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1、ZY 110KV 变电所设计- 1 -1 绪论 1.1 概述电力系统是由发电厂、变电所、线路和用户组成的。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。因此，作为电气工程及其自动化专业的学生，进行变电所设计是很有必要的。本次所设计的 110kV 变电所为某城市一地区变电所，本所位于该地区网络的枢纽点上，高压侧以接受系统电能为主，降压后供电给本地区的 35kV 用户，对本地区的正常供电起到了重要作用。全所停电后，仅使该地区中断供电,但仍将使该地区生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。本所的设计是在国家和地
2、方的规划下进行的，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。1.2 本次设计的内容本次设计为 110kV 变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有 4 张图纸加以说明。该变电站有 2 台主变压器，初期上 1 台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等） ，并同时附带介绍了所用电和直流系统、继
3、电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。1.3 毕业设计应达到的主要指标本毕业设计是电气工程及其自动化专业教学计划中的重要环节，也是本专业学生在大学学习期间中的一个重要环节。此次设计是在学习了相关专业课程（如发电厂电气部分 、 电力系统分析 、 电力系统继电保护原理 、 高电压技术等）后进行的。此次毕业设计的主要目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻郑州大学电气工程学院毕业设计(论文)- 2 -执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。此外，通过本次设计实践，不仅回顾和加深了所学的专业知识
4、，而且还熟练地掌握了 ECAD、Visio 等绘图软件，以及进一步巩固了 Microsoft Office Word 的操作方法。1.4 应掌握的知识与技能.学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。.对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。.熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。.熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。.培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。1.5 国内外概况在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是
5、保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器以被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词，则指各种具体的装置。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20 万 MW 及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已
6、实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。国家方针、政策、技术规范和标准是根据国家实际情况、结合电力工业的技ZY 110KV 变电所设计- 3 -术特点而制定的准则，是把科学、技术总结成条理化，也是长期生产实践的结晶，在进行论证分析阶段，更应辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，方能达到先进性与可行性。我国目前电力工业的发展方针是：.在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。.电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。.发挥水电优势，加快水电建设。.建设大型矿口电厂，搞好煤、电、运平衡。.节约能源，降低消耗。.重
7、视环境保护，积极防止对环境的污染。.在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。.政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。.因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。郑州大学电气工程学院毕业设计(论文)- 4 -第一篇 电气一次部分2 变电所总体分析、负荷分析与主变压器选择2.1 变电所总体分析今欲组建的 110kV 变电所位于某城市近郊区，该地区地势平坦，且附近建筑物稀疏，使得出线走廊较开阔；气象方面，该地区历年最高温度为 39.5，历年最低温度为-9.5，年平均气温 16.2，最高内涝水位 2.3 米。所以，这些条件为组建变电所提供了充分性和优越性。本所位于该地区网络的枢纽点上
8、，高压侧以接受系统电能为主，降压后供电给本地区的 35kV 变电所用户，因此它属于地区变电所，对本地区的正常供电起到了重要作用。若全所停电，将引起该地区用户供电中断，造成重大经济损失，甚至危机生命。本所电压等级为 110/35/10kV，其中，110KV 电压等级本期出线 1 回，远景发展 1 回；35KV 电压等级近期出线 6 回，其中 3 回专线由用户出资建设；远景发展 2 回；10 电压等级近期出线 7 回，其中 3 回专线由用户出资建设，远景发展7 回。2.2 变电所负荷分析负荷可以分为三类：类负荷，类负荷，类负荷类负荷：凡是暂时停电将造成人员伤亡和重大设备损坏及重大经济损失的负荷。供
