畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)KV變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目名稱：110kV宜陽變電站的設(shè)計(jì) 函授站名稱：洛陽星網(wǎng) 班 級：成電氣函本13 學(xué)生姓名：何偉 指導(dǎo)教師： 安學(xué)梅 中原工學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院 2015 年 03 月 論文編號：（學(xué)號）2013354056 110KV宜陽變電站的設(shè)計(jì) The design of 110kV Yi yang transformer substation 函授站名稱：洛陽星網(wǎng) 班 級：成函本13 學(xué)生姓名：何偉 指導(dǎo)教師： 安學(xué)梅 2015 年 03 月前言110KV宜陽變電站是為了解決宜陽縣區(qū)及周邊煤礦企業(yè)地區(qū)電力供應(yīng)不足的輸變電工程中的一個(gè)重要工程。隨著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來，微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中已得到了廣泛的應(yīng)用，本文主要圍繞對110kV宜陽變電站的電氣部分，依據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和范疇，對變電所的主變壓器選擇、電氣主接線的設(shè)計(jì)、主要的電氣設(shè)備選擇、繼電保護(hù)及自動裝置的配置作了分析、比較和確定。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有電氣主接線設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等）、各電壓等級配電裝置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)和安全自動裝置的配置以及專題等。摘要為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，根據(jù)有關(guān)單位的決定修建1座110KV宜陽變電站。本工程初步設(shè)計(jì)內(nèi)容包含變電站電氣設(shè)計(jì)，新建的宜陽變電站從110KV側(cè)城關(guān)變電站受電，其負(fù)荷分為35KV和10KV兩個(gè)電壓等級。通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，現(xiàn)采用下列方案：1、內(nèi)設(shè)兩臺三繞組變壓器，電壓等級為121/37.8/11。2、110KV進(jìn)線采用內(nèi)橋接線形式。3、本工程初步設(shè)計(jì)內(nèi)容包括變電站電氣設(shè)計(jì)。4、35KV和10KV配電裝置同樣采用單母線分段接線。5、 所用電分別從10KV兩端母線獲得?！娟P(guān)鍵詞】變電站；變壓器；潮流計(jì)算；短路計(jì)算；設(shè)備選型SUMMARY For satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a Yi yang transformer substation.This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a Yi yang transformer substation obtain power form Cheng guan substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:1. There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV.2. For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection.3. The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire.4. For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus.5. Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.Key phrase: Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation The equipments choose the type目錄前言1摘要2目錄4符號、單位說明，插圖、附表清單6引言7第一章 原始資料分析8一、原始資料8二、對原始資料的分析計(jì)算8第二章110KV宜陽變電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)9第三章110KV宜陽變電站主變選擇11一、 主變方案選擇12二、主變方案技術(shù)比較12三、 主變?nèi)萘?、參?shù)選擇13四、主變方案經(jīng)濟(jì)比較15五、主變110KV側(cè)分接頭選擇17第四章 主接線設(shè)計(jì)18一、選擇原則18二、 110KV主接線設(shè)計(jì)18三、 35KV主接線設(shè)計(jì)21四、10KV主接線設(shè)計(jì)21第五章 短路電流計(jì)算21一、變電站各種數(shù)據(jù)及短路電流21二、變電所電抗的歸算變電站22三、電抗等值圖化簡23第六章 變電站電氣設(shè)備選擇24一、選擇設(shè)備的基本原則24二、斷路器的選擇25三、隔離開關(guān)的選擇32四、 電流互感器的選擇37五、 電壓互感器選擇47六、避雷器的選擇48八、消弧線圈選擇50第七章 繼電保護(hù)配置50一、主變壓器保護(hù)配置51二、母線保護(hù)51三、線路保護(hù)52結(jié)論53致謝54附錄55參考文獻(xiàn)57符號、單位說明，插圖、附表清單電壓：U 單位（KV）；電流：I 單位（A）；電阻：R 單位（）；功率因數(shù)：COS= P / S功率： P=IR=UI； P-電功率（W）頻率：；變壓器電抗標(biāo)幺值：；電阻的計(jì)算公式為：；D阻尼系數(shù)；Pe發(fā)電機(jī)的電磁功率，是功角的非線性函數(shù)；E發(fā)電機(jī)電動勢。引言根據(jù)中原工學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)（函授）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)110KV宜陽變電站。110KV宜陽變電站，采用雙回110KV線路接入系統(tǒng)。35KV、10KV配電線路均采用雙回線供電。110KV采用內(nèi)橋接線，安裝兩臺SFPSZ9-75000/110三相三線圈變壓器。35KV、10KV母線采用單母線分段接線。第一章 原始資料分析一、原始資料1、 待建110KV宜陽變電站從相距30km的110KV宜陽城關(guān)變電站受電。2、 待建110KV宜陽變電站年負(fù)荷增長率為5%，變電站總負(fù)荷考慮五年發(fā)展規(guī)劃。3、 地區(qū)氣溫: 1年最高氣溫35，年最低氣溫 15。 2年平均氣溫15。 