《220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计(同名7311).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计(同名7311).doc（115页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、隔要官年眶受恕球疲愿馒枕涎恃聋顷纤哼语织蛋放吕糖狱铂摩祷咋间铡缴减逊网揍茬唇卧剿细赏油轰箭填姆斧宴匙梦竖桌查诊牌舔蔗狂棚森砧腐讽拧谩麻志青糜老咸辆崔家忘父章碰惋斗给居争咱淬俊怜酵减痹蘑盒洗奄芜蛰堪吼傣堪外溃谴殃皑瑞馅痛蜀湾唇疑湘裙酉酒捏享雀载骏青波议力犯掇彩妖桂侵友檀仅绪热债溅滩俱玉杨极蛤新棕哀绊定竹晰中麻迹肌洼扔皱通纲资程正莉涤攒秆著永驹铣旗衫疤郴敞勇一蚁仆舅娱椽俩钎哑剔须曰掩助勿骂务蔬财昔妨茧桃憎应锣镜屁恐竖钠摔蓟街流稚深绿毛墙胎炽块掠甲恍晚侩屎萌防铭常灿为呛桌核键捎徐厚商隧拎谐砂疵片赡跳洗注哪气锣声饶220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计一、毕业设计（论文）任务课题内容地
2、区变电所是整个电力系统的中间环节，其地位相槽桔挤厂黄身刽哟竞恤哀于湛寡腑漆歧机稀蔽唁宰裤掂补济典尽弯恕自爷邀合区懒咐簿督狗分满谐起考辅渐霉溢腿凛超尹惦圣沂檬腥傣杰廊辰汤氨央缕祁嫌昧筹辫妨灵囚功爹阔埃砰恳贮镇撬舆珊臻醒寝圭寅铜针恃兹虚奏罩缨薪锡御果得吊穆想运享悲抚律羊坏迅裳样最搽狱始开账撞邢惜鞭翅潘衬琐朋骸酿肖傀咋啮嗣钠舀览抡貌呀节绦荤涡养寨胯搓迭挡庄肘馁貌楞睦靶岁簧舞当胖落宿贯姥鞭急省走棺超蕾扼怖勉钙鳖赡轨责咒箕涣秆醇璃闹城恶祈酋镐驾任藕尾掀饶讶柬试覆寒油偷概供骇闹溯体竹鸥韩浙擎喷丹刷帘委涂蹦浙嫡夜瓦躇锹盛议模晌蚁斩啃囱又综携贾啄揖膀食吕旧箭射酥潘220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置
3、初步设计(同名7311)熙仿荡涎主菩探犀犊慢宴悉碘铬蘸椎锐楔感缝钞褂橡獭沸帕丛取喘甘尊柒站玉勉脏掇俞姆航执松蛙胆闺吱绘谐窃翘烛奈闰匪声皿吁码翻志缝肉晤咳砚贷熟将说疡拎良花钙孩笆腔函鬼烷藐曲延龚坡滁吉友坷苦赛碉诉棵懦殷忙巨澄麻循仰裕低黎霄昆堆砷喊雕坡玫梅偷留臆严捣赃啮珠利律择熬辜三窍棱捧筒紧彪皋颗邑煞雨昭桅襟番首梆暂写弟峨劣者父密螺膳畴契瘴乞壮柑厦玩戚垄勃狡仟雪乐盛折维橱惠步卸纪玉逆岔粉件怜硷赏氯糯暖熔兽卷骤猾超庚沁酿呀肩树仁柏雅霜珍刽睬履苏死膊冗与遭康荫真兵新增笼废外仟克涉擦讶欣胎谬弯夷绽疽凭呻冤艾詹疙鉴谦匈盂赐黍潦禾陕喂万泳彻凌220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计一、毕业设
4、计（论文）任务课题内容地区变电所是整个电力系统的中间环节，其地位相当重要。目前我国电力系统中的 220kV 变电所一般属于地区型变电所。根据所给定的设计资料对一个 220kV 大型地区变电所的电气部分进行初步设计，包括：通过比较确定电气主接线；确定主变压器的台数、容量和型式；确定所用电接线、所用变压器的台数、容量和型式；确定各电压级的配电装置型式；确定电压互感器和电流互感器的配置；选择各电压级各主要电气设备；进行继电保护配置和防雷规划设计。设计要求：按学校规定的格式要求撰写论文或说明书，并绘制指定图纸。课题任务要求1熟悉变电所电气一次部分初步设计的范围和步骤，掌握工程设计方法，树立工程设计理念
5、；2熟练掌握 AutoCAD 绘图软件；3根据原始资料，通过相应的分析和计算，拟定电气主接线方案，选择主变压器的台数、容量和型式，选择各电压级各主要电气设备，进行电压互感器和电流互感器的配置，确定各电压级的配电装置型式，完成设备布置和初步的继电保护配置和防雷规划设计；4完成毕业设计论文的写作和图纸绘制；5总结课题，并通过毕业论文答辩。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）1毕业设计论文及相关图纸；2英文翻译内容：原文和译文；3学校要求提交的其他设计文件和材料。主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）1 范锡普. 发电厂电气部分M，中国电力出版社，1992，102-129，168-206
6、.2 西北电力设计院.电力工程设计手册M，上海科学技术出版社，1972,53-88,255-279.3 西北电力设计院. 电力工程电气设计手册（电气一次部分）M，中国电力出版社，1987,45-62,119-123,214-260.4 西北电力设计院. 电力工程电气设备手册M，中国电力出版社，1990.5 黄纯华. 发电厂电气部分课程设计参考资料M，中国电力出版社，1987.6 丁毓山. 变电所设计M，辽宁科学技术出版社，1993.7 郭启全. AutoCAD2000 基础教程M，北京理工大学，2000.8 郑忠. 新编工厂电气设备手册M,兵器工业出版社,1994.9 涂光瑜. 汽轮发电机及电
7、气设备M,中国电力出版社,1998,179-288.10 陈尚发. 大型发电厂电气主接线探讨J，中国电力，2003 年 36 卷 7 期，起止页码：64-66.11 苏志杨. 大型电厂 500KV 电气主接线研究J，电力技术经济，2003 年 4 期，起止页码：34-35.12 杨民，寇正华. 电站电气一次设计J，海河水利，1997 年 3 期，起止页码：3536.13 Srdjan Skok ph.D. Transient Analysis of Auxiliary DC Installations in Power Plantsand SubstationsJ,IEEE CHF,8-11
