220kV终端变电站电气一次主接线及配电装置设计.docx
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1、220kV终端变电好电气一次主接线及配电装置设计目录目录4摘要5前言6第一章变电站主接线设计7第二章短路电流计算19第三章电器设备及导体的选择27第四章配电装置设计54第五章防雷保护59第六章保护装置68结论72总结与体会73谢 辞74参考文献75220kV采用单母分段接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断 开本回路的断路器,单母分段接线使用与于线路较短,变压器按经济运行需要经常切 换且有穿越功率经过的变电所的功能。llOkV母线上近期负荷为4回出线,采用单母接线形式,根据发电厂电气部分 可知I, 3560KV配电装置中,当线路为3回以上的,一般采用单母线或单母线分段接线。 若连
2、接电源较多,出线较多,负荷较大时,可采用双母接线形式。35kV采用单母分段接线方式,根据电力工程电气设计手册第一册可知,在1035KV 配电装置中,线路在6回及以上时,一般采用单母分段的接线方式,当短路电流较大, 出线回数较多,功率较大等情况时,可采用双母分段接线形式。通常,不设旁路断路 器。其接线特点:1) HOkV采用外桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本 回路的断路器,外桥接线使用与于线路较短,变压器按经济运行需要经常切换且有穿 越功率经过的变电所。2) 35kV采用单母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,会停止对用户的供 电,工作母线发生故障时,能利用备用母线使无
3、故障电路迅速恢复正常工作。3) 10kV出线比较多,所以也采用单母分段形式。单母线分段,可以分段运行, 系统构成方式的自由度大,两个元件可完全分别接到相同的母线上,对大容量且在需 相互联系的系统是有利的,由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸,因此 在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优 点,但是易受到母线故障的影响,断路器检修时要停运线路,占地面积大,一般当连 接的进出线回路数在11回及以上时,一般采用分段接线形式。方案二UOkV采用内桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本回路 的断路器,内桥接线使用与于线路较短,变压器按经济运行需
4、要经常切换且有穿越功 率经过的变电所。35kV母线上近期负荷为6回出线,易采用双母接线形式,根据电力工程电气 设计手册第一册可知,3560kV配电装置中,当线路为3回以上的,一般采用单母线 或单母线分段接线。若连接电源较多,出线较多,负荷较大时,可采用双母接线形式。 10kV可采用单母分段接线方式,根据电力工程电气设计手册第一册可知,在 610kV配电装置中,线路在6回以上时,一般采用单母分段的接线方式。其接线特点:1)UOkV采用外桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断 开本回路的断路器,外桥接线使用与于线路较短,变压器按经济运行需要经常切换且 有穿越功率经过的变电所。2)
5、35kV采用双母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,不会停止对用户的供 电,工作母线发生故障时,能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。3) 35kV侧采用单母线分段的接线形式,用断路器把母线分段后,对重要用户可 以从不同段引出两个回路;有两个电源供电。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和不致使重要用户停电。但是,一段母线或 母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电,而出线为双回 时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建时需向两个方向均衡扩建。TT乙44二方案的经济比较:可靠性:两种接线形式MOkV和35kV侧接线方式是一样的,区别就在1
6、0kV侧上,第一 种方案采用双母线分段接线形式,可靠性比较高,检修一母线时,不会停止对用户连 续供电,而且还可以分段运行,系统构成方式的自由度大,两个元件可完全分别接到 不同的母线上,对大容量且在需相互联系的系统是有利的。灵活性:两种方案扩建都 比较的方便,且操作比较的简便。经济性:第二种方案经济性要好点,因为只有一条母线,节省了投资,还少了隔离开 关,间隔的布置和继电保护的配置都简单。总结:因为首先要保证可靠性,综上所述变电站的主接线图在220kV侧、llOkV侧、35kV 侧都采用单母分段的方案。三 最优电气主接线图绘制(详见220kV变电站主接线图)四主变压器和厂用变压器的选择1.主变台
