“龙泉市查丰造纸厂11010KV降压变电所”设计_开题报告

摘要：

变电站是电力系统中不可缺少的重要组成部分，它担负着电能转换和分配的任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，是联系发电厂和用户的中间环节。随着经济的发展，电网容量不断扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。110kv降压变电站是电网建设和电网改造中非常重要技术环节，所以做好110kv变电站的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110kv变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题，电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。因此110kv变电所的设计需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，110kv变电所电气主接线应要求简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑。因而，110kv变电站应从电力系统整体出发，力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。

关键词：变电所  安全 可靠  经济

我国110kv变电站从60年代出现在各地级市，当时负荷水平低，电网结构简单，电力建设投资少。随着经济的快速发展，电力负荷需求量增大，80年代开始建设较多复杂接线的变电站，且电气设备多以多油或者少油为主，占地面积大且维护成本高。进入90年代中期，有了更多的电气布置形式， GIS和COMPASS组合式电气设备、无油开关设备的应用，加上二次设备更加先进可靠，变电站逐渐实现无人值守，维护量小，安全可靠性能高。

面对电网建设的新问题需要新的观念，并不是设备越多越可靠，这样只会有更多的故障点，对输配电线路和一次设备进行必要的优化，使得布局更加简化，反而会提高电网供电的可靠性和安全性。我国变电站设计开始趋向于变电站接线方案简单，近期国内新建的许多110kV电压等级变电站采用GIS设备，优先采用单母线分段接线。特别是终端变电站（企业变电站）中，尽量采用线路变压器组接线等。大量采用新的技术，变电站电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关组合一体化的小型设备发展。近年来世界各国都相继开发、研制了各种类型的145-550 kV户外高压和超高压组合电器，也有越来越多的电站开始使用这样的组合电器设备。

线路变压器组接线又叫线路变压器T接线，其接线简单，占地少，对主变规模为3-4台的变电站也适用，在许多城市可以采用。由于线路变压器组适合于终端变电站，不适用于向其它变电站转供电的变电站，适用辐射式结构，但对于手拉手、环网的结构方式则不完全适用。因而，尚需采用其它接线方式与线路变压器组接线相配合使用。相比桥式接线，线路变压器接线具有可靠性优势明显，占地占地面积小，断路器数量少，投资成本小，扩建方便，继电保护简单等优点。T型接线可靠性指标优秀，运行方式灵活，既适用于终端变电站，也适用于中间变电站，具有桥接线、线路变压器组接线不可替代的作用。结合GIS组合电器的应用，也能消除使用断路器较多的缺点。

我国常规变电所主要问题是陈旧，占地面积大与现代城市建设不相适应，为了改变这种面貌，采用六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”（Gas Insulated Switchgear），它将一座变电站中除变压器以外的一切设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。110kV 配电装置采用GIS时，应满足三相共箱式布置；出线采用架空或电缆方式；GIS 间隔宽度应不大于1.5m；架空出线门型构架宽度8m。经过30多年的研制开发，GIS技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。目前，随着全球电力系统自身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高，GIS技术必将持续发展，并将成为本世纪高压电器的发展主流。

继电保护是保证电力系统安全、稳定运行的可靠保证。它能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。还可以检测电气设备不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号，减负荷或跳闸。

随着技术的进步，传统的继电保护装置正逐步被微机保护所取代，我国从70年代末即已开始了微机保护的研究。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。1989~1994，发电机失磁保护、发电机保护和发电机、压器组保护也相继通过鉴定，并投入运行。1991微机线路保护装置通过鉴定。微机相电压补偿式方向高频保护，正序故障分量方向高频保护分别于于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，并且应用于实际之中。

微机保护基于可编程数字电路技术和实时数字信号处理技术，从而实现电力系统的继电保护功能。目前，国内外已经研制出以32位数字信号处理器为硬件基础的保护、控制、测量、及数据通信一体化的微机保护综合控制装置，并将一些人工智能技术引入继电保护中，微机继电保护正沿着微机保护网络化、智能化、自适应和保护、控制、测量、信号、数据通信一体化的方向发展。

