220kv变电站毕业设计

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摘要

__中文摘要____本文主要对国泰220kV一次降压变电所电气部分进行设计,根据任务书的要求,设计的主要内容包括主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划以及防雷保护的规划等主要工作。本文中对主变的选择、电气主接线的拟定、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划进行了详细的说明,特别是对主变继电保护的规划、动作原理等内容进行了深入的研究和思考。本文重点的计算部分包括短路计算、设备的选择校验计算、和避雷针的保护范围计算等部分。其中短路计算包括对称短路计算和不对称短路计算两部分,分别应用了计算曲线和正序等效原则;防雷计算中采用了等针高的计算方式。__本次设计既满足了电力系统的安全、经济、可靠、环保的基本要求,又重视了电力系统的长期规划长远的发展,注重了解和应用电力系统的新技术新设备,变电所进行设计,是一次较为综合性的实践过程。是对以往所学专业知识的系统总结和提高。本设计属于变电所电气部分初步设计,能够基本满足任务书和毕业论文的总体要求。____关键词变电所,电气系统,短路计算,电气设备____-I-____Abstract____InthispaperTheprofessionalgraduateinsysteminelectricpowerdesignisoncemoresynthesizeoftraining_itiswewillduringtheperiodofschoolaprofessionforlearningknowledgeproceedtheoriesandpracticeverygoodcombination_makeuseofthetheoriesknowledgeproceedswithaprofessionforlearningtechnicalabilityengineeringdesignwithsciencestudyThisgraduatedesignthesisisa220kVdecliningtopresstochangetogiveorgetanelectricshockanelectricitypartsoffirststepsdesignForthesakeofdependablethatguaranteethepowersupplywitharequestthatcontentedlong-termburthen_carriesaccordingtotheforwardtheprogrammingproceedingdesigndevelopments_frombutguaranteetochangetogiveorgetanelectricshockcanlong-termdependablepowersupply__Thisdesignnotonlymeetsthepowersystemsecurity_economic_reliable_basicrequirementsofenvironmentalprotection_butalsotothelong-termpowersystemplanninglong-termdevelopment_focusingonunderstandingandapplicationofnewtechnologiesandnewpowersystemequipment_substationdesign_isamoreintegratedpracticeIstheknowledgelearnedinthepastandupgradethesystemThisdesignispartofthepreliminarydesignofelectricalsubstationsandcanbasicallymeettheoverallmissionstatementandtheserequirements____KeyWordsubstation,electricpowersystem,shortcomputing,electricityequipment____-II-____目录____中文摘要IAbstractII目录III__第一部分说明书1__1主变压器的选择1__11主变选择的有关规定1__12主变选择的原则1__121主变台数的确定1__122变压器形式的选择1__123主变容量的确定2__2电气主接线的选择3__21概述3__22主接线的设计原则3__221考虑变电所在电力系统中的地位和作用3__222考虑近期和远期的发展规模3__223考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响3__224考虑主变台数对主接线的影响4__225考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响4__23主接线设计的基本要求4__231可靠性4__232灵活性4__233经济性5__24主接线的确定5__241对原始资料的分析5__242主接线方案的拟定5__3短路计算8__31概述8__32短路电流计算的主要目的8__33短路计算中的一般规定8__34电路元件参数的计算9__341基准值9__342各元件参数标么值计算9__343标么值表示的等值网络9__35三相短路电流周期分量计算10-III-__351影响短路电流变化规律的主要因素10__352应用计算曲线的具体步骤如下:10__4电气设备的选择11__41概述11__411一般原则11__412选择的一般问题11__413选择项目的说明11__42高压断路器的选择12__43高压隔离开关的选择12__44母线选择13__441软导线介绍13__442一般要求14__443导体截面积的选择与校验14__45电流互感器14__451参数选择14__452一次额定电流选择15__453电流互感器准确级15__454热稳定和动稳定校验15__46电压互感器16__461电压选择16__462准确度选择16__47避雷器17__471避雷器的参数17__472避雷器的配置17__5配电装置19__51屋内外配电装置的安全净距19__511概述19__512分类及特点19__513屋内外配电装置的安全净距19__52屋外配电装置21__53设计原则21__54设计要求22__541满足安全净距的要求22__542施工、运行和检修的要求22__55配电装置形式的选择23__6继电保护及自动化装置规划设计24__61继电保护在电力系统中的作用24__62继电保护的基本要求24-IV-__63选择保护配置及构成方案时的基本要求24__64主要设备继电保护配置25__641变压器保护25__642母线保护26__643线路保护26__65自动化装置配置27__651自动重合闸27__652备用电源自动投入装置27__7过电压保护28__71概述28__72配电装置的防雷保护28__73防雷设计要求和所需资料28__第二部分计算书30__1主变压器的容量计算30__11变电所60kV的用户总容量30__12变压器的容量30__13主变压器容量的选择30__2短路电流计算32__21系统等值网络32__211系统等值电路图32__212各元件电抗标幺值的计算32__22K1点短路电流计算33__221网络化简33__222短路电流计算35__23K2点短路电流计算36__231网络化简36__232短路电流计算38__233短路电流计算结果39__3设备的选择计算40__31断路器的选择40__311220kV侧断路器的选择40__31260kV侧断路器的选择42__32隔离开关选择44__321220kV侧隔离开关的选择44__32260kV侧隔离开关选择45__33电压互感器选择47__34电流互感器的选择48__341220kV侧电流互感器选择48-V-__34260kV侧电流互感器选择49__35母线的选择51__351220kV侧母线的选择51__35260kV侧母线的选择52__36避雷器的选择53__4避雷针的保护范围计算55__41避雷针的定位及针距55__42变电所避雷针布置图55__43保护范围计算55__总结57__致谢58__参考文献59__附录60__A1变电所电气主接线图60__A2变电所配电装置平面图60__A3变电所高压配电装置断面图60__A4全所防雷保护图60____-VI-____第一部分说明书__1主变压器的选择____在各级电压等级的变电所中,变压器是主要电气设备之一,其担负着变换网络电压进行电力传输的主要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重,近期以节约为主。____11主变选择的有关规定____(1)主变容量和台数的选择,应根据《电力系统设计技术规定》SDJ161-85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所,其中一台事故停运后,其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的70,在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷。