杭州士兰公司11010KV降压变电站的电气设计_开题报告

1．摘要

电力是一种能源，它将电能转化为其他形式的能源，被普遍应用于全世界的

各行各业，当前社会各产业的发展，以及国防科技等都离不开电力的供应保障。我国改革开放40年以来，用电量结构中，工业生产发展一直占据主导地位，2017年工业用电量占全社会用电的70.7%。同时，对电力能源的要求也越来越高，不仅仅是电力能否正常供应，而且要求电力供应须具备更高的安全性、可靠性，以及对发电设备耗能原料的环保也有更高的要求。本文选取笔者所在工作单位建设本企业专用的110/10KV降压变电站电气设计部分来展开分析研究，通过对电气设计部分的研究，判断该变电站电气设计的合理性，以及本设计的优点和存在的不足之处，为后续同级的变电站建设提供技术支持。变电站的建设，除了电气的设计和安装，还包括建设地地理环境等因素，土建部分的施工标准相关内容，但在本^范文内不做详述。

2.用电单位和用电现状简介

首先简要介绍一下企业的基本情况。杭州士兰公司地处杭州下沙经济技术开发区，是杭州士兰微电子股份有限公司（股票代码：600460）旗下的一家从事半导体集成电路（生产原材料：硅片）生产的制造型企业。上半年美国电子行业巨头宣布停止对我国中兴公司的芯片供应事件，使我们强烈的意识到我们的半导体行业“缺芯少魂”的尴尬境地。作为半导体制造的士兰公司也深感责任和使命的重大，面对国际发达国家在生产设备、生产工艺上的封锁，企业逆风而行，在行业内做着自己的贡献。通过电子相关课程的学习以及业内人士都知道，半导体制造与其他某些生活用品制造不同，它是通过科学家们的研究，需要很高的科学技术才能完成制造。制程中，软件上需要很高的工艺技术，硬件上需要高精密的机器设备、恒温恒湿的生产车间、各种化学品、冷却水、纯水等等的供给保障。而这一切都需要在电力的基础上来实现，如果电力供应不稳定，就会造成大量的在制品报废，企业会遭受到很大的经济损失。目前企业得到国家的行业协会和地方政策的双重支持，已经实现6吋片、8吋片在产，12吋片生产项目正在建设的美好发展前景。

之前企业的电源来自与其他企业共用的变电站，由于变电站总的用电负荷和电气设备，及其他企业的原因，会不规律的出现电力供应有污闪的现象。这个现象让本企业很是头疼，每一片硅片上都数百万计的芯片在制，每次跳电都会使企业承担产品报废带来的成本损失以及无法按时交货的风险。企业在得到政府和电力部门审批同意后，计划建设自己企业专用的变电站，供变电站设计使用的原始资料如下：

1）企业用电负荷：由于企业所属行业的特点，如果停电会给企业带来巨大的财产损失，所以企业的负荷等级为二级负荷，要求功率因数为0.9。企业持续的生产运行，且生产规模还在逐渐扩大，根据以往实际用电统计情况，每年夏季企业用电负荷均为高峰，2018年夏季高温时段，企业用电荷为历年最高，达到37MW，即新建专用变电站必须满足此需求，并且要考虑企业未来5-10年用电持续增长的需求。

2）变电站电压等级：本变电站采用全户内设计，一次侧（进线）额定电压UN=110KV，三相短路电流13.77KA，短路容量2624.05MVA，二次侧（出线）额定电压UN=10KV。

3）出线方式：110KV侧和10KV侧均为地下电缆出线，110KV侧采用内桥接线方式；10KV侧采用单母线分段接线方式。

4）110KV侧上级电源：本变电站采用两路进线，一路来自上级220/110KV文津变电站，引线距离约为4.5KM；另一路来自上级220/110KV白洋变电站，引线距离约为1.1KM；阻抗标么值为0.24；上级电源110KV端至本变电站110KV端采用截面为630平方的YJLW-03型电缆，通过查表，该电缆的阻抗为0.0283Ω/KM。

