发电厂电气部分课程设计220KV降压变电所的设计.doc
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1、长沙理工大学继续教育学院课程设计班级: 姓名: 学号: 220KV降压变电所的设计设计任务书一 电气主接线1.1 系统与负荷资料分析1.2主接线方案的选择1.3主变压器的选择与计算二 所用电设计 2.1 所用电设计原则 2.2 所用电设计的方法及步骤2.3 所用变压器的选择三 短路电流的计算3.1短路计算的一般规则3.2短路电流的计算四 配电装置设计 5.1 配电装置的特点及要求 5.2 配电装置的净距 5.3 本次变电所的220KV屋外配电装置结论参考文献摘要 :随着电力行业的不断发展,人们对电力供应的要求越来越高,特别是供电稳定性、可靠性和持续性,然而电网的稳定性、可靠性和持续性往往取决于
2、变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑,本文针对220KV变电所的特点,设计了一个220KV中间变电站,此变电站有三个电压等级,分别为220KV、110KV、35KV。同时对变电所内的主设备进行合理的选型。本设计选择三台主变压器,其他设备如断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、无功补偿装置和继电保护装置等也按照具体要求进行选型、设计和配置,力求做到运行可靠、操作简单、方便、经济合理,具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性,使其更加贴合实际,更具现实意义。关键词:降压变电所;供配电;设计方法。前言 电能是发展国民经济的
3、基础,是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电,几乎是在同一时间完成的,需随时保持功率平衡。要满足国民经济的发展要求,电力工业必须超前发展,这是世界电力工业发展规律,因此,做好电力规划,加强电网建设,就尤为重要。 变电所作为电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用,对其进行设计势在必行,合理的变电所不仅能充分地满足当地的供电要求,还能有效地减少投资和资源浪费。一 电气主接线1.1 系统与负荷资料分析根据原始资料,本电厂是中型发电厂,比较远离负荷中心。本电厂要与220KV系统相连,还要向110K
4、V系统供电。由资料我们可知:220KV电压等级:负荷容量260MW,出线4回,无近区负荷,系统容量为无穷大,选取基准容量为100MVA归算到发电厂220KV母线短路容量为3400MVA.。110KV电压等级:出线4回(10KM),无近区负荷,系统容量为500MVA。1.1.1 220KV电压等级架空线4回,输送容量260MW,TMAX=6000h/a;cos=0.8。出线回路数等于4回,为使其出线断路器检修时不停电,应采用双母分段或双母带旁路,以保证其供电的可靠性和灵活性。1.1.2 110KV电压等级架空线4回, TMAX=6000h/a;cos=0.8。出线回路数等于4回,为使其出线断路器
5、检修时不停电,应采用双母或双母分段,以保证其供电的可靠性和灵活性。根据原始资料,本电厂是中型发电厂,其容量为3125MW, 年利用小时数为6000h5000h,远远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数,说明该厂在未来电力系统中的作用和地位重要.该厂为火力发电厂,在电力系统中主要承担基荷,从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。由资料可知发电厂与220KV的系统连接且与110KV的系统连接。对于最大机组为125MW的发电厂,一般以采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。其联络变压器宜选用三绕组自耦变压器。1.2主接线方案的选择1.2.1 主接线概述电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体,
6、它反映各设备的作用、连接方式和回路的相互关系。所以它的设计直接关系到全厂电气设备的选择、配电装置的布置,继电保护、自动装置和控制方式的确定,对电力系统的安全、经济运行起着决定的作用。概括地说包括以下三个方面:(1)可靠性:在研究主接线可靠性时应重视国内外长期运行的实践经验和其可靠性的定性分析;主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合,在很大程度上也取决于设备的可靠程度。可靠性的具体要求在于断路器检修时,不宜影响对系统的供电;断路器或母线故障以及母线检修时,尽量减少停运的回路数和停运时间,并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。(2)灵活性:主接线应满足在调度
