设计兰天毕业设计02

引言 电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学所学理论知识， 独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据毕业设计的要求，针对220/60KV降压变电所毕业设计论文。本次 设计主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所 的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各 项参数，并且通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选 择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电 所电气主接线方案和高压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其 在电力网中的重要地位进行继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形 式的确定及所选设备的型号绘制变电所的断面图、平面图、和主接线图，同时根据 所绘制的变电所平面图计算变电所屋外高压配电装置的防雷保护，并绘制屋外高压 配电装置的防雷保护图。本设计的所有图纸都是计算机绘制而成，最后按照要求进 行毕业设计成品打印。论文包括毕业设计说明书和毕业设计计算书两部分，并附有 四张设计图纸（电气主接线图一张、变电所断面图两张、平面布置图一张、防雷保 护图一张），可为以后的设计做些参考，同时能够比较直观的反映本设计变电所的整 体全貌。 第一部分说明书 第一章主变压器的选择 在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电 压、进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网 络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为 主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经 济运行素质将具有明显的经济意义。 1.1主变容量选择的有关规定及原则 A、 主变容量和台数的选择，应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有 关规定和审批的电力规划设计决定进行。 B、 主变台数的确定：为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变压器， 但一般不超过两台。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时, 可装设一台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装台2-4主变。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择按照其中任一台停运时，其余 容量至少能保证所供匚及负荷或为变电所全部负荷的60%-75%。通常一次变电所采 用75%,二次变电所采用60%o C、 变压器形式的选择： 1） 变压器一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在220KV的变电 所中，可采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相，当主 变超过一组，且各组容量满足全所负荷的75%时，可不装设备用相。 2） 系统有调压要求时，应采用有载调压变压器，对新建的变电所，从网络经济 运行的观点考虑，应注意选用有载调压变压器。其所附加的工程造价，通常在短期 内可回收。 3） 两个中性点直接接地系统连接的变压器，除降压负荷较大或与高、中压间潮 流不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍需做技术经济比较。 4） 具有三种电压的变电所，例如220kv, llOkv, 35kv 一般采用三绕组变压器。 D、 主变容量的确定 1） 为了正确的选择主变容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并以曲线得出 的变电所的年、日最高负荷和平均负荷。 2） 主变容量的确定:凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组） 事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%,在计及过负荷能力 后的允许时间内应保证用户的一级和二级负荷。即满足Sn》0.7Pzmax。（Pzmax为综 合最大负荷） 3） 应根据电力系统5~10年的发展规划进行选择。 E、 变压器的冷却方式： 主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷，强迫油循环风冷，强迫油循环水 冷，强迫导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却，大容量变压器一般 采用强迫油循环风冷。 F、主变压器绕组的连接方式• 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有丫和左，高、中、低三侧绕组组合要根据工程具体情况 确定。 1.2本设计主变压器的选择 根据以上主变选择的一般原则，选择本变电所的主变压器： 1、 本变电所为地方一次变电所，可以选择两台主变。 2、 因本地区交通方便，所以选择三相变压器。 3、 因为新建变电所，而且低压负荷较大，所以选择有载调压变压器。 4、 容量的确定： P= 118000+11000+4000+18700+10000+6800+8000=176500kw Srn=ko(l+ 线损)P/ COS =0.95 (1+5%) 176500/0. 95 =185325KVA 主变的额定容量为： Se=0. 7Sm=0. 7*185325=129727. 5KVA 总安装容量为259455KVA 根据以上计算可选择两台型号为SFPZ7-180000/220的有载调压变压器。 其参数如下： 型号：SFPZ7-180000/220 额定容量(KVA)： 180000 电压组合(KV)：高压220 + 8X1. 5% 低压69 联结组别号:YN, dll 阻抗电压％： 14 空载电流％： 0.7 空载损耗(kw) : 169 负载损耗(kw) : 520 冷却方式：强迫油循环风冷 1.3所用变选择 根据所用电压及容量可以选择型号为S7-630/0.4的变压器。 其参数如下： 额定容量(KVA)： 630 电压组合(KV)：高压63+2X2. 5% 低压0. 4 联结组别号：Y, ynO 阻抗电压％： 6. 5 空载电流％： 2.0 空载损耗(kw) :2. 