某220kV变电站电气一次部分初步设计Word文档格式.docx
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2.2主接线的选择 3
2.2.1单母分段 3
2.2.2双母接线 3
2.2.3双母线带旁路母线接线 4
3主变压器的选择 5
4短路计算 6
4.1短路计算的假设 7
4.2各短路点短路计算 8
5电气设备的选择 11
5.1概述 11
5.2断路器的选择 11
5.2.1220kV侧断路器 12
5.2.2110kV侧断路器 13
5.2.310kV侧断路器 14
5.3隔离开关选择计算 14
5.3.1220kV侧隔离开关 14
5.3.2110kV侧隔离开关 15
5.3.310kV侧隔离开关 16
5.4电流互感器的计算选择 16
5.4.1220kV侧电流互感器选择 16
5.4.2110kV侧电流互感器选择 17
5.4.310kV侧电流互感器选择 18
5.5电压互感器的计算选择 18
5.6限流电抗器的选择 18
5.6.1额定电压和额定电流的选择 18
5.6.2热稳定和动稳定的校验 19
5.7高压熔断器的选择 19
5.8母线的选择 19
5.8.1220kV侧母线的选择 20
5.8.2110kV侧母线的选择 20
5.8.310kV侧母线的选择 21
6继电保护设计 21
6.1变电所主变保护的配置 21
6.2220kV、110kV、10kV线路保护部分 22
7防雷设计 23
7.1避雷针的配置原则 23
7.2避雷器的配置原则 23
7.3计算与选择 24
8电气总平面布置及高压配电装置的选择 25
8.1电气平面布置 25
8.2高压配电装置的选择 25
结束语 27
参考文献 29
附录 30
致谢 40
摘要:
本设计是关于220kV变电站电气一次部分初步设计,设计内容包括原始资料分析、负荷计算、主接线和主变压器的选择,然后选取短路点进行短路计算,进行部分电气设备的选择校验和确定,最后进行防雷接地设计及配电装置的选择。
关键词:
变电站;
短路电流;
电气设备
ApreliminarydesignofElectricalplimarypartof220kVSubstation
Abstract:
Thedesignisthepreliminarydesignoftheelectricprimarysystemofone
220kVelectricalsubstation,includingtheanalysisofrawdata,theloadcalculationandtheoptionofthemaintransformerandtheprimarywiring,afterwhichtheregoestheshort-circuitpointsandcalculations,thechoiceofconductorsandelectricalequipmentafterthecalibrationanddetermination,thelastbutnottheworst,thedesignoflightningprotection,groundingequipmentandpowerdistributionaredone.
Keywords:
Transformersubstation;
short-circuitcurrent;
electricalequipment
1引言与原始资料分析
1.1引言
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起,供电系统的设计越来越全面、系统
,工厂用电量迅速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高
,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。
本设计为220kV变电所电气一次部分初步设计,其设计的主要内容包括:
电气主接线、主变压器的选择、短路计算、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和防雷设计等。
1.2原始资料及其分析
1.2.1原始资料
根据电力系统规划新建一座220kV区域变电所。
该所建成后与110kV和220kV电网相连,并供给近区用户供电。
1、按规划要求,该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。
220kV出线6回(其中备用2回),110kV出线10回(其中备用2回),10kV出线12回(其中备用2回)。
2、110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂,其容量为80000kVA,其它作为一些地区变电所进线,其它地区变电所进线总负荷为100MVA。
10kV侧总负荷为35000k
VA,ⅠⅡ类用户占60%,最大一回出线负荷为2500kVA,最大负荷与最小负荷之比为
0.65。
3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为:
220kV侧
110kV侧
10kV侧
cosj=0.9
cosj=0.85
cosj=0.8
Tmax=3600小时/年Tmax=4600小时/年Tmax=4000小时/年
4、220kV和110kV侧出线主保护为瞬时动作,后备保护时间为0.15s,10kV出线过
流保护时间为2s。
5、系统阻抗:
220kV侧电源近似为无穷大系统,归算至本所220kV母线侧阻抗为
0.015(Sj=100MVA),110kV侧电源容量为500MVA,归算至本所110kV母线侧阻抗为
0.36(Sj=100MVA)。
6、该地区最热月平均温度为28°
C,年平均气温16°
C,绝对最高气温为40°
