电气工程及其自动化毕业设计-2.4万字110kV变电站电气部分设计.docx

而授7支及孝毕业设计（论文）题目：IlOkV变电站电气部分设计学院：电子信息学院专业班级：电气工程及其自动化2022级1班指导教师：杨幸芳职称:副教授学生姓名：李闪闪学号：41003040128摘要随着我国工业的发展，各行各业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。变电站是连接电力系统的重要组成部分，是一种变换电压、接收和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，在电力系统中有着极其重要的作用。变电站的安全可靠运行对电力系统的稳定运行至关重要。本文根据收集的原始材料进行IIokV变电站的设计。主要内容包括：查找、搜集了HOkV变电站相关的基本资料，并通过对基本资料进行分析，确定了主变压器的台数、容量及型号；通过对变电站主接线设计进行分析，确定了IlOkV变电站主接线的类型；通过对短路电流进行计算，得到各电压等级侧的短路电流值，并以此对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、高压熔断器等设备进行了选型，确定主要电气设备的型号及参数，并进行动、热稳定校验，然后根据最大负荷电流确定继电保护装置，从而完成了IlOkV变电站电气部分的设计。关键词：UOkV变电站，电气主接线，主变压器，设备选型ABSTRACTAlongwiththecontinuousdevelopingofagricultureandindustryinourcountry,everywalkoflife,sdemandofreliabilityandstabilitytowardselectricpowersystem.Substationisaveryimportantpartofpowersystem,takethetaskoftransformingvoltage,receivinganddistributingthepower,controllingthepowerflowandadjustingthevoltageofpower.It,sacrucialpointtothestableoperationofthepowersystemthatthesubstationworkssafely.Thispaperwhichaccordingtothecollectionoftherawmaterial,mainfocusonthedesigningofprimarypowersystemin1IOkVsubstation.Themaincontentsinclude:searchingandcollectingthebasicinformationrelatedtothe1IOkVsubstation,andthebasicdataanalysis,todeterminethecapacity,thetype,andthenumberofmaintransformer.Throughtothecomprehensiveinformationofthesubstitutionthatthemainconnectionprogramofthetransformerstationswiringisdesignedandconfirmed.Basedontheshortcircuitcalculation,theshortcircuitsareobtainedandthepreparationforequipmentselectionismade.Thispapercompletedtheselectionofmainelectricalequipment,includes:circuit-breaker,disconnectingswitch,potentialtransformer,currenttransformer,busbar,lightingarrestor,highvoltagefuseetc.Themodelsofmainelectricalequipmentsisconfirmed,andthethermalstabilitysectiontestandthedynamicstabilitytestarechecked,thenaccordingthemaximumloadcurrenttodeterminetherelayprotectiondevice.Thuscompletingthepartof1IOkVelectricalsubstationdesign.KEYWORDS:11OkVpowersubstation,mainelectricalconnection,maintransformer,selectingofequipments.