220kv變電站一次部分設計_畢業(yè)論文-資料下載頁

【導讀】隨著經濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設計越來越全面、系統(tǒng)，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。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(yōu)缺點，根據(jù)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(yōu)的主接線方案；然后根據(jù)題目要求選擇主變壓器的臺數(shù)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。電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中所占的比例逐漸增大,現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的,嚴密的整體。電力系統(tǒng)是我國經濟的重要能源部門,而變電站的設計是電力工業(yè)建設中必不可少的一個項目。

　　

【正文】 已在輸電線路上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電所的母線上,并對于母線有連接的電氣設備構成威脅。在母線上裝設避雷器是限制雷電入侵波過電壓的主要措施。三繞組在正常運行時可能存在只有高、中壓繞組工作低壓繞組開路的情況，這在防雷中帶來了需要特別考慮的問題。在三繞組變壓器中，若低壓繞組開路，則C2很小（僅為其對地電容），靜電分量可能危及低壓繞組的絕緣，故應采取防雷措施。考慮到靜電分量將使低壓繞組三相的電位同時升高，故只要在任一相繞組直接出口處裝設一個避雷器即可[14]。 避雷器的選擇閥式避雷器應按下列條件選擇型式：選擇避雷器型式時，應考慮被保護電器的絕緣水平和使用特點，按下表選擇。表61 避雷器類型型號型式應用范圍FS配電用普通閥型10kV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3~220kV發(fā)電廠、變電所配電裝置FCZ電站用磁吹閥型FCD旋轉電機用磁吹閥型用于旋轉電機、屋內（1）額定電壓Un：Un是避雷器適用的電網電壓等級，選擇是應注意系統(tǒng)中性點的接地方式。避雷器的額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。（2）滅弧電壓：按照使用情況，校驗避雷器安裝地點可能出現(xiàn)的最大導線對地電壓，是否等于或小于避雷器的最大容許電壓（滅弧電壓）。（3）工頻放電電壓：在中性點絕緣或經阻抗接地的電網中。在中性點直接接地的電網中，工頻放電電壓應大于最大運行相電壓的3倍。（4）沖擊放電電壓：，避雷器的最小放電電壓值。（5）殘壓：是10／20us波形的沖擊電流幅值（一般低壓取3kv，高壓取5kv），流過閥片上產生的電壓降。故殘壓的大小與閥片的阻值或片數(shù)有關。 避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器，變壓器中性點接地必須裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間；135kV線路側一般不裝設避雷器。本工程采用220kV、110kV配電裝置構架上設避雷針，10kV配電裝置設獨立避雷針進行直接保護為了防止反擊，主變構架上不設置避雷針。考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器，且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程220kV、110kV系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。（1）220kV側避雷器的選擇和校驗 ①型式選擇： 根據(jù)設計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。②額定電壓的選擇：因此選 FCZ220避雷器，其參數(shù)如下表62：表62 避雷器參數(shù)型號額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電峰值（）不大于（kV）沖擊殘壓不大于（kV）不小于不大于FCZ220220252503580710740③滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：直接接地： ，滿足要求。④工頻放電電壓校驗：下限值：上限值：上、下限值均滿足要求。⑤殘壓校驗：,滿足要求。⑥沖擊放電電壓校驗：，滿足要求。所以，所選FCZ220 型避雷器滿足要求（2）110KV側避雷器的選擇和校驗①型式選擇根據(jù)設計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。②額定電壓的選擇：因此選FCZ110避雷器，其參數(shù)如下表63：表63 避雷器參數(shù)型號額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電峰值（）不大于（kV）沖擊殘壓不大于（kV）不小于不大于FCZ110220126255290345365③滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：直接接地：，滿足要求。④工頻放電電壓校驗：下限值：上限值：上、下限值均滿足要求。⑤殘壓校驗：，滿足要求。⑥沖擊放電電壓校驗：，滿足要求。所以，所選FCZ110 型避雷器滿足要求。