《精编》电气工程与自动化范文

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1、郑州大学现代远程教育 毕 业 设 计 题题 目 目 入入 学学 年年 月月 姓姓 名名 学学 号号 专专 业业 联联 系系 方方 式式 学学 习习 中中 心心 指指 导导 教教 师师 完成时间完成时间 年年 月月 日日 目目 录录 摘 要 1 关键词 1 前 言 2 第一部分 设计说明书 2 1 概 述 2 1 1 南乐县基本概况 2 1 2 张果屯乡基本概况 2 2 设计依据 2 2 1 原始资料要求 2 2 2 设计规模 3 3 电气主接线 4 3 1 主变压器选择 4 3 2 110kV 接线 4 3 3 35kV 接线 5 3 4 10kV 接线 6 3 5 电气主接线方式 6 3 6

2、 无功补偿 7 3 7 中性点设备 7 4 短路电流计算 7 5 主要设备选择 8 5 1 断路器 8 5 2 隔离开关 8 5 3 10kV 并联电容器 9 5 4 导体 9 5 5 绝缘子 10 5 6 互感器 10 6 电气设备布置及配电装置 11 6 1 电气总布置 11 6 2 配电装置 11 6 3 互感器的配置 12 7 防雷规划 12 8 继电保护规划设计 13 8 1 主变压器保护 13 8 2 110kV 的保护 14 8 3 35kV 保护 14 8 4 10kV 保护 15 8 5 电力电容器组保护 15 第二部分 计算书 15 1 短路电流计算 15 1 1 各元件参

3、数计算 15 1 2 短路电流计算 17 2 设备选择 21 2 1 110kV 断路器选型和校验 21 2 2 110kV 隔离开关选型 23 2 3 35kV 断路器选型和校验 23 2 4 35kV 隔离开关选型 25 2 5 10kV 断路器选型和校验 25 2 6 10kV 隔离开关选型 28 2 7 母线的选择 30 2 8 电流互感器的选择 37 2 9 电压互感器的选择 41 3 低压侧 10kV 无功补偿 43 参考文献 45 致 谢 46 摘摘 要要 本文主要是结合南乐县电网状况及张果屯电区电网现状及存在的问题进行了论述 从负荷增长方面阐明了建站的必要性 然后通过对拟建变电

4、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 电气一次部分的设计 关键词关键词 110KV变电站 建设 前前 言言 为了适应地方经济发展 解决电力供需矛盾 根据本县国民经济发展的实际 通 过对南乐县自然概况 南乐县电网状况 张果屯乡供电区基本概况 电网现状及存

5、在 的问题 初步确定了张果屯 110KV 变电站建设的可行性 第一部分第一部分 设计说明书设计说明书 1 1 概概 述述 1 1 南乐县基本概况 南乐县位于河南省东北端 冀 鲁 豫三省交界处 辖 9 乡 3 镇 南与清丰县为 邻 东与山东莘县隔河相望 西北分别与河北省魏县 大名县接连 境域 624 平方公 里 其中县城面积 10 平方公里 总人口 47 万人 属濮阳市管辖 南乐地处平原 物华天宝 交通十分便利 西距京广铁路 80 公里 东距青岛口岸 500 公里 106 国道 北京 广州 与安济公路 安阳济南 两条公路交汇于此 沟通 了南北的经济交流 南乐经济和各项社会事业基础较好 农副产品资

6、源丰富 是全国小麦 玉米 棉 花 花生的主要产区 全县有十万亩优质苹果 二十万亩棉花 是优质果 棉生产基 地和全国兔肉出口基地 工业有化工 轻工 纺织 电子 酿造 机电 食品 抽纱 工艺 草制工艺品打入了国际市场 南乐县农业基础较好 其特点 地势平坦 土壤肥沃 气候温和 水利资源丰富 机械化耕作程度高 南乐的工业在迅速崛起 现有国营企业 11 家 固定资产 5114 万 元 年产值 4498 万元 乡镇企业异军突起 已拥有 4020 家 产品有水泥 双氧水 空气炮 棉纺 造纸等 产值 3 9 亿元 三资 企业 11 家 以化工 酿造 草制品 为主 年产值 1200 万元 创汇 80 万美元 1

