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1、CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 发电厂课程设计 题目：500kV降压变电所电气一次部分设计 学生姓名： 周 明 学 号： 200924050226 班 级： 电气0902班 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 粟时平 蒋陆萍 2012年5月28日6月8日 目 录一、 课程设计任务书 1.1 课题内容（原始资料）2 1.2 课题任务要求4二、 电气主接线设计2.1 主接线设计基本要求与设计原则.52.2 主接线方案的选取取 6三、 负荷计算及变压器选择择3.1 主变台数、容量和型式的确定.103.2 所用变压器的选择.14四、 短路计
2、算 .15五、主要电气设备选择 5.1 断路器及隔离开关的选择165.2 母线的选择.175.3 各主要电气设备选择结果一览表 .18 六、计算书 七、心得八、附录1：500KV变电所电气主接线原理图 附录2：500KV变电所电气配置图一、课程设计任务书1.1课题内容（原始资料）1、建所目的：由于地区负荷中心，电力系统的发展和负荷增长很快，故在该地区拟建一个500kv降压变电所，向该负荷中心用220kv和35kv电压供电。2、拟建变电所联网情况如下图1所示：变电所联网图S2S1750MVASe=0220kV 35kV拟建变电所LGJQ-4*300LGJQ-4*300450KM400KM500k
3、V500kV3、地区环境条件：年最高气温：42；年最低气温：-4；海拔600米；污秽程度轻级；年雷暴日小于30天4、负荷资料：(1) 220kv线路6回，最大负荷利用时间为4200h，具体情况如下表1所示： 表1-1 220kv线路负荷情况名称最大负荷（MW）功率因数回路数线路（架空）甲变2000.891150km乙变4000.92200km丙变4000.893250km 上述各负荷间的同时系数为0.85（2）所用电负荷统计如下表2所示 表1-2 所用电负荷统计名称容量（kW）功率因数台数备注主变风扇0.200.7360连续经常主充电机250.891周期性浮充电机50.861连续经常蓄电池进风
4、1.50.881连续经常蓄电池排风1.60.881连续经常锅炉房水泵1.70.892连续经常空压机240.851短时经常载波室1.10.751连续经常500kv配电装置电源2011短时不经常220kv配电装置电源1511短时不经常500kv断路器冬天加热1.511连续220kv断路器冬天加热111连续室外配电装置照明151连续室内照明251连续（3）保护：各电器主要保护动作时间为0，后备保护动作时间为3.5秒。1.2课题任务要求：根据所学的知识，参考文献和给定的课题内容（原始资料）对500kv降压变电所的电气一次部分进行设计。具体为： 1. 确定变电所电气主接线（进行34种方案比较论证） 2.
5、 确定变电所主变压器的台数和容量 3. 确定所用的点接线（进行23种方案比较论证） 4. 确定所用变压器的台数和容量 5. 确定各电压级配电装置 6. 确定各电压级各主要的电气设备 7. 确定电压互感器和电流互感器的配置 8. 按时独立完成设计任务书规定的内容， 对设计中所出现的问题进行综合分析并加以解决； 9. 按设计要求撰写课程设计论文报告书，文字通顺，排版合理，图纸符合国家规范。 二、 电气主接线设计2.1 主接线设计基本要求与设计原则（1） 保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的大故障率及其对供电的影响。（2） 具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下调
6、整要求。（3） 主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少电能损失，即具有经济性。（4） 应能容易地从初期过度到最终接线，并在扩建过度时，一次和二次设备所需的改造最小，即具有发展和扩建的可能性。（5） 变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。（6） 在 35kV配电装置中，当线路为 3 回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。（7） 220kV配电装置中，线路在 4 回以上时一般采用双母线接
