变电站电气主接线设计课程设计

摘要本次设计以火力发电厂电气主接线110KV、220KV高压母线和10.5KV低压母线为主要设计对象，分为任务部分、设计部分两部分，同时还有一些计算选择，以及必要的保护。本次设计为变电所电气主接线初步设计，进行了对电气主接线设计的基本认识、变压器的选择和电气主接线短路点等值网络的化简等等。同时还介绍了怎么去认识和用到断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等相关方面的知识。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为10.5KV、110KV和220KV三个电压等级。电压等级10.5KV采用单母线分段的接线方式。电压等级110KV、220KV采用双母带旁路接线形式，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素，若选择错误的电气设备，轻则引起电气设备的损坏，重则导致大面积的事故，影响电力系统，造成重大事故。限于自己水平有限，内容难免有错误与不足之处，希望老师和同学能给与批评指正目录第一部分设计任务书介绍····································第二部分电气主接线方案确定······························一．电气主接线设计原则···············································二．拟定主接线方案···················································1.原始资料分析·······················································2.各类接线的适用原则·················································3.拟定方案中设计方案比较·············································4.画出主接线草图·····················································第三部分主变形式确定···········································一．相数确定·························································二．主变电器绕组及接线方式···········································三．冷却方式·························································四．确定主变型号及参数···············································第四部分短路电流计算·········································一．短路计算目的·····················································二．短路计算的一般规定···············································三．具体短路计算·····················································第五部分电气设备选择·········································一．各种电气设备选择原则·············································1.母线形态选择·····················································2.按稳定选择短路情况校验···········································3.确定设备型号时，尽量减少品种·····································二．母线形式选择····················································三．断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器······························································第六部分防雷保护及接地装置·······························一．防雷保护的论述，保护概念及意义··································二．选择避雷器型号··················································第七部分总结（每个同学独立完成并附在报告中）·····第八部分附录····················································一．短路电流计算····················································二．电气设备校验计算················································三．主要设备清单····················································四．主接线图························································第九部分参考书目··············································变电站电气主接线设计第一部分设计任务书介绍电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源，工厂供电设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足安全、可靠、优质、经济的要求。设计任务：完成火力发电厂的电气主接线的选择及电气设备的选择，包括变压器、断路器、电流互感器、隔离开关。原始资料：火力发电厂的原始资料：装机4台，分别为供热式机组2*50MW（--），凝汽式机组2*300MW（--），厂用电率6%，年组机利用小时————。电力负荷和电力系统链接情况如下：1、10.5KKV电压级最大负荷20MW，最小负荷15MW，----电缆馈线6回；2、220KV电压级最大负荷250MW，最小负荷200MW，-----架空线6回；系统归算到本电厂220KV母线上的电抗标幺值---（基准容量为100MW）。3、110KV电压级与容量为3500KW的电网连接，架空线6回，系统归算到本电厂110KV母线上的电抗标幺值------（基准容量100MW）。电气主接线形式（老是规定）：220KKV采用双母带旁路母线接线，110KV采用双母带旁路母线接线。电气设备的电气选择：公共部分：变压器分组部分：2组、220KV旁路断路器，隔离开关，电流互感器。本次设计中进行了电气主接线的设计，短路电流计算，主要电气设备选择及校验（包括隔离开关，电流互感器，母线，熔断器等），各电压等级配电装置设计。本课程设计为某工厂总降压变电所的设计，该变电所要求的电压等级分别为10.5KV、110KV和220KV，其符合均为一、二级负荷，根据设计任务书的要求，本设计的主要内容包括：变电所的主接线方案，短路电流计算，主要用电设备选择和校验，变电所鉴定继电保护和防雷保护及接地装置的设计等。本设计以《电力系统工程基础》、《供配电系统设计规范》、《发电厂电气部分》等书作为参考依据为依据，设计的内容符合国家有关经济基础政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进，运行可靠，经济合理。关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型；无功补偿。第二部分电气主接线方案确定电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。一、电气主接线的设计原则在进行主接线方式设计时，应考虑以下几点：(1)变电所在系统中的地位和作用。变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站。由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（2）近期和远期的发展规模。变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行，应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。（3）负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。（4）主变压器台数对主接线的影响。主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。（5）备用容量的有无和大小对主接线的影响。发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时，是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。二、主接线的设计要求：1、可靠性：⑴断路器检修时,能否不影响供电。⑵线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。⑶变电所全部停电的可能性。⑷满足对用户的供电可靠性指标的要求。2、灵活性：⑴调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。⑵检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响对及户的供电。⑶扩建要求。应留有发展余地，便于扩建。3、经济性：⑴投资省；⑵占地面积小；⑶电能损失小。二：拟定主接线方案（1）原始资料分析由该任务书可知，该电力系统电压等级有三个分别为220KV/110KV/10.5KV。发电机组有两类，一是供热式机组2*50MW(----)凝气式机组2*300MW（---）。10.5KV电压等级最大负荷20MW,最小负荷15MW，所以用两台供热式发电机直接给母线供电，接线方式采用单母分段接线方式，不仅可以缩小故障范围，还易于扩建，可靠性也有所提高。而对于220KV电压极最大负荷为250MW,最小负荷为200MW，可以用一台凝气式发电机，然后经过升压变压器升至220KV，供给220KV母线，此变压器容量也需要满足一定的要求，再此我们选用SSP-360000/220三相双绕组变压器，额定电压、额定电流都满足要求，变压器容量也满足，而且还有一定的备用容量。对于110KV高压母线，也同样采用凝气式发电机进行供电，型号与上面相同。（2）主接线的方式在本火力发电厂的电气主接线设计中，题目已经给定220KV选用双母带旁路接线，110KV采用双母带旁路接线。单母线分段接线：可以提高供电可靠性和灵活性。对重要用户可以从不同段引出两