110kv变电站及其配电系统设计_毕业论文(编辑修改稿)

110kv变电站及其配电系统设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

电所的电气主接线是指由发动机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路，电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电站电气部分的主体结构，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。 毕业设计（论文） 6 电气主接线设计概述 一、对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一下基本要求。 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。 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，能尽快的推出设备。 切除故障停电时间短，影响范围就最小，并且再检修时可以保证检修人员的安全。 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。 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，使其尽可能的发挥经济效益。 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，在选择主接线时还应考虑到具有扩建的可能性。 变电站电气主接线的选择，主要取决于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。 二、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、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行和维护的方便，尽可能地节省投资，就进 取材，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体。 他与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气毕业设计（论文） 7 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 ，正确处理他们之间的关系，合理的选择主接线方案。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的，设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济 、留有扩建和发展的余地。 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路 — 变压器组或桥型接线等。 若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。 在 110— 220kv 配电装置中，当出线为2 回时，一般采用桥型接线，当出线不超过 4 回时，一般采用单母线接线，在枢纽变电站中，当 110— 220kv 出线在 4 回及以上时，一般采用双母线接线。 在大容量变电站中，为了限制 6— 10kv 出线上的短路电流，一般可采用下列措施： 1. 变压器分列运行 2. 在变压器回路中装置分裂 电抗器。 3. 采用低压侧为分裂绕组的变压器。 4. 出线上装设电抗器。 断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。 为正确选择接线和设备，必须进行逐年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 的资料时，可采取下列数据： 1. 最小负荷为最大负荷的 60—70%，如主要农业负荷时则取 20— 30%； 2. 负荷同时率取 — ，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取 — 1； 3. 功率因数 一般取 ；４ . 线损平均取 5%。 三、电气主接线设计 步骤 （ 1）分析原始资料 1. 本工程情况 包括变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 电力系统状况 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。 主变压器中性点接地方式是一个综合问题，他与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，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通信线路的干扰等。 我国 一般对 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，对 110kv 就以上高压系统，皆采用中性点直接接地系统，有称大电流毕业设计（论文） 8 接地系统。 负荷情况 包括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础数据，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，直接关系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。 环境条件 包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、水文、地质、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实施均有影响，特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差较大，应予以重视。 5. 设备制造情况 这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、价格等质量汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可靠性。 主接线方案的拟定与选择 根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据 对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，可拟定出若干个主接线方案（近期和远景）。 依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留 2— 3 个技术上相当，有能满足任务书要求的方案，再进行经济比较，结合最新技术，最终确定出在技术上合理、经济山可行的最终方案。 （ 3）短路电流计算和主要电气设备选择 对选定的电气主接线进行短路电流计算，并选择合理的电气设备。 （ 4）绘制电气主接线 对最终确定的电气主接线，按照要求，绘图。 电气主接线的基本形式 主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种接线方式，它以电源和出线为主体。 由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源回路数不同。 且各回馈线中所传输的容量也不一样，因而为便于电能的汇集和分配，再进出线较多（一般超过4 回），采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。 而与有母线的接线相比，无汇流母线的接线使用电气设备较少，配电装置占地面积毕业设计（论文） 9 较小，通常用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂和变电站。 有汇流母线的接线方式可概括为单母线接线和双母线接线两大类，无汇流母线的接线形式主要有桥形接 线、角形接线和单元接线。 电气主接线选择 依据原始资料，经过分析，根据可靠性和灵活性经济性的要求，高压侧有 4 回出线，其中两回备用，宜采用双母线接线或单母线分段接线，中压侧有 6 回出线，其中两回备用，可以采用双母线接线、单母线分段接线方式，低压侧有 11 回出线，其中两回备用，可以采用单母线分段、单母线分段带旁路母线的接线方式，经过分析、综合、组合和比较，提出三种方案： 方案一： 110kv 侧采用双母线接线方式， 35kv 侧采用双母线接线方式， 10kv 侧采用单母线分段接线方式。 110kv 侧采用双母线接线方式， 优点是运行方式灵活，检修母线时不中断供电，任一组母线故障时仅短时停电，可靠性高。 缺点是，操作复杂，容易出现误操作，检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电，任一母线故障仍会短时停电，结构复杂，占地面积大，投资大。 10kv 侧采用单母线分段接线方式，供给市区工业与生活用电，由于一级负荷占 25%左右，二级负荷占 30%左右，一级和二级负荷占55%左右，采用单母线分段接线方式，优点是接线简单清晰，操作方便，造价低，扩展性好，缺点是可靠性灵活性差。 方案一主接线图如下： 图 3— 1 方案一主接线图 毕业设计（论文） 10 方案二： 110kv 侧采用双母线接线方式， 35kv 侧采用单母线分段带旁路母线接线方式， 10kv 侧采用单母线分段接线方式 35kv 侧采用单母线分段带旁路母线接线方式，优点是，检修任一进出线断路器时，不中断对该回路的供电，和单母线分段接线方式相比，可靠性提高，灵活性增加，缺点是，增设旁路母线后，配电装置占地面积增大，增加了断路器和隔离开关的数目，接线复杂，投资增大。 方案二的主接线图如下： 图 3— 2 方案二主接线图 方案三： 110kv 侧采用双母线接线方式， 35kv 侧采用单母线分段带旁路母线接线方式， 10kv 侧采用单母 线分段带旁路母线接线方式 方案三的主接线图如下： 毕业设计（论文） 11 图 3— 3 方案三主接线图 对于上述三种方案综合考虑： 该地区海拔 185m，海拔并不高，对变电站设计没有特殊要求，地势平坦，属平原地带，为轻微地震区，年最高气温 +40176。 C，年最低气温 10176。 C，年平均气温 +12176。 C，最热月平均最高温度 +34176。 C。 最大风速 30m/s，复水厚度为 10mm，属于我国第V 标准气象区。 因此 110kv 侧采用单母线分段接线方式就能满足可靠性和灵活性及经济性要求，对于 35kv 及 10kv 侧，采用单母线分段接线方式。 综合各种因素，宜采 用第三种方案。 毕业设计（论文） 12 3 变电站主变压器选择 主变压器的选择：再各级电压等级的变电站中，变压器是主要的电气设备之一。 其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器台数、容量和型号是变电站可靠供电和网络经济运行的保证。 特别是我国当前的能源政策是开发、利用、节约并重，近期以节约为主。 因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的台数、容量和型号，提高网络的经济运行将具有明显的经济效益。 主变压器的选择 一、主变压器台数的选择 在变电站设计过程中，一般需要装设两台主变压器，防止其中一台出现故障 或检修时中断对用户的供电。 对 110kv 及以下的终端或分支变电站，如果只有一个电源，或变电所的重要负荷有中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器，对大型超高压枢纽变电站，可根据具体情况装设 2— 4 台主变压器，以便减小单台容量。 因此，在本次设计中装设两台主变压器。 二、主变压器容量的选择 主变容量一般按变电所建成后 5～ 10 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 10～ 20 年的负荷发展。 对于城郊变电所，主变压器容量应。