220kV变电站电气主系统设计(wk)(共62页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上本科毕业设计(论文)220kV变电站电气主系统设计周璐燕 山 大 学2010年 6月专心-专注-专业本科毕业设计(论文)220kV变电站电气主系统设计学院(系): 里仁学院 专 业: 06级电力3班 学生 姓名: 周璐 学 号: 3 指导 教师: 杨秋霞 答辩 日期: 2010-6-20 燕山大学毕业设计(论文)任务书学院:里仁学院 系级教学单位:电气工程系 学号3学生姓名周璐专 业班 级06级电力3班题目题目名称220KV变电站电气主系统设计题目性质1.理工类:工程设计 ( );工程技术实验研究型( );理论研究型( );计算机软件型( );综合型( )2.管理类(
2、 );3.外语类( );4.艺术类( )题目类型1.毕业设计( ) 2.论文( )题目来源科研课题( ) 生产实际( )自选题目( ) 主要内容1主接线设计、站用电接线及备用电源方案设计2短路电流计算,电气设备动稳定及热稳定校验3主要电气设备型号及参数确定4防雷及过电压保护装置设计5. 无功补偿方案设计基本要求1. 遵守毕业设计期间的纪律,按时答疑;2. 独立完成设计任务,培养基本的科研能力;3. 设计说明书一份(不少于2万字),A1图纸一张;英文资料翻译不少于五千字;说明书要求条理清晰、文笔通顺,符合毕业设计撰写规范的要求;论文、图纸中的文字符号符合国家现行标准;4. 完成相关的仿真,并反映
3、在论文中,以附件的形式给出编写的程序清单。参考资料1 电力工程设计手册 第一册.电力工程出版社2 变电站设计规程.3 有关无功补偿文献其他相关论文及资料周 次第 1 4 周第5 8周第 9 12 周第 13 16 周第 17 18 周应完成的内容收集资料有关知识准备主接线、站用电接线、补偿方案设计电气总平面图设计短路计算动热稳定校验电气设备选型,配电装置设计编写设计说明书和设备清册撰写毕业论文,准备答辩。指导教师:职称: 年 月 日系级教学单位审批: 年 月 日摘要电力生产区别于其他生产过程的一个重要的特点,就是它的生产、运输、变换、分配、消费几个环节是在同一时间内同步瞬间完成。电力生产过程要
4、求供需严格动态平衡。一旦失去平衡,生产过程就要遭到破坏,甚至造成系统瓦解,无法维持正常生产。随着经济的不断发展,全国乃至世界凸显缺电局面,如何进一步优化调度,加强电力资源的优化配置,最大限度满足需求成为人们探讨的主要问题之一。本说明书是以220kv地区变电站为例,说明了电力系统中变电站电气主设计部分的全部过程。通过对变电站主接线设计,站用电接线设计,短路电流计算,电气设备的动、热稳定性的校验,主要电气设备型号及参数的确定,运行方式的分析,防雷及过电压保护装置的设计,电器总平面及配电装置断面图的设计和无功补偿的设计,比较全面的完成了电力系统中的变电站主系统设计。关键词220kv变电站 主系统设计
5、 短路电流 动稳定 热稳定 无功补偿AbstractThe produce of eletric power is different from other industrial produce,whose process of produce,transfer change,distribute and The statement about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power system
6、s engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, des
7、ign over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood, and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system.Keywords Substation, Short circuit currents , Moving stability,Thermal stability,Over-voltage protection d
8、evices,Without power compensation目录第1章 绪论1.1 课题背景力工业是国民经济的重要部门之一,它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行。电力工业的发展必须优先于其他的工业部门,整个国民经济才能不断前进。我国具有极其丰富的能源。这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良好的物质基础。但是,旧中国的电力工业落后,无法将其利用。不过,随着改革开放的深入发展,我国电力工业的发展很快。到2000年,我国电力工业已跃升世界第
9、2位,电力工业的发展为我国的国民经济的高速发展做出了巨大的贡献。不仅如此,目前我国的电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”等新技术发展的新阶段,一些世界水平的先进的高新技术,已在我国电力系统中得到了相应的应用1。但是,随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长,电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要,未能很好起到先行的作用,仅以2004年夏季的供电负荷高峰期为例,全国预计总共缺电3000万kW左右,有24个省区都先后出现拉闸限电的的情况,这样的局面预期还要过23年才可能得到较好的解决 。另外,由于我国人口众多,由此在按人口平均用电方面,迄今不仅仍远远
10、落后于一些发达国家,即使在发展中国家中,也只处于中等水平,尚不及全世界平均人口用电量的一半。因而,要实现在21世纪初全面建设小康社会的要求,我国的电力工业必须持续、稳步地大力发展,一方面是要大力加强电源建设,搞好“西电东送”,以确保电力先行,另一方面,要继续深化电力体制改革,实施厂网分开、竞价上网,并建立起符合社会主义市场经济法则的、规范的电力市场。展望未来,我们坚信,在新世纪中,中国的电力工业必须持续、高速地发展,取得更加辉煌的成就。1.2 研究现状通过查阅相关的文献从而了解到:220kV城市变电站电气主接线一般分3 个电压等级,由3组带断路器的线路变压器组构成。220kV 设置线路闸刀、电
11、流互感器、断路器、氧化锌避雷器、电缆头及主变,共同构成线路变压器组。110kV 为单母线分段,各段母线各与1 台主变相连,各带多路出线。35kV为单母线分段,各段母线带多路出线,每台主变分别通过2 台35kV断路器接于两段35kV母线上。有3 台分段断路器。优点在于任何一台主变停用,相应两段母线分别由另2台主变供电,从而达到均衡负荷的目的。 220kv终端变电站的电源应至少来自两个不同的220kV变电站,以保证220kV电源线的可靠性满足Nl原则。对于220kV终端。宜尽量简化高压侧主接线和配电装置,以保证高压侧的供电可靠性并减少高压配电装置的占地。这也是全站硅少占地的一项重要措施。由于简化接
