330KV变电站设计1

设计题目:330KV变电站设计目录前言1设计范围2主要设计技术原则3电气主接线4短路电流计算及主要设备选择5系统继电保护及安全自动装置6绝缘配合及过电压保护7电气设备布置及配电装置8微机监控及二次系统9所用电系统及照明10直流系统11电缆设施12所址选择13工程投资估算14参考文献15英文资料翻译16设计附图附图1：电气主接线图附图2：继电保护配置图附图3：主变保护配置图附图4：微机监控系统图附图5：所用电系统图前言本毕业设计为**********电力系统及自动化专业（专科）毕业设计，设计题目为：330KV变电站（电气部分）设计。此设计任务旨在体现我们小组对本专业各科知识的掌握程度，培养我们小组各成员对本专业各科知识进行综合运用的能力。设计小组共有15人组成，在设计过程中，各成员进行了分工共同学习，查阅大量相关技术资料，经多次修改，形成设计初稿。小组设计学员有：1设计范围本次设计主要对330KV变电站的电气主接线，继电保护及自动装置配置，通过短路电流计算选择一次主设备，绝缘配合及过电压保护，微机监控系统，所用电系统，直流系统，所址选择等进行了设计，基本包括了电气部分的主要内容。2主要设计技术原则本次300KV变电站的设计，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，确定设计一个330KV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。将此变电站做为一个枢纽变电站考虑，三个电压等级，即330KV/220KV/35KV。设计中依据《变电所总布署设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《220KV-500KV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。3电气主接线电气主接线关系着全站电气设备的选择，配电装置的布置继电保护及自动装置的确定，关系着电力系统的安全稳定，灵活和经济运行，是本次变电站设计中心的主要环节，我们在电气主接线设计中，依据以下原则：①保证必要的供电可靠性和电能质量。②具有运行维护的灵活性和方便性，即要适应各种运行方式和检修维护方面的要求，并能灵活地进行运行方式的转换。在操作时简便、安全，不易发生误操作。③在满足可靠性、灵活性要求的前提下做好经济性。即投资省，电能损失小，占地面积小。④保证电气主接线具有继续发展和扩建的可靠性。3.1330kV主接线：330KV主接线的选择既考虑上述主要原则，同时结合国内长期运行的实践经验，确定其主接线形式为3/2断路器接线，因为其具有很高的可靠性，且目前我国330KV及以上系统广泛采用，实践证明其有很高的可靠性和运行灵活性，且330KV、SF6、DF价格较高，分相式断路器占地面积较大，因此较双断路器接线有显著的经济性。经技术经济比较采用一台半断路器的接线方式，为使母线潮流分布合理并在一串支路切除时保持系统功率平衡，在接线上，在一串上接一条电源线和一条负荷线路，并使靠近一组母线的支路送电与受电平衡，最终按4个完整串布置，二台主变分别引接至两组母线。该接线具有可靠性高，运行灵活，节省占地等优点。3.2110千伏主接线采用双母线接线，不带旁路母线，选择该主接线是因为：①可以轮流检修母线，而不中断对用户的供电。②当一组母线故障时，仍然造成接于该组母线上的支路停电，但可以迅速切换至另一组母线上恢复工作，从而减少停电时间。③检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开该回路和与此隔离开关相连的母线，将其他所有回路部分换到另一组母线上运行，该隔离开关可停电进行检修。④检修任一出线断路器时，该支路短时停电，在断路器两侧加上跨条后，将各支路倒控在一条母线上工作，利用母联断路器代替该出线断路器工作，使该回路不必长时间停电。⑤在个别回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路分别单独接到一组母线上。⑥双母线扩建方便，向双母线左右任一方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均可分配。3.335千伏接线35千伏无出线，仅有无功补偿设备及所用变，故采用单元接线。3.4中性点接地方式按照目前我国电力系统的运行情况，110KV及以上均为直接接地系统、35KV根据35KV系统情况及负荷情况确定接地方式。因此，330千伏、110千伏为直接接地系统。35千伏为不接地系统。自耦变压器中性点直接接地。4短路电流计算及主要设备选择4.1短路电流计算短路电流计算中，容量和接线均按最终规模计算，短路种类按系统最大运行方式下三相短路较验。本设计设备选择的短路电流是按变电所最终规模及330千伏、110千伏系统阻抗进行计算的。经短路电流计算，在330千伏变电所可能发生的各种短路类型中,330千伏母线发生三相对称短路时，短路电流最大，110千伏母线发生单相接地短路时，短路电流最大。短路电流计算结果及主要电气设备选择结果见表4-1电气设备选择校验表1-1计算值选择设备名称及型号保证值备注安装地点短路点编号工作电压工作电流短路电流短路冲击电流值0秒短路容量稳态短路电流有效值热稳定电流额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流热稳定电流Ug(kv)Ig(A)Id(kA)ich(kA)S’’(MVA)Ir(kA)Ir(kA)Ue(kV)Ie(A)I’’(kA)Igt(kA)Ir(kA)330KV配电装置（方案一）d-134516739.223.4255079.211.1330kv断路器SFMT-33036325004010040/3s330KV配电装置（方案二）d-134516739.223.4255079.211.1330KV断路器LW10-33036325004010040/3s110KV配电装置d-2115167315.0638.315.0618.2110KV断路器LW25-110126200031.58040/3s表2计算值选择设备名称及型保证值备注安装地点短路点编号工作电压