1、 毕 业 论 文 系 （部） ： 水利水电 工程系 专业班级 ： 10 秋 姓 名 ： 刘小龙 学 号 ： 1065101451754 目录 毕业设计计算书 . 2 1 第一篇 110KV 变电所电气一次部分设计 . 2 第一章 负荷资料 . 2 1.1、工程概况： . 2 1.2、气候条件 . 3 第二章 变电站主变压器的选择 . 4 2.1 设计原则 . 4 2.2 主变容量与台数选择 . 4 2.2.1 选择计算 . 4 2.2.2.相数选择 . 4 2.2.3 绕组数量和连接方式的选择 . 5 2.2.4 主变阻抗和调压方式选择 . 5 2.2.5 容量比 . 5 2.2.6 冷却方式
2、 . 5 2.2.7 电压级选择 . 6 2.2.8 全绝缘，半绝缘问题 . 6 第三章 电气主接线设计 . 6 3.1 电气主接线 . 6 3.1.1 电气主接线设计的基本要求 . 6 3.1.2 各电压级主接线型式选择 . 6 3.2 所用电设计 . 7 3.2.1 所用变电源数量及容量的确定 . 7 3.2.2 所用电源引接方式 . 8 3.3 变压器中性点接地方式和中性点设计 4. 9 3.4 无功补偿设计 . 9 3.4.1 无功补偿的意义 . 9 3.4.2 无功补偿装置的容量确定 . 9 3.4.3 并联电容器装置的分组与接线 . 9 3.4.4 单台电容器容量与台数的确定 .
3、10 第四章 线路及变压器回路电流 IFmax计算 . 10 第五章 短路电流计算 . 10 5.1 短路计算目的 . 10 5.2 短路电流计算的一般规定 . 10 5.3 短路电流的计算方法 . 11 第六章 电气设备的选择与校验 . 13 6.1 本次设计中电器选择的主要任务 . 13 6.1.1 导体和绝缘子 . 13 6.1.2 电器设备 . 13 6.2 选择导体和电器的一般原则 . 13 6.3 开关电器选择 . 14 6.3.1 断路器型式选择 . 14 6.3.2 隔离开关的选择原则 . 14 6.3.3 电压互感器的选择原则 . 14 6.3.4 电流互感器选择原则 . 1
4、4 6.4 电气设备的选择 . 14 2 第二篇 新疆巴楚县 110kV 变电所二次设计部分设计 . 25 第七章 概述 . 25 7.1 继电保护装置的作用 9 . 25 7.2 电力系统对继电保护的基本要求 10 . 25 7.3 保护整定时应考虑的问题 . 25 7.3.1 选择保护配置及构成方案时的基本原则 . 25 7.3.2 系统运行方式的确定 . 26 7.3.3 短路点的确定 . 26 第八章 新疆巴楚县 110kV 变电所保护配置方案设计 . 26 8.1 主变压器保护配置方案的设计 . 26 第九章 变压器差动保护整定与计算 . 27 9 1 差动保护保护范围 . 27 9
5、 2 变压器保护的整定计算 11. 27 9 2 1 确定保护的动作电流 . 27 9 2 2 确定保护的二动作电流和差动线圈匝数 . 28 9 2 3 非基本侧工作线圈和平衡线圈匝数选择 . 28 总结 . 28 参考文献 . 29 致 谢 . 29 毕业设计计算书 第一篇 110KV 变电所电气一次部分设计 第一章 负荷资料 1.1、 工程概况 ： 随着改革开放政策的深放，城市化发展，各工商业用电也在不断的增长。 巴楚 县城居民用电的近些年来 每年在增长 ，在高温季节，居民生活用电大幅增长情况下，几条重3 载 线路更是雪上加霜，限电拉电现象成了家常便饭，严重影响到居民生活。 1.2、气候条
