1、毕业设计（论文）任务书电气工程 系 2012 届 电力系统及其自动化技术 专业毕业设计（论文）题目 某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计校内（外）指导教师 职 称 工作单位及部门 联系方式电气工程系一、题目说明（目的和意义）：随着国民经济的发展，某市需新建一 110KV 中心变电所。本设计通过对 110KV 一次降压变电所一次部分的理论设计，使学生对所学过的专业知识有一较系统的整理和集成，同时熟悉和掌握工业环境下变电所的一般设计方法、设计思路、过程，为将来从事实际工作打下坚实的理论基础。二、设计（论文）要求（工作量、内容）：（一）内 容1 选择变电所主变台数、容量及型式；2 设计本
2、变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案；3 进行必要的短路电流计算；4 对必须的防雷接地系统进行设计；5 选择和校验所需的电气设备。（二）要 求 1 根据已给出的技术参数与条件，提出两个以上的主接线方案，并优选出一个进行设计；2 选择变压器台数、容量及型式；3 设计对变电所厂区和主变进行防雷设计； 110kV 降压变电站电气部分一次设计14 对设备和器件选择进行表册，并作出技术评估和改进意见；5 写出设计说明书，其中须附有 200 字左右的中、英文摘要。三、进度表日 期 内 容20112012 学年十五周-十六周十七周-十九周二十周20112012 春变电
3、所主接线图设计；根据企业平面布局图确定变电所位置；变电所总体布置方案设计；变压器保护系统设计；防雷接地系统设计；设备、器件选择及表册；技术评估。110kV 降压变电站电气部分一次设计2第一周-第二周 撰写论文答辩完成日期 2011 2012 学年秋 第二十周答辩日期 20112012 学年春 第一、二周四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：1刘介才主编工厂供电（第三版） 北京: 机械工业出版社，20002工厂配电设计手册北京:水利电力出版社，19843工厂常用电气设备手册（上、下及补充册） 北京: 水利电力出版社， 19863刘光源主编电工实用手册 北京: 中国电力出版社，200
4、04何利民，尹全英主编简明电工手册 北京: 中国建筑出版社，19955张凤珊主编电气控制及可编程控制器 北京: 中国轻工业出版社，19996金代中主编电工速查速算手册 北京: 机械工业出版社，2001教研室意见：教研室主任（签字）：2012 年 10 月 日110kV 降压变电站电气部分一次设计3附页：10kV 一次降压变电所技术设计技术参数与条件一、给定参数1 设计变电所建在城西 2KM 处，建成后，除向周围地区负荷供电外，还输送部分系统的交换功率。2系统电源情况如下：综合小水电：S =24MVA ，L1= 20KM ，35KV 双回送入变电所，丰水期满发电，枯水期只发三分之一容量，近区用电
5、及站用电占发电容量的 10% ，最大运行方式时的综合电抗折算至 SJ=100MVA 时， XJ*=3 。本市火电厂：发电机两台， Pe=5MW ， cose=0.8 ， Xd=0.18, 经一台双绕组变压器 SL712500KVA ，6.3KV/35KV ，Ud%=8 ，L2= 5KM 用架空线输入变电所，其厂用电占 5%，近区用电占 15% 。省电网：由西南方向经 110KV ，L3= 65KM 的输电线路与变电所相连，对本市的发供电起综合平衡作用。3变电所最大负荷利用小时数 TMAX=6000h, 同时率取 0.9。4 10KV 用户负荷资料如下表所示：序号 用户名称 最大负荷 负荷级数
6、功率因数1 城市区 8MW 0.952 化肥厂 2MW 0.903 工业区3.5MW 0.904 农机厂1.5MW 0.85110kV 降压变电站电气部分一次设计45 开发区 4MW 0.85变电所建成后第五年总负荷增加到 30.6MW ，建成后第十年总负荷增加到 49.3MW。5 变电所自用负荷以 2 台 100KVA 考虑。 6 气象及地质条件：设计变电所地处半丘陵区，无污染影响，年最高温度 40 度，最热月平均温度 34 度，年最低温度 40 度，最热地下 0.8M 处土壤平均温度 30.4 度，海拔高度为 50M 。2、变电所的地理位置图110kV 降压变电站电气部分一次设计5摘 要变
7、电所作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电所是一座降压、枢纽变电所，在系统中起着汇聚、分配和平衡电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电所的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。本论文某市 110kv 变电所电气一次部分初步设计 ，首先通过对原始资料的分析及根据变电所的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电所电气主接线方案。其次进行短路电流计算，从
8、三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备的选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等） 。本次设计基本上满足了任务书的要求，同时也满足了变电所的设计要求，使电力系统能够安全、稳定的运行。关键词 电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择；防 雷 装 置110kV 降压变电站电气部分一次设计6AbstractPower system substation as an important part of the entire power system directly af
9、fects the safety and economic operation. To be designed in this paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the subst
10、ation will not only strengthen the local power grid network structure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purposes.The paper “110kv substation once part of the ele
