500kv变电站设计要点

I500kv变电站的设计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。[1]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。[1][2]关键词：变电站；短路电流；电力系统IIABSTRACTSubstationistheimportantpartofpowersystem,itdirectlyinfluencesthewholepowersystemsafeandeconomicoperationofthepowerplantandtheuser,istheintermediatelink,playsaroleintransformationanddistributionofelectricity.Thegraduationdesignfor500kVthecharacteristicsofsubstation,electricaldesignasthecore,throughtheanalysisofthesubstationandtheorientationofalineandloaddatafromtheoriginal,reliability,safety,economicandotheraspectstoconsider,determinethemainelectricalwiringmode.Mainlyfromthemaintransformercapacity,quantitydetermination,loadanalysisandcalculation,andtheshortcircuitcurrentcalculationandsubstationmainelectricalequipmentselection(includingcircuitbreaker,isolatingswitch,transformerandsoon),andthechoiceofelectricalequipmentisnecessarytocalculateandcheck.Atthesametime,accordingtothedesign,completethedrawing.Keywords:Substation；Shortcircuitcurrent；PowersystemIII目录摘要..................................................................IABSTRACT...............................................................II1前言..................................................................12负荷统计及计算.........................................................22.1负荷统计.........................................................22.2负荷计算.........................................................23主变压器及电气主接线的选择............................................33.1主变压器的选择...................................................33.2主接线的设计.....................................................54短路计算...............................................................94.1短路电流计算.....................................................94.2短路电流和短路容量...............................................94.3短路电流所引起的后果.............................................94.4限制短路电流的措施..............................................104.5计算结果........................................................105电气设备的选择及校验..................................................115.1设备选择的一般原则..............................................115.2母线的选择......................................................125.3高压断路器的选择................................................165.4隔离开关的选择..................................................185.5电流互感器的选择................................................195.6电压互感器的选择................................................215.7避雷器的选择....................................................236设计结论.............................................................25参考文献...............................................................26附录.................................................................27一、计算书..........................................................27二、电气主接线图....................................................32致谢.................................................................3311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，电力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。[3]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。1.原始资料500KV变电站为枢纽变电所，有三个电压等级。其500KV双回路进线，220KV馈线2回，35KV馈线12回。电源距变电站距离300KM，两回路输电。220kv负荷资料：最大负荷60000KW，功率因数0.95，回路2回，距离变电站50KM；35KV负荷资料：分别为矿机厂、机械厂、汽车厂、电机厂、机车厂、煤矿厂回路各两回，功率因数都是0.95，距离变电站均按60KM计算，重要负荷均是65%，前5个厂最大负荷均按2500KW计算，煤矿厂最大负荷25000KW。最大负荷时间分别是500kv侧为3000小时/年，220kv侧为3600小时/年，35kv侧为5000小时/年。500kV保护动作时间0.08s，220kV和35KV为0.15S，断路器灭弧时间按0.06S考虑。2.设计要求（1）用标准符号绘制电气主接线图2（2）撰写计算书（负荷计算与短路计算）（3）选择高压设备2负荷统计及计算根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。线路中l～2为500kV进线，3~4为220kV馈线，5~16为35KV馈线。2.1负荷统计根据任务书对负荷统计，见表2.1表2.1负荷统计表回路序号回路名称最大负荷功率因数线长供电回路1500KV进线甲线300km12500KV进线乙线300km13220KV馈线甲线60000kw0.9550km14220KV馈线乙线60000kw0.9550km1535KV煤矿厂甲线25000kw0.9560km1635KV煤矿厂乙线25000kw0.9560km1735KV矿机厂甲线2500kw0.9560km1835KV矿机厂乙线2500kw0.9560km1935KV机械厂甲线2500kw0.9560km11035KV机械厂乙线2500kw0.9560km11135KV汽车厂甲线2500kw0.9560km11235KV汽车厂乙线2500kw0.9560km11335KV电机厂甲线2500kw0.9560km11435KV电机厂乙线2500kw0.9560km11535KV机车厂甲线2500kw0.9560km11635KV机车厂乙线2500kw0.9560km12.2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。[4][9]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MVA.61.209Sc，远景最大计3算负荷MVA19.230S总3主变压器及电气主接线的选择3.1主变压器的选择1.绕组数量的确定原则在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器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，但在变电站内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。2.主变压器台数的确定原则（1）对于大城市郊区的一次变电站在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。（3）对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1—2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。[3]由前设计说明