110kV变电所电气一次设计lah.docx
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1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第1章 原始资资料分析析1.变电电站的地地址和地地理位置置选择:建设一一个变电电站要考考虑到地地理环境境、气象象条件等等因素,包包括:年最高高温度、最最低温度度。冬季、夏夏季的风风向以及及最大风风速。该地区区的污染染情况。2.确定定变电站站的建设设规模设设计电压等等级有两两个:1110kkV 110kVV。主变压压器用两两台。进出线线情况:1100kV有有两回进进线,110kVV有188回出线线。3.设计计1100kV和和10kkV侧的的电气主主接线:通过比比较各种种接线方方式的优优缺点、适适用范围围,确定定出最佳佳的接线线方案。1100kV侧侧有两回
2、回进线,为为电源进进线,此此时宜采采用桥形形接线,根根据桥断断路器的的安装位位置,可可分为内内桥和外外桥接线线两种,比较这两种接线的特点,适用范围,确定110kV侧的接线方式为内桥接线。10kkV侧有有18回回出线,可可供选择择的接线线方式有有:单母线线分段接接线。双母线线以及双双母线分分段。带旁路路母线的的单母线线和双母母线接线线。比较这几几种接线线方式的的优缺点点,适用用范围,确确定出110KVV侧的接接线方式式为单母母线分段段接线。4.计算算短路电电流及主主要设备备选型。主变压压器的型型号、容容量、电电压等级级、冷却却方式、结结构、容容量比和和中性点点接地方方式的选选择等。 主变的的容量
3、:主变容量量的确定定应根据据电力系系统5-10年年发展规规划进行行。当变变电所装装设两台台及以上上主变时时,每台台容量的的选择应应按照其其中任一一台停运运时,其其余容量量至少能能保证所所供一级级负荷或或为变电电所全部部负荷的的60-80%。接线方方式:我国1110kVV及以上上电压,变变压器三三相绕组组都采用用“YN”联接;35kkV采用用“Y”联接,其其中性点点多通过过消弧线线圈接地地。因此此,普通通双绕组组一般选选用YNN,d111接线线;三绕绕组变压压器一般般接成YYN,yy,d111或YYN,yyn,dd11等等形式。5.绘制制电气主主接线图图;总平平面布置置图;1110kkV和110
4、kVV的进出出线间隔隔断面图图等有关关图纸。6.简要要设计主主变压器器继电保保护的配配置、整整定计算算选择几个个特殊的的短路点点:如1110kkV侧、110kVV母线上上。根据据系统的的短路容容量进行行整定计计算。7.防雷雷接地设设计防雷设计计要考虑虑到年雷雷暴日,保保护范围围等因素素。接地地设计考考虑到主主要的电电气设备备能可靠靠的接地地,免受受雷电以以及短路路。第 41 页 共 42 页吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第2章 主变压压器的选选择在发电厂厂和变电电所中,用用来向系系统和用用户输送送功率的的变压器器,称为为主变压压器。2.1 主变压压器选择择的原则则主变压器器的容量量
5、、台数数直接影影响主接接线的形形式和配配电装置置的结构构。它的的确定除除了根据据传输容容量等原原始数据据外,还还应根据据电力系系统510年年的发展展规划、馈馈线回路路数、电电压等级级以及接接入系统统的紧密密程度等等因素,进进行综合合分析和和合理选选择。如如果变压压器的容容量选得得过大、台台数过多多,不仅仅增加投投资,增增大占地地面积,而而且还增增加了运运行电能能损耗,设设备未能能充分发发挥效益益;如果果容量选选得过小小,就不不能满足足变电所所负荷的的实际需需要,这这在技术术和经济济上都是是不合理理的。2.2 主变压压器台数数、容量量的选择择2.2.1 主主变压器器台数的的确定根据变电电所建设设
