发电厂电气主接线论文.docx
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发电厂电气主接线论文
发电厂电气主接线论文
一、设计任务介绍..............................4
二、电气主接线的方案确定......................6
三、变压器的选择..............................15
四、电气设备的选择............................20
五、配电装置的规划.............................27
六、继电保护配置..............................29
七、短路电流计算..............................35
八、总结.......................................42
九、参考文献..................................45
十、附录Ⅰ任务书.............................46
附录Ⅱ主要元件清单...........................47
附录Ⅲ短路计算.................................48
附录Ⅳ断路器热稳定和动稳定的校验...........50
附录Ⅴ电抗器的选择校验....................51
附录Ⅵ电气主线图..........................52
前言
课程设计是本科生培养方案的重要环节,学生通过课程设计,旨在培养学生综合运用所学的基本理论和方法解决实际问题的能力,提高学生实际操作的技能以及分析思维能力,使学生能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法,提高学生阅读外文本书刊和进行科学研究的能力。在作课程设计的过程中,使所学知识得到疏理和运用,它即是一次检阅,又是一次锻炼。
我们这次课程设计的任务是《110kv地区变电所设计》。有同110kv地区变电所作为供用网络中重要的变电一环,它设计质量的好坏直接关系到该地区的用电的可靠性和地区经济的发展,同时也影响到该地区的用电可靠性和地区的经济发展,以及工农业生产和人民生活。本次设计根据有关规定,依据安全、可靠、优质、经济、合理等的要求,为保证对用户不间断地供给充足、优质又经济的电能设计方案。
在本次课程设计任务中1和2同学主要负责用CAXA、VISIO等工具软件画绘图部分,以及电气主接线方案确定;冯国艳同学主要负责短路计算和各器件的校验部分,3和4同学主要负责搜集相关资料和其余章节的有关内容并负责审图等工作.最终的设计报告由小组成员共同整定。
摘要
由于某地区电力系统的发展和负荷增长,拟建一座110KV变电站,向该地区用35KV和10KV两个电压等级供电。
设计要求采用35KV近期出线8回,10KV本期出线10回。基于上述条件,变电站的设计在满足国家设计标准的基础上,尽量考虑当地的实际情况。形式上采用独立变电站。主变压器采用满足需求的三绕组变压器,一次设备的选取都充分考虑了生产的需要。在防雷上采用通用的防雷设计方法。在保证供电可靠性的前提下,减少事故的发生,降低运行费用。变电站的设计是按照本地区5~10年后的用电量的满负荷的容量设计的,不必为将来因为容量小而再重建或扩容,一次设计到位,减少了投资,并为变电站的安全稳定供电提供了保障。
在设计中,有设计任务书、设计说明书、设计计算书、绘图以及参考文献等。
第一章设计任务介绍
一、变电站概况
1、待设计变电所在电力系统中的地位
本变电站为一降压变电所,在系统中起汇聚和分配电能的作用。按照先行的原则,依据远期负荷发展,决定在本市近郊新建一中型110kV地区变电所。该变电所建成后,主要对本区用户供电为主。改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网,提高了本地供电质量和可靠性。
2、本所建设规模
(1).电压等级:
110KV、35KV、10KV
其中110kv采用单母分段带旁路接线;35kv采用双母接线;10kv采用双母分段接线。
(2)主变:
近期2台,远期2台
依照变压器相数、绕组数、绕组接线组别、调压方式、冷却方式等原则选择主变,最终确定选用SFPSZ7-75000/110型号的主变压器。
(3).进出线回路:
1>110kv侧进线两回,来自两个电源;出线本期四回,远期六回
2>中压侧电源一回,近期出线八回,远期出线十回
3>低压侧出线本期十回,远期十六回
3.本所的自然条件
地形平坦,海拔500米;
位于城市近郊,环境温度(-20℃~36℃),污染较大。
由以上已知条件分析得:
采用屋内配电装置
二、本所的负荷情况
1>35kv侧,I类负荷采用双回路供电;II类负荷占总负荷40%;其余为三类负荷。
2>10kv侧,I类负荷采用双回路供电;II类负荷占总负荷35%;其余为三类负荷。
3>其中I类负荷应有两个电源供电,当其中一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏;二级负荷也应有两回路供电,若采用电缆时,必须采用双电缆并列供电,每根电缆应能承担全部二级负荷;三级负荷为一般电力负荷,对供电回路无特殊要求。
三、设计结果
1.编写设计说明书
(1)变电站主变压器台数、容量选择计算及结果;
(2)变电站各电压侧主接线分析论证及结果;
(3)变电站短路电流计算;
(4)断路器、隔离开关选择、校验计算;
(5)变电站无功补偿容量计算各主设备选择及校验结果;
(6)继电保护配置及整定计算结果;
2.编写设计计算书
(1)变电站设计水平年负荷计算;
(2)短路电流计算;
(3)线路导线线型选择计算;
(4)线路导线线型电压损耗校验计算;
(5)线路继电保护整定计算;
第二章电气主接线的方案确定
一、电气主接线设计的原则
电气主接线是变电所设计的首要任务,也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定与电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关,并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此,主接线的设计必须正确处理好各方面的关系,全面分析论证,通过技术经济比较,确定变电所主接线的最佳方案。
