220kv變電站一次部分設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 河南理工大學畢業設計（論文）說明書摘 要隨著經濟的發展和現代工業建設的迅速崛起，供電系統的設計越來越全面、系統，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。本設計主要介紹了220kV變電站一次部分的設計。首先通過對原始資料進行分析，設計主接線形式，綜合比較各種接線方式的特點、優缺點，根據電氣主接線設計的基本要求選擇兩種較其它方案可靠的主接線方案；再對兩種方案進行全面的可靠性、靈活性和經濟性比較，確定最優的主接線方案；然后根據題目要求選擇主變壓器的臺數以及容量，再進行短路電流計算，為設計中需要的高壓電氣設備的選擇、整定、校驗等方面做準備；繼而進行主要電氣設備的選擇與校驗，最后進行防雷保護設計。關鍵詞：變電站；主變壓器；短路計算；電氣設備選擇。I河南理工大學畢業設計（論文）說明書ABSTRACTWith the development of economy and the rapid rise of the modern industrial construction, design of power supply system is more and more prehensive, system, factory power consumption increased rapidly, the power quality, technical and economic conditions, power supply reliability index is increasing, so the design of power supply also has a higher, better. This design mainly introduces the design of 220 kv substation a part. Through analyze the raw data first, design main wiring forms, prehensive parison of various characteristics of wiring method, advantages and disadvantages, choose according to the basic requirement of the main electrical wiring design two kinds of main wiring scheme than other solutions and reliable。 Again to the reliability of the two plans to conduct a prehensive, flexible and economical parison, to determine the optimal main wiring scheme。 Then the sets and the capacity of main transformer according to the request of topic selection, shortcircuit current calculation again, needed for the design of high voltage electrical equipment choice preparation, setting, calibration, etc。 And then to the main electrical equipment selection and calibration, finally carries on the lightning protection design. Keywords: substation。 The main transformer。 Short circuit calculation。 Equipment selection. 50目 錄1 引 言 12 電氣主接線的設計 2 主接線概述 2 主接線設計原則 3 主接線選擇 43 主變壓器的選擇 7 7 7 8 8 9 9 主變壓器選擇確定 104 短路電流計算 11 變壓器的各繞組電抗標幺值計算 11 10kV側短路計算 12 220kV側短路計算 15 110kV側短路計算 165 導體和電氣設備的選擇 18 斷路器和隔離開關的選擇 19 電流互感器的選擇 29 電壓互感器的選擇 33 導體的選擇與校驗 346 防雷接地設計 41 防雷設計 41 防雷設計原則 41 避雷器的選擇 41 避雷針的配置 44 接地設計 45 接地設計的原則 45 接地網型式選擇 467 結論與展望 47致謝 48參考文獻 491 引 言隨著經濟的發展,工業水平的進步,人們生活水平的不斷提高。電力系統在整個行業中所占的比例逐漸增大,現代電力系統是一個巨大的,嚴密的整體。電力系統是我國經濟的重要能源部門,而變電站的設計是電力工業建設中必不可少的一個項目。變電站對電力的生產和分配起到了舉足輕重的作用，是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，作為電能輸送與控制的樞紐，設計是否合理，不僅直接影響了基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面，它和企業的經濟效益、設備人身安全密切相關。通過對原始資料的分析，查閱相關資料，結合發電廠電氣部分、工廠供電等所學專業課以及其他人的設計，根據要求擬定以下設計，該設計包括以下任務：主接線的設計：根據電氣主接線的基本要求，從可靠性、靈活性以及經濟性對所選的兩種主接線進行比較，確定最優的主接線方案；主變壓器的選擇：確定主變壓器的容量、臺數以及型式和結構；短路計算：采用標幺值的方式分別對220kV、110kV、10kV側短路計算；導體和電氣設備的選擇：分別對斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器導體進行選擇和校驗；防雷接地設計。2 電氣主接線的設計 主接線概述電氣主接線又稱電氣一次接線，它是將電氣設備以規定的圖形和文字符號，按電能生產、傳輸、分配順序及相關要求繪制的單相接線圖。主接線代表了發電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性，同時對電氣設備的選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關系 。單母線接線及單母線分段接線（1）單母線接線單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進線回路。母線既可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。各出線回路輸入功率不一定相等，應盡可能使負荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。單母接線的優點：接線簡單，操作方便、設備少、經濟性好，并且母線便于向兩端延伸，擴建方便。缺點：①可靠性差。母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長期停電。②調度不方便，電源只能并列運行，不能分列運行，并且線路側發生短路時，有較大的短路電流。綜上所述，這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負荷的發電廠和變電站中。（2）單母分段接線單母線用分段斷路器進行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當一段母線發生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關分段，任一母線故障時，將造成兩段母線同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關，完成即可恢復供電。這種接線廣泛用于中、小容量發電廠電壓配電裝置，一般每段母線上所接發電容量為12mV左右，每段母線上出線不多于5回；變電站有兩臺主變壓器時的6～10kV配電裝置；35～63kV配電裝置出線4～8回；110～220kV配電裝置出線3～4回。（3）單母線分段帶旁路母線的接線單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。雙母線接線及分段接線（1）雙母線接線雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。每一個電源和出線的回路，都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯絡，通過母線聯絡斷路器來實現。其特點有：供電可靠、調度靈活、擴建方便等特點。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：進出線回數較多、容量較大、出線帶電抗器的6～10kV配電裝置；35～60kV出線數超過8回，或連接電源較大、負荷較大時；110～220kV出線數為5回及以上時。（2）雙母線分段接線為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，當一段工作母線發生故障后，在繼電保護作用下，分段斷路器先自動跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復供電。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電。雙母線分段接線被廣泛用于發電廠的發電機電壓配置中，同時在220～550kV大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。（3）雙母線帶旁路母線的接線雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。 主接線設計原則電氣主接線時發電廠、變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的主要環節。主接線代表了發電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，直接影響運行的可靠性、靈活性，同時對電氣設備的選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關系 。直接影響運行的可靠性、靈活性。 電氣主接線的設計的基本要求，概括的說應包括可靠性，靈活性和經濟性三個方面。（1）可靠性安全可靠時電力生產的首要任務，保證供電可靠時電氣主接線的最基的要求，停損點逼近時發電廠造成損失，而且對國民經濟各部門帶來的損失將更加嚴重，在經濟發達的地區，故障停電的經濟損失時實時電價的數十倍，乃至上百倍，至于導致人身傷亡、設備損壞等等經濟損失和社會影響更是難以估量。因此主接線的接線形式必須保證供電可靠。（2）靈活性電氣主接線應能適應各種運行狀態，并能靈活的進行運行方式的轉換。包括：①操作的方便；②調度的方便性；③擴建的方便性。（3）經濟性在設計主接線時，主要矛盾往往發生在可靠性與經濟性之間。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。經濟性主要從下列幾方面考慮：①節省一次投資；②占地面積；③電能損耗少。 主接線選擇根據原始資料的分析現列出兩種主接線方案。方案一：220kV側雙母接線、110kV側雙母接線、10kV側單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110～220kV出線數為5回及以上時。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調度靈活、擴建方便等特點。110kV出線10回（其中備用2回），110kV側有兩回出線供給遠方大型冶煉廠，其容量為80000kVA，其他作為一些地區變電所進線，其他地區變電所進線總負荷為100MVA。根據條件選擇雙母接線方式。10kV出線12回（其中備用2回），10kV側總負荷為35000kVA，Ⅰ、Ⅱ類用戶占60%，最大一回出線負荷為2500kVA。選擇單母分段接線方式。方案主接線如圖21所示