劉飛設計(已修改)

1、洛 陽 理 工 學 院畢 業(yè) 設 計論 文 題目 110KV變電站綜合設計姓 名 劉飛 系 部電氣工程與自動化系 專 業(yè) 電力系統(tǒng)自動化 指導教師 劉翠香 2021年 5 月 15 日洛陽理工學院畢業(yè)設計論文開題報告系部： 電氣工程與自動化 2021年 3 月 18 日 學生填表課題名稱110kV變電站綜合設計學生姓名劉飛專業(yè)班級Z090403課題類型工程設計指導教師劉翠香職稱講師課題來源自選1綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義電能的發(fā)、變、送、配電和用電，幾乎是在同一時間完成，須互相協(xié)調(diào)和平衡。變電和配電是為了電能的傳輸和合理的分配，在電力系統(tǒng)中占很重要的地位，其都是由電力變壓器

2、完成的，因此變電所在供電系統(tǒng)中的作用是不言而喻的。為了保證在變送過程中的供電可靠性，必須要滿足的是變電所的設計標準。2研究的根本內(nèi)容，擬解決的主要問題1、選擇主變的臺數(shù)和容量；2、確定電氣一次主接線，計算短路電流；3、選擇各導線的型號和截面，選擇一次設備；4、繼電保護的配置和任務書的完成。3研究步驟、方法及措施變電站一次主接線設計，變電站平面布置情況，設備運行情況，短路電流計算，設備選擇和校驗，論文的完善和整理，辯論完成。4研究工作進度第一階段 熟悉課題，查閱資料；第二階段 熟悉變電站的運行情況，確定一次主接線；第三階段 計算短路電流，選擇設備，確定保護方案；第四階段 完善設計和論文，準備辯論

3、。5主要參考文獻1何仰贊.電力系統(tǒng)分析，華中科技大學出版社2姚春球.發(fā)電廠電氣局部，電力工業(yè)出版社3周澤存.高電壓技術，電力工業(yè)出版社6教研室意見教研室主任簽字： 年 月 日110kV變電站綜合設計摘 要隨著經(jīng)濟的開展和現(xiàn)代工業(yè)建立的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和平安生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設備人身平安密切相關。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成局部，由電器設備及配電網(wǎng)絡按一定的接

4、線方式所構成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能平安、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設備的轉設場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設計和控制模式，才能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的開展趨勢。隨著計算機技術、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術的開展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術根底。關鍵詞:變電站，負荷，輸電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)，補償裝置110kV SUBSTATION DESIGNABSTRACTAlong with the economic development and the modern

5、industry developments of quick rising, the design of the power supply system become more and more completely and system. Because the quickly increase electricity of factories, it also increases seriously to the dependable index of the economic condition, power supply in quantity. Therefore they need

6、 the higher and more perfect request to the power supply. Whether Design reasonable, not only affect directly the base investment and circulate the expenses with have the metal depletion in colour metal, but also will reflect the dependable in power supply and the safe in many facts. In a word, it i

7、s close with the economic performance and the safety of the people. The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, throug

8、h its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of powers transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adap

9、t to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.key words：substation ,load ,transmission system , distribution , correction equipment.目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc324880217 前言 PAGEREF _Toc324880217 h 1 HYPERLINK l _Toc324880218 第1

10、章 緒論 PAGEREF _Toc324880218 h 2 HYPERLINK l _Toc324880219 變電站開展的歷史與現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc324880219 h 2 HYPERLINK l _Toc324880220 1.1.1 概況 PAGEREF _Toc324880220 h 2 HYPERLINK l _Toc324880221 1.1.2 變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計原那么 PAGEREF _Toc324880221 h 2 HYPERLINK l _Toc324880222 1.2 課題來源及設計背景 PAGEREF _Toc324880222 h 3 HYP

11、ERLINK l _Toc324880223 課題來源 PAGEREF _Toc324880223 h 3 HYPERLINK l _Toc324880224 1.2.2 設計背景 PAGEREF _Toc324880224 h 3 HYPERLINK l _Toc324880225 第2章 電氣主接線設計 PAGEREF _Toc324880225 h 4 HYPERLINK l _Toc324880226 2.1 110kV電氣主接線方案比擬 PAGEREF _Toc324880226 h 4 HYPERLINK l _Toc324880227 2.2 電氣主接線確實定 PAGEREF _