6、的规模模,电压压等级有有两个:1100kV和和10kkV,1110kkV侧有有两回进进线,宜宜装设两两台主变变压器。装装有两台台及以上上主变压压器的变变电所,当当断开一一台时,其其余主变变压器的的容量不不应小于于全部负负荷的660880%,并并应保证证用户的的一、二二级负荷荷供电。2.2.2 主主变压器器容量的的选择主变压器器容量的的确定应应根据电电力系统统5110年发发展规划划进行。该该变电所所选用两两台主变变压器,每每台容量量的选择择应按照照其中任任一台停停运时,另另一台变变压器的的容量至至少能保保证所供供一级负负荷或为为变电所所全部负负荷的660880%。型号为:SFZZ10-40000
7、0/1100。2.2.3 变变压器相相数的确确定电力变压压器按相相数可分分为单相相变压器器和三相相变压器器两类,三三相变压压器与同同容量的的单相变变压器组组相比较较,价格格低、占占地面积积小,而而且运行行损耗可可以减少少1215。因此此,在3330kkV及以以下电力力系统中中,一般般都应选选用三相相变压器器。2.2.4 变变压器绕绕组的确确定电力系统统中采用用的变压压器按绕绕组数分分类,有有双绕组组普通式式、三绕绕组式、自自耦式以以及低压压绕组分分裂式等等型式。该变电站站有1110kVV和100kV两两个电压压等级,根根据设计计规程规规定:具具有两个个电压等等级的变变电站中中,首先先考虑双双绕
8、组变变压器。2.2.5 变变压器的的连接组组别的确确定变压器三三相绕组组的接线线组别必必须和系系统电压压相位一一致,否否则,不不能并列列运行。电电力系统统中常用用的绕组组连接方方式只有有星形(YY)和三三角形()两种。我国110kV及以上电压等级,变压器三相绕组都采用“YN”联接,中性点直接接地;35kV采用“Y”联接,其中性点多通过消弧线圈接地;10kV中性点不接地,绕组多采用连接。因此,普通双绕组一般选用YN,d11接线;三绕组变压器一般接成YN,y,d11或YN,yn,d11等形式。2.2.6 变变压器调调压方式式的确定定为了保证证变电站站的供电电质量,电电压必须须维持在在允许范范围内。
9、通通过变压压器的分分接头切切换开关关,可改改变变压压器高压压侧绕组组匝数,从从而改变变其变比比,实现现电压调调整。分分接头切切换开关关有两种种切换方方式:带电切切换,称称为无激激磁调压压,调压压范围较较小。另一种种是带负负荷切换换,称为为有载调调压,调调压范围围大。该变压器器采用有有载调压压方式。2.2.7 变变压器冷冷却方式式的选择择电力变压压器的冷冷却方式式,一般般有以下下几种类类型:自然风风冷。油浸自自冷。油浸水水冷。强迫空空气冷却却,简称称为风冷冷式。强迫油油循环水水冷却。该变压器器采用油油浸自冷冷式,根根据以上上条件,选选择变压压器的型型号为:SFZZ10-400000/1100。该
10、变变压器的的参数为为:表2-11 SFFZ100-4000000/1110型号额定容量量(kVV A)额定电压压(kVV)连接组标标号损耗(kkW)空载电流流(%)阻抗电压压(%)高压低压空载负载SFZ110-4400000/111040000011010.55YN,dd1132.661420.410.55第3章 电气主主接线的的选择电气主接接线是发发电厂、变变电站电电气设计计的首要要部分,也也是构成成电力系系统的主主要环节节。电气气主接线线又称电电气一次次接线,它它是将电电气设备备以规定定的图形形和文字字符号,按按电能生生产、传传输、分分配顺序序以及相相关要求求绘制的的单相接接线图。电电气主
11、接接线直接接影响电电力生产产运行的的可靠性性、灵活活性,同同时对电电气设备备选择、继继电保护护、自动动装置和和控制方方式等诸诸多方面面有决定定性的关关系。因因此,主主接线设设计必须须综合考考虑各个个方面的的影响因因素,最最终确定定最佳方方案。3.1电电气主接接线设计计的基本本要求电气主接接线设计计的基本本要求,概概括地说说应包括括可靠性性、灵活活性和经经济性三三方面。安全可靠靠是电力力生产的的首要任任务,保保证供电电可靠是是电气主主接线最最基本的的要求。在在分析电电气主接接线的可可靠性时时,要考考虑发电电厂和变变电站在在系统中中的地位位和作用用、用户户的负荷荷性质和和类别、设设备制造造水平以以