工作电流短路电流短路冲击电流值0秒短路容量稳态短路电流有效值热稳定电流号额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流热稳定电流Ug(kv)Ig(A)Id(kA)ich(kA)S’’(MVA)Ir(kA)Ir(kA)Ue(kV)Ie(A)I’’(kA)Igt(kA)Ir(kA)35KV配电装置d-337112315.639.7100015.618.935kv断路器LW24-40.540.51250256325/4s330KV配电装置d-134516739.223.4255079.211.1330KV隔离开关GW17-330363200010040/3s110KV配电装置d-2115170715.0638.315.0618.2110KV隔离开关GW5-11012620008031.5/4s35KV配电装置d-337112315.639.7100015.618.935KV隔离开关GW4-40.540.512508031.5/4s4.2变电所规模本变电站设计规模:一台240MVA有载调压自耦电力变压器，330千伏出线4回，110千伏出线8回，低压并联电抗器4x15MVar，低压并联电容器组3x20MVar。4.3主变压器①主变台数的确定：主变因本身的可靠性高，本设计不考虑主变的备用，主变台数确定为两台。②主变容量的确定：在此设计中，主变容量的确定为240MVA依据以下原则：1）在系统正常运行与检修状态下，以具有一定持续时间的日负荷选择主变的额定容量，日负荷中持续时间很短的部分，可由主变过载满足。单台主变容量以总容量的75%选择。过载倍数1.3，允许运行2小时。2）并联运行的主变以隐备用形式相互作为事故备用，只要求短时保持原有总传输容量并应计及变压器的短时过负荷能力。3）主变压器检修时间间隔很长，检修时间较短，合理作好检修与运行调度。③主变型式选择在此设计主变选型为有载调压自耦变压器，主变依据为：1）自耦变的型式容量小于额定容量，因此基水泵的钢线，硅钢片及绝缘材料较同容量普通三绕组变少、造价降低20%以上，运行损耗小。2）由于尺寸与重量下降使以单台变电容量作得很大，减轻运输困难。3）考虑正常运行中往往峰谷差较大，日负荷变化畅度大，为保证电能质量，应装设有载调压主变，及时改善电压质量。4）330KV高压电压无功调节设备的容量往往不足，在昼夜负荷变化时，由于超高压输电线电容充电功率的影响使变压器高压端电压变化畅度很大，为维持中、低压电压水平，应选用有载调压变压器。容量：240MVA容量比：240/240/72MVA电压等级：345±8X1.25%/121/35KV结线组别：Yn.a0.d11阻抗电压：UkI-II=10.5%UkI-III=25.0%UkII-III=14.0%以上阻抗电压已归算到主变高压侧额定容量下。4.4无功补偿在330KV及以上的高压电网，为解决无功调节设备容量不足问题，低压侧一般为无功补偿设备，在此设计低压无功补偿设备为：主变低压侧装设4x15MVar低压电抗器及3X20MVar并联电容器。4.5330千伏设备330千伏断路器方案（一）采用SF6气体罐式断路器，它具有抗震性能好，SF6气体密封结构严格，开断性能较好，并附有干式套管式电流互感器，维护工作量少等特点。330千伏断路器方案（二）采用SF6气体柱式断路器，它具有抗震性能好，SF6气体密封结构严格，开断性能较好，不带有套管式电流互感器，维护工作量少等特点。330千伏隔离开关选用单臂水平伸缩式隔离开关。330千伏电压互感器选用电容式电压互感器。330千伏避雷器选用氧化锌避雷器。4.6110千伏设备110千伏断路器选用SF6瓷柱式断路器。110千伏隔离开关选用适用于高式布置的GW5-110型隔离开关。110千伏电压互感器，电容式电压互感器。110千伏电流互感器选用独立式电流互感器。110千伏避雷器选用氧化锌避雷器。4.735千伏设备35千伏断路器采用SF6气体罐式断路，附有套管式电流互感器。35千伏隔离开关选用GW4-35型隔离开关。5系统继电保护及安全自动装置5.1系统继电保护及自动装置继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。5.2继电保护配置原则根据GB14285《继电保护和安全自动装置技术规程》中有关条款《继电保护二十五项反事故措施要点》、《电力系统继电保护》教材。5.3330千伏系统对于330千伏线路应按下列原则实现主保护双重化。设置两套完整的全线速动主保护，两套主保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立；每套主保护对全线发生的各种故障均能正确反应并无时限切除；每套主保护应有独立的选相功能，实现分相跳闸和三相跳闸，断路器有两组跳闸线圈，每套主保护起动一组跳闸线圈；两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备，若保护采用专用收发信机，其中至少有一个通道完全独立，另一个可与通信复用，如采用复用载波机，两套保护应采用两台不同的载波机。每条线路都配置能反应线路各种类型故障的后备保护，当双重化的每套主保护都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。对于330千伏母线，装设快速有选择地切除故障的母线保护，对于3/2断路器接线，每组母线宜装设两套母线保护。断路器失灵保护、重合闸按断路器装设，对于3/2断路器接线，当一串中的中间断路器拒动时，装设远跳线路对侧断路器并闭锁其重合闸的装置，而且应有就地故障判别装置。对于超高压线路，根据计算出现过电压时，装设过电压保护。两套主保护宜采用不同原理、不同类型的设备，以便技术上有互补性。每条线路配置功能齐全、性能良好的故障录波装置。5.4110千伏系统110千伏线路配置阶段式距离保护，要求能反应相间及接地故障。对于110千伏双母线接线，配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护。每条线路配置功能齐全，性能良好的的故障录波装置。6绝缘配合及过电压保护6.1在330ＫＶ超高压系统中，正确解决电力系统的绝缘配合问题极