12、Toc324880227 h 6 HYPERLINK l _Toc324880228 第3章 負荷計算及無功補償 PAGEREF _Toc324880228 h 8 HYPERLINK l _Toc324880229 3.1 變電站的負荷計算 PAGEREF _Toc324880229 h 8 HYPERLINK l _Toc324880230 3.1.1 符合統(tǒng)計 PAGEREF _Toc324880230 h 8 HYPERLINK l _Toc324880231 3.1.2 負荷計算 PAGEREF _Toc324880231 h 9 HYPERLINK l _Toc324880232

13、3.2 無功補償 PAGEREF _Toc324880232 h 10 HYPERLINK l _Toc324880233 3.2.1 無功補償?shù)哪康?PAGEREF _Toc324880233 h 10 HYPERLINK l _Toc324880234 3.2.2 無功補償?shù)挠嬎?PAGEREF _Toc324880234 h 10 HYPERLINK l _Toc324880235 3.3 短路電流計算 PAGEREF _Toc324880235 h 11 HYPERLINK l _Toc324880236 3.3.1 等效計算電路圖 PAGEREF _Toc324880236 h 12

14、 HYPERLINK l _Toc324880237 3.3.2 短路電流的計算 PAGEREF _Toc324880237 h 12 HYPERLINK l _Toc324880238 第4章 主變壓器選擇 PAGEREF _Toc324880238 h 15 HYPERLINK l _Toc324880239 主變壓器的選擇原那么 PAGEREF _Toc324880239 h 15 HYPERLINK l _Toc324880240 主變壓器的臺數(shù)選擇 PAGEREF _Toc324880240 h 15 HYPERLINK l _Toc324880241 4.3 變壓器容量的選擇 PA

15、GEREF _Toc324880241 h 15 HYPERLINK l _Toc324880242 第5章 高壓側配電系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc324880242 h 17 HYPERLINK l _Toc324880243 5.1 高壓側進線線路的選擇 PAGEREF _Toc324880243 h 17 HYPERLINK l _Toc324880244 5.2 高壓配電線路布線方案的選擇 PAGEREF _Toc324880244 h 17 HYPERLINK l _Toc324880245 5.2.1 放射式 PAGEREF _Toc324880245 h 17 HYPERL

16、INK l _Toc324880246 5.2.2 樹干式 PAGEREF _Toc324880246 h 18 HYPERLINK l _Toc324880247 5.2.3 環(huán)式 PAGEREF _Toc324880247 h 18 HYPERLINK l _Toc324880248 5.3 高壓側配電系統(tǒng)設備 PAGEREF _Toc324880248 h 18 HYPERLINK l _Toc324880249 5.3.1 高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc324880249 h 18 HYPERLINK l _Toc324880250 5.3.2 高壓隔離開關的選擇 PAGE

17、REF _Toc324880250 h 19 HYPERLINK l _Toc324880251 5.3.3 高壓熔斷器的選擇 PAGEREF _Toc324880251 h 20 HYPERLINK l _Toc324880252 第6章 低壓側配電系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc324880252 h 22 HYPERLINK l _Toc324880253 6.1 變電站配電線路的布線方案 PAGEREF _Toc324880253 h 22 HYPERLINK l _Toc324880254 6.2 母線、配電設備及保護設備的選擇 PAGEREF _Toc324880254 h 23

18、 HYPERLINK l _Toc324880255 6.2.1 10KV母線選擇 PAGEREF _Toc324880255 h 23 HYPERLINK l _Toc324880256 6.2.2 配電設備及保護設備的選擇 PAGEREF _Toc324880256 h 23 HYPERLINK l _Toc324880257 6.3 變電站用電及照明 PAGEREF _Toc324880257 h 26 HYPERLINK l _Toc324880258 第7章 變電站二次回路設計 PAGEREF _Toc324880258 h 27 HYPERLINK l _Toc324880259

19、7.1 二次回路的定義和分類 PAGEREF _Toc324880259 h 27 HYPERLINK l _Toc324880260 7.2 二次回路的操作電源 PAGEREF _Toc324880260 h 27 HYPERLINK l _Toc324880261 7.3 二次回路的接線要求 PAGEREF _Toc324880261 h 28 HYPERLINK l _Toc324880262 7.4 電氣測量儀表及測量回路 PAGEREF _Toc324880262 h 28 HYPERLINK l _Toc324880263 7.5 斷路器的控制和信號回路 PAGEREF _Toc3

20、24880263 h 29 HYPERLINK l _Toc324880264 7.6 自動裝置的配置 PAGEREF _Toc324880264 h 30 HYPERLINK l _Toc324880265 7.7 絕緣監(jiān)視裝置 PAGEREF _Toc324880265 h 31 HYPERLINK l _Toc324880266 7.8 繼電保護的選擇與整定 PAGEREF _Toc324880266 h 31 HYPERLINK l _Toc324880267 7.8.1 繼電保護的選擇要求 PAGEREF _Toc324880267 h 32 HYPERLINK l _Toc3248

