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1、函授生毕业论文（设计）110kV黄龙铺变电站电气一次设计及变压器保护专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师 摘要变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。本论文110kV黄龙铺变电站电气一次设计及变压器保护，首先通过对原始资料的分析及根据任务书中所提供的变压器近、远期容量选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠
2、、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。最后根据变压器保护的原理及其常用保护的配置确定了一套变压器微机保护。并绘制了电气主接线图、电气平面布置图等相关设计图纸。关键词： 电气主接线设计 短路电流计算 电气设备选择 变压器保护 设计图纸目 录前言1第一章 绪论21.1 原始资料21.2 原始资料分析21
3、.3 设计原则及要求31.4 设计内容3第二章 主变压器的选择42.1 主变台数的确定42.2 小结5第三章 电气主接线的选择63.1 选择原则63.1.1 主接线设计的基本原则和要求63.1.2 主接线的基本形式和特点73.2 变电站各侧主接线方案的拟定83.2.1 110kV侧主接线方案83.2.2 10kV侧主接线方案103.3 小结11第四章 短路电流计算124.1 短路计算的目的及假设124.2 短路电流计算的步骤134.3 短路电流计算及计算结果134.3.1 主变阻抗计算144.3.2 三相短路电流计算等值网络图144.3.3 三相短路电流计算154.4小结17第五章 导体和电气
4、设备的选择185.1 电气设备的选择原则185.2 断路器和隔离开关的选择185.2.1 110kV侧断路器和隔离开关的选择185.2.2 10kV侧隔离开关和断路器的选择215.3 互感器的选择245.3.1 电流互感器的选择245.3.2 电压互感器的选择：275.4 母线的选择285.4.1 110kV侧母线的选择285.4.2 10kV侧母线的选择295.5小结29第六章 变电站防雷设计及其配置316.1 避雷针的配置316.2 避雷器的选择326.2.1 110kV侧326.2.2 10kV侧326.3 小结33第七章 高压配电装置及平面布置347.1 设计原则与要求347.2 高压
5、配电装置357.3 小结36第八章 继电保护装置378.1 继电保护装置的任务378.2 110kV保护配置378.2.1 110kV进线保护配置378.2.2 110kV母线采用电流相位比较式母线差动保护378.3 35kV侧保护配置388.4 10kV保护配置388.5 主变保护配置38第九章 结论40致 谢41参考文献42附 录43前言毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它是从思维、理论以及动手能力方面对我们进行的一次较为全面的训练，使我们综合能力有一个整体的提高。通过毕业设计不但巩固了我们的专业知识，还让我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号
6、。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化，对于能源质量的要求也越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用
7、，它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。110kV黄龙铺变电站电气一次及变压器保护设计可以让我对变电站有了一个初步的整体了解。该设计包括以下任务：1、主变压器的选择 2、电气主接线的确定 3、短路电流计算 4、导体和电气设备的选择 5、防雷接地设计及布置 6、配电装置设计 8、变压器保护设计等。第一章 绪论变电站是电力系统的重要组成部分，承担着在电能生产结束之后输送和分配电能到达用户端的任务。根据变电站电压等级的不同，可以把变电站分为四类，包括枢纽变电站、中间变电站、地区变电站、终端变电站。而110kV变电站在我国电力系统中既可以担任地区变电站的角色，又可以担任终端
8、变电站的角色。也由于变电站在电力系统中的重要位置，变电站的一次设计的可靠性尤为重要。而变压器的正常工作与否直接关系到整个变电站的正常工作，所以变压器保护也是变电站设计中的一个重要环节。本次的课程设计是关于110kV黄龙铺变电站的电气一次和变压器保护设计，必须认真分析所掌握的原始资料和数据，结合变电站设计中的一些原则和行业规范，拿出合理经济可靠的设计方案。1.1 原始资料1）110kV出线：最终规模6回，本期5回，预留1回。2）10kV出线：最终规模30回，本期20回，预留10回。3）主变容量、规模及主要参数 主变选用两台三相双绕组有载调压变压器，组要参数如下： 容量：231.5MVA 远期容量
9、：250MVA4）系统短路阻抗（Sj=100MVA） 折算至110kV母线系统阻抗标幺值（不包括本主变）：X1*=0.038,X0*=0.0295）110kV母线最大通过功率150MW1.2 原始资料分析该变电站属于终端变电站，也可以称为地方变电站。110kV侧与系统相连，为该变电站提供电源，10kV侧与该地区的工厂及其他用户相连，为他们提供所需要的电能。根据系统规划需要安装两台近期容量为31.5MVA，远期容量为50MVA，电压等级为110kV/10kV的有载调压变压器。根据改变站在系统中的位置以及110kV侧、10kV侧出现回路数，可将110kV侧采用双母或单母分段的接线方式，而在10kV
10、侧，因为出线回路数太多，采用双母分段或单母分段带旁母的接线方式来保证对该地区用户供电的可靠性。1.3 设计原则及要求设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建的方便性。要求如下：1）进行负荷分析及变电所主变压器容量、台数和型号的选择。2）进行电气主接线的技术经济比较，确定主接线的最佳方案。3）计算短路电流，列出短路电流计算结果。4）主要电气设备的选则。5）绘制变电所电气平面布置图、断面图，并对110kV、10kV配电装置进行配置。6）变压器保护设计。7）变电站防雷设计及布置。1.4 设计内容
11、本次设计的是一个降压变电站，有两个电压等级：110kV和10kV。110kV侧采用双母接线或单母分段接线，最终的出线数是6回。10kV侧采用双母分段或单母分段带旁母的接线方式，以保证近期20回出线及远期30回出线的供电可靠性。主变压器容量为250MVA，110kV和10kV之间采用Yo11连接方式。本次设计所选用的变压器有两个出线端子，一侧连接110kV，一侧连接10kV。设计主要包括变电站的一次设计，并未涉及到具体的供电用户，所以主接线的绘制难度就减小了。第二章 主变压器的选择2.1 主变台数的确定待设计变电站在电力系统中的地位：本变电站为一降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负
12、着向该地区工厂、农村供电的重要任务，地位比较重要。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。待设计变电站的建设规模：电压等级为110kV/10kV，110kV侧出线回路数为 5回，预留1回，10kV侧出线回路数为20回，预留10回。 主变选择：由第一章中原始资料可以知道，该变电站的设计中采用两台容量为50MVA的有载调压变压器担任主变。在变电站运行过程中，两台变压器同时运行，互为备用。1）变压器容量：装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70
13、%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电。2）在110kV及以下电力系统中，一般选三相变压器，采用降压结构的线圈，排列成铁芯低压高压线圈。3）绕组数和接线组别的确定：该变电所有两个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接， 10kV采用连接。4）调压方式的选择：普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%
14、以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。5）冷却方式的选择：主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。所以用两台SFSZ750000/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如下：表2-1 变压器技术数据型号额定电压（kV）额定容量（MVA）阻抗电压（%）高压低压SFPZ7-50000/110110105000010.52.2 小结在本章中，根据本变电站的实际情况选择了变电站的主变压器：主变压器为两台SFSZ750000/110型有载调压变压器。第三章 电气主接线的选择3.1 选择原则电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备
