高压输电网及变电站C电气部分设计.docx

论文题目：高压输电网及变电站C电气部分设计摘要在电网的供电质量需求日趋增大，经济的发展和人民生活水平提高的同时，我国对城镇和农村的电网建造非常重视。在当今国内电力系统中，C变电站的运用十分广泛。C变电站是将一次侧电压变为0.4kV,通过降压变压器的运用，完成对输电电压的升降。所以，城镇和农村的C变电站建造就成为了国家拉动城镇和农村经济发展的基本动力。电力系统中，最重要的一部分就是变电站。一个电力系统是否稳定运行，其最重要的一点是看变电站是否能稳定运行。因此，变电站的设计性能极为重要，本文主要涉及C变电站一次侧部分设计。内容包括变电站原始资料、负荷计算、设备的选择（母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器），继电保护规划，厂区的避雷设计。本次设计，主要结合变电站的运行情况，研究背景，如何使变电站高效、经济、安全运行进行设计。本次城镇C变电站电气一次部分设计，结合变电站的原始资料，所用负荷的分析，从而确定变压器的容量，根据所选的接线方案，选择两台S11-3150/10变压器作为本次设计的变压器。其中设备的选择与校验均符合国家标准,本次设计联系实际情况，具体问题具体分析，完成城镇C变电站的一次侧部分设计。关键词：变电站，负荷计算，短路电流，防雷ABSTRACTWiththeincreasingdemandforpowersupp1yqua1ity,economicdeve1opmentandimprovementofpeop1e,s1ivingstandards,Chinaattachesgreatimportancetotheconstructionofurbanandrura1powergrids.Intoday'sdomesticpowersystem,Csubstationsarewide1yused.Csubstationistochangetheprimarysidevo1tageto0.4kV,andcomp1etetheriseandfa11oftransmissionvo1tagethroughtheuseofstep-downtransformer.Therefore,theconstructionofCsubstationsinurbanandrura1areashasbecomethebasicdrivingforceforthecountrytopromotetheeconomicdeve1opmentofurbanandrura1areas.Inthepowersystem,themostimportantpartisthesubstation.Whetherapowersystemcanoperatestab1ydependsonwhetherthesubstationcanoperatestab1y.Therefore,thedesignperformanceofthesubstationisextreme1yimportant.Thispapermain1yinvo1vesthedesignoftheprimarysideoftheCsubstation.Thecontentsinc1udesubstationorigina1data,1oadca1cu1ation,equipmentse1ection(bus,disconnector,currenttransformer,vo1tagetransformer,1ightningarrester),re1ayprotectionp1anning,and1ightningprotectiondesignofthep1antarea.Thisdesignmain1ycombinestheoperationofthesubstationandtheresearchbackgroundtodesignhowtomakethesubstationoperateefficient1y,economica11yandsafe1y.Inthisprimarye1ectrica1designofCurbansubstation,thetransformercapacityisdeterminedbycombiningtheorigina1dataofthesubstationandtheana1ysisofthe1oadused.Accordingtothese1ectedwiringscheme,twoS11-3150/10transformersarese1ectedasthetransformersforthisdesign.These1ectionandca1ibrationofequipmentcomp1ywithnationa1standards.Thisdesignisbasedontheactua1situationandspecificana1ysisofspecificprob1emstocomp1etethedesignoftheprimarysideofurbanCsubstations.Keywords:substation,1oadca1cu1ation,shortcircuitcurrent,1ightningprotection目录摘要IABSTRACTII第一章绪论1第二章C变电站概括22.1 建设C变电站的意义22.2 国内外发展状况2第三章斐料分析43.1 变电站位置43.2 电源分析43.3 气象资料43.4 建筑面积43.5 负荷计算43.5.1 负荷计算方法43.5.2 负荷统计53.5.3 无功补偿8第四章变压器的选择94.1 