內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文、專(zhuān)題實(shí)驗(yàn))任務(wù)書(shū)姓名專(zhuān)業(yè)電力系統(tǒng)班級(jí)電力11指導(dǎo)教師題目 110KV地區(qū)變電站電氣設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1、待設(shè)計(jì)的變電站為一重要的地區(qū)降壓變電站2、該變電站進(jìn)線為兩回110KV母線,出線經(jīng)聯(lián)絡(luò)變壓器降為35KV和10KV兩種電壓等級(jí)供該變電站所處地區(qū)負(fù)荷用電。3、35KV母線上有兩回進(jìn)線，出線五回，預(yù)留備用空間間隔，每條線路最大輸送容量100MVA。4、10KV母線上有兩回進(jìn)線，出線八回，每條線路最大輸送容量為80MVA。5、變電站自用電壓為10KV。6、在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)阻抗值為0.1。說(shuō)明書(shū)(論文、實(shí)驗(yàn))主要內(nèi)容1、通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案比較，確定電氣主接線形式；2、進(jìn)行短路電流計(jì)算，知道潮流分布；3、選擇主要的電氣設(shè)備；4、自用電電氣主接線的設(shè)計(jì)；5、繪制所設(shè)計(jì)的電氣圖；圖紙要求按照制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣圖紙如下：1、110KV地區(qū)降壓變電站電氣主接線圖一張。（用一號(hào)圖紙畫(huà)出）2、自用電電氣主接線圖一張。（用一號(hào)圖紙畫(huà)出）對(duì)學(xué)生綜合訓(xùn)練方面的要求論文前要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)題目、認(rèn)真閱讀任務(wù)書(shū)，明確具體論文任務(wù)和內(nèi)容，備好設(shè)計(jì)相關(guān)資料。仔細(xì)分析、準(zhǔn)確比較、認(rèn)真閱讀、保證質(zhì)量充分發(fā)揮主動(dòng)能動(dòng)性，獨(dú)立完成論文任務(wù)完成期限自2013年11月25日至2013年12月15日備注:說(shuō)明書(shū)用A4紙打印出來(lái)，封面用學(xué)院統(tǒng)一的畢業(yè)設(shè)計(jì)封面。簽發(fā):日期:110KV地區(qū)變電站電氣設(shè)計(jì)摘要電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力。本設(shè)計(jì)是某發(fā)電廠110KV地區(qū)降壓變電站的電氣設(shè)計(jì)。以發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、繼電保護(hù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)為理論依據(jù)，主要對(duì)該廠變電站高壓部分進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。設(shè)計(jì)步驟主要包括：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算、方案比較、供電方式確定、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)整定以及防雷接地等內(nèi)容。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活需要對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電所是極為重要的。關(guān)鍵詞：變電站設(shè)計(jì)，變電站電器主接線，短路電流計(jì)算符號(hào)說(shuō)明C—電容器HL—光字牌G—發(fā)電機(jī)PF—頻率表L—電抗器、線圈、線路PV—電壓表K—繼電器QF—斷路器M—發(fā)電機(jī)QS—斷路器R—電阻器SA—轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S—開(kāi)關(guān)SB—按鈕開(kāi)關(guān)T—變壓器SC—切換開(kāi)關(guān)V—二極管、穩(wěn)壓管、晶壓管TA—電流互感器W—母線TM—電力變壓器ARC—自動(dòng)重合閘裝置TV—電壓互感器FA—具有瞬時(shí)動(dòng)作的限流保護(hù)器件VT—三極管FU—熔斷器LC—合閘線圈HC—綠燈LT—跳閘線圈HR—紅燈XB—連接片目錄第一章主變壓器的選擇11.1概述11.2主變壓器容量的確定11.3主變壓器臺(tái)數(shù)的確定2第二章電氣主接線的選擇42.1選擇原則42.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求及原則4TOC\o"1-3"\h\u96642.3變電站的各側(cè)主接線方案的擬定③、有足夠的安全距離6.2高壓配電裝置6.2.1110kV配電裝置110kV為本變電所的高壓側(cè)，主接線采用雙母線分段帶旁路母線接線方式，宜用屋外型布置。因本變電站為終端變電站，不受土地面積的限制，所以采用普通中型布置方式。中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，母線所在水平稍高于電器所在水平面，構(gòu)架高10m。6.2.25kV配電裝置35kV為本變電所的中壓側(cè)，主接線采用雙母線分段帶旁路母線接線方式，屋外普通中型布置，單列布置，構(gòu)架高7.3m，母線構(gòu)架5.6m，每個(gè)間隔5.2m，間隔與間隔之間為2米。6.2.310kV配電裝置10kV為本變電所的低壓側(cè)，主接線采用單母線分段接線方式，進(jìn)出線共10回，其中6回為架空線路，4回為電纜出線，并預(yù)留2個(gè)電纜出口。規(guī)程上要求：6～10kV配電裝置一般均為屋內(nèi)布置，當(dāng)出線不帶電抗器時(shí)，一般采用成套開(kāi)關(guān)柜單層布置，當(dāng)出線帶電抗器時(shí)，一般采用三層或二層布置。由短路計(jì)算和設(shè)備的選擇中可知，本設(shè)計(jì)中10kV出線不帶電抗器，所以采用成套配電裝置開(kāi)關(guān)柜單層布置。不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。配電裝置的型號(hào)為KYN8-10（F）型金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜。KYN8-10（F）型金屬鎧裝移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜，由柜體和手車(chē)兩大部分組成。柜體的外殼及各功能單元的隔板均采用鋼板彎制螺紋緊固件聯(lián)接而成。手車(chē)的面板為開(kāi)關(guān)柜的面板，當(dāng)手車(chē)在運(yùn)行位置時(shí)其外殼防護(hù)等級(jí)為IP30，當(dāng)手車(chē)在試驗(yàn)位置時(shí)防護(hù)等級(jí)為IP20。開(kāi)關(guān)柜用金屬薄板分隔為手車(chē)室、母線室、饋電室。各室均有壓力釋放通道，環(huán)氧樹(shù)脂澆注的觸頭座是手車(chē)室與母線室、饋電室的聯(lián)絡(luò)媒介，保證手車(chē)在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)三室隔離防護(hù)等級(jí)為IP20。手車(chē)室與母線、饋電室兩室間設(shè)置有金屬隔離活門(mén)，手車(chē)推入時(shí)活門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，手車(chē)退出時(shí)關(guān)閉并閉鎖。繼電器箱為獨(dú)立箱體，室內(nèi)右操作走廊2.5m，維護(hù)走廊1.5m，總長(zhǎng)33.6m寬6.5m。

