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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：10kV小型变电站主接线设计学习中心： 浙江衢州奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及自动化 年 级： 09 年 春 季 学 号： 指导教师： 完成日期： 2011 年 3 月 1 日III10kV小型变电站主接线设计内容摘要电力是现代社会不可缺少的一部分。10kV变电站更是与人民群众的生活和生产紧密联结。结合国内外变电站发展的趋势，本文从国内10kV变电站的现状出发，分析最新的变电站理论技术，主要对10kV变电站的主接线部分进行设计。主要探讨了变电站的选址，主接线的接线
2、形式选择以及相应设备的配置与选择问题，并以浙江衢州地区某厂内变电站为例进行模拟设计，对设计出的变电站主要指标进行计算测试，经分析研究，可以达到安全、可靠、灵活与经济的目的。关键词：10kV变电站；主接线；设备配置目 录内容摘要I引 言31 变电站主接线设计原理概述31.1 电气主接线设计的重要性31.2 电气主接线基本要求31.3 电气主接线形式的分类31.4 一次设备32 10kV变电站主接线形式与设备选择32.1 电气主接线的选择32.2 设备的选择32.3 防雷与接地33 10kV变电站实例设计33.1 变电站位置的确定33.2 电气主接线方案的选定33.3 变电站(所)的配电设计33.
3、4 防雷设计33.5 接地电阻的设计说明33.6 站用电与直流布置说明33.7 主变压器的选择33.8 变电站主接线总图34 设备计算测试与校验34.1 短路电流计算34.2 电气设备的校验34.3 设备选型总汇表35 总结与展望35.1 本设计主要工作总述35.2 以后工作的展望3参考文献3致 谢3附 录3引 言10kV 配电网属中压配电网，它延伸至用电负荷的中心或居民小区内，直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要，起着承上启下确保用户供电的作用，因此10kV配电网所处的地位十分重要。而10kV变电站设计是民用建筑电气设计中一项十分重要的设计内容。10kV变电站其低压出线主要分布于居民小
4、区或工厂内，沿途接入小容量的变压器，降压供给小容量的生产和生活用电。有些重要的工厂可能设自备电厂，这种电厂也会接入配电变电站的低压母线，正常运行时自备电厂除供给本厂负荷外还可能有剩余功率对外输出，这时该电站实际为自备电厂的升压变电站，当自备电厂停运时，外部电力系统经该变电站将功率送入，这时该项变电站为一降低变电站，因此常称此种变电站为工厂与电力系统的联络变电站，其变压器一般选用有载高压变压器。1变电站系统设计研究现状及趋势随着经济以及计算机及网络技术的迅速发展，我国电力系统建设已经成为一个值得探讨的问题。根据我国变电站发展的现状及国情，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些
5、新的状况与趋势。（1）变电站接线方案趋于简单随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20 年不大修，更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。简化接线方案集中在这些方面：我国500kV、330 kV 电压等级的接线较多采用3/2 断路器接线1。（2）大量采用新的电气一次设备近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不
6、断出现，设备趋于无油化，采用SF6 气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS（气体绝缘组合式电器）向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用GIS 配电装置。变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6 开关和机、电组合一体化的小型设备发展。近年来世界各国著名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的145-550kV户外高压和超高压组合电器，国内一些高压开关厂也已经开始生产145 k V 户外紧凑型组合电器。目前145kV户外紧凑型组合电器主要产品有compass 、compact
7、、MCI 等。这些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便，价格介于常规电气设备与GIS 之间，是电气设备今后发展的一个方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。（3）变电站综合自动化技术新动向变电站综合自动化系统近几年一直是电力建设的一个热点。无论国内国外，还是从管理方、运行方及设计单位对于变电站实现综合自动化均取得了共识。伴随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，变电站综合自动化也采用了新的技术，其技术动向主要集中在以下两个方面2：全分散式变电站自动化系统新型的全分散式变电站自动化系统，设计思想上实现了变电站二次系统由面向功能设计向面向对象设计的重要转变。系统不再单
