降压变电站设计

1目录第一章绪论……………………………………………………………1第二章电源进线与主变的选择………………………………………22.1方案介绍及选取…………………………………………………32.2负荷概念及等级分………………………………………………………42.3负荷的计算………………………………………………………………52.4主变选择的原则…………………………………………………………62.5主变选取…………………………………………………………………6第三章电气主接线方案………………………………………………73.1主接线的主要形式………………………………………………73.2接线方案与选取…………………………………………………7第四章短路计算………………………………………………………94.1短路的类型………………………………………………………94.2短路计算…………………………………………………………9第五章电气设备选择………………………………………………135.1设备的概念………………………………………………………135.2断路器隔离开关等设备选择………………………………………13第六章总语…………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………17第二章接入系统方案2第一章绪论电力系统中，发电厂将天然的一次能源转变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。变压器是变电所的中心设备，它利用电磁感应原理。配电装置是变电所中所有的开关电器、载流导体辅助设备连接在一起的装置。其作用是接受和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、互感器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备及必要的其他辅助设备所组成。二次设备是指一次系统状态测量、控制、监察和保护的设备装置。由这些设备构成的回路叫二次回路，总称二次系统。二次系统的设备包含测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、直流系统及必要的附属设备。负荷等级可以分为一，二，三等级。负荷的等级不同，对供电的要求也不同。对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。该变电所包含了一二级负荷,所以是一个需要两个电源的终端配电变电所。南昌工程学院本科课程设计（论文）3第二章电源进线与主变的选择2.1方案介绍及选取某企业总降压变电站站址位于高新开发区CD镇SX村，地处TX大道中段的东面，距离500kVA变直线距离约4公里，距离220kVB变电站的直线距离约10公里，距离220kVC变电站的直线距离约11公里，距离220kVD变电站约19公里，距离筹建中的220kVE变电站的直线距离约2.7公里。500kVA变电站：电压等级500/220kV。220kVB变电站：目前该站总装机420MVA，给七个110kV变电站提供电源，分别为YS变、QSH变、GX变、GY变、X厂专变和Y厂I、II专变，上述七个变电站总装机容量为486MVA。220kVC变电站：主变容量有空余，且有110kV出线间隔，220kVC变与本企业之间隔着某天然湖泊。220kVD变电站：建设中的220kVD变电站主要用户为Y厂II、BQ、YS等变电站，距离本企业约19公里，沿途住宅区密集。220kVE变电站：距离本企业2.7公里。分析：鉴于变电站的负荷含有一二级负荷，所以需要考虑两个电源供电，而不是一个，其次E变电站在建，所以考虑，而A变电站等级偏高，但不排除，D变电站沿途住宅偏多，所以排除，综上所述：本变电站考虑从A,E变电站两处引出电源，变电站等级为220kV的电压等级。第二章接入系统方案42.2负荷概念及等级分类在电力系统中，按负荷性质可分为两大类：供电负荷和用电负荷。用电负荷是指用户用电设备总容量，也就是对电力系统的需求容量；供电负荷是指发电厂对外承受的总容量，也是用电负荷加上同一时刻线路中消耗的功率。按对供电可靠性要求分为：一类负荷、二类负荷、三类负荷。荷的重要程度分为：先保证供电的重点负荷一般性供电的非重点负荷可以暂时限电或停止供电的负荷。一级负荷：中断供电时将造成人身伤亡，或经济、政治、军事上的重大损失的负荷。二级负荷：中断供电时将造成严重减产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱。三级负荷：除一、二级负荷之外的一般负荷，这级负荷短时停电造成的损失不大。2.3负荷的计算负荷级别：消防用电设备，事故排风、排烟、补风用电设备系统，一小部分工艺及配套的动力用电设备，重要控制系统以及应急照明等为一级用电负荷；大部分工艺及配套的公用设备等属二级用电负荷；其余用电设备均属三级用电负荷。）大宗气体站为10kV负荷，均从110kV变电站引入双电源。一、二厂10kV高压电源柜及大宗气体站10kV高压电源柜（各10路电源）考虑备用，三、四、五厂计算负荷各27508kVA，大宗气体站另计，只预留土建位置。负荷的等级不同，对供电的要求也不同。对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电；对于三级负荷一般只需要一个电源供电。计算电力负荷的定义：负荷不是恒定值，是随时间而变化的变动值。因为用电设备并不同时运行，即使用时，也并不是都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有长期、短时、重复短时之分。