220KV区域变电所的设计Word文档下载推荐.doc
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由于现在自己的能力有限,并且缺乏现场经验,时间仓促,可供查阅的资料有较大的局限性,故设计中难免存在不周之处,敬请审阅老师批评指正。
在毕业设计过程中,老师给予了耐心而细致的指导,在此表示衷心谢意!
2008-5-8
目 录
前言 1
目录 2
1变电所的原始资料 5
1.1变电所的规模 5
1.2变电所的基本数据 5
1.2.1220kV侧基本数据 5
1.2.2110kV侧基本数据 5
1.3所址情况 5
1.4系统和保护要求 6
1.5设计依据 6
2变电所的设计 6
2.1主变压器容量,台数及形式的选择 6
2.1.1概述 6
2.1.2主变压器台数的选择 7
2.1.3主变压器容量的选择 7
2.1.4主变压器型式的选择 8
2.1.4.1主变压器相数的选择 8
2.1.4.2绕组数的选择 8
2.1.4.3主变调压方式的选择 8
2.1.4.4连接组别的选择 8
2.1.4.5容量比的选择 9
2.1.4.6主变压器冷却方式的选择 9
2.1.5主变压器容量的确定计算 9
2.1.6所用变压器容量的选择 9
2.1.7所用变压器容量的选择计算 10
2.2电气主接线的选择 10
2.2.1概述 10
2.2.2主接线的方式选择 11
2.2.2.1单母线接线 11
2.2.2.2单母线分段 11
2.2.2.3单母线分段带旁路 12
2.2.2.4桥式接线 12
2.2.2.53/2断路器接线 12
2.2.2.6双母线接线 12
2.2.2.7双母线分段接线 12
2.2.2.8选择设计方案 13
3变电所短路电流计算 16
3.1概述 16
3.2短路计算的目的及假设 16
3.2.1短路电流计算目的 16
3.2.2短路电流计算的一般规定 16
3.2.3短路计算基本假设 17
3.2.4短路电流计算基准值 17
3.2.5短路电流计算的步骤 17
3.2.6短路电流计算 17
3.2.6.1短路计算的基本假设 17
3.2.6.2计算参数 18
3.2.7等值网络简化及计算 19
3.2.7.1220kV母线发生三相短路 19
3.2.7.2110kV母线上发生三相短路 20
3.2.7.310kV母线值发生三相短路 21
4变电所电气设备的选择 22
4.1概述 22
4.1.1电气设备的选择原则 23
4.1.2电气设备选择的技术条件 23
4.2断路器的选择 24
4.2.1按开断电流选择 24
4.2.1.1短路分断电流的选择 24
4.2.2断路器选择 25
4.2.2.1220kV侧断路器 25
55kA 26
4.2.2.2110kV侧断路器 26
80kA 27
4.2.2.310kV侧断路器 27
4.3隔离开关的选择 28
4.3.1概述 28
4.3.2隔离开关选择计算 29
4.3.2.1220kV侧隔离开关 29
4.3.2.2110kV侧隔离开关 30
4.4高压熔断器的选择 32
4.5互感器的选择 32
4.5.1电流互感器的选择依据 32
4.5.2电流互感器选择计算 34
4.5.2.1220kV侧电流互感器 34
4.5.2.2110kV侧电流互感器 35
4.5.2.310kV侧电流互感器 35
4.5.3电压互感器的选择 36
4.5.4电压互感器的选择 37
4.5.4.1220kV侧电压互感器 37
4.5.4.2110kV侧电压互感器 37
4.5.4.310kV侧电压互感器 38
4.6母线的选择 38
4.6.1裸导体的选择和校验 38
4.6.3.1220kV侧母线的选择 39
4.6.3.2110kV侧主母线选择 41
4.6.3.310kV侧母线选择 44
4.7无功补偿及补偿装置的选择 46
4.7.1概述 46
4.7.2补偿装置的确定 47
4.7.3补偿装置容量的选择 48
5变电所的保护设计 49
5.1主变压器保护 49
5.1.1概述 49
5.1.2.4变压器的零序过流保护 52
5.2限流电抗器的选择 52
5.2.2电抗器百分数的选择 52
5.2.3热稳定和动稳定的检验 53
6电气总平面布置及配电装置的选择 53
6.1概述 53
6.1.1配电装置特点 53
6.1.2配电装置的基本要求 53
6.1.3配电装置的设计原则 54
6.2电气总平面布置 57
6.2.1电气总平面布置的要求 57
6.2.2电气总平面布置 57
6.2.2.1220kV高压配电装置 58
6.2.2.2110kV高压配电装置 58
6.2.2.3道路 58
7设计结论 59
8设计心得和体会 59
220KV区域变电所的设计
1变电所的原始资料
1.1变电所的规模
本次变电所设计为一区域性变电所,以供给附近地区的负荷。
本期工程先安装一台变压器,最终装设两台同容量变压器,设计中留有扩建的余地;
初步设计调相机为2×
60MVA,本期先建成一台。
本期工程量,220kV出线本期4回;
