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1、电力职业技术学院电力工程系毕业设计说明书题 目110kV变电站设计专 业 发电厂与电力系统 班 级 电力903 学 号 201090312 学生 吕冀涛 指导教师 树宗 蔡红梅 2011年 12 月 14 日前 言毕业设计是高等工程教育最重要的实践性教学环节，它是由我们独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业。开展毕业设计课题至关重要并具有深远的意义，不仅培养我们分析和解决各种实际问题的能力，也进一步巩固、深化和扩展所学的专业理论知识。 我们这次设计的主要容是对某110kV降压变电站的电气部分进行初步设计,包括了：负荷统计分析、主变的选择、电气主接线方案选择、短路电流的计算、电气设备的选
2、择和校验、继电保护的选择与CAD制图等容。经过五个星期的努力，我们A1组终于完成了这次毕业设计。在此过程中，我们从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究， 我们有了不少的收获，巩固了在大学期间的专业知识，并对以前的基础理解的更加透彻，掌握的更加熟练；锻炼了自己的实际应用能力，将课本上学到的理论知识和实际生产联系了起来；增强了自己独立解决问题的能力以与团队合作精神，培养实事、全面科学、严肃认真的工作作风，为今后从事本专业工作打下坚实牢固的基础。 但由于时间和水平的局限，设计中难免会有不妥之处，敬请老师多批评指导。 / 目 录前言第1章毕业设计任务书11.1.设计题目11.2.所址概况11.3.负荷
3、资料：11.4.毕业设计的任务：11.5.毕业设计的成果要求：2第2章主变压器的选择32.1.负荷计算32.2.变压器台数的确定32.3.主变容量的确定42.4.主变相数的选择42.5.主变绕组数量42.6.主变型号的选择52.7.连接组别的选择52.8.变压器冷却方式选择5第3章电气主接线的选择73.1.电气主接线的基本要求73.2.主接线的接线方式选择73.2.1 110kV侧主接线选择方案93.2.2 35kV侧主接线方案选择103.2.3 10kV侧主接线方案选择113.2.4 变电站主接线图11第4章短路电流计算134.1 .概述134.2.短路计算的目的与假设134.2.1.短路计
4、算的目的134.2.2.短路电流计算的一般规定134.2.3.短路计算基本假设144.2.4.基准值的选取144.2.5.短路电流计算的步骤144.3.三相短路的计算164.3.1母联断开和闭合时110kV侧的情况是一样的164.3.2 35kV侧174.3.3 10kV侧194.3.4结论20第5章电气设备选择215.1.概述215.1.1.一般原则215.1.2.技术条件215.2.断路器的选择225.2.1 对断路器的基本要求225.2.2 断路器选择225.3.隔离开关的选择275.3.1隔离开关的作用275.3.2 隔离开关的选择275.4.互感器的选择315.4.1. 互感器的概述
5、315.4.2. 电流互感器选择315.5母线的选择365.6. 电缆的选择38第六章保护416.1. 继电保护配置规划416.1.1.变压器的继电保护：416.1.2.主变压器保护：416.2. 防雷保护与其配置426.2.2.主接地网446.6.3.主变中性点放电间隙保护44主要参考文献、资料：46致47附录148第1章 毕业设计任务书1.1.设计题目某110kV降压变电站电气部分初步设计1.2.所址概况110kV 变电站坐落在一个工业园，有2回线与系统相连，变电站与系统的架空线长度50km，系统最大方式容量为3000MVA，相应的系统电抗为0.46，系统最小方式容量为2500MVA,系统
6、电抗为0.4（以系统容量与电压为基准的标幺值）。变电站地址条件较好，地势较为平坦，属于5级地震区，冻土层深1.8m，复冰厚度10mm，最大风速25m/s，年平均温度5，最高气温38，最低气温1。1.3.负荷资料：表1-1 35kV负荷情况表用户名容量（MVA）负荷性质距离（km）水泥厂10215化肥厂10210机械厂10112钢铁厂5112表1-2 10kV负荷情况表用户容量（MVA）负荷性质线路类型距离（km）自来水厂51架空2糖厂3.52架空2医院1.01电缆1.5纺织厂3.03架空2农机厂3.02架空1造纸厂1.02架空2市政府2.52电缆11.4.毕业设计的任务：1） 进行技术、经济比
7、较，选择电气主接线方案。2） 选择变压器的台数、容量、型号、参数。3） 计算短路电流，选择电气设备（断路器、隔离开关、母线、电压互感器、电流互感器、避雷器）。4） 变电站主接线图 1。1.5.毕业设计的成果要求：1）变电所电气主接线图1（A3纸）（包括避雷器、电流互感器、电压互感器等的配置）。（要求电气CAD出图）。2）设计说明书一份（包括短路电流计算的过程与等值电路图）。第2章 主变压器的选择主变压器的选择与变压器的台数、形式、连接组别、电压等级、调压等级、冷却方式、运输条件以与变电站的容量有关。它的确定除了依据基本原始资料外，还应根据电力系统510年的发展规划，输送功率大小、馈线回路数、电
8、压等级与接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。根据变电站所带负荷性质和电网结构来确定主变压器的容量。在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电站的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择变压器。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电站的扩建情况来选择主变压器的台数与容量。2.1.负荷计算1、35kV侧负荷统计一类负荷：二类负荷：2、10kV侧负荷统计一类负荷：二类负荷：三类负荷：表2-1 负荷统计表电压等级一类负荷(MVA)二类负荷(MVA)三类负荷(MVA)35kV1520010 kV6103小计21303汇总54 (MVA)2.2.变压器台数的确定1、选择原则（1）
