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1、摘要本论文主要阐述了500KV变电站电气部分的设计。随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的要求也越来越高。变电站作为电能传输与控制的枢纽必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。本设计为500kV超高压变电站，为枢纽变电所。500kV变电所控制系统的特点是可靠性要求更高、被控制的对象多、控制对象的距离远、控制电缆用量大，要求自动化水平高和抗干扰问题突出。本设计讨论的是500KV变电站电气部分的设计。其中包括负荷计算、无功补偿、变电所位置的选择及变压器的选择、主接线设计、短路计算及电气设备的选择与校验、继电保护设计，还包括
2、防雷设计等。关键词 变电站 超高压 500kVAbstractThis paper expatiate on the part of 500kV electrical substation design.With the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more. Substation as a hub for power transmiss
3、ion and control to change the traditional design and control mode, to adapt to the modern power system, modernization of industrial production and the development trend of social life.The transformer substation that is designed this time is the key position transformer substation of 500kV. It is the
4、 hub of Substation. 500 kV substation control system is characterized by higher reliability requirements, the object of control, and control of the object distance and the amount of control cable, and require a high level of automation and anti-jamming problems. The design is refer to the part of 50
5、0kV electrical substation design. Whole book primarily contain，calculation of power load，reactive power expiation，location of electric station and choice transformer and design the main wiring and short-circuit calculation and choice and test of electric equipments and the design of protective relay
6、s and the design of preventing thunder, etc.KEY WORD Substation EHV 500kV目 录第一章 绪 言1第一节 超高压变电站发展概况1第二节 选题目的2第三节 背景和意义2第四节 500KV设计变电站简介2第二章 500KV变电站选址、负荷统计及计算3第一节 500KV变电站选址及主要技术特点3第二节 500KV变电站负荷统计表4第三节 500KV变电站负荷计算5第三章 主变压器的选择6第一节 主变压器的选择原则6第二节 主变压器的选择结果8第四章 电气主接线的设计8第一节 电气主接线的概述8第二节 电气主接线的基本要求9第三节
7、电气主接线的设计原则9第四节 电气主接线的方案选择与确定9第五章 短路电流计算11第一节 短路故障的危害11第二节 短路电流计算的目的12第三节 短路电流计算的内容12第四节 短路电流计算的方法12第五节 短路点确定及短路电流计算13第六章 电气设备选择及校验14第一节 按正常工作条件选择电气设备16第二节 按短路状态校验17第三节 母线选择及校验18第四节 高压断路器选择及校验23第五节 高压隔离开关选择及校验26第六节 电流互感器选择28第七节 电压互感器选择29第八节 绝缘子和穿墙套管的选择30第九节 所用变压器及电力电容器选择31第七章 变电站防雷及接地设计33第一节 变电站防雷设计3
8、3第二节 变电站接地设计35第八章 变电站无功补偿装置的设计37第一节 断路器投切无功补偿装置37第二节 无功静止补偿装置及配电补偿装置38第九章 变电站继电保护设计40第一节 主变压器保护41第二节 10KV线路保护43结束语47谢辞48参考文献49第一章 绪 言电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电
9、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。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控，电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑，因此，要求变电所土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。电网是根据不同地区、不同电压等级而形成的高压和超高压网络，起着重要作用。在我国很多地区现已形成以500kV为骨干的主网，能将电力资源更充分的利用。随着国民经济的发展以及大型发电厂和更高等级电压的出现，在不久的将来
10、，我国会出现跨几个大区的联合大电网。500kV超高压变电站的容量大、电压高、出线回路数多，在电力系统中一般都是电力输送的枢纽性变电站。因此兴建500kV超高压变电站能够更好的利用资源，实现最大利用。北方的充足能源，也将通过枢纽变电站实现“北电南送”。500kV超高压变电站设备要求高，进而推动了国内电气设备新的改革，实现了优化能源的进程。电气主接线是变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无
11、人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。第一节 超高压变电站发展概况我国自1974年建成了第一条330kV输电线路，由甘肃刘家峡水电站厂到陕西关中地区开始，变电站发展迅速。1981年建成了第一条500kV输电线路，由河南姚孟火电厂到武汉，500kV超高压变电站走入人们的视线。其中，超高压变电站的建设成功，使国内各省电网形成联网，华北、东北、华东、华中、南方等电网都已建成500kV大容量输电线路和跨省联络线，并将逐步形成跨大区域互联的骨干网络。在日趋建设的超高压变电站中，超高压等级500kV的变电站占有重要的地位。第二节 选题目的我选择设计本课题，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法和
12、步骤，培养独立进行电力工程设计的基本技能，进一步了解国家有关的方针政策、设计标准和设计规范，同时将所学的理论知识与实际相结合，进一步培养理论联系实际的能力，开拓思路，锻炼独立分析问题及解决问题的能力。本次设计的500kV超高压变电站的目的是用以提高该地区的供电质量、减少电能损失，满足该地区负荷增长的需要。变电站在设计基础上，力求更加实用化，符合实际，并设计高度可靠性和灵活性的主接线，保证500kV电网的安全运行，满足各类重要负荷的用电需要。第三节 背景和意义500KV超高压枢纽变电站是我国电网建设中非常重要的技术环节，所以做好500KV超高压枢纽变电站的设计是我国电网建设的重要环节。500KV
13、变电站需要采用节约资源的设计方案，既要要克服通信干扰和噪声、保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。500KV变电站的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，500KV超高压变电站电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，500KV超高压变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。第四节 500KV变电站设计简介本次设计的变电站为500kV大型超高压枢纽变电
14、站，500kV采用一个半断路器接线，220kV采用双母线带旁路接线，10kV采用单母线分段接线。500kV配电装置采用GIS配电装置。本所选用分层分布式综合自动化系统。主变压器及线路控保屏、电度表屏、直流屏、电池屏、交流屏均布置在主控室内。为有人值班变电站，部分站区设立无人值班室，用计算机进行监控。该变电所总建筑面积3078平方米，主控楼建筑面积2732平方米。第二章 500KV变电站选址、负荷统计及计算第一节 500KV变电站选址及主要技术特点一、500KV变电站选址变电所位置与供电的可靠性、经济性以及电压质量密切相关，选择变电所的地址时，应兼顾以下各点：（1）尽量接近负荷中心，以降低配电系
15、统的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量；（2）进出线方便，特别是要便于架空进出线；（3）设备运输方便，特别要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输；（4）不宜设在多尘或者有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源的下风侧；（5）不应设在地势低洼和可能积水的场所；（6）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。该500KV变电所所址位于某市郊区，地势平坦、进出线走廊便于架空线路的引入和引出，因此配电装置的布置不必考虑特殊方式。所址的海拔为7米，经调查没有被洪水浸淹的历史，不必选用高海拔的电气设备。所址位于负荷中心，交通便利、通讯畅通。有铁路和公路经过变电所附近，不必过多考虑设备的运输问题。旱涝期，附近河流对变电站无影响。该地区年平均气温为14.5，极端最高气温为+36.5，极端最低气温为-11.4，全年35的高温日数为4天，电气设备均可正常工作；该地区年降水总量为980.3毫米，最大风速为2