9、电要求：任何时候都不能停电。类负荷：凡停电造成减产，使用户造成较大的经济损失的负荷。供电要求：可短时停电几分钟类负荷：、类负荷以外的其他负荷。供电要求：可以长时间停电。2.2.1 各电压侧负荷分析2.2.1.1 110kV 和 10kV 侧负荷分析110kV 侧主要本期回路数有 1 回，主要连接系统以及一些传输线；远景发展ZY 110KV 变电所设计- 5 -1 回。10kV 侧主要是市区及一些轻工业用电且接补偿器和所用电。因在计算负荷求主变容量和台数时，仅用主变中压侧和低压侧负荷，且因本所低压侧负荷较小，故计算负荷时可忽略不计。因此，将主要分析中压侧负荷。2.2.1.2 35kV 侧负荷分析
10、35kV 侧近期共有 6 回，远景将发展 2 回.6某区水电上网负荷预测表单位:kW(负荷) 万 kWH(电量)上网负荷/年份2005 年2006 年2007 年2008 年2009 年2010 年2012 年2015 年35kV营盘圩线0026002600260026002600260035kV兴水岭线6500650065006500650065006500650035kV上湾线2460246024602460246024602460246035kV利民线0034003400340034003400340035kV立新线0000002000200035kV燕子崖线00000400040004
11、00010kV阡陌线1050105010501050105010501050105010kV双山线2900290029002900290029002900290010kV营盘圩线1700170017001700170017001700170010kV滁洲线0015901590159015901590159010kV清秀线0001000100010001000100010kV川桃线0000120012001200120010kV营盘乡线0030003000300030003000300035kV河下线00180001800018000180001800018000装机容量合计1461014610
12、432004420045400494005140051400上网容量合计1168811688345603536036320395204112041120上网电量合计56625662166361701617454190861983819838某区水电上网负荷预测表单位:kW10kV 上网容量5650565010240112401244012440124401244035kV 上网容量89608960329603296032960369603896038960装机容量合计1461014610432004420045400494005140051400上网容量合计116881168834560353
13、6036320395204112041120郑州大学电气工程学院毕业设计(论文)- 6 -用电负荷151181.2217.4260.9313.1375.7450.9541.1变电容量合计1153711507343433509936007391444066940579计算容载比1.41.41.41.41.41.41.41.4需 110kV 变电容量(kVA)1615216110480804913950410548025693756811已有 110kV 变电容量(kVA)00400004000040000400008000080000应增 110kV 变电容量(kVA)1615216110808
14、0913910410148022306323189实增 110kV 变电容量(kVA)0040000000400000实际容载比001.1651.141.1111.0221.9671.971注：35kV 负荷的功率因数 0.9 是各 35kV 变电站集中无功补偿后的数值。表中负荷为最大负荷值，最小负荷为最大负荷的 70%，负荷同时率取 0.85-0.952.2.2 负荷计算变电所综合最大负荷，是选择变压器容量及台数配置的依据。将变电所供电范围以内所有用户的负荷相加乘以同时系数，并考虑网损后即可得到变电所的综合最大负荷。其中，各电力用户的最大负荷不一定出现在同一时间里，因此变电所的综合最大负荷不
15、是各用户最大负荷的直接相加，而是比它们的总和要小些。这些差别在计算中是用同时系数来表示的。并且，应考虑电力网络有功功率损耗，通常用网损率（或线损率）来表示。同时系数的确定：%确定配电所母线的最大负荷时，所采用的有功负荷同时系数：计算负荷小于 5000 千瓦 0.91.0;计算负荷为 500010000 千瓦 0.85;计算负荷超过 10000 千瓦 0.80;2.2.2.1 35kV 及 10KV 侧综合最大负荷计算为以后便于以后选择主变的台数及容量，须计算 35kV 及 10KV 侧近期和远期综合最大负荷。 (1) 远期综合最大负荷（2.1）max1(1%)cosn i jst iiPSKg
16、远 远式中 同时系数，分别取 0.9 与 0.85；tKZY 110KV 变电所设计- 7 - 线路远期负荷，MVA；max iPg远 自然力率；cosi 线损率，取 5%。% （2）同理得近期综合最大负荷(2.2)max1(1%)cosn i tjs iiPSKg近 近式中符号与远期基本相同. 2.2.2.2 35kV 及 10KV 侧远期级和级综合最大负荷计算 本项计算采用保守算法，不计同时系数和线损率，即负荷直接相加。 远期级综合最大负荷计算公式（2.3）max1cosn i js iiPS g远 远远期级综合最大负荷计算公式：（2.4）max1cosn i js iiPS g远 远远期、级均包括 35KV 和 10KV 两部分. 远期、级总的综合最大负荷计算公式：（2.5）jsjsjsSSS远远远 计算过程见计算书，现将本所各负荷计算结果列于表 2.2 中.表 2.2 变电所