11、ctrical design,“ the first original data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, o
12、ut of poor program to determine the main electrical substation connection program.Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit cu
13、rrent value. According to the results and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.).The designed basically for the t
14、ask of the book, at the same time satisfy the demand for substations, the power system designs will be safe, stable operation.Keywords Electrical main wiring design; short-circuit current calculation; electrical equipment selection; lightning protection equipment.110kV 降压变电站电气部分一次设计7目 录摘 要 .IVABSTRA
15、CT .V第一章 绪 论 .11.1 选题背景 .11.2 选题意义 .11.3 变电所发展概况 .11.4 设计原始资料 .21.4.1 变电所的出线 .21.4.2 负荷情况 .21.5 设计内容 .2第二章 电气主接线的选择 .32.1 选择原则 .32.1.1 主接线设计的基本要求及原则 .3： 2.1.2 变电所主接线设计原则 .32.1.3 主接线的基本形式和特点 .42.1.4 变电所各接线方案的确定 .42.2 主接线的形式 .42.2.1 110KV 侧主接线方案 .42.2.2 35KV 侧主接线方案 .62.2.3 10KV 侧主接线方案 .72.2.4 最优方案的确定
16、.8第三章 主变压器的选择 .93.1 变电所主变压器台数的确定 .93.1.1 主变台数确定的要求： .93.1.2 变电所主变压器容量的确定 .93.1.3 变电所主变压器型式的选择 .93.2 站用变台数、容量和型式的确定 .93.2.1 站用变台数的确定 .93.2.2 站用变容量的确定 .103.2.3 站用变型式的选择 .10第四章 短路电流计算 .114.1 短路电流计算的目的及假设 .114.1.1 短路电流计算的目的 .114.1.2 短路电流计算的一般规定 .114.1.3 短路电流计算的基本假设 .114.2 短路电流计算的步骤 .114.3 短路电流的计算 .134.3
17、.1 基准值选取 SB=100MVA,UB为各侧的平均额定电压 .134.3.2 短路点的确定及其计算 .14110kV 降压变电站电气部分一次设计84.3.3 绘制短路电流计算结果： .17第五章 电气设备的选择 .185.1 电气设备选择的一般原则 .185.1.1 电气设备选择的一般技术条件 .185.1.2 按正常工作条件选择电气设备 .185.1.3 按短路情况校验 .195.2 高压电气设备 .205.2.1 断路器选择与检验 .215.2.2 隔离开关的选择与校验 .235.2.3 电流互感器选择与检验 .245.2.4 电压互感器的选择及校验 .265.2.5 母线与电缆的选择
18、与校验 .27第六章 接地刀闸与避雷器的选择 .296.1 接地刀闸选择 .296.2 避雷器 .296.2.1 避雷器的参数 .296.2.2 避雷器的配置原则 .296.2.3 避雷器的选择及结果 .30结 论 .31致 谢 .32参考文献 .33附录一： .34110kV 降压变电站电气部分一次设计0第一章 绪 论1.1 选题背景电力已成为人类历史发展的主要动力资源，如要科学合理的使用及分配电力，必须从工程的设计要求来提高电力系统的可靠性、灵活性和经济运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电所是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经
19、济成本，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。电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体，电气主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的确定，对电力系统的可靠、灵活、经济运行起着决定性的作用。目前，110KV、35KV 常规变电所在城农网中仍占有较大的比重，其一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电所将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人
20、员来讲，我们只有不断提高自身素质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。1.2 选题意义变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所还有无功补偿设备。本设计针对变电所进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电所防雷等。通过对 110KV 降压变电
21、所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活的运用。1.3 变电所发展概况随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用，它集变电所中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护装置已逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工,利用变电所中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电所无人值守提供了前提条件。变电所、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。