6.2.4其它圍墻設(shè)置實(shí)體圍墻。高度2m，所內(nèi)道寬4m采用水泥混凝土路面，道路轉(zhuǎn)變半徑為4m，變壓器儲(chǔ)油坑距變壓器1m，補(bǔ)償電容器室電容器雙層布置，面積8*6.5m2，主控室面積9*10m2，主控室布置在10KV配電裝置旁邊，是有利于觀察110KV及35KV屋內(nèi)配電裝置。6.3小結(jié)

配電裝置是變電站的重要組成部分，是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)及測(cè)量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的，用來(lái)接受和分配電能的裝置。

配電裝置可分為屋內(nèi)配電裝置、屋外配電裝置和成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置主要用于35KV及以下，有特殊要求時(shí)，110～220KV也可采用；屋外配電裝置主要用于110KV及以上；成套配電裝置目前主要用于屋內(nèi)，SF6全封閉組合電器主要用于110～500KV配電裝置。第七章無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)無(wú)功電源和有功電源一樣是保證系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全供電不可缺少的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)用戶(hù)所消耗的無(wú)功功率大約是它們所消耗的有功功率的50~100%。另外電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率損耗也很大，在變壓器內(nèi)和輸電線路上所消耗掉的總無(wú)功功率可達(dá)用戶(hù)消耗的總無(wú)功功率的75%和25%。因此，需要由系統(tǒng)中各類(lèi)無(wú)功電源供給的無(wú)功功率為總有功功率的1~2倍。由無(wú)功功率的靜態(tài)特性可知，無(wú)功功率與電壓的關(guān)系較有功功率與電壓的關(guān)系更為密切，從根本上來(lái)說(shuō)，要維持整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平就必須有足夠的無(wú)功電源。無(wú)功電源不足會(huì)使系統(tǒng)電壓降低發(fā)送變電設(shè)備達(dá)不到正常出力，電網(wǎng)電能損失增大，故需要無(wú)功補(bǔ)償。7.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與基本要求無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑瓌t(1)根據(jù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定按主變?nèi)萘康?0%～20%進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；(2)分級(jí)補(bǔ)償原則，按主變無(wú)功損耗減去電纜充電功率確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘浚磺?0KV和110KV側(cè)電壓不能低于標(biāo)稱(chēng)電壓；(3)在輕負(fù)荷（2%～30%主變?nèi)萘坑?jì)時(shí)）時(shí)由于電纜充電功率的影響，其充電功率與補(bǔ)償功率近似抵消；無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕疽?1)電力系統(tǒng)的無(wú)功電源與無(wú)功負(fù)荷，在各種正常及事故運(yùn)行時(shí)，都應(yīng)實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無(wú)功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。(2)在正常運(yùn)行方式時(shí)，突然失去一回線路，或一臺(tái)最大容量的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，或一臺(tái)最大容量的發(fā)電機(jī)（包括失磁）之后，系統(tǒng)無(wú)功電源事故備用的容量方式及配電方式，應(yīng)能保持電壓穩(wěn)定和正常供電，避免出現(xiàn)電壓崩潰；在正常檢修運(yùn)行方式時(shí)，若發(fā)生上述事故，應(yīng)允許采取切除部分負(fù)荷或并聯(lián)電抗器等必要措施，以維持電壓穩(wěn)定。(3)對(duì)于110KV及以上系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。7.2補(bǔ)償裝置選擇及容量確定補(bǔ)償裝置的確定(1)同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)供給感性的無(wú)功功率起無(wú)功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率起無(wú)功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸收）無(wú)功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，但是調(diào)相機(jī)的造價(jià)高，損耗大，維修麻煩，施工期長(zhǎng)。(2)串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：在長(zhǎng)距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定度。但對(duì)負(fù)荷功率因數(shù)高（＞0.95）或?qū)Ь€截面小的線路，由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。