22011010KV变电站电气设计说明书毕业设计论文.doc

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1、摘要变电站是电力生产与分配的重要环节，变电站的作用是变换电压等级，汇集电流，分配电能，控制电能的流向，调整电压。电力生产过程有别于其他工业生产的一个重要特点，就是它的生产，输送，变换，分配，消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持生产。因而电力生产与分配是关系国民生计的重要环节，而变电站也起到了举足轻重的作用。电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，建国以来，我国的电力工业发展迅速。电力也成为工农业不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电力工业自动化水平正在逐步提高许多变电站以装

2、设微机综合自动化，有些以实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。 本文主要是变电站一次部分设计。首先，根据任务书上所给系统、线路所给负荷情况，通过对负荷的分析计算及供电范围确定主变压器的台数、容量及型号，同时也确定站用变压器的容量及型号；其次，根据原始资料，通过对电力系统的安全、可靠、灵活、经济运行等方面的考虑，确定了220KV、110KV及10KV侧的电气主接线；最后根据最大工作电流及短路电流的计算结果表，对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、导体等电气设备进行选型、，从而完成220KV变电站电气一次部分的设计。关键字：220KV变电站、电气一次部分设计、变压器、主接线、电气设

3、备选择。目 录上 篇220/110/10KV变电站电气设计说明书目录1第一章 概述31.1 原始资料分析41.2 主要工作5第二章 主变压器和站用变压器的选择52.1 主变的选择52.2 站用变的选择7第三章 电气主接线方案的确定83.1 电气主接线的基本要求83.2 电气主接线的设计方案93.3 电气主接线图12第四章 短路电流的计算134.1 短路计算的一般规定134.2 短路类型134.3 短路点的选择134.4 短路计算方法134.5三相短路电流计算的运算曲线法144.6 等值网络14第五章 主要电气设备的选择155.1高压电气设备选择的一般规则155.2 断路器和隔离开关的选择155

4、.3 互感器的选择185.4 避雷器的选择205.5 导体的选择205.6 支持绝缘子的选择225.7 高压熔断器的选择22第六章 电气布置及配电装置236.1 电气设备布置236.2 配电装置布置23下 篇220/110/10KV变电站电气设计计算书第七章 变压器容量的确定25第八章 短路电流计算258.1 系统等值网络图及参数计算258.2 系统在K1点短路288.3 系统在K2点短路308.4 系统在K3点短路31第九章 电气设备的选择和校验339.1 断路器和隔离开关的选择和校验339.2 互感器的选择37上篇 说明书 第一章 概述一、设计题目：220/110/10kV变电站电气部分设

5、计二、设计原始资料：1.变电站性质：地区重要变电站，连接两个水火系统，并向地方负荷供电 2.地理位置：位于某较大城市近郊3.自然条件：站区地势平坦，海拔（300）m，交通方便，有铁路、公路从本站附近经过；年最高气温（34），年最低气温（24 ），最热月平均最高气温（28 ），最大风速（5 ）m/s，覆冰厚度（ 10 ）mm，地震烈度（ 5 ）级；周围环境基本无污染。4.进线情况：220kV侧共 4 回架空线与电网相连，可不考虑远期发展可能性。5.负荷资料：110kV侧共 10 回架空出线，。用户名称最大负荷（MW）线路长度（km）回路数负荷级别钢厂15*25021汽车制造厂106012市区变2

6、0*28021化肥厂155012机床厂155012机修厂106012机械厂107012化纤厂10501210kV侧无出线，仅接无功补偿装置和站用变。 (220)km6.系统情况 2QFQS2002 2SSP3260/220kV 2TS1280/18060 2SFP7240/220kV2(200)km2(100)km待设变电站7.其他条件最大负荷同时系数，取0.9；网损率，取10%； 1.1 原始资料分析1 变电站分析 本站连接两个水、火系统，并向地方负荷供电，构成环网，是系统能够更加安全、可靠运行，且本站所属地区变电站在系统中处于较重要的地位。220kv侧共4回架空线路与电网相连，可不考虑远期

7、发展可能性。110kv侧共10回架空出线，。10kv侧无出线，仅接无功补偿装置和占用变。2 系统分析 本系统有2台TS1280/18060型水轮发电机、QFQS2002型汽轮发电机和2台SFP7240/220和SSP3260/220型双绕组变压器。3 负荷情况 220kv侧共4回架空线路与电网相连，110kv共10回架空线路。本站供负荷主要是城市的重要用户，停电后会造成很大的经济损失，因此本站必须有很高的供电可靠性。4 环境分析 本站建在城市地区，海拔300m，地势较平坦，交通方便，有铁路和公路从本站经过，因此可考虑选择廉价和较笨重的设备。周围环境基本无污染，可采用屋外配电装置。考虑到土地的经

