良气候对设备维修和操作有影响 成套配电装置的特点是： （ 1）电器布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑 （ 2）电器元件已在工厂组装成一体，大大减少现成安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁 （ 3）运行可靠性高，维护方便 （ 4）耗用钢材较多，造价较高 二 . 配电装置的型式选择 配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及 环境条件，因地制宜，节约用地，逼供结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。 一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中， 35KV 及以下的配电装置宜采用屋内式； 110KV 及以上多为屋外式。 当在污秽地区或市区建 110KV 屋内和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋内型。 屋外配电装置的型式除与主接线有关，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受材料供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。 普通中型配电装置国内采用较多，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低。 缺点是占地面积较大。 高型 配电装置的最大优点是占地面积少，一般比普通中型节约用地 50%左右。 但耗用钢材多，检修运行不及中型方便。 一般在下列情况下宜采用高型： （ 1）在高产农田或地少人多的地区 （ 2）地形条件限制 （ 3）原有装置需改、扩建而场地受限制。 19 三 . 各电压级配电装置的确定 110KV 配电装置采用屋外普通中型配电装置 10 KV 配电装置采用屋内配电装置。 第二节 电气总平面布置设计 在变电所中电气设施是总平面布置的主体，布置时应考虑电气设施之间的有机联系和与外界出线方向、出线走廊和市政设施的配合。 降压变电所主要由屋内、外 配电装置、主变压器、主控制室及辅助设施等组成。 总体布置应根据外界条件，依据配电装置的电压等级和型式、出线方向、出线方式和出线走廊的条件、地形情况等因素，并满足防火及环境保护要求，因地制宜进行设计。 一 .电气总平面布置的设计原则 根据《变电所总布置设计技术规定》 ： 进线方位： 各级电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合 ,宜避免或减少线路的交叉跨越。 屋外配电装置要考虑道路的设置。 (1)所外道路应利用已有道路或现成道路。 (2)当路基宽度小于 时且道路亮端不能通过时 ，适当位置设置错车道。 (3)所外道路宜采用中级路面，根据施工条件可采用次高级路面。 6 主控室的设置 （ 1）主控楼的位置在便于运行人员相互联系，便于巡视检查和观察屋外设备和减少电缆长度，避开噪音影响地段，在可布置的主配电装置一侧，配电装置之间结合前面设施进行布置。 （ 2）主控制室益有较好的朝向 ,炎热地区宜面向夏季盛行风向 ,避免日晒。 端子箱、配电箱电缆沟的位置： 电缆沟应位于各条母线下方，然后通向主控室，端子箱位于电缆沟旁。 所区大门的设置 20 （ 1）所区应设置实体围墙，围墙高度为 —。 （ 2）所区大门应采用钢门，门宽应满足运输所内大型设备的要求 二 . 变电站总平面布置结果 依据前面所述原则： 110KV 配电装置设在变电站北部， 10KV 配电装置设在边电所的南部； 主变压器设在 10KV 配电装置北部，使之位于 110KV 配电装置和 10KV 配电装置之间； 主控室布置在 10KV 一侧，因 10KV 侧为屋内配电装置，所以补偿电容器可和 10KV 屋内布置设在同一楼室内； 根据出线的方向及公路走向所大门应该设在变电所西部面向西方 第八章 变电站的防雷保护 第一节 变电站的防雷设 计原则 变电站是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生。 因此要求变电站的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，在此前提下，力求经济合理的原则。 第二节 变电站主要防雷设备 变电站遭受雷击的来源：一是雷直击与变电站的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站 防止雷电直击的主要设备有避雷针、避雷线；防止雷电波沿线路侵入电气设备和建筑物内部的主要设备有避雷器等。 避雷针有单支、多支，等高和不等高之分；避雷器有阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。 第三节 变电站的防雷设计 一．变电站防直击雷设计 ， 其作用是将雷电吸引到避雷针本身上 21 来并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。 变电站装设避雷针时，应该使所有设备都处于避雷针保护范围之内， 避雷针由接闪器和引下线、接地装置等组成。 ，是变电站防雷设计的关键步骤。 对于 110kV 及以上的变电站，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平高，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。 ，再根据下列公 式进行计算，校验是否在保护范围之中。 (1) 单支避雷针在地面上的保护半径应按下式计算： r= (8— 1) 式中 r保护半径， m (2) 单支避雷针在被保护物高度 hx水平上的保护半径应接下式计算： ①当 hx≥ h/2时， rx=(hhx) p=hap (8— 2) 式中 rx避雷针在 hx水平面上的保护半径， m ha避雷针的有效高度， m ②当 hx＜ h/2时， rx=() p (8— 3) (3) 两支等高避雷针保护范围确定方法： 两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定，两针间的保护范围应按下式计算： ho=hD/7p (8— 4) 式中 ho两针间保护范围上部边缘最低点的高度， m； D两支避雷针间的距离， m 两针间 hx水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算： bx=(hohx) (8— 5) 式中 bx保护范围的一侧最小宽度， m 当 D=7haP 时， bx=0。 求得 bx后，即可确定两针间的保护范围。 (4) 三支等高避雷针所形成的外侧保护范围，分别按两支等高避雷针的计算方法确定；如在三针内侧各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度 bx≥ 0时，则全部面积即受到保护。 四支以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法 计算确定保护范围。 22 二．防雷电波设计和设备的选择 根据《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，变电站的每组母线上，都应安装避雷器，作为防止高压雷电波沿架空线路、设备侵入变电站的最主要措施。 据变电站设备要求及主接线形式应在下列点装设避雷器： 110KV、 35KV、 10KV母线各段母线上，主变中性点接地处。 ： (1) 按额定电压选择：避雷器的额定电压必须大于或等于安装处的电网额定电压。 (2) 按工作环境温度选择：选择工作环境温度在 40℃至 +40℃之间，适用高寒、高温工作环境设备。 (3) 应首先采用高新技术产品，并有一定可靠运行记录的新产品。 选用通流能力强，工频续流小，放电时间短，稳定性高，残压低的避雷器。 随着金属氧化物避雷器的不断推广，我国绝大多数变电站已逐步用金属氧化物避雷器来替换掉原来的阀型避雷器，但也有不少变电站仍采用阀型避雷器。 金属氧化物避雷器除了有较理想的非线性伏安特性外，还有不少优点。 一是无间隙。 在工作电压下，金属氧化物避雷器实际上相当一绝缘体，因而工作电压不会使氧化锌阀片烧坏，同时，因无间隙，故大大改善 了陡波下的响应特性。 二是无续流，故只要吸收过电压能量即可，这样，对金属氧化物避雷器的热容量的要求比阀型避雷器低得多。 三是电气设备所受过电压可以降低。 虽然 10kA雷电流下的残压值两种避雷器相同，但阀型避雷器只在串联间隙放电后才可将电流泄放，而金属氧化物避雷器在整个过电压过程中都有电流流过，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压。 四是通流容量大，可以用来限制内部过电压。 其次，金属氧化物避雷器体积小，重量轻，结构简单，运行维护方便，使用寿命也长，所以本设计中采用金属氧化物避雷器 选用避雷器型号、参数及数量如表 81 表 81 避雷器型号、参数及数量表 型号 技术参数 安装地点 数量（组） Un (kV) 残压 (kV) 23 第二篇：毕业设计计算书 第九章 负荷计算书 一．负荷计算 计算 ： 有功功率： nIpC PciKP 1 无功功率 : nIQC QciKQ 1 视在功率 : 22 CCC QPS  计算电流 : USI CC 3 9 92 表 91 110kv侧负荷计算表 电压等级 线路名 称 最大负荷 /KW cos tan Pc /Mw Qc /Mvar Sc /Mva Ic /A 110kv 铁钢线 2 2 铁区线 2 2 备用线 10 10 Y10W5100/260W 100 260 110KV进线 2 HY5WZ17/45 17 45 10KV母线 2 HY5W73/176 73 176 主变中性点 2 24 总计 14 有功同时系数 无功同时系数 110KV的总计算负荷 表 92 10kv侧负荷计算表 电压等级 负荷名称 最大 负荷 cos tan Pc /MW Qc /Mvar Sc /MVA Ic /A 10KV 露天矿一 2 2 160 露天矿二 矿井甲一 3 3 矿井甲二 矿井乙一 3 3 矿井乙二 选矿厂一 4 4 选矿厂二 水源地一 2 2 160 水源地二 火药库 生活区 农业用电 2 2 备用一 1 1 备用二 1 1 25 总计 有功同时系数 无功同时系数 10KV侧的 总计算负荷 1263 二．加上线路损耗后的负荷计算结果 1． 110KV 的总计算负荷 Pc = *（ 1+5%） = Qc = *（ 1+5%） = Sc = *(1+5%)= Ic = 2． 10KV 的总计算负荷 Pc = *（ 1+5%） = Qc =*（ 1+5%） = Sc = *（ 1+5%） = Ic =1326A 3． 110Kv 母线上的总计算负荷 Pc = Qc = Sc = Ic = 第十章 无功功率补偿计算书 为使 10Kv 负荷受电端的功率因数提高到 以上， 采用低压侧母线上的集中补偿计算 10KV 侧的总计算负荷 Pc = MW 、 Qc = Mvar 、 Sc = MVA 补偿前变压器 10KV 侧功率因数按下式计算： 222 )(11)()(c o sCCCCCavavavaPaPaPSP  （ 10— 1） 式中， a 为有功负荷系数（一般取 ）；  为无功负荷系数（一般取）则 112 C O S 1  补偿后变压器 10KV 侧无功率因数要达到： 2  2  26 无功补偿量： )ta n(ta n 21  。