6、件 年最高温度 39，最低 5，最热月平均温度 40，地温 30。 待建变电所 10KV 负荷情况：同时率为 0.9，最大负荷利用小时为 5000 小时，年负荷增长率为 7%。 电 压 (kV) 负荷名称 最大负荷 (kW) 回路数 供电方式 每回 线长度 (km) Cos 10 苍坑线 1000 1 电缆 1.5 0.8 10 西滩线 1000 1 电缆 1.2 0.85 10 外马线 1000 1 电缆 1.6 0.8 10 环宇公司 2500 2 架空 3 0.8 10 清源公司 2500 2 电缆 1.5 0.85 10 太塘线 1500 1 电缆 0.9 0.83 10 塘墩线 10
7、00 1 电缆 1.3 0.83 10 凯凌集团 2000 2 电缆 1.5 0.84 10 鸿泰公司 2500 2 架空 1.6 0.81 10 双环公司 3000 2 电缆 1.3 0.8 10 普竹线 2000 1 电缆 1.5 0.85 10 鳝塘线 1000 1 电缆 1.5 0.85 10 岭脚线 1500 1 电缆 1.7 0.8 10 九山线 1000 1 电缆 2.3 0.8 10 乌岩线 750 1 电缆 1.5 0.79 10 青峰线 800 1 电缆 0.9 0.78 10 海边线 800 1 电缆 1.2 0.8 10 后湾线 750 1 电缆 0.8 0.8 10
8、环洲钢业 4000 2 架空 3.2 0.78 4 所用电负荷 :70 100KVA 第二章 变电站主变压器的选择 2.1 设计原则 参照依据发电厂电气部分 2，电力工程设计手册 3， 35 110 变电站设计规范 1主变压器的容量，台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除根据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统 5 10 年的发展规划，输送功率大小，馈线回路数，电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。主变容量一般应按 5 10 年规划负荷来选择，根据城市规划，负荷性质电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过
9、负荷能力允许时间内，应满足类和类负荷供电，并且考虑当一台主变停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的 70% 80%。与系统具有强联系的枢纽变电站，在一种电压等级下，主变应不少于两台。 2.2 主变容量与台数选择 2.2.1 选择计算 2.2.1.1 选择条件 1选择条件是两台主变容量总和应大于综合最大计算负荷： nSe Sjs(kVA 或 MVA) n=2； Sjs 综合最大计算负荷 2 10kV 侧综合最大计 算负荷： Sjs=kt( tCOSPini max1)(1+ %) =0.9*(1/0.8+1/0.85+1/0.8+2.5/0.8+2.5/0.85+1.5/0.83+1/0.83
10、+2/0.84+2.5/0.81+3/0.8+2/0.85+1/0.85+1.5/0.8+1/0.8+0.75/0.79+0.8/0.78+0.8/0.8+0.7/0.85+40.78)*1.05=32.13(MVA) kt-10kV 侧同时系数取 0.9 根据计算结果选择变压器容量为： Se Sjs/n=32.13/2=16.065MVA,可选用两台额定容量为 20MVA 的变压器。 2.2.1.2 校验条件 1校验条件一： (n-1)Se 0.7Sjs；当一台最大容量的主变停运时，运行的一台应该能带 70%的综合最大负荷即： 20MVA 0.7Sjs =0.7*32.13MVA = 22.