8、济性、地表烈度、覆冰厚度的影响，屋外配电装置拟采用半高型布置。 最大风速5m/s，因此屋外配电装置可不考虑风速对布置的影响。年最高气温34，最低气温24，最热月平均温度28，在此温度范围内普通变压器可正常运行。1.2主要工作 1、分析原始资料 2、主变选择 3、电气设备选择 4、电气布置（图）第二章 主变压器和站用变压器的选择 2.1 主变的选择 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器称为主变；用于两种电压等级之间交换功率的变压器称为联络变压器；只用本站用的电压器称为站用变压器。1、 台数的确定 变电站主变的台数，对于枢纽变电站在中低压已形成环网的情况下，变电站设置两台主变为

9、宜；对于地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可设3台主变压器，以提高供电的可靠性；对于不重要的较低电压等级的变电站，可设一台主变压器。 规程规定：变电站中一般装设2台主变压器。 由于本站的二级负荷较多，在变电站出现故障或检修时，两台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性，在变电站低压侧必须有足够的联络变压器作为备用，且可以节约电能，考虑到510年的发展规划，因此本站选择两台主变三相式变压器。2、 容量的确定 变电站中主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统5-10年的发展规划进行选择。负荷在增长，变压器应有一定的余量，同时要考虑变压器的正常过负荷能力，两种计算方法如下：a) 选

10、择两台主变时，当一台主变停运时，另一台主变容量应能保证全部负荷的70%-80% 即： 式中： 全部负荷的最大值之和 最大负荷同时率取0.9 网损率取0.1 负荷系数取0.75 无功补偿后的功率因数取0.75 b) 选择两台主变时，一台容量应该满足全部一级负荷和大部分二级负荷的需要。即：式中 ：所有一级负荷的最大负荷之和所有二级负荷的最大负荷之和 同（1）公式含义 3、 主变形式的选择（1） 在变电站一般选用三厢变压器且本电站220/110/10kv降压变电站，因此，本次设计采用三相绕组变压器为宜。（2）在电压波动范围大且电压变化频繁的变电站，故我国采用无载调压不能满足电网和用户电压要求时，应尽

11、量采用有载调压变压器，它可带电调分接头，一般分接头数目多，且调压范围大。此次设计中选择有载调压。（3）变压器内部绕组连接组别必须和系统电压相位一致，否则不能并联运行。电力系统采用的绕组连接方式有Y和，此次采用Ynd11连接方式。（4）主变冷却方式一般采用自然油循环风冷式、强迫油循环风冷式、强迫有循环水冷式、强迫导向油循环冷却。采用强迫油循环风冷却式时，对冷却系统的供电可靠性高，综上本站变压器容量小，因此采用自然油循环风冷式。选择电力变压器如下：型 号:SFPSZ1-150000/220容量比：150000/150000/75000电压比：22081.5/121/10.5kv接线组别：YN，yn

12、0，d11阻抗电压：=14.2 =22.9 =7.12、 无功补偿配置 无功补偿配置类型普遍采用并联电容装置，装设在主变的主要负荷侧，可获得显著的无功补偿效果。由于配套设备的原因，无功补偿装置装在110kv侧尚不具备条件。采用集合式电容器成套装置，并联电容器装置中的干式容芯电抗器，放电线圈、避雷器等由厂家成套供货。无功补偿装置具有如下方面的意义;(1) 减小系统元件容量，换个角度是提高电网的输送能力。(2) 降低网络功率损耗和电能损耗。(3) 改善电压质量。 容性无功补偿容量，在不具备设计计算条件时，按规程要求按主变压器容量的10%-30%配置。推荐方案按10%-15%配置。对进出线以电缆为主

13、的220kv变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于变压器容量的20%。2.2占用变的选择 根据DL1T2002220kv-500kv变电站占用变设计设计规程规定，工程设两个占用电源，分别引自两台主变压器低压侧。35kv、10kv多采用户内干式变压器，而66kv采用户外油寝式变压器。占用变压器容量必须满足占用电负荷从电源获得足够的功率。因此，对占用高压工作变压器容量按占用高压计算负荷的110%与站用变低压计算负荷之后进行选择。小型站的站用变容量有几十千伏安便满足要求（如20KVA,30kVA,50KVA即可），大中型可选250KVA，400K

14、VA，500KVA,630KVA。站用变一般选择无载调压变压器。1、 接线方式220kv变电站站用变电源引接线方式： 引自最低一级电压母线居多数，大约占40%左右；引自最低一级电压母线+所外电源，大约占25%左右；引自主变的第三绕组大约占12.5%左右；引自主变第三绕组+所外电源大约占15%左右；引自所外电源，约占7.5%。2,、低压侧接线 站用变低压侧所用系统采用380/220中性点采用直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源，占用变低压侧多采用单母线接线方式。当有2台站用变时，可用单母分段接线方式。 本设计中在10kv侧装设2台站用变压器（干式无载调压变压器） 型 号：SCL2-400