1、 毕业论文（设计 ） 110KV 变电所设计 2011 年 5 月 目 录 摘 要 . I 概 述 . II 第一部分 设计说明书 . 1 第一章 负荷分析 . 1 1.1 负荷的分类 . 1 1.2 负荷曲线与最大负荷利用时间 . 1 1.3 本设计中的负荷分析 . 1 1.4 本设计中的负菏分析本地区负荷情况 . 2 1.5 35KV 及 10KV 各侧的负荷大小 . 2 第二章 主变压器的选择 . 4 2.1 主变台数的确定 . 4 2.2 主变容量的确定 . 4 2.3 主变相数选择 . 4 2.4 主变绕组数量 . 4 2.5 主变绕组连接方式 . 5 2.6 主变的调压方 式 .
2、5 2.7 变压器冷却方式的选择 . 5 第三章 无功补偿装置的选择 . 7 3.1 补偿装置的意义 . 7 3.2 无功补偿装置类型的选择 . 7 3.3 无功补偿装置容量的确定 . 8 3.4 并联电容器装置的分组 . 8 3.5 并联电容器装置的接线 . 8 第四章 电气主接线的初步设计及方案选择 . 10 4.1 电气主接线的概括及分类 . 10 4.2 110KV 侧主接线的设计 . 11 4.3 35KV 侧主接线的设计 . 11 4.4 10KV 侧主接线的设计 . 11 4.5 主接线中的设备配置 . 12 第五章 各级配电装置的配置及接地装置 . 14 5.1 配电装置 .
3、14 5.2 接地装置 . 15 第六章 短路电流计算的目的及结果 . 16 6.1 短路电流计算的目的 . 16 6.2 计算结果 . 16 第七章 电气设备选择 . 17 7.1 电气设备选择的概述 . 17 7.2 110KV 侧断路器的选择 . 18 7.3 110KV 隔离开关的选择 . 19 7.4 敞露母线的选择 . 19 7.5 110KV 电流互感器的选择 . 19 7.6 电压互感器的选择 . 20 7.7 高压开关柜的选择 . 20 第八章 继电保护规划及整定 . 24 8.1 主变压器保护规划与 整定 . 24 8.2 线路保护的规划 . 24 8.3 母线保护规划 .
4、 25 第九章 变电站的站用电 . 26 第二部分 计算说明书 . 27 第一章 三相短路计算 . 27 1.1 计算各阻抗标值 . 27 1.2 110KV 侧发生三相短路： . 28 1.3 35KV 侧发生三相短路时的计算 . 29 1.4 10KV 侧发生三相短路时的计算 . 30 第二章 不对称短路电流计算 . 32 2.1 各元件的序电抗 . 33 2.2 两相短路 . 33 2.3 单相短路 . 34 2.4 两相接地故障 . 35 结束语 . 37 参考文献 . 38 大连海洋大学毕业设计 摘要 I 摘 要 本设计 首先根据毕业综合实践与设计指导书的内容，拟题目，方案。通过所学
5、知识，参考相关资料进行设计。 分析负荷发展趋势，从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，从安全、经济及可靠性方面考虑，确定了 110KV、35KV、 10KV 的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器的台数、容量及型号，最后根据短路电流的计算结果，对主要电气设备进行了选择，从而完成了 110KV 降压变电站部分的设计。 在设计中，用到的知识要点和选用规则条件，并配以相应 的计算，以达到对设计思路的进一步剖析，使设计内容更清晰易懂，为保证知识理论的严紧性，参考了大量的相关的理论知识书籍，精心摘选，保证语言上的简明扼要，通
6、俗易懂，并提高设计本身的可读性，保证了设计的质量。 关键词： 变电站，变压器，接线 大连海洋大学毕业设计 概述 概 述 1所址情况 变电站位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔 200 米，最高气温 40，最低气温 -18，年平均气温 14，最热月平均最高气温 30，土壤温度 25。 2 系统情况如下图 待设变电站 10KV 2 30km 110KV 4 240MVA 4 200MW (1 200MW) 75km80km220KV Xc=0.04 Sj=1000MVA 2 120MVA cos =0.06 Xd =0.167 注：括号内为最小运行方式 大连海洋大学毕业设计 第
7、一章 负荷分析 1 第一部分 设计说明书 第一章 负荷分析 1.1 负荷的分类 1. 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失，属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。 2. 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线路供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。 3. 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求 ，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 1.2 负荷曲线与最大负荷利用时间 1.负荷曲线
8、由于用户用电的随机性，电力系统的负荷是时刻在变化着的，相应的电力系统的功率分布、母线电压、功率损耗以及电能损耗等也在变化。因此，在分析计算电力系统的上述运行参数时，首先必须了解负荷随时间的变化规律。 用户、变电站、发电厂及电力系统的负荷随时间变化的规律，通常以负荷曲线来表示。一般用直角坐标系的横坐标表示时间，以小时、日、月等为单位；纵坐标表示有功功率、无功功率、视在功率或电流。 为了简化计算和便于在运行中绘制负荷曲线， 常把连续变化的负荷看成在测量的那一小段时间内不变，因此，负荷曲线常被绘成阶梯形。 知道了整个电力系统的日负荷曲线，电力系统的调度管理部门就可以据此制定日发电量计划。 2.最大负
9、荷利用时间 将用户全年所取用的电能与一年内的最大负荷相比，所得的时间称为用户年最大负荷利用时间。 1.3 本设计中的负荷分析 市镇变 1、 2：市镇变担负着对所辖区域的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。 大连海洋大学毕业设计 第一章 负荷分析 2 煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出 等等，若煤矿变一旦停电就可 能造成人身死亡，所以应属一级负荷。 化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。 砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力
