220kV枢纽变电所设计.doc
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1、摘要该变电所是位于南方某城的边缘枢纽变电所。气候湿热、多风、有盐雾天气及年雷暴日数较多,在设计及选择设备过程中都应考虑进去。本变电所设计装有两台主变压器,220kV侧进线为两回路,110kV侧出线为六回,10kV侧出线为六回。并带有一处二类负荷,设计的重点是保证供电的可靠性。220kV及110kV侧采用双母线接线形式且110kV侧带旁路母线,10kV侧采用单母线分段的接线形式。设备选择上,必须考虑安全和经济性,保证所选的电气设备性能好、价格低廉,在配电图的布置方面,高压侧采用分相中型布置,中压侧则沿用了传统的苏联式的普通中型布置,而低压侧采用屋内配电装置,布置在开关柜中。而二次部分与继电保护方
2、面的设计突出了某些特点。关键词:220kV 变压器 主接线 电气设备 测量及保护装置AbstractThis substation is a regional substation which locates the edge of some county in Guangdong province. Suffering the influence of special weather condition, hot and damp、windy、salt fog and more thunder per year, therefore , all that should offer consi
3、deration in the course of designing and choosing equipments. There are two main transformers in this substation, 220 kV is double return circuits internal wire, 110kV has 6 circuits external wire, 10kV has 6 circuits external wire with a class II load. The focal point in the main wire connection des
4、ign is the dependability of guaranteeing to supply power. 220 kV and 110 kV adopt double bus bar wire connection form with a by-pass bus bar on the side of 110kV, 10kV adopts single bus bar with a segment wire connection form. Equipments choose bases on the premise that guaranteeing to supply power
5、safely, have given consideration to economy, possibly adopt the new type products that have fine electric performance and low price, and at the meantime try some perspective unconventional products. In the part of distribution apparatus, high-voltage adopts medium mode with phase splitting, medium-v
6、oltage continues to use traditional Soviet mode while being ordinary medium mode and low-voltage adopts room distribution installation, being fixed up in the switch cupboards. Design of relay protection and secondary part outstand character that convenient on measure、control,、management and protecti
7、on. The whole programming for the district of substation is beautiful, environmental protection, outstanding practicable, functional and sustainable and expansionary for keeping on development.Key words:220kV transformer main wire connection electric equipments measure and protection equipments目录摘要I
8、AbstractII目录III1前言12.原始资料分析22.1 性质分析22.2 自然条件及地质条件分析23.主变的选择和主接线的确定33.1 负荷统计表33.2 主变压器的选择43.3 主接线的确定54.短路计算64.1 短路电流计算目的64.2 假设条件和原则64.3 系统简化阻抗图64.4 短路电流的计算方法64.5各短路点参数的计算74.5.1参数的确定74.5.2变压器电抗标么值的计算74.5.3进出线路电抗的计算74.5.4 最大运行方式下各短路点电流的计算84.5.5 最小运行方式下各短路点电流的计算104.5.6短路电流计算数据表105.导线的选择115.1 220kV高压侧母
9、线及主变馈线的选择115.2 110kV中压母线及主变馈线的选择125.3 10kV低压侧母线的选择135.4 220kV高压侧进线的选择145.5 110kV中压侧出线的选择145.6 10kV低压侧出线的选择155.7 电缆的选择166.电气设备的选择186.1 断路器的选择186.1.1选择原则186.1.2 220kV进线及变压器高压侧断路器的选择186.1.2 变压器中压110kV侧断路器的选择196.1.3变压器低压10kV侧断路器的选择196.1.4 110kV侧出线路上断路器的选择206.1.5 10kV侧出线路上断路器的选择206.2 隔离开关的选择216.2.1 220kV
10、进线及变压器高压侧隔离开关的选择216.2.2 变压器中压110kV侧隔离开关的选择216.2.3 变压器低压10kV侧隔离开关的选择226.2.4 110kV侧出线路上隔离开关的选择226.2.5 10kV侧出线路上隔离开关的选择236.3 电压互感器的选择236.3.1 选择原则236.3.2 选择结果246.4 电流互感器的选择246.4.1 选择原则246.4.2 选择结果256.5 避雷器的选择266.5.1 选择原则266.5.2 选择结果266.6电力电容器的选择276.6.1 选择原则276.6.2 选择结果276.7 所用变压器的选择286.7.1 选择原则286.7.2 选
