110KV變電站電力一二次系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、摘要隨著我國工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)對電力系統(tǒng)的供電可靠性和穩(wěn)定性的要求日益提高。變電站是連接電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源、升降電壓和分配電能。變電站的安全運行對電力系統(tǒng)至關(guān)重要。本文主要進行110kv/10kv無人值班降壓變電站的設(shè)計。主要內(nèi)容包括：變電站電氣主接線的設(shè)計和選擇、短路電流的計算、主變壓器和電器設(shè)備的選擇。其中電器設(shè)備的選擇主要包括：斷路器、隔離開關(guān)、PT、CT、支柱絕緣子、套管、母線導體、避雷器、電抗器、高壓熔斷器等。本文簡單介紹了采用綜合自動化設(shè)備實現(xiàn)變電站無人值班。附件包括：變電站電氣主接線圖、變電站平面布置圖、110kv側(cè)進線間隔斷面圖關(guān)鍵詞：降壓變電站、電氣部分設(shè)計、無

2、人值班、綜合自動化系統(tǒng)AbstractAlongwiththecontinuousdevelopingofagricultureandindustryinourcountry,everywalkoflife'sdemandofreliabilityandstabilitytowardselectricpowersystem.Theyareusedtoconnectthepowersuppliesascengdordescendtheelectricvoltage,ordistributeelectricpower.It'sveryimportanttopowersystemth

3、atthesubstationworkssafely.Thispapermainfocusonthedesigningofprimarypowersystemin110/10kvunmannedandstep-downsubstation.Themaincontentsareasfollows:thedesigningandselectingmainelectricalconnectionofsubstation,calculationofshort-circuitcurrent,selectingofmaintransformerandelectricalequipmentsprimaril

4、yincludes:circuit-breaker,disconnectingswitch,potentialtransformer,currenttransformer,post-typeinsulator,busbarconductor.lightingarrestoretc.Thispaperalsocontainsthedesigningofintergratedautomationbasedunmannedsubstation.Affixmaincontainsmainelectricalconnectiondrawing.generallayoutdrawingofsubstati

5、on.fracturesurfaceof110kvdrawing.Keywords:step-downsubstation、electricalconnection、designunmanned、intergratedautomationsystem目錄摘要1ABSTRACT2第一章前言41.1無人值班變電站的發(fā)展過程、特點、設(shè)計原則4基本概念6第二章變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計72.1 原始材料分析及主變的選擇72.2 電氣主接線設(shè)計82.3 所用電設(shè)計及功率因數(shù)的補償122.4 短路電流的計算132.5 電氣設(shè)備的選擇152.5.1 高壓斷路器的選擇162.5.2 隔離開關(guān)的選擇182.5.3 電

6、流互感器的選擇192.5.4 電壓互感器的選擇212.5.5 支柱絕緣子和穿墻套管的選擇222.5.6 母線導體的選擇232.5.7 避雷器的選擇242.5.8 電抗器的選擇26高低壓配電裝置的設(shè)計29第三章變電所二次系統(tǒng)的設(shè)計303.1 繼電保護規(guī)劃設(shè)計303.2 變電所調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計32RCS9700綜合自動化系統(tǒng)34第四章計算書444.1 短路電流計算444.2 電氣設(shè)備的選擇校驗454.2.1 高壓斷路器的選擇校驗454.2.2 隔離開關(guān)的選擇校驗：484.2.3 電流互感器的選擇校驗484.2.4 支柱絕緣子的選擇校驗494.2.5 10KV穿墻套管的選擇49母線導體的選擇校驗

7、：50工作總結(jié)53致謝54參考資料及文獻55附錄57刖日1.1無人值班變電站的發(fā)展過程、特點、設(shè)計原則1.1.1無人值班變電站的發(fā)展過程變電站無人值班運行管理，早在50年代末60年代初，許多供電局就進行了無人值班的試點，當時采用的是從原蘇聯(lián)引進的有接點遠動技術(shù)，型號是SF-58,但由于技術(shù)手段不完善，管理體制不適應，認識上的種種原因，除上海、鄭州等少數(shù)地區(qū)外都沒有堅持。80年代以來，自動化技術(shù)的完善，特別是人們對變電站無人值班認識的提高，鄭州、深圳、大連、廣東出現(xiàn)無人值班，1996年底全國有60余座，97年底有1000余座。1.1.2 特點(1) 增強了設(shè)備可靠性：無論是正常操作或事故處理，均

8、通過自動化系統(tǒng)，減少了人為失誤，降低了出差錯的概率，及時準確可靠；簡化生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)：以實現(xiàn)遠動和自動化為基礎(chǔ)，人到自動化的轉(zhuǎn)變使生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)得以解放；降低了電力建設(shè)造價：采用先進的遠動及自動化設(shè)備，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備可用空間，減少占地面積和生產(chǎn)輔助設(shè)備及生活設(shè)施，降低工程造價；推進供電網(wǎng)絡科學化管理；在供電網(wǎng)絡中，降壓變電站進線由地區(qū)電網(wǎng)接入降至配電電壓與用戶連接，將降壓變電站、開關(guān)站及相關(guān)饋線綜合考慮實行自動化管理，增強供電可靠性，提高科學管理水平。(1) 設(shè)計原則結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)規(guī)劃和通信規(guī)劃，根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變電站地理環(huán)境、交通、消防條件、站地區(qū)社會經(jīng)濟狀況，因地

