220kv及10kv變電站設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 公式(5—6)（指斷路器的額定開斷電流、指短路電流的有效值） 短路關合電流的選擇如果在斷路器合閘時線路上已經有一些問題，那么此時關合短路電流就更加困難，為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器額定關合電流應大于短路電流最大沖擊值，即 公式(5—7)（指斷路器額定關合電流、指短路電流最大沖擊值）短路熱穩定和動穩定校驗斷路器的熱穩定是由制造廠給出的斷路器熱穩定時間t內的熱穩定電流表示。在倒閘操作時，斷路器先彈開使線路斷電，之后隔離開關再斷開使之與帶電部分隔離，從而完成任務。（2）按額定電流選擇①熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致損壞，高壓熔斷器的熔管額定電流應大于或者等于熔體的額定電流。 （2）額定電壓、額定電流的選擇 對于電流互感器的電流電壓校驗的具體方法跟斷路器設備的選擇是類似的，都是要保證額定電壓大于或者等于安裝處電壓，電流也一樣。這種設備也有幾種不同的類型，比如電容式結構、電磁式結構等。電壓互感器二次繞組額定電壓通常是100V，但也隨著接線方式的不一樣改變，二次側的信號主要供給測量儀表以及一些保護設備使用。在10kV側，出線側采用兩相電流互感器布置，每相三個。第一種是通過掌握年負荷利用小時數從而進行比較來判定是否可以利用經濟電流密度選擇。熱穩定校驗：短路時間主要包括繼電保護動作時間、斷路器固有分閘時間、斷路器開斷時電弧持續時間三部分，即 =++= 公式(5—13) ：；后備保護為距離保護，；） 公式(5—14) 根據以上數據選擇LW1220/2000型戶外六氟化硫式斷路器 列出有關參數，與計算數據比較，見表53表53 進線側斷路器選型校驗計算數據LW1220/2000型戶外六氟化硫式斷路器 220kV 220kV 2000AI kA 40 kA 100 kA=（） （） 100kA根據上表，可知所選斷路器滿足要求。準確級的選擇為(5P/5P/5P/5P/)。 圖51 加裝限流電抗器后接線簡圖 圖52 化簡后的圖 圖53 化簡圖經計算、則加電抗器后10kV側的短路電流，則，10kV側出線的總負荷是66MVA10kV進線側斷路器具體選擇部分： 公式(5—19)，故短路電流計算時間為=++=則根據以上數據選擇ZN1210/3150型真空斷路器列出有關參數，與計算數據比較，見下表510表510 進線側斷路器校驗計算數據ZN1210/3150型真空斷路器 10kV 10kV 3150AI kA 55 kA 125 kA=（）（） 125kA10kV出線側斷路器具體選擇部分： 公式(5—20)n表示出線回路數根據以上數據，對于出線回路上的斷路器選擇ZN1210/3150型戶內真空式斷路器。 10kV出側電流互感器選擇電流互感器安裝處的電網電壓是10kV，=,，最大工作電流為二次回路電流=4247。 i===（kA） 公式(5—26) = 公式(5—27)求單位長度相間應力 =(5—28) =（N/m）為了增強散熱，2條導體豎放，導體截面系數W= W==( m） 公式(5—29)（導體材料允許應力，硬鋁為7010Pa）導體相間應力 =＜7010Pa 公式(5—30)條間應力計算： 單相單根導體在通過電流的時候，只會收到相間的相互作用力，而不需要考慮條件作用力。由于10kV側是中性點不接地系統，為了引出中性點，還需要一個接地變，但為了節約成本，將站用變與接地變共用。