課程設(shè)計(jì)---110kv降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)

1、<p>　　電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>　　設(shè) 計(jì) 題 目：110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　學(xué) 部 （系）：

2、 </p><p>　　專 業(yè) 年 級(jí)： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　2011 年 12 月 29 日</p><p><b>　　目 錄</b>&l

3、t;/p><p>　　一 設(shè)計(jì)目的及其要求</p><p><b>　　1.課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p><b>　　2 課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　二 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料</b></p><p><b>　　1.待建變電站

4、資料</b></p><p>　　三 主變壓器的選擇</p><p><b>　　1.主變壓器選擇</b></p><p>　　四 電氣主接線的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.電氣主接線設(shè)計(jì)原則</p><p>　　2.110KV側(cè)電氣主接線選擇</p><p

5、>　　五 短路電流的計(jì)算 </p><p><b>　　1.短路計(jì)算原則</b></p><p><b>　　2.短路計(jì)算方法</b></p><p><b>　　3.短路計(jì)算結(jié)果</b></p><p>　　六 電氣設(shè)備的選擇</p><p

6、><b>　　1設(shè)備選擇原則</b></p><p>　　2.設(shè)備選擇條件及選擇</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附圖</b></p><p><b>　　一 課程設(shè)計(jì)目的</b></p>&l

7、t;p>　　1.) 復(fù)習(xí)和鞏固《電氣工程基礎(chǔ)》課程所學(xué)知識(shí)； </p><p>　　(2) 培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 ；</p><p>　　(3) 學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)方法</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　(1) 主接線設(shè)計(jì)<

8、;/b></p><p>　　(2) 主變壓器選擇</p><p>　　(3) 短路電流計(jì)算 </p><p>　　(4) 主要電氣設(shè)備的選擇：斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、高壓熔斷器、消弧線圈、避雷器等</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1

9、) 通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，確定電氣主接線。 </p><p>　　(2) 短路電流計(jì)算</p><p>　　(3) 選擇主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式(一般按變電站建成5-10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，并應(yīng)考慮變壓器正常運(yùn)行和事故時(shí)的過(guò)負(fù)荷能力)； </p><p>　　(4) 斷路器和隔離開(kāi)關(guān)選擇 </p><p>　　(5) 導(dǎo)線（母線及出線）選擇

10、</p><p>　　(6) 限流電抗器的選擇（必要時(shí)）</p><p>　　(7) 選擇電壓互感器 </p><p>　　(8) 選擇電流互感器 </p><p>　　(9) 選擇高壓熔斷器（必要時(shí)） </p><p>　　(10) 選擇支持絕緣子和穿墻套管 </p><p>　　(11) 選

11、擇消弧線圈（必要時(shí)）</p><p>　　(12) 選擇避雷器。</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料</b></p><p>　　1. 待建變電站的建設(shè)規(guī)模 </p><p>　　(1) 變電站類型：110 kV 降壓變電站 </p><p>　　(2) 三個(gè)電壓等級(jí)：110 kV、 3

12、5 kV、 10 kV </p><p>　　(3) 110 kV：近期進(jìn)線 2 回，出線 1 回；遠(yuǎn)期進(jìn)線 1 回，出線 2回</p><p>　　35 kV：近期 3 回；遠(yuǎn)期 3 回 </p><p>　　10 kV：近期 5 回；遠(yuǎn)期 4 回 </p><p>　　2. 電力系統(tǒng)與待建變電站的連接情況 </p><

13、p>　　(1) 變電站在系統(tǒng)中地位：中間變電站 </p><p>　　(2) 變電站僅采用 110 kV 的電壓與電力系統(tǒng)相連，為變電站的電源 </p><p>　　3. 待建變電站負(fù)荷</p><p>　　(1) 110 kV 出線：負(fù)荷每回容量 8000 kVA，cosφ＝0.9，Tmax＝4000 h</p><p>　　(2)

14、35 kV 負(fù)荷每回容量6000 kVA，cosφ＝0.85，Tmax ＝ 3800 h； 其中，一類負(fù)荷 1 回；二類負(fù)荷 2 回</p><p>　　(3) 低壓每回負(fù)荷 2000 kW，cosφ＝0.95，Tmax ＝ 4500 h； 其中，一類負(fù)荷 2 回；二類負(fù)荷 2 回 </p><p><b>　　4. 環(huán)境條件 </b></p><

