110KV变电站毕业设计毕业设计论文.docx

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110KV变电站毕业设计毕业设计论文

毕业设计（论文）

题目名称：

110kV宜阳变电站的设计

110KV宜阳变电站的设计

Thedesignof110kVYiyangtransformersubstation

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

前言

110KV宜阳变电站是为了解决宜阳县区及周边煤矿企业地区电力供应不足的输变电工程中的一个重要工程。

随着计算机时代的到来，微机保护在电力系统中已得到了广泛的应用，本文主要围绕对110kV宜阳变电站的电气部分，依据专业的特点和范畴，对变电所的主变压器选择、电气主接线的设计、主要的电气设备选择、继电保护及自动装置的配置作了分析、比较和确定。

本次设计的主要内容有电气主接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）、各电压等级配电装置设计、继电保护和安全自动装置的配置以及专题等。

摘要

为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV宜阳变电站。

本工程初步设计内容包含变电站电气设计，新建的宜阳变电站从110KV侧城关变电站受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。

通过技术和经济比较，现采用下列方案：

1、内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。

2、110KV进线采用内桥接线形式。

3、本工程初步设计内容包括变电站电气设计。

4、35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。

5、所用电分别从10KV两端母线获得。

【关键词】变电站；变压器；潮流计算；短路计算；设备选型

SUMMARY

Forsatisfyingthedemandthateconomydevelopment,theauthoritiesconcerneddecidetoconstructaYiyangtransformersubstation.

ThisengineeringfirststepdesigncontentsincludesthetransformersubstationofelectricDesign.Thenew-etupsaltaYiyangtransformersubstationobtainpowerformChengguansubstation（110KV）.Therearetwokindsoflocalloadsinthesubstation,.Oneis35KV,theotheris10KV.

Passthetechniquetocomparewiththeeconomy,adoptthefollowingschemenow:

1.Therearetwothree-windingtransformersinthesubstation.Voltagegradeadopt121KV38.5KVand11KV.

2.For110KVmainelectricalconnectionsshalladoptinsidebridgeconnection.

3.The110KVenterstheline2return,Theadoptionbuildstrolleywire.

4.For35KVand10KVmainelectricalconnectionsemploysinglesectionalizedbus.

5.Auxiliarypowersystemgetpowerformthe10KVsectionalizedbus.

Keyphrase:

Changetogiveorgetanelectricshock

MaintransformerCurrentcalculation

Shortcircuitcalculation

Theequipmentschoosethetype

符号、单位说明，插图、附表清单

电压：

U单位（KV）；

电流：

I单位（A）；

电阻：

R单位（Ω）；

功率因数：

COSΦ=P/S

功率：

P=I²R=UI；P--电功率（W）

频率：

；

；

变压器电抗标幺值：

；

电阻的计算公式为：

；

D—阻尼系数；

Pe—发电机的电磁功率，是功角δ的非线性函数；

E—发电机电动势。

引言

根据中原工学院《电气工程及其自动化》专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV宜阳变电站。

110KV宜阳变电站，采用双回110KV线路接入系统。

35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。

110KV采用内桥接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。

35KV、10KV母线采用单母线分段接线。

第一章原始资料分析

一、原始资料

1、待建110KV宜阳变电站从相距30km的110KV宜阳城关变电站受电。

2、待建110KV宜阳变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。

3、地区气温:

﴾1﴿年最高气温35℃，年最低气温–15℃。

﴾2﴿年平均气温15℃。

4、待建110KV宜阳变电站各电压级负荷数据如下表:

电压等级

线路名称

最大负荷（MW）

COSФ

负荷级别

供电距离（KM）

Tmax及

同时率

35KV

A

20

0.85

1

10

5000/

0.9

B

15

0.8

1

12

义络煤矿

11

0.8

2

8

化肥厂

20

0.8

2

7

宜樊线

15

0.85

1

10

10KV

A

3

0.85

1

1.5

3500/

0.85

B

2

0.85

2

2.5

毛纺厂

1

0.8

2

1.0

水泥厂

1.2

0.8

2

1.5

纺织厂

0.8

0.8

2

1.0

水厂

2

0.8

1

1.5

二、对原始资料的分析计算

为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。

根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:

电压

等级

线路

名称

最大

有功

（MW）

最大

无功

（MVAr）

COSФ

负荷级别

Tmax

同时率

35KV

A

20

9.19

0.9

1

5000

0．9

B

15

7.27

0.9

1

义络煤矿

11

5.33

0.9

2

化肥厂

20

9.19

0.9

2

宜樊线

15

7.27

0.9

1

10KV

A

3

1.46

0.9

1

3500

0．85

B

2

0.92

0.9

2

毛纺厂

1

0.49

0.9

2

水泥厂

1.2

0.58

0.9

2

纺织厂

0.8

0.39

0.9

2

水厂

2

0.92

0.9

1

第二章110KV宜阳变电站接入系统设计

一、确定电压等级

输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。

选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电站总负荷和五年发展规划。

因此待建110KV宜阳变电站的最高电压等级应为110kV。

二、确定回路数

110KV宜阳变电站建成后，所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，因此110KV宜阳变电站应采用双回110KV线路接入系统。

三、确定110KV线路导线的规格、型号

由于待建110KV宜阳变电站距离受电110KV宜阳城关变电站30KM，处于华中电网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。

