1、毕业设计报告课题名称 110kV 变电站一次部分设计专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气工程 2 班 目录摘 要 .2绪论 .3第一章 原始资料及其分析 .41.原始资料 .41.1 电压等级 .41.2 变电站位置示意图： .41.3 待建变电站负荷数据（表 1）.51.4 地形 地质 .51.5 水文 气象 .61.6 环境 .62. 原始资料分析 .6第二章 负荷分析 .71. 负荷分析的目的 .72. 待建变电站负荷计算 .72.1 35kV 侧 .72.2 10kV 侧 .72.3 站用电容量 .82.4 待建变电站供电总容量 .8第三章 变压器的选择 .93.1 主变压器的选择
2、 .93.2 主变压器台数的确定 .93.3 主变压器容量的确定 .93.4 主变压器相数的确定 .103.5 主变压器绕组数和接线组别的确定 .103.6 主变压器调压方式的确定 .103.7 主变压器冷却方式的确定 .113.8 主变压器型号的确定 .11第四章 电气主接线 .114.1 电气主接线设计概述 .124.1.1 对电气主接线的基本要求 .124.1.2 变电站电气主接线的设计原则 .124.1.3 电气主接线设计步骤 .134.2 电气主接线的基本形式 .144.3 电气主接线选择 .15第五章 短路电流计算 .185.1短路电流计算的目的和条件 .185.1.1 短路电流计
3、算的目的 .185.1.2 短路电流计算条件 .185.2. 短路电流的计算步骤和计算结果 .195.2.1 计算步骤 .195.2.2 计算各回路电抗（取基准功率 Sd = 100MVA Ud=UaV） .195.2.3 计算各短路点的最大短路电流 .20第六章 配电装置及电气设备的配置与选择 .216.1 导体和电气设备选择的一般条件 .226.1.1 一般原则 .226.1.2 技术条件 .22t 设备允许通过的热稳定电流时间（ s） .236.1.3 环境条件 .236.2. 设备的选择 .236.2.1 断路器的选择和校验 .246.2.2 隔离开关的选择与校验 .266.2.3 3
4、5kv 侧断路器及隔离开关的选择及校验 .266.2.4 10kv 侧断路器及隔离开关的选择及校验 .286.2.5 导线的选择 .316.2.6 互感器的选择 .336.2.7 避雷器的选择 .346.3. 高压配电装置的配置 .356.3.1 高压配电装置的设计原则与要求 .356.3.2 高压配电装置的配置 .36第七章 二次回路部分 .367.1 继电保护的基本知识 .367.2 110kv 线路的继电保护配置及整定计算 .367.2.1 110kV 线路继电保护配置 .367.2.2 110kV 线路继电保护整定 计算 .377.3 变压器的继电保护及整定计算 .417.3.1 变压
5、器的继电保护 .417.3.2 变压器的继电保护整定计算 .427.4 母线保护 .447.5 备自投和自动重合闸的设置 .467.5.1 备用电源自动投入装置的含义和作用 .467.5.2 自动重合闸装置 .46第八章 所用电的设计 .478.1 所用电接线的一般原则 .478.2 所用变压器的选择 .478.3 所用电的主接线形式 .48第九章 防雷保护 .489.1 防雷设计 .489.1.1 避雷器的类型 .489.1.2 避雷器的选择和校验 .489.1.3 避雷针的配置 .51结 束 语 .52致 谢 .53摘 要伴随十八大的闭幕和两会的胜利召开，中部崛起被提升为国家议程，中原经济
6、区已成为中部新的经济发展区，经济将迅速发展，中原供电区域用电负荷也将迅速增长，截至 2006 年底，该供电区有 110kV 变电站 2 个， 2005 年郑州市区电网最高负荷55MW，2006 年榆林市供电区电网最高负荷达 58MW，增长幅度 5.5，预计 2007 年榆林市供电区电网最高负荷达 72MW。随着市政府的搬迁和当地经济的快速发展，郑州市区局部地区预期负荷增长较快，仅靠两个 110kV 变电站无法满足工业区负荷日益增长的需求。随着因此，急需在开发区供电区域内新建一座 110kV 变电站以满足日益增长的用电需求。为满足郑州市和开发区与日俱增的用电需求，根据2008-2012 年郑州市
7、电网滚动规划 ，于 2013 年拟在郑州市东区新建 110kV 变电站。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。关键词 变电站 输电系统 配电系统 高压网络 补偿装置绪论电力工业是国民经济
8、的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此
9、，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电站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。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂。将压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是 110KV 降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根
