（完整word版）220kV变电站设计讲解

《 220kV 终端变电站电⽓主接线及配电装置设计》毕业设计说明书

昆明理⼯⼤学

电⽓⼯程及其⾃动化专业

⼆ OO ⼋年⼗⽉

毕业设计(论⽂任务书电⼒⼯程学院电⽓⼯程及其⾃动化专业 2006级学⽣姓名:梁勇学号:018613119毕业设计(论⽂题⽬:220kV 终端变电站电⽓⼀次主接线及配电装置设计毕业设计(论⽂内容:

220kV 终端变电站电⽓⼀次与系统分析;

220kV 终端变电站电⽓⼀次电⽓主接线⽅案⽐较、设计, 绘制电⽓主接线图;

短路电流计算;

220kV 终端变电站电⽓⼀次导体和电⽓设备选择设计;

220kV 终端变电站电⽓⼀次⾼压配电装置设计,

绘制配电装置平⾯布置图、断⾯图;

220kV 终端变电站电⽓⼀次过电压保护及防雷规划设计;220kV 终端变电⽓⼀次继电保护配置规划设计,绘制保护配置图; 编制设计说明书。

专题内容:

设计题⽬

220kV 终端变电站电⽓⼀次系统设计变电站设计参数: 220kV 最终两回进出线

设计⾃然条件 :

海拔 :1000m <,本地区污秽等级 :2级,地震烈度 :7<级, 最⼤风速 :2.5/m s ,最⾼⽓温:38C ,最低⽓温:2C - , 平均温度:15C 设计(论⽂指导教师(签字 : 主管⼈(签字 :

2 0 0 8 年 10 ⽉ 25⽇

⽬录

⽬录.......................................................................................... 4 摘要 (5)

前⾔.......................................................................................... 6 第⼀章变电站主接线设计............................................................... 7 第⼆章短路电流计算 (19)

第三章电器设备及导体的选择……………………………………………… 27 第四章配电装置设计…………………………………………………………… 54 第五章防雷保护… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… … …

59 第六章保护装置........................................................................... 68 结论.......................................................................................... 72 总结与体会.................................................................................... 73 谢辞.......................................................................................... 74参考⽂献(75)

摘要

220KV 终端变电所⼯程电⽓⼀次初步设计,主要包括以下内容:在对各种电⽓主接线⽐较后确定本站的电⽓主接线,主变压器和⼚⽤变压器的选择,再进⾏短路电流计算,根据短路计算结果表选择导体和⼀次主要设备,画出主接线图,剖⾯图、防雷配置图和保护配置图。

关键词:主接线短路计算设备选择防雷保护

前⾔

⼀设计⽬的意义

毕业设计是在完成全部专业课程的基础上的最后⼀个理论与实践相联系的⼀个重要教学环节;是全⾯运⽤所学基础理论、专业知识和基本技能,对实际问题进⾏设计的综合训练;是培养学⽣综合素质和实践能⼒的过程。对培养⼯作态度、作风和独⽴能⼒具有深远的影响。通过毕业设计, 可以培养我们运⽤所学知识解决实际问题的能⼒和创新精神。本次所设计的课题是某 220KV 变电所电⽓初步设计, 该变电所是⼀个地区性终端变电电所,它主要担任 110KV 及 35KV 两电压等级功率输送,把接受功率全部送往 110KV 侧和 35KV 侧线路。系统容量

Sxt=3500MVA;系统电抗 Xxt=0.45 ;与系统连接的线路长度 65km ; COS =0.85; 110KV 出线 4条;总负荷 65WM ;最⼤设备利⽤⼩时Tmax=6000h。 35KV 侧出线有 6条,总负荷为 30 WM,同时 35KV 侧作为站⽤电源接两台变,互为备⽤, 110KV 到负荷地的距离为50KM , 35KV 到负荷地的距离为 20KM 电缆。

接题⽬后,先审题,然后根据题⽬的要求查了⼤量的资料。第⼀步, 拟订初步的主接线图,列出可能的主接线形式,各种⽅案进⾏⽐较,最后确定两个最有可能的主接线形式,再做经济性⽐较,最终确定⽅案。

第⼆步,经过精确的计算,然后选择了主变压器和⼚⽤变压器。第三步, 短路计算和做短路计算结果表。第四步,导体和设备的选择及其校验, 做设备结果表。第五步,继电保护,配电装置和防雷接地的布置,通过这次设计将理论与实践结合,更好的理解电⽓⼀次部分的设计原理。通过毕业设计应达到以下要求:熟悉国家能源开发的⽅针和有关技术规程、规定、导则等,树⽴⼯程设计必须安全、可靠、经济的观点;巩固并充实所学基础理论和专业知识,能够灵活应⽤,解决实际问题;初步掌握电