7、数由原始资料可知,我们本次所设计的变电所是市郊区220kV通过变电所,它是 以220kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至UOkV及35kV母线上。若全 所停电后,将引起下一级变电所与地区电网瓦解,影响整个市区的供电,因此选择主 变台数时,要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性,避免一台主变压器故障或 检修时影响供电,变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时,变电 所的可靠性虽然有所提高,但接线网络较复杂,且投资增大,同时增大了占用面积, 和配电设备及用电保护的复杂性,以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造 成中压侧短路容量过大,不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故
8、障机率较小。 适用远期负荷的增长以及扩建,而当一台主变压器故障或者检修时,另一台主变压器 可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用,提高供 电的可靠性。在具有三种电压等级的变电所,如通过主变压器的各侧绕组的功率均 达到该变压器容量的15%以上,或低压侧虽无负荷,但在变电所内需装设无功补偿设 备,主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备, 比相对的两台双绕组变压器都较少,而且本次所设计的变电所具有三种电压等级,考 虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素,该所选择三绕组变压器,确定该站 主变台数为2台。根据前述和变电站电气主接线,确定该站
9、主变台数为2台。2、容量根据设计任务书所给的出线负荷和所选的接线方式,选择容量及型号相同的2 台主变,容量按如下公式确定:主变容量 Sn工 Sjs = 0.8x(+ ) = 0.8x(65 + 30) = 0.8x95 = 76(MU4)来确定SN:所要选则的主变容量Sjs:按0.8倍的经验公式计算容量Pi: POkV供出有功负荷P2: 35kV供出有功负荷3、根据电力工程电气设计手册电气一次部份第1册第272页,因所给条件 没有说明运输的特别限制,按正常运输条件选则,故选择三相电力变压器。4、绕组数的确定在电力系统中,三个及以上不同电压等级需要互相连接时,或具有三种电压的降 压变电站,需要由
10、高压向中压和低压供电,或高压和中压向低压供电时,应选用三绕 组变压器,故选用三绕组变压器。5、连接组别的确定变压器三相的接线组别必须和电力系统的相位一致,否则,不允许并列运行。我 国llOkV及以上电压,变压器三相绕组都采用“Yn”连接。根据系统和或机组的同 步并列要求及限制三次谐波对电源的影响因数,所以,该站主变连接组别选定为:Yn, yn, du6、根据以上分析条件,查电力工程电气设计手册电气一次部份1上册P240选择:SSPS-90000/220型变压器,参数如下:额定容量(kVA)额定电压(kV)阻抗电压()90000/90000/90000高压中压低压高-中高-低中-低2208X1.
11、2512138.514247.5空载扳耗(kW)88接线组别Yn, yn, dii短路损耗(kW)280 (高一中)质量(吨)油重40空载电流()0.8器身74.3参考价格(万兀)120运输重量129外形尺寸14426X3080X7205总质量1519轨距(横向/纵向)2000X2/1435贵阳变压器厂、站用变的选择:2、站用变压器容量按下式确定:(9+舄)义站用电率COS 9式中:5.厂用变计算负荷(MVA)R中压侧负荷(MW)P2低压侧负荷(MW)COS0变电站平均功率因数S = (65 + 30) X 0 65% = 0.726MU4 = 7267VAJS 0.85该站站用变考虑室外布置
12、,则站用变压器容量的选择条件为:Sn 上二= X 344(m)KfKt 1.04x0.97式中:Sn站用变容量(kVA)布置系数,室外布置时K/取1.04,室内布置时取1.04Kt温度校正系数,室外布置时取0.97,室内布置时取0.99查电力工程电气设计手册电气一次部份1上册P399页选用S9-800型标准变 压器两台,额定容量800kVA,高压侧电压38.55%kV,低压侧电压0.4kV,联接组 别为YynO,其相关电气技术参数列表如下:额定容量(kVA)额定电压(kV)阻抗电压()8800高压低压空载损耗(W)38.5 5%0.4短路损耗(W)接线组别Y, ynO质量油重685公斤空载电流
13、()器身1615公斤外形尺寸2310X1215X2662总质量2525公斤第二章短路电流计算1 .各元件参数计算作如下图所示等值电路图,取基准容量必=100河1%,。5 =。研,导线平均电阻取R = 0.4Q/km,按已知条件作各元件的阻抗计算:XcTX36 X系统阻抗:xdX,* x & = 0.45 x = 0.0129 Ss 3500电源线路阻抗:X/1 = 0.4 X,X 国=0.4 X 65 X 叫=0.04911 U(230)2主变三侧阻抗:由主变参数可知:。2% = 25.5;。一 = 14.9;。2.3% = 9.1,则4% =犯_2% + %4%)= ;35 + 14.9-9