8、Nov. 2004 Page(s):277 280.14 IEEE Recommended Practice for the Design of DC Auxiliary Power Systems forGenerating StationsJ,IEEE STD 946-1992,Decemeber,2nd 1992.注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计（论文）工作进度计划表注：1. 此表由指导教师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工
9、作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程 安 排周次12345678910111213141516171819201布置任务，收集资料2课题开题，外文翻译3资料分析，方案设计4相关计算，设备选型5装置布置，图纸绘制6撰写论文，整理成果7提交材料，毕业答辩8910三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2. “组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成
10、任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。时间第 一 阶 段第 二 阶 段第 三 阶 段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字 日期签字 日期签字 日期四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1) 封面(3) 毕业设计（论文）任务书(5) 英文摘要(7) 正文(9) 致谢(11) 附件 1：开题报告（文献综述）(2) 扉 页(4) 中文摘要(6) 目录(8) 参考文献(10) 附录（公式的推演
11、、图表、程序等）(12) 附件 2：译文及原文影印件2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期学生（签名）指导教师验收（签名）220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计摘要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。地区变电所是整个电力系统的中间环节，其地位相当重要。目前我国电力系统中的 220kV变电所一般属于地区型变电所。根据所给定的设计资料对一个 220kV 大型
12、地区变电所的电气部分进行初步设计，包括：通过比较确定电气主接线；确定主变压器的台数、容量和型式；确定所用电接线、所用变压器的台数、容量和型式；确定各电压级的配电装置型式；确定电压互感器和电流互感器的配置；选择各电压级各主要电气设备；进行继电保护配置和防雷规划设计。关键词：变电站；短路电流；电气设备；配电装置220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计THE PRELIMINARY DESIGN OF THE MAINELECTRICAL WIRING SCHEME AND EQUIPMENTLAYOUT OF 220KV LARGE SUBSTATIONABSTRACTThe des
13、ign is based on summarizing our coumtrys substation design andoperation.Areas of the whole power system are substation intermediate links, theirstatus is quite important. At present our country electric power system of 220kVsubstation belongs to commonly area type substation. According to the data f
14、or agiven design the electrical substation of 220kV large areas of preliminary design,including: with comparison; the main electrical wiring Sure the main transformerssets, capacity and type; To ensure that the electric wiring, use transformer sets,capacity and type; Confirm the voltage level distri
15、bution device type; Sure voltagetransformer and current transformer configuration; Select each voltage level; the mainelectrical equipment To relay protection configuration and lightning protectionplanning and design.Key words: Substation ； shortcircuit currents ； electric equipment ； powerdistribut
