河南理工大学电气学院毕业论文110kv变电所设计说明书(编辑修改稿)

河南理工大学电气学院毕业论文110kv变电所设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

数字化变电站内的信息全部做到数河南理工大学毕业设计（论文）说明书 4 字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。 依据我国电力工业发展的实际情况，电力系统的变电所运行技术有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。 制造厂生产的电气设备质量以及电网运行可靠性的提高，为变电站接线简化提供了可能。 例如，高压断路器是变电站的主要电气设备之一，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间缩短。 近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、高可靠性新型设备不断出现，电气设备趋于无油化，采用 SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产 GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用范围不断扩大。 面积减少 经济和城市建设的发展要求新建的城市变电站必须符合城市的形象及环保要求，追求综合经济和社会效益，所以设计形式多采用地面全户内型或地下等布置形式，这使得占地面积有效减少。 变电站综合自动化是一项新兴的用以提高变电站运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。 发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。 变电站设计的主要原则 变电站设计的基本原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一 、运行高效，时效性和和谐性的统一。 变电站设计的分类可依据变电站标准方式、配电装置型式和变电站规模三个层次进行划分。 (1)按照变电站布置方式分类： 110kV 变电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站三类。 户外变电站是指最高电压等级的配电装置、主变压器布置在户外的变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变压器布置在户外或者户内的变电站。 半地下变电站是指主变压器布置在地上，其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站；地下变电站是指主变压器及其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站。 (2)按配电装置型式分类： 110kV 配电装置可再分为常规敞开式开关设备和全封闭式组合电气设备两类。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 5 (3)按变电站规模进行分类：例如户外 AIS 变电站，可按最高电压等级的出线回路数和主变压器台数、容量等不同规模分为终端变电站、中间变电站和枢纽变电站。 一、题目： 110kV 变电站设计 二、原始资料 （一）变电所性质及规模 本所位于某市郊区。 10kV 除了向本地区生活用电外，还向工矿企业供电，并以 35kV电压向郊区企业及几个乡镇的农业负荷供电。 其性质为区域性终端变电站。 电压等级： 110/35/10kV 线路回数： 110kV 近期 2 回，远景发展 2回； 35kV 近期 4 回，远景发展 2回； 10kV 近期 9 回，远景发展 2回； （二）电力系统接线简图 1S =200MVA XS1= S2=1200MVA XS2= 附注 : ，系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式： ： 1S =170MVA， XS1= S2=1000MVA， XS2= 110kV母线电压波动在177。 5%以内。 L1 长 12km， L2长 30km， L3长 80km， L4长 25km。 (三 )负荷资料 图 21电力系统接线图 1 1 0 k V甲 变L 3L 4L 1L 2F S 市 变s1s2河南理工大学毕业设计（论文）说明书 6 电压等级 负荷 名称 最大负荷 MW 穿越功率 MW 负荷组成 （ %） 自然力率 Tmax （ h） 线（ km） 备注 近期 远 景 近 期 远 景 一级 二级 三级 110kV 市甲线 15 20 12 市乙线 15 20 25 备用一 10 35kV 化肥厂 1 2 40 30 20 化肥厂 2 2 40 30 20 甲乡镇 2 3 20 30 10 乙乡镇 2 20 30 20 备用 1 15 备用 2 2 12 10kV 煤矿 1 40 20 5500 2 煤矿 2 40 20 5500 2 开关厂 1 20 30 4000 3 电线电缆厂 1 1 20 30 4500 2 电线电缆厂 2 1 30 30 4500 2 玻璃厂 1 1 30 30 5000 2 机械厂 1 30 30 4000 食品厂 1 20 30 4500 市区 2 20 40 3000 备用一 1 备用二 1 （四） 地 形、地质、水文、气象等条件 所址地区海拔 170m,属轻微地震区。 年最高气温 +42176。 C，年最低气温 8176。 C，年平均气温 +14176。 C，最热月平均最高温度 +36176。 C。 最大风速 25m/s，覆冰厚度为 8mm，属于我国第 V标准气象区。 线路由系统变电所 S1,南墙出发至 RM变电所南墙上，全长共 12km。 全线地质为黏土地层，地耐力为 3kg/cm2，天然容重 ，土壤电阻率为 95Ω。 地下水位较低，水质良好，无腐蚀作用。 土壤热阻率ρ T=120176。 C/w，土温 25176。 C。 三、设计任务 变电所总体分析； 负荷分析计算与主变压器选择； 电气主接线设计； 短路电流计算及电气设备选择； 配电装置设计； 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 7 四、设计成品 （一） 一次部分设计说明书一册 （二） 设计图纸 电气主接线图（ 1 图）； 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 8 2 电气主接线设计 电气主接线根据电能输送和分配的要求，表示主要电气设备相互之间以及本变电站(或发电厂 )与电力系统的电气连接关系，电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。 