9、制宜地制定設(shè)計方案；除按照電網(wǎng)規(guī)劃中規(guī)定的變電站在電網(wǎng)中地位和作用考慮其控制方式外，其與電網(wǎng)配合、繼電保護及安全自動裝置等均應能滿足運行方式的要求；自動化技術(shù)裝備上要堅持安全、可靠、經(jīng)濟實用、正確地處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展關(guān)系，做到遠近結(jié)合；(2) 節(jié)約用電，減少建筑面積，既降低電網(wǎng)造價，又滿足了電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行；(3) 對一、二次設(shè)備及土建進行必要簡化，取消不必要措施；(4) 應滿足備用電源自投、無功功率和電壓調(diào)節(jié)。1.2基本概念按突然中斷供電造成的損失程度分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷中斷供電將造成人身傷亡和將在政治經(jīng)濟上造成重大損失，如造成重大設(shè)備損壞，打亂重點企業(yè)生產(chǎn)次序并

10、需要長時間的恢復，重要鐵路樞紐無法工作，經(jīng)常用于國際活動的場所的負荷。一級負荷供電可靠性要求高，一般要求有一個以上的供電電源（來自不同的變電所或發(fā)電廠，或雖來自同一變電所，但故障時不相互影響不同母線段供電）。同時率-各用戶負荷最大值不可能在同一時刻出現(xiàn)，一般同時率大小與電力用戶多少、各用戶的用電特點有關(guān)。對所建變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶的分析，變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類：樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330-500kv的變電所，成為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)的癱瘓。中間變電所：高壓側(cè)以交流潮流為主，起

11、系統(tǒng)交換功率的作用，或是長距離輸電線路分段，一般匯集2-3個電源，電壓為220-330kv,同時降壓供當?shù)厥褂?，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后將引起區(qū)電網(wǎng)瓦解。地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為110-220kv,向當?shù)赜脩艄╇姙橹鞯淖冸娝@是一個地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。1.2.7終端變電所：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側(cè)多為110kv經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所。全所停電后僅使用戶中斷供電。第二章變電站一次系統(tǒng)的設(shè)計2.1原始材料分析及主變的選擇由原始資料知，新建變電站位于市工業(yè)區(qū)，臨近負荷中心，用于工業(yè)和城市生活用電。且該新建

12、變電站有110kv及10kv兩個電壓等級，110kv有兩回線路，10kv有十回線路，可知該變電所為一地區(qū)變電所。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊的要求，并結(jié)合本變電站的具體情況及相關(guān)要求，選用兩臺同樣型號的無勵磁調(diào)壓的兩繞組變壓器。2.1.1主變?nèi)萘康拇_定主變壓器容量應根據(jù)5-10年的發(fā)展規(guī)劃進行。根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變動所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足I類及II類負荷的供電。對于裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的容量Sn通常按下式進行初選：Sn>=Simp式中：Simp變電所全部重要負荷容量變電所某一級電

13、壓的最大計算負荷為：Smax=Kl£Pmax(1+a)/cosa式中Kt一同時率；Pmaxcosa各用戶的最大有功和功率因數(shù)a該電壓級電網(wǎng)的線損率計算如下：Pimp=7.5*80%+2*75%+6*80%+2*80%+3*40%+3.5*80%+4.6*70%+3.4*50%=22.82MWSimp=0.85*22.82*(1+5%/0.8=25.46MVA考慮到同一重要負荷不在同一時刻出現(xiàn)，應考慮同時率Kt=0.852.1.2變壓器臺數(shù)的選擇為保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，以免一臺主變故障或檢修時中斷供電?？紤]近期及遠景規(guī)劃，經(jīng)上述分析，擬選用SF7-40000/11

14、0型變壓器。2.1.3變壓器相數(shù)的選擇對于330kv及以下的變電所，在設(shè)備運輸不受條件限制時，應采用三相變壓器。2.1.4主變繞組數(shù)量的選擇對接入負荷中心具有直接從高壓降為低壓供電的變電所，為簡化電壓等級和避免重復容量，一般采用雙繞組變壓器。2.1.5繞組聯(lián)結(jié)方式我國110kv級以上的電壓變壓器繞組都采用“Y”連接，35kv及以下電壓等級，變壓器都采用“Y-”連接，故選擇YND11連接。結(jié)論根據(jù)電壓允許波動范圍為5帥內(nèi)，結(jié)合本站實際選擇兩臺同樣型號的雙繞組無勵磁電力變壓器SF7-40000/110。2.2電氣主接線設(shè)計電氣主接線是發(fā)電廠、變電站的設(shè)計主體。采用何種形式的接線，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方