21、80268 7.8.2 繼電保護的裝置選擇與整定 PAGEREF _Toc324880268 h 32 HYPERLINK l _Toc324880269 7.8.3 10KV線路設置過電流保護裝置 PAGEREF _Toc324880269 h 33 HYPERLINK l _Toc324880270 第8章 防雷與接地方案的設計 PAGEREF _Toc324880270 h 38 HYPERLINK l _Toc324880271 8.1 防雷保護 PAGEREF _Toc324880271 h 38 HYPERLINK l _Toc324880272 8.1.1 直擊雷保護 PAGER

22、EF _Toc324880272 h 38 HYPERLINK l _Toc324880273 8.1.2 侵入波保護 PAGEREF _Toc324880273 h 38 HYPERLINK l _Toc324880274 8.2 接地裝置的設計 PAGEREF _Toc324880274 h 38 HYPERLINK l _Toc324880275 結論 PAGEREF _Toc324880275 h 40 HYPERLINK l _Toc324880276 謝 辭 PAGEREF _Toc324880276 h 41 HYPERLINK l _Toc324880277 參考文獻 PAGE

23、REF _Toc324880277 h 42 HYPERLINK l _Toc324880278 附錄 PAGEREF _Toc324880278 h 43 HYPERLINK l _Toc324880279 外文資料翻譯 PAGEREF _Toc324880279 h 46前言電能是社會建立和人民生活不可缺少的重要的能源,電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位,電能是由發(fā)電廠供給,因為考慮經(jīng)濟與能源的原因,發(fā)電廠大多建立在動力資源比擬豐富的地方,而這些地方又常遠離大中型城市和工廠企業(yè),這樣需要遠距離輸送,經(jīng)過升降變電所進展轉接,在進一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)?！?】本設計是110/10

24、的降壓變電站設計，110KV變電站屬于高壓網(wǎng)絡，該地區(qū)變電所所涉及方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務及用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進展負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進展各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進展短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡及導線，進展短路電流計算。選擇變電站上下壓電氣設備，為變電站平面及剖面圖提供依據(jù)。本變電所的初步設計包括了：1總體方案確實定2負荷分析3短路電流的計算4上下壓配電系統(tǒng)設計與系統(tǒng)接線方案選擇5繼電保護的選擇與整定6防雷與接地保護等內(nèi)容。隨著電力技術高新化、復雜化的迅速開展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領域中，通過新技術的使用，都

25、在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術領域得到了充分的開展。 第1章 緒論 概況變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的平安和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用，如果仍然依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，將無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求；【2】同時用于變電站的監(jiān)視、控制、保護，包括故障錄波、緊急控制裝置，不能充分利用微機數(shù)據(jù)處理的大功能和速度，經(jīng)濟上也是一種資源浪費。而且社會經(jīng)濟的開展，依賴高質(zhì)量和高可靠性的電能供給，建國以來，我國的電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足的開展。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、電力分配的日益復雜和用戶對電能的質(zhì)量的要求進一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極

26、為重要；近年來我國計算機和通信技術的開展及自動化技術的成熟，開展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中的地位十分重要，它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任務，對電網(wǎng)的平安和經(jīng)濟運行起著舉足輕重的作用。因此，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化的重要根底之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可靠，平安，經(jīng)濟運行管理的需要，更是電力系統(tǒng)自動化的根底。變電站綜合自動化是將變電站二次設備包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等利用計算機技術和現(xiàn)代通信技術，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。它是變電站的一種現(xiàn)代化技術裝備，是自動化和計算機、

27、通信技術在變電站領域的 綜合應用，它可以收集較齊全的數(shù)據(jù)和信息。它具有功能綜合化、，設備、操作、監(jiān)視微機化，構造分布分層化，通信網(wǎng)絡光纜化及運輸管理智能化等特征。變電站的綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴大監(jiān)視范圍及變電站的平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行提供了現(xiàn)代化手段和根底保證?！?】 變電站綜合自動化系統(tǒng)的設計原那么1在保證可靠性的前提下，合理和設置網(wǎng)絡和功能終端。采用分布式分層構造，不須人工干預的盡量下放，有合理的冗余但盡量防止硬件不必要的重復。2采用開放式系統(tǒng)，保證可用性Interoperability和可擴大性Expandability。要求不同制造廠生產(chǎn)的設備能通過網(wǎng)絡互連和互操作

