220KV变电站工程电气毕业设计Word下载.docx
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第五节互感器的选择设计…………………35
第六节引下线的选择设计…………………38
第七节支持绝缘子及穿墙套管选择设计…38
第四章防雷保护
第一节直击雷防护………………………40
第二节雷电过电压的防护…………………42
第五章继电保护及自动装备配置
第一节概述………………………………46
第二节继电保护的一般规定………………47
第三节电力变压器保护……………………48
第四节自动重合闸配置……………………50
附录(Ⅰ)………………………………………………53
参考文献
前言
毕业设计是四川某学院电气工程系供用技术专业一门专业课程.为了提高毕业生专业知识的综合运用能力.本设计详细介绍了220KV枢纽变电站的设计过程.
第一章电气主接线的设计及主变的选择,对主接线的设计提出了多种方案,并进行了论述,分析比较了各种主接线形式的优缺陷,选择最佳主案;
第二章短路电流的计算,第三章导体及电器的选择,本章详细介绍了变电站中的设备选取,对设备的参数进行了校验论证.第四章防雷保护,对变电站的直击雷防护、雷电过电压防护进行了比较全面的介绍.第五章继电保护及自动装备的配置,结合相关规范对变电站的设备保护做了系统的分析论述.本设计中的文字符号和图形符号采用了新的国家标准.
本设计在设计过程中参考了大量的参考资料,如:
《发电厂变电所电气部分》、《电力系统继电保护》(增订版)、《供配电系统》、《220~500KV变电所设计技术规程》、《中国电力百科全书》、《毕业设计指导书》等.
本设计在设计中大力得到了四川某学院电气工程系的大力支持,他们对本设计提出了宝贵的意见,在此对他们一并致谢.
由于设计水平有限,书中谬误之处在所难免,恳请批评指正.
2006.5
1.变电站的建设规模
(1)类型:
220kV枢纽变电站
(2)最终容量:
根据工农业负荷的增长,需要安装两台220/110/10KV,120MVA
的主变压器,容量比为100/100/50,一次设计,两期建成。
2.电力系统与本所连接情况
(1)新建的220KV变电站,连接着220KV和110KV两个电力系统,担负着一个地区的供电,是一座枢纽变电站。
(2)变电站与220KV电力系统连线有两回,与110KV电力系统连线有三回。
(3)电力系统总装机容量为464万千瓦,本变电站在系统最大运行方式下,系统的正序、负序、零序阻抗见下图:
(此阻抗值为Sj=100MVA时的数值,括号内的数值为零序阻抗)。
(4)变电站在地理学中所处的地理位置、供电范围示意图如下图:
3.电力负荷水平
(1)220KV进出线回路数最终5回,本期2回,其中线路
(一)、
(二)的最大输送容量为250MVA,其余3回线路每回的最大输送容量为180MVA,最大负荷利用小时数Tmax=5000h,为一级负荷。
(2)110KV进出线回路数最终8回,本期5回,其中
(一)、
(二)、(三)的最大输送容量为40MVA,Tmax=5000h,为一级负荷,其余线路每回的输送容量均按30MVA设计,Tmax=3000h以上。
(3)10KV出线最终4回,本期一次建成。
每回线的最大输送容量为2MVA,10KV无电源,设计10KV配电装置时予留两个扩建空间,作为备用。
(4)本变电站的自用电负荷可按下式近视计算:
计算负荷=照明负荷+其余负荷×
0.85
4.环境条件
(1)当地年最高温度41.70C,年最低温度为-20.60C,最热月平均最高温度32.50C.
(2)当地海拔高度396.8m,P=97332.7Pa.
(3)当地雷电日数15.4日/年
第一章
电气主接线的设计及主变选择
第一节电气主接线设计
一、概述
电气主接线又称一次接线,它是电厂变电所,电力系统传递电能的通路,主接线是发电厂变电站电气部分的主体,其中包括发电机,变压器,母线,断路器,隔离开关,电抗器等主要设备,变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。
并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求.
220kV变电所中的110kV配电装置,当出线回路数在6回以下时宜采用单母线或分段单母线接线,6回及以上时,宜采用双母线接线。
220kV终端变电所的配电装置,当能满足运行要求时,宜采用断路器较少的或不用断路器的接线,如线路变压器组或桥形接线等。
当能满足电力系统继电保护要求时,也可采用线路分支接线。
220kV配电装置出线在4回及以上时,宜采用双母线或其他接线。
采用双母线或单母线的110~220kV配电装置,当断路器为少油(或压缩空气)型时,除断路器有条件停电检修外,应设置旁路母线,当110kV出线回路数为6回及以上,220kV出线为4回及以上时,可装设专用旁路断路器。
110~220kV母线避雷器和电压互感器,宜合用一组隔离开关,安装在出线上的耦合电容器、电压互感器以及接在变压器引出线或中性点上的避雷器,不应装设隔离开关,在一个半断路器接线中,前两串的线路和变压器出口处应装设隔离开关。
各级电压配电装置,初期回路数较少时,应采用断路器数量较少的简化接线,但在布置上应考虑过渡到最终接线方便。
二、220KV侧主接线方案
本变电站高压侧220KV出线回路数5回,本期建成两回,其中线路
(一),
(二)的最大输送容量为250MVA,其余3回线路每回的最大输送容量为180MVA,最大符合利用小时数Tmax=5000h,为一级负荷根据以上原始资料拟定了两个主接线方案,具体分析如下:
方案一:
如图是单断路器不分段双母线接线,其中Ⅰ母线处于工作状态,Ⅱ组母线处于备用状态,Ⅰ组与Ⅱ组母线之间由母联断路器QF进行联络,正常运行时,母联断路器QF是断开的,每一回进出线接到I短母线上的隔离开关是闭合的,接到II短母线上的隔离开关是断开的,双母线接线最主要的优点是灵活性高,它具有以下五个功能:
1检修任意一组母线可不中断供电
2检修任意回路的断路器,只中断该回路供电。
3工作母线发生故障可通过倒闸操作将所有回路转移到备用母线上,使装置迅速恢复供电。
4检修任一回路隔离开关,可用母线联络断路器代替它的工作,不至于使该回路供电长时间中断。
5在个别回路发生故障,断路器因故不能跳闸时,可用母线联络断路器QF代替切断该回路。
上图这种双母线不分段接线的主要优点是灵活性高,便于扩建,但此种接线的主要缺点有:
1增加了一组母线,就需要使每回路增加一组母线隔离开关。
2当母线故障检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作,为了
免隔离开关误操作,需要在隔离开关和断路器之间装设联锁装置.