主接线的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况，电气主接线直接影响着配电装置的布置、继电保护装 置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。 电气主接线设计基础 对电气主接线的基本要求 现代电力系统是一个规模庞大的、严密的整体，各个发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务，其主接线的质量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)运行的可靠性 运行可靠性的几个评价标准：断路器检修时是否影响导致供电中断、设备和线路故障 检修时停电支路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不间断供电。 (2)具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度指令灵活的改变运行方式，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的将有关设备或线路退出系统运行。 尽量做到切除故障停电时间短，影响范围就最小，并且在检修时可以保证电力检修人员的人身安全。 (3)操作应尽可能简单、方便 主接线应简单清晰、明了、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。 太复杂的接线不但不便于操作，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者不必要的停电。 (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，还应使建设投资和年运行费用小，占地面积最少，降低电力系统的运行成本，使其尽可能的发挥最佳经济效益。 变电站电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技河南理工大学毕业设计（论文）说明书 9 术标准为准绳，结合工程具体情况，在保证供电安全可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行和维护的经济方便，尽可能地节 省投资，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主要内容之一。 它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大影响。 因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，合理的选择主接线方案。 对于变电站的电气主接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用较少断路器的或不用断路器的接线，如 线路 — 变压器组接线，若能满足继电保护要求时，也可使用线路分支接线。 为正确选择接线和设备，必须进行各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡，当缺乏足够的技术资料时，可采取下列数据： 60~70%，如主要农业负荷时则取 20~30%； ~，当馈线在三回以下且有大负荷时，取 ~1； ； 5%。 我国《变电所设计技术规程》对主接线设计作了如下规定：在满足运行要求时，变电所高压侧应尽 量采用断路器较少的或不用断路器的接线。 在 110~220kV 变电所中，一般采用双母线。 在 35kV 变电所中，当出线为 2 回时，一般采用桥型接线；当出线为 2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。 出线回路数和电源数较多的污秽环境中的变电所，可采用双母线接线。 在 6~10kV 变电所，一般采用单母线接线或单母线分段接线。 电气主接线设计步骤 电气主接线的设计需伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序，经过可行性分析调查阶段、工程初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段四个阶段。 （ 1） 分析原始资料 包括变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变压器台数及容量，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 10 包括电力系统近期及远景规划（ 5~10 年），变电站在电力系统中的位置（地理位置和容量位置）和作用 ,本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。 电力系统中性点接地方式是一个综合问题，它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器的运行安全以及对附近通信线路的干扰等。 我国电力 安全规程规定 35kV 及以下电压电力系统采用中性点非直接接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地），又称小电流接地系统，以保证供电可靠性。 对 110kV 及以上高压系统，皆采用中性点直接接地系统，又称大电流接地系统以防止输电线路电压升高而以其它方式保证供电的可靠性。 包括本地区负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。 电力负荷的原始资料是设计主接线的基本依据之一，电力负荷预测工作是电力规划工作的重要组成部分，也是电力规划的基础。 对电力负荷的预测不仅应有短期负荷预测，还应有中 长期负荷预测，对电力负荷预测的准确性，直接决定着发电厂和变电站电气主接线设计成果的质量，一个优良的设计，应能经受当前及较长远时间 (5~10 年 )的检验。 设备制造情况往往是设计能否成立的重要前提，为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制造能力和供货情况、价格等情况汇集并分析比较，保证设计的可行性。 包括当地的最热月平均气温、环境湿度、覆冰厚度、污秽程度、风向水平、水文地质情况、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备的选择和配电装置的设计均有直接影响。 对 此，应予以足够重视 ,对重型设备如大容量三相变压器的运输条件亦应充分考虑。 （ 2）主接线方案的拟定与选择 设计时应根据任务书的要求，在对原始资料分析的基础上，根据对电源进线数和出线回路数、变电所内电压级别、变压器台数、容量以及母线结构的考虑。