220kv变电站一次电气设计(共41页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕 业 设 计(论 文)题目(220KV变电站一次电气设计)系 别:机电信息学院专 业 名 称:电气工程及其自动化学 生 姓 名:学 号:指导教师姓名、职称:完成日期 2011 年 12 月 摘要 变电站是电力系统的重要组成部分,担负着电能转换和电能重新分配的重要任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站是接受电能、变换电压和分配电能的,实现电能的远距离输送,将电能分配到用户,将发电机电压进行多次变换,有电力变压器、配电装置和二次装置构成。按变电所的性质和责任的不同,分为升压变电所和降压变电所,其中与发电机相连的为升压变电所,其余为降压变压变电所。按地位
2、和作用不同分为枢纽变电所、地区变电所和用户变电所。随着国民经济的持续发展,人民的生活质量和生活水平不断提高,家用电器越来越多的进入千家万户,人们对用电质量的要求越来越高。并且电力系统的发展电网结构越来越复杂。需准确掌握电网和变电站的运行情况。并逐步采用无人值班管理模式,全部自动化操作。本设计的讨论是220KV变电站一次电气部分的设计,首先对原始资料进行分析,设计主电气主接线,选择主变压器,再进行短路计算,选择设备及设备校验,然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。关键字:变电站;主接线;短路计算;设备选择校验。 Abstract Substation is the important part
3、 of power system, charged with the conversion of electrical energy and electrical energy redistribution of the important task of power grid, the safety and economic operation play a decisive role. Substation is the acceptance of electric energy, transformation and distribution of electric voltage, e
4、lectric energy based on the long distance transportation, electric power to be allocated to the user, the generator voltage is changed for many times, a power transformer, distribution device and the two device. Substation according to the nature and the responsibility is different, divide a step-up
5、 substation and step-down substation, which are connected with a power generator for step-up substation, transformer substation for the rest of buck. According to the position and role of different hub substation, area substation and user substation. With the development of national economy, peoples
6、 quality of life and standard of living rise ceaselessly, household appliances more access to thousands of households, the power quality becomes more and more important. And the development of power system network structure is becoming more and more complex. To accurately grasp the grid and substati
7、on operation. And the gradual adoption of unmanned management mode, full automatic operation.The design of 220KV substation primary electrical part of the design, the first of the original data to carry on the analysis, the design of the main electrical connection, choose the main transformer, and s
8、hort circuit calculation, selection of equipment and equipment calibration, then lightning protection earthing and protection, power distribution equipment design.Keywords: substation; main wiring; short circuit calculation; device selection check.目 录摘要第一部分 设计任务书介绍 6第二部分 电气主接线方案确定2.1 电气主接线设计原则 72.2
9、拟定主接线方案 9第三部分 主变型式的确定3.1 相数的确定 123.2 主变压器绕组及接线方式 123.3 冷却方式 123.4 确定主变型号及参数 13第四部分 所用变压器型式的确定4.1 所用变接线的选择 154.2 所用变的选择 154.3 所用电接线 15第五部分 短路电流的计算5.1 短路电流计算的目的 165.2 短路计算的一般规定 16第六部分 电气设备选择6.1 各种电气设备的选择 176.2 断路器、隔离开关选择 186.3 各电气设备选择不表 226.4 配电装置选择 23第七部分 防雷保护及接地装置7.1 防雷保护 267.2 选择避雷器的型号 28第八部分 致谢 30
10、第九部分 附录 31 附I 短路电流计算 31 附II 各电气设备校验 36 附III 各电气设备选择表 40 参考文献 41 第一部分 设计任务书介绍一、设计内容 220KV地区变电站一次电气设计二、设计目的 本设计中220KV降压变电站为地方变电站,其主要任务是向地区110KV及10KV用户供电,为保证可靠的供电及电网发展的要求,在选取设备时,应尽量选择动作可靠性高,维护周期长得设备。设计严格按照电力工程手册、发电厂电气部分等参考资料进行主接线的选择经济可靠的最佳方案。三、建设规模 1、电压等级: 220KV、110KV、10KV。变电所的性质为地区变电站。 2、负荷输电回路数:(1) 、
11、220KV等级线路回路数为5回,其中预留1回备用,架空,采用导线型号LGJQ300。(2) 、110KV等级线路回路数为10回,其中预留两回备用。(3) 、10KV等级线路回路数为12回,另预留两回备用。 3、自然条件:地形平坦,海拔500m。位于城市近郊,环境温度(-20+36),污染较大。四、设计要求完成以下内容 1、设计说明书。 2、短路电流计算及设备选择校验。 3、绘制电气主接线图,方案论证。 4、确定防雷及接地,保护方案。 5、汇总主要设备清单。五、设计要求 1、设计必须符合国家现行设计政策。 2、依据国际及有关规定。 3、在保证运行安全可靠的前提下,尽可能满足经济性。 4、积极推广
