110kV变电站综合自动化系统设计11000字.docx

I1OkV变电站综合自动化系统设计目录HOkV变电站综合自动化系统设计11原始设计资料21.1 设计内容21.2 研究任务213系统基本情况22负荷计算32.1 负荷计算方法32.2 各车间的负荷计算32.3 变电站总负荷计算53电接线设计53.1 电气主接线的设计要求53.2 主变压器的选择原则633主变压器台数的选择63.4 主变压器容量的确定63.5 主接线方案确定745®K电流的计算94.1 短路的原因及其后果94.2 短路电流的计算条件94.3 短路电流计算的方法与步骤104.4 三相短路电流计算105电气设备邮135.1 电气设备的选择原则135.2 高压断路器135.2.4IoKV高压断路器的选择与校验1553高压隔离开关的选择165.3.4IokV侧隔离开关的选择与校验175.4 互感器的选择185.4.4IokV侧电压互感器的选择205.5 电线电缆的选择205.5.3I1OkV侧导线的选择与校验216防雷、接地鼾226.1 防雷保护226.2 接地网设计25参考文献26摘要：变电所的建设非常重要，这对于我国的电力系统具有举足轻重的作用，本设计是根据工厂UokV变电站的基础理论现况制定的,设计的主要内容有以下几个方面首先，可以基于不同额定电压的负载来测量变压器的容：一是阐明主变压器的主要参数.二是基于主接线的可靠性和操作时的协调能力，选择合适的接线方法。并从经济角度出发，选择最佳的接线方法。三是根据主接线选择合适的短路故障点,并绘制等效网络图来进行短路计算C四是根据短路计算的结果，可以选出不同额定电压下的母线,高压断路器等元件，并对其进行校验，对于电路的保护万面由避雷器等元件的运行原理，还作出了变电站防雷保护的简略方案。关键词：变电站，电气自动化，IIOkV,电气主接线1原始设计资料1.1设计内容变电所建筑是一种土建结构复杂、施工管理难度较大、生产工艺管理系统严密的大型工业专用建筑。I1OkV区域降压变电所建设是我国电网建设改造和现代电网工程建设中非常重要的一个技术支撑环节，做好IIokV降压变电所的规划设计工作是当前我国现代电网工程建设的重中之重。本文所研究的对象现状如下：某工厂地处在距市区5km的区域。变电所选择的是三相双绕组变压器，它的视在功率是2x31.5MVA(1I010KV)oI1OKV恻IOKVff1Iokm,Jk33.5kaZ*恃建变电站(V)IJ图1.1系统小意图1.1 .1.1Systemdiagram1.2研究任务计算得出变压器中主要参数数据；由供电系统和电站以及电厂的具体状况，给出相应的主接线方案，此外，要根据每种方案的经济性来对比，来选择最合适的方案；发生常见的短路故障时，推算出系统中的电流数据；根据计算出的短路电流数据，选定合适的电力装置；由参数条件和计算出的数据得出防雷保护方案。13系统基本情况13.1 技术要求主变的视在功率：2×45MVA;电压等级：110105kv;主变压器：三相双绕组有载调压变压器，有载调压范围：110±8x1.25%10.5;输入输出线：11OkV二回，IOkv本期六回，远期十四回；负载的无功功率SSe=°8,应该于场站里补偿超过c°se=°95；所用大部分变压器都选择大接地电流系统；所用接地变压器：各部分都需要装设。13.2 供电方式IIokV侧有2侧供电，以单母线连接。13.3 负荷资料负荷的预计大小是2x315MVA,I1Okv侧双线输入，单母线分段联结。在IOkV侧输送电的时候，站点高压侧COSe°95,此次方案里，采用c。Se=0.95。应根据40kA的分段容量选择I1OkV的机器装置.根据315kA的分段容量选择IOkV机器装置下表I为每个车间的详细数据:表1各车间负荷分布Tab.1.11oaddistributionofeachworkshop车间名称有功功率(kW)破碎车间1341原料磨车间7180水泥磨车间14327煤磨车间1765窑头车间2047窑尾车间7090包装车间892公用车间7052负荷计算因为制造条件的变化和电力装置运行时间的改动，会导致厂站实际运作时，对应的负载也跟着时间推移而变化。通常而言电力负荷有如下二类：(I)电力用户，就是用电器械和单位的电能消耗。(2)电能消耗，就是电气器械和机组工作时损耗的电能。由送电可靠性对应的标准，任务方案中工厂的站点就是里面的二级负载。1.2 负荷计算方法在普通的变电站供电设计里，负荷会用这三种方法得出：利用系数法、需求系数法以及二项式系数法。本文中工厂的站点设备类别不少，实际上它们的容量差距并不算多。综上所述,这次的任务方案中应该使用需求系数法。所需系数法是计算出有功功率之后求得负荷的手段。下列为其运算时要用的公式：(1)有功功率：Pc=KjP.(1)(2)无功功率：QC=BXtane(3)视在功率：(4)电流:出XUN(4)1.3 各车间的负荷计算工厂每天生产5000吨的时候每一个车间负载的占比，如表2所示。由于水泥厂的各电力车间设备种类繁多，负荷计算也比较繁琐。