7、 2 张果屯乡基本概况 张果屯乡位于南乐县的东南部 总面积 平方公里 辖 个行政村 总人口 万 总耕地面积 万亩 乡政府驻地张果屯距县城 公里 2 2 设计依据 设计依据 2 1 原始资料要求 设计变电所在城市近郊 在变电所附近有地区负荷 确定本变电所的电压等级为 110 35 10kV 110kV 是本变电所的电源电压 3kV 和 10KV 是二次电压 待建变电所的电源 由双回 110kV 线路送到本变电所 在中压侧 35kV 母线 送 出 5 回线路 在低压侧 10kV 母线 送出 8 回线路 为近区负荷 每回路输送容量 4MW 自然功率因数 0 7 要求 10kV 母线功率因数 0 9

8、该变电所的所址 地势平坦 交通方便 变压器采用两台型号完全相同的有载调压三绕组电力变压器 变压器容量为 63000kVA 待建变电所与电力系统的连接情况如图 l 待设计110变电所 2 系统1102000 0 04 100 2 8 35 10 G G1 G G4G G3 G G2 图 1 待设计变电所与电力系统的连接电路图 变电所的设计内容包括 选择本变电所主变的型号 设计本变电所的电气主接线 选出数个电气主接线方案进行技术经济综合比较 确定一个较佳方案 进行必要的短路电流计算 选择和校验所需的电气设备 设计和校验母线系统 进行继电保护的规划设计 进行防雷保护规划设计 110kV 高压配电装置

9、设计 2 2 设计规模 主变压器容量 2 63MVA 电压等级 110 35 10kV 110kV 出线 出线 4 回 不设备用出线 电源发电厂 2 回 连接电力系统 2 回 35kV 出线 出线 5 回 不设备用出线 10kV 出线 出线 8 回 不设备用出线 连接至近区负荷 无功补偿 装于 10kV 母线 容量 2 10MVar 3 3 电气主接线电气主接线 3 1 主变压器选择 本变电所主变压器容量为 2 63MVA 为便于维护管理 两台主变压器选用三相油 浸风冷型三绕组铜线有载调压电力变压器 所选型号为 SFSZ7 63000 110 电压等级 110 8 1 25 38 5 2 2

10、5 11 10 5 6 6 6 3kV 接线组别 YN yn0 d11 U12 10 5 U13 17 U23 6 5 变压器的选择 型号容量电压组合及分接范围短路阻抗电压 高压中压低压高低高中中低 空载 电流 容量 比 连接组 别 SFSZ7 63000 110 63 MVA 1108 1 25 38 52 2 5 6 6 10 5 6 3 11 17 18 10 56 51 2100 1 00 50 YN yn0 d11 3 2 110kV 接线 具体对电气主接线的基本要求为 具有适当的可靠性 有较好的灵活性 操作 调度 扩建 简单清晰 便于操作 经济性好 本变电所在 110KV 电网中

11、具有很 大的重要性 初选主接线方案有两种 第一种是单母线分段带旁路 第二种是双母线 其示意接线图如下 方案一图 方案二图 两种方案的比较 鉴于 110KV 系统在电网中具有很高的重要性 可靠性与安全性尤为重要 又考 虑到双母线扩建方便 故选双母线为 110KV 系统主接线 3 3 35kV 接线 电压等级为 35KV 60KV 出线 4 8 回 可采用单母线分段接线 也可采用双母 线接线 为保证断路器检修时不中断对用户供电 单母线分段可增设旁路 但本变电 所采用 SF6断路器 不需要检修 故不需设旁路 初选两种方案 方案一是单母线分段 方案二是双母线 方案一图 项目方案一方案二 优点 1 单母

