1、- 0 -本 科 毕 业 设 计 (论 文 )题目 110kV 青阳变电站电气一次部分设计 学院名称 电气工程与自动化学院 专业班级 学生姓名 导师姓名 2012 年 6 月 5 日山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）110kV青阳变电站电气一次部分设计作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）目 录摘 要 .1第一部分 110kV青阳变电站电气一次部分设计说明书 .2第一章 绪论 .21.1变电站的发展与展望 .21.2课题来源与要求 .21.2.1课题来源 .21.2
2、.2课题要求 .2第二章 原始数据 .22.1 建站规模 .32.2 环境条件 .32.3 短路阻抗 .3第三章 主接线方案的确定 .43.1电气主接线的基本要求 .43.2电气主接线的设计原则 .43.3电气主接线的设计步骤 .53.4变电站的电气主接线设计 .63.4.1 110kV电压侧接线 .63.4.2 10kV电压侧接线 .8第四章 负荷分析及主变压器的选择 .104.1负荷分析 .104.1.110kV负荷计算 .114.1.2110kV负荷计算 .114.1.3远景负荷计算 .114.2 主变台数、容量和型式的确定 .124.2.1变电所主变压器台数的确定 .124.2.2变电
3、所主变压器容量的确定 .124.2.3无功补偿 .12第五章 短路电流计算 .13山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）5.1 短路电流计算的目的 .135.2 短路电流计算的一般规定 .135.3计算短路电流的步骤 .13第六章 高压电器设备选择 .146.1电器选择的一般条件 .146.2 高压断路器的选择 .156.3 隔离开关的选择 .166.4电流互感器和电压互感器的选择 .176.5熔断器的选择 .176.6母线的选择 .17第七章 防雷保护 .177.1防雷的重要性 .187.2防雷设计的原则 .187.3防雷的设计 .18第二部分 110kV青阳变电站电气一次部分设
4、计计算书 .19第一章 负荷计算 .191.110kV负荷计算 .191.2110kV负荷计算 .191.3远景负荷计算 .191.4变压器的选择 .19第二章 短路电流计算 .202.1 最大运行方式下三相短路计算 .202.1.1 短路计算电路图 .202.2 计算各短路点的短路电流 .212.2.1 两台变压器并列运行时 .212.2.2 两台变压器分列运行或者单母线分段运行时 .22第三章 线路及变压器最大长期工作电流计算 .233.1线路最大长期工作电流计算 .233.2 主变进线最大工作电流计算 .24第四章 电气设备选择及校验计算 .24山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计
5、（论文）4.1 电器正常工作电流及短路电流的计算 .254.2高压断路器的选择及其校验 .254.3 隔离开关选择及校验 .274.4 电流互感器选择及校验 .284.5 电压互感器选择及校验 .304.6 高压熔断器选择及校验 .314.7 母线选择及校验 .31第五章 防雷保护计算 .32第六章 变电站主接线及配置图.32参考文献.33致谢.34山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）- 0 -摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它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，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。110kV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面
6、多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）主接线方案的确定（2）负荷分析及主变压器的选择（3）短路电流的计算（4）高压电气设备的选择（5）防雷保护与整定等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得
7、到了充分的发展。关键词：变电站 负荷 输电系统 配电系统 高压网络 补偿装置 避雷装置ABSTRACTThe substation is an important part of the power system, it is a contact power plants and users of the intermediate links, plays a role in transformation and distribution of electric energy, direct impact on the safety and economic operation of the
8、entire power system. The region of 110-voltage effect many fields and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of customer data proceed then carry calculation, asce
9、rtain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of t
10、he wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) The main electrical wiring program (2) Load analysis and the choice of the main transformer (3) the calculation of the short-circuit electric current (4) Choice of high-voltage electric
11、al equipment (5) the choice and the settle of the protective facility. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.Key words： Substation; load; transmission system; distribut