7、检修及扩建时的灵活性。在调度时,应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路,调配电源和负荷,满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式的系统调度要求;在检修时,可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电;扩建时,可以容易地从初期接线过渡到最终接线。(3)经济性:要节省投资,主接线应力求简单,以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备;要节省继电保护和二次回路不过于复杂,以节省二次设备和控制电缆;要能限制短路电流,以便于选择价廉的电气设备或轻型电器;主接线设计要为配电装置布置创造条件,尽量使占地面积减少;经济合理地选择
8、主变压器的种类、容量、数量、要避免因两次变压而增加电能损失。电气主接线是发电厂电气设计的首要部分,也是构成电力系统的主要环节。1.2.2 电气主接线的叙述(1)单元接线其是无母线接线中最简单的形式,也是所有主接线基本形式中最简单的一种,此种接线方法设备更多。本设计中机组容量为125MW,所以发电机出口采用封闭母线,为了减少断开点,可不装断路器。这种单元接线,避免了由于额定电流或短路电流过大,使得选择断路器时,受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。(2)单母线分段带专用旁路断路器的旁路母线接线优点:在正常工作时,旁路断路器以及各出线回路上的旁路隔离开关,都是断开的,旁路母线不带电,通常两侧的开
9、关处于合闸状态,检修时两两互为热备用;检修QF时,可不停电;可靠性高,运行操作方便。缺点:增加了一台旁路断路器的投资。(3)单母分段线分段断路器兼作旁路断路器的接线优点:可以减少设备,节省投资;同样可靠性高,运行操作方便;(4)双母线接线优点:供电可靠,调度方式比较灵活,扩建方便,便于试验。缺点:由于220KV电压等级容量大,停电影响范围广,双母线接线方式有一定局限性,而且操作较复杂,对运行人员要求高。(5)双母线带旁路母线的接线优点:增加供电可靠性,运行操作方便,避免检修断路器时造成停电,不影响双母线的正常运行。缺点:多装了一台断路器,增加投资和占地面积,容易造成误操作。1.2.3主接线方案
10、1)根据变压器的组合方案拟定主接线的初步方案,并依据对主接线的基本要求,从技术上进行论证各方的优、缺点,淘汰了一些较差的方案,最终选定220KV采用双母线带旁路接线,110KV 采用双母线接线。(2)发电机采用单元接线经过双绕组变压器升压后送人系统母线,其中220KV侧用2台发电机供电,110KV侧采用1台机组供电,220KV系统与110KV系统之间用三绕组自耦变压器连接,其低压绕组引出作为厂用电备用电源。 主接线方式如下图21所示:图21 电气主接线图1.3 主变压器的选择与计算1.3.1 主变压器台数的选择确定主变压器台数的因素很多,主要取决于该电厂在系统中的重要性并结合电厂本身的装机
11、台数。 由于本设计采用单元接线作为发电机送人系统接线形式,所以应该用三台双绕组表变压器作为主变和一台三绕组自耦变压器作为联络变压器。1.3.2 主变压器的选择发电机变压器单元接线中的主变容量应按发电机额定容量扣除本机组厂用电后,留有10%的裕度来确定。主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择。 根据本设计具体情况,使用三台双绕组变压器一台三绕组自耦变压器,主变的容量计算如下:PN为发电机容量,8%为厂用电,COS为发电机功率因数。(1) 主变的选择选择SFP7-150000/220型三相双绕组变压器表31 主变的参数参数:额定容量(KVA)额定电压(KV)阻抗电压()150000
12、2202.5/13.81214(2)主变T的选择 选择SFP7-150000/110型三相双绕组变压器表32 主变的参数参数:额定容量(KVA)额定电压(KV)阻抗电压()1500001102.5/13.813(3)联络变压器的选择选择SFPS7-150000/220型三绕组自耦变压器表33 联络变器的参数参数:额定容量(KVA)额定电压(KV)阻抗电压()1500002202.5/121/13.8高低高中中低13.5238二 变电所用电设计2.1 变电所用电设计原则2.1.1 所用负荷分类 按其负荷的重要性一般可分以下四类: (1)保安负荷在事故停机过程中及停机后的一段时间内,仍应保证供电,
13、否则可能引起主要设备的损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷,称为事故保安负荷。根据对电源要求的不同,又可分下列三种:1) 流保安负荷。由蓄电池组供电,如发电机组的支流润滑油泵等。2) 交流不停电保安负荷。一般由接于蓄电池组的逆变装置供电,如实时控制用电子计算机。3) 短时停电的交流保安负荷。平时由交流厂用电供电,失去厂用工作电源和备用电源时,交流保安电源应自动投入,如200MW及以上机组的盘车电动机。 (2)类负荷短时(手动切换恢复供电所需的时间)的停电可能影响人身或设备的安全,是生产停顿或发电量下降的负荷。如给水泵、凝结水泵等。对类负荷必须保证自启动,并应由2个独立电源的母线供电,当
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