电力系统分析课程设计96000

1、电力系统分析课程报告题目HOKV 变电站设计专业：学号：一 学生: 指导老师:目录摘要01. 变电站发展的历史与现状 112设计背景12 变电站负荷计算和无功补偿的计算32.1变电站的负荷计算32.2无功补偿的目的33 元件的选择53.1变压器的选择53.2高压断路器的选择53.3 高压隔离开关的选择63.4配电设备及保护设备的选择74.主接线的方案与分析114.1单母线114.2单母线分段接线114.3电气主接线的确定115短路电流的计算125.1短路计算126变电站二次回路方案的确定156.1二次回路的定义和分类156.2二次回路的操作电源156.3电气测量仪表及测量回路167.总结16附录18110KV变电站设计摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅 速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、 更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在 供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分

2、，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从 电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将 电能安全、可靠、经济的输送到 每一个用电设备的转设场所。110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变 电所担负的任 务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进 行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线， 进行短路电流计算。选择变电站高低压 电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步 设计包括了： （1）总体 方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设 计与系统接线 方案选择。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域 中，通过新技术 的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环 节也同样在新技术领域得到了充 分的发展。关键词：变电站、负荷、输电系统、配电系统1. 变电站发展的历史与现状1.1概况 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻 重的作用

3、， 如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；而且 随着社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供 应。建国以来，我国的电力事业已经获得了长足 的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网 自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与 管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和 电能重新分配的繁 重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变 电站自动化既是实现自动化的重要基 础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化 EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装 置及远动装置 等）利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制 和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术 在变电站领域的综合应用，它可以收集较齐全的数据和信息。它具

4、有功能综合化、，设备、操作、监 视微机化，结构分布 分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站 小型化、智能化、扩大监视围及变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了现代化 手段和基础保 证。1.2设计背景 本地区的供电系统是主要由水电供电，即使在最枯的月份，系统供电也能满足本 地区的 负荷需要。建站模式：（1）变电站类型：11kv变电工程（2）主变台数：两台（3）电压等级：110kv、35kv、10kv（4）出线回数和传输容量110kv出线4回:本变A地13000kw5.5kmLGJ120本变系统13000kw70kmLGJ120本变-B地13000kw30kmLGJ 1 20备用一回35kv出线6回：本变A地5000kw5.5kmLGJ95本变C地5000kw10kmLGJ95本变D地10000kw12kmLGJ95 （两回）备用两回10kv出线10回：本变E地2500kw5.5kmLGJ95本变-F地2000kw70kmLGJ95 （两 回）本变-G地2000kw30kmLGJ95本变H地2500kw5.5kmLGJ95本变-：地1500kw70km

5、LGJ95本变J地1500kw30kmLGJ95备用三回2. 变电站负荷计算和无功补偿的计算2.1变电站的负荷计算各组负荷的计算：(1) 110KV出线的负荷计算1. 有功功率P=2 P=13000 3=39000 KW2. 无功功率 Q=P tg =39000 0.62=24180 KVAR3. 视在功率 S= =45888 KVA35kv出线负荷计算：1. 有功功率 P=2 P=5000 2+10000 2=30000 KW2. 无功功率 Q=P tg =30000 0.62=18600 KVR3. 视在功率 S=、P2 Q2 =35298 KVA(3) 10KV出线负荷计算1. 有功功率 P=2 P=2500 2+2000 2+1500 2=12000 KW2. 无功功率 Q=P tg =12000 0.62=7440 KVR3. 视在功率 S= . P2 Q2 =14120 KVA式中：艺P:每组设备容量之和，单位为kw； Cos=0.85,:功率因数(4) 总负荷的计算：1. 有功功率P 艺=2 P=39000+30000+12000+98=81098 KW2. 无功功率Q

6、艺=2 Q=24180+18600+7440=50220 KVAR3. 视在功率S2 =P2 Q2 =95388 KVA2.2无功补偿的目的电力系统中的无功功率就是要使系统中无功电源所发出的无功功率与系统的无功 负荷及网络中的 无功损耗相平衡；按系统供电负荷的功率因数达到095考虑无功功率平衡。无功补偿的目的是系统 功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失，这一些原因是电力系 统基本的常识，在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于9(本次设计要求功率因为为0.95以上),因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容 器补偿无功。(1) 无功补偿的计算1计算考虑主变损耗后的自然因数CosLP1=P2 + PbQ1=Q2 + Qb,2 2Cos仁 P1 / P O2. 取定补偿以后的功率因数：Cos2为0.95：3. 计算补偿电容器的容量：Qc=K1P 艺(tg 1+ tg 2)式中：K1=0.8 0.94. 计算补偿电容器的个数：Nc=Qc / qc式中：qc单个电容器的容量，单位kavr。按照3的整数倍取定补偿

7、器的个数Nc s,然后计算出实际的补偿容量：Qc s = Nc sqc5计算补偿以后实际的功率因数，补偿后实际的功率因数大于0.9为合理cose 2= P E/P 2(QxQC) 210KV : COS 10.9选COS 1=0.9来考虑：P=81098 KWS=81098- 0.90=90010KVAQ=90010X tg 仁 19000 Kvar110KV:COS 20.85选COS 2=0.85来考虑；P=81098KWS=81098- 0.85=95294 KVAQ=95294Xtg 2=31110 Kvar故主接线采用两台高压并联补偿电容器，每台主变安装一台。电容器组的额定容 量：4.8Mvar, 单Y接线。3-元件的选择3.1变压器的选择为了保证每年电容按10%的增长，并在10年能满足要求，并按下例方案进行综 合考虑：1. 明备用方式，即2台主变压器的容量都满足要求，任何情况下都只有1台运行, 两台主变压器互相备用。2. 暗备用方式，即2台主变压器的容量之和满足要求。正常情况下两台主变运行， 故障情况下一台运行，因此，每台变压器的容量应满足安全用电的要求，即负荷的供电，般要

8、求能满足全部负荷的70%-8%。P=70% 81098=56768.6 KW;S=56768. 0.8=70960.75 KVA表3.1主变压器的选择额定容量电压组合及分接围联接组标号短 路损耗 KW高 中/高低 /中低空载损耗KW空载电流%)变压器型号(短路电压(%)KVA局压KV中压KV低压KV高 中/高 低/中 低80000110土 5X1.25%38.5土 2 X5%10.5YN,d1127/83/1914.21.26SFSI1- 8000/ 11017.5/10.5/6.53.2高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器 和真空断路器。(1) .高压断路器的主要参数:额定电压：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有 关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示，$卬饪八unIn ；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器 能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路 器的分、合闸时 间：表示断路器的动作速度。(2) 选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校 验短路容量， 热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择：选择户外或户，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额 定电压选择：应 该大于或等于所在电网的额定电压，艮UN U；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作 电流，即：In iar_m ；校验高压断路器的热稳定性：It2t ls2tima ；校验高压断路器的动稳定性：M ish ；校验高压断路器的断流容量(或开断电流)：熔断断流容量按Sn.Z-2校验；根据上述分析并查资料：断路器选择SF6 110W型高压六氟化硫断路器；3.3高压隔离开关的选择(1) .高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备

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