15、p>　　當(dāng)?shù)啬曜罡邭鉁?40℃，年最低氣溫-20℃；當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?00m；雷暴日：15日/年。</p><p>　　三．電氣主變壓器選擇</p><p>　　1.為了發(fā)展和負(fù)荷需要，至少需要安裝兩臺(tái)主變以提高對(duì)負(fù)荷供電的可靠性，以便當(dāng)其中一臺(tái)主變故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)能繼續(xù)供電約為1.2倍最大負(fù)荷的容量。</p><p>　　2. 主變壓器的容量的選擇<

16、;/p><p>　　負(fù)荷分析：1.110KV 側(cè)負(fù)荷 近期：P近 110=8X2x0.9=17.2MW .P遠(yuǎn) 110=17.2+17.2X2=51.6mw</p><p>　　2.35kV 側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P 近 35 =3X6X0.9=16.2MW 遠(yuǎn)期負(fù)荷：P 遠(yuǎn) 35 = 2x∑ Pi ＝32.4MW</p><p>　　3.10KV側(cè)負(fù)荷：P近 1

17、0=2X5x0.95=9.5mw。 P遠(yuǎn)10=9.5+4x2x0.95=17.1MW</p><p>　　當(dāng)一天變壓器維護(hù)，另外一臺(tái)應(yīng)承擔(dān)60%負(fù)荷</p><p>　　SN≥51.65x0.9x60%=27.864</p><p>　　主變壓器宜采用三繞組變壓器，型 號(hào) 額定容量 SFSQ7-315000/110采用 Y接線方式。</p><p

18、>　　四．電氣主接線的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、對(duì)電氣主接線的基本要求變電所主接線選擇的主要原則有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.供電可靠性靈活性：其含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運(yùn)行方式，并能方便地通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的變換而且在基本一回路檢修時(shí)， 不影響其他回路繼 續(xù)運(yùn)行，靈活性還應(yīng)包括將來(lái)擴(kuò)建的可能性。

19、 </p><p>　　2. 操作方便、安全：主接線還應(yīng)簡(jiǎn)明清晰、運(yùn)行維護(hù)方便</p><p>　　3. 經(jīng)濟(jì)性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個(gè)基本要求的前提下，應(yīng)力 驟少，盡量避免用隔離開(kāi)關(guān)操作電源。 求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié) 約投資的重要措施。</p><p>　　4.《35～110kV

20、變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，35～110kV 線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過(guò)兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。35～63kV 線路為8 回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線。110kV 線路為6 回其以上時(shí)，宜采用雙母線接線。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35～110kV 主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。</p><p>　　因此， 110

21、kV電源側(cè)采用單母分段接線，優(yōu)點(diǎn)是方便，經(jīng)濟(jì)靈活接線簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是可靠性一般；高壓側(cè)采用雙母線接線，兩個(gè)線路斷路器、兩個(gè)主變斷路器、還有一個(gè)母連斷路器，總共5個(gè)斷路器，可靠性還可以了。跟單母線分段接線方式輸出比較經(jīng)濟(jì)性欠完好。</p><p>　　35KV,10KV側(cè)接線方式選擇，我們要選擇占地和資金少的線路，但是必須在保障安全，靈活的前提下，資金和占地相差不是多，而安全性和靈活性提高很多。可見(jiàn)，變電所在10KV側(cè)

22、為居民供電系統(tǒng)中，應(yīng)該選擇單母線分段接線</p><p><b>　　五．短路電流計(jì)算</b></p><p>　　1. 短路是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。</p&

23、gt;<p>　　按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算。可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有3個(gè)，即110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3點(diǎn)）.</p><p><b>　　2.短路電流的計(jì)算</b></p><p>　　選基準(zhǔn): =100MVA =</p><p><b>

24、;　　當(dāng)K1點(diǎn)斷路時(shí):</b></p><p><b>　　=11.1</b></p><p><b>　　短路電流有名值:</b></p><p>　　==4.185KA </p><p><b>　　沖擊電流:</b></p><p>　

