220kv变电站电气部分设计.

220kv变电站电气部分设计1分类号郑州电力高等专科学校毕业设计（论文）题目220kv变电站电气部分设计并列英文题目Electricpartsdesignof220kvsubstation系部电力工程系专业电气自动化技术姓名陈健康班级电气0803指导教师胡起宙职称副教授论文报告提交日期2011/5/31郑州电力高等专科学校220kv变电站电气部分设计2摘要本设计书主要介绍了220kV区域变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有220kV区域变电所的电气主接线的选择，主变压器的选择，母线、断路器和隔离开关的选择，互感器的配置，220kV、110kV、10kV线路的选择和短路电流的计算。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。关键词：变电站；主接线；变压器ABSTRACTThedesignofthebookintroducestheregional220kVelectricalsubstationdesignapartofthecontentanddesign.Thedesignofthecontentsoftheelectricalsubstation220kVmainregionalcablechoice,themaintransformer,circuitbreakersandisolationswitchoption,theconfigurationoftransformer,220kV,110kV,10kVlinechoiceandshort-circuitcurrentcalculations.Thedesignofthemainhighpressurealsohadachoiceofelectricalequipmentandcomputing,suchascircuitbreakers,isolatingswitches,voltagetransformers,currenttransformersandsoon.Inaddition,alightningprotectiondesignandcomputing,increasedthesafetyoftheentiresubstation.Keywords:substation;mainconnection;transformer220kv变电站电气部分设计3目录摘要ABSTRACT引言第1章原始资料分析第2章电气主接线的设计2.1电气主接线设计要求2.2主接线的基本接线形式及其特点2.3电气主接线的确定第3章主变压器的选择3.1主变压器台数和容量的确定3.2主变压器型式的选择3.3主变压器的选择结果第4章短路电流计算4.1短路计算的目的及假设第5章导体电气设备的选择5.1断路器的选择5.2隔离开关的选择5.3电流互感器的选择5.4电压互感器的选择5.5母线的选择第6章高压配电系统及配电装置设计6.1配电装置的要求6.2配电装置的分类6.3配电装置的应用6.4配电装置的确定第7章防雷设计7.1概述220kv变电站电气部分设计47.2避雷针和避雷器的配置原则7.3避雷针的选择7.4避雷器的选择第8章继电保护配置8.1概述8.2主变压器保护8.3线路及母线保护第9章短路电流计算书第10章电气设备校验书第11章总结参考文献220kv变电站电气部分设计5引言我国对变电站的技术研究的其中一个主要方面是在220kV及以下中低压变电站中采用综合自动化技术，全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，而且技术不断得到完善和成熟。总体来说，实现变电站综合自动化，其优越性主要有：提高了供电质量、变电站的安全可靠运行水平，降低造价，减少了投资，促进了无人值班变电站管理模式的实行。本设计中变电站的设计思路是紧跟现代化国内外变电站综合自动化技术的发展趋势，根据最新和权威的设计规程和规范，采用先进的原理技术，摒弃落后和即将淘汰的技术，确定科学的模式和结构，选择质量优良和性能可靠的产品，因此，在学习借鉴国外先进技术的同时，结合我国的实际情况，全面系统地研究探讨符合国情的变电站系统设计模式，完成本次毕业设计。220kv变电站电气部分设计6第1章原始资料分析1、建设规模：该电力系统需建一座220kv降压变电站，建成后与110kv和220kv电网相连，规划装设两台容量为120MVA主变压器。该所有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv侧出线6回，110kv侧出线8回，10kv侧出线12回。根据建厂规模，对本电所的电气主接线进行设计，确定2～3种方案，进行技术和经济比较，确定最佳方案。2、该地区负荷情况：110kv有两回出线供给远方大型冶铁厂，其容量为40MVA，10kv侧总负荷为30MVA。根据负荷情况，确定主变压器台数及容量。3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kv侧T=3800小时/年110kv侧T=4200小时/年10kv侧T=4500小时/年根据最大负荷利用小时，可查表得出导体经济电流密度，进而按经济电流密度进行母线截面的选择。4、系统阻抗：220kv侧电源近似为无穷大容量系统，归算至本所220kv母线为0.16（S=100MVA），110kv侧电源侧容量为1000MVA，归算至本所110kv母线侧阻抗0.32（S=100MVA），10kv侧无电源。计算短路电流，对主要电气设备和导体进行选择。5、该地区最热平均温度为28度，年平均气温16度，绝对最高温度为40度，土壤温度为18度海拔153米。根据以上数据对导体及母线进行选择。6、该变电所位于市郊荒土地上，地势平坦，交通便利，环境污染小。根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对配电所进行高压配电系统设计，接近负荷中心，则要求供电的可靠性，调度的灵活性更高，有10kv电压送电，该负荷侧可采用双回路供电。220kv变电站电气部分设计7第2章电气主接线的设计电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。