220kV110kV-35变电站设计要点

华北电力大学成人教育毕业设计（论文）1成人教育毕业设计(论文)论文题目：220kV终端变电站电气一次系统设计年级.专业.层次：学生姓名：学号函授站：指导教师姓名：年月华北电力大学成人教育毕业设计（论文）2目录摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ1前言……………………………………………………………………………………………11.1设计目的意义………………………………………………………………………………11.2设计原始资料分析…………………………………………………………………………12变电站主接线设计……………………………………………………………………………12.1主接线的方案初步设计……………………………………………………………………12.2方案的经济比较……………………………………………………………………………42.3最优电气主接线图绘制……………………………………………………………………42.4主变压器和厂用变压器的选择……………………………………………………………43短路电流计算…………………………………………………………………………………93.1各元件参数计算……………………………………………………………………………93.2各点短路电流的计算………………………………………………………………………94电器设备及导体的选择………………………………………………………………………114.1电器设备选择的一般要求…………………………………………………………………124.2最大长期工作电流的计算…………………………………………………………………124.3支柱绝缘子的选择…………………………………………………………………………134.4熔断器的选择………………………………………………………………………………145配电装置设计………………………………………………………………………………155.1配电装置类型及特点……………………………………………………………………155.2配电装置的基本要求……………………………………………………………………155.3配电装置的设计…………………………………………………………………………156防雷保护设计…………………………………………………………………………………166.1变电站防雷概述……………………………………………………………………………166.2避雷器的选择………………………………………………………………………………166.3避雷针的设计………………………………………………………………………………166.4接地设计……………………………………………………………………………………16结论……………………………………………………………………………………………17参考文献………………………………………………………………………………………18致谢……………………………………………………………………………………………19华北电力大学成人教育毕业设计（论文）3摘要电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础，电力的应用在不断深化和发展，电气自动电气工程应用化是国民经济和人民生活现代化的重要标志。就目前国际水平而言，在今后相当长的时期内，电力的需求将不断增长，社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。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。关键词：主接线；短路计算；设备选择；防雷保护华北电力大学成人教育毕业设计（论文）41前言1.1设计目的意义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相联系的一个重要教学环节；是全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合训练；是培养学生综合素质和实践能力的过程。对培养工作态度、作风和独立能力具有深远的影响。通过毕业设计，可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神。本次所设计的课题是某220KV变电所电气初步设计，该变电所是一个地区性终端变电电所，它主要担任110KV及35KV两电压等级功率输送，把接受功率全部送往110KV侧和35KV侧线路。1.2设计原始资料分析本次的设计任务是：设计一座220／110/35KV终端变电站的电气主接线和配电装置，防雷保护和接地装置、继电保护的配置规划。设计的重点是对变电站电主接线的拟定以及配电装置的布置。设计的内容包括`：电气主接线方案的设计；短路电流计算；导体、电气设备选择及校验；设计配电装置；设计防雷保护和接地装置2电气一次主接线设计2.1主接线的方案初步设计2.1.1原始资料分析已知待设计变电站：系统容量Sxt=3500MVA；系统电抗Xxt=0.6；与系统连接的线路长度35km；COS=0.85；110KV出线4条；总负荷65WM；最大设备利用小时Tmax=6000h。35KV侧出线有6条，总负荷为30WM，同时35KV侧作为厂用电源接两台厂用变，互为暗备用，变电站不受场地限制，按标准状态设计。通过对原始资的分析，查阅相关设计手册，依据设计任务书提供的技术参数，进行主接线方案的初步比较。2.1.2主接线方案的初步比较。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）5表2-1220kV侧主接线选择方案名称优点缺点适用范围备注1、单母线接线①接线简单清晰、设备少，②投资小、运行操作方便。①可靠性、灵活性较差，②不利于设备检修出线回路少的中小型变电站母线故障时全站失压，2、双母线接线①供电可靠②调度灵活③扩建方便①增加一组母线每回路就需增加母线隔离开关适用于大中型变电站不适用于本站。3、单母线分段接线①用断路器把母线分段后，重要用户可以从不同段进行供电，即两个电源供电①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内停。适用于出线回路数为3～4回的中型容量变电站。适于本站表2-2110KV侧主接线选择方案名称优点缺点适用范围备注1、单母线分段①断路器把母线分段，对重要用户可从不同段进行供电，即两个电源供电①段数多故障停电范围就小，但断路器多且供电容量较小，配电装置增多，运行复杂适用于110～220KV配电装置中，线路为3～4回路。可靠性能满足本站。2、双母线接线①供电可靠，轮流检修母线时，使用设备多，配电装置复杂，投资较多，适用于110KV出线为5回及以上变电站。不适用于本站出线。3、母联兼作旁路断路器节约专用盘路断路器和配电装置间隔整定复杂，增加母联断路器的负担和隔离开关切换工作量。适用于大中型变电站5回及以下出线。不适用于本站出线。表2-335KV侧主接线选择方案名称优点缺点适用范围备注单母线接线形式接线简单清晰，设备少，投资小。可靠性，灵活性差，不利于设备检修。适用于出线回路少的变电站。当母线故障时，全站停电，单母线分段接线对重要用户可扩建时需从两供电容量该接线形华北电力大学成人教育毕业设计（论文）6以从不同段进行供电，个方向均匀扩建，出线较多时会出现交叉。较大式能满足可靠性要求。双母线接线形式有两条母线后，可以在正常时轮换检修母线，而不致使供电中断，设备多，投资大，配电装置复杂，容易发生误操作。适用于35～60KV出线数超过8回不适用于本站。本设计是设计终端变电站可以确定该变电所主接线采用以下两种方案：方案一220kV采用单母分段接线方式。110kV母线上近期负荷为4回出线，35kV采用单母分段接线方式。110kV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，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。35kV采用单母接线形式，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故障电路迅速恢复正常工作。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，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。图2-1方案一华北电力大学成人教育毕业设计（论文）7方案二110kV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要经常切换且有穿越功率经过的变电所。110kV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。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。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。图2-2方案二华北电力大学成人教育毕业设计（论文）82.2方案的经济比较：可靠性：两种接线形式110kV和35kV侧接线方式是一样的，区别就在10kV侧上，第一种方案采用双母线分段接线形式，可靠性比较高。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。综上所述变电站的主接线图在220kV侧、110kV侧、35kV侧都采用单母分段的方案。2.3最优电气主接线图绘制图2-3电气主接线图2.4主变压器和厂用变压器的选择2.4.1主变台数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。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。2.4.2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：华北电力大学成人教育毕业设计（论文）9主变容量SN≧120.8()0.8(6530)0.89576()jsSPPMVA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P1：110kV供出有功负荷P2：35kV供出有功负荷2.4.3选择变压器根据《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，故选择三相电力变压器。2.4.4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。2.4.5连接组别的确定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，d112.4.6确定变压器具体型号根据以上分析条件，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型变压器站用变压器容量按下式确定：站用电率cos)(21PPSjs(6530)0.65%0.7267260.85jsSMVAkVAtfjsNKKSS=726344()1.040.97kVA3短路电流计算3.1各元件参数计算3.1.1系统阻抗：华北电力大学成人教育毕业设计（论文）10'1000.450.01293500BddSXXSs3.1.2电源线路阻抗：11221000.40.4650.0491(230)B