28、，同 時還要求以后擴建時，現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件和軟件能較方便的與新增設備實現(xiàn)互操作?！?】 課題來源及設計背景 課題來源本能課題是來源于校內(nèi)指導教師提供自選題目，本課題對于電力系統(tǒng)自動化專業(yè)具有實質(zhì)性的意義具有一定的實踐性和可行性。 設計背景某地有110KV變電站一座，向全鎮(zhèn)范圍內(nèi)供電。共有主變2臺，容量為40+31.5MVA，現(xiàn)有110KV線路2回，分別來自110KV聯(lián)美變電站聯(lián)沖線和南豐變電站沖豐線。目前大沖站的最大負荷為3.88萬千瓦，到2003年，此地的用電量將達2.27億千瓦時，最大負荷達4.53萬千瓦。隨著工業(yè)的開展與工業(yè)區(qū)的開發(fā)，對電力電量的需求也相應的增加，預計到2005年，全鎮(zhèn)用電

29、量將達3.08億千瓦時，最大負荷達6.16萬千瓦；2021年，用電量將到達5.73億千瓦時，最大負荷到達11.46萬千瓦。由此分析，僅靠目前此地僅有的一個110KV變電站是遠遠不夠滿足負荷增長需求的。假設按照?城市電網(wǎng)規(guī)劃設計導那么?的要求，主變?nèi)萘堪?.82.1來計算，2005年大沖共需要110KV主變?nèi)萘考s111129兆伏安，而目前此地主變?nèi)萘恐挥?0MVA，還需要增加3149MVA。為滿足用電負荷增長的需要到2005年建立新的110KV變電站是十分必要的。而且大沖鎮(zhèn)現(xiàn)有的10KV線路大局部是放射形網(wǎng)，無法形成合理的環(huán)網(wǎng)和分段，構造比擬單一和薄弱，供電可靠性差。加上局部線路供電半徑大、用戶

30、多、負荷重，線路壓降過高，供電質(zhì)量差，但城南變電站建成后可承當大沖鎮(zhèn)南部的用電負荷，釋放大沖站的供電能力，提高大沖鎮(zhèn)的供電可靠性、改善電能質(zhì)量和降低網(wǎng)損。并且，城南站建成后，可以與大沖站的10KV形成環(huán)網(wǎng)，有效的提高負荷轉移能力，從而進一步提高供電可靠性。綜上所述，新建110KV城南變電站是電源合理分布點，改善10KV配電網(wǎng)絡構造，滿足新增用電需要的必要措施。第2章 電氣主接線設計現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主

31、接線必須滿足以下根本要求。1運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，到達調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的平安。3操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的

32、停電。4經(jīng)濟上合理主接線在保證平安可靠、操作靈活方便的根底上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。5應具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速開展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的構造等?！?】 110kV電氣主接線方案比擬 由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的開展和負荷增長而擬建的。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站110kV側和10kV側，均為單母線分段接線。110kV220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上

33、的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV110kV系統(tǒng)中，當不允許停電檢修斷路器時，可設置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保存下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。 圖2-1 單母線分段帶旁母接線圖2-2 雙母線帶旁路母線接線對圖2-1及圖2-2所示方案、綜合比擬，見表2-1。項目方案表2-1 主接線方案比擬表 工程 方案方案方案技術簡單清晰、操作方便、易于開展，可靠性、靈活性差，旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進展不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理、易擴建，母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作，倒閘操作復雜，容易誤操作經(jīng)濟設備少

34、、投資小，用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資占地大、設備多、投資大，母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資在技術上可靠性、靈活性第種方案明顯合理，在經(jīng)濟上那么方案占優(yōu)勢。鑒于此站為地區(qū)變電站應具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第種方案為設計的最終方案。2.2 電氣主接線確實定采用單母線分段的結線：單母線分段是借助于斷路器，進展分段，當母線故障時，經(jīng)倒閘操作可切除故障段，保證其它段繼續(xù)運行，當母線檢修可分段進展，這能始終保證一臺主變的供電，當進線電源一回發(fā)生故障，通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電，單母線分段的結線可以作分段運行，也可做并列運行，采用分段運行時，各段相當于單母線運行狀態(tài)，各

35、段母線所帶的主變壓器是分列進展，互不影響任一母線故障或檢修時，僅停頓該段母線所帶變壓器的供電，兩段母線同時故障的機率很小，可以不予考慮，采用并列運行時，電源檢修無需母線停電，只需斷開電源的斷路器1DL1，2DL1及其隔離開關就能保證兩臺主變壓器的供電，對本站110KV 兩回供電小于4回路較為適合。該設計的電氣主接線：110KV采用線路變壓器組接線，進線側設斷路器；10KV接線為單母線分段接線，#1主變10KV側單臂進10KV母線，各帶10KV出線12回，無功補償電容器組2組；#2主變10KV雙臂各進一段10KV母線，每段母線各帶10KV出線6回，無功補償電容器1組。在110KV兩條進線的A相上