2.1电气主接线设计要求（1）可靠性（2）灵活性（3）经济性2.2主接线的基本接线形式及其特点1、有母线型的主接线（1）单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、经济性好，缺点：①可靠性差。②调度不方便适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：①6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回；②35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回；③110～220kV配电装置的出线回路数不超过两回。（2）双母线接线其优点主要有：①检修母线时不影响正常供电；②检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属回路和与此隔离开关相连的该组母线，其他回路均可通过另一组母线继续运行；③工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；④检修任一出线断路器时，可用母联断路器代替检修的断路器，回路只需短时停电；⑤调度灵活；⑥扩建方便220kv变电站电气部分设计8缺点:①在倒母线的过程中，易发生误操作；②检修任一回路的断路器或母线故障时，仍将短时停电；③所使用的设备多，配电装置结构复杂，所以经济性差。2、无母线型主接线（1）桥型接线（2）多角形接线（3）单元接线2.3电气主接线的确定方案一：220KV、110KV侧双母线带旁路母线接线，10KV侧单母线分段接线。方案二：220KV侧双母线带旁路接线，110KV、10KV侧单母线带旁路母线接线。220kv变电站电气部分设计9方案三：220KV侧双母线带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母线分段接线。电气主接线方案比较220kv变电站电气部分设计10项目方案可靠性灵活性经济性方案一：220KV、110KV侧双母线接线、10KV侧单母线分段接线可靠性高1.检修、调试相对灵活；2.各电压级接线都便于扩建和发展。设备相对不多，投资不大，经济性较好。方案二：220KV侧双母线带旁路接线，110KV、10KV侧单母线带旁路母线接线。1.可靠性较高；2.单母线带旁路母线接线，检修母线或母线故障期间中断供电。1.灵活性较好；2.扩建方便1.设备相对多，投资较大；2.旁路系统造价昂贵，同时使配电装置运行复杂化方案三：220KV侧双母线带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母线分段接线。1.可靠性高；2.有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧停电，提高了可靠性。1.各电压级接线方式灵活性都好；2.各种电压级接线都便于扩建和发展。1.设备相对多，投资较大；2.母线采用双母线带旁路，占地面积增加。综合考虑三种电气主接线的可靠性，灵活性和经济性，结合实际情况，确定第一种方案为设计的最终方案。220kv变电站电气部分设计11第3章主变压器的选择3.1主变压器台数和容量的确定1、主变压器台数的确定由原始资料可知，本次设计的变电所是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主,把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电，故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。2、主变压器容量的选择对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：∑se=2（0.7PM）=1.4PM。当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：Se=0.7（SⅡ+SⅢ）。3.2主变压器型式的选择1、主变压器相数的的选择本次设计的变电所，位于市郊区，稻田、丘陵，交通便利，不受运输的条件限制，而应尽量少占用稻田、丘陵，故本次设计的变电所选用三相变压器。2、绕组数量选择在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。220kv变电站电气部分设计12普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。所以，选择普通三绕组变压器。3、调压方式的选择由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式4、连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35KV以下电压，变压器绕组多采用△连接。所以变压器绕组的连接方式为丫/丫/△。5、容量比的选择由原始资料可知，110KV中压侧为主要受功率绕组，而10KV侧主要用于所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：100/100/50。6、主变压器冷却方式的选择自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大。所以，选择强迫油循环风冷却。3.3主变压器的选择结果根据以上条件选择，确定采用型号为SFPSZ7-120000/220的220KV三绕组有载调压电力变压器，具体参数如下型号SFPSZ7-120000/220联接组标号YN，yn，d11空载电流%0.7空载损耗(kw)140额定电压(KV)高压中压低压220±8×1.25%12110.5额定容量MVA12012060220kv变电站电气部分设计13阻抗电压％高－中高－低中－低13.522.47.4型号中个符号表示意义：S：三相F：风冷却P：强迫油循环S：三绕组Z：有载调压9：性能水平号120000：额定容量220：电压等级220kv变电站电气部分设计