11、5MVA 不满足要求 ，所以选 25MVA 变压器满足选择与校验条件。 2.2.2.相数选择 依据电力工程电气设计手册 3（电气一次部分）第 5 2 节“主变形式的选择”依据的原则：当不受运输条件限制时，在 330kV 及以下的变电所均应选用三相变压器。5 依据以上原则：玉环城关区 110kv 变电所应选用三相变压器。 2.2.3 绕组数量和连接方式的选择 1绕组数量选择原则：依据电力工程设计规范 3第 2.1.4 条规定，在具有三种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器。 2绕组连接方式：依据电力工程设计规范 3第 2.2.4 条
12、，变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有“ Y”和“”。高中低三侧绕组 如何组合，要根据具体工程来定。我国 110kV 及以上电压，变压器绕组都采用“ Y”型连接， 35kV 亦采用“ Y”型。 35kV 以下电压变压器绕组都采用“” 型连接， 新疆巴楚县 110kV 变电所电压等级为 110/10kV，连接方式采用 Y/接线方式。 2.2.4 主变阻抗和调压方式选择 1阻抗选择原则 变压器的阻抗实质是绕组漏抗。漏抗的大小，取决于变压器的结构和采用的材料，当变压器的电压比和结构型式，材料确定后，其阻抗大小和变压器容量关系不大，以电力系统稳定
13、和供电电压质量考虑，希望主变的阻抗越小越好，但阻抗偏小会使 系统短路电流增加，高低压设备选择困难。另外，阻抗大小还要考虑 变压器并列运行的要求，阻抗值的选择还需要从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系统内的调压手段和并联运行等方面综合考虑。 综上，选择“降压型”结构的变压器，绕组的排列顺序为自铁芯向外依次为低，中，高。高 低压侧的阻抗最大。 2调压方式的选择 变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器分接头，从而改变变压器变比来实现的。为保证本地区系统的电压质量，变压器选择有载调压的方式，因高压侧调节范围较大，所以分接头设在高压侧，又因为是三绕组 变压器，考虑到中、低压侧电压
14、的需要，在中压侧也应该设分接头。由于本变压器的高、中压侧不全是中性点直接接地系统，所以不能选用自耦变压器。 2.2.5 容量比 该变电所为区域性变电所，主要潮流为 10kV 侧，对于这种容量不大的变压器由于绕组带来的价格变化不大，所以变压器采用容量组合为 100/100/100。 2.2.6 冷却方式 采用三相风冷自然油循环的冷却方式。 6 2.2.7 电压级选择 变压器一次侧接电源，相当于用电设备，所以与线路额定电压相等；二次侧向负荷供电，相当于发电机二次侧，电压较额定电压高 10%，低压侧由于一般都采用无功补偿措施，所以也与线路额定电压一致。电压级选择为 110/10.5kV。 2.2.8
15、全绝缘，半绝缘问题 在 110kV 及以上的中性点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。110kV 侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。 10kV 侧为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。 查手册 P668 表 2-1-43 综合后选择变压器型号为 SFZ7 25000/110. 表 2-1 为 SFZ7 25000/110 具体参数一览表 型号（容量 kVA） 额定电压（ kV） 空载损耗（ kW） 空载电流（ %） 负载损耗（ kw） 连接组别 高
16、压 低压 0.8% 114 SFZ7-25000/110 110 10.5 9 YN， dll 第三章 电气主接线设计 3.1 电气主接线 3.1.1 电气主接线设计的基本要求 电气主接线是变电站电气部分主体结构，是电力系统网络的主要组成部分，它直接影响运行的可靠性灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护， 自动装置和控制方式的拟订，都有决定性的关系，对电气主接线的设计的基本要求，应包括可靠性，灵活性和经济性，以及扩建的可能性，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求，电气主接线应适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。 3.1
17、.2 各电压级主接线型式选择 表 3-1 110kV 主接线方案比较一览表 方案 项目 方案 内桥接线 方案 外桥接线 7 优点 高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 同方案 I 缺点 变 压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时投运。 桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。 出线断路器检修时，线路需较长期停运。 线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。 桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。 变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。 适用范围 适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。 适用于较小
