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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 姓 名： 学 号： 平顶山工业职业技术学院2014年5月8日绪 论随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益增高。国家提出了加快城网和农网建设及改造，拉动内需的发展计划，城网和农网变电所的建设迅猛发展。在城市人口集中、高楼大厦林立、用地十分紧张的情况下，城市的高低压线路走廊受到限制，给城市高低压网络的发展和变电所建设带来一定的困难。农村自身的特点也给农网和变电所建设带来一定困难。如何设计城网和农网变电所，是城网和农网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。变电所是电力系统中对电能的电压和电
2、流进行变换、集中和分配，是电力系统中电能传输必不可少的环节，起着桥梁的作用。变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。为满足城镇负荷日益增长的需求，提高对用户的可靠性和电能质量，就需要变电所整体的稳定、可靠并采取相应的措施提高供电可靠性和电能质量。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运行、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。变电所是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好变电所的设计是我国电网建设的重要环节。现在根据电力系统和城市住宅
3、小区的发展规划，拟在某地区新建10KV的变电所。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。这次设计以10kV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计。关键词: 变电所；短路电流；一次设备；防雷保护目 录绪 论I目录II第一章 变电所的论述11.1 所设计电压等级1第二章 电气主接线设计22.1 主接线接线方式22.1.1 单母线接线22
4、.1.2 单母线分段接线22.2.3 单母分段带旁路母线32.2.4 桥型接线32.2.5 双母线接线32.2.6 双母线分段接线42.3 电气主接线的选择42.3.1 10kV电气主接线42.3.2 35kV电气主接线62.3.3 110kV电气主接线7第三章 主变压器的选择83.1负荷计算83.2 主变压器型式的选择93.2.1主变台数的选择93.2.2 主变压器容量的选择93.2.3 主变相数的选择93.2.4绕组数的选择103.2.5 主变调压方式的选择103.2.6 连接组别的选择113.2.7 容量比以及冷却方式的选择11第四章 所用电的设计134.1 所用电接线一般原则134.2
5、 所用变容量型式的确定134.3 所用电接线方式确定144.4 备用电源自动投入装置144.4.1备用电源自动投入装置作用144.4.3 BZT的工作过程及要求15第五章 设备选择175.1 高压断路器的选择175.1.1 断路器选择的具体技术条件17结 论19参考文献20谢 辞2125第一章 变电所的论述1.1 所设计电压等级（1）待设计的变电站为一发电厂升压站（2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组 发电机型号：QFSN-200-2 Ue=15750V Cos=0.85 Xg=14.13%Pe=200MW（3）220KV，出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量200MVA，Tm
6、ax=200MW（4）厂用电率为8%，厂用电电压为6KV，发电机出口电压为15.75KV。（5）本变电站地处8度地震区。（6）在系统最大运行方式下，系统阻抗值为0.054。（7）设计电厂为一中型电厂，其容量为2200 MW=400 MW，最大机组容量200 MW，向系统送电。（8）变电站220KV与系统有5回馈线，呈强联系方式。第二章 电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.1 主接线接线方式2.1.1 单母线接线 优点：接线简单清晰，设备
7、少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2.1.2 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
8、缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.2.4 桥型接线1、内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断
9、路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.2.5 双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）调度灵活。各个电源
10、和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV配电装置，当出线回路数超过8回时，或连接的电源较多、负荷较
11、大时；110-220KV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110-220KV配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.2.6 双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。2.3 电气主接线的选择2.3.1 10kV电气主接线 根据资料显示,由于10
12、KV的出线为9回，其中所用电2回，且有一类负荷，可以初步选择以下两种方案：1)单母分段带旁母且分段断路器兼作旁路断路器, 610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，如果有一类负荷可采用单母线分段带旁路接线, 如图2.1。图2.1单母线分段带旁母接线2)双母接线，一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合,如图2.2。图2.2双母线接线2.3.2 35kV电气主接线根据资料显示,由于35KV的出线为4回，一类负荷较多，可以初步选择以下两种方案：1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为35kV60kV，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可
13、采用双母线接线。 图2.3单母线分段带旁母接线2）双母接线接线 图2.4双母线接线表2.2 35KV主接线方案比较2.3.3 110kV电气主接线根据资料显示，由于110KV没有出线只有2回进线，可以初步选择以下两种方案： 1）桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线。上述两种方案如图2.5及图2.6所示。图2.5 内桥接线2）单母接线。图2.6单母线分段接线第三章 主变压器的选择变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足
14、用户的需要。3.1负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷10kV负荷、35kV负荷。由公式 1 （3.1）式中 某电压等级的计算负荷同时系数（35kV取0.9，10kV取0.9，35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9，站用负荷取0.9）。该电压等级电网的线损率，一般取5%。P、 各用户的负荷和功率因数。1、10kV负荷计算 =0.9(1+1.5+0.5+0.3+1.2+0.4+0.8)/0.85(1+5%)+0.06 =6.337MVA+0.06MVA=6.397 MVA2、35kV负荷计算 =0.9(3.5
15、+4.3+1.8+7)/0.85(1+5%)=18.455MVA=+=6.337+18.455+0.06=24.842MVA3、考虑变电所未来510年的远期负荷3.2 主变压器型式的选择3.2.1主变台数的选择我们本次设计的变电站是一个位于城镇边的110KV降压变电所，主要是接受110KV和35KV的功率，通过主变向35KV和10KV线路输送，是一个一般的地区变电站。由于出线中有多回类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成
