500KV变电站设计

1河北工业大学成人高等教育毕业设计说明书(论文)姓名：张学号：2教学管理单位：河北工业大学函授站专业：电气自动化题目：500KV变电站设计指导者：老师评阅者：老师年月日毕业设计（论文）摘要变电站是直接影响整个电力系统的安全性和经济性的一个重要组成部分，它是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。本次毕业设计针对500kV变电站的特点，以电气设计部分为核心，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。关键词：变电站500KV电力系统ABSTRACTSubstationistheimportantpartofpowersystem,itdirectlyinfluencesthewholepowersystemsafeandeconomicoperationofthepowerplantandtheuser,istheintermediatelink,playsaroleintransformationanddistributionofelectricity.Thegraduationdesignfor500kVthecharacteristicsofsubstation,electricaldesignasthecore,throughtheanalysisofthesubstationandtheorientationofalineandloaddatafromtheoriginal,reliability,safety,economicandotheraspectstoconsider,determinethemainelectricalwiringmode.Mainlyfromthemaintransformercapacity,quantitydetermination,loadanalysisandcalculation,andtheshortcircuitcurrentcalculationandsubstationmainelectricalequipmentselection,andthechoiceofelectricalequipmentisnecessarytocalculateandcheck.Atthesametime,accordingtothedesign,completethedrawing.Keywords::Substation500KVPowersystem目录前言................................................................................................................................1第一章、绪论........................................................11.1论文背景.....................................................21.2研究意义.....................................................2第二章、500KV变电站设计研究........................................22.1变电站设计的目的和原则.......................................22.2设计方案和模块划分...........................................32.3主要技术方案.................................................32.3负荷计算....................................................................................................32.3.1电气一次部分.............................................42.3.2二次部分.................................................72.3.3土建部分.................................................82.4本章小结.....................................................9第三章、结论................................................................................................................10参考文献......................................................................................................................12致谢..........................................................................................................................13第1页共13页前言我国是世界能源消耗大国，煤炭消费总量居世界第一位，消费总量居世界第二位，但一次能源分布和生产力发展水平却很不均匀。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区。这种能源分布与消费的不平衡状况，决定了我国的能源配置上必须以大煤电基地、大水电基地为依托。实现煤电就地转换和水电大规模开发。