14、)=6656 % +。2.3 % - U- %) = -(3.1 + 25.5-14.9) = 9.85。3%(。1.3% +。2.3% -。1.2%) = -(9.1 +14.9 - 25.5) = -0.75v U1% 品15.65 100 八 1rziX.X- =x = 0.1741100 Sn、100904%8X。X5-=100 Sn2V UO/。 Sb X, =x100 Sn3注X哓=。9 100 90簧端f。吟。110kV出线阻抗:X” =0.4xL?x- = 0.4x50x- = 0.151/- U:(115)235kV出线阻抗:Xi? = 0.4x4 乂落=0.4x20x59
15、= 0.584椁 3 U:(37)2站用变电抗:vU d/。 SB 8 100 inXT =x= x =10T 100 Sn 100 0.8O. 064ds1 6BO. 24AA/-AA/-O. 1389=0.793 x350073x230=6.49(M),I” = 4 X /创=4 义= 0.83lx 5Jb35001.732x230= 7.301(M)2、各点短路电流的计算:4点短路:转移电抗:X.=X;,+-Xn = 0.0129 + 0.0245 + 0.1415 = 0.1789 u (I 2计算电抗:Xjs=Xm-& = 0.0374xW9Q = l.309V37 S d100查电
16、力工程电气设计手册电气一次部份1上册P135表4=0.793=0.831 /; =0.836 则有名值:xS= 0.836x29= 7.345(M)Wr1.732x230 n冲击电流:骁=2.55x/:=2.55x6.49 = 15.54(公)短路容量:Sd =x 220x 6.49 = 2472.94(Am)全电流最大值:Ich = 1.5ir = 1.51x 6.49 = 9.79(M)&点短路:转移电抗:/2 =, + - (X, + X2) = 0.0129 + 0.0245 + - (0.174 + 0.109) = 0.1789q3500计算电抗:X活=X2上 =0.1789 X=
17、 6.262 37 Sb100此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减2*= 5.589X”2 0.1789S5.589x J5.589x100/3xl21=1.403( M)冲击电流:ish = 2.55 x If, = 2.55 x 1.403 = 3.578(公)短路容量:5=V5Un/ = &x230x1.403 = 534.59(全电流最大值:Ich =1.5ir = 1.51xl.4O3 = 2.12(M)Lfi?4点短路:转移电抗:X/3 =+ - (X, + X3) = 0.0129 + 0.1415 + 0.0245 = 0.1789ci jci i 2 i o计算电抗:
18、x.s =X3 &= 0.1789x当Q = 6.2623d3s100D此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减= 5.5890.178983 =机=1.561(乂)6心 g x 37r = I2=I4= I:x IB3 = 5.589x1.561 = 8.72(M)O. 1389d3摘要220KV终端变电所工程电气一次初步设计,主要包括以下内容:在 对各种电气主接线比较后确定本站的电气主接线,主变压器和厂用变压 器的选择,再进行短路电流计算,根据短路计算结果表选择导体和一次 主要设备,画出主接线图,剖面图、防雷配置图和保护配置图。关键词:主接线短路计算设备选择防雷保护a刖B一设计目的意义
19、毕业设计是在完成全部专业课程的基础上的最后一个理论与实践冲击电流:ish = 2.55 xl = 2.55 x 8.72 = 22.24(M)短路容量:5 = y/3UNr = V3 X 35 X 8.72 = 528.6(Am)全电流最大值:/cZz =1.5ir = 1.51x8.72 = 13.17(M)向点短路:转移电抗:X“4 = X12 + X,2= 10.1789计算电抗:Xjs= Xd4.生=10.1789x55 = 356.26 3Sb100此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减Xd4 10.1789-=0.0982Sr100-o、翻=r= r= 144.34(M)瓜J
20、b?35 5b100此时可将系统等效为无限大系统,短路电流不衰减4 d匕=12*= 1.31(M)Xd5 0.76291. 17IrSSr 100址叫3 一舟37= L56(ZA)6 d/=八=I /方 = 1.31 x 1.56 = 2.04(M)冲击电流:ish = 2.55 x Iff = 2.55 x 2.04 = 5.2(M)短路容量:5=6。/ = 6x35x2.04 = 123.66(ME4)全电流最大值:Ich =L5ir = L51x2.04 = 3.08(面)点短路:转移电抗:X6 =+ X7=0.3299计算电抗:X,s = X,6 区=。.3299义变 = 11.553
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