2010变电站毕业设计论文.docx
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2010变电站毕业设计论文
目录
摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ
1绪论…………………………………………………………………………………………1
2负荷统计及主接线的设计说明………………………………………………………………1
2.1负荷统计及主接线的设计说明………………………………………………………………1
2.2电气主接线……………………………………………………………………………………6
2.3电气主接线的基本要求………………………………………………………………………6
2.4主接线的基本接线形式………………………………………………………………………6
2.5主接线的选择…………………………………………………………………………………8
3负荷统计及变压器选择………………………………………………………………………8
3.1主变压器选择…………………………………………………………………………………8
3.2主变压器参数计算…………………………………………………………………………10
4短路电流计算…………………………………………………………………………………11
4.1短路电流计算的目的………………………………………………………………………11
4.2电流计算的一般规定………………………………………………………………………12
4.3短路电流计算的步骤………………………………………………………………………12
4.4各支路最大负荷电流的计算………………………………………………………………12
4.5短路点的选择及短路电流计算结果表……………………………………………………13
5主要电气设备选择…………………………………………………………………………14
5.1一般原则…………………………………………………………………………………14
5.2正常工作条件………………………………………………………………………………15
5.3短路情况条件………………………………………………………………………………15
5.4高压断路器的选择计算……………………………………………………………………15
5.5隔离开关的选择……………………………………………………………………………17
5.6互感器的选择………………………………………………………………………………19
结论……………………………………………………………………………………………21
参考文献………………………………………………………………………………………22
致谢……………………………………………………………………………………………23
摘要
电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。
电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。
随着经济的快速发展，全国乃至全世界凸现缺电局面，如何进一步优化调度，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求成为人们探讨的问题之一。
又随着计算机技术、通信技术、信息技术惊人的发展，变电站综合自动化技术进一步优化，整个电网运行的安全性和经济效益得到大幅提升。
这项技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。
本次变电站的一次设计，主要对变压器台数和容量、主接线方案、高压开关设备；对变电站负荷、无功补偿、短路电流的计算。
详细地阐述了系统的构成，简要地介绍了系统的工作过程，主要功能和特点。
关键词：
变电站；短路电流计算；主接线
1绪论
变电站对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用，学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持续发展垫下了基础。
随着经济的快速发展，我国电力需求迅速增长，由于产业结构调整和居民生活水平的提高，第三产业和居民生活用电比重上升，制冷制热负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂。
常规变电站的二次部分主要由四大类装置组成：
继电保护、故障录波、就地监控和远动。
在微机化以前，这些装置不仅功能不同，实现的原理和技术也完全不同，因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。
近年来，开始采用微机型继电保护装置、微机型故障录波器、微机监控和微机远动装置。
这些装置尽管功能不一样，其硬件配置却大体相同，除微机系统本身以外，无非是对各种模拟量的数据采集以及I/O回路，并且装置所采集的量和要控制的对象还有许多是共同的，因而显得设备重复，互联复杂。
人们自然提出这样一个问题，是否应该从全局出发来考虑全微机化的变电站二次部分的优化设计，提高变电站的可控性，更多的采用远方集中控制、操作、反事故措施等，提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行可靠性，这就是变电站综合自动化的来历。
变目前，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。
本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。
内容为110/35/10kV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过程。
通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器、避雷针的选择等步骤、最终确定了110kV变电站所需的主要电气设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。
通过本次毕业设计，不仅巩固了专业知识，而且培养了我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题的能力。
由于本人掌握的知识有限、又无设计经验，设计中难免存在不足及错误，恳请各位老师和同学批评指正
2负荷统计及电气主接线
2.1负荷统计如下：
表2-1负荷统计单位：
KW
序号
用电单位
现状负荷
2005年统计负荷
2010年统计负荷
1U
大平甲线
16800
18800
24800
2U
大平乙线
14500
15500
20500
3U
大红甲线
13700
14700
18700
4U
大红乙线
12000
13000
18000
1S
水厂
4200
4600
5800
2S
矿冶厂
2960
3060
3560
3S
化肥厂
3300
3600
5000
4S
建材厂
1850
1950
2450
5S
农药厂
4500
4600
5850
6S
制药厂
7400
8100
9300
7S
炭素厂
1840
2040
3800
8S
医院
1320
1420
2620
9S
火车站
4280
4880
5980
10S
棉纺厂
2240
2440
3640
合计
90890
98690
130000
2.2电气主接线
电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
主接线代表了变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。
因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。
2.3对电气主接线的基本要求
概括的说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求。
在分析电气主接线的可靠性时，要考虑变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。
通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：
断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线故障时以及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对负荷的供电；变电站全部停电的可靠性；型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。
电气主接线应适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。
灵活性包括：
操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。
在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。
通常设计应在满足可靠性和经济性的前提下做到经济合理。
经济性主要从以下几方面考虑：
节省一次投资；占地面积小；电能损耗小。
电气主接线设计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、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，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。
2.4主接线的基本接线形式
2.4.1单母线及单母线分段接线
单母线接线的优点是接线简单、操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便，而其缺点是可靠性差，调度不方便。
单母线分段可以提高供电可靠性和灵活性，对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，有两个电源供电。
分段的数目取决于电源数量和容量。
段数分得越多故障时停电范围越小，但断路器的数量也越多，通常以2~3段为宜。
这种接线广泛应用于中、小容量发电厂和变电站的6~10kV接线中。
2.4.2双母线接线及双母线分段接线
双母线接线有两组母线，并且可以互为备用，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点有供电可靠、调度灵活、扩建方便。
广泛用于出线带电抗器的6~10kV配电装置；35~60kV出线数超过8回或连接电源较大、负荷较大时；110~220kV出线数为5回及以上时。
双母线分段接线比双母线接线的可靠性更高，但增加了两台断路器，投资有所增加。
总之双母线分段接线不仅具有双母线接线的各种优点，并且任何时候都有备用母线有较高的可靠性和灵活性。
2.4.3带旁路母线的单母线和双母线接线
断路器进过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修。
为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时不致中断该回路供电可增设旁路母线。
通常旁路母线有三种接线方式：
有专用旁路断路器的旁路母线接线母联断路器兼做旁路断路器的旁路母线接线；用分段断路器兼做旁路断路器的旁路母线接线。
2.4.4一台半断路器及（3/2）台断路器接线
一台半断路器接线，运行的可靠性和灵活性很高，在检修母线或回路断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，并且调度和按扩建也方便。
所以在超高压电网中得到了广泛应用，在500kV的升压变压站和降压变电站中一般都采用这种接线。
3/2台断路器接线通常用于发电机台数（进线）大于线路（出线）数的大型水电厂，以便于实现在一个串的3个回路中电源与负荷容量相互匹配；与一台半断路器接线相比投资节省但可靠性所降低布置比较复杂。
2.4.5桥形接线
当只有两台变压器和两条输电线路时，宜采用桥形接线，所用断路器数目最少。
它可分为内桥和外桥接线。
内桥接线：
适合于输电线路较长（相对来说线路故障机率较大）和变压器又不需经常切换（如火电厂）的情况。
外桥接线：
适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。
2.5主接线的选择
220KV采用双母线带简易旁路
110KV采用双母线接线
10KV采用双母线接线
3负荷统计及变压器选择
在发电厂和变电站中用来向电力
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