36、各裝設一臺電容式電壓互感器供二次閉鎖采壓用。主變壓器110KV側中性點采用避雷器保護，并可經(jīng)隔離開關接地。 表2-2 主要電氣設備表序號設備名稱型號和規(guī)格1110KV斷路器SF6-110W 3150A 40KV2隔離開關GW4-110IIDW1250 4S3主變中性點隔離開關GW13-63DW/630A4110KV線路避雷器Y10W1-108/281W5主變中性點避雷器610KV母線橋避雷器HY5WZ-17/45710KV電容器SF6充氣集合式BAMHL11/3-1600-1W38接地變壓器910KV開關柜XGN2-12ZQ系列，其中斷路器配置為：進線斷路器ZN28-12Q，3150A，40K

37、A分段斷路器ZN28-12Q，3150A，40KA其他 ZN28-12Q，1250A第3章 負荷計算及無功補償 變電站的負荷計算 符合統(tǒng)計某鎮(zhèn)的用電負荷統(tǒng)計如下表：表3-1 用電負荷統(tǒng)計單位：千瓦用電單位負荷統(tǒng)計KW負荷類別火車站2500 = 1 * ROMAN I洗衣機廠3500 = 2 * ROMAN II首飾廠3000 = 2 * ROMAN II寶元鞋廠12000 = 2 * ROMAN II市一中800 = 2 * ROMAN II市中心小學400 = 2 * ROMAN II市水泥廠1700 = 2 * ROMAN II明珠旅店1800 = 2 * ROMAN II百惠商城2000

38、 = 2 * ROMAN II市政府1650 = 1 * ROMAN I博愛醫(yī)院750 = 1 * ROMAN I市公安局1800 = 1 * ROMAN I中心市場1000 = 1 * ROMAN I百樂休閑中心900 = 1 * ROMAN I其他散戶5000 = 3 * ROMAN III合計38800表3-2 負荷性質(zhì)分析結果表負荷等級負荷值KW占總負荷百分比% = 1 * ROMAN I8600 = 2 * ROMAN II302001一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。2二級負荷：中斷供

39、電將造成設計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應由兩回線供電。但當兩回線路有困難時如遙遠地區(qū)，允許有一回專用架空線路供電。3 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電?！?】 負荷計算各組負荷的計算：1有功功率 P=KXPei2無功功率 Q=Ptg3視在功率 S=式中：Pei：每組設備容量之和，單位為KW；KX：需用系數(shù)；Cos:功率因數(shù)?？傌摵傻挠嬎悖?有功功率 P=K1P2無功功率 Q= K1Q3視在功率 S=4自然功率因數(shù)： Cos1= P/S式中：K1組間同時系

40、數(shù)，取為0.850.9。 電力系統(tǒng)中的無功功率就是要使系統(tǒng)中無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負荷及網(wǎng)絡中的無功損耗相平衡;按系統(tǒng)供電負荷的功率因數(shù)到達0.95考慮無功功率平衡。變電站所供負荷的總數(shù)：P總=38800KW變電站所供一類負荷總數(shù)：P總1=8600KW變電站所供二類負荷總數(shù)：P總2=30200KW一類負荷占總負荷的百分比：= P總1/ P總=860038800100%=22.16%二類負荷占總負荷的百分比：= P總2 /P總=3020038800100%=77.84%二類負荷占總負荷比重比擬大。 無功補償 無功補償?shù)哪康臒o功補償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)低，降低了發(fā)電機和變壓器的出力，

41、增加了輸電線路的損耗和電壓損失，這一些原因是電力系統(tǒng)根本的常識，在這里不多作特別的說明。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9本次設計要求功率因為為0.95以上，因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的方法是裝設電容器補償無功。【7】 無功補償?shù)挠嬎?計算考慮主變損耗后的自然因數(shù)Cos1：P1=P+PbQ1=Q+QbCos1= P1 /2取定補償以后的功率因數(shù)： Cos2為0.95：3計算補償電容器的容量：Qc=K1P(tg1+ tg2)式中：K14計算補償電容器的個數(shù)： Nc=Qc / qc式中：qc單個電容器的容量，單位kavr。按照3的整數(shù)倍取定補償器的個數(shù)Nc s，

