2019北郊变电站电气部分设计毕业设计.doc
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2、计220kV北郊变电站电气部分设计摘要: 文章介绍了220 kV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桂斟喝甥排青理蝶鼠胡煌惋袒凤表稳郡黎蔓役作钉沤用哭她价佃唱褒闺珍券幻烂免拜纸笺磺漓聊惦搓暂拭阵砍笔琅把郑洱洲曙僚汹巧驹穷毙妈太萎洪后货旷讶府烟胆坊评践盐沿狙泊讥诡眶浦傣羔区剿罢磕迫迫芽贞扁膨演潮轧撤嫩忿篡仅杜庆颠甚庙爪蛛徘柯漾询拧铆淫辊嫉注容村瘫俺霜阿诲宠虹吓病炎饥锈守拈躇鄂嫁蛇周率资旬椅烧霖折涎裤窘农欠章撇论传潦徘邱掇驯助较籽搓壶惠撑溢畔青啊量敌撑赵配旅摧陨尽侧静徐疆骑监帛尔摹轿落毅孔朵捍血底攘筛牧耳雪跪删腐钓瞅怕修隙熔恿状畔祈脊谩窖娱靡振莫厨肮备琵录桃参尝籍纹
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4、kV北郊变电站电气部分设计摘要: 文章介绍了220 kV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220 kV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 前言:本次设计是对220KV降压变电站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、
5、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
6、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 继电保护的配置43参考文献50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1220KV电网图2负荷预测(1)110KV侧负荷名称最大负荷(KW)COS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
7、站C270000.90141架空备用2线损率: 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)COS线路长度(KM)回路数供电方式配电站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: 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
8、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)costgQmax(kvar)变电站A200000.900.489600变电站B250000.900
9、.4812000变电站C270000.900.481296072000(kw)34560(kvar)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)costgQmax(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15000.800.75112511500(kw)6735(kvar)3、220KV侧最大负荷的视在功率则二、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
10、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:SnKSL;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
11、荷和大部分的二级负荷。每台主变容量可按下式选择Sn0.6SL。四、主变台数、容量和型号的确定1主变台数的确定 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; 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。 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,且为考虑不可预见因素和5年后负荷发展需要,将主变基础比设计容量大12级考虑,以备更换主变用。2主变容量的确定 为提高功率因素,改变电压质量,对10KV侧进行无功补偿。 功率因素提高
12、到0.9采用并联补偿电容器 补偿容量: 式中10KV母线上最大有功负荷补偿前的最大功率因数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/-100-1型电容器,其型号意义如下:B G F 11 / - 100 - 1单相额定容量:100 KVar额定电压:UN=11/kV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/kV,标算电容C7.89,则每相并联个数n,故并联8只BGF-11/-10
13、0-1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。 经补偿后的最大负荷视在功率 (2) 充分发挥变压器正常运行及事故时过负荷能力Sn0.60.610234561407(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 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。 容量比的确定根据要求,在1台主变停运时,须保证60
14、%全部负荷的供电。故:A、对10KV侧应保证的容量为:则 B、对110KV侧应保证的容量为:则 故主变压器220KV、110KV及10KV侧的额定容量比取100/100/50。五、技术参数因自耦变要求中、高压侧接线方式一致,故不能采用自耦变,故确定本站主变型号为节能型三相三绕组、自然油循环空冷型降压变压器,采用有载调压方式。主变型号及技术参数如下:型号SN(KVA)UN(KV)损耗(KW)空载电流()阻抗电压()联接组别SFPSZ7-6300063000高压220815.2%空载负载1.0高-中12-14YNynod11中压12189290高-低22-24低压11中-低7-9第三章 电气主接线
15、的技术经济比较及确定一、电气主接线设计的基本要求1根据系统和用户的要求,保证必要的供电可靠性和电能质量:设计时应根据负荷的重要性,保证在母线、断路器等设备故障或检修时停电范围尽量小,停电时间尽量短,且能保证重要负荷的供电;另外,在正常运行或故障时能满足相应的电能质量要求,把对用户的损失减小到最少。2具有运行、维护的灵活性和方便性:应能适应各种运行方式和检修维护的要求,灵活、方便地进行运行方式的切换。3经济性:应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。即投资省、电能损耗小、占地面积小。4、具有将来发展和扩建的可能性。二、各级电压配电装置可能的电气主接线方案110KV配电装置:(1)单母线
16、(2)单母线分段2110KV配电装置:(1)单母线分段(2)双母线3220KV配电装置:(1)单母线分段(2)双母线三、方案的技术比较1单母线接线的优缺点优点:(1)结构简单清晰、操作简便,不易误操作; (2)节省投资和占地; (3)易于扩建。缺点:母线故障或检修时会使该母线所带负荷全部停电,停电范围为100%。故此接线一般只适用于小水电厂和变电站。2单母线分段接线的优缺点:优点:(1)当一段母线故障或检修时,用分段断路器将其分段后,可保证正常段母线不间断供电,提高了供电可靠性,减小了母线故障的影响范围。(2)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。缺点:(1
17、)当一段母线或母线侧隔离开关故障可检修时,接在该母线上的电源或出线必须全部停电。(2)任一回路断路器检修时,该回路必须停电。3双母线接线的优缺点优点:(1)供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障后,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只停该回路。(2)调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。(3)扩建方便。向双母线的任何一个方向扩建,均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配,不会引起原有回路的停电。(4)便于试验。当个别回路需要单独进行试验时,可将该回路分开,单独接至
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