设计原始资料

（1）本变电站的电压等级为110/10kv，性质为企业变电站。由2个系统供电，且系统容量 S1=S2=50MVA，短路阻抗10.5%，S1,S2之间设备自投，并不同时向系统供电。

（2）考虑到远期建设，主变容量应选择计算负荷更大的。

（3）用户10kv侧负荷大小：总视在功率S=7275 kVA，总有功功率P=5820 kw，无功功率Q=4362kvar，功率因数cosφ均为0.8，Tc=4000h，同时系数0.8，需要系数取0.75~0.85。根据需要在10kv侧设无功补偿装置，使得cosφ=0.95，故无功补偿：Q’=2444kvar。无功补偿后，10kv侧实际视在计算负荷为6129kVA。

（4）负荷分类

厂内10kv电动机，若中断供电将可能造成重大设备损坏、产品报废，连续生产过程被打乱，需要很长时间才能恢复，在经济上造成重大损失，故属二类负荷；其他负荷属三类负荷。

10kv侧承载负荷

视在功率S

（kVA）

有功功率P

（kw）

电压等级

（kv）

功率因数

cosφ

负荷等级

电动机

4075

3260

10

0.8

二类

其他负荷

3200

2560

0.4/0.23

0.8

三类

总计

7275

5820

                                                                      

二类负荷4075 kVA，约占56%，三类负荷3200 kVA，约占44%。

（5）主变压器:

拟用两台三相双绕组油浸式变压器，户外布置，一用一备，以满足供电可靠性。

根据变压器选型方法，初定 S11-8000/110  额定容量8000 kVA，电压等级110/10.5kv，联接组标号YNd11，空载损耗9.0kw，短路损耗40.5kw，空载电流0.77%，短路阻抗10.5%，高压侧中心点接地。

（6）出线：

110kv：2回架空线，采用钢芯铝绞线LGJ-50，几何间距3m。距离上级电源S1/S2分别为L1=L2=50km。按经济电流密度选择导线截面50mm2，利用发热条件和机械强度加以校验。

10kv：2回电缆线，一用一备，采用交联聚氯乙烯绝缘电缆，直连用户10kv母线，距离本变电站L3=0.5km，根据发热条件选择导线截面S=95mm2，根据电压损失加以校验。

（7）接线形式：

110kv：单母线分段接线，变压变压器检修维护

10kv：单母线接线

（8）该地区自然条件：土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.7米处温度20℃；年平均气温25℃，最高气温42℃，最低气温14℃，最热月(8月)平均气温：34.2 ℃；最冷月(1月)平均气温：3.1℃；雷暴日：57日/年；当地海拔高度：600m。

（9）人文地理

位于城郊小镇，距城区约45km，省道横穿全镇，交通便利，设备运输、安装方便，总人口约有8300，居住较分散。变电所建造地应开阔，方便巡视管理。

二、^范文提纲

目录 

摘 要 

关键词 

1 绪论 

1.1 工厂现状及供配电要求 

1.2 变电所设计依据及规范 

1.3 用户原始资料 

2 负荷计算及变压器选择 

2.1 负荷计算 

2.2变电所位置和变压器型式的选择

3 变电所主接线方案设计 

3.1 变电所主接线方案 

3.2 进出线设计及说明 

3.3 导线截面选择 

4 短路电流的计算 

4.1 绘制短路计算电路 

4.2 短路计算基本过程 

4.3 主要电气设备的选择及校验 

5 主要电气设备的继电保护设计 

5.1 主变压器保护选择原则 

5.2 主变压器继电保护图 

5.3 进线保护设计 

6 防雷及接地装置设计 

6.1 变电所防雷保护 

6.2 变电所接地装置设计 

结 语 

参考文献

三、参考文献

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