(3)靜電補(bǔ)償器補(bǔ)償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電抗器可吸收無(wú)功功率，兩者結(jié)合起來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無(wú)功功率的靜止補(bǔ)償器，與同步調(diào)機(jī)相相比較，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗小，但相對(duì)串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，其造價(jià)高維護(hù)較復(fù)雜，一般適用以較高的電壓等級(jí)500KV變電所中。(4)并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器是無(wú)功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡(jiǎn)便可靠等優(yōu)點(diǎn)，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于本次設(shè)計(jì)的變電站為110KV降壓變電站，以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋?lái)選擇，以上四種均能滿(mǎn)足要求，但是在經(jīng)濟(jì)和檢修方面來(lái)考慮，首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補(bǔ)償裝置。而原始資料可知，補(bǔ)償裝置主要補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功容量及平衡主變損耗。所以選擇并聯(lián)補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償裝置容量的選擇(1)負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量計(jì)算參考《電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算》第202頁(yè)，利用電容器改善功率因數(shù)需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量為：（4-1）式中：——負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o(wú)功量（Kvar）——母線上的最大有功負(fù)荷（KW）——補(bǔ)償前的最大功率因數(shù)角（）——補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)角（）——由所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o(wú)功值（Kvar/KW）則本站所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功值為：（其中功率因數(shù)是由0.85補(bǔ)償?shù)?.9）(4-2)(2)電容器型號(hào)的選擇參考《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)-電氣一次部分》997頁(yè)，選擇電容器如下表：表4-1電容器參數(shù)型號(hào)額定電壓（KV）額定容量（Kvar/KW）2400參考文獻(xiàn)[1]

劉維仲.《中小型變電站-電氣設(shè)備的原理與運(yùn)行》，科學(xué)出版社，1991.[2]

何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析（上）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，[3]

何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析（下）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，[3]

范錫普.發(fā)電廠電氣部分.北京：中國(guó)電力出版社，1995[4]

曹繩敏.電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料.北京：水利電力出版社，1995[5]

陳躍.電力工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南.北京：中國(guó)水利水電出版社，2003[6]

李玉盛,馬良玉,牟道槐.《發(fā)電廠-變電站電氣部分》，重慶大學(xué)出版社，1996。[7]

劉介才,工廠供電(第四版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007致謝在李老師精心指導(dǎo)下，110KV地區(qū)變電站電氣設(shè)計(jì)終于圓滿(mǎn)完成了，在此對(duì)李老師在本次設(shè)計(jì)中給與的幫助表示衷心的感謝！本人對(duì)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)以及相關(guān)課程有了更深一步的了解，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和李俊瑞老師的悉心教導(dǎo)，使自己的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平得到了提高。本次電力系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，使我系統(tǒng)地了解了電力系統(tǒng)變電站的各種設(shè)備。比如變電站的主接線原理，各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，怎樣選擇主接線、選擇什么樣的主接線既節(jié)省投資、又能滿(mǎn)足供電可靠性和負(fù)荷的要求。通過(guò)本次對(duì)降壓變電站電氣部分的改造設(shè)計(jì)，使我對(duì)變電站以及電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、操作運(yùn)行有了更深一步的了解，同時(shí)也是一個(gè)把自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)得以施展、驗(yàn)證的機(jī)會(huì)，從中找出自己的不足，也使自己