电力工程电气毕业设计

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1、电力工程电气毕业设计 (2011-01-07 08:29:18) 转载 标签： 三台 配电装置 电流互感器 电压互感器 母线 教育分类： 毕业设计 电力工程电气毕业设计 目 录 1 引言 1 2 电气主接线设计 2 2.2 主接线设计原则 3 2.3 主接线的选择 3 3 主变压器的选择 5 3.1 主变压器的选择原则 5 3.2 主变压器型式的选择 5 3.3 主变压器选择结果 6 4 所用电设计 6 4.1 所用变选择 6 4.2 所用电接线图 6 5 220kV 变电站电气部分短路计算 8 5.1 变压器各绕组电抗标幺值计算 8 5.2 220kV、110kV、35kV 侧短路电流计算

2、8 6 电气设备的选择 10 6.1 220kV、110kV、35kV 断路器和隔离开关的选择 10 7 电流互感器和电压互感器的选择 14 7.1 电流互感器和电压互感器的选择配置概述 14 7.2 220kV、110kV、35kV 侧电流互感器的选择 14 7.3 220kV、110kV、35kV 电压互感器的选择 16 8 导体的选择与校验 18 8.1 220KV 母线选择 18 8.2 110KV 母线选择 19 8.3 35KV 母线 19 9 防雷接地设计 20 9.1 防雷设计原则 20 9.2 避雷器的选择 20 9.3 避雷针的配置 22 10 配电装置的选择及电气总平面布

3、置 25 10.1 概述 25 10.2 配电装置的确定 25 10.3 站区总布置与交通运输 2611 继电保护的配备 27 12 总结 29 参考文献 30 谢 辞 31 附 录： 32 电力工程电气毕业设计 1 引言 毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我 们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专 业知识，还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各 种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。 能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越

4、 来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是 能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现 代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，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，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要 满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力 规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着 重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。 220KV 变电站电气部分设计使其对变

5、电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：主 接线的设计，主变压器的选择，短路计算，导体和电气设备的选择，所用电设计，防雷接 地设计，配电装置设计，继电保护的配置等。2 电气主接线设计 2.1 主接线概述 电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定 对电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备 选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此，必须正确处理好各 方面的关系，全面分析有关影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主接 线时，应以下列各点作为设计依据：变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小

6、和重要 性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。 2.1.1 可靠性是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求： 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 一级负荷及全部或部分二级负荷的供电。 尽量避免发电厂，变电所全部停运。 2.1.2 灵活性。主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，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下的系统调度要求。 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

7、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度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短 的情况下投入新设备并且对一次和二次部分的改建工作量最少。 2.1.3 经济性。主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，应做到经济合理。 主接线应力求简单，节省断路器、隔离开关主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下， 应做到经济合理。 主接线应力求简单，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。 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制电缆。 要能限制短路电流、以便于选择价廉的电气设备或轻型电缆。 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV 及以下终端或分支

8、变电所可采用简单电 器。 、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制电缆。 要能限制短路电流、以便于选择价廉的电气设备或轻型电缆。 2.2 主接线设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主题。它与电力系统、电厂动能参数、基 本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的、要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、 继电保护和控制方式等都有较大影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和 变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济 比较，合理地选择主接线方案。 2.3 主接线的选择 根据原始资料的分析

9、现列出两种主接线方案。 方案一：220KV 侧双母接线，110KV 侧双母接线、35KV 侧单母分段接线。 220kV 出线 4 回（远景 6 回） ，而双母接线使用范围是 110220KV 出线数为 5 回及以上时。 满足主接线的要求，且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。 110kV 出线 4 回（远景 8 回） ，选择双母线理由与 220KV 一样。 35kV 出线 6 回（远景 10 回） ，由于一期出线较多，且远景扩建达 10 回出线，扩建率大， 因此本次宜采用单母线分三段接线。 方案一：双母线接线如下图 2-1 所示：图 2-1 双母线接线方案二：220kV 出线 4 回（远景