因此，在設計中站用變壓器選用兩臺，每臺站用變壓器接在母線的一條分段上。同時，從經濟性方面考慮，如果應用明備用的方式還要另外多設置一種備用電源，這樣子就使經濟的投入大大提高，所以在本設計中，采用暗備用的方式。當感應雷電流通過線路入侵變電站也會對變電站造成不利的影響，因此在變電所內裝設閥型避雷器以限制雷電波入侵造成過電壓。避雷器主要是通過限制過電壓的辦法以保護電氣設備。在設計過程中遇到最難的問題就是設置變電站電氣總平面布置圖以及配電裝置的布置圖、剖面圖等。張老師淵博的知識以及教學的態度讓我十分敬佩。很感激我的組員平時跟我交流探討在設計中遇到的問題，也讓我學到了一些知識，讓我進一步認識到溝通的重要意義，讓我進一步認識相互學習的重要性。雖然這次設計中，我們所設計的部分不是完全相同，但還是有一部分共同點。我深信這些對我以后的工作甚至是人生都會產生很大的影響。在做畢業設計的過程中，我認識到自己所積累的知識遠遠不夠，為此我翻閱了一些課外的書本像變電站設計手冊、變電站經典設計等，這些書本對我有很大的幫助。避雷針的安裝一般都高于被保護的物體，主要作用就是將雷電流吸引到避雷針本身并安全的將雷電流引入大地，從而保護被保護的物體。在設計中我采用安裝避雷器的方法來防止直擊雷。采用這種方式的原因主要是站用側已經通過雙站用變從外側引接電源進來。本次設計的是大型變電站，并且在10kV側采用的是單母分段的接線方式。并且在設計中考慮到站用變以及電抗器所需占用的空間比較大，因此將他們單獨分離出來。共振校驗導體單位長度的質量 公式(5—23)導體斷面二次矩 公式(5—24) 公式(5—25)取β=1，即不考慮共振影響。3=根據所得的條件查找電流互感器的技術參數，選擇LAJ104000/5型電流互感器。 10kV側設備選擇計算部分 斷路器選擇由于10kV側的短路電流太大，所以需要加裝電抗器。其技術參數如圖表56所示表56 LCW220型電流互感器的技術參數型號額定電流比（A/A）級次組合準確級次二次負荷二次負荷10％倍數1s熱穩定倍數動穩定倍數1級3級D級二次負荷倍數LCW2204300/5D/D/D/D30606024220 該互感器為多匝式互感器，只需校驗內部動穩定。 設備選擇計算體過程 220kV側設備選擇計算部分 斷路器選擇220kV進線側斷路器選擇具體計算：額定電壓和額定電流選擇：斷路器安裝處的電網電壓220kV，電網的最大負荷電流，即=,由于220kV側近似認為是外接無窮大系統，在計算時可以不計非周期分量的影響，采用起始次暫態電流（）進行校驗，即所選斷路器開斷電流要滿足。矩形導體有菱角從而會降低導體的電暈臨界電壓，這是它非常不利的一種條件，一般用于35kV及以下電壓等級的配電裝置中；管型導體機械強度高、集膚效應系數低，適用于110kV及以上電壓等級的配電裝置中。本次設計中在220kV側以及110kV采用的電流互感器三相配置，每相有6個。在實際運行中變壓器低壓側也需要安裝一組電壓互感器，主要是為了滿足同期以及繼電保護的要求。內部動穩定校驗： 或 公式(5—9)為電流互感器動穩定電流，為電流互感器的動穩定電流倍數)外部動穩定校驗： （N） 公式(5—10) 為電流互感器的允許力，L為絕緣子跨距，a為相間距離。 電流互感器的選擇（1）種類和型式的選擇 電流互感器的種類與其他電氣設備相似，都有屋內、屋外之分；并且根據它的安裝的位置、方式等的不同還可分為穿墻式、支柱式等。選擇熔斷器的額定電壓時，不能太高也不能太低，如果選擇的電壓太高或者太低都會對電網的運行帶來不利的影響。隔離開關開合電流的能力是非常低的。