25、　=×1.8×4.185=10.65</p><p><b>　　最大電流有效值:</b></p><p>　　=15.58×1.13=6.32</p><p><b>　　短路容量:</b></p><p>　　=×4.185×115=833.55

26、</p><p>　　=4.185KA =10.65 =6.32 =833.55 </p><p><b>　　當(dāng)K2點(diǎn)斷路時(shí):</b></p><p>　　=1/0.83=1.2</p><p><b>　　短路電流有名值:</b></p><p><b

27、>　　==1.84KA</b></p><p><b>　　沖擊電流:</b></p><p>　　=×1.8×1.85=4.7</p><p><b>　　最大電流有效值:</b></p><p>　　=1.85×1.51=2.8</p>

28、<p><b>　　短路容量:</b></p><p>　　=×1.85×37.5=119.5</p><p>　　=1.84KA =4.7 =2.8 =119.5</p><p><b>　　當(dāng)K3點(diǎn)斷路時(shí): </b></p><p>　　=1/0.

29、145=6.9</p><p><b>　　短路電流有名值:</b></p><p><b>　　==22.8KA</b></p><p><b>　　沖擊電流:</b></p><p>　　=×1.8×22.8=58.02</p><p

30、><b>　　最大電流有效值:</b></p><p>　　=22.8×1.51=34.42</p><p><b>　　短路容量:</b></p><p>　　=×22.8×10.5=414.6</p><p>　　=22.8KA =58.02 =34

31、.42 =414.6</p><p><b>　　六、電氣設(shè)備的選擇</b></p><p>　　1.高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。</p><p>　　選擇斷路器時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　　1.在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過(guò)負(fù)荷電流，即使通過(guò)短路

32、電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。</p><p>　　2.在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。</p><p>　　3.應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時(shí)間。</p><p><b>　　2 隔離開(kāi)關(guān)的選擇</b></p><p>　　選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　

33、　1.隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。</p><p>　　2.隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。</p><p>　　3.隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。</p><p>　　3. 電流互感器的選擇</p><p>

34、;　　根據(jù)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器常用L(C)系列。</p><p>　　出線側(cè)CT采用戶外式，用于表計(jì)測(cè)量和保護(hù)裝置的需要準(zhǔn)確度。</p><p>　　當(dāng)電流互感器用于測(cè)量、時(shí)，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作、并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)。</p><p>&

35、lt;b>　　4電壓互感器的選擇</b></p><p>　　.6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。</p><p>　　35-110KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電式互感器，接在110KV及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通訊，應(yīng)盡量與耦合電

36、容器結(jié)合。統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。</p><p>　　110KV：YDR-110</p><p>　　35KV: TDJJ-35</p><p>　　10kv：TSJW-10</p><p><b>　　5.避雷器的選擇 </b></p><p>　　避雷器的選擇 1、避雷器的配置 （1）、配

37、電裝置的每組母線上，均裝設(shè)避雷器。 （2）、三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。 （3）、變壓器高、低壓側(cè)中性點(diǎn)均裝置避雷器。</p><p>　　2、避雷器的選擇 （1）、110KV 選擇：FZ－110</p><p>　?。?）、35KV 選擇：FZ－35</p><p>　　10 KV 選擇：FZ－10</p><p><b

38、>　　主要參考資料</b></p><p>　　[1] 熊信銀, 張步涵.電氣工程基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社，2005 </p><p>　　[2] 何仰贊 溫增銀，電力系統(tǒng)分析，華中科技大學(xué)出版社，2001 </p><p>　　[3] 西北電力設(shè)計(jì)院 東北電力設(shè)計(jì)院，電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海人民出版社，1972</p><p&g

39、t;　　[4] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院，電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)，中國(guó)電力出版社，1998 </p><p>　　[5] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院，電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)電力出版社，1998</p><p>　　[6] 陳躍.電力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南.電力系統(tǒng)分冊(cè).中國(guó)水利水電出版</p><p>　　[7] 吳靚,謝珍貴.發(fā)電廠及變電所電氣設(shè)備. 第一版.北京.