7、线。（8） 500kV 配电装置中，对可靠性要求较高。当配电装置连接元件总数在 6 个及以上时，通常都采用一台半断路器接线或双母线分段带旁母的接线方式。（9）当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。2.2 主接线方案的选取2.2.1 500kV 侧主接线方案的选取 该变电所为系统中的枢纽变，在系统中有较重要的地位，对可靠性要求高。且根据任务书要求，本电压等级负荷容量大，亦需要有较高的可靠性。经考虑，采用的主接线方案有：一台半断路器接线，角形接线，双母线分段带旁路接线。方案：角形接线T1T2WL1WL2优点：所用断路器数目少，却具备较高的可靠性，
8、任意一台断路器检修时，不会引起任何回路停电，不存在母线故障所产生的影响,一条回路发生故障时，不影响其它回路正常供电，且不会发生带负荷断开隔离开关的事故。缺点：检修任何一台断路器时，多角形就开环运行，容易造成供电紊乱，运行方式变化大，继电保护装置复杂，不便于扩建。本变电站位于负荷中心，发展迅速，故多角形接线方式不适用。方案：双母线分段带旁路接线优点：除具备双母线分段接线的优点外，在双母线分段接线的基础上，增加了一条旁路母线，可保证当线路断路器检修时不停电，极大的提高了供电可靠性。缺点：旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，双母线分段断路器所需断路器数目多，投资费
9、用较大。本高压变电站进出线为4回，双母线分段接线相对于其它接线方式需要更多的断路器，投资大，故不适合选用该接线方式。方案：一台半断路器接线优点：有很高的可靠性，运行经验表明，在双重故障情况下，一台半接线都可以保护 80%的元件不停电，这是其他任何接线方式不可比的。有较高的运行灵活性，任何一个元件可根据运行的需要接在不同的母线系统中，母线系统之间的元件可任意分配，其操作程序简单，操作引起故障的几率小。运行操作方便，设备检修方便，总体上说，在保护及二次回路接线方面不比母线制接线复杂。对于本500kV高压变电站，进出线为4回，用断路器数目为6台，只比双母线接线多一台，比双母线分段的断路器少一台，费用
10、不高。综合各方面因素，500kV高压侧选用一台半断路器接线方式。综上所述，确定方案为本变电站500kV高压侧的最终接线方式。2.2.2 220kV侧主接线方案的选取220kV为本变电站的中间电压等级，具有重要作用，且有2回进线，负荷线路6（一回备用线）回，为保证其可靠性，备选方案有以下3种：单母线带旁路接线，双母线接线，双母线带旁路接线。方案：单母线带旁路接线WL6WL4WL3WL2WL15WL 优点：带有的专用旁路母线，出线断路器检修时，不会造成该线路停电，相比于单母线接线提高了供电可靠性。缺点：这样的接线较单母线接线方式相比，增加了一台旁路断路器的投资，前期投资增大，当出线回路为双回路时，
11、常使母线出现交叉跨越。当母线发生故障时，全部负荷停电，供电可靠性不高，本变电站为220kV，处于负荷中心，对供电可靠性要求较高，故该接线方式不满足要求。1WL2WL3WLWL45WLWL6方案：双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组导线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一母线隔离开关，只停该回路。调度灵活，各个电源和各个回路负荷可任意切换，分配到任一母线上工作，能够灵活地适应系统中各种运行方式调度和系统潮流变化的的需要。扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线
12、路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。便于实验，当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：增加一组母线和每回路就需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。出现断路器检修时，须停止向该回路供电，供电可靠性有限。220kV侧由于负荷功率大，停电引起停电范围广，影响大，故需要带专用旁路，故该接线方式不适用本变电站。方案：双母线带旁路接线WL51WL2WL3WL4WLWL6备用优点：除具有双线线接线的优点外，因其采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，极大地提高了供电可靠性。缺点：旁路母线、旁路断路器及在各回路的旁路隔离开关，增加了配电设备，增加了占地，也增加了投资，而且倒闸操作复杂，容易产生误操作酿成事故。220kV线路更加注重其供电可靠性，综上所述，选用方案作为最终方案。三、 负荷计算及变压器选择3.1 主变台数、容量和型式的确定3.1.1 概述选择变压器时，须根据负荷情况，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统