0 冷却方式：自然冷却 第二章 电气主接线选择 2. 1概述 电气主接线是多种主要电气设备（如发电机、变压器、开关、互感器、线路、 电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求连接而成的，是分配和传送电 能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气 连结图，称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主 接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行以及对电气设备选择、配电装 置布置、继电保护拟定等都有着密切的关系。由于发电、变电、输配电和用电是同 时完成的，所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身，同时也影响到 工农业生产和人民生活。因此，主接线设计是一个综合性问题。 2. 2主接线的设计原则及基本要求 2. 2. 1主接线的设计原则 根据《220---500KV变电所设计技术规程》SDJ2—88规定，变电所电气主接线 应根据该变电所在电力系统中的地位、电压等级、回路数、所选设备特点、负荷性 质等因素确定，满足运行可靠性，简单灵活，操作方便，节约投资等要求。 1） 变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素，变电所是枢纽变 电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于他们在电力系 统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的技术要求也不同。 2） 考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小 和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式, 来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。 3） 考虑负荷的重要性分布和出线回数多少对主界线的影响 对一级负荷必须布两个独立的电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一 级负荷不间断供电；对二级负荷，一般有两个电源供电，且当一个电源失去后，能 保证大部分二级负荷供电，三级负荷一般只需一个电源供电。 4） 考虑主变台数对主接线的影响 变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对 大型变电所，基于传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、 灵活性的要求也高，而容量小的变电所，其传输容量小，对住接线的可靠性、灵活 性要求彳氐o 5） '考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增，设备检修，故 障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同， 例如：当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时，允许 切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。 2. 2. 2主接线设计的基本要求 2. 2. 2. 1可靠性 1) 研究主接线可靠性应注意的问题： a、 应重视国内外长期运行实践经验及其可靠性的定性分析； b、 主接线的可靠性包括一次部分和二次部分在运行中的可靠性的综合； c、 主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠性程度，采用可靠性能高 的电气设备可以简化接线。 2) 可靠性的具体要求： a、 断路器检修时，不影响对系统的供电； b、 断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少可停运回路数和停用时间，并 且保证一级负荷及全部或大部分二级负荷供电； c、 尽量避免全部停运的可能性。 2.2. 2. 2灵活性 满足运行、检修要求和扩建要求。 2. 2. 2. 3经济性： 主要是指投资省，占地面积小，能量损失小。 2.3电气主接线的选择 2. 3. 1主接线的预定方案 本变电所电压等级为220KV/60KV, 220KV侧进线为4回；60KV侧出线为15回。 根据主接线设计必须满足供电可靠性、保证电能质量、满足灵活性和方便性、 保证经济性的原则，初步拟定两种主接线方案。 2.3. 2 220KV侧接线方式的选择与论证 220KV侧拟采用双母线接线和单母线分段带旁路母线接线。双母线接线接线简 图见图2-1；单母线分段带旁路母线接线简图见图2-2。 两种接线的比较如下：双母线接线： 单断路器的双母线接线中，每个回路均通过一台断路器和两组隔离开关，连接 到两组母线上，电源和出线可均匀地分布在两组母线上，普遍适用于6—220KV电压 等级的配电装置中，此接线有以下几个优点： (1) 可以轮流检修母线而不影响供电，只需将要检修的那组母线上所连接的电 源和线路通过两组母线隔离开关的倒闸操作，全部切换到另一组母线上。 （2） 检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。当某一回路的一组母线隔离开 关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔 离开关进行检修，不影响其它回路。 （3） 一组母线故障后，能迅速恢复该母线所连接回路的供电，即被切除回路可 迅速恢复送电。 （4） 运行高度灵活。电源和线路可以任意分配在某一组母线上，能够灵活地适 应系统中各种运行方式和潮流变化的要求。 （5） 扩建方便。双母线接线方式可以沿着预备的扩建端向左右扩建，而不影响 两组母线的电源和负荷均匀分配，也不会引起原有回路的停电。 （6） 、便于实验。在个别回路需单独进行实验时，可将该回路单独接至一组母 线上。 单断路器的双母线接线的缺点： （1） 任一台断路器拒动，将造成与该断路器相连母线上其它回路的停电。 （2） 一组母线检修时，全部电源及线路都集中在另一组母线上，若该母线再故 障，将造成全停事故。 （3） 母联断路器故障，将造成配电装置全停。 （4） 当母线故障或检修时，隔离开关作为切换电器，容易发生误操作。 （5） 在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。 单母线分段带旁路母线： 单母线分段带旁路母线的优点为： （1） 接线简单、清晰、操作方便、采用设备少、便于扩建和采用成套配电装置。 （2） 用断路器把母线分段后，对重要负责用户可以从不同的母线段引出两个回 路，有两个电源，具有供电可靠性。 （3） 检修任一回路断路器时不中断对用户的供电。 单母线分段带旁路母线的缺点