变压器的选择原则94.2 变压器台数的确定94.3 变压器容量的选择9第五章变电站电气主接线设计H5.1 主接线的基本要求115.1.1 可靠性115.1.2 灵活性115.1.3 经济性115.1.4 简便性115.1.5 前瞻性115.2 变电站接线方案的提出125.2.1 单母线分段接线125.2.2 单母线接线125.3 主接线方案的确定13第六章短路电流的计算14第七章电气设备的选择与校验167.1 电气设备选择的原则167.2 高压断路器的选择与校验167.2.1 高压断路器的选择167.2.2 高压断路器的校验177.3 隔离开关的选择与校验177.3.1 隔离开关的选择177.3.2 隔离开关的校验187.4 互感器的选择187.4.1 电流互感器的选择与校验197.4.2 电压互感器的选择与校验197.5 母线的选择与校验207.5.1 母线的选择207.5.2 母线的校验20第八章继电保护228.1 继电保护的原理228.2 继电保护的要求228.3 继电保护装置的选择24第九章防雷保护设计259.1 雷电的危害259.2 防雷设计259.3 雷电侵入波过电压保护259.4 防雷计算26结束语27谢辞28参考文献29附录30第一章绪论由于各地地区环境的不同，因此在部分地区开展能源资源站建设的效果并不理想，比如部分天气严寒地区和高海拔地区，由于建设基站和高压线路，容易受到外界的天气损害风化，在当地建设覆盖的网络不够广泛，因此能源建设并不能够满足当地的能源消费。目前我国大量能源资源的出产地主要是东北、西北和西南等区域，当地有大量的石油、煤矿、电力等资源储备，我国资源丰富产地出产的资源不但能够满足当地的资源需求，同时还有多余资源能够供应其他地区，目前我国对于资源需求较大的地区主要在东南区域，东南区域具有一系列的大城市，在我国用电量排行前列，东部经济发达地区对于电力能源的需求远高于东北和西北，西南等区域，因此为了将多余的资源进行有效的输送，我国需要具备实现远距离传送的资源网络，如何实现对于能源的有效远距离传送成为了我国电力网络发展的一大重要问题。我国国家电网针对目前我国资源生产分配不均匀的现状，提出了将特高压电网作为骨干发展全国电力网络的电网建设目标和发展方向，特高压输电具备比传统输电网络，更大的传输容量，更远的传输距离，更低的线路损耗，更少的空中布置网络线路等等优点，特高压输电指的是电流交流在IoOO千伏，直流在±800千伏及以上的高压电系统，特高压输电主要是通过电网的同步连接实现，因此必须要建设同步电网，才能够实现特高压交流输电特高压交流输电虽然具有能够有效提升传输能力，传输能力，具备较高经济性等等优点，但是凭借现有的技术却难以保证特高压输电系统的稳定性和可靠性。电网的设置和形态的发展主要由我国的国情和我国的技术水平决定，目前实现全国电网同步已经成为了未来电网发展的主要趋势，通过全国电网同步扩大能够有效的发挥，对于各地电网资源的有效调控，同时还有利于大规模的加入清洁能源，减少对于不可再生能源的浪费，统一各地的电力市场。第二章特高压输电网及C变电站概括2.1 建设C变电站的意义我国现处于高速发展阶段，在当今各行各业发展的背景下，供电安全是非常重要的一点。供电的可靠性，是各行各业发展的基础。在电力系统中，C变电站是最重要的一个环节。建设城镇C变电站，是为了给居民用户、厂区进行供电。由于当今我国，电力系统的发展，变电站作为关键的一环，主要起接受电能和输送电能的作用。该城镇C变电站的设计顺应时代发展的潮流，实现主机控制与传统变电站供电系统的结合，运用数字化保护装置，直接对变电站进行控制。由于用电负荷的上升，设计变电站也是为了满足实际用电情况的需求，该变电站的设计会改善该地区的用电使用情况。使该地区用电更为安全，线路维护具有保障，降低供配电成本，提高电力运用效率。2.2 国内外发展状况现如今，我国电力系统高速发展，但我国的变电站的智能化程度与国外还有很大的差距。国外变电站多为，智能化无人值班模式。国内变电站在有些情况下，还需要人工的操作。因此当今国内变电站正向着，智能自动化方向发展，尤其是减少操作人员与供电线路的直接接触。变电站数据实时传送，继电保护装置的微机化，通过计算机对电网进行控制，实现保护的自动化。因此在对C变电站的设计过程中，加强自动化控制，不断优化供电方式，设计出高效，便捷，经济的现代化变电站。自从特高压交流输电研发以来，国内国外都在加强对于特高压交流电应用的研究，其中为了有效应用特高压输电线，对特高压输电线开展继电保护是无法摆脱的一个重要问题，因此国内外学者都将研究的一大重点放在对特高压输电线路继电保护的问题研究上，针对特高压输电线路继电保护的研究主要分为两个部分，一部分是基础理论分析，另一部分是电网实际应用。一开始学者针对特高压输电的研究主要是根据目前特高压输电工程的特点而实施的相应配套继电保护设施，之后学期开始认识到这个严肃点线路运行的特殊要求条件因此国内外学者开始进一步提出特高压输电线路，在常规情况和特殊情况下应该采取全面保护方法，针对特高压输电网络运行的研究越来越丰富和全面，已经攻克了不少影响特高压输电线路运行的难题，但是有部分问题还欠缺足够的研究来解决，本文尝试借助目前国内外学者研究的成果作为基础，进一步的分析特高压输电线路开展继电保护的问题和解决策略。目前随着我国各地区用电需求不断增强，电力系统也因此不断发展壮大,在许多用电需求巨大的经济发达地区，我国设置的特高压输电线路和系统，用以保障当地的经济发展。如今我国在电网建设当中，为了满足不断增强的电力资源，需要开始将特高压输电线路作为开展电力网络建设的基本架构，因此需要不断的加强对于特高压输电线路的研究，分析探讨如何保证特高压输电线路的继电保护，保障各地区的稳定持续安全用电。第三