山东宝华110-10KV降压变电所设计开题报告

我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多电厂变电站实现了集中控制和采用计算机监控。

变电站作为电力系统中必不可少的组成部分对整个系统的运行发挥重要的作用。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电器保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。以上的改变促使我国变电所的技术和管理的提高。

目前国内外110KV以上变电站及相当一部分35KV变电站都不同规模地拥有远动及自动化系统，未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。变电站自动化系统，不仅功能上满足了配电自动化的要求，而且集微机监控，数据采集和微机保护于一体，将调度自动化、继电保护、变电管理和通讯等综合为一体，做到硬件软件资源共享。实现了配电网自动化和城网变电所的遥控、通信、遥调的要求，并实现了变电所的无人值班运行。同时简化了变电所二次部分的硬件配置，减轻了施工安装和运行维护的工作量，降低了变电所的总造价和运行费用。随着科学技术的不断进步，断路器交流操作技术的成熟，保护和监控系统安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大，小型无人值班110KV变电所必然向”三无”（即无人值班、无房屋建筑、无电缆沟道）方向发展。无人值守变电站已成为现今发展的主流，设计指导思想是：提高电气设备的技术含量，减少土建工程规模，降低日常、运行、维护、检修工作量，建成近乎免维护型无人值守变电站。

当今世界各方面因素正冲击着全球电力行业，在国外变电所技术十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术；其次不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。

110KV降压变电站是电网建设和电网络改造中非常重要的技术环节，所以做好110KV变电站的设计是电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110KV变电站的建设中，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、无线电干扰和噪音等环保问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的要素。另外110KV以上变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能环保意识越来越强烈，克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后改造简单、资源在利用率高的要求，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以110KV以上变电所在世界上飞速发展，从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电行业。

^范文目录

目录

第一章  绪论 

第一节 工厂现状及供配电要求 

第二节 变电所设计依据及规范 

第三节 用户原始资料

第二章  10KV 侧负荷计算及 110/10KV 变压器选择 

第一节 负荷计算、 无功功率补偿计算 、用户主变 10KV 侧计算负荷 

第二节 110/10KV 变电所位置和主变压器型式的选择 

第三章  变电所主接线方案设计 

第一节 变电所主接线方案（含图） 

第二节 进出线设计及说明 

第三节 导线截面选择 

第四章  短路电流的计算 

第一节 绘制短路计算电路 

第二节 短路计算基本过程 

第三节 主要电气设备的选择及校验 

第五章  主要电气设备的继电保护设计 

第一节 主变压器保护选择原则 

第二节 主变压器继电保护图 

第三节 进线保护设计（含图）

第六章  防雷及接地装置设计 

变电所防雷保护 

变电所接地装置设计 

结 语 

摘要

本文主要进行110KV变电站设计，首先根据用户所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图的绘制。

关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择

第一章  绪论

第一节   工厂现状及供配电要求

公司主要生产经营高强度新型耐磨钢、防弹钢产品研发、制作、加工和应用；金属材料及金属制品；销售；煤炭；仓储、装卸搬运服务的专业性企业。努力响应国家建设资源节约型和环境友好型社会的号召，加快节能、减排、降碳步伐，围绕产品研发、项目策划、资源保障等方面进行优化设计，率先在国内成功开发薄规格耐磨钢，力学性能能、板形质量达到进口产品实物水平，摆脱了薄规格耐磨钢依赖进口的局面，现公司扩大生产厂区扩建为了满足公司发展的需要本公司决定新建一座110KV降压变电站。

布置原则：力求紧凑合理、出线方便、减少占地、节约投资。

同级电压线路不相互交叉。

各级电压出线顺畅，线路转角小。

在满足上述条件的基础上，优化站区布置。

站区总体规划在城镇规划协调的前提下，考虑地理位置、地形地势、地质条件、系统规划、建设规模、供排水条件、对外交通及大件运输等综合因素，根据工艺要求，出线走廊规划方向，施工和生活需要，按最终规模，远近结合，统筹规划。

110KV变电站工程建设规模厂区内计划两台110KV变压器，本期新上一台40MVA三相双绕组有载调压、油浸式、低损耗、自冷变压器。110KV出线回路数1回，10KV出线回路数8回，110KV架空线路长约600米，电缆线路路径长约400米，通信24芯光缆长约5千米，光通信及站内通信设备1套。

线路从110KV合华阳线22#起至宝华110KV变电站止，线路长度约1千米。本工程电力电缆技术参数YJLW02/110KV  1*500MM2长度约为1.3千米。