__(2)与电力系统连接的220~330kV变压器,若不受运输条件限制,应选用三相变压器。__(3)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,电力系统采用的绕组连接方式只有“Y”型和“△”型,高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。__(4)主变的冷却方式,主变的一般冷却方式有:自然冷却方式、强迫油循环风冷却方式、强迫油循环水冷却方式、强迫油循环导向冷却方式等。大型变压器一般采用强迫油循环风冷却变压器。__(5)主变调压方式的选择,应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关规定。__12主变选择的原则____121主变台数的确定____为了保证供电的可靠性,变电所一般应装设两台主变,但一般不超过两台主变,当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证共电时,可装设一台主变。对大型枢纽变电所,根据工程的具体情况,应装设2~4台主变。__在本次设计中,选用两台主变压器。____122变压器形式的选择____(1)主变压器一般采用三相变压器,若因制造和运输条件限制,在220kV的变电所中,可采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时,应考率装备用相,当主变超过一组且各-1-__组容量满足全所负荷的75时,可不装设备用相。__(2)当系统有调压要求是,应采用有载调压变压器。对新建的变电所,从网络运行的观点考虑,应注意选用有载调压变压器,其所附加的工程造价,通常在短期内是可以回收的。__(3)与两个中性点直接接地系统连接的变压器,除低压负荷较大或与高中压间潮流不定情况外,一般采用自耦变压器,但仍需要作技术经济比较。__(4)本次设计的变电所,电压等级为22060kV为一次降压变电所以应采用双绕组变压器。____123主变容量的确定____根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。凡有两台及以上主变的变电所,其中一台事故停运后,其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的70,在计及过负荷能力后的允许时间内,应保证用户的一级和二级负荷。__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,并适当考虑到远期10~20年的负荷发展。__同级电压的单台降压变压器的级别不宜太多,应从全网出发,推行系列化,标准化。在本次设计中,两台主变压器为相同容量。__变压器最大负荷按下式确定:__Pmax=K0∑P(11)式中K0—负荷同时系数;__∑P–按负荷等级统计的综合用电负荷。__对于两台主变压器的变电所,其主变压器的额定容量可按下式确定:(重要负荷占70以下)__SN≥07Smax=07K0×105Smax(12)__上式中考虑5的线路损耗。如果重要负荷超过70,则按原始资料中的百分比代替70计算,来确定主变压器的额定容量。__本次设计变压器选用SFPZ4-63000220型变压器,其参数如表11所示____S—三相变压器;F—风冷;P—强迫油循环;Z—有载调压;63000—额定容量(kVA);220—额定电压(kV)____-2-____2电气主接线的选择____21概述____电气主接线是多种主要电气设备(如发电机、变压器、开关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等)按一定顺序要求连接而成的,是分配和传送电能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连结图,称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行以及对电气设备选择、配电装置布置、继电保护拟定等都有着密切的关系。由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的,所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身,同时也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线设计是一个综合性问题。__变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位,变电所的规划容量,负荷性质,线路,变压器连接元件总数,设备特点的条件确定。并应综合考虑供电可靠,运行灵活,操作检修方便,投资节约和便于过渡或扩建等要求。__在主接线设计时,必须从全局出发,统筹兼顾,根据本变电所在系统中的地位,进出线回路数,负荷情况,工作特点,周围环境条件等确定合理的设计方案。____22主接线的设计原则____221考虑变电所在电力系统中的地位和作用____变电所在电力系统中地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所可以分为枢纽变电所、地区变电所、终端变电所和中间变电所,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和经济性的要求也不同。____222考虑近期和远期的发展规模____变电所主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布,负荷增长速度以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以及所连接的电源数和出线回数。____223考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响____对于一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级负荷不间断供电;对二级负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。__-3-____224考虑主变台数对主接线的影响____变电所主变的容量和台数,对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型的变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性要求高,因此,其对主接线的可靠性,灵活性的要求也高,而对于容量小的变电所,要求则相对较低。____225考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响____发、送、变的备用是为了保证可靠的供电,适用负荷突增,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;当线路故障时允许切除线路,变压器的数量等,都直接影响主接线的形式。____23主接线设计的基本要求____变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位,变电所的规划容量,负荷性质,线路,变压器连接元件总数,设备特点等条件确定。并应该综合考虑供电可靠,运行灵活,操作检修方便,投资节约和便于过度或扩建等要求。____231可靠性____所谓可靠性是指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准就是运行实践,经过长期运行实践的考验,对以往所采用的主接线,经过优选。现今采用主接线的类型并不多,主接线的可靠性是它所的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此,不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响,还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时,可靠性不是绝对的,一种主接线对某些变电所是可靠的,而对另一些变电所可能是不可靠的。评价主接线的标志是:__(1)断路器检修时是否影响供电__(2)线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数与停运时间的长短,以及能否保证对重要用户供电__(3)变电所全部停电的可靠性__(4)有些国家以每年用户不停电时间的百分比来表示供电所的可靠性,先进的指标都在99以上。____232灵活性____主接线的灵活性有以下几个方面要求:__-4-__

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