12、及运行行实验等等因素。电气主接接线应能能适应各各种运行行状态,并并能灵活活地进行行运行方方式的转转换。通常设计计在满足足可靠性性和灵活活性的前前提下做做到经济济合理,经经济性主主要从以以下几个个方面考考虑。节省一一次投资资。主接接线应简简单清晰晰,并要要适当采采用限制制短路电电流的措措施,以以节省开开关电器器的数量量、选用用廉价的的电器或或轻型电电器,降降低投资资。占地面面积少。主主接线设设计要为为配电装装置创造造节约土土地的条条件、尽尽可能使使占地面面积少。能损耗耗少。经经济合理理的选择择变压器器的形式式、容量量和台数数,尽量量避免两两次变压压而增加加电能损损耗。3.2 电气主主接线基基本接
13、线线形式的的选择3.2.1 电电气主接接线的概概述主接线的的基本接接线形式式就是主主要电气气设备常常用的几几种连接接方式,以以电源和和出线为为主体。由由于各个个发电厂厂或变电电站的出出线回路路数和电电源数不不同,并并且每路路馈线所所传输的的功率也也不一样样,因而而为便于于电能的的汇集和和分配,在在进出线线数较多多时(一一般超过过4回),采采用母线线作为中中间环节节,可使使接线简简单清晰晰,运行行方便,有有利于安安装和扩扩建。然然而与有有母线的的接线方方式相比比,无汇汇流母线线的接线线使用开开关电器器较少,配配电装置置占地面面积较少少,通常常用于进进出线回回路少,不不再扩建建和发展展的发电电厂或
14、变变电站中中。有汇流母母线的接接线形式式概括的的可分为为单母线线接线和和双母线线接线两两大类;无汇流流母线的的接线形形式主要要有桥形形接线、角角形接线线和单元元接线。3.2.2 主主接线方方案的拟拟定根据设计计任务书书的要求求,在原原始资料料分析的的基础上上,根据据对电源源和出线线回路数数、电压压等级、变变压器台台数、容容量以及及母线结结构等的的不同考考虑,可可拟定出出若干个个主接线线方案。根根据对主主接线的的基本要要求,从从技术上上论证并并淘汰一一些明显显不合理理的方案案,最终终保留22-3个个技术上上相当、又又都能满满足任务务书要求求的方案案,在进进行经济济比较。对对于在系系统中占占有重要
15、要地位的的大容量量发电厂厂或变电电站主接接线,还还应进行行可靠性性定量分分析计算算比较,最最终确定定出在技技术上合合理、经经济上可可行的最最终方案案。1.1110kVV主接线线的选择择110kkV侧有有两回进进线,为为电源进进线,此此时宜采采用桥形形接线,根根据桥断断路器的的安装位位置,可可分为内内桥和外外桥接线线两种。内桥接接线在线路故故障或切切除、投投入时,不不影响其其余回路路工作,并并且操作作简单;而在变变压器故故障或切切除、投投入时,要要使相应应线路短短时停电电并且操操作复杂杂。因而而该接线线一般适适用于线线路较长长(相对对来说线线路的故故障几率率较大)和和变压器器不需要要经常切切换的
16、情情况,如如图3-1所示示。图3-11 内桥桥接线外桥接接线在运行中中的特点点与内桥桥接线相相反,适适用于线线路较短短和变压压器需要要经常切切换的情情况。当当系统中中有穿越越功率通通过主接接线为桥桥形接线线的发电电厂或变变电站高高压侧,或或者桥形形接线的的2条线线路接入入环形电电网时,通通常宜采采用外桥桥接线,如如图3-2所示示。图3-22 外桥桥接线比较这两两种接线线方式的的特点、适适用范围围,确定定出1110kVV侧的接接线方式式为内桥桥接线。2.100kV主主接线的的选择根据设计计任务书书,100kV共共有188回出线线,每回回出线负负荷2.5MVVA,可可供选择择的接线线方式有有:单母
17、线线分段接接线单母线用用分段断断路器进进行分段段,可以以提高供供电可靠靠性和灵灵活性。当当一段母母线发生生故障,分分段断路路器自动动将故障障段隔离离,保证证正常段段母线不不间断供供电,不不致使重重要用户户停电;而两段段母线同同时故障障的几率率很小,可可以不考考虑。分段的数数目,取取决于电电源数量量好容量量。段数数分的越越多,故故障时停停电范围围越小,但但使用的的分段断断路器的的数量也也就越多多,并且且配电装装置和运运行也就就越复杂杂,通常常以23段为为宜。该接线适适用于:小容量量发电厂厂的发电电机电压压配电装装置,一一般每段段母线上上所接发发电容量量为122MW左左右每段段母线上上出线不不多于