四、110KV线路导线截面选择

导线截面积选择的一般方法是：

先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验

1、待建110KV宜阳变电站总负荷的计算

S110=√（98.72+46.652）=109.2

COSΦ=P110/S110=98.7/109.2=0.9

2、根据Tmax软导线经济电流密度表，确定Jec

Jec＝1.15（A/mm2）

3、计算导线的经济截面积SJ，找出S选

IJ0.5S110/（√3UN）（0.5*109.2/1.732*110）*103

SJ=——=————————=————————————

JJ1.15

=249.2（mm2）

4、结论：

选取导线规格为2回LGJ－240/40

5、对所选导线进行校验；

（1）、按机械强度校验

S选=LGJ-240/40大于LGJ-35，符合要求。

（2）、接电晕校验

S选=LGJ-240/40大于LGJ-70，符合要求。

（3）、按电压降校验

1正常运行时：

n=2

PR+QX98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30

△U％=————=—————————————————×100％

2UN22×1102

＝3.8%<10%，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR+QX98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30

△U％=————=—————————————————×100％

UN21102

＝7.6%<15%，符合要求。

结论：

本变电站经上述计算、校验，决定采用2回LGJ－240/40导线接入系统。

第三章110KV宜阳变电站主变选择

主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。

它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。

在选择主变压器容量时对重要变电站，应考虑当一台主变器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%~70%。

一、主变方案选择

1、方案一：

单台三相三绕组变压器，型号SFSZ9-120000/110，电压等级110/35/10。

2、方案二：

两台三相双绕组变压器，其中一台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/35；另一台为SFSZ9-20000/110，电压等级110/10。

3、方案三：

四台三相双绕组变压器，其中两台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/38.5；另两台型号为SFSZ9-12000/110，电压等级110/10。

4、方案四：

两台三相三绕组变压器，型号为SFSZ9-75000/110，电压等级110/35/10。

二、主变方案技术比较

方案

比较

方案一

方案二

方案三

方案四

优点

接线简单、占地面积小。

接线简单。

运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。

运行可靠性、灵活性高，能满足重要用户的需要。

缺点

运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。

运行可靠性、灵活性差，不能满足重要用户的需要。

选用变压器多，运行维护工作量大。

110KV宜阳变电站有重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷，为满足运行的可靠性和灵活性，应选择两台以上变压器，因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。

三、主变容量、参数选择

1、

方案三，如图

35KV负荷由两台电压为110KV/35KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

35KV用户的一级和二级全部总容量：

S35=89.57（MVA）,因此可选择两台SFPSZ9-90000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,d11。

10KV负荷由两台电压为110KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证10KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

10KV用户的一级和二级全部总容量：

S10=11.08（MVA）,因此可选择两台SFSZ9-12500/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,d11。

2、方案四，如图

所有负荷均由两台电压为110KV/35KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变压器的容量应保证所有用户的70％全部负荷的供电。

用户的70％全部总容量：

S110=76.3（MVA）,因此可选择SFPSZ9-75000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：

YN,yn0,d11。

由于15％S110=15％×109.2（MVA）＝16.38（MVA）>S10=11.08（MVA），

15％S110=15％×109.2（MVA）＝16.38（MVA）

因此主变110KV、35KV、10KV三侧容量分别为100％/100％/50％。

3、主变主要技术参数选择

（1）方案三：

主变

额定

电压

空载

电流

空载损耗

负载

损耗

阻抗

电压

参考价

（万元）

SFPSZ9-90000/110

110/35

0.35%

74KW

330KW

10.5

440

SFSZ9-12500/110

110/10

0.3%

18.1KW

70KW

10.5

110

（2）方案四：

主变

额定

电压

空载

电流

空载损耗

负载

损耗

阻抗

电压

参考价

（万元）

SFPSZ9-75000/110

110/35/10

0.36%

98.6KW

356KW

18

587

333KW

10.5

304KW

6.5

四、主变方案经济比较

3、主变及其附属设备综合投资比较

（1）方案三：

SFPSZ9-90000/110主变两台，2×440＝880万元

SFSZ9-12500/110主变两台，2×110＝220万元

110KVSF6断路器户外间隔四个，4×58.1=232.4万元

35KVSF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元

10KV真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：

1388.2万元。

（2）方案四：

SFPSZ9-75000/110主变两台，2×400＝800万元

110KVSF6断路器户外间隔两个，2×58.1=116.2万元

35KVSF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元

10KV真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：

972万元。

2、主变年运行费用比较

年运行费μ＝[（α1＋α2）×Z/100]+β×ΔA

式中μ—年运行费，元/年；

α1—基本折旧费，取4.8％；

α2—大修费，取1.4％；

Z—投资费，元；

ΔA—年电能损耗，KW.H/年；

β—电价，元/KW.H，取0.52元/KW.H。

（1）方案三

ΔA＝330×8760×2＋70×8760×2＝7008000KW.H

μ＝[（4.8%＋1.4%）×1388.2/100]+0.52×700.8

＝365.3（万元）

（2）方案四

ΔA＝（356＋333＋304）×8760/2＝4349340KW.H

μ＝[（4.8%＋1.4%）×972/100]+0.52×434.9

＝226（万元）

3、结论

方案三

方案四

综合投资

1388.2万元

972万元

年运行费用

365.3万元

226万元

从上表比较可知，方案四比较方案三不管在综合投资方面，还是在年运行费用都要经济，因此决定选用方案四两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。

五、主变110KV侧分接头选择

按《电力系统电压和无功电力导则（试行）》的规定，各级变压器的额定变比、调压方式、调压范围及每档调压值，应满足发电厂、变电站母线和用户受电端电压质量的要求。

各