12、成熟的新产品和新技术,不得使用淘汰产品。 第二部分 电气主接线方案确定 电气主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分。他直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性,同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性关系。因此,主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较,综合考虑各个方面的影响因素,最终得到实际工程确认的最佳方案。 2.1 电气主接线设计一、电气主接线设计原则1、变电所的高压侧接线,应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式,在满足继电保护的要求下,也可以在地区线路上采用分支接线,但在系统主干网上不得采
13、用分支接线。2、110-220kV配电装置中,线路在回以上时,一般采用双母线接线。3、总之,以设计原始材料及设计要求为依据,以有关技术规范、规程为标准,结合具体工作的特点,准确的基础资料,全面分析,做到既有先进技术,又要经济实用,不能使用淘汰的设备。二、主接线选择要求: 1、保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。2、具有调度灵活,操作方便,能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求。3、主接线应力求简单清晰,尽量节约一次设备的投资,节约占地面积,减少电能损失,即具有经济性。4、应能容易地从初期过度到最终接线,并在扩建过度时,一次和二次设备所需的改造最小,
14、即具有发展和扩建的可能性。三、主接线方案比较: 1、单母线接线: (1)、优点:接线简单,设备少,操作方便,经济性好,并且,母线便于向两边延伸,扩建方便。 (2)缺点:可靠性差,母线或隔离开关检修或故障时,所有回路都要停止工作,也就是要造成全厂或站长期停电。调度不方便,电源只能并联运行,不能分裂运行,并且线路侧发生短路时,有较大的短路电流。 (3)、使用范围:一般适合一台猪变压器的以下三种情况: A、610KV配电装置的出线回路数不超过5回。 B、3363KV配电装置的出线回路数不超过3回。C、110220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2、单母线分段接线: (1)、优点:母线分段后,对主
15、要用户可以从不同段供电,保证供电的可靠性,另外,当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电。 (2)、缺点:当母线故障时,该段母线的回路都要停电,同时扩建时需要两个方向均衡扩建。 (3)、使用范围:变电站有两台变压器时: A、610KV配电装置宜采用本接线。 B、3363KV配电装置的出线回路数为48回时。C、110220KV配电装置的出线路数为34回。3、 双母线接线: (1)、优点: 供电可靠:通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障够能迅速恢复供电。 调度灵活:各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活地
16、适应电力系统中各种运行方式电镀和潮流变化的需要;通过倒换操作可以组成各种运行方式。 扩建方便:向双母线左右任何方向扩建,均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配,在施工中也不会造成原有回路停电。(2) 、缺点:增加一组母线,每一回路增加一组母线隔离开关,从而增加投资,也容易造成误操作。(3) 、适用范围:A、 电抗器的610KV配电装置可采用。B、610KV配电装置出线为12回及以上时可用。C、3563KV配电装置的出线回路数超过8回时。D、110220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时。4、 需装设专用旁路断路器情况:(1) 、当110KV出线为7回及以上,220KV出线为5回及以上时
17、。(2) 、对于在系统中居重要地位的配电装置,110KV出线为6回以上,220出线为4回及以上时。5、 双母带旁路接线方式: (1)110KV配电装置采用双母线时,除断路器有条件停电检修以及部分户内配电装置等外,应设置旁路母线。 (2)220KV配电装置采用双母线时,一般均可设置旁路母线,当进出线回路为4回以上时,可设专用旁路断路器。 (3)330500KV配电装置采用双母线时,均设置旁路母线。2.2拟定主接线方案首先根据原始资料及给定的各电压等级线路的出线回数选择电压主接线形式 一、220KV侧:方案1:双母接线方案2:双母带旁路接线 220KV电压等级的进线回路数为6回(其中2回备用),且
18、变电站的处于系统的重要位置,为保证供电的可靠以及系统的稳定,根据以上主接线形式的适用情况,综合经济性、灵活性,选择双母带专用旁路接线方式。 图2.1 双母线带旁路接线 二、110KV侧方案1:单母接线方案2:双母接线 110KV侧的出线回路为10回(其中2回备用),按母线的选用情况将选用母线的接线方式;还可以用输送功率选择:110KV最大负荷为P=160MW,输送功率较大,所以要求母线故障后能迅速恢复供电,母线或母线设备检修时不中断对重要用户的供电,因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力,故采用双母线接线方式。这样110KV电压等级的接线方式为双母线接线方式。 图2.2 双母线接
19、线 三、10KV侧方案1:单母接线方案2:单母分段接线1、 按出线回路为12回,单母接线无法满足12回出线的供电可靠性,根据母线的适应范围选择单母线分段接线方式。2、 按输送功率选择 10KV的最大负荷为:P=38.63MW,因此可采用单母线分段或双母线的接线方式,但是由于10KV所传输的功率不大,而双母线接线所需设备较多,投资较大,从经济角度考虑,确定10KV采用单母线分段的接线方式。图2.3 单母分段接线 综上所述,拟建变电站的主接线方式为:220KV侧采用双母线带旁路接线方式,110KV侧采用双母线接线方式,10KV侧采用单母线分段的接线方式。 第三部分 主变压器型式的确定3.1相数的确
20、定变压器采用三相或单相,主要考虑变压器的制造条件、可靠性及运输条件等因素,在不受运输条件限制时,330kV及以下的变电所均应选用三相变压器,对具有三种电压的变电所,如果通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上时,采用三绕组变压器,本变电所变压器各侧绕组的功率均已达到了总容量的15,故选三相三绕组变压器。3.2 主变压器绕组及接线方式绕组连接方式确定变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致,否则,不能并列运行,电力系统采用的绕组连接方式只有星形和三角形,如何组合要根据具体工程来确定,我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y0连接,35kV采用Y连接,35kV以下电压等级、变压器
21、绕组都采用连接,所以本变电所主变压器绕组连接方式为Y0/Y/。3.3 冷却方式的选择一、 冷却方式 电力变压器常用的冷却方式一般分为三种:油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。 油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管,然后依靠空气的对流传导将热量散发,它没有特制的冷却设备。 油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上,在油箱壁或散热管上加装风扇,利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%35%。 强迫油循环冷却方式,又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油,利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状,利用风扇吹风或循环水作冷却介质,把热量带走。这
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