而变电站担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务，是输送和分配电能的中转站，是供电系统的枢纽，在全国电网中占有特殊重要的位置。本设计对变电站内最重要的电气设备如主变压器、导线、电气设备等元器件，进行了比较和选择，主变压器最终为2台，追求设备寿命期内最优的经济效益。站内主接线分为500kV、220kV、和35kV三个电压等级。各个电压等级分别采用211断路器接线、双母线和单母线分段的接线方式。电气主接线是发电厂和变电站的重要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站投资大小的决定性因素。在短路电流方面，讲述了短路电流的危害以及三个电压等级处短路电流的计算。电气设备的选择以各种元器件如何选择参数为主，因为只要确定了器件的参数就能十分容易的根据电力手册查出元件型号。最后，还对导线截面的确定以及导线截面积的校验方法进行说明，使变电站电气一次部分基本完成。第2页共13页第一章绪论本章首先对500KV变电站设计发展现状进行说明，然后介绍了500KV变电站设计中的原则，重点分析了500KV变电站设计的各个模块，由此引出本论文的研究方向和意义。最后简要介绍了本设计的特点。1.1论文背景我国是世界能源消费大国，煤炭消费总量居世界第一位，电力消费总量居世界第二位，但由于我国地域广阔，一次能源分布和生产力发展水平很不均衡。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区长期以来的“重发轻供”造成电网建设严重不足，电网发展严重滞后。预计未来巧年间，我国将需要新增装机500GW以上，年均新增装机超过33GW。这意味着我国电网不仅要“补旧的”，还要“谋发展”，面临着持续增加输送能力，将大量电力从发电厂安全可靠地输送到终端用户的艰巨任务。1.2研究意义为此，加快建设以特高压电网为核心的坚强电网，提高现有电网的输送能力，加强城市电网建设与改造，努力实现各级电网协调发展，以满足国民经济快速发展和更大范围资源优化配置的需要。今后一段时期电网建设将继续保持快速发展。如此大规模的电网建设，必须实施集约化管理，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程的建设和管理效率，从而提高整体效益。第二章500KV变电站设计研究本章首先介绍了500KV变电站设计的目的和原则，然后对各个设计方案进行了探讨，最后定型设计模式，介绍各个设计模块，对设计模块进行了详细的阐述。2.1变电站设计的目的和原则开展变电站设计工作的目的是：统一建设标准，统一设备规范；方便设备招标，方便运行维护；降低变电站建设和运营成本；加快初步设计、评审进度，提高工作效率。第3页共13页变电站设计的原则是:安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效。为此，在设计中，要注意处理和解决设计方案的统一性、适应性、灵活性、先进性、可靠性和经济性及其相互之间的辩证统一关系。适应性:设计要综合考虑各地区的实际情况，要在电网系统中具有广泛的适用性，并能在一定的时间内，对不同规模、型式、外部条件均能适用。灵活性:设计模块间接口灵活，增减方便，组合型式多样，概算调整方便。先进性:设计方案、设备选型先进、合理，占地少、注重环保，变电站技术经济指标先进。可靠性:适当提高设备水平，保证变电站设备的可靠性，保证各个模块和模块拼接后的可靠性，以确保各设计方案的安全可靠性。经济性:按照企业利益最大化原则，综合考虑工程初期投资和长期运行费用，追求设备寿命期内最优的经济效益。设计要树立全局意识、大局意识和企业意识，要坚持“基建为生产服务”、“以人为本”和“可持续发展”的理念，当前的重点是“节约占地、节约投资、提高效率、降低运行成本”。具体设计要综合考虑“每个设备的合理性、每个布置的合理性、每项改进的合理性、每个方案的合理性”。2.2设计方案和模块划分根据目前实际情况，并适当考虑发展裕度，按照变电站主要设备型式可划分为4个设计基本方案，即GIS,HGIS(仅限于500kV、瓷柱式断路器、罐式断路器方案；按照影响总平面布置的主要因素，500kV变电站的设计可分为6个基本模块:500kV配电装置、220kV配电装置、主变和35(66)kV配电装置、高抗、站用电和主控楼模块。再综合考虑电压等级、主变容量、无功补偿、出线回路和方向、电气主接线、短路电流、设备型式、配电装置、控制及远动、建筑面积等条件可进一步划分了方案和了模块。这些基本方案涵盖了目前系统500kV变电站各种情况。瓷柱式断路器方案适用于一般常规地区；罐式断路器方案适用于抗震要求高、占地相对紧凑和寒冷地区；GIS方案适用于可靠性要求高、场地狭小、人口稠密、海拔高、污秽严重等地区；HGIS方案适用于场地狭小、人口稠密、海拔高、污秽严重等地区，但相对于GIS方案可靠性要求略低，而投资限制更严的情况。以上方案的划分，第4页共13页既体现了实事求是的原则，又使得各方案具有广泛的适用性。2.3主要技术方案2.3.0负荷计算本设计为500kV超高压变电所，负荷计算采用需用系数法。其优点是：公式简单，计算方便，对于不同性质的供电用户的需用系数值是经过几十年的统计积累，数值比较完整和准确，为供电设计创造了很好的条件。率因数相同，则视在功率可表示为有功功率，采用需用系数法。计算过程详见附录计算书，当期变电站计算负荷为MVASSSS500=Sc远景最大计算总负荷S总=TSc（1+X%）^20T--同期系数Sc--初期负荷X%--线损率2.3.1电气一次部分500kV配电装置接线采用一个半断路器接线；采用双母线接线，选用敞开式设备时采用一个半断路器接线。一个半断路器接线应避免初期形成2个完整串的配串方案，进出线不装设出口隔离开关，220kV(110kV)电压等级的接线形式采用双母线接线，根据进出线规模按相关规程规定母线单分段或双分