⽓⼯程专业⼯程的设计流程和⽅法,独⽴完成⼯程设计、⼯程计算、⼯程绘图、编写⼯程技术⽂件等相关设计

任务,并能通过答辩;培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的作风。⼆设计原

始资料分析

本次的设计任务是:设计⼀座 220/110/35KV终端变电站的电⽓主接线和配电装置,防雷保护和接地装置、继电保护的配置规划。设计的重点是对变电站电主接线的拟定以及配电装置的布置。

设计的内容包括 `:

1、电⽓主接线⽅案的设计;

2、短路电流计算;

3、导体、电⽓设备选择及校验;4、设计配电装置;

5、设计防雷保护和接地装置

6、继电保护的配置规划;

7、按设计⽅案绘制电⽓⼀次主接线图、配电装置的平⾯布置

图、断⾯图以及防雷图 (图纸见附页 ; 8、写设计说明书⼀份。

本次设计已知的基本条件:变电站的设计题⽬:设计⼀座 110/ 35/10KV通过变电站的电⽓⼀次部分。 110KV 出线有 4回出线(末端⽆电源,其总负荷为 65MW ,

35kV 出线 6回,总负荷为 30MW 。

1、系统容量:Sxt=3500MVA;

2、系统电抗:Xxt=0.45;

3、与系统连接的线路长度 65km ;

4、最⼤设备利⽤⼩时 Tmax=6000h;

5、站址海拔:<1000m;

6、地震烈度:7度以下;

7、本地污秽等级:2级;

8、年最⾼⽓温 38℃;年平均⽓温 15℃;⽉平均最低⽓温 -2℃;

9、风速: 2.5m/s; 10、功率因数为:0.85。

通过对变电所原始资料的分析,根据设计任务书的要、要求,利⽤相关论⽂和参考资料,并结合设计⼯具书进⾏了电⽓主接线⽅案的论证与技术经济⽐较,同时对可能引起系统故障的短路情况进⾏了计算;另外由电⽓设备的选择校验技术条件和设计要求, ⽤短路电流的计算结果, 选择并校验了导体和电⽓设备;并根据变电站的类型和总体布置对选定的主接线⽅案进⾏⾼压配电装置设计,进⼀步查阅电测量仪表技术规程,对仪表规划设计,对主设备进⾏保护规划配置设计,进⾏避雷器的选择,接地⽹的设计。最终对本次设计的相关部分展开专题综述。编制了设计说明书,计算书,绘制了主接线图,平⾯图和断⾯图。

第⼀章电⽓⼀次主接线设计

⼀ . 主接线的⽅案初步设计

(⼀原始资料分析

已知待设计变电站:系统容量 Sxt=3500MVA;系统电抗 Xxt=0.6 ;与系统连接的线路长度 35km ; COS =0.85; 110KV 出线 4条; 总负荷65WM ; 最⼤设备利⽤⼩时 T max =6000h。 35KV 侧出线有 6条,总负荷为 30 WM, 同时 35KV 侧作为⼚⽤电源接两台⼚⽤变,互为暗备⽤,变电站不受场地,按标准状态设计。通过对原始资的分析,查阅相关设计⼿册,依据设计任务书提供的技术参数,进⾏主接线⽅案的初步⽐较。

据以上资料分析,该变电站属地区通过变电站,对所属电⽹的供电可靠与否有⼗分重要的作⽤,全站停电后,将引起区域电⽹解列。依据《发电⼚电⽓部分》 P21页, 对重要变电站, 应考虑当⼀台主变压器停运时, 其余变压器容量在计及过负荷能⼒

允许时间内, 应满⾜ I 类和 II 类负荷的供电;对⼀般性变电站,当⼀台主变压器停运时,其余变压器容量应满⾜全部负荷的 70%-80%。通过对原始资料的分析, 查阅相关设计⼿册, 结合该站供电负荷情况, 220KV 系统电源进线选择两条。依据设计任

务书提供的技术参数,进⾏主接线⽅案的初步⽐较。

(⼆主接线⽅案的初步⽐较。

1、 220kV 侧主接线选择 (表 -1

2、 110KV 侧主接线选择 110KV 出线 4条,负荷 65MW (表 -2

3、 35KV 侧主接线选择

本设计是设计终端变电站,有三个电压等级, 220kV , 110kV , 35kV 。 110kV 侧有 4条负荷数,总负荷为 65MW , 35kV 侧有 6条负荷数,总负荷为 30MW ,由负荷数可以确定

该变电所主接线采⽤以下两种⽅案:

⽅案⼀

220kV 采⽤单母分段接线⽅式,当变压器发⽣故障或运⾏需要切除时,只需要断开本回路的断路器, 单母分段接线使⽤与于线路较短,变压器按经济运⾏需要经常切换且有穿越功率经过的变电所的功能。

110kV 母线上近期负荷为 4回出线,采⽤单母接线形式,根据《发电⼚电⽓部分》可知, 35~60KV配电装置中, 当线路为 3回以上的,⼀般采⽤单母线或单母线分段接线。若连接电源较多,出线较多,负荷较⼤时,可采⽤双母接线形式。

35kV 采⽤单母分段接线⽅式, 根据《电⼒⼯程电⽓设计⼿册》第⼀册可知, 在10~35KV配电装置中, 线路在 6回及以上时, ⼀般采⽤单母分段的接线⽅式, 当短路电流较⼤, 出线回数较多,功率较⼤等情况时,可采⽤双母分段接线形式。通常,不设旁路断路器。

其接线特点:

1 110kV 采⽤外桥接线⽅式, 当变压器发⽣故障或运⾏需要切除时, 只需要断开本回路的断路器, 外桥接线使⽤与于线路较短, 变压器按经济运⾏需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。

2 35kV 采⽤单母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,会停⽌对⽤户的供电,⼯作母线发⽣故障时,能利⽤备⽤母线使⽆故障电路迅速恢复正常⼯作。

3 10kV 出线⽐较多,所以也采⽤单母分段形式。单母线分段,可以分段运⾏, 系统构成⽅式的⾃由度⼤, 两个元件可完全分别接到相同的母线上, 对⼤容量且在需相互联系的系统是有利的, 由于这种母线接线⽅式是常⽤传统技术的⼀种延伸, 因此在继电保护⽅式和操作运⾏⽅⾯都不会发⽣问题。⽽较容易实现分阶段的扩建等优点,但是易受到母线故障的影响,断路器检修时要停运线路,占地⾯积⼤,⼀般当连接的进出线回路数在 11回及以上时,⼀般采⽤分段接线形式。

⽅案⼆

110kV 采⽤内桥接线⽅式,当变压器发⽣故障或运⾏需要切除时,只需要断开本回路的断路器, 内桥接线使⽤与于线路较短, 变压器按经济运⾏需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。

35kV 母线上近期负荷为 6回出线,易采⽤双母接线形式,根据《电⼒⼯程电⽓设计⼿册》第⼀册可知, 35~60kV配电装置中,当线路为3回以上的,⼀般采⽤单母线或单母线分段接线。若连接电源较多, 出线较多, 负荷较⼤时, 可采⽤双母接线形

式。 10kV 可采⽤单母分段接线⽅式,根据《电⼒⼯程电⽓设计⼿册》第⼀册可知,在 6~10kV配电装置中,线路在 6回以上时,⼀般采⽤单母分段的接线⽅式。

其接线特点:

1 110kV 采⽤外桥接线⽅式,当变压器发⽣故障或运⾏需要切除时,只需要断开本回路的断路器, 外桥接线使⽤与于线路较短, 变压器按经济运⾏需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。

2 35kV 采⽤双母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,不会停⽌对⽤户的供电,⼯作母线发⽣故障时,能利⽤备⽤母线使⽆故障电路迅速恢复正常⼯作。

3 35kV 侧采⽤单母线分段的接线形式,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。当⼀段母线发⽣故障, 分段断路器⾃动将故障切除, 保证正常段母线不间断供电和不致使重要⽤户停电。但是, ⼀段母线或母线隔离开关故障或检修时, 该段母线的回路都要在检修期间内停电, ⽽出线为双回时,常使架空线路出现交叉跨越,扩建时需向两个⽅向均衡扩建。

⼆⽅案的经济⽐较:

可靠性:两种接线形式 110kV 和 35kV 侧接线⽅式是⼀样的,区别就在 10kV 侧上,第⼀种⽅案采⽤双母线分段接线形式, 可靠性⽐较⾼, 检修⼀母线时, 不会停⽌对⽤户连续供电, ⽽且还可以分段运⾏, 系统构成⽅式的⾃由度⼤, 两个元件可完全分别接到

不同的母线上, 对⼤容量且在需相互联系的系统是有利的。灵活性:两种⽅案

扩建都⽐较的⽅便,且操作⽐较的简便。

经济性:第⼆种⽅案经济性要好点,因为只有⼀条母线,节省了投资,还少了隔离

开关,间隔的布置和继电保护的配置都简单。

总结:因为⾸先要保证可靠性, 综上所述变电站的主接线图在 220kV 侧、 110kV 侧、 35kV 侧都采⽤单母分段的⽅案。三最优电⽓主接线图绘制(详见 220kV 变电站主接线图

四主变压器和⼚⽤变压器的选择

1. 主变台数