根据以上分析及相关规范,本方案满足该变电站220KV侧主接线的要求.
方案二:
方案二是在方案一的基础上增设了一条旁路母线,其目的是为了在出线断路器检修时不中断该回路的供电,提高了供电可靠性,但是比起方案一来说增加了一条旁路母线,旁路短路器,隔离开关等设备,扩大了占地面积,投资增加。
综合考虑本次设计220KV高压侧接线方式采用方案一,即双母线接线。
三、110KV侧主接线方案
如图,本方案为双母线接线,其优缺,在高压侧主接线方案中以作分析,这种主接线运用到中压侧110KV主接线当中,设计运行方式为双母线同时工作方式,这样可以大大提高双母线的供电可靠性,所谓双母线同时工作,是指两段母线同时带电,母线联络断路器QF闭合的运行,合理分配负荷,这种方式减少了单组母线上的汇流量,如果一段母线故障,只造成部分的线路短时间停电,双母线同时工作这种运行方式适用于一、二、三级负荷,目前在我国35-220KV的配电装置中采用较多。
这种工作方式的缺点是平时没有备用母线。
方案二为带双母线带旁路母线接线,与方案一双母线接线相比较供电可靠性提高了,从经济上分析比较,由于110KV侧出线回路多,方案二投资比方案一大,设计中断路器选用六氟化硫断路器,检修周期长,综合分析本设计选择方案一作为站内中压侧110KV主接线方案.
四、10KV主接线设计方案
如图本方案采用的是单母线分段接线,其优点如下:
①用断路器把母线分段后,对重要的负荷可以从不同段引出两个回路,由
两个电源供电。
②当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障段自动切除,保证正常母
线不间断供电和不至使重要负荷停电。
缺点:
①当一段母线或者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。
②当出线为双回时,常使架空线路出现交叉跨越。
③扩建时需要向两个方向均衡扩建。
④母线用断路器QF分为I,II段,电源和引出线大体上平均分配在两段母线上,母线分段的目的是:
减少母线故障时停电范围,例如在II段母线上短路时,接在II短母线上有电源的断路器,包括分段断路器QF在继电保护装置的作用下均自动断开,因而I段母线可以继续供电,提高了可靠性,另外,在检修母线时也可以分段检修,提高了灵活性。
本变电站的同步调相机接在10KV母线上,这样接线的方式使主变10KV侧出线上接线简单化了,这样有提高供电可靠性的优点,设备故障与接线的灵活性和复杂成度,对供电的可靠性因素影响很大,本设计中采取的接线方式能使主变10KV侧出线上串联的电抗器减少两个,对可靠性有所提高.因为母线上的负荷跟为集中,所以同步调相机接在母线上无功补偿也能取得比较明显的效果,但是这样的接线的缺陷是使主变10KV侧出线的线径同10KV母线截面有所增大.
同步调相机也可以并接在主变10KV侧出线上,这种接线方式可以减少主变10KV侧出线的线径,但是使接线复杂化了,但串接在主变10KV侧出线上的设备增加两个电抗器,降低了10KV侧供电的可靠性.
经过以上分析讨论,选择将同步调相机接在10KV侧母线上的方案为该变电站内低压侧10KV主接线选择本方案.
本变电站的主接线设计方案(见图LC6-2)
五、主变压器的选择
1.台数:
2台2.容量:
120MVA
3.型号:
SFPSZ7-120000(三相强迫油循环风冷三绕组有载调压变压器)4.容量比:
100/100/505.变比:
220/121/11
空载损耗(KW)
负载损耗(KW)
空载电流(%)
U1-2%
U1-3%
U2-3%
118
425
0.8
14.0
23.0
7.0
六、调相机的选择
1.型号:
TT-15-8
UN=11KV,Xd%=16,IN=788A
第二节所用电的设计
一、站用电接线的选择
如图为站用电接线方案,站用电电源取自10KVI段母线和10KVII段母线,保证了两个独立电源供电,低压侧采用单母线分段的接线形式,部分重要负荷可在低压侧I段母线,II段母线各取一回,保证供电的可靠性。
二、站用电负荷计算及变压器选择
1.站用电负荷计算
P1=215.2KVAP2=41KVA
Sis=0.85P1+P2
=0.85×
215.2+41=223.9KVA
P1′=215.2P
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- 220 KV 变电站 工程 电气 毕业设计