220KV变电所电气一次部分初步设计

学士学位毕业设计（论文）220KV变电所电气一次部分初步设计学生姓名：张宇学号：20124073528指导教师：朱学东所在学院：信息技术学院专业：电气工程及其自动化中国·大庆2016年05月黑龙江八一农垦大学本科毕业设计（论文）任务书学生姓名张宇所在班级电气五班导师姓名朱学东导师职称副教授论文题目220kV变电所电气一次部分初步设计题目分类1．应用与非应用类：〇科研〇理论分析○√工程〇模拟2．软件与软硬结合类：○√硬件〇软件〇软硬结合〇非软硬件主要研究内容及指标：1.内容：通过短路计算来选择电气设备、继电保护、主接线、接地方式等。再从母线、断路器、隔离开关、互感器中挑选出最佳方案。完成变电所的保护。2.设计：主接线的设计、短路电流的计算、配电设备的选择、防雷保护设计及继电保护的配置等方面3.结论：对全文总结。主要参考文献：[1]齐欢，王小平.系统建模与仿真[M].北京:清华大学出版社,2004.[2]康凤举.现代仿真技术与应用[M].北京:国防工业出版社,2001.[3]肖冬荣.系统控制论[M].武汉:武汉科技出版社,1995.[4]刘兴堂，吴晓燕.现代系统建模与仿真技术[M].西安:西北工业大学出版社,2001.[5]文锋.现代发电厂概论[M].中国电力出版社，1999阶段规划：前期：1.选题、定题2.查阅资料3.撰写国内外研究现状综述4.书写论文大纲并提交导师指导修订中期：1.撰写论文初稿2.导师指导及修改论文后期：1.论文定稿2.论文答辩开题时间2015-12-21完成论文时间2016-5-20专家审定意见：系主任签字：年月日摘要—I—摘要随着社会生产力的不断发展，能源渐渐成为了社会生产力的重要基础。人们不仅在能源的数量上要求越来越多，也开始对能源的构成和品种上的需求开始发生变化。人们对能源的质量也变得越来越苛刻。电力在国民建设和国民经济发展中占据了无形重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。220kV变电所的工作能力将对供电地区建设起到重大作用，地区性用电负荷的问题将得到改善。所以对220kV变电所电气一次部分的研究有着深远的意义。关键词：变电所；电气部分；220kv；一次系统ABSTRACT—II—ABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofsocialproductiveforces,energyhasgraduallybecomeanimportantbasisforsocialproductivity.Moreandmorepeoplearenotonlyinthequantityofenergy,butalsobegantochangethestructureofenergyandthedemandofvariety.Peoplearebecomingmoreandmoredemandingonthequalityofenergy.Powerplaysanimportantroleinnationalconstructionandnationaleconomicdevelopment,anditisthekeypointtorealizenationalmodernization.Theconstructionof220kVsubstationhasadeepinfluenceontheregionalpowersupply,andthenetworkisbuilttosolvetheproblemoflackofelectricityloadinthearea,whichgreatlyimprovesthereliabilityofpowersupplyintheregion.Sotheresearchontheelectricalpartofthe220kVsubstationhasfar-reachingsignificance.Keywords:transformersubstation;220kV;transformer;Protector目录Ⅲ目录摘要...........................................................IABSTRACT......................................................II前言...........................................................I1绪论.........................................................11.1设计原始资料...........................................11.2原始资料分析...........................................12主接线的设计.................................................32.1主接线方案的设计.......................................32.2主变的选择.............................................63短路电流计算.................................................73.1各元件电抗标幺值计算...................................73.2短路电流的计算.........................................84电气设备的选择..............................................135变电所保护系统..............................................185.1防雷保护..............................................185.2主接线上的继电保护规则................................19结论..........................................................20致谢..........................................................21参考文献......................................................22附录..........................................................23前言IV前言毕业设计是我们在校期间对我们的最后一次考验，它将从理论知识、资料分析能力、思维方式等方面对我们进行全面的考察。