18、55回。变电站站中有两两台主变变压器时时的610kkV配电电装置。3563kkV配电电装置的的出线448回回。11002220kVV配电装装置的出出线34回。双母线线接线双母线接接线有两两组母线线,并且且可以互互为备用用。两组组母线的的联络,通通过母线线联络断断路器来来实现。与与单母线线相比,投投资有所所增加,但但使运行行的可靠靠性和灵灵活性大大大提高高。其特特点如下下:供电可可靠;调度灵灵活;扩建方方便。由于双母母线有较较高的可可靠性,广广泛用于于一下情情况:进出线线回数较较多、容容量较大大、出线线带电抗抗器的66100kV配配电装置置。3560kkV出线线数超过过8回,或或连接电电源较大大
19、、负荷荷较大时时。1100kV出出线数为为6回及及以上时时。2200kV出出线数为为4回及及以上时时。双母线线分段接接线双母线分分段接线线不仅能能缩小母母线故障障的停电电范围,而而且比双双母线接接线的可可靠性更更高。但但是增加加了两台台断路器器,投资资有所增增加,双双母线分分段不仅仅具有双双母线的的各种优优点,并并且任何何时候都都有备用用母线,有有较高的的可靠性性和灵活活性。双母线分分段接线线多用于于2200kV配配电装置置,当进进出线数数为100144回时采采用三分分段,115回及及以上时时采用四四分段;同时在在33005000kVV大容量量配电装装置中,出出线为66回及以以上时一一般也采采
20、用双母母线分段段接线。带旁路路母线的的单母线线接线和和双母线线接线断路器经经过长期期运行和和切断数数次短路路电流后后都需要要检修,为为了能使使采用单单母线分分段或双双母线的的配电装装置检修修断路器器时,不不致中断断该回路路供电,可可增设旁旁路母线线,也就就是说不不停电检检修断路路器。6100kV配配电装置置一般不不设置旁旁路母线线,特别别是当采采用手车车式成套套开关柜柜时,由由于断路路器可迅迅速置换换,可以以不设旁旁路母线线。而66100kV单单母线及及单母线线分段的的配电装装置,在在采用固固定式成成套开关关柜式,例例如:出出线回路路数很多多,断路路器停电电检修机机会多;多数线线路是向向用户单
21、单独供电电,用户户内缺少少互为备备用的电电源,不不允许停停电;均均为架空空线出线线,雷雨雨季节跳跳闸次数数多,增增加了断断路器检检修次数数。需要强调调的是,随随着高压压配电装装置广泛泛采用断断路器以以及国产产断路器器的质量量提高,同同时系统统备用容容量的增增加、电电网结构构趋于合合理与联联系紧密密、保护护双重化化的完善善以及设设备检修修逐步由由计划检检修向状状态检修修过度,为为简化接接线,总总的趋势势将逐步步取消旁旁路设施施。综上所述述,通过过比较这这几种接接线方式式的优缺缺点、适适用范围围,确定定出100kV侧侧的接线线方式为为单母线线分段接接线,采采用成套套式开关关柜,如如图3-3所示示。
22、图3-33单母线线分段吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第4章 短路电电流的计计算4.1概概述短路是指指一切不不正常的的相与相相之间或或相与地地(对于于中性点点接地系系统)之之间未经经负载而而直接形形成闭合合回路。产产生短路路的主要要原因:元件损损坏。如如绝缘材材料的自自然老化化,设计计、安装装以及维维护不良良等所造造成的设设备缺陷陷发展成成短路。自然灾灾害。如如雷击造造成的闪闪络放电电或避雷雷器动作作;大风风造成架架空线断断线或导导线浮冰冰引起电电杆倒塌塌等。违规操操作。运运行人员员带负荷荷拉刀闸闸;线路路或设备备检修后后未拆除除接地线线。其它原原因。如如挖沟损损伤电缆缆,人为为的破
23、坏坏等。短路的基基本类型型有:三三相短路路、两相相短路、单单相接地地短路和和两相接接地短路路。短路路故障分分为对称称短路和和不对称称短路,三三相短路路是对称称的,其其它三种种短路都都是不对对称的。在在四种短短路类型型中,单单相接地地短路故故障发生生的概率率最高,可可达655%,两两相短路路约占110%,三三相短路路约占55%。虽虽然三相相短路发发生的概概率最小小,但对对电力系系统的影影响最严严重。因因此采用用三相短短路来计计算短路路电流,并并检测电电气设备备的稳定定性。4.1.1 短短路计算算的目的的选择电电气设备备的依据据。为了了保证电电力系统统安全运运行,在在设计选选择电气气设备时时,都要
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