5）10KV侧用户分布：本站选址在企业厂房用地的东北侧，即10KV侧用户分布在本站的南侧、西侧、以及西南侧，到南侧车间变电所电力输送距离约为60米，到西南侧车间变电所电力输送距离约为150米至300米不等，到西侧车间变电所，也是电力输送最长的距离约为400米，用电情况分布如下：

电压等级

用户名称

用电负荷（MW）

线长（米）

10KV

A车间

    4

   300

B车间

    5

   250

C车间

    5

   150

D车间

    4

   200

E车间

    5

   400

F车间

    3

    60

动力车间1

4

   200

动力车间2

    4

   200

其他用电

    2

   250

6）变电站建设地环境：本变电站为士兰公司内部专用，选址在公司内部进行建设，建设地距离马路约50米，不临近居民生活区，无危化品以及易燃易爆物品的存放和使用，对工程施工建设和后续使用中的维护都比较方便。本地年最低温度约为0℃，最高温度38℃，年平均温度17.5℃。查浙江电力系统污区分布图（2014版），变电站选址地的污秽等级属于D1级（爬电比距28mm/kV），本变电站主要设备绝缘等级应取与室外相同，即D级上线D2级（30mm/KV）。10KV户内高压开关柜中的元器件与其支柱绝缘件的外绝缘爬电比距按全工况设计，纯瓷绝缘件外绝缘爬电比距不小于1.8cm/kV，环氧树脂绝缘件外绝缘爬电比距不小于2.0cm/kV。

变电站设计建设中使用的主变压器、接地变兼站用电变压器、110KV GIS组合电器设备（主变间隔、母设间隔、进线间隔、内桥间隔）、SVG静止无功补偿器（充电柜、功率柜、控制柜）以及它设备参数和选用，将在后续的正文中做阐述。

关键词：电气设计，设备选用，电气主接线，GIS，无功补偿

二、^范文提纲

绪论

工厂现状及供配电要求

变电所设计依据及规范

工厂用户原始资料

（二）负荷计算及变压器选择

1．负荷计算

2.变压器选择

（三）变电站主接线方案设计

1. 变电所主接线方案

2. 进出线设计及说明

3. 导线截面选择

（四）短路电流的计算

1. 绘制短路计算电路

2. 短路计算基本过程

3. 主要电气设备的选择及校验

（五）主要电气设备的继电保护设计

1. 主变压器保护选择原则

2. 主变压器继电保护图

3. 进线保护设计（含图）

（六）防雷及接地装置设计

1. 变电所防雷保护

2. 变电所接地装置设计

致谢

三、参考文献

[1]汪雄海.供配电技术教程.电气工程学院.2014年12月

[2]赫尔曼.科赫.GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)原理与应用.北京：机械工业出版社.2017.3

[3]周浩等编著.电力工程.出版社.2007.6

[4]中国电力行业标准DL/T621-1997:交流电气装置的接地.北京：中国电力出版社.1998

[5]2018/国网能源研究院有限公司编著.中国电力供需分析报告.北京：中国电力出版社.2018.6

[6] 2017/国网能源研究院有限公司编著.国内外电网发展分析报告.北京：中国电力出版社.2017.11

[7]辽宁电力建设监理有限公司编.110KV及以下变电站电气工程施工常见缺陷与防治图册.北京：中国电力出版社.2016.10

[8]国家电网公司基建部组编.国家电网公司输变电工程标准工艺（三）工艺标准库.北京：中国电力出版社.2012

[9]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布.GB50148-2010电气装置安装工程 电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范.2010-5-31

[10] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布.GB50149-2010电气装置安装工程 母线装置施工及验收规范.中国计划出版社.2010.5

 [11]DOE. Electricity in North America Baseline and Literature Review. Washington DC,2016.