某220kV变电站电气部分的毕业设计

220kV北郊变电站电气部分设计摘要：文章介绍了220kV变电站设计的要求，结合技术经济指标和供电可靠发展的规划前景选择了变电设备的型号，并按照配电装置的形式确定了设计基本方案；重点分析了220kV变电站设计的主要技术方案和各个模块的技术特点，对各级电压的电气主接线形式、电气设备的选择及保护、短路电流水平等进行了详细的说明；本设计的变电站将提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点。关键词：220kV变电站电气设备继电保护电压电流短路阻抗整定计算容量防雷前言：本次设计是对220KV北郊降压变电所进行了电气部分设计，内容主要包括：电气一次主接线图设计、无功补偿所用变选择、主变压器中性点运行方式、配电装置布置、短路电流计算、主要电气设备选择、变电所防雷规划、继保及自动装置的配置、主变保护整定计算等，并画出了电气一次主接线图、主变继电保护展开图。本次设计在设计中参考了最新的技术参考书籍，积极采用新产品、新技术参数及新的图形符号，如采用220KV、110KV六氟化硫断路器、手车式开关柜和GG-1(A)-10型固定式开关以及微机保护装置等，故所选择和设计的接线方式、电气设备型式应当说是较为合理的，也能满足技术经济要求。本次毕业设计，目的在于巩固自己的专业知识，因为我们的设计同专业知识联系非常紧密，这就使我在进行毕业设计的同时，又对电力系统、继电保护、电气设备、等专业课进行了复习，提高了自己的专业基础水平，通过设计使我们熟悉设计过程，掌握基本的设计知识，熟悉相关的设计手册和辅助资料。目录第一章设计任务书....................................................1第二章主变压器的选择................................................4第三章电气主接线的技术经济比较及确定................................9第四章站用变的容量、台数及接线方式的选择...........................13第五章主变中性点接地方式的选择.....................................14第六章电气设备的布置...............................................15第七章短路电流计算.................................................17第八章电气设备的选择...............................................27第九章变电站的防雷规划.............................................40第十章继电保护的配置...............................................43第十一章主变保护的整定计算.........................................46参考文献.............................................................50附图一：220KV北郊变电站电气一次主接线图..............................50附图二：主变继电保护展开图...........................................50220KV降压变电所电气部分设计—1—第一章设计任务书一、设计课题220KV北郊变电站电气部分二、原始资料1．220KV电网图2．负荷预测（1）110KV侧负荷名称最大负荷（KW）COSΦ线路长度（KM）回路数供电方式变电站A200000.90201架空变电站B250000.90251架空变电站C270000.90141架空备用2线损率：6%负荷增长率：t%=5有功同时率：p=0.8无功同时率：Q=0.9远景规划年数：n=5(2)10KV侧负荷名称最大负荷（KW）COSΦ线路长度（KM）回路数供电方式60KM80KM20KM15MWCOSφ=0.995MW10.5KVCOSφ=0.8Xd''=12.6%Ud=10.5%10.5/242KV100MVAScmax=800MVAXc=30%Scmin=600MVAXc=40%C∽∽待设计变电站G上海电力学院2配电站A30000.90202架空配电站B20000.90202架空配电站C20000.8051电缆机械厂20000.90152架空医院10000.80102电缆剧院15000.8051电缆线损率：6%负荷增长率：t%=5有功同时率：p=0.8无功同时率：Q=0.9远景规划年数：n=5(3)最大负荷利用小时Tmax：5500小时3．地区温度：年最高温度：40℃年最低温度：-5℃最热月平均最高温度：35℃最热月平均气温：25℃三、设计内容要求1．选择主变压器的台数、容量及型号2．主接线选择3．确定无功补偿的方式。4．选择站用变压器的容量、台数及接线方式。5．确定主变压器中性点的运行方式。若需装设消弧线圈，应选择消弧线圈的容量、台数及型号。6．配电装置的布置。7．短路电流计算确定最大运行方式，计算各短路点的三相短路电流。8．主要电气设备的选择9．变电站的防雷规划，并配置主接线中的常规避雷器。10．配置继电保护11．主变保护的整定计算四、设计成品要求1．设计说明书。220KV降压变电所电气部分设计—3—将上述设计的内容，进行整理、编写，要求文字说明简明扼要，语句通顺，书写工整，计算正确，条理清楚。内容主要包括：（1）主变压器的容量、台数、型号选择。（2）主接线方案的选择。应写清方案分析比较、确定的过程，并列出有关的论据。（3）无功补偿的方式及电容器的选择。（4）站用变压器的容量、台数及接线方式选择。（5）配电装置的布置。（6）设备的选择和校验。要求写明设备所在电压级和回路的名称，计算要正确，对断路器、隔离开关等设备的选择，建议采用列表法，使之一目了然。（7）防雷保护规划及常规避雷器的配置。（8）继电保护配置。（9）短路电流计算书。