220kV变电站设计(共42页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上编号(学号):届本科毕业论文(设计)题目:220KV降压变电所电气一次部分初步设计姓 名:专 业:班 级:学 号:所在学院:指导教师:完成日期:本科生毕业论文(设计)原创性及知识产权声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文是本人在导师的指导下取得的成果。对本论文研究做出重要贡献的个人和集体,及本文引用他人研究成果的均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文引起的法律结果完全由本人承担。本毕业论文成果归 所有。特此声明毕业论文作者签名:作者专业:作者学号:目 录摘要关键词前言毕业设计任务书第一章 对待设计变电所在电力系统中的地位、作用及电力用户的分析 7第二章 主变压器的选择 7
2、第一节 主变容量、参数确定 7第二节 过载能力校验 9第三章 主接线的确定 10第一节 主接线方案拟定 10第二节 主接线确定 12第四章 电气设备的选择与校验 14第一节 短路电流计算 14第二节 220KV高压断路器的选择与校验 25第三节 220KV隔离开关型号、参数选择与校验 27第四节 10KV高压断路器的选择与校验 28第五节 10KV隔离开关型号、参数选择与校验 31第六节 母线型号及规格选择及校验 33第七节 互感器的配置 41第五章 所用电的接线方式与所用变压器的选择44第一节 所用电的接线方式确定44第二节 所用变压器的选择46第六章 防雷规划46参考文献致谢220KV降压
3、变电所电气一次部分初步设计摘 要本毕业设计是对220KV降压变电所电气一次部分初步设计,说明书的主要设计内容为拟订电气主接线方案并进行技术经济比较、最大运行方式下短路电流计算、电气设备的选择、防雷规划。毕业设计是实践教学的重要环节,能够使我在大学四年里所学的所有专业理论知识,在毕业实习期间从发电厂和电网中学习了实际工程知识并进行了综合应用,巩固和加深对专业知识的理解,通过毕业设计实践教学环节掌握变电所设计的基本技能,培养和提高独立分析和解决实际工程问题的能力。关键词毕业设计;电气主接线;短路电流;变压器保护前 言电能有许多的有点,是运用相当广泛的清洁能源,随着电力工业和国民经济的可持续发展,电
4、力已成为国民经济建设中不可缺少的动力,并广泛应用于一切生产和日常生活方面。我们这次设计的题目是:220 KV降压变电所电气一次部分初步设计。设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。确定本变电所的电压等级为220/110/10KV,220KV是本变电所的电源电压,110KV和10KV是二次电压。待设计变电所的电源,由双回220KV线路送到本变电所;在中压侧110KV母线,送出2回线路,主要供给炼钢厂(一类负荷),最大负荷为42000KW,其中重要负荷占65%,COS=0.95;在低压侧10KV母线,送出12回线路,主要给部分工厂和民用(主要为二三类负荷),最大负荷为
5、9800KW,其中重要负荷占62%;在本所220KV母线有三回输出线路。最大负荷利用小时数,同时率取0.9,线路损耗取5%。该变电所的所址,地势平坦,交通方便。我们组于12月1日接到设计任务书,我们组有3人相互配合完成本次设计任务,主要设计内容为:1.选择本变电所主变的台数、容量和类型2. 设计本变电所电气主接线,选出数个电气主接线方案进行技术经济比较,确定一个最佳方案3.进行必要的短路电流计算4.选择和校验所需的电气设备5.选择所用电接线方式和所用变压器6.进行防雷保护规划设计。设计任务于2009年6月26日之前完成。我在本次毕业设计中承担的主要设计任务是:1. 短路电流计算 2. 220K
6、V高压断路器的选择与校验 3. 220KV隔离开关型号、参数选择与校验 4. 10KV高压断路器的选择与校验 5. 10KV隔离开关型号、参数选择与校验 6. 母线型号及规格选择及校验 7. 互感器的配置握们组在本次毕业设计过程中,始终本着综合运用理论知识和符合毕业设计要求而展开设计工作。查阅了发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、高电压技术等课程的内容,查阅了电力工程设计手册和标准,在次基础上拟定了电气主接线,进行了短路电流的计算和电气设备的选择,进行了继电保护的整定计算,最后根据设计要求绘出降压变电所电气主接线图。这次设计检验了我在大学四年里所学的所有专业知识和实习期间所获得的生
7、产知识。从而巩固、加深专业知识,学习和掌握水电站设计的基本方法和技能,还培养和提高独立分析和解决实习工程问题的能力。设计人:毕业设计任务书一、设计题目:220 KV降压变电所电气一次部分初步设计我们这次设计的题目是:220 KV降压变电所电气一次部分初步设计。设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。确定本变电所的电压等级为220/110/10KV,220KV是本变电所的电源电压,110KV和10KV是二次电压。待设计变电所的电源,由双回220KV线路送到本变电所;在中压侧110KV母线,送出2回线路,主要供给炼钢厂(一类负荷),最大负荷为42000KW,其中重要负