18、容量的发电厂、变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短、故障率较少的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采外桥形接线。 此次设计，因待建变电所主供城市负荷，对供电可靠率要求较高，且变电所两条进线长度分别为 40kM 与 30kM，线路越长故障率越高，线路无穿越功率，变电所的两台变压器不需要经常切换操作，故采用方案 I：内桥接线。 表 3-2 10kV 主接线方案比较一览表 方案 项目 方案 单母线分段接线 方案 单母线分段带旁母 可靠性 用断路器把母线分段后，对重要用户可从不同段引出两个回路，可靠，由于是屋内布置，可采用手车式断路器，这样可保证进出线检修时不中断供电 对重要用户可以从不 同段引出
19、两个回路，可靠，且由于有旁路母线，检修出线断路器，可以不停电，供电可靠性高 灵活性 当一回线路故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电 当一回线路故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电 经济性 占地面积小，但小车投资多 占地面积大，多一旁路增加了投资 通过定性分析，进行技术比较，采用方案，屋内布置，且采用手车式开关柜的单层母线分段方式。 3.2 所用电设计 3.2.1 所用变电源数量及容量的确定 依据电力工程设 计手册 3第 3-10 节所述：枢纽变电站总容量为 60MVA 及以上8 的变电站，装有水冷式或强迫油
20、循环冷却的主变以及装有同步调相机的电站，均装设两台所用变压器。采用整流操作电源或无人值守的变电站均装设两台所用变，分别装在不同等级的电源或独立电源上。 容量应根据所用电负荷选择。所用变压器负荷计算采用换算系数法，不常运行及不经常断续运行的负荷均不列入计算负荷。 综合考虑各种因素，本站装设两台型号相同的所用变压器。 表 3-3 110kV 的所用电力负荷 一览表 设备名称 数量 每台容量 性 质 主变风扇 2 16 0.15kw 动力 生活消防供水泵 1 5kw 动力 屋内配电装置风机 1 1.1kw 动力 电焊 1 台 7.5kw 动力 生产综合楼空调 2 台 1.25kw 动力 UPS 电源
21、 1 1kw 动力 主控制室交流电源 1 3kw 动力 全所照明 10kw 照明 设备加热器 10 1kw 动力 直流屏 1 10.5kw 动力 根据电力工程电气设计手册 I 3 所用变压器负荷采用换算系数法，计算 所用变压器容量按下式计算： 211 PPKS 其中 1P 所用动力负荷之和（ kW） 2P 电热及照明负荷之和（ kW） k1 所用动力负荷换算系数，一般取 0.85 所以： S 0.85（ 0.15 2 16+1 5+7.5+1.1 1+1.25 2+1 1+3 1+10.5 1） +10+10 =30.09+10+10 =50.09 ( MVA) 故选择 S6-50kVA/10
22、kV 的所用变两台。 3.2.2 所用电源引接方式 依据电力工程设计手册 3第 3-10 节所述：当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线引接 1 2 个所用电源。这一所用电源引接具有经济性和可靠性较高的特点，所以本站所用变电源分别从 10kV 的两段上取得。 9 3.3 变压器中性点接地方式和中性点设计 4 依据手册第 2-7 节所述：电力网中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。 根据我国电 力系统要求，主变压器 110 500kV 侧采用中性点直接接地方式。 6 63kV电网采用中性点不直接接地方式，但当单相接地故障电容电流大于 30A（ 6 10kV）或 10A（ 20 63
23、kV）时，中性点应经消弧线圈接地。装消弧线圈时， 10kV 侧由于是“”型接线无中性点，故须加接地变，将中性点引出，以接消弧线圈，接地变的容量应大于消弧线圈的容量，一般，应在 6 10kV 级的每一级母线上安装型号一样，容量相同的接地变。 接地电容电流计算： 10kV 侧对地电容电流计算： Ic=0.1UeL=0.1*10.5*30=31.5A 超越实际施工的 20A 所以加消弧线圈接地。消弧线圈计算容量为： Q=kIc 3Ue =1.35*31.5* 35.10 =257.8kVA （补偿系数 k=1.35） 故选用 KD-XH01-315/10.5 消弧线圈 配 kSJD 200/80/1
24、0 接地变，代替上述所选择的 50kVA 的所用变。 3.4 无功补偿设计 3.4.1 无功补偿的意义 配电站装设的并联电容器装置的目的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容 性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。 3.4.2 无功补偿装置的容量确定 无功补偿装置的容量确定原则：依据电力设计技术规范 5第 1.0.3 条，电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对于35 110kV 变电站中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则或可按主变容量的 15%考虑。依据上述原则，玉环城关区变电所无功补偿的容量为： Q=2 25000 15%=2 3750（ kvar） 3.4.3 并联电容器装置的分组与接线 分组原则：并联电容器装置 的分组主要由系统专业根据电压波的负荷变化，谐波含量等因数确定。负荷变动不大时，可按主变台数分组，手动投切。 并联电容器装置的接线：电容器接线方式有星型和三角型两种方式，本设计选择双“ Y”型。电容器组每组内部接线采用先并后串方式，该接线方式优点在于当一台故障电容器用熔断器退出运行后，对该相容量的变化和故障电容器并联的电容器承受的工作电
