高压输电网及变电站C电气部分设计(1).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33.1 变电站位置33.2 电源分析33.3 气象资料33.4 建筑面积33.5 负荷计算33.5.1 负荷计算方法33.5.2 负荷统计43.5.3 无功补偿7第四章变压器的选择84.1 变压器的选择原则84.2 变压器台数的确定84.3 变压器容量的选择8第五章变电站电气主接线设计105.1 主接线的基本要求105.1.1 可靠性105.1.2 灵活性105.1.3 经济性105.1.4 简便性105.1.5 前瞻性105.2 变电站接线方案的提出115.2.1 单母线分段接线115.2.2 单母线接线115.3 主接线方案的确定12第六章短路电流的计算13第七章电气设备的选择与校验157.1 电气设备选择的原则157.2 高压断路器的选择与校验157.2.1 高压断路器的选择157.2.2 高压断路器的校验167.3 隔离开关的选择与校验167.3.1 隔离开关的选择167.3.2 隔离开关的校验177.4 互感器的选择177.4.1 电流互感器的选择与校验187.4.2 电压互感器的选择与校验187.5 母线的选择与校验197.5.1 母线的选择197.5.2 母线的校验19第八章继电保护218.1 继电保护的原理218.2 继电保护的要求218.3 继电保护装置的选择23第九章防雷保护设计249.1 雷电的危害249.2 防雷设计249.3 雷电侵入波过电压保护249.4 防雷计算25结束语26谢辞27参考文献28附录29第一章绪论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。城镇C变电站一次侧部分设计，主要是结合国家标准设计出合格的变电站，为该地区进行供电。在设计过程中，该城镇C变电站的用电设备、变压器、保护装置都应当符合国家标准。在设计过程中，要与实际相结合，加强经济性、合理性优化设计。在不造成资源浪费的情况下，进行设计。现如今，部分C变电站出线老旧化现象，因此次设计运用的设备应当满足当今电力系统发展的趋势，并对未来线路的扩展留有余地，设计出智能、高效、经济的新型城镇C变电站。第二章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。第三章资料分析3.1 变电站位置本次设计的城镇C变电站一次侧部分设计，除了符合设计标准以外，还应当符合国家标准。本变电站位处平原，在Xe市东郊，所在地为负荷密集区，食品厂以及居民住宅区。本次设计的变电站位于平原，海拔高度为71米，气压是IoOkPa,非强震区,因此在对变电站的设计过程中，布线方便，架空线路设计安全，接线方式可灵活设计运用。3.2 电源分析根据与供电局的协议，本变电站电源为某C干线提供，双电源进线，供电情况符合国家标准。该干线布线情况参照该区域总平面图，经济高效。电缆采用YJV22,横截面为四芯，由架空线路埋地接入厂区网。干线首段所装设的高压隔离容量为7000kVA,满足本次变电站设计的基本容量。断路器具有过流保护，整定的工作时间为1.5So3.3 气象资料本地区位处平原，北温带季风气候，该地区年均气温是14.3,该地区年均降雨量是649.8mm,X市最热月平均温度为27.5°C,最冷月平均气温为0.2。地址水文资料：该地区水资源主要来源于天然降水，海拔为71米，无霜期长，地处平原。3.4 建筑面积本次城镇2C变电站一次侧部分设计，所供电区域：S总8095.79/，S平4294.86/,建筑的高度为12.4m,室内外高差:0.3米。3.5 负荷计算3.5.1 负荷计算方法对该供电区域进行负荷计算，是本次设计的重中之重，对接下来配套设备的选择有很大作用。变压器的选择，要结合实际负荷情况进行选择，进而进行主接线的设计。调查该城镇C变电站的区域用电负荷，采用需要系数法，用以下公式进行计算叫对于单组用电设备也=KdBj(2-1)I=.SCC®(2-2)Qc=Pctan(2-3)SS=JE+G(2-4)其中，Kd为需要系数;4为设备容量；tan。为设备功率因数角的正切值。对于多组用电设备在用电过程中，电气设备不会同时使用，因此在进行负荷计算时，需要用到同时系数，以保证负荷的初步计算。兄=K>"(2-5)QC=KZqZ=Qa(2-6)j_SCc-(2-7)其中，n电气设备的数量；KEP是有功功率，、Kq为无功功率。在进行负荷计算时，Kd=°93.5.2 负荷统计表3-1该地区负荷统计表供电区域计算负荷(kVA)负荷类别供电方式回路数食品厂1488.8二级架空1居民区1242三级架空1服装厂