8、纯考虑某一个量，而是为某一设备配置完备的保护、监控和测量功能装置，以完成特定的功能，从而并保证了系统的分布式开放性。其特点是各现场输入输出单元部件分别安装在中低压开关柜或高压一次设备附近，现场单元部件可以是保护、监控和测量功能的集成装置，亦可以是现场的保护、监控和测量部件分别保持其独立性。变电站遥测遥信采集及处理、遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件独立完成，并将这些信息通过网络送至后台主计算机。采用全分散式系统结构后，变电站内将不再具有规模庞大的测控屏和大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆，全部测控装置下放在就地，而在控制室，取而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用
9、的便携机。从技术发展的趋势看，将来的测控设备还将和一次设备完全融合，即实现所谓的智能一次设备，每个对象均含有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库，面向外界的仅是一个通信口，采用全分散式变电站自动化系统将是必然的结果。引入先进的网络技术通信网络是综合自动化变电站与常规站的最明显的区别之一，只有采用通信网络，才可能节省大量电缆。因此必须保证通信网络安全、可靠，传输速度满足变电站综合自动化系统的要求。全分散式变电站自动化系统的实现尤其依托于如今发展很快的计算机网络技术。引入先进的网络技术使得自动化系统的实现更加简单，性能也大大优于以往的系统，并可解决以往系统中链路信息传输的实时性问题，以
10、及信号传输的容量问题。210kV变电站现状随着计算机网络技术的发展和信息技术的不断进步，变电站的发展看来已经越来越快，10kV变电站也在这股潮流之列，但目前国内10kV变电站还存在一些问题，主要包括：（1）10kV变电站或变电所，通常都是紧邻附近的厂矿、企业，且空气中的化学成分高、颗粒微小，附着在设备上很难擦掉。特别是我国北方地区，时常伴有扬沙或浮尘天气，设备污染发生率较高。 （2）随着真空断路器、SF6断路器等新型设备的不断出现，各种技术指标也随之更改。所以，运行设备上有些数据已不符合新规程的要求。加之污染程度严重，设备陈旧，各种绝缘配合之间绝缘状况下降，极易发生类似电容器组爆炸烧毁事故。
11、（3）10kV系统中母线及开关柜内各种绝缘子均为旧式绝缘子，其爬电比距小，与近年生产的大爬距绝缘子相差甚远，也不符合新规程的要求。由于绝缘子表面积满灰尘，且新规程规定清扫周期为3年，这就使其成为绝缘配合最薄弱环节。一旦绝缘受潮，发生各种过电压时，就可能引起闪络，使事故范围扩大，造成重大损失。 （4）油断路器渗漏点多。由于设备连续运行时间久，在大修后，由于检修工艺等因素，设备螺丝、螺母没有紧固，或对密封垫压力过大，产生变形，都会在运行中产生渗漏现象。尤其是我国的北方温差大，密封垫极易老化而经常发生渗漏。 本文设计的10kV变电站主接线部分，将努力避开10kV变电站存在的以上现状，设计出更加优良的
12、变电站，使其具有更好的安全性、可靠性与经济性。 3本文主要设计内容本文主要就10kV变电站的一次接线部分设计思路进行探讨，主要分为以下几个模块进行研究与设计：（1）对变电站系统设计的原则和原理进行阐述，分析10kV小型变电站一次接线结构形式与实际操作步骤。 （2）结合小型变电站的实际情况，对不同的一次接线设备进比较研究与分析，选择经济性，可靠性与优质性能较好的设备进行配套使用。（3）以实际厂区变电站为例作实际变电站设计（4）用现有数据进行设计变电站的试验与检测分析（5）结论与展望1 变电站主接线设计原理概述变电站的电气接线包括一次接线和二次接线两大部分。一次接线指的是对用户供电的电路部分。其中
13、，对外供电（或由外部受电）的部分称为主接线。为了保证变电站的生产和工作人员的生活对内供电的部分称为站用电接线。为了保证一次接线安全、可靠、优质、经济地运行，对一次接线中的设备实施测量、信号、控制、调节的电路部分称为二次接线。本文主要针对变电站的一次接线的主接线部分进行重点设计。1.1 电气主接线设计的重要性变电站中的电气主接线主要作用如下：1电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本站电气主接线图，了解电路中各种电气设备的用途、性能及维护、检查项目和运行操作的步骤3。2电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能
14、的运行方式。电气接线直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定。是发电厂、变电站电气部分投资大小的决定性因素。3由于电能生产的特点是：发电、变电、输电、和用电是在同一时刻完成的所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。所以电气主接线拟定是一个综合性问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。1.2 电气主接线基本要求对电气主接线主要有以下几方面的基本要求：1根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。停电不仅是发电厂的损失，对国民经济各部门带来的损失将更严重，甚至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失，也会造成不良的政治影响。在考虑主接线可靠性时，应全面地看待以下几个问题：（1）主接线可靠性的客观衡量标准是运行实践，应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析辅之以可靠性的定量分析。（2）主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性综合。（3）可靠性并不是绝对的，同样的