目录第1章绪论11.1 课题背景11.2 课题研究的目的及意义21.3 本文的主要研究内容2第2章变电站的原始资料32.1 变电站建设规模32.2 变电站选址概况32.3 变电站运行方式32.4 变电站周围环境条件42.5 负荷计算42.5.1 负荷计算的目的和意义42.5.2 负荷分析与计算52.6 无功补偿62.6.1 无功补偿装置72.6.2 无功补偿的计算8第3章电气主接线设计93.1 电气主接线设计的基本要求及原则93.1.1 电气主接线设计的基本要求93.1.2 电气主接线设计的基本原则93.2 电气主接线设计的基本形式及其特点103.3 各侧主接线方案的拟定113.3.1 UokV侧主接线方案12332IOkV侧主接线方案133.3.3 本设计变电站主接线14第4章主变压器的选择154.1 主变压器台数的选择154.2 主变压器容量的选择154.3 主变压器相数的确定154.4 主变压器绕组数的确定164.5 主变压器联接组号的确定164.6 主变压器冷却方式的确定164.7 主变压器调压方式的确定164.8 主变压器型号的确定17第5章变电站短路电流计算185.1 短路计算的目的及原则185.1.1 短路电流计算的目的185.1.2 短路电流计算的原则195.2 短路电流计算205.2.1 kl点短路（UokV侧短路电流计算）205.2.2 k2点短路（IokV侧短路电流计算）21第6章主要电气设备的选择226.1 电气设备选择的一般方法226.2 高压断路器和隔离开关的选择236.2.1 高压断路器和隔离开关的主要功能236.2.2 高压断路器的技术参数246.2.3 高压断路器的种类266.2.4 隔离开关的配置266.2.5 UOkV侧断路器、隔离开关的选择276261OkV侧断路器、隔离开关的选择306.3 高压熔断器的选择336.3.1 熔断器的主要技术参数336.3.2 高压熔断器的校验346.4 母线的选择356.4.1 裸导体选择的一般要求356.4.2 UOkV母线的选择366.4.3 IOkV母线的选择376.5 电流互感器的选择376.5.1 电流互感器种类和形式376.5.2 一次回路额定电压和电流的选择376.5.3 准确级和额定容量的选择386.5.4 UOkV侧电流互感器的选择386.5.5 IokV侧电流互感器选择396.6 电压互感器的选择406.6.1 电压互感器的种类和形式406.6.2 一次额定电压和二次额定电压的选择406.6.3 电压互感器接线方式选择406.6.4 容量和准确级选择416.6.5 电压互感器选型416.7 支柱绝缘子的选择416.7.1 UOkV侧绝缘子选择426.7.2 IOkV侧绝缘子选择43第7章过电压保护及防雷接地447.1 直击雷的过电压保护447.2 雷电侵入波的过电压保护447.3 避雷器的配置457.4 避雷线的配置45第8章总结46参考文献47附录48致谢50第一章绪论1.1 课题背景我国现正处于经济高速发展阶段，工业生产能力迅速发展，人民生活水平也大大提高，部分地区出现高密度负荷，电网建设与城市建设密切相关，一些矛盾也日渐突出。而针对人口较集中、空间局限性大的一些地区甚至出现原规划站址与未来电网发展趋势不适应的现象，因此在合理利用现有站址环境的基础上建设可持续发展电网显得尤为重要，是需要研究和解决的一个重要课题。变电站从电力系统受电，再经过变压，最后合理分配电能，是电力系统的重要组成部分，在电网中占有举足轻重的位置。尤其在IlOkV变电站的建设中，土地资金等资源浪费现象严重，存在着重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰、噪声等环保问题以及电能质量差等问题，这些已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的因素，违背了我国可持续发展战略。所以在UOkV变电站设计过程中，需要采用节约资源的设计方案，最核心的部分就是变压器选型以及母线接线方式的选取。接线方式的选取是否合理，不仅直接关系到整个供电系统的运行状况，也直接影响后期的安装和维护。针对不同的供电和用电情况，选取合适的接线方式具有长远的现实意义和经济效益。总的来说，变电所主接线应该满足以下基本要求：保证必要的供电可靠性和电能质量；具有一定的方便性和灵活性；具有经济性，建设投资和运行费用少，占地面积小；配网自动化，变电所无人化，简化主接线；具有发展和扩建的可能性。在目前供电系统中，随着变压器制造技术的不断改进，采用大容量变压器，已经不是难题，但是随着容量改造，占地面积越来越大，且仍无法满足负荷高增长的需求。先进的供电系统是智能供电的时代，认清和适应变电站自动化技术的发展趋势，城市电网将贯彻资源节约、环境友好的原则，在安全可靠的前提下，突出体现经济性，合理性，先进性，依靠科技进步，缩小与世界先进水平之间的差距，使设计方案更紧凑、更集约、更高效。1.2 课题研究的目的及意义本课题的研究目的在于通过对UOkV变电站进行设计，掌握变电站设计的基本流程，巩固加深专业知识，增强工程观念，逐步提高解决问题的能力。明确能源、发电、变电和输电的电气部分的概念，能熟练运用所学的专业知识，进行工程设计及计算，能够按照国家标准要求和有关技术规程设计出供电可靠、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建性的变电站。1.3 本文的主要研究内容本文的主要研究内容包括：（1）对所搜集的IlOkV变电站的原始材料数据进行了分析计算；（2）设计了IlOkV侧和IOkV侧的电气主接线；（3）对IlokV侧主变压器进行了选型；（4）对所设计的IlOkV变电站的短路电流进行了计算；（5）对IlOkV侧和IOkV侧的主要电气设备进行了选型；（6）对所设计的IlOkV变电站的防雷接地进行了设计。第二章变电站的原始资料2.1 变电站建设规模UOkV为单母分段接线，GIS组合电器室内二层布置，IIOkV进出线各2个间隔，2个PT间隔，2个母联间隔；主变为两台有载调压变压器，110/1OkV25000kVA,2台同时运行或一用一热备，主变各侧容量比为100/100；IOkV系统为单母线分段接线，IOkV进线2回，IOkV馈线20回，母联1回；IokVPT2个，1OkV接地变压器（消弧线圈）出线2回，IokV动力变压器出线2回，IOkV电容器出线4回。待建变电站建设规模如表2-1所示：表2-1待建变电站建设规模序号项目最终规模本期规模1主变压器222IlOkV出线223IOkV出线8