曹庄工业园区110-10KV降压变电所电气部分设计-开题报告

A.文献综述

1.研究背景

随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。

正确地选择电器是使电器主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。

首先，变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来研总的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。 

变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障，油箱内部故障包括相间短路，绕组的匝数短路和单相接地短路，外部故障包括引线及套管处会产生各相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流油面降低和过励磁等。

其次，电流互感器的选择我们需要综合几个要素：（1）为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依照具体情况（如符合是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相或三相配置。（2）对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。（3）为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。（4）为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器已装在发电机中性点测。

2.原始资料

本次所设计的课题是曹庄工业园区110/10KV降压变电所电气部分设计，该变电所是工业园区重要的降压变电所，它主要担任110kV及10kV两电压等级功率交换，把接受功率全部送往10kV侧线路。

本所位于曹庄工业园区北侧，所址工程情况良好，具有110kV、及10kV两个电压等级，110kV侧以接受功率为主，10kV主要用于所用电以及变电站工业园区负荷。

(1)系统至城中变110KV母线的短路容量为3984MVA

（2）变电所位置分析

待建的曹庄工业园区110/10KV降压变电所向工业园区的加工厂、机械厂、棉纺厂、药棉厂、水厂、化工厂供电。110KV进线2回，在10KV侧有10回出线，变电所的选址一般要求地势平坦且交通方便，以便施工和设备的运输。本变电所占地面积3720平方米。

(3)待建城中变电所有关资料；110KV进线2回。

负荷情况 10 KV出线10回 ：  

加工厂1回，1.5MW/回，4KM；

机械厂2回，1.2MW/回，3KM；

药棉厂1回，2MW/回，3KM；

棉纺厂2回，1.8MW/回，4KM；

水厂  2回，1.6MW/回,2.5KM

化工厂2回，2MW/回，3KM；

功率因数为0.85  。最大负荷利用小时数：T=5000h/年。

3.负荷计算

变电所进行电力设计的基本原始资料是根据各用电负荷所提供，但往往这些统计是不齐全的，所以在设计时必须考虑5到10年的负荷增长情况并如何根据这些资料正确估计变电所所需要的电力、电量是一个非常重要的问题。负荷计算直接影响着变压器的选择，计算负荷是根据变电所所带负荷的容量确定的，预期不便的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择变电所电力系统供电线路的导线截面，母线的选择，变压器容量，断路器，隔离开关，互感器额定参数的依据。

计算方法：根据原始材料给定的有功功率P、功率因素COS，求出无功功率Q=P*tan 

=+++……+

=+++……+

计算负荷:，为需要系数一般取0.85。

根据原始资料：，则

加工厂1回：

机械厂2回：

药棉厂1回：

棉纺厂2回：

水厂2回  ：

化工厂2回： 

      

=16.7MVA

B.论文提纲

1.原始资料

2.负荷计算

3.主结线的设计

4.主变压器的选择

5.变电站运行方式的确定

6.电气设备的选择

6.1　断路器的选择

6.2　隔离开关的选择

6.3　电流互感器的选择

6.4　电压互感器的选择

6.5　熔断器的选择

6.6　无功补偿装置

7.配电装置

7.1继电保护装置

7.2变压器保护

7.3母线保护

7.4线路保护

7.5自动装置

C.参考文献

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[3]王志文,智雨,王道鑫.110kV总降压变电所工程用电优化设计[J].  科技资讯. 2015(18)

[4]王照春. 10kV降压变电所设计[J]. 通讯世界. 2019(02)

[5]纪留利.  110KV降压变电站电气设计[J].黑龙江科技信息. 2012(09)

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[7]许桧,王赫玲,任守涛.  110kV降压变电所电气设计方案——电气主接线的选择与确定[J].电气开关. 2018(01)

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[10]刘海婷. 110kV降压变电所变压器选择及电气主接线设计[J]. 吉林农业. 2019(12)