9、对于只供电给二类，三类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。（2）对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的变电站，应选用两台一样容量的主变压器。2、主变压器台数的选择根据原始资料可知，本次所设的变电站是110kV降压变电站，所设计变电站的电压等级为三个等级，分别为110kV、35kV、10kV，供电负荷大，一类二类负荷占大部分，属于有一类负荷的重要变电站。根据规定选择两台主变时供电可靠性较高，所以选用两台主变压器。2.3.主变容量的确定1确定原则：主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择并适当考虑到远期1020年的负荷发展。2. 容量确定：根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定
10、主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑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% ，S=54MVA或者用户的一类负荷和二类负荷。由于上述条件限制，所以，两台主变压器各自承担27MVA，当一台停运时，另一台则承担60%的负荷，单台变压器运行也要满足一级和二级负荷的供电需要，10+10+10+5+5+3.5+1+3+1+2.5=51MVA。故选择两台63MVA的主变压器就可以满足负荷要求2.4.主变相数的选择在330kV与以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的3台单相式投资小，占地少，损耗小，同时配电装置结构比较简单，运行维护
11、比较方便。如果受到制造、运输条件等条件的限制时，可选用单相变压器组。而我们所设计的变电站，地址条件较好，不存在运输条件限制问题，故选择三相电力变压器2.5.主变绕组数量绕组的形式主要有双绕组和三绕组规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格与所用的控制电路和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。三绕组变压器通常应用下列场合：（1）在发电厂。除发动机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电。（2）在具有三种电压等级的降压变电站中，需要向高压中压和低压供电或高压和中压向低压供电。（3）在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。（4）在星形星形接
12、线的变压器中，需要一个三角形连接的等三绕组。本待建变电站具有110kV，35kV，10kV三个电压等级，所以拟用三绕组变压器。2.6.主变型号的选择本待建变压器有一、二类负荷，当调整电压时，需要带负荷调整。所以采用有载调压变压器，SFSZ9-63000/110,额定容量63000kVA，高压121kV，中压38.5kV，低压10.5kV。表2-2 主变压器型号与相关参数变压器型号额容量额定电压（kV）空载损耗kW负载损耗（kW）阻抗电压(%)空载电流（%）高压中压低压高中高低中低高中高低中低SFSZ9-63000/1106300011081.25%38.522.5%10.551.5270.0降
13、压型高中：10.5高低：17.5中低：6.50.32注：该型号变压器为三绕组有载调压变压器，在电网电压波动时，它能在负荷运行条件下自动或手动调压，保持输出电压的稳定，从而提高供电质量。2.7.连接组别的选择变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星型和三角型。我国110kV与以上电压，变压器绕组都采用星型连接；35kV亦采用星型连接，其中性点多通过消弧线圈接地，故本变电站110kV侧采用星型接线，35kV侧采用星型连接，10kV侧采用三角型接线。即可确定本110kV降压变电站所选择变压器绕组接线方式为接线。2.8.变压器冷却方式选择（1）自然风冷
14、却。无风扇，仅借助冷却器（又称散热器）热辐射和空气自然对流，额定容量在10000kVA与以下。（2）强迫空气冷却。简称风冷式，在冷却器间加装数台电风扇，使油迅速冷却，额定容量在8000kVA。（3）强迫油循环风冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用风扇对油管进行冷却，额定容量在40000kVA与以上。（4）强迫油循环水冷却。采用潜油泵强迫油循环，并用水对油管进行冷却，额定容量在120000kVA与以上。由于铜质量不过关，国已很少应用。（5）强迫油循环导向冷却。采用潜油泵将油压入线圈之间、线饼之间和铁芯预先设计好的油道中进行冷却。（6）水冷。将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环，将变压器的热量带走。根据待设计变电站主变的容量为63000kVA，为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，又简单、经济，所以选用强迫油循环风冷却方式