10、供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。 镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。 机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。 纺 织厂 1、 2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。 农药厂：农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。 面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。 耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。 1.4 本设计
11、中的负菏分析本地区负荷情况 电压 负荷 名称 每回最大负荷（ KW） 功率因数 回路数 供电方式 线路长度（ KM） 35KV 乡镇变 1 乡镇变 2 汽车厂 砖厂 6000 7000 4300 5000 0.9 0.92 0.88 0.85 1 1 2 1 架空 架空 架空 架空 15 8 7 11 10KV 乡区变 纺织厂 1 纺织厂 2 纺织厂 3 加工厂 材料厂 1000 700 800 600 700 800 0.9 0.89 0.88 0.88 0.9 0.9 3 1 2 1 1 2 架空 电缆 架空 架空 架空 架空 5 3 7 4 5 2 1.5 35KV 及 10KV 各侧的
12、负荷大小 大连海洋大学毕业设计 第二章 主变压器的选择 3 1. 35KV 侧 P1 6000+7000+4500 2+4300 2+5000 35600KW Q1=6000 0.48+7000 0.426+4500 0.62 2+4300 0.54 2+5000 0.62=19186Kvar 2. 10KV 侧： P2 1000 3+800 2+700+800 2+600+700+800 2 9800KW Q2=1000 3 0.48+700 0.512+800 0.512 2+800 0.54 2+ 600 0.54+700 0.48+800 0.48 2=4909.6Kvar P P1+
13、 P2=35600KW+9800KW=45400KW Q= Q1+ Q2=19186+4909.6=24095.6Kvar 所以： S（ 454002+24095.62） 1/2 51398KVA 考虑线损、同时系数时的容量： S2=51398 0.8 1.05=43174.3KVA 大连海洋大学毕业设计 第二章 主变压器的选择 4 第二章 主变压器的选择 2.1 主变台数的确定 对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站应装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，故主变设为两台。 2.2 主变容量的确定 （ 1）主变压器容量一般按变电站建成后 5-10 年的规
14、划负荷选择，并适当考虑到远期 10-20年负荷发展。对城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。 （ 2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70 -80。此变 电站是一般性变电站。 有以上规程可知，此变电站单台主变的容量为： S= S2 0.8=43174.3 0.8=34539.48KVA 所以应选容量为 40000KVA 的主变压器。 2.3 主变相数选择 （ 1）主变压器
15、采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。 （ 2）当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电站，均应采用三相变压器。 社会日新月异，但今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等已不成问题，故由以上规程可知， 此变电站的主变应采用三相变压器。 2.4 主变绕组数量 在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的 15以 上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值： 高压侧： K1=(35600+9800) 0.8/40000=0.90
16、.15 中压侧： K2=35600 0.8/4000=0.70.15 低压侧： K3=9800 0.8/40000=0.20.15 由以上可知此变电站中的主变应采用三绕组。 大连海洋大学毕业设计 第二章 主变压器的选择 5 2.5 主变绕组连接方式 变压器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 、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。 我国 110KV 及以上电压，变压器绕组都采用 Y0连接； 35KV 亦采用 Y 连接，其中性点多通过消弧线圈接地。 35KV 及以下电压，变压器绕组都采用连接。 由以上可知，此变电站 110KV 侧采用
17、 Y0接线， 35KV 侧采用 Y 连接， 10KV 侧采用接线。 主变中性点的接地方式： 选择电力网中性点接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方 式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。 35KV 系统， IC=10A； 10KV 系统， IC=30A（采用中性点不接地的运行方式） 35KV： Ic=UL/350=35 (15
18、+8+10 2+7 2+11)/350=6.8A10A 10KV： Ic=10 (5 3+7 2+4+5+7 2)/350+10 (2 2+3)/10=8.2A30A 所以在本设计中 110KV 采用中性点直接接地方式， 35、 10KV 采用中性点不接地方式。 2.6 主变的调压方式 调压变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范 围通常在 +5以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达到 +30。 对于 110KV 及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。 由以上可知，此变电站的主变压器采用有载调压方式。 2.7 变压器冷却方式的选择 主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫 导向油循 环冷却。 小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。 故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。 附：主变型号的表示方法 第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料。 第一部分：相数 S-三相； D-单相； 第二部分：冷却方式 J-油浸自冷； F-油浸风冷； S-油浸水冷； G-干式； N-氮气冷却；
