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1、精选优质文档-倾情为你奉上 电力系统分析课程设计题 目： 500KV变电站设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 专心-专注-专业摘 要本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了500kV，220kV，35kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔
2、断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了500kV电气一次部分的设计关键词：变电站；变压器；主接线目 录1、设计任务及要求 根据“电力系统分析”课程所学理论知识和电力系统规划设计的基本任务，在电源及负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成一个区域电力网络的设计。要求对多个方案进行技术经济比较和分析，选择出最优方案，并对所选方案进行必要的技术计算（如调压计算、稳定性计算），提出解决技术问题的措施。设计要求：（1）用标准符号绘制电气主接线图（2）撰写计算书（负荷计算与短路计算）（3）选择高压设备2、设计原始资料500KV变电站为枢纽变电所，有三个电压
3、等级。其500KV双回路进线，220KV馈线2回，35KV馈线12回。电源距变电站距离300KM，两回路输电。220kv负荷资料：最大负荷60000KW，功率因数0.95，回路2回，距离变电站50KM；35KV负荷资料：分别为矿机厂、机械厂、汽车厂、电机厂、机车厂、煤矿厂回路各两回，功率因数都是0.95，距离变电站均按60KM计算，重要负荷均是65%，前5个厂最大负荷均按2500KW计算，煤矿厂最大负荷25000KW。最大负荷时间分别是500kv侧为3000小时/年，220kv侧为3600小时/年，35kv侧为5000小时/年。500kV保护动作时间0.08s，220kV和35KV为0.15S
4、，断路器灭弧时间按0.06S考虑。根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。线路中l2为500kV进线，34为220kV馈线，516为35KV馈线。根据任务书对负荷统计。表2-1 负荷统计表回路序号回路名称最大负荷功率因数线长供电回路1500KV进线甲线300km12500KV进线乙线300km13220KV馈线甲线60000kw0.9550km14220KV馈线乙线60000kw0.9550km1535KV煤矿厂甲线25000kw0.9560km1635KV煤矿厂乙线25000kw0.9560km1735KV矿机厂甲线2500kw0.9560km1835KV矿机厂乙线2500kw0.9560k
5、m1935KV机械厂甲线2500kw0.9560km11035KV机械厂乙线2500kw0.9560km11135KV汽车厂甲线2500kw0.9560km11235KV汽车厂乙线2500kw0.9560km11335KV电机厂甲线2500kw0.9560km11435KV电机厂乙线2500kw0.9560km11535KV机车厂甲线2500kw0.9560km11635KV机车厂乙线2500kw0.9560km13、主接线设计3.1 主接线的设计原则和步骤 3.1.1 主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际
6、情况，在保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件的设计先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。结合主接线设计的基本原则，所设计的主接线应满足供电可靠性、灵活、经济，留有扩建和发展的余地。在进行论证分析时，更应辩证地统一供电可靠性和经济性的关系，方能做到先进性和可行性。 3.1.2 主接线的设计步骤 （1）对设计依据和原始资料进行综合分析（2）拟定可能采用的主接线形式（3）确定主变的容量和台数（4）厂用电源的引接方式（5）论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施（6）对拟定的方案进行技术、经济比较，确定最佳方案
7、（7）选择断路器、隔离开关等电气设备3.2 主接线方案拟定电气主接线是根据电力系统和发电厂（变电站）具体条件决定的，它以电源和出线为主体，当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥行接线，所用断路器数目最少。在进线数目较多时，为方便电能汇集和分配，设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占用面积较大，使断路器等设备数增加，因而有事也采用无母线的接线方式。在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性等基本要求的综合考虑，初步拟定以下不同电压等级主接线形式。3.2.1 500KV侧电气主接线500KV变电站在电网中的地位非常重要，尤其是随着
8、三峡工程的建设，全国“西电东送，南北互供”大电网的逐步建成，它的安全可靠运行直接影响到大电网的安全稳定运行。因此对500KV变电站一次设备主接线的要求较高。结合各主接线特点，根据以上分析，选取下面两种可能的接线方案。如图3.1及图3.2所示。 图3.1 一台半断路器（3/2）接线图3.2 双母线单分段带旁路母线接线对图3.1及图3.2所示方案、综合比较，见表3-1。表3-1 500KV主接线方案比较表 项目 方案 方案方案技术 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理,多环供电。接线复杂 隔离开关不作为操作电源，避免误操作能，进行不停电检修任何断路器，保证供电可靠性 运行可靠、运行方式灵活、便于事
9、故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作 倒闸操作复杂，容易误操作，供电可靠性不高经济 占地大、设备多、一次投资大，每串增加联络断路器 适用于330500配电装置 设备少、投资小 母联断路器兼作旁路断路器节省投资 适用于220500KV配电装置在技术上（可靠性、灵活性）第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第种方案为设计的最终方案。 3.2.2 220KV侧电气主接线 结合本电站的实习情况，以及变电站通行运行规程，拟定以下两种主接线方案。如图3.3和图3.4所示。 图3.3 双母线单分段接线图3.3 单母线分段带
10、旁母线接线对图3.3及图3.4所示方案、综合比较，见表3-2。表3-2 220KV主接线方案比较表方案项目方案I 双母线单分段接线方案II 单母分段带旁母接线可靠性相对于母线不分段而言，当其中一条母线故障，仅仅跳开该母线上的开关，可以将停电范围压缩在最小范围内；检修出线断路器，可以不停电检修，供电可靠性高用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠性相对要差一些灵活性当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电经济性倒闸操作较简
11、可靠，接线简单，增加了设备,投资较方案高接线简单,运行设备少，投资少，年运行费用少由以上比较结果知，这两种方案都有较好的可靠性和灵活性。由于本变电站在整个系统中占有较重要的地位，要求保证某些重要的用户不可中断供电，故要求系统有更好的供电可靠性，综合考虑，220KV侧宜采用方案。3.2.3 35KV侧电气主接线电压等级为35kV60kV，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限，所以，35kV60kV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。据上
12、述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图3.5及图3.6所示。 图3.5单母线分段带旁路母线接线 图3.6 双母线分段接线 对图3.5及图3.6所示方案、综合比较。见表3-3表3-3 35KV主接线方案比较表项目 方案方案单母线分段方案双母线分段技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案。4、负荷计算及主变压器选择4.1 负荷计算要选择主变压器容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷。由公式 （4-1）式中 -某电压等级的计算负荷-同时系数（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）a%-该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos-各用户的负荷和功率因数 由题意根据电力工程电气设计手册，取=0.9，a%=5%；则该变电站的总负荷：=0.9(6000