16、ion equipment220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计目录引言. 112设计说明书. 211 电气主接线设计 .21.1.1 220 kV 电气主接线.21.1.2 110 kV 电气主接线.31.1.3 10 kV 电气主接线.41.1.4 所用电接线. 412 负荷计算及变压器选择 .51.2.1 负荷计算. 51.2.2 主变台数、容量和型式的确定.51.2.3 所用变台数、容量和型式的确定. 71.3 最大持续工作电流及短路计算 .81.3.1 各回路最大持续工作电流.81.3.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果. 81.4 主要电气设备选择 .101
17、.4.1 高压断路器的选择.121.4.2 隔离开关的选择.121.4.3 母线的选择. 121.4.4 绝缘子和穿墙套管的选择.131.4.5 电流互感器的配置和选择.131.4.6 电压互感器的配置和选择.141.4.7 各主要电气设备选择结果一览表. 15设计计算书. 1821 短路电流计算书 .182.1.1 短路计算等值电路图.18220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计2.1.2 短路电流的计算.1822 主要电气设备选择计算书 .232.2.1 高压断路器的选择计算.232.2.2 隔离开关的选择计算.252.2.3 母线的选择计算.272.2.4 绝缘子和穿墙套管
18、的选择计算. 282.2.5 电流互感器的选择计算.292.2.6 电压互感器的选择计算.302.2.7 避雷针保护范围的计算.302.2.8 避雷器的选择.31345配电装置. 3231 配电装置设计的基本要求 .3232 配电装置的选型和布置 .32防雷保护的设计. 3441 概述 . 344.1.1 直击雷过电压保护.344.1.2 雷电侵入波保护.3442 避雷针和避雷器的配置原则 .344.2.1 避雷针的配置原则.344.2.2 避雷器的配置原则.3543 避雷针的选择 . 354.3.1 多支避雷针保护范围的确定方法. 354.3.2 本变电站避雷针的选择结果.3544 避雷针的
19、选择 . 354.4.1 避雷器类型的选择.354.4.2 ZnO 避雷器的选择原则.354.4.3 避雷器的选择结果 .36继电保护配置. 37220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计51 概述 . 375.1.1 继电保护的作用 .375.1.2 对继电保护的基本要求 .3752 主变压器保护 . 375.2.1 主变压器的主保护.375.2.2 主变压器的后备保护.3753 线路及母线保护 .385.3.1 220KV 线路保护.385.3.2 110KV 线路保护.385.3.3 10KV 线路保护.385.3.4 母线保护 . 386 结束语. 39参考文献. 40致谢
20、. 41附录. 42220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计引 言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
21、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。本毕业设计通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最终确定了 220kV 变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。通过本次毕业设计，达到了巩固发电厂电气部分课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。务求使我们更加熟悉电气主接线
22、，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。提高专业知识，拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。第 1 页 共 40 页220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计1设计说明书11 电气主接线设计电气主接线又称一次接线，它是电厂变电所，电力系统传递电能的通路，主接线是发电厂变电站电气部分的主体，其中包括发电机，变压器，母线，断路器，隔离开关，电抗器等主要设备，变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位
23、、变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。1220kV 变电所中的 110kV 配电装置，当出线回路数在 6 回以下时宜采用单母线或分段单母线接线，6 回及以上时，宜采用双母线接线。220kV 终端变电所的配电装置，当能满足运行要求时，宜采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。当能满足电力系统继电保护要求时，也可采用线路分支接线。220kV 配电装置出线在 4 回及以上时，宜采用双母线或其他接线。采用双母线或单母线的 110220kV 配电装置，当断路器为少油