C,土壤温度为18°
C。
7、该变电所位于市郊生荒土地上,地势平坦、交通便利、环境无污染。
1.2.2设计内容要求及成果
(1)电气一次主接线形式比较、选择:
分析原始资料,根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式,选择变压器型式、容量及连接方式,通过可靠性、灵活性及技术经济比较选择主接线最优方案。
(2)短路电流计算:
根据所确定的主接线方案,选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。
(3)主要电气设备选择
(4)继电保护设计
(5)防雷设计
(6)设计成果
(a)撰写设计论文。
(b)设计变电所电气主接线图。
(c)设计220kV或110kV高压配电装置平面布置图。
(d)设计220kV或110kV高压配电装置典型断面图。
(e)设计10kV配电装置图。
(f)设计防雷布置图。
2主接线的选择
2.1概述
电气主接线的基本要求,概括地说是包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
主接线是电力系统网络结构的重要组成部分,对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。
因此,必须必须保证主接线各方面的性能,经过技术和经济比较得出最佳方案。
2.2主接线的选择
变电所的主接线应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,并且满足运行可靠,简单灵活、操作方便和节约投资等要求,便于扩
建。
按规划要求,该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。
220k
V侧接其他系统,电压等级比较高。
110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂,为重要的负荷。
10kV侧ⅠⅡ类用户占60%,最大一回出线负荷为2500kVA,最大负荷与最小负荷之比为0.65。
因此可靠性要求比较高,因此应该选用可靠性高的主接线方式,考虑到以后扩建的方便也应选用方便扩建的方案。
2.2.1单母分段
单母分段接线是用单母线用分段断路器进行分段,有两个电源供电,可以提高可靠性和灵活性。
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电和不致使重要用户停电。
但是,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内停电,而出线为双回时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建时需向两个方向均衡扩建,使整个母线系统可靠性受到限制。
单母分段适用于:
变电站有两台变压器时的6~10kV配电装置,110kV~220kV配电装置出线为3~4回。
本设计中:
220kV出线为6回,110kV出线为10回均超过4回故不考虑该接线方法;
10kV可以考虑该接线方式。
2.2.2双母接线
双母线接线有两组母线,并且可以互为备用。
每一电源和出线的回路都装有一台断路器,有两组母线隔离开关,可分别与两组母线相连。
每组母线之间的联络,通过母联开关来实现。
它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点,而且,检修另一母线时,不会停止对用户连续供电。
如果需要检修某线路的断路器时,则该回路在检修期需要停电。
双母接线广泛用于:
进出线回路数较多、容量较大、出线带电抗器的6~10kV配电
装置,110kV出线数为6回及以上时,220kV出线数为4回及以上时。
220kV、110kV及10kV均可以考虑该接线方式。
2.2.3双母线带旁路母线接线
双母线带旁路接线,在其断路器经过长期运行和切断次数短路电流后需要检修时
,用旁路断路器代替检修中的同路断路器工作,使该回路不致停电,故可靠性增高。
110kV及以上的高压配电装置中,因为电压等级高、输送功率较大、输电距离较
远,停电影响较大,同时高压断路器每台检修通常都需要5~7天的较长时间,因而不允许因检修断路器二长期停电,均需设置旁路母线。
当110kV出线在6回及以上、220k
V出线在4回及以上时,宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。
220kV、110kV均可以考虑该接线方式。
综上所述,有两组方案可供参考:
方案一:
220kV侧、110kV侧均采用双母线带旁路接线,10kV侧采用单母线分段接线方式。
方案二:
220kV侧、110kV侧均采用双母线带旁路接线,10kV侧采用双母线接线方式。
方案一和方案二的比较见表2-1。
表2-1主接线方案比较表:
方案
项目
220kV侧、110kV侧双母带旁路接线、10kV侧单母分段接线
方案二、220kV侧、110kV侧双母带旁路接线、10kV侧双母接线
母线数
220kV
3
110kV
10kV
1
2
断路器数
10
14
15
隔离开关数
35
50
34
46
可靠性
可靠性较低点
可靠性较高
灵活性
灵活度好
灵活度较好
经济性
设备相对少,投资较小,占地面积较小
设备(隔离开关)相对多,占地面积较大,投资较大
本设计中110kV侧和220kV侧的重要负荷多,所以在110kV侧和220kV侧均采用带专用旁路断路器的旁路母线接线,虽然增加了投资,但是可靠性增强了,所以变电所中所选主接线方式为:
220kV侧——双母线带旁路接线,110kV
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- 关 键 词:
- 220 kV 变电站 电气 一次 部分 初步设计