本变电站110KV及10KV设备短路电流水平分别按40KA及31.5KA选择。主变压器额定容量为40MVA，采用有载调压、油浸式、低损耗、自冷变压器；110KV采用户内GIS设备布置；10KV配电装置采用KYN28-12型户内移开式手车高压开关柜双列布置。

电气主接线为单母线接线，110KV进线1回。10KV电气主接线为单母线分段，出线8回，10KV新上无功补偿装置。110KV中性点按直接接地设计。

电气一次设备的防污等级按E级考虑。

总平面布置采用平行布置方案。变压器布置在主建筑一侧，为“一”字排列。110KV配电装置布置在主建筑二楼，并设有吊装平台。10KV配电装置布置在主建筑一层。

建、构筑物抗震设防烈度为Ⅶ度。

本工程T接线路采用单回进线，新架110KV线路全长约1千米，其中架空线路长约600米，电缆线路路径长约400米。

第二节   变电所设计依据及规范

变电所设计依据和规范遵循的标准如表2-1所示：

表2-1     变电所设计依据和规范遵循的标准

序号

文件名

编号

1

建设工程质量管理条列

国务院令279号

2

35KV~110KV变电站设计规范

GB50059-2011

3

中华人民共和国工程建设标准强制性条文  电力工程部分

4

建筑地基基础工程施工质量验收规范

GB50202-2002

5

工业建筑防腐蚀设计规范

GB50046-2008

6

建筑地面工程施工质量验收规范

GB50209-2010

7

混凝土结构设计规范

GB50010-2010

8

建筑地基基础设计规范

GB50007-2011

9

建筑结构荷载规范

GB50009-2001

10

混凝土结构工程施工质量验收规范

GB50204-2002

11

建筑抗震设计规范

GB50011-2010

12

火力发电厂与变电所设计防火规范

GB50229-2006

13

电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

GB50168-2006

14

电力建设施工及验收技术规范（焊接篇）

DJ5007-92

15

电力建设施工质量验收及评定规程（土建工程）

DL/T5210.1-2005

16

钢结构设计规范

GB50017-2003

17

钢结构工程施工质量规范

GB50205-2001

18

建筑设计防火规范

GB50016-2006

19

电力设备典型消防规程

DL5027-93

20

建筑灭火器配置设计规范

GB50140-2005

  用户原始资料

公司地处郊区工业园区，站址处在重度污染地区，要求变电站具有高度防污等级，加强户外的绝缘。该站地处寒冷地区，配电综合楼采用电暖气，电暖气可单室控制、能自动调控室内温度，电暖气的表面温度不高于75℃。

现公司拥有三条钢板生产线包括（淬火炉、回火炉、液压站、传动装置、冷却装置等），三条QXY2000BH 钢材预处理线，两条开平线校平设备，大折弯机，中折弯机，小折弯机，卷板机，火焰，加工中心数控机床，激光切割设备，等离子切割设备等。

负荷资料如表3-1所示。

表3-1       负荷资料表

电压等级

负荷名称

最大负荷(MW)

负荷组成（％）

COSФ

线长(KM)

一级

二级

三级

10KV

钢板生产车间1

3

15

55

30

0.85

0.3

10KV

钢板生产车间2

2.8

15

55

30

0.85

0.35

10KV

钢板生产车间3

3

15

55

30

0.85

0.6

10KV

钢材预处理车间

1.55

10

30

60

0.85

0.65

10KV

折弯机车间

2.81

40

60

0.85

0.85

10KV

开平和切割车间

2.47

10

30

60

0.85

0.8

10KV

公用动力配电所

1.2

10

30

60

0.85

0.5

10KV

职工生活区供配电所

0.8

30

70

0.85

1.1

注：表中负荷为最大负荷值，最小负荷为最大负荷的75％，负荷同时率取0.85～0.95.

110KV变电所和相关8个10KV变电所的地理位置分布如图3-1所示:

110/10KV降压变电所

                0.3KM                              0.35KM

钢板生产车间1钢板生产车间2

                          0.5KM

             0.6KM

公用动力配电所   0.65KM

钢板生产车间3                              钢材预处理车间

            

           0.85KM                    0.8KM

开平和切割车间

折弯机车间

           1.1KM

职工生活区供配电所

图3-1     110KV变电所和相关8个10KV变电所的地理位置分布      

参考文献 

【1】刘介才 工厂供电设计指导 机械工业出版社， 2017.1

【2】江苏省电力设计院 编著35-110KV无人值班变电所-典型方案设计  中国电力出版社， 2002.1

【3】许建安  王风华编 电力系统继电保护整定计算  中国水利水电出版社 ，2007.8

【4】贺家李 等编 电力系统继电保护原理  中国电力出版社，2018.4

【5】李瑞荣 短路电流实用计算  中国电力出版社，2003.4