8、荷占65%,COS=0.95;在低压侧10KV母线,送出12回线路,主要给部分工厂和民用(主要为二三类负荷),最大负荷为9800KW,其中重要负荷占62%;在本所220KV母线有三回输出线路。最大负荷利用小时数,同时率取0.9,线路损耗取5%。该变电所的所址,地势平坦,交通方便,环境最高温度为40C。通过选择本变电所主变的台数、容量和类型,设计本变电所电气主接线,选出数个电气主接线方案进行技术经济比较,确定一个最佳方案。进行必要的短路电流计算,选择选择和校验所需的电气设备。并进行防雷保护规划设计。待设计变电所与电力系统的连接情况如下:二、设计内容:1.本变电所主变的台数、容量和类型。2.设计本
9、变电所电气主接线。3.进行短路电流计算。4.选择和校验所需的电气设备。5.选择所用电接线方式和所用变压器。6.进行防雷保护规划设计。7.提交用A4纸打印的设计说明书;8.提交采用CAD绘制A3电气主接线图。第一章 对待设计变电所在电力系统中的地位、作用及电力用户的分析设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。220KV有7回线路;110KV送出2回线路;在低压10KV有12回线路。可知该变电所为枢纽变电所。另外变电所的所址,地势平坦,交通方便。第二章 主变压器的选择变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外,还应
10、依据电力系统5-10年的发展规划负荷、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素,进行综合分析和合理选择。选择主变压器型式时,应考虑以下问题:相数、绕组数与结构、 绕组接线组别(在电厂和变电站中一般都选用YN,d11常规接线)、调压方式、 冷却方式。容量为300MW及以下机组单元链接的主变压器和330KV及以下电力系统中,在不受运输条件限制时,应选用三相变压器。由于本变电所具有三种电压等级220KV、110KV、10KV,各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上,低压侧需装设无功补偿,因此主变压器宜采用三绕组变压器,且本变电所的接地方式适合采用自耦变压器。由于本所是枢纽变
11、电所,在中低压侧已形成环网,变电所应设置2台主变压器。因此本所选用两台同样型号的无励磁调压三绕组自耦变压器。当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用,最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。介于本地区的自然地理环境以及变电所本身的特点,冷却方式采用自然风冷却。第一节 主变容量、参数确定一、变压器容量的确定(一)主变压器容量一般按变电所建成510年的规划负荷选择,并适当考虑到运期1020年负荷发展。对于城郊变电所,主变压器容量应于城市规划相结合。(二)变压器的最大负荷为。根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量,对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台主变压器停运时其
12、余变压器容量在计及过负荷能力后允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷;对具有两台主变压器的变电所,其中一台主变压器的容量应大于等于全负荷的70%或者全部重要负荷。两者中,取最大值作为确定主变压器的容量的依据。考虑到变压器每天的负荷不是均衡的,计及欠负荷期间节省的使用寿命,可用于在过负荷期间中消耗,故可选较小容量的主变压器作为过负荷计算,以节省主变压器的投资。最小的主变压器容量为:34.35MVA二、变压器参数的确定表21变压器的参数型号OSFP740000/220额定容量(kVA)40000电压组合及其分接头范围高压(kV)22022.5%中压(kV)121低压(kV)10.5连接组标号YN,
13、a0,d11空载损耗(kW)33负载损耗(kW)135空载电流(%)0.8阻抗电压(%)高 中8 10高 低2834中 低1824注 1容量分配为100/100/50.2电力工程专业设计指南第二版之继电保护分册P161附表213. 第一部分:O:自耦 第二部分S:三相 第三部分:F: 风冷 由表所知: =由此可计算出各绕组的等值电抗如下: 归算到220KV侧得:选取基准值,化为标幺值为:第二节 过载能力校验经计算,一台主变压器应接待的负荷为34350KVA,先选用两台31500KVA的变压器进行正常过负荷能力校验。先求出变压器低载运行时的欠负荷系数为由及过负荷小时数T查“变压器正常过负荷曲线”
14、得过负荷倍数。得变压器的正常过载能力,故需加大主变压器的容量,考虑到今后的发展,故选用两台OSFP740000/220三绕组变压器。第三章 主接线的确定第一节 主接线方案拟定电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分,也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵敏性和经济性密切相关,并且对电气设备选择,配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此,必须正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,通过技术经济比较,确定主接线方案。一、 电气主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据,根据国家现行的“安全可靠、经济适用、