42、然后計算出實際的補償容量：Qc s = Nc s * qc5Cos2= P /10KV： COS10.9 選COS1=0.9來考慮： P=38800KWS=388000.90=43111KVAQ=43111tang=20822Kvar 110KV： COS2選COS2=0.85來考慮; P=38800KWS=388000.85=45647KVAQ=45647tang=28301Kvar表3-3 負荷計算結果表電壓等級有功功率KW無功功率KW視在功率KVA 10KV 38800 20822 43111 110KV 38800 28301 45647主接線采用兩臺高壓并聯(lián)補償電容器，每臺主變安裝一

43、臺。電容器組的額定容量：4800kvar,單Y接線3.3 短路電流計算所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設備載流局部的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。當它通過電氣設備時，設備的載流局部變形或損壞，選用設備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其它設備的正常運行?！?】3.3.1 等效計算電路圖圖3-1 短路電流計算圖.2 短路電流的計算進展計算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其

44、相對值表示，這種計算方法叫做標幺值法。標幺值的概念是：某量的標幺值=所謂基準值是衡量某個物理量的標準或尺度，用標幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標幺值。1輸電線路輸電線路的長度為 ，每公里電抗值為 ，線路所在區(qū)段的平均電壓為 ，那么輸電線路電抗相對于基準容量 和基準電壓 的標幺值為2變壓器變壓器通常給出短路電壓百分數(shù)，得 圖3-2 短路等效電路圖1本設計選Sj=100MVA取Uj1=37KV，那么Ij1= 取Uj2=10KV，那么Ij2=2計算各元件阻抗的標幺值系統(tǒng)電抗：

45、 3求電源至短路點的總阻抗K1點: K2點: K3點:4求短路電源的周期分量、沖擊電流和短路容量 = 1 * GB3 = 2 * GB3 = 3 * GB3 5短路電流的計算結果如下表：表3-4 短路電流計算結果表短路點短路容量Sd(MVA)短路電流周期分量有效值Id(KA)短路沖擊電流有效值Ish(KA)短路沖擊電流峰值 ish(KV) 110KV進線側K1110KV分列運行K2110KV并列運行K3 第4章 主變壓器選擇主變壓器的選擇原那么為了保證每年電容按10%的增長，并在10年內(nèi)能滿足要求， 并按下例方案進展綜合考慮：1.明備用方式，即2臺主變壓器的容量都滿足要求，任何情況下都只有1臺

46、運行，兩臺主變壓器互相備用。2.暗備用方式，即2臺主變壓器的容量之和滿足要求。正常情況下兩臺主變運行，故障情況下一臺運行，因此，每臺變壓器的容量應滿足平安用電的要求,即保證、類負荷的供電，一般要求能滿足全部負荷的70%-80%。3.在設計中，初期主變壓器可采用明備用方式，隨著負荷的增加和開展，后期可采用暗備用方式【6】主變壓器的臺數(shù)選擇主變臺數(shù)確定的要求：1.對于大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以兩臺主變壓器為宜。2.對于孤立的一次變電站或大型工業(yè)專業(yè)用變電站，在設計時要考慮設三臺主變壓器的可能性。3.對于規(guī)劃只住兩臺主變壓器的變電站，其變壓器根底宜大于變壓器容量

47、的1-2級設計，以便符合開展時更換變壓器的容量?！?】4.3 變壓器容量的選擇按照上述原那么確定變壓器容量后，最終應選用靠近的國家的系列標準規(guī)格。變壓器容量系列有兩種，一種是按R8容量系列，它是按R8=1.33的倍數(shù)增加的，如100KVA、135KVA、180KVA、240KVA、320KVA、420KVA等；另一種是國際通用的R10容量系列，它是按R10=81.26的倍數(shù)增加的。如容量有100KVA、125KVA、160VA、200KVA、250KVA、315KVA等。我國國家標準GB1094?電力變壓器?確定采用R10容量系列。綜合上述各種因數(shù)，確定該站主壓器采用2臺50000MVA的變壓

48、器。當前我國電力系統(tǒng)根本都是三相制接線，相供電的系統(tǒng)，故為了能接入系統(tǒng)運行，并能保證系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運行。所以該站選擇三相供電。結合該地區(qū)的實際情況，故采用雙卷變壓器，電壓等級為110KV與10KV。因為該地區(qū)110KV電壓不是很穩(wěn)定，為了保證10KV供電系統(tǒng)電壓質(zhì)量，本站采用有載調(diào)壓方式，這樣才能到達隨時調(diào)整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110KV側中性點經(jīng)隔離開關接地，同時裝設避雷器保護。綜合上述幾種情況，結合廠家的一些產(chǎn)品情況，故本站的主變壓器選用的型號：SZ10-50000/110。變電站全部負荷S=45647KVA變壓器的初選容量S=80%S45647=36517KVA