12、线带旁路提高了供电的可靠性和灵活 性 具有很高的安全性 可以不停电检修任一 出口断路器 2 占地面积比第二种方案较少 1 双母线中两组母线可互为备用 具有很高的可靠性与安全性 2 有多种运行方式 调度灵活 3 扩建方便 缺点 1 电网中电厂或变电所出线断路器多为 SF6 断路器 长时间不需要检修 故不需设旁路 2 不便于扩建 3 投资较大 1 比第一种方案占地大 2 投资较大 方案二图 两种方案的比较 项目方案一方案二 技术 1 简单清晰调度灵活 2 不会造成全所停电 保证重要用 户的供电 1 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 2 易误操作 经济 1 设备少 2 投资小 3 占地少 1

13、设备多 配电装置复杂 2 投资和占地面机大 鉴于电压等级不高 在一定的安全与灵活性的基础上要求较好的经济性 故选用投 资较小的方案一 3 4 10kV 接线 考虑到 10KV 电压等级八回出线 不是很高等级的用户负荷 发生故障时短时间 内不会对用户造成重大损失 10KV 采用投资较低 占地小的单母线分段为主接线 3 5 电气主接线方式 综合三个电压等级选用的接线方式 确定以下接线方式为最终备选方式 110kV 母线采用双母线 35kV 母线采用单母线分段的接线方式 10kV 母线采用单 母线分段的接线方式 其示意接线图如下 3 6 无功补偿 装于 10kV 母线侧 最终容量按 2 10MVar

14、 配置 1 段 2 段分别装设一组 型号为 BFF11 1000 3W 额定容量 10Mar3 3 7 中性点设备 主变压器 110kV 侧中性点采用避雷器加保护间隙保护 也可经隔离开关接地 主 变压器 35kV 侧中性点采用避雷器加保护间隙保护 4 4 短路电流计算短路电流计算 短路电流计算包括 110kV 35kV 和 10kV 母线出现最大短路电流方式下 0 秒 1 5 秒 2 0 秒 3 0 秒 4 秒和冲击电流的计算 110kV 母线的最大短路电流是 110KV 母线三相短路的情况 35kV 母线的最大短路 电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况 10kV 母线的最大

15、短路 电流是分段断路器闭合运行时分段断路器一侧三相短路的情况 2 系统110 2000 0 04 100 2 8 10 35 110 所以短路电流计算是对以上三点进行计算的 在考虑主变并列运行的情况下 短路电流计算结果如下 表 1 短路电流计算结果表 短路点 0S1 5S2 0S3 0S4 0S 冲击电流 ish 110kV 母线侧三相 短路电流 kA 4 3804 110 4 143 11 150 35kV 母线侧三相 短路电流 kA 6 264 6 463 6 48115 945 10kV 母线侧三相 短路电流 kA 27 582 26 877 27 83470 212 5 5 主要设备选

16、择主要设备选择 5 1 断路器 5 1 1 110kV 断路器 110kV 断路器选用 LW6 110 1600 型 SF6断路器 额定电流 1600A 额定开断电流 40kA 动稳定电流 80 kA 热稳定电流 31 4KA 3s 5 1 2 35kV 断路器 35kV 断路器选用 LW16 35 1600 型 SF6断路器 额定电流 1600A 额定开断电流 25kA 动稳定电流 63kA 热稳定电流 25KA 4s 5 1 3 10kV 开关柜和断路器 10kV 开关柜选用 XGN 10 型固定式开关柜 柜中配 母线断路器 SN10 10III 2000 型断路器 额定电流为 2000A 额定开断电流 43 3kA 动稳定电流 130 kA 热稳定电 流 43 34KA 4s 出线断路器 SN10 10II 1000 型断路器 额定电流为 1000A 额定 开断电流 31 5kA 动稳定电流 80 kA 热稳定电流 31 5KA 2s 5 2 隔离开关 5 2 1 110kV 隔离开关 110kV 隔离开关选用 GW5 110GD 型隔离开关 额定电流 1000A 5 2 2 3