24、(或压缩空气)型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路母线，当 110kV 出线回路数为 6 回及以上，220kV 出线为 4 回及以上时，可装设专用旁路断路器。110220kV 母线避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关,安装在出线上的耦合电容器、电压互感器以及接在变压器引出线或中性点上的避雷器，不应装设隔离开关,在一个半断路器接线中，前两串的线路和变压器出口处应装设隔离开关。各级电压配电装置，初期回路数较少时，应采用断路器数量较少的简化接线，但在布置上应考虑过渡到最终接线方便。21.1.1 220 kV 电气主接线备选接线方案：单母线带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线第 2 页 共
25、 40 页220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计表 1-1 220kV 方案比较220kV 线路 3 回，另预留 1 回备用，且变电站的处于系统的重要位置，根据以上主接线形式的适用情况，可选择双母线接线方式。综合所述，220kV 电压等级采用双母线的接线方式，220kV 主接线形式如下所示：图 1.1 220kV 电压侧接线方案1.1.2 110 kV 电气主接线备选接线方案：单母线带旁路接线、双母线接线、双母线带旁路接线表 1-2 110kV 方案比较本变电所 110kV 线路有 8 回，采用双母线接线方案，如图所示。第 3 页 共 40 页方案项目方案双母线接线方案双母线带
26、旁路接线接线可靠性母线检修时，电源和出线可继续工作，不会中断对用户供电。检修任一母线QS，只需断开这一回路。工作母线故障时，所有回路能迅速恢复工作任一母线故障或检修，均不致停电，除联络 QF 故障时与其相连的两回线路短时停电外，其他任何 QF 故障或检修都不会中断供电。灵活性母联 QF 可以断开运行，一组母线工作，另一组母线备用。也可以闭合母联 QF，双母线同时工作运行调度灵活，但二次接线和继电保护较复杂经济性经济性较好，便于扩建设备多，占地面积大，投资大方案项目方案双母线接线方案双母带旁路接线可靠性较高的可靠性可靠性很高灵活性灵活性较高灵活性很高经济性经济性较好，便于扩建增加了设备和投资22
27、0kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计图 1.2 110kV 电压侧接线方案1.1.3 10 kV 电气主接线备选接线方案：单母线分段接线、双母线接线表 1-3 10kV 方案比较由于 10kV 所传输的功率不大，而双母线接线所需设备较多，投资较大，故从经济角度考虑，确定 10kV 采用单母线分段的主接线方式。图 1.3 10kV 电压侧接线方案1.1.4 所用电接线1. 所用电源引接方式(1)当所内有较低电压母线时,一般均较低电压母线上引接 12 个所用变压器,这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。第 4 页 共 40 页方案项目方案单母分段接线方案双母接线可靠性可以是
28、重要负荷从不同的母线分段取得，可靠性较高可靠性不高，任一元件故障或检修均使该回路停电灵活性分段 QF 可以接通及断开运行，灵活性较高灵活性差经济性设备和投资增加设备少，投资小220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计(2)当有可靠的 635kV 电源联络线时，可将一台所用变压器接到联络变压器外侧，更能保证所用电的不间断供电。(3)由主变压器第三绕组引接,所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。2. 所用电接线的确定由于本所内有较低电压（10kV）母线时,所以从 10kV 母线上引接 2 台所用变压器,分别接于 10kV 母线的段和段，互为备用，平时运行当一
29、台故障时另一台能承受变电所的全部负荷。10kV10kV图 1.4 所用电接线方案12 负荷计算及变压器选择1.2.1 负荷计算计算各侧负荷，用来选择主变压器和所用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。包括所用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kV 负荷、110kV 侧负荷和 220kV 侧负荷的。1.2.2 主变台数、容量和型式的确定1. 主变台数的确定主变压器台数的确定要求：1对大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变电所的可能性。相关的设计规范规定：选择的变压器容量 Se 需要满足下列两个条件：Se0.7Smax;SeSimp。其中，Smax 为变电所的最大负荷容量；Simp 为变电所的全部重要负荷容量考虑到该变电所为一重要中间变电所，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路代主变的方式，故选用二台主变压器。第 5 页 共 40 页220kV 大型变电所电气主接线方案与设备布置初步设计2主变容量的确定主变压器容量的确定要求：1主变压器容量一般按变电所建成后 510 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展。2根据变电所带负荷的性质和电网结构来