10、据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长是使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然
11、条件。第一章 原始资料及其分析1.原始资料待建变电站是郑州地区电网改造的重要部分，预计使用 3 台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。1.1 电压等级变电站的电压等级分别为 110kV,35kV,10kV。110kV ： 2 回35kV ： 5 回 （其中一回备用）10kV ： 12 回 （其中四回备用）1.2 变电站位置示意图：待建变电站AB C图 1 变电站位置示意图Fig1 Transformer substation position sketch map1.3 待建变电站负荷数据（表 1）表 1 待建成变电站各电压等级负荷数据Tab.1 each voltag
12、e grade burden data of substation电压等级 用电单位最大负荷(MW)用电类别 回路数供电方式距离(km)宇通公司 15 1 1 架空 39铜厂 10 1，2 1 架空 25A 变电站 15 3 1 架空 35B 变电站 20 3 1 架空 4035kV备用 1富士康科技 0.56 3 1 电缆 4东区印刷厂 0.5 3 1 电缆 5新郑手机壳厂 0.63 2 2 电缆 4中牟电机厂 0.42 2 1 电缆 3荥阳机械厂 0.8 3 1 架空 14配电变压器A 0.78 1 1 架空 15配电变压器B 0.9 3 1 架空 1610kV其它 0.7 3 2 电缆
13、4备用 2注：（1）35kV ,10kV 负荷功率因数均取 cos=0.85（2）负荷同时率：35kV kt=0.910kV kt=0.85（3）年最大负荷利用小时数均为 Tmax=3500 小时/年(4）网损率为 A%=8%（5）站用负荷为 50kW cos=0.87（6）35kV 侧预计新增远期负荷 20MV 10kV 侧预计新增远期符合 6MV 1.4 地形 地质站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在 50年一遇的洪水位以上，地震烈度为 6 度以下。1.5 水文 气象年最低气温为 5 度，最高气温为 40 度，月最高平均气温为 31 度，年平均气温为22 度
14、，降水量为 2000 毫米，炎热潮湿。1.6 环境站区附近无污染源2. 原始资料分析（1）本工程情况变电站类型，设计规划容量（近期，远景） ，主变台数及容量等。（2）电力系统情况电力系统近期及远景发展规划（510年） ，变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。（3）负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。（4）环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。（5）设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货
15、情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。第二章 负荷分析1. 负荷分析的目的负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求
16、了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。2. 待建变电站负荷计算2.1 35kV 侧近期负荷：P 近 35 =15+10+15+20=60MW远期负荷：P 远 35 =20MW=60+20=80MWni1P35 k(1+k “)=80*0.9*（1+0.08）=77.76MWni1Q35Ptg P tg(cos1 0.85)=48.20 MVar视在功率Sg35 = =91.482 MVAcos85.076IN35 = = =1.509kANU342912.2 10kV 侧近期负荷：P 近 10 =0.56+0.5+0.63+0.42+0
17、.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW远期负荷：P 远 10 =6MW=5.29+6=11.29MWni1P10 k(1+k “)=11.29*0.85*（1+0.08）=10.364MWni1Q10Ptg P tg(cos1 0.85)=6.423 MVar视在功率Sg10 = =12.192 MVAcos85.0364IN10 = = =0.7039kANU1922.3 站用电容量 Sg 所 0.057MVAcosP87.052.4 待建变电站供电总容量S = Sg35+ Sg10+ Sg 所 = 91.482+12.192+0.057103.731(MVA)P = P35+ P10+ P 所 =77.76+10.364+0.0588.174(MW)
