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1、kV变电站电气一次部分初步设计 作者： 日期：2 郑州大学本科自考助学毕业设计（论文）题 目 110kV变电站电气一次设计院 校 郑州大学 专 业 学生姓名 准考证号 指导教师（本科） 指导教师（专科） 2013年 4月 10 日 摘 要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV和10kV两个电压等级。各个电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了该新建变电站的总体分析、负荷分析和主要电气设备选择、电气主线的选择及主接线的设计、短路电流计算、各电压等级配电装置设计共五章内容。 目 录绪论1
2、第1章 变电站总体分析21.1 变电站总体分析2第2章负荷分析计算与主变压器的选择42.1负荷分析计算42.2主变选择62.3 无功补偿8第3章电气主接线设计113.1主接线的设计原则和要求113.2主接线的设计步骤133.3 电气主接线设计14第4章短路电流计算及电气设备选择164.1 短路电流的危害164.2电气设备选择164.3高压断路器的选择184.4隔离开关的选择194.5电压互感器选择194.6电流互感器选择204.7绝缘子和穿墙套管204.8电气设备表21第 5 章 配电装置及电气总平面布置设计235.1 概述235.2 配电装置的确定245.3 电气总平面布置25附录 短路电流
3、的计算32附录 电气设备的选择38附录 避雷针保护范围计算58个人收集整理，勿做商业用途绪 论本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对新建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号；最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器、隔离开关、母线、绝缘子和穿墙套管、电压互感器、电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分
4、的初步设计。按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在该市郊新建一所中型110kV变电站。本设计属中间变电站该变电所建成后，,它的主要任务是把110KV变成10kV电压供周边城乡使用。该市郊110kV变电站是地区性城市变电站，它由系统1和系统2供电，同较为紧密，在整个系统中占有重要地位。变电站主要设备的组成主要有主变压器、电气主接线、控制装置、避雷装置以及无功补偿设备。主变压器是变换电压的主要设备。在110kV变电站中它主要用于降压，此变电站中我们采用了双绕组变压器，在功率和电压等级上完全满足了我们的设计需要。电气主接线由于直接影响着电力系统的可靠性，至关重要，因此对它的选择应加以足够的重视。考
5、虑到系统的可靠性、灵活性、经济性等因素，所以在本变电站中我们采用了单母分段的接线形式。控制装置是变电站的中枢神经，控制着整个电气元件。值班员可通过集中监视系统了解系统的运行状态。避雷装置是电力系统稳定运行的一个重要部分。它的故障能够导致整个电力系统的瓦解。给国民经济带来重大损失。在电力系统中为了减少电能在线路中的损耗，我们采用了无功补偿装置来调整系统中的无功功率。第1章 变电站总体分析1.1 变电站总体分析1.1.1 设计依据依毕业设计任务书。1.1.2 某市变电站建设的必要性附注：1.图中，系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式；2.最小运行方式下：S1=1300MVA，XS1=0.65；S
6、2=170MVA，XS2=0.75；1.1.3变电站地址变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。本站位于某市近郊区。向市区工业、生活及郊区乡镇工业与农业用户供电，属新建变电站。变电所的西边为10KV负荷密集区，主要有棉纺厂、食品厂、印染厂、针织厂、柴油机厂、橡胶厂及部分市区用电。变电所以东主要有的水泥厂、耐火厂及市郊其它用电。 所址地区海拔200米，地势平坦，非强地震地区。年最高气温+40C，年最低气温-20C，年平均温度+15C，最热月平均最高温+32C。最大覆冰厚度 b=10mm。最大风速25m/s,，属于我国第六标准气象区。全线为黄土层地带，地耐力2.4kg/
7、cm,天然容重=2g/。内摩擦角，土壤电阻率100cm, 地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。土壤热阻系数=120Ccm/wm。土温20C。1.1.4 某市11OKV变电所建设规模根据电力系统规划，本变电所的建设规模如下：额定电压等级：110KV/10KV 110KV近期出线2回，远景发展2回；10KV近期出线12回，远景发展6回。S1=1450MVA X1=0.6 X2=0.7S2=220MVA X1=0.4 X2=0.61.1.5变电站设计规范1本规范适用于电压为10110kV，单台变压器容量为2500kVA及以上新建变电所的设计。2变电所的设计应根据工程的510年发展规划进行，做到远、近期
8、结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。3变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。4变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。第2章 负荷分析计算与主变压器的选择2.1负荷分析计算2.1.1负荷分类及定义1.一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。2.二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废
9、，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。3.三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。2.1.2负荷组成根据任务书可知新建110KV变电站的建设将外电与市区变电所更好的连接起来，从而形成统一的供电网络。更好的解决市区等重要的负荷的供电问题，同时也促进了供电网络的形成和供电的可靠性。为了考虑该地区经济的发展此变电站设计的最大容量为MW。各级负荷见以下图表：1110KV负荷情况表2-1 110KV负荷 电压等级负荷名称最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组
10、成（%）功率因数Tmax(h)线长(km)近期远景近期远景一级二级110kV市系线101810市甲线101810备用110备用212 210KV负荷情况表2-2 10KV负荷电压等级负荷名称最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组成（%）功率因数Tmax(h)线长(km)近期远景近期远景一级二级10kV棉纺厂12320400.7555003.5棉纺厂22320400.7555003.5印染厂12430400.7850004.5印染厂22430400.7850004.5毛纺厂2320400.7550002.5针织厂1220400.7545001.5柴油机厂13425400.840003柴油机厂23
11、425400.840003橡胶厂1230400.7245003市区11220400.825002市区21220400.825002食品厂1215300.840001.5备用12备用22备用32备用42备用52备用62在10kv负荷中，棉纺厂、印染厂、毛纺厂、针织厂、柴油机厂、食品厂、橡胶厂、市区、类负荷比较大；若发生停电对企业造成出现次品，机器损坏，甚至出现事故，对市区医院则造成不良的社会影响，严重时造成重大经济损失和人员伤亡，所以必须保证其供电可靠性。2.2 主变选择2.2.1 主变台数的考虑原则变压器的容量、台数直接影响到变电站的电气主接线形式和配电装置的结构。它的确定除了依据传递容量基本原始资料外，还要根据电力系统510年的远景发展计划，输送功率的大小、馈线回路数、电压等级以及接入电力系统中的紧密程度等因素，进行综合分析与合理的选择。如果变压器的容量选择过大，台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能的损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选的过小，将可能满足不了变电站的电力负荷的需要，这在技术上是不合理的。可见，变电站主变压器的选择相当重要。在进行主变压器的选择之前，应该了解变压器的选择原则，主要包括变压器容量、台数的确定原则、主变压器型号的确定原则：