4、待建110KV宜陽變電站各電壓級負(fù)荷數(shù)據(jù)如下表: 電壓等級線路名稱最大負(fù)荷 （MW）COS負(fù)荷級別供電距離（KM）Tmax 及同時(shí)率35KVA 200.851105000/0.9B 150.8112義絡(luò)煤礦110.828化肥廠200.827宜樊線150.8511010KVA30.8511.53500/0.85B2 0.8522.5毛紡廠10.821.0水泥廠1.20.821.5紡織廠0.80.821.0水廠20.811.5二、對原始資料的分析計(jì)算 為滿足電力系統(tǒng)對無功的需要，需要在用戶側(cè)裝設(shè)電容器，進(jìn)行無功補(bǔ)償，使用戶的功率因數(shù)提高，35kV線路用戶功率因數(shù)提高到0.9為宜，10kV線路用戶功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9。 根據(jù)原始資料中的最大有功及調(diào)整后的功率因數(shù)，算出最大無功，可得出以下數(shù)據(jù):電壓等級線路名稱最大有功 （MW）最大無功（MVAr）COS負(fù)荷級別Tmax同時(shí)率35KVA 209.190.91500009B 157.270.91義絡(luò)煤礦115.330.92化肥廠209.190.92宜樊線157.270.9110KVA31.460.913500085B2 0.920.92毛紡廠10.490.92水泥廠1.20.580.92紡織廠0.80.390.92水廠20.920.91第二章110KV宜陽變電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、確定電壓等級輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。選擇電壓等級時(shí)，應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電站總負(fù)荷和五年發(fā)展規(guī)劃。因此待建110KV宜陽變電站的最高電壓等級應(yīng)為110kV。二、確定回路數(shù)110KV宜陽變電站建成后，所供用戶中存在、類重要負(fù)荷，因此110KV宜陽變電站應(yīng)采用雙回110KV線路接入系統(tǒng)。三、確定110KV線路導(dǎo)線的規(guī)格、型號由于待建110KV宜陽變電站距離受電110KV宜陽城關(guān)變電站30KM，處于華中電網(wǎng)地區(qū)，因此應(yīng)采用架空線路，導(dǎo)線選擇LGJ型。四、110KV線路導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)線截面積選擇的一般方法是：先按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線標(biāo)稱截面積，然后進(jìn)行電壓損失的校驗(yàn)1、待建110KV宜陽變電站總負(fù)荷的計(jì)算 S110=(98.72 + 46.652 ) = 109.2 COS= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9 2、根據(jù)Tmax軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度表，確定Jec Jec1.15（A/mm2）3、 計(jì)算導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積SJ，找出S選 IJ 0.5S110/（3 UN） (0.5*109.2/1.732*110)*103 SJ= = = J J 1.15 =249.2(mm2)4、結(jié)論：選取導(dǎo)線規(guī)格為2回LGJ240/405、對所選導(dǎo)線進(jìn)行校驗(yàn)；(1)、按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) S選=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。(2)、接電暈校驗(yàn) S選=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。（3）、按電壓降校驗(yàn) 正常運(yùn)行時(shí)：n=2 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 2UN2 21102 3.8% 10% ，符合要求。故障運(yùn)行時(shí)，考慮一條回路因故障切除，另一條回路能保證全部負(fù)荷供電 PR+QX 98.70.123046.650.430 U= 100 UN2 1102 7.6% S10 = 11.08 (MVA)， 15S110 = 15109.2 (MVA)16.38(MVA) 宜陽變電所最大長期工變電站Igmax （考慮變壓器事故過負(fù)荷的能力40%）(3)根據(jù)有關(guān)資料選擇LW25-110/1250型斷路器型號數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）額定開斷電流（KA）極限通過電流 Igf (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)LW25-110/125031250252525 (4)校驗(yàn)：Ue=110kV=UNI=1250A1102A 額定開斷電流校驗(yàn)：110kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I(4) =2.71 KA LW25-110/1250斷路器的額定開斷電流25KA符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 110kV母線短路三相沖擊電流：ich=7.83(kA) LW25-110/1250斷路器的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲線：tep3.6秒 110kV母線短路熱容量：Qdt=I（4）2tep=26.4(kA2S) LW25-110/1250斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I（4）2tepIgmax=1326A額定開斷電流校驗(yàn)：35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流25KA符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 35kV母線短路三相沖擊電流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600斷路器的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲線：tep3.55秒 35kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) LW8-35/1600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=464A額定開斷電流校驗(yàn)：35kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I(4) =7.28 KA