12、线其灵活性是不够的。因此。要有完善是活的中低压主接线。以满足调度要求。井要求选用质量较高的、有足够通流量的中低压侧配电装置,尤其是主要供出电力的中压侧。 目前,国内220kV和110kV变电站的设计技术和设备已十分成熟和常规化,且建设规模也随着近万方数据年来经济高速发展而增长迅速。这就要求采用新的1.3 研究内容研究主要内容是结合相关的设计手册,辅助资料和国家有关规程,主要完成该变电站的一次、二次部分设计,参考国内外最新的设计方法、研究成果和新的电气设备,对降压变电所的电气主接线方案,主变压器的选择,电气设备的选择(包括断路器,隔离开关,熔断器等),配电装置的选择以及防雷保护的设计。主变压器、
13、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、避雷装置、继电保护装置进行选择。同时,完成变电站一次、二次部分总接线图、220kV变电所平面布置初步设计图和详细设计图。第2章 主接线备用电源及站用电接线设计2.1 电气主接线的一般要求 1)应按电源情况、负荷性质、容量大小及邻近变配电所联系等因素确定主接线型式。力求简单可靠,维护方便,使用灵活,便于发展。2)架空进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处;电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。3)一段母线设一组电压互感器。当分段的单母线在正常运行时不为分段,亦可仅设一组电压互感器。4)设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。5)按电业局要求
14、必须设置高压计费时,则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。6)在所以进出线回路上按指示计量、继电保护的要求装设电流互感器。7)单电源的主接线,可以仅在断路器靠电源侧、装设隔离开关或隔离触头。8) 在电源进线上应装设带电指示装置。若采用真空断路器时,为防止操作过电压,应在供电变压器的1035kV 线路上装设阻容吸收器或氧化锌避雷器2。另外,对电气主接线还要求可靠性、灵活性、经济性,这三者是一个综合概念,不能单独强调其中的某一种特性,也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同,对变电所主接线的性能要求也不同的侧重。例如,系统中的超高压、大容量枢纽变电所,因停电会对系
15、统和用户造成的损失较小,故对其主接线的经济性就特别重视14。2.2主接线方案设计表2-1主接线方案方案220kV110kV35kV主变台数方案一双母线双母线单母线分段2方案二3/2接线双母线分段双母线22.2.1 方案的比较1经济性:1)计算综合投资Z(1) Z(1) (元) (2-1)式中: 为主体设备的综合投资,包括变压器高压断路器高压隔离开关及配电装置等设备的中和投资;-为不明显的附加费用比例系数,一般220取70,110取90.(2)主体设备的综合投资如下表2-2 主体设备投资表主变主变容量MVA每台主变的参考价格(万元/台)变压器的投资(万元)24082028201640220kV侧
16、型断路器每台断路器的参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)1059105945131051365220kV侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元) 5.5235.5126.5265.5143110kV侧型断路器每台断路器的参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)65146591016651040110kV侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元) 2.5342.585342.58535侧型断路器每台断路器的参数价格(
17、万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)301530450123036035侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元) 1.7161.727.2271.745.9配电装置接线方式单母分段双母线3/2接线双母分段投资(万元)56094025001200综合投资方案一方案二主体设备投资(万元)=2*820+945+126.5+910+85+450+27.2+560+9405683.7=2*820+1365+143+1040+85360+45.9+1200+2500+9409318.9综合投资(万元)Z(1+)5683.7
18、(1+0.7)9662.3Z(1+)9318.9(1+0.7)15842.13从上面数据可以看出,在综合费用上,方案一更经济,所以从经济性角度选侧方案一。2技术性从上述的比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上,双母线比单母线可靠性高,3/2接线比双母线的可靠性更高.但对于220KV地区性变电站来说,双母线接线的可靠性已能达到要求,且地区性变电站主要是要求经济性.所以,确定选择第一种接线方案2-3 10。综合上面比较,最终确定选择方案一的接线方式。接线图如图2-1。图2-1电气主接线2.2.2主变的选择容量计算:变电站主变容量,一般应按510年规划负荷来选择。根据城市规划、
19、负荷性质,电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站,应考虑当1台变压器停运时,其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内,应满足一类及二类负荷的供电。对一般性变电站,当1台主变压器停运时,其余变压器容量,其余,变压器容量应满足全部负荷的60%-70%3 4。本系统中有110kV和35kV两个负荷等级,其最大负荷为200MW,cos=0.85,和70MW,cos=0.8200/0.85+70/0.8322.8(MVA) (2-2)需要选择的变压器容量S0.7322.8225.96(MVA) 选用三绕组变压器,查手册5,选出的设备如下表:表2-3 主变压器参数SFPS7型220kV级三相三圈无载调
20、压变压器额定容量MVA容量比电压比组别空载损耗负载损耗阻抗电压%高中高低中低240100/100/5022022.5%/121/38.5YN,yn,d1113572012-1422-247-92.3站用电接线站用电接线应按照运行、检修和施工的要求,考虑全厂发展规划,积极慎重地采用成熟的新技术和新设备,使设计达到经济合理、技术先进、安全、经济地运行15。变电站的站用电源,是保证正常运行的基本电源。通常不少于两个。其引接方式有两种:一种是从母线侧引入,另一种是从主变低压侧引入。本站由于没有具体说明,因此采用通过断路器和隔离开关从低压侧引入2。本站是用两台500kVA变压器接入,为此,查手册5,选出
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