額定電壓和額定電流的選擇斷路器的額定電壓、額定電流的選擇需要滿足： 、 公式(5—5)（、分別為斷路器的額定電壓和電網電壓；、分別為斷路器的額定電流和電網的最大負荷電流）開斷電流選擇斷路器出來滿足正常工作條件以外，還應保證在故障時能有效切除故障部分，可靠地切斷最大短路電流。氣體雖然是一種有毒的氣體，但是它有著非常高的絕緣性能，只要在該設備運行期間合理保護，它的性價比還是非常高的。斷路器是一件功能比較強大的設備。在設計的時候正確選擇環境的最高溫度也是非常重要的一個步驟。因為在變電站運行過程中出現的狀態大致有兩種，分別是正常運行狀態以及出現故障的情況。ddd3三點的選取點如圖41圖41 短路點的選取 基準值的計算短路電流的計算方法，通常采用標幺值的近似計算。短路電流將隨短路點的不同而不同。發生短路故障時，短路電流會急劇增大，可能超過額定電流的好多倍，短路電流通過電氣設備的時候會產生大量的熱，帶來嚴重危害。三相短路產生的短路電流可能是正常額定電流的幾十倍，是非常大的、它所帶來的后果也是最嚴重。低壓側出線較多，從經濟性方面考慮，采用單母線分段的接線方式因為在母線連接出需要多加一個斷路器，所以它的一次投入比較大。 各級電壓配電裝置接線方式采用的形式課題設計的變電站中，10kV近期出線20回，遠期出線26回，因此10kV側的接線方式應選擇單母線分段的接線的方式更加有利。帶旁路母線的接線方式可以在很大程度上提高變電站傳送電能而不斷電的能力，但在現階段，電氣一次設備的運行可靠性相對較高，并且使用旁路母線需要增加占地面積、投資，不夠經濟，考慮到這些因素之后，本課題的變電站設計中選擇不使用帶旁路母線接線。8%12111YN,yn0,d111561001005014238第3章 變電所電氣主接線選擇 主接線設計原則 變電所的主接線是指變電所的變壓器、母線、斷路器以及各種設備等形成一定的排序相互配合并與電力系統組合起來，形成一個小整體來完成各種輸電及配電的作用。 主變壓器容量的選擇主變壓器的容量選擇對變電站的各種設備配合以及間距設計有較大的影響。若在運行過程中電壓波動太大需要調整，我們可以通過調節變壓器來間接調節電壓變化幅度。我國現階段220kV變電站的設計中普遍采用普通三繞組變壓器。目前國內電壓等級較高的變電站設計中，一般都是采用三繞組方式的變壓器。若只選擇一臺主變，當它出現故障的時候就會導致斷電以及其他事故的發生，為了防止這類事情的發生，主變的選擇一般需要考慮備用。 課題設計的主要內容本課題選擇220kV變電站為設計對象，設計具有代表性的接線方式、選擇合適的開關設備以及合理設計土建規模等。一般來說變電站都是一次建成的，建完以后更改就顯得十分困難，由此導致在之后的使用過程中變換線路更加困難。國內高電壓等級的變電站，有很大一部分都配有值班人員。在電力系統的運轉中，變壓器是一個非常重要的設備，變壓器主要工作是轉換電壓并連接電網，變壓器的設計顯得非常重要。與國外相比國內在變電站領域的研究還有待提高。目前國內部分開關裝置的廠家將原本需要嚴格操作的開關裝置進行了大量的簡化。第2章 變電所主變壓器的選擇 一般來說，主變壓器的價格都非常高，電壓等級越高主變價格越高。單相變壓器一般適用于500kV及以上電壓等級的發電廠和變電站中。 本課題設計的降壓變電所包含三個電壓等級，故在設計中采用三繞組降壓變壓器。如果選擇了三繞組變壓器，我們還需要考慮一些其他因素才可以讓它并列運行。 主變壓器冷卻方式的選擇油浸式電力變壓器在運行的過程中產生大量的熱量，因此其冷卻方式的采用也顯得非常重要。當其一出線問題的時候，另一臺變壓器可以有能力承擔重要負荷的供電，（課題中取70%）。變電所的電氣主接線其選擇的依據也有很多，首先應該考慮其重要性、近期以及遠期