12、ion; high voltage network; correction equipment ; lightning protection devices山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）1第一部 110kV青阳变电站电气一次部分设计说明书第一章 绪论1.1变电站的发展与展望变电站在整个电网起着非常重要的作用，不论是电网的安全运行和经济运行都离不开它。如果还是利用人工抄表，记录，人工操作为主，将不能满足电力系统的需求。像利用人力进行电力系统的监视，控制，和保护而不是充分利用电脑的强大功能和速度，这将是一种资源浪费。建国以来我国的电力事业得到了长足的发展，随着时代的发展，对电网
13、的要求也越来越高。为了满足用电的需求，电网自动化显得也越来越重要。近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站起着电能的转换和电能的重新分配，在电网中占有非常重要的作用。因此，变电站自动化是实现电力系统自动化重要基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行 自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它具有功能综合化、系统结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。它的控制和调节由计算机完成，减少了劳动强度和人为的干预，避免了误操作，使事故大大的减少
14、。同时简化了二次接线，整体布局紧凑，减少了占地面积，降低变电站建设投资，提高了经济可靠性和经济效益。变电站的综合自动化为变电站智能化、小型化、及变电站的安全、可靠、经济地运行提供了现代化手段和基础保证。1.2课题来源与要求1.2.1课题来源本课题是来源于学校提供的关于 110kV 青阳变电站电气一次部分的设计，提供了相关资料，具有可行性。1.2.2课题要求根据原始数据，对变电站各电压等级列出几种可能的接线方式，并进行分析比较，确定一种最合理的接线方式。对变电站的负荷进行计算分析，根据负荷情况合理选择主变压器。根据给定的原始资料，画出等值电路，进行短路计算，计算出最大运行方式下，各短路点的短路电
15、流冲击值，短路电流最大有效值等等。进行断路器、隔离开关、互感器、高压熔断器等电气设备的选择。进行母线选择和校验，及防雷保护设计。最后，用 autocad 软件绘制变电站主接线图。第二章 原始数据山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）22.1 建站规模(1)变电站类型：110kV 变电工程(2)电压等级：110kV、10kV(3)出线回数及传输容量110kV 出线2回罗东线： 15000kW 7km LGJ240湖东线： 15000kW 8 km LGJ24010kV 出线 20 回 功率因素0.9916 同时率:0.55本变嘉华 3200kW 2km LGJ240本变官前 3000
16、kW 3.3km JKLYJ-240本变锦田 2100kW 4km JKLYJ-240 本变倒桥 1300kW 2.8km JKLYJ-240本变集源 2500kW 5km JKLYJ-240本变荣盛 3500kW 4km JKLYJ-240 一级负荷本变银声 3200kW 4km (两回) JKLYJ-240本变苏塘 2900kW 3km JKLYJ-240本变南宅 3000kW 4km JKLYJ-240本变芳山 2200kW 2km JKLYJ-240本变上厝 1200kW 1.8km JKLYJ-240本变龙林 2560kW 2.3km JKLYJ-240本变张林 2280kW 2km
17、 JKLYJ-240本变五中 2000kW 1.6km JKLYJ-240备用5回(4)无功补偿采用电力电容四组, 容量为44800kVa2.2 环境条件(1)当地年最高温度为38.9 , 年最低温度为1；平均气温 18.5(2)当海拔高度为800 米；(3)当地雷暴日数为25 日/年；(4)年平均风速：3.5m/s(5)本变电站处于“ 薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率高达 1000 。2.3 短路阻抗该站110kV电源来自220kV的上级变电站。将220 kV的上级变电站作无穷大电源考虑，阻抗值为0.05512。山东轻工业学院 2012 届本科生毕业设计（论文）3第三章 主接线方案的确定电气主
18、接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括的说应包括电力系统整体及变电所本身运行的安全性，可靠性，灵活性，经济性。3.1 电气主接线的基本要求（1）安全性 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备安全。（2）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来
19、巨大的损失，所以主接线的接线形式必须保证供电可靠，它应满足电力负荷特别是其中一，二级负荷对供电可靠性的要求。（3）灵活性 调度时，可以灵活的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。检修时可以方便的停运断路器，母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网运行和对用户的供电。（4）经济性 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。3.2 电气主接线的设计原则接线的基本原则是以
20、设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所，地区变电所，终端变电所，企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性，灵活性，经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据 5-10 年电力发展规划进行。应根据负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源线和出线回数。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响