可以提高我们的综合能力。它不但可以让我们巩固加深了自己的专业性知识，还可以让我们对大学可能没有涉及到的知识进行补充，并且对国家能源开发的技术规程规定进行了了解和熟悉。将为我们以后的工作生活打下良好的基础。随着社会生产力的不断发展，能源渐渐成为了社会生产力的重要基础。人们不仅在能源的数量上要求越来越多，也开始对能源的构成和品种上的需求开始发生变化。人们对能源的质量也变得越来越苛刻。电力在国民建设和国民经济发展中占据了无形重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。为适应国民经济发展的需要，电力必须加速发展。因此加强电网建设，做好电力规划工作尤为重要。在本次设计中的设计思路是：根据最新、最权威的设计规范，跟随国内外的综合自动化技术的发展趋势，采用先进的科学技术，结合我国国情进行全面系统的研究，完成了毕业设计。黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）—1—1绪论1.1原始资料1.变电所性质枢纽变电所，与水力发电和火力发电两大大电力系统联系。2.地理位置本变电所建于机械化工业园区，直接以110kV线路供地区工业用电。3.自然条件所处地势较平坦，海拔500米，交通方便，有铁路或公路经过变电所附近。最高气温＋40℃，最低气温－30℃。年平均温度＋15℃，最大风速20m/s。覆冰厚度5mm，地震裂度＜5级。土壤电阻率＜500Ω·m雷电日30周围环境较清洁，化工厂对本所影响不大。冻土深度1.5m，主导风向夏南，冬西北。4.系统情况图1变电所系统1.2原始资料分析1.2.1变电所分析1、变电所在系统中的作用及负荷分析变电所最大综合负荷为：110kV侧：256MW，COSφ=0.85变电所属于系统枢纽，联结水火两种发电系统。地区工业用电由本所110kV接供电。高压侧以交换或接收功率为主，供电给地区中的中压侧和附近的低压侧负荷。2、系统情况系统共有两台TT-30-6型同期调相机，与水力发电和火力发电两大大电力系统联黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）—2—3、负荷情况分析本所主要的供电负荷是一个重要的工业机械和化工行业用户，因此，对供电可靠性有着极高的要求，否则会造成大量的经济损失。。1.2.2环境分析1、地理位置所处地势平坦，交通方便，有铁、公路经过本所附近，所以可以考虑选择廉价、较笨重的设备。虽有化工厂但对本所影响不大，故可以采用屋外配电装置，考虑到土地的价值，地表裂度等等因素，屋外配电装置暂定实用普通中型装置。2、气象分析本所所处地主风向为南风，因此本所母线排列方应为东南走向，最大风速25/s，因风速较低，配电装置可忽略风速影响。地区最高气温+40℃，最低气温-30℃，在此温度范围内，变压器可正常运行，无需做特殊考虑。本地的土壤电阻率＜500Ω.m，不属于高土壤电阻率，无需特殊考虑。黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）—3—2主接线方案设计及主变的确定2.1主接线方案的设计主接线的确定对变电所本身运行的可靠性、灵活性、经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并在满足运行可靠性，简单灵活，操作方便和节约投资等要求，有扩建的还应在布置上为过渡到最终接线准备条件（无需做特殊考虑）。规程要求：110kV～220kV配电装置出线回路为3～4回时，一般采用单母线分段接线；当110kV～220kV配电装置，在系统中具有重要地位，并出线回路在四回及以上时，一般采用双母线接线；对于在系统中具有重要地位的配电装置，220kV出线为四回及以上的，一般可装设专用旁路断路器。1）、220kV电压等级本所特点：（1）与水火两大电力系统联系，属于系统枢纽变电所。（2）供电给地区一类负荷。（3）220kV为本所唯一的电源进线。根据规程规定，拟选单母线分段接线或双母线接线或双母带旁路接线。①单母线分段接线（图如下）图2单母线分段接线图优点：A、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。B、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黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）—4—电和不致使重要用户停电。缺点：A、当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停电。B、当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。C、扩建时须向两方面均衡扩建。②双母线接线（图如下）：图3双母线分段接线图优点：A、供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任意回路的母线隔离开关，只停该回路。B、调度灵活。各个电源和回路负荷可以任意恢复到某一组母线上，能灵活的使用系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。C、便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：A、增加一组母线和使用每回路就需要增加一组母线隔离开关。B、当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。作为避免隔离开关误操作，须在隔离开关和断路器之间装设联锁装置。2）、110kV电压等级规程规