10、 6 回） ，而由于本回路为重要负荷停电对其影响较大，因而 选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工 作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于 接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。主接 线双母线带旁路如下图 2-2 所示：图 2-2 双母线带旁路接线 现对两种方案比较如下图 1-3 所示： 表 1-3 主接线方案比较表方案 项目 方案一：220kV 侧双母接线，110kV 侧双母接线、35kV 侧单母分三段接线。 方案二、 220kV 侧双母带旁路接线，110kV 侧双母接线、35

11、kV 侧单母分三段接线。 可靠性 220kV 接线简单，设备本身故障率少； 220kV 故障时，停电时间较长。 可靠性较高； 有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高了可靠性。灵活性 220kV 运行方式相对简单，灵活性差； 各种电压级接线都便于扩建和发展。 各电压级接线方式灵活性都好； 220kV 电压等级接线易于扩建和实现自动化。 经济性 设备相对少，投资小。 设备相对多，投资较大； 母线采用双母线带旁路，占地面增加。 通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辩证统一，现确定选用方案一为 本次设计的最终方案。3 主变压器的选择 在发电厂和变电站中，用

12、来想电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两 种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所用的变压器，称为站用变 压器或自用变压器。本节是对变电站主变压器的选择。 3.1 主变压器的选择原则 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，并适当考虑远期 1020 年的负荷发展。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所， 应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的 级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负 荷的 70%80%。 为了保证供电可靠性，变电所

13、一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能 性。 3.2 主变压器型式的选择 选择主变压器，需考虑如下原则： 当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。 在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。 3.2.1 绕组数量和连接形式的选择 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15%以上，或低压 侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕 组连接方式只要有丫和，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具

14、体工作来确定。我国 110KV 及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35KV 亦采用丫连接，其中性点多通过消 弧线圈接地。35KV 以下电压，变压器绕组多采用连接。由于 35KV 采用丫连接方式， 与 220、110 系统的线电压相位角为 0，这样当变压变比为 220/110/35KV，高、中压为自耦 连接时，否则就不能与现有 35KV 系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的 变压器，全国投运这类变压器约 4050 台。3.3 主变压器选择结果 查电力工程电气设备手册：电气一次部分 ，选定变压器的容量为 150MVA。 由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查大型变

15、压器技术数据 选定主变型号为：SFSZ9-150000/220。 主要技术参数如下： 额定容量：150000（KVA） 额定电压：高压22081.25% ；中压121；低压36（KV） 连接组标号：YN/yn0/d11空载损耗：178(KW) 阻抗电压（%）：高中：14.0；中低：24.0；高低：8.0 空载电流（%）：0.7 所以选择 SFSZ9-150000/220 型变压器为主变。4 所用电设计 变电站站用母线采用单母线分段接线方式。当有两台站用变采用单母线接线方式，平时分 列运行，以限制故障。对于容量不大的变电站，为了节省投资，所用变压器高压侧可用高 压熔断器代替高压断路器。 4.1

16、所用变选择 选择原则：所用电负荷按 0.2%变电所容量计，设置 2 台所用变相互备用。 所用电负荷:S=750000.2%=150KVA 所用变容量计算：SB=0.7S=105KVA 所用变压器参数:型号：S6630/35 U1e=35（kV） U2e=0.4（kV） 连接组别：Y，yn0 空载损耗：1.25（KW） 阻抗电压：6.5（%） 空载电流：1.7（%） 4.2 所用电接线图 变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备， 照明、检修及供水和消防系统，小型变电站，大多只装 1 台站用变压器，从变电站低压母 线引进，站用变压器的二次侧为 380/220V 中性点直接接地的三相四线制系统。对于中型变 电站或装设有调相机的变电站，通常都装设 2 台站用变压器，分别接在变电站低压母线的 不同分