110kV出线共6回,10kV出线共10回。
系统进线2回;
临时电源进线1回。
1.2变电所的基本数据
1.2.1220kV侧基本数据
系统负荷功率因数为0.9,最大负荷利用小时数为4000小时,同时率为0.9,阻抗为0,034。
1.2.2110kV侧基本数据
110kV的最大地区负荷,综合总负荷240MW,负荷功率因数为0.9,阻抗为0.154,最大负荷利用小时数为4500小时,同时率为0.9。
1.3所址情况
本所所处地区绝对最高温度40℃,最热月平均汽温30℃,年平均气温15℃,土壤温度17℃,最大风速25m/s微风风速小于5m/s。
本所所址交通便利,附近有省级公路通过,空气无污染,地震烈度为6度。
变电所在系统中的位置如图1-1所示。
图1-1变电所联接系统图
1.4系统和保护要求
根据设计规范,本期拟设220kV各线在B、C相有载波通道,在A、B相有保护通道。
线路对侧有电源,要求同期,电压互感器装于A相。
拟设110kV电压互感器装于各线路A相。
1.5设计依据
规程(包括《变电所(或发电厂)设计技术规程》、《继电保护和自动装置设计技术规程》、《电气测量仪表装置设计技术规程》等),《电力工程设计手册》[1],《电力工业常用设备用册》,《发电厂电气部分》等教材。
2变电所的设计
2.1主变压器容量,台数及形式的选择
2.1.1概述
在各电压等级的变电所中,变压器是变电所中的主要电气设备之一,它担任着向用户输送功率,或者在两种电压等级之间交换功率的重要任务,同时兼顾电力系统负荷增长情况,并根据电力系统5~10年的发展规划综合分析,合理选择。
否则,将造成经济技术上的不合理。
如果主变压器容量过大,台数过多,不仅增加投资,扩大占地面积,而且还会增加损耗,给运行和检修带来不便,设备也未必能充分发挥效益;
若容量选得过小,可能使变压器长期在过负荷中运行,影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。
因此确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。
在生产上电力变压器分为单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等,在选择主变压器时,要根据原始资料和设计变电所的自身特点,在满足可靠性的前提下,从经济性方面来选择主变压器。
选择主变压器的容量,同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。
2.1.2主变压器台数的选择
由原始资料可知,本次所设计的是220kV区域变电所,它是以220kV输出功率为主。
把所受的功率通过主变传输至110kV及10kV母线上。
若全所停电后,将引起下一级变电所与地区电网瓦解,影响整个市区的供电,因此选择主变压器台数时,要确保供电的可靠性。
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。
而且还会造成中压侧短路容量过大,不宜选择轻型设备。
考虑到两台主变压器同时发生故障机率较小。
适用远期负荷的增长以及扩建,而当一台主变压器故障或者检修时,另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。
故选择两台主变压器互为备用,近期先建成一台。
2.1.3主变压器容量的选择
主变压器容量一般按变电所建成近期负荷,5~10年的规划负荷选择,并适当考虑远期10~20年的负荷发展,对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合,该所近期和远期负荷都给定,所以应按近期和远期总的负荷来选择主变压器的容量,根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量,对于有重要负荷的变电所,应考虑当一台变压器停运时,其余变压器容量在过负荷能力允许时间内,保证用户的一级和二级负荷,对一般性能的变电所,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应保证全部负荷的70%~80%。
该变电所是按70%全部负荷来选择。
因此装设两台变压器以供变电所用。
当一台变压器停运时,可保证对60%负荷的供电,考虑到变压器的事故过负荷能力为40%,则可保证98%负荷供电,而高压侧220kV母线的负荷不需要跟主变压器倒送,因为该变电所的电源引进线是220kV侧引进的。
其中,中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。
10kV母线上有负荷,主要用来无功补偿用。
即:
主变压器的容量为S总=0.7(S中压侧+S低压侧)。
2.1.4主变压器型式的选择
2.1.4.1主变压器相数的选择
当不受运输条件限制时,在330kV以下的变
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