(完整版)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

(完整版)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（本科）電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)函授站：班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：日期：2011.12前言隨著社會(huì)生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，電力能源已成為了人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源之一。近年來(lái)，我國(guó)的電力工業(yè)也有了很大的發(fā)展，這對(duì)電業(yè)生產(chǎn)人員的素質(zhì)也提出了更高的要求。作為一名電力企業(yè)職工和一名電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生，我要科學(xué)合理地駕馭電力。因此，必須從電力工程的設(shè)計(jì)原則和方法上來(lái)理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和鞏固、提高所學(xué)知識(shí)的目的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是繼完成專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的總結(jié)和運(yùn)用，是一次綜合運(yùn)用理論和實(shí)踐相結(jié)合來(lái)解決工程問(wèn)題能力的訓(xùn)練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以將所學(xué)各門課程的理論知識(shí)和工作技能綜合復(fù)習(xí)和運(yùn)用一遍，可以培養(yǎng)我們獨(dú)立工作和獨(dú)立思考的能力，還可以通過(guò)方案的比較查閱各種手冊(cè)、規(guī)程、資料、數(shù)據(jù)等來(lái)擴(kuò)大知識(shí)面，了解國(guó)家的方針和政策，以便更好地適應(yīng)工作的需要。本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文共包括設(shè)計(jì)的任務(wù)、說(shuō)明、計(jì)算、圖紙等幾大部分，內(nèi)容是關(guān)于220KV變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。作者通過(guò)參考電力系統(tǒng)畢業(yè)指導(dǎo)書(shū)及老師的幫助，進(jìn)行了主接線方案的設(shè)計(jì)，選擇了主變的容量和型號(hào)，然后再通過(guò)短路計(jì)算，選擇和校驗(yàn)了電氣設(shè)備及母線，最后，為全廠配置微機(jī)繼電保護(hù)、進(jìn)行防雷的規(guī)劃等等。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以熟悉國(guó)家能源開(kāi)發(fā)的方針政策和有關(guān)技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則等，樹(shù)立工程設(shè)計(jì)必須安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)。鞏固并充實(shí)所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)，能夠靈活應(yīng)用，解決實(shí)際問(wèn)題。初步掌握電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)工程的設(shè)計(jì)流程和方法，能獨(dú)立完成工程設(shè)計(jì)、工程計(jì)算、工程繪圖、編寫(xiě)工程技術(shù)文件等相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)。培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是和刻苦鉆研的工作作風(fēng)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到南京工程學(xué)院陳躍、程桂林老師的指導(dǎo)和幫助，在此深表感謝！設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是進(jìn)行220kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：確定主接線方案，選擇主變的容量和型號(hào)，進(jìn)行短路計(jì)算，選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備及母線，為全廠配置微機(jī)繼電保護(hù)，進(jìn)行防雷規(guī)劃等等。在設(shè)計(jì)中，我們遵循了以下原則：1.安全可靠性原則：電力系統(tǒng)的安全可靠性是最重要的，必須考慮各種可能的故障和事故，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2.經(jīng)濟(jì)性原則：電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到經(jīng)濟(jì)效益，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。3.先進(jìn)性原則：電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮到最新的技術(shù)和設(shè)備，使用最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用了最新的技術(shù)和設(shè)備，確保了系統(tǒng)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，我們也在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)，提高了自己的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)。1.本變電所位于城市近郊，為開(kāi)發(fā)區(qū)的煉鋼廠和附近地區(qū)提供電力。2.本變電所的電壓等級(jí)為220kV、110kV和10kV，其中220kV為電源電壓，110kV和10kV為二次電壓。3.本變電所的電源來(lái)自對(duì)側(cè)220kV變電所的雙回線路和另一系統(tǒng)的雙回線路，中壓側(cè)110kV母線向煉鋼廠送出2條線路，低壓側(cè)10kV母線向地區(qū)負(fù)荷送出11條線路。4.該變電所所處地勢(shì)平坦，交通便利。5.該地區(qū)年最高氣溫為40℃，最熱月平均最高氣溫為36℃。10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下：-煉鋼廠為重要負(fù)荷，22條回路，最大負(fù)荷為42000kW，功率因數(shù)為0.95，重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)為50%。