下列为每个车间的负荷运算：(1)破碎车间：已知B=I341ZWcos=0.95Qc=月XtanaCoSo.95=1341×0.329=441.19kvarSc=P2c÷.2=13412+441.192=1411.71kVA(2)原料磨车间：已知.E=7180ZWCOSQ=O.95Qc=Pe×tanacos0.95=7180×0.329=2362.22kvarS”历谈=力18。2+2362.222=75586kVA水泥磨车间:已知：0°=14327&W,功率因数同上QC=Pc×tan«cos0.95=14327×0.329=4713.58kvar-=2÷2=143272÷4713,582=1508247kVA«)煤磨车间:已知C=1765&WCoSe=O.95Qc=BXtanaCOSO.95=1765×0.329=580.69kvarSr=C1+7=17652+580.692=1858.07kVA窑头车间.已知E=2047"WCOSe=°95Qc=PeXtanaCOSO.95=890×0.329=292.81kvarSc=P(2+Qc2=20472+673.462=2154.94kVA窑尾车间.口旬.R=7090ZWCOSe=O.9513U*Qc-Pe×tanacos0.95=7090×0.329=2332.61kvarSc=c2+2=70902+2332.612=7463.86kVA(7)包装车间:已知5.=892"WCoSe=O.95Qc=Pc×tanacos0.95=892×0.329=293.47kvarSc=J*Qt2=8922+293.472=939.04kVA(8)公用车间：已知.E=705&WCoSe=O.95Q1=Pe×tan«cos0.95=705×0.329=231.95kvarSC=2÷2=7052+231.952=742.18kVA下方是每_个车间的负荷运算数据:表2车间的负荷运算数据Tab.21oadca1cu1ationdataofworkshop序号车间P(kW)Q<(kvar)Sr(kVA)1破碎1341441.191411.172原料鹿71802362.227558.63水泥鹿143274713.5815082.474煤磨1765580.691858.075窑头2047673.462154.946窑尾70902332.617463.867包装892293.47939.048公用705231.95742.1823变电站总负荷计算要得出主变的容量就要先行得到总负荷的数据，运算需要公式(5):SC=Ks上(1+%)(5)仁COS9-同期系数,取09二%一-电网电损率，取5%变电站总负荷：8PSe=0.95(1+5%)=35161kVAc七0.95'变电站全部有功功率：«p318123P=KYP=0.9×(1314+7180+.+705)=31812.3kWCOS例=-÷=0.905>0.9rSC35161无需进行无功功率补偿。3电气主接线设计3.1 电气主接线的设计要求电气主接线的方案是现代电气设计的重要组成部分，对于电器主接线模式的方案选择,一般式考虑设备的可靠性要求，包含对电力系统以及变电所工作的经济性，整体在接线方式的选择方面具有非常高的要求,这里需要考虑到各种接线方式对未来的影响以及相应的工作模式的可控性。(1)可靠性对于可靠性则是电力系统的基本要求，对于电力传输的首要原则，此项要求的标准不能降低，对于电能传输的质量和可靠程度是决定未来电力系统的重要因素。(2)灵活性灵活性主要体现于对设备检修以及相应的调度的方便程度,未来的扩建也需要一定的灵活性。(3)经济性在考虑前面的可靠性和灵活性的必要性和前提下必须做到设备质量和产品价格的平衡和价格经济合理。3.2 主变压器的选择原则在本设计方案中,变压器是有着至关重要的地位的。它可以完成变电与输电的重要任务。(I)基本结构川1与匕联接方式是用于日常运行的通常方式。D)'川1联接时变压器会有很小的零序阻抗，站点发生单相接地故障的时候，会更加可靠地切除短路部分。所以在这次方案里我们选用HW11的联结组别。(2)调压方式通常情况下的方式是有无励磁调压以及负荷开关调压,对于负荷开关调压我们通常叫做有载调压，这次的方案设计就用的是这种方法。(3)冷却方式我们一般看到的为自然冷却法以及附加其他辅助设备冷却法,我们一定要基于其详细情况和容量大小去得出。所以，我们的任务方案采用的是自然冷却法。3.3 主变压器台数的选择通常情况下变压器的多少要针对多个角度去得出的。工厂里，除了水泥磨车间是归属二级负荷，别的都归属于三级负荷，而二级负荷应该用两个电源来输送电能，由此，本设计选用两台变压器O3.4 主变压器容量的确定拟定了主变之后，就要由校验时的各类变压器的不同参数来充分解析：S"(O.6O.7)KZS”0.6x42.357=25.4142MVA>25MVA0.7×42.357MVA>25MVA由于方案中采取的是两个主变，当其容量参数是S=25MVA的时候，我们发现这个数据不符合方案中的标准，那么就要采用高于其容量一级的设备，此时的容量是2X31.5MVAo加上地域温度对变压器参数的作用：p=(mamn)2=2.25Ko=(206)/100+1=0.9875Sn=31.5MVA25.7359MVA因此，我们采用的容量是31.5MVA的设备，下表为其具体参数数据：表3主变压器型号参数Tab.3Mode1andparametersofmaintransformer型号SZ1O-3