220kv變電站一次接線設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 220KV變電站一次接線設計畢業論文目 錄前言　　…………………………………………………………………………………1第1章 電氣主接線選擇……………………………………………………………2 主接線接線方式選擇的原則…………………………………………………2 主接線的接線方式選擇………………………………………………………2 第2章 主變壓器容量、臺數及形式的選擇…………………………………………4 主變壓器臺數的選擇…………………………………………………………4 主變壓器容量的選擇…………………………………………………………4 主變壓器型式的選擇…………………………………………………………4第3章 主接線比較選擇………………………………………………………………7第4章 短路電流計算基礎……………………………………………………………9 短路計算的目的及假設………………………………………………………9 各種短路電流計算…………………………………………………………10 對稱短路計算………………………………………………………………11 不對稱短路計算……………………………………………………………22第5章 電氣設備的選擇…………………………………………………………35 、一般原則……………………………………………………………………35 、技術條件……………………………………………………………………35 斷路器的選擇………………………………………………………………35 斷路器的選擇計算…………………………………………………………35 隔離開關的選擇………………………………………………………………38 隔離開關的選擇計算………………………………………………………39 互感器的選擇…………………………………………………………………41第6章 電力系統繼電保護……………………………………………………………45 繼電保護整定計算…………………………………………………………45結束語……………………………………………………………………………47參考文獻………………………………………………………………………………4848第1章 電氣主接線選擇 主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系。：我國《變電所設計技術規程》SDJ279規定：變電所的主接線應根據變電所在電力系統中的地位、回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節約投資等要求，便于擴建。、可靠性：安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠和電能質量是對主接線最基本要求，而且也是電力生產和分配的首要要求。、主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電；（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數和停運時間，并要求保證對一級負荷全部和大部分二級負荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。、靈活性：主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。（1）為了調度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調配電源和負荷能夠滿足系統在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調度要求；（2）為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設備，進行安全檢修，而不致影響電力網的運行或停止對用戶的供電；（3）為了擴建的目的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設備裝置等所需的改造為最小。、經濟性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟合理。（1）投資?。褐鹘泳€應簡單清晰，以節約斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備的投資，要能使控制保護不過復雜，以利于運行并節約二次設備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質量可靠的簡單電器；（2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創造條件，以節約用地和節省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。（3）電能損失少：經濟合理地選擇主變壓器的型式、容量和數量，避免兩次變壓而增加電能損失。 主接線的接線方式選擇電氣主接線是根據電力系統和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環節，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。而本所各電壓等級進出線均超過四回，采用有母線連接。單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數越少，一般只適用于一臺主變壓器。單母接線適用于：110～200KV配電裝置的出線回路數不超過兩回，35～63KV，配電裝置的出線回路數不超過3回，6～10KV配電裝置的出線回路數不超過5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當一段母線發生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現交叉跨越，擴建時需向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于：110KV～220KV配電裝置的出線回路數為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35～110KV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數目最少，它可分為內橋和外橋接線。內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切除時，采用內橋式接線。當變壓器故障時，需停相應的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引起系統開環，有時增設并聯旁路隔離開關以供檢修LD時使用。當線路故障時需停相應的變壓器。所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡單、造價低等優點，但是一般系統把具有良好的可靠性放在首位，故不選用橋式接線。（3/2）接線兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電可靠性和運行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護的復雜性，且投資大。它具有供電可靠、調度靈活、擴建方便等優點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續供電。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停電影響較大，一般規程規定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當出線回路數達7回，（110KV）或5回（220KV）時，一般應裝設專用旁路母線。雙母線分段，可以分段運行，系統構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯系的系統是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發生問題。而較容易實現分階段的擴建等優點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數在11回及以下時，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調試），不中斷對用戶的供電，可增設旁路母線，或旁路斷路器。當110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時，可用母聯斷路器兼旁路斷路器用，這樣節省了斷路器及配電裝置間隔。第2章 主變壓器容量、臺數及形式的選擇 在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統負荷增長情況，并根據電力系統5～10年發展規劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經濟技術上的不合理。如果主變壓器容量造的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統的穩定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。在生產上電力變壓器制成有單相、三相、雙繞組、三繞組、自耦以及分裂變壓器等，在選擇主變壓器時，要根據原始資料和設計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經濟性來選擇主變壓器。選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數及容量。 主變壓器臺數的選擇由原始資料可知，我們本次所設計的變電所是市郊區220KV降壓變電所，它是以220KV受功率為主。把所受的功率通過主變傳輸至110KV及10KV母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區電網瓦解，影響整個市區的供電，因此選擇主變臺數時，要確保供電的可靠性。為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主變壓器。當裝設三臺及三臺以上時，變電所的可靠性雖然有所提高，但接線網絡較復雜，且投資增大，同時增大了占用面積，和配電設備及用電保護的復雜性，以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化。而且會造成中壓側短路容量過大，不宜選擇輕型設備?？紤]到兩臺主變同時發生故障機率較小。適用遠期負荷的增長以及擴建，而當一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺主變壓器可承擔70%的負荷保證全變電所的正常供電。故選擇兩臺主變壓器互為備用，提高供電的可靠性。 主變壓器容量的選擇主變容量一般按變電所建成近期負荷，5～10年規劃負荷選擇，并適當考慮遠期10～20年的負荷發展，對于城郊變電所主變壓器容量應當與城市規劃相結合，該所近期和遠期負荷都給定，所以應按近期和遠期總負荷來選擇主變的容量，根據變電所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量，對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力后允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷，對一般性能的變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應保證全部負荷的70%～80%。該變電所是按70%全部負荷來選擇。因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量為：∑se = 2（） = 。 當一臺變壓器停運時，可保證對60%負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%，則可保證98%負荷供電，而高壓側220KV母線的負荷不需要通過主變倒送，因為，該變電所的電源引進線是220KV側引進。其中，中壓側及低壓側全部負荷需經主變壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量應選擇為：Se = （SⅡ+SⅢ）。 主變壓器型式的選擇當不受運輸條件限制時，在330KV以下的變電所均應選擇三相變壓器。而選擇主變壓器的相數時，應根據原始資料以及設計變電所的實際情況來選擇。單相變壓器組，相對來講投資大，占地多，運行損耗大，同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復雜化，也增加了維護及倒閘操作的工作量。本次設計的變電所，位于市郊區，稻田、丘陵，交通便利，不受運輸的條件限制，而應盡量少占用稻田、丘陵，故本次設計的變電所選用三相變壓器。在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞組變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統發生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯系外，還有電的聯系，所以，當高壓側發生過電壓時，它有可能通過串聯繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側電網發生過電壓波時，它同樣進入串聯繞組，產生很高的感應過電壓。由于自耦變壓器高壓側與中壓側有電的聯系，有共同的接地中性點，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側的零序電流保護，應接于各側套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設計的變電所所需裝設兩臺變壓器并列運行。電網電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側都需直接接地，這樣就會影響調度的靈活性和零序保護的可靠性。而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動為177。8%，故不選擇自耦變壓器。分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當低壓側繞組產生接地故障時，很大的電流向一側繞組流去，在分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產生巨大的短路機械應力。分裂變壓