110kV降压变电所电气一次系统设计.doc
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辽宁科技大学第43页
110kV降压变电所电气一次系统设计
摘要
经济的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断地发展壮大，各大高校相继出现了前所未有的发展势头，特别是各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切都离不开电，而电的中枢—变电所更是必不可少，起到至关重要的作用。
目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代。
我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监，测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。
然而，所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。
本毕业设计的内容为ll0kV终端变电所电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电所，并根据变电所设计的基本原理设计，务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计程。
关键词：
变电所设计；电气主接线；继电保护
110kvstep-downsubstationelectricalsystemdesignatatime
Abstract
Therapiddevelopmentofeconomy,scienceandtechnologyprogressofsocietyinallwalksoflifearecontinuouslydeveloping,majorcollegesanduniversitieshavebeenhithertounknowndevelopmenttendency,especiallytheapplicationofhightechnology,new,sharp,fine,andallcannotdowithoutelectricity,andelectriccentersubstationitisessential,playacrucialrolein.Atpresent,ourcountrycitypowernetworkandtheruralpowernetworkisalarge-scalerenovation,accordingly,urbanandruralsubstationisalsoconstantlyupgrading.TherealityofpowernetworkinChinaisstillexistsconventionalsubstation,smallsubstation,microcomputermonitoring,measurementofsubstation,comprehensiveautomationsubstationappearinsuccession,andhasrapiddevelopment.However,developmentofallisaccordingtothebasicprincipleofthebasicprinciple,thedesignofelectriccontrolisinnovation.Thisgraduationdesigncontentforthell0kVterminalsubstationelectricaldesignofasystem,itisthemostcommonconventionalsubstation,accordingtothebasicprincipleofthedesignofsubstationdesign,tomastertheprincipleandthedesignprocessofconventionalsubstationelectricprimarysystem.
Keywords:
substationdesign;Themainelectricalwiring;Relayprotection
目录
摘要 I
Abstract II
第1章概述 1
1.1毕业设计目的 1
1.2毕业设计内容 1
1.3发展趋势 1
第2章主变压器选择 3
2.1变压器的设计原则 3
2.1.1主变压器台数的确定原则 3
2.1.2主变压器形式的选择原则 3
2.2主变压器的计算与选择 4
2.2.1主变压器容量的确定 4
2.2.2主变压器形式的选择原则 5
第3章负荷计算 6
3.1负荷概述 6
3.2负荷计算 6
第4章电气主接线设计 11
4.1电气主接线设计概述 11
一、对电气主接线的基本要求 11
二、变电站电气主接线的设计原则 12
三、电气主接线设计步骤 13
第5章短路计算与保护 18
5.1短路 18
5.2继电保护的基本知识 22
一、110kv线路的继电保护配置及整定计算 22
1110kV线路继电保护配置 22
2110kV线路继电保护整定计算 23
二、变压器的继电保护及整定计算 28
1、变压器的继电保护 28
2、变压器的继电保护整定计算 29
3、母线保护 32
5.3防雷保护设计 34
参考文献 41
致谢 42
附录A 43
变压器继电保护图A1 43
第1章概述
1.1毕业设计目的
设计中涉及“发电厂电气部分”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等课程有关内容，通过设计培养学生综合运用所学知识分析、解决本专业领域工程技术问题的能力；培养学生独立自学能力；使学生受到工程师的基本训练，即工程设计和科学研究的初步能力；包括：
调查研究、搜集资料（含文献检索）；方案论证、技术方案的计划与实施；理论分析、设计和计算；撰写学术论文或设计说明书等的能力。
1.2毕业设计内容
主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护设计；防雷保护设计；绘制电气主接线图，绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图。
1.进行10kV变电所扩大初步设计；
2.完成任务书中的全部内容；
3.绘制变电所电气主接线图；
4.绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图；
5.毕业设计说明书按统一格式打印装订成册；
6.说明书文字在1万字以上，语言通顺简练，图表画法符合国家标准；
7.完成与设计有关的英文资料翻译；
1.3发展趋势
我国变电站设计的发展趋势依据我国的国情，以及我国多年来积累的关于变电站设计的实践和经验，可以看出我国变电站设计的发展趋势有以下几个方面。
我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高;而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。
1、变电站接线方案趋于简单化2、大量采用新的电气一次设备3、变电站占地及建筑面积减少4、变电站综合自动化技术
第2章主变压器选择
在各级电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。
确定合理的变压器容量是变电站安全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与节约并重，近期以节约为主。
因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济效益。
2.1变压器的设计原则
2.1.1主变压器台数的确定原则
保证供电的可靠性，变电站一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。
当只有一个电源或变电站的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。
对大型枢纽变电站，根据工程的情况，应装设2～4台主变。
当变电站装设两台变压器的时候当一台停运时，另一台应该能够70%以上的负担。
按照上述原则我设计的变电所应装设两台降压变压器。
2.1.2主变压器形式的选择原则
主变压器一般采用三相变压器。
当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。
对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。
具有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。
2.2主变压器的计算与选择
2.2.1主变压器容量的确定
1）主变压器容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。
2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。
对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷：
对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60～70%。
要选择主变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大工作持续电流，首先必须要计算各侧的负荷包括10千伏侧负荷，35千伏侧负荷和110千伏侧负荷。
由公式
式中Sc——某电压等级的计算负荷；
Kt——同时系数（35kV取0.9、10kv取0.85，35kV各负荷与l0kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）；
%——该电压等级电网的线损率，一般取5%；
P、cos——各用户的负荷和功率因数
S=0.85**（1+5%）=21MVA
S=0.9**（1+5%）=44.47MV
S=S+S=21+44.47=65.47MVA
所以，两台主变压器应各自承担32.735MvA。
当一台停运时，另一台则承担70%为45.829MvA。
故选两台50MvA的主变压器就可满足负荷需求。
2.2.2主变压器形式的选择原则
1.ll0kV主变一般采用三相变压器。
2.当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。
对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。
3.具有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。
所选择型号如下
表（2.1）
第3章负荷计算
3.1负荷概述
设计辽宁工学院的变电所为综合楼提供可靠的电源，负荷的确定是为了正确、合理地选择电气设备和线路，并为无功补偿提高功率因数提供依据，由此再合理选择变压器开关电器等元件。
电力负荷及其大小是供电设备设计计算的根本依据，正确合理地进行负荷计算，对于投资的经济性，技术上的安全可靠性以及以后的经济运行和维护等关系重大，在本设计中采用需要系数法来确定计算负荷。
根据设计，两台主变压器分别供有不同的负荷，在此设计中忽略了部分负荷，根据工程技术的要求选取以下负荷：
3.2负荷计算
1#变压器负荷计算
照明部分
如上表可知：
1=295KW
=206.5KW
299.425Kvar
消防电梯
表3-1辽宁工学院综合楼负荷一览表
1#
号
变
压
器
设
备
功
率
KW
COSΦ
tgΦ
数目
2#
号
变
压
器
设
备
功
率
KW
COSΦ
tgΦ
数目
照
明
设
备
15
0．70
0．80
1．45
5
照
明
设
备
50
0．70
0．80
0．75
1
120
1
30
2
21
1
40
1
计
算
机
240
0．80
0．
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