要求作出短路电流计算的等值电路图，计算应列出公式，计算过程简单明了，计算正确。各点短路的计算结果用列表的方式进行综合。（10）主变保护整定计算等。（11）编写目录2．绘制图纸（1）主接线图（2）主变继电保护展开图上海电力学院4第二章主变压器的选择一、负荷统计分析1、110KV侧负荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar)变电站A200000.900.489600变电站B250000.900.4812000变电站C270000.900.4812960niPi172000(kw)niQi134560(kvar))(77925%)51%)(61(720008.0)1)(1)((551110kwtPKPniipvar)(42079%)51%)(61(345609.0)1)(1)((551110ktQKQniiQ以上有功、无功都是考虑同时率、线损率、负荷增长率和按5年发展规划。2、10KV侧负荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar)配电站A30000.900.481440配电站B20000.900.48960配电站C20000.800.751500机械厂20000.900.48960医院10000.800.75750剧院15000.800.751125niPi111500(kw)niQi16735(kvar)220KV降压变电所电气部分设计—5—)(12446%)51%)(61(115008.0)1)(1)((55110kwtPKPniipvar)(8200%)51%)(61(67359.0)1)(1)((55110ktQKQniiQ3、220KV侧最大负荷的视在功率kWPPP90371124467792510110220var5027982004207910110220kQQQ则LSkVAQPS10341650279903712222202220220二、主变压器台数确定的原则1．为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器；当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。2．对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器基础宜按现有变压器容量大一级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。三、主变压器容量确定的原则1．主变容量应根据5-10年的发展规划进行选择，并考虑变压器的正常运行和事故时的过负荷能力；2．对装一台主变压器的变电所，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择：Sn≥KSL；其中，Sn为变压器的视在容量（KVA），SL为变电所的最大负荷的视在功率（KVA），K为负荷率。3．对装有两台主变的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证60%全部负荷的供电，即应保证用户的一级负荷和大部分的二级负荷。每台主变容量可按下式选择Sn≥0.6SL。四、主变台数、容量和型号的确定1．主变台数的确定⑴如果选择主变为1台，则配电装置布置较简单，总投资可能会少一些，但可靠性和灵活性均较差，当主变故障或检修时会使全所停电；⑵主变为2台时，将可大大提高供电可靠性和运行操作灵活性，一台检修，另一台可继续运行，供应大部分负荷。缺点是配电装置较复杂，投资相对较多。⑶根据以上分析及原则规定，确定本变电站采用两台主变配置，且为考虑不可预上海电力学院6见因素和5年后负荷发展需要，将主变基础比设计容量大1～2级考虑，以备更换主变用。2．主变容量的确定⑴为提高功率因素，改变电压质量，对10KV侧进行无功补偿。①功率因素提高到0.9采用并联补偿电容器48.02gt②补偿容量：66.01244682001010max10max1011PQPQPQtg)48.066.0(12446)(2110maxggcttPQvar)(2240k式中10maxP－10KV母线上最大有功负荷tg1－补偿前的最大功率因数tg2－补偿后的最小功率因数根据《变电所设计规范》3.7.2条规定“电容器装置的接线，应使电容器组的额定电压与接入电网的运行电压相配合。电容器装置宜采用中性点不接地的星形或双星形接线”，查《常用高低压电器手册》，选用BFM-11/3-100-1型电容器，其型号意义如下：BGF–11/3-100-1单相额定容量：100KVar额定电压：UN=11/3kV纸膜复合介质浸渍剂：G表示苯甲基础油并联电容器其额定容量为100KVar,UN=11/3kV，标算电容C＝7.89F，则每相并联个数n＝47.710032240，故并联8只BGF-11/3-100-1型电容器，分别接于10kVI、II段母线上，即每段母线每相并联4只电容器。220KV降压变电所电气部分设计—7—③经补偿后的最大负荷视在功率'S210110210110')()(cQQQPPS)(102345KVA(2)充分发挥变压器正常运行及事故时过负荷能力Sn≥0.6'S＝0.6×102345＝61407（KVA）结合现有最大负荷的视在功率仅为61407KVA，选择主变容量两台63000KVA，在负荷较低时，可一台主变运行，降低变压器损耗，也可两台运行，提高供电可靠性。3．主变型号确定⑴相数的确定考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素，在不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选择三相变压器。所以，本次设计采用三相变压器。⑵容量比的确定根据要求，在1台主变停运时，须保证60%全部负荷的供电。故：A、对10KV侧应保证的容量为：kVAS67.8942%6046.1490410KV则%50%19.14%1006300067.8942e10K