49、表4-1 變壓器相關參數(shù)額定容量電壓組合及分接范圍聯(lián)接組標號空載損耗KW負載損耗 KW空載電流 %阻抗電壓 %KVA高壓KV中壓 KV低壓 KV5000011081.25%5%YN,d1125014選兩臺50000KVA的變壓器。主變壓器：250000KVA三相雙卷自冷型油浸變壓器。電壓等級：110KV/10KV無功補償容量：44800Kvar 第5章 高壓側配電系統(tǒng)設計5.1 高壓側進線線路的選擇上下壓配電電路最普遍的兩種戶外構造是架空線和電纜。電力電纜及控制電纜全部選用銅芯電纜?？刂齐娎|全部選用阻燃型電纜。微機監(jiān)控和微機保護的電流、電壓、信號接點引入線均采用屏蔽電纜。戶內(nèi)采用電纜溝及穿管明

50、敷方式，戶外采用電纜溝敷設方式。架空線的主要優(yōu)點是：1設備簡單，造價低；2有故障易于檢修和維護；3利用空氣絕緣，建造比擬容易。為了加強鋁線的機械強度，采用多股絞線，用抗張強度為120kg/ 的鋼作為線芯，把鋁線絞在芯子外面,作為導線的導電局部，稱為鋼芯鋁線。LG型鋁絞線在35KV以上架空線路用得較多，在需要高機械強度的地方，如跨越時那么用加強型LGJ。所以110KV進線選用LGJ-240/30型號的架空線。LG型鋁絞線在35所以110KV進線選用LGJ-240/30型號的架空線。【7】 高壓配電線路布線方案的選擇在確定了供電電壓，變、配電所的位置和容量及變、配電所的接線圖后，便要進一步確定工廠

51、廠區(qū)高壓電路的配電方式配電方式可分為放射式、樹干式和環(huán)式。 放射式放射式配電方式的優(yōu)點是：1線路上的故障不影響其他用戶；2容易進展繼電保護裝置的整定，并易于實現(xiàn)自動化；3根據(jù)實際運行經(jīng)歷，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。 高壓供電系統(tǒng)放射式接線一般采用電纜，中、小型工廠廠區(qū)高壓配電只有一級放射，大型工廠可以有兩級放射，實際設計時應防止采取二級以上的高壓放射式配電系統(tǒng)，已減少開關柜數(shù)量及繼電保護的延時時限。 樹干式樹干式配電系統(tǒng)有可能降低投資費用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋出線路減少，構造簡化，但車間變電所的位置必須恰當。這種接線方式只有一個電源，干線上的任何故障必將引起

52、用戶的全部停電。單樹干式配電不像放射式那樣，能在380V側取得聯(lián)絡線，所以它只能用于三級負荷，為了減少干線故障時影響用戶范圍，干線上接連的變壓器不能超過5臺，總容量不應大于3000KVA。 環(huán)式環(huán)式對工廠供電系統(tǒng)來說，只不過是樹干式的另一種型式。環(huán)式供電與樹干式供電一樣，正常是開環(huán)運行，環(huán)中連接的變壓器數(shù)目和容量亦與樹干式供電系統(tǒng)一樣。以上只是從原那么上進展一般分析，實際上放射式和樹干式各有其特點，要結合具體的使用條件進展分析比擬后，才能確定最后的方案。 高壓側配電系統(tǒng)設備 高壓斷路器的選擇高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的平安運行。常

53、用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。1高壓斷路器的主要參數(shù)：額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環(huán)境溫度在40度時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的構造和介質(zhì)有關；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應的能力；動穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產(chǎn)生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。2選擇時，除按一般原那么選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性等各項指標。按工作環(huán)境選擇：選

54、擇戶外或戶內(nèi)，假設工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即：；按額定電流選擇：應該等于或大于負載的長時最大工作電流，即：；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性：It2tI2tima；校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性：；校驗高壓斷路器的斷流容量或開感覺斷電流：熔斷斷流容量按校驗；根據(jù)上述分析并查資料：110KV高壓斷路器選擇SF6110W型高壓六氟化硫斷路器；表5-1高壓斷路器的選擇校驗表序號裝置地點的電氣條件SF6110W工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結論1110KV145KV合格22016A3150A合格340KA合格 高壓隔離開關的選擇1高壓隔離開關的作用：高壓隔離開關是在無載