11、择结果287.配电装置布置308.继电保护318.1 变压器的保护318.1.1 变压器的瓦斯保护318.1.2变压器的电流速断保护328.1.3 变压器的纵联差动保护338.1.4 变压器的过电流保护348.1.5 变压器的过负荷保护358.1.6 变压器的零序接地保护358.2 线路保护368.2.1 母线的保护368.2.2 10kV线路的保护368.3 电力电容器的保护389.二次接线409.1 断路器的控制409.2 中央信号的控制4110.防雷保护与保护接地4210.1 防雷保护4210.1.1 直击雷和感应雷保护4210.1.2 配电装置对侵入雷电波的保护4210.2 保护接地4
12、311.工程概算4512结论47参考文献48致谢49附图501前言电是人们生活不可缺少能源,是我国国民经济的重要支柱。是于广大人民群众的日常生活和工作息息相关的。而且随着经济的发展、科技水平的不断进步,对电的要求也必然日益提高。而电能的供应需求成了当今的首要问题。如何进行变电所的设计也成了我关心的问题。本次设计的220kV变电所主要是针对我国南方某城边缘的枢纽变电所。它主要是针对该地区供电任务,同时也适于县城、乡镇的电网供电。 这次进行的变电所设计目的是为了将自己所学的理论应用到实际生活中,做到理论联系实际,检验综合运用所学专业知识解决问题及完成设计任务的能力,并通过这次的设计对变电工程,电力
13、系统分析,电力系统继电保护原理,高电压技术和二次接线,地方电力系统自动化等专业知识进行复习。并希望通过本次设计能学到新知识,新本领,为今后的工作培养动手能力和争加实践经验。2.原始资料分析2.1 性质分析本变电所为与电力系统相联的地区变电所,具有三个电压等级,其供电用户为二、三类负荷。220kV侧进线两回,110kV侧有出线6回,10kV出线6回,且可能带有一、二类负荷。考虑到所有负荷中,大部分用户为工厂,如停电将造成较大的经济损失,所以供电的可靠性应作为设计的重点。2.2 自然条件及地质条件分析 地理位置分析:本变电所建于县城边缘的工业区附近,以工业用户为主。所区地势平坦,配电装置的布置不必
14、考虑特殊方式。海拔21.5m,不必采用高海拔设备。(根据高压配电装置设计技术规程)交通发达,有铁路和高等级公路经过本所附近,不必过多考虑设备的运输问题。 气象分析:最高气温38.9,最低气温1.9,年平均气温21.7,普通变压器可正常工作,无需考虑特殊的电气设备;年平均风速2.5m/s,但夏秋季常受台风影响,所以架空线路的机械强度及对屋外配电装置的影响应予以考虑;虽全年多盛行东北偏北风,但强风日数多来自台风季节的东南风,所以变电所应以东南、西北走向为宜;全年只有短暂的霜冻(不足3天)和结冰现象(不足1天),不必考虑覆冰问题;无冻土情况发生,接地装置地下部分不必过深即可保证可靠接地;地震烈度不大
15、,不必设置防震保护,可以考虑采用半高型或高型布置;土壤电阻率小于500.m,可考虑采用构架式避雷针;年雷暴日数为88.8天,防雷装置的选取应加以考虑;周围环境较清洁,化工厂对本所影响不大,但年雾日为18天,地处沿海地区的盐雾很容易引起污闪,所以对绝缘子串和变电设备外绝缘的影响应予以考虑。3.主变的选择和主接线的确定3.1 负荷统计表表 31 负荷统计表序号回路名称用户类型需用系数配电容量kVA线长km供电回数1桥头渠甲线化工厂0.80120001001污水处理厂0.702000制药厂0.7560002桥头渠乙线半导体公司0.7080001001电子仪表厂0.704000电子公司0.755000
16、3卧龙甲线精密五金公司0.7050001001金属材料公司0.756000PCB工厂0.7080004卧龙乙线医院0.7570001001学校0.706000机关0.6050005黄铺甲线机电公司0.8060001001啤酒厂0.807000食品加工厂0.7560006黄铺乙线医院0.7550001001学校0.854000居民0.6560007汉中甲线航天科技园0.706000122电视机厂0.758000微电子公司0.7570008汉中乙线饮料厂0.606000101学校0.603000居民0.7540009项店甲线通讯公司0.704000131建筑材料公司0.807000居民0.8030
17、00续表31序号回路名称用户类型需用系数配电容量kVA线长km供电回数10项店乙线汽车配件厂0.706000121塑料制品厂0.756000居民0.70200011刚角甲线纺织厂0.706000141医院0.755000居民0.70400012刚角乙线乳品厂0.756000151饲料厂0.704000食品加工厂0.8050003.2 主变压器的选择 各回路的计算负荷,根据公式得线路1 120000.820000.7060000.7515500kVA线路2 80000.7040000.7050000.7512150kVA线路3 50000.7060000.7580000.7013600kVA线路
18、4 70000.7560000.7050000.6012450kVA线路5 60000.8070000.8060000.7514900kVA线路6 50000.7540000.8560000.6511050kVA线路7 60000.7080000.7570000.7515450kVA线路8 60000.6030000.6040000.758400kVA线路9 40000.7070000.8030000.8010800kVA线路1060000.7060000.7520000.710100kVA线路1160000.7050000.7540000.710750kVA线路1260000.7540000
19、.7050000.811300kVA 变电所最大负荷计算由计算 同时系数,一般取0.850.90。线损率,高低压网络的综合线损率为6.5。得 0.85146450(16.5)132573.8625kVA对于本所要考虑5年的发展前景,系统年负荷增长率为8,则5年后该变电所的总负荷为kVA 主变台数的确定本变电所采用经济运行方式,装设两台等容量变压器,当一台主变运行时,可保证60的负荷供电,考虑变压器事故过负荷能力为40,则可保证对84负荷的供电,在事故运行方式下,切除一些三类负荷保证大部分供电。 变压器容量的确定装设两台等容量主变,每台主变的额定容量为,即kVA,所以选择 kVA的变压器。根据实
20、际情况,采用220kV三相三绕组有载调压变压器。有载调压电力变压器是输配电系统中的重要组成部分,适用于电网电压波动较大而用户对电压质量要求较高的场合或负荷中心,在户内、外均可使用。这种变压器的作用是电网电压波动时,不间断地在带负荷运行条件下,通过自动或手动改变变压器高、低压侧线圈的匝数比,保持输出电压的稳定,从而保证供电质量,提高用电设备的工作效能和安全可靠性。目前国产的63000200000kVA三相三绕组有载调压电力变压器采用片式散热器来提高冷却效果,减小运行噪音;增加平衡绕组以减小星形星形连接绕组的零序阻抗,减小二次谐波电压幅值,并稳定中性点电压;通过降低变压器铁芯磁通密度来降低噪音;采
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