二、变电所主接线设计的基本要求:
1)可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行。所以电力系统中任何一个环节故障,都会影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践,评估某个主接线图的可靠性时,应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规成的各项规定就是对运行实践经验的总结,设计时应予以遵循。
2)灵活性
电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式,达到调度的目的,而且在各种事故或设备检修时,能尽快的推出设备、切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,并在检修设备时能保证检修人员的安全。
3)经济性
主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上还应使投资和年运行费用最小,使占地面积最少,使变电站尽快的发挥经济效益。
三、变电所主接线实际的原则
1)变电站高压侧接线应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式,在满足继电保护的要求下,也可以在地区线路上采用分支接线。但在系统主干网上不能采用分支接线。
2)在6—10KV配电装置中出现回路数不超过5回时一般采用单母线接线方式,出现回路数在6回及以上时采用单母分段接线。当短路电流较大,出线回路较多,功率较大,出线需要带电抗器时可采用双母线接线。
3)在35---66KV配电装置中,当出现回路数超过3回时,一般采用单母线分先,当出线回路数为4~8回时,一般采用单母线分段接线,若接电源较多,出现较多、出现较多、负荷较大或出于污秽地区,可采用双母线接线。
4)在110~220KV中,当出线回路数不超过两回时,采用单母线接线,出线回路为3~4回时,采用单母线分段接线;出线回路在5回及以上时,或当0~220KV配电装置在系统中居重要地位,出现回路数在四回及以上时,一般采用双母线接线。
5)当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时均可不设旁路设施。
总之,以设计原始材料及设计要求为依据,以有关技术要求和规程为标准,结合具体工作的特点,准确的基础资料,全面分析,做到既有先进技术又要经济实用。
四、主接线的设计形式
1.110KV侧主接线方案
A方案:
单母线分段接线
B方案:
双母线接线
分析:
A方案的主要优缺点:
母线发生故障时,仅故障母线停止工作,另一母线仍继续工作。
对于双回路供电的重要用户,可将双回路分别接于不同母线母线分段上,以保证对重要用户的供电。
一段母线发生故障或检修时必须断开该母线上的全部电源和引出线,减少了系统的发电量,使该段单回线路供电的用户停电。
任一出线的的开关检修时,该回路必须停止工作。
当出线为双回路时,会使架空线出现交叉跨越。
110KV为高电压等级,一旦停电,影响下一级电压等级供电,其重要性较高,因此变电站设计不宜采用单母线分段接线。
B方案的主要优缺点:
检修母线时,电源和出线可继续工作,不会中断对用户的供电。
修任一母线隔离开关时,只需断开该回路。
工作母线发生故障时,所有回路能迅速恢复供电。
可利用母联开关代替出线开关。
便于扩建,但经济性差。
双母线接线设备较多,配电装置复杂,投资、占地面积较大,运行中需要隔离开关切断电路,容易引发误操作。
单母线分段接线与双母线接线的技术经济比较:
单母线分段接线
双母线接线
可靠性
一段母线发生故障,自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。
出线回路数较多,断路器故障或检修较多,母联断路器长期被占用,对变电站不利。
灵活性
母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时,由自动装置将分段断路器跳开,不会发生误操作。
1.各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活的适应系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要。
2.当母线故障或检修时,隔离开关作为倒换操作电器,容易误操作。
经济性
当进出线回路数相同的情况下,单母线分段接线所用的断路器和隔离开关少于双母线接线。
结论:
A方案一般用于110KV出线为3~4回的装置中。B方案一般适用于110KV出线为5回极以上或者在系统中居重要位置、出线4回及以上的装置中。综合比较AB两种方案,并考虑到本变电站110KV出线共6回,且在系统中地位比较重要,所以选择B方案。
2.35KV侧主接线方案:
A方案:
单母线接线
B方案:
单母线分段接线
分析:
A方案的组要优缺点:
接线简单、清晰、设备少、投资少、运行操作方便且利于扩建,但可靠性和灵活性较差。
当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作。
出线开关检修时该回路停止工作。
任一出线的开关检修时,该回路必须停止工作
当出线为双回路时,会使架空线出线交叉跨越
结论:
B方案一般适用于35KV出线为4~8回的装置中。综合比较AB两方案,并考虑本变电站35KV远期出线回路数为10回,所以选择B方案单母线分段接线为35KV侧主接线方案
3.10KV侧主接线方案
A方案:
单母分段接线
B方案:
双母分段接线
分析:
A方案的主要优缺点:
*单母分段接线
母线发生故障时,仅故障母线停止工作,另一母线仍继续工作。
对双回路供电的重要用户,可将双回路分别接于不同母线分段上,以保证对重要用户的供电。
当一段母线发生故障或检修时,必须断开在该母线上的全部电源和引出线,减少发电量,并使该段单母线供电的用户停电。
任一出线的开关检修时,该回路必须停止工
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