55、情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進展電氣隔離的設備。2形式構造：高壓隔離開關一般有底座、支柱絕緣子、導電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構，單相或三相操動。高壓隔離開關主刀閘與接地刀閘間一般都設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關、接地開關根據(jù)不同的安裝場所有各種不同的安裝方式。3選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環(huán)境溫度不高于+400C，戶內(nèi)產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-100C，戶外產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-300C；戶內(nèi)產(chǎn)品空

56、氣相對濕度在+250C時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%有些產(chǎn)品要求空氣相對濕度不大于85%；戶外產(chǎn)品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內(nèi)產(chǎn)品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經(jīng)常性的劇烈震動。戶外產(chǎn)品的使用環(huán)境為普通型，用于級污穢區(qū)，防污型用于級中污型、級重污型污穢區(qū)。根據(jù)設計條件，選擇戶外型高壓隔離開關，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合6-500KV電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構等組成，單相或三相連聯(lián)動進展操作。戶外隔離開關可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內(nèi)。根據(jù)上述條件和要求并查

57、表有：110KV側的高壓隔離開關選擇GW4-110IID型；10KV側的高壓隔離開關選擇GW13-63D型。表5-2 高壓隔離開關的選擇型號GW13-63D中性點隔離開關GW4-110D額定電壓KV63110額定電流A6301250動穩(wěn)定電流峰值KA5080熱穩(wěn)定電流KA16操動機構CJ6CJ2-XG 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種過流保護元件,由熔件與熔管組成。當過載或短路時，熔件熔斷，到達切斷故障保護設備的目的。電流越大，熔斷時間越短。在選擇熔件時，除保證在正常工作條件下包括設備的起動熔件不熔斷外，還應該符合保護選擇性的要求。高壓熔斷器的選擇：除按環(huán)境、電網(wǎng)電壓、電源選擇型號外，還必須按

58、校驗熔斷器的斷流容量；選擇的主要指標是選擇熔件合熔管的額定電流，熔斷器額定電流按選。所選擇的熔件應在長時最大工作電流及設備起動電流的作用下不熔斷，在短路電流作用下開關熔斷；要求熔斷器特性應與上級保護裝置的動作時限相配合即動作要有選擇性。 對保護變壓器的熔件，其額定電流可按變壓器額定電流的1.52倍選擇。根據(jù)上述條件并查表有：110KV側的高壓熔斷器選擇RW6-110型熔斷器。10KV側的高壓熔斷器選擇RW3-10型熔斷器。RW6-110型高壓熔斷器主要是由上下棒形絕緣子、接觸導電系統(tǒng)、并聯(lián)的主副熔絲管以及推桿等局部組成，用于110KV線路和變壓器的短路及過負荷保護。RW3-10型高壓熔斷器是由

59、絕緣子、接觸導電系統(tǒng)及熔絲管等部件組成，用于10KV輸電線路和變壓器的短路與過負荷保護?！?】第6章 低壓側配電系統(tǒng)設計6.1 變電站配電線路的布線方案 配電方式與廠區(qū)高壓配電方式一樣，有放射式和樹干式和二者兼用的混合式及鏈式等。低壓配電系統(tǒng)利用放射式線路的范圍一般如下：1.每個設備的負荷不大，且位于變電所的不同方向；2.車間內(nèi)負荷配置較穩(wěn)定；3.單臺用電設備的容量雖大，但數(shù)量不多；4.車間內(nèi)負荷排列不整齊；5.車間為有爆炸危險的廠房，必需由與車間隔離的房間饋出線路。配電方式可以從變電所變壓器二次側引至低壓配電室的開關柜上，我國生產(chǎn)的低壓開關為BFC型，由低壓開關柜以電纜或絕線穿管引入車間內(nèi)部

60、的XL型動力配電箱或具體的電氣設備上，也可由主動力配電箱用絕緣導線穿管引入分動力配電箱，再接至用電設備。樹干式配電不需要在變電所低壓側設置配電盤，從變電所二次側引出線經(jīng)過空氣開關或隔離開關直接引至車間內(nèi)，因此，這種配電方式使變電所低壓側構造簡化，減少電氣設備需要量。以樹干式構造為主的變壓器干線式將變電所二次側裸母線直接引入車間，顯然經(jīng)濟效果較好，但只使用于一般環(huán)境的廠房。鏈式線路，只用于車間內(nèi)相互距離近，容量又很少的用電設備。鏈試 路只裝置一組總的熔斷器，可靠性小，大局部工廠不希望采用鏈式法。在以下情況下不宜使用鏈式接線：1配電設備數(shù)量超過3臺，總容量超過10KW，其中最大一臺大于5KW。2單