因此负荷计算也只能力求接近实际。即根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷产生的热效应相等。南昌工程学院本科课程设计（论文）5项目装机视在计算负荷按同时率0.9计算1#生产厂房（一期1厂区）24050kVA16029kVA2#生产厂房（一期1厂区）26700kVA18628kVA3#生产厂房（一期1厂区）23000kVA15889kVA4#生产厂房（一期1厂区）12000kVA9034kVA5#生产厂房（一期1厂区）23064kVA19460kVA一厂区小计93750kVA79040kVA71136kVA大宗气体站（一厂）9600kVA大宗气体站（二厂）2300kVA3厂区（一期）27000kVA24300kVA4厂区（一期）27000kVA24300kVA5厂区（一期）27000kVA24300kVA一期小计186600kVA144036kVA二期80000kVA72000kVA总计266600kVA216036kVA2.4主变选择的原则变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定主变压器容量一般按变电所、建成后5~10年的规划负荷选择，并适当的考虑到远期的负荷发展，对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。在有一‘二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中低压测电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三相三绕组变压器。表3.1企业负荷第三章企业负荷62.5主变确定台数:由于此终端变电站来字两个不同的电站，且考虑双电源，所以就选用两台或三台主变。绕组：该变电站就两个电压等级，所以就考虑用双绕组变压器。相数：300MVA以下的变压器一般采用三相变压器。调压：该处因为是厂用电，负荷不是固定，故采用有载调压方式。主变是两台三相双绕组变压器：负荷的计算maxS=kVA260000变压器容量/每台nS2/260000kVAkVA133000且nSkVAkVA1500007.026036每台变压器的容量选择为MVASn200。主变是三台三相双绕组变压器：负荷的计算maxS=kVA260000变压器容量nS3/260000kVAkVA89000且nSkVAkVA1500007.0216036取每台主变容量为90000kVA，则2*90000kVA=18000kVA150000kVA综上所述，鉴于考虑到后面选主变10kV侧的断路器和隔离开关，其额定电流不能超过一定范围，所以此处选用三台变压器。选到的主变型号为SFZ11-90000/220其参数如表4.1：表4.1主变技术参数型号额定容量（kVA）额定电压（kV）空载电流(%)空载损耗(kVA)负载损耗(kVA)阻抗电压(%)高压低压SFZ11-90000/22090000220100.357.528910.5南昌工程学院本科课程设计（论文）7第三章电气主接线3.1主接线的主要形式电气主接线的基本要求就是八个字：“安全、经济、可靠、灵活”：具体地说，就是：1、满足用电要求；2、接线简单；3、运行经济、可靠；4、操作方便、运行灵活；5、设备选择合理；6、便于维护检修；7、故障处理能保证安全；简单地说，电气主接线的基本形式包括：有母线接线和无母线接线两大类：有母线接线包括：1、单母线接线（含单母线刀闸分段、单母线开关分段、单母线带旁路等）；2、双母线接线（含双母线刀闸分段、双母线开关分段、双母线带旁路等）；3、3/2台断路器接线4、4/3台断路器接线5、变压器母线组接线无母线接线包括：6、线路变压器组接线；7、桥型接线（内桥、外桥、全桥等）8、角形接线等。3.2接线方案与选取220kV侧进线2回，选用以下几种接线方案：（1）单母线分段接线。母线分段后重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，一段母线故障，另一段母线仍可正常供电。（2）带旁路母线的单母线分段接线。母线分段后提高了供电可靠性，加上设有旁路母线，当任一出线断路器故障或检修时，可用旁路断路器代替，不使该回路停电。10kV侧出线20回，大部分为Ⅰ类负荷，选用以下几种接线方案：（1）单母线分段接线，它投资少，在10kV配电装置中它基本可以满足可靠性要求。（2）单母线分段带旁路母线，这种接线方式虽然提高了供电可靠性，但增大了投资。综上所述：方案确定采用单母线分段接线亦可满足供电可靠性的要求，且节约了投资。而因为有第五章电气主接线方案8三台主变，故高压侧不宜采用桥形接线，应该采用单母分段，所以220kV/10kV侧均采用单母线分段接线。接线图如图5.1。图5.1220kV变电站电气主接线南昌工程学院本科课程设计（论文）9第四章短路计算4.1短路的概述故障类型短路分对称短路和不对称短路，对称短路即三相短路)3(f，而对称短路包括两相短路)2(f，两相接地短路)1.1(f，单相接地短路)1(f。发生短路故障的主要原因（1）短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏。（2）误操作及误接。（3）飞禽跨接裸导体。（4）其它原因。电力系统发生短路，短路电流数值可达几万安到几十万安。（1）产生很大的热量，很高的温度，从而使故障元件和其它元件损坏。（2）产生很大的电动力，该力使导体弯曲变形。（3）短路时，电压骤降。（4）短路可造成停电。（5）严重短路要影响电力系统运行的稳定性，造成系统瘫痪。（6）单相短路时，对附近通信线路，电子设备产生干扰。短路电流计算的主