-機(jī)械廠和礦機(jī)廠為重要負(fù)荷，各有2條回路，最大負(fù)荷分別為1900kW和900kW，功率因數(shù)均為0.91，重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)分別為70%和40%。根據(jù)公式Smin=Qd/(12C*Ioo*Tdz)，其中S為導(dǎo)體截面，Qd為短路電流的熱效應(yīng)，C為熱穩(wěn)定系數(shù)，Ioo為穩(wěn)態(tài)短路電流，Tdz為熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間。假設(shè)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間tb=0.05s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間為tkd=0.06s，則短路電流持續(xù)時(shí)間為tr=tb+tkd=0.05+0.06=0.11s。周期電流熱效應(yīng)Qp=Qk=(I"2+10I2(t2)+It2)t1/2=(14.452+1014.452+14.452)2.112=438.55KA2·S。考慮短路電流非周期分量，查表Ta=0.05，Qnp=Ta*I"2=0.05*14.452=10.44KA2·S，Qk=Qp+Qnp=438.55+10.44=448.99KA2·S。根據(jù)公式θW=40+(70-40)1154.71523.56=40+22.7，查表C=90，則Smin=448.99/(12*90*1.5*1.1)=2.58mm2。根據(jù)給定的公式，計(jì)算所需的母線截面面積和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。首先，計(jì)算母線所需的截面面積。將給定的數(shù)值代入公式中，得到所需的截面面積為396.9平方毫米。該截面面積滿足母線正常發(fā)熱的要求。接下來(lái)，進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)給定的公式，計(jì)算出所需的熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面。將短路電流持續(xù)時(shí)間和其他數(shù)值代入公式中，得到所需的熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面為237.76平方毫米。由于所選的導(dǎo)線截面面積為396.9平方毫米，因此滿足熱穩(wěn)定要求。最后，進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。根據(jù)給定的公式，計(jì)算出母線截面系數(shù)。將給定的數(shù)值代入公式中，得到母線截面系數(shù)為2.5×10-5立方米。根據(jù)變壓器出口短路時(shí)的電流值，計(jì)算出慣性半徑。由于頻率大于155HZ，因此β=1，不考慮母線共振問(wèn)題。最終得出母線截面系數(shù)符合動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的要求。)=1.05×20000(√3×110)=52.5(A)選電流互感器型號(hào)LCWB2-110W,額定變比2005，準(zhǔn)確度級(jí)0.2,ｐ級(jí)．5.2.310KV電流互感器選擇最大長(zhǎng)期工作電流：Igmax=1.05×Se(√3Ue)=1.05×2000(√3×10)=5.25(A)選電流互感器型號(hào)LCWB2-10W,額定變比2005，準(zhǔn)確度級(jí)0.2,ｐ級(jí)．確定方案：根據(jù)電壓互感器和電流互感器的技術(shù)要求，我們選用了不同型號(hào)的電壓互感器和電流互感器。220KV電壓互感器采用三只單相電容式電壓互感器，型號(hào)為YDR-220，額定變比220√３0.1√３0.1√３，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3P級(jí)，額定容量150VA，最大容量1200VA。110KV電壓互感器采用三只單相電容式電壓互感器，型號(hào)為YDR-110，額定變比110√３0.1√３0.1√３，準(zhǔn)確度級(jí)0.5、3P級(jí)，額定容量150VA，最大容量1200VA。10KV電壓互感器采用三相五柱式電壓互感器，型號(hào)為JSJW-10，額定變比10√３0.1√３0.1，準(zhǔn)確度級(jí)0.5，額定容量120VA，最大容量960VA。電流互感器的選擇也滿足了技術(shù)要求，具體型號(hào)分別為L(zhǎng)CWB2-220W、LCWB2-110W和LCWB2-10W，額定變比2005，準(zhǔn)確度級(jí)0.2，ｐ級(jí)。這樣的方案能夠滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，并且在正常工作條件、短路穩(wěn)定性、承受過(guò)電壓能力等技術(shù)條件及一定的環(huán)境條件下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。9.510KV線路保護(hù)配置PSL-641是一種成套線路保護(hù)裝置，基本配置包括電流保護(hù)、電壓保護(hù)和三相重合閘。該保護(hù)裝置包含兩個(gè)CPU插件，一個(gè)用于保護(hù)和重合閘功能，另一個(gè)用于人機(jī)接口。兩個(gè)CPU插件相互獨(dú)立，所有保護(hù)和自動(dòng)化功能均由軟件實(shí)現(xiàn)。十、防雷規(guī)劃為了防止直擊雷，220KV和110KV配電裝置采用避雷針，而10KV配電裝置則采用獨(dú)立避雷針。為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。為了防止雷電侵入波對(duì)設(shè)備絕緣造成的危害，采用避雷器?？紤]到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于磁吹避雷器，且沒(méi)有間隙，保護(hù)特性好沒(méi)有工頻續(xù)流、滅弧等問(wèn)題。因此，220KV、110KV和10KV系統(tǒng)均采用氧化鋅避雷器。10.1避雷器選擇在選擇避雷器時(shí)，需要考慮持續(xù)運(yùn)行電壓、標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓等因素。220KV和110KV母線的避雷器選擇型號(hào)是電壓190KV、持續(xù)運(yùn)行電壓116.8KV，標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓320KV和電壓103KV、持續(xù)運(yùn)行電壓58.4KV，標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓200KV的避雷器。10KV母線的避雷器選擇型號(hào)是HY5WZ2-16.550，工頻參考電壓20KV，持續(xù)運(yùn)行電壓13.2KV。設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號(hào)220KV母線-電壓190KV、持續(xù)運(yùn)行電壓116.8KV，標(biāo)準(zhǔn)雷電波殘壓320KV110KV母線-電壓103KV、持續(xù)運(yùn)行