LW8-35/1600斷路器的額定開斷電流25KA符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 35kV母線短路三相沖擊電流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600斷路器的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲線：tep3.55秒 35kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) LW8-35/1600斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=820A額定開斷電流校驗(yàn)：10kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I(4) =22.4 KA ZN28-10/1000斷路器的額定開斷電流31.5KA符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 10kV母線短路三相沖擊電流：ich=58.4(kA) ZN28-10/1000斷路器的極限通過電流Igf=80(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲線：tep3.6秒 10kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) ZN28-10/1000斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIgmax=246A額定開斷電流校驗(yàn)：10kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流I(4) =22.4 KA ZN28-10/630斷路器的額定開斷電流31.5KA符合要求。動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 10kV母線短路三相沖擊電流：ich=58.4(kA) ZN28-10/630斷路器的極限通過電流Igf=80(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲線：tep3.6秒 10kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) ZN28-10/630斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tep宜陽變電所最大長期工變電站Igmax (3)根據(jù)有關(guān)資料選擇GW4-110/1250型隔離開關(guān)型號數(shù)量技術(shù)參數(shù)額定電流I（A）極限通過電流 Igf (kA)4秒熱穩(wěn)定電流(kA)GW4-110/12501012502525 (4)校驗(yàn)：Ue=110kV=UNI=1250A1102A動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 110kV母線短路三相沖擊電流：ich=7.83(kA) GW4-110/1250斷路器的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=3.07 / 2.71=1.13查曲線：tep3.6秒 110kV母線短路熱容量：Qdt=I（4）2tep=26.4(kA2S) GW4-110/1250斷路器的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I（4）2tepIgmax=1326A動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 35kV母線短路三相沖擊電流：ich=19.84(kA) GW5-35/1600隔離開關(guān)的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲線：tep3.55秒 35kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) GW5-35/1600隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=464A動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 35kV母線短路三相沖擊電流：ich=19.84(kA) GW5-35/630隔離開關(guān)的極限通過電流Igf=25(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=7.78 / 7.28=1.07查曲線：tep3.55秒 35kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=188(kA2S) GW5-35/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流：It=25(kA) It2t=2524=2500(kA2S)I(4)2tepIgmax=820A動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 10kV母線短路三相沖擊電流：ich=58.4(kA) GN19-10/1000隔離開關(guān)的極限通過電流Igf=80(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲線：tep3.6秒 10kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) GN19-10/1000隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIgmax=246A動穩(wěn)定校驗(yàn) ： 10kV母線短路三相沖擊電流：ich=58.4(kA) GN19-10/630隔離開關(guān)的極限通過電流Igf=80(kA) ichIgf 符合動穩(wěn)定要求熱穩(wěn)定校驗(yàn)：/=I(0) /I(4)=22.93 / 22.44=1.02查曲線：tep3.6秒 10kV母線三相短路熱容量：Qdt=I(4)2tep=1806(kA2S) GN19-10/630隔離開關(guān)的4秒熱穩(wěn)定電流：It=31.5(kA) It2t=31.524=3969(kA2S)I(4)2tepIt2t 符合熱穩(wěn)定要求溫度校驗(yàn)： GN19-10/630隔離開關(guān)允許使用環(huán)境溫度：-4040 宜陽變電所地區(qū)氣溫：變電站39，所以符合要求。通過以上校驗(yàn)可知，10kV出線斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)及10KV母線PT隔離開關(guān)的選擇符合要求。四、 電流互感器的選擇(一) 總的說明1、根據(jù)電流互感器裝置處電壓等級確定額定電壓2、根據(jù)Ie=Igmax110%確定CT一次額定電壓3、根據(jù)互感器CT用途，確定其級次組別及接線方式4、110kV線路側(cè)設(shè)置差動、過電流、測量三組CT，接成三相星形 110kV橋開關(guān)一側(cè)設(shè)置差動、過電流、測量三組CT，接成三相星形，另一側(cè)設(shè)置差動一組CT，