15、符合国情”的电力建设与发展方针,严格按照技术规定和标准,结合工程实际的具体特点,准确掌握原始资料,在保证设计方案的供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的情况下,兼顾运行、维护方便,尽可能节省投资,就近取材,力争设计的先进性和可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。二、主接线的设计依据在选择电气主接线时,应以下面各点作为设计依据;(一)在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源,进行系统功率交换和以中压供电,电压为330500KV;地区重要变电所,电压为220330KV,一般变电所为终端和分支变电所,电
16、压为110KV;但也有220KV。(二)所的分期和最终建设规模变电所根据510年电力系统发展规划进行设计,一般装设两台(组)主变压器;当技术经济比较合理时,330500KV枢纽变电所也可装设34台(组)主变压器;终端或分支变电所如只有一个电源时,可只装设一台主变压器。(三)负荷大小的重要性1、对于一级负荷必须有两个独立的电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证对全部一级负荷不间断供电。2、对于二级负荷一般要有两个独立电源供电,且当任何一个电源失去后,能保证对全部或大部分二级负荷不间断供电。3、对于三级负荷一般只要一个电源供电。(四)系统备用容量大小装有两台(组)及以上主变压器的变电所,其中一台
17、(组)事故断开,其余主变压器的容量应保证该所70%的全部负荷,在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证拥护的一级和二级负荷。系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。例如:检修母线或断路器时,变压器或发电机停运;故障时允许切除的线路、变压器和机组的数量等。设计主接线时,应充分考虑这个因素。三、 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵敏性和经济性三个要求(一) 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,主接线首先满足这个要求具体如下;1、断路器检修时,不宜影响对系统的供电。2、断路器或母线故障以及母线检修时,尽量减少停运的回数和停运的时间,并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。3、尽
18、量避免变电所的停运的可靠性(二) 灵敏性主接线应满足在调度、检修及扩建的灵敏性。1、调度时应可以灵敏地投入和切除电压的线路,满足系统在事故运行方式,检修运行方式以及特殊运行下的系统调度要求。2、检修时可方便地停运断路器母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网用户的供电。3、扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连接供电或停电时间最短的情况下投入变压器或线路而互不干扰,并且对一级和二级部分的改建工作量最少。(三) 经济性主接线在满足可靠性、灵敏性的要求下做到经济合理,即要做到节省一次投资、占地面积要少、电能损耗少。第二节 主接线确定一、主接线的设计方案根据以上原则结合所给的
19、设计任务书,电气主接线拟定以下两个方案,如图所示; 方案:220KV侧采用单母线带旁路母线,110KV采用单母分段接线,10KV采用单母分段接线。如图31所示:图31 电气主接线方案(1)方案:220KV侧采用双母接线,110KV采用内桥式,10KV单母分段接线。如图3-2所示:图32 电气主接线方案(2)二、主接线方案的确定表31 方案与方案的综合比较方案项目方案方案可靠性1、主接线简单清晰、设备少2、采用单母带旁母线接线,出线及主线间隔断路器检修,不需停电,母线检修或故障时,220KV配电装置全停,供电不可靠3、配置不太合理,两回线路中同时出现故障的概率很小1、主接线复杂、采用设备较多2、
20、采用双母接线,任一条母线或母线上的设备检修,不需要停掉线路,供电可靠3、配置合理,两回线路中同时出现故障的概率很小灵活性1、运行方式简单,易于操作2、各种电压等级均便于扩建1、变压器接在不同的母线上,负荷分配均匀,调度灵活方便,运行方式相对复杂、操作烦琐2、各种电压等级便于扩建经济性设备少、占地面积小,投资相对较小设备多、占地面积大,投资相对较大按SDJ288220500KV变电所设计规程规定,“220KV配电装置出线在4回以上时,宜采用双母线及他接线”。 其由于本工程220KV断路器采用断路器,其检修周期长,可靠性高,故不可设旁母线。由于有两回线路,一回线路停运时,仍满足N-1原则,所以,2
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- 220 kV 变电站 设计 42
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