(3)10kV側避雷器的選擇和校驗①型式選擇：根據(jù)設計規(guī)定選用FS系列普通閥式避雷器。②額定電壓的選擇：因此，選擇FS—10型磁吹閥式避雷器.表64 FS10主要技術數(shù)據(jù)型式額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電壓峰值（）不大于（kV）沖擊殘壓不大于（kV）不小于不大于FS—101026315050③滅弧電壓校驗：最高工作允許電壓：直接接地： ，滿足要求。④工頻放電電壓校驗下限值：上限值：上、下限值均滿足要求。⑤殘壓校驗：，滿足要求。⑥沖擊放電電壓校驗：，滿足要求。故所選FS—10閥式避雷器合格。 避雷針的配置（1）避雷針的配置原則①獨立式避雷針宜裝設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網連接，但避雷針與主接地網的地下連接點沿接地線的長度不得小于15m。②獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網在地中距離，且，式中為沖擊接地電阻。（2）避雷針位置的確定：首先應根據(jù)變電所設備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設備的電氣距離應符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。①電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000n米的地區(qū)，宜裝設獨立的避雷針。②獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10n。③35kV及以下高壓配電裝置架構或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。④在變壓器的門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于15的要求。 接地設計隨著電力事業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對接地裝置的要求越來越嚴格，變電所接地系統(tǒng)直接關系到變電所的正常運行，更涉及到人身與設備的安全。然而由于接地網設計考慮不全面、施工不精細、測試不準確等原因，近年來，發(fā)生了多起地網引起的事故，有的不僅燒毀了一次設備，而且還通過二次控制電纜竄入主控室，造成了事故擴大，故接地網對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行起到非常重要的作用。 接地設計的原則按接地裝置內、外發(fā)生接地故障時，經接地裝置流入地中的最大短路電流所造成的接地電位升高及地面的電位分布不致于危及人員和設備的安全，將變電站范圍的接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內的原則，進行本變電站接地裝置的設計。由于變電站各級電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設計中要滿足電力行業(yè)標準DL/T6211997《交流電氣裝置的接地》中是非常困難的。，而是允許放寬到5，但這不是說一般情況下，接地電阻都可以采用5，接地電阻放寬是有附加條件的，即：防止轉移電位引起的危害，應采取各種隔離措施。考慮短路電流非周期分量的影響，當接地網電位升高時，310kV避雷器不應動作或動作后不應損壞。應采取均壓措施，并驗算接觸電位差和跨步電位差是否滿足要求,施工后還應進行測量和繪制電位分布曲線。在接地故障電流較大的情況下，為了滿足以上要求，還是得把接地電阻值盡量減小。，也不是5，而應根據(jù)工程的具體條件，在滿足附加條件要求的情況下，不超過5都是合格的。 接地網型式選擇220kV及以下變電站地網網格布置采用長孔網或方孔網，接地帶布置按經驗設計，水平接地帶間距通常為5m～8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強分流處裝設垂直接地極外，～3m的垂直接地極，進所大門口設帽檐式均壓帶，接地網結構是水平地網與垂直接地極相結合的復合式地網。長孔與方孔地網網格布置尺寸按經驗確定，沒有輔助的計算程序和對計算結果進行分析，設計簡單而粗略。因為接地網邊緣部分的導體散流大約是中心部分的3～4倍，因此，地網邊緣部分的電場強度比中心部分高，電位梯度較大，整個地網的電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經濟性差。在220kV及以下的變電工程中采用長孔網或方孔網，因為入地故障電流相對較小，地網面積不大，缺點不太突出。而在500kV變電站采用，上述缺點的表現(xiàn)會十分明顯，建議500kV變電站不采用長孔或方孔地網。 7 結論與展望本設計是220kV變電站一次部分設計，我經歷了從收集資料、設計、繪圖的整個過程。三個月的時間既充實又緊張，設計過程中，我獲得了綜合運用過去所學到的大部分課程知識進行設計的基本能力。在設計期間，自己動手查閱了大量的資料，一方面，充分地檢驗自己的設計能力，豐富了自己在電氣設計特別是變電站設計方面的知識，為自己將來從事該專業(yè)的工作打下了堅實的基礎；另一方面，使我體會到進行設計或科研等方面的工作，需要具備嚴謹求實、一絲不茍精神。這次的設計，我最大的收獲就是學到了變電站的設計步驟與方法，以及學會了如何使用資料。通過這次畢業(yè)設計，使我的知識體系更具整體性、靈活性。為我將來在實際工作中的需要奠定了堅實的基礎。對于我這次的變電所設計，無論是從短路電流的計算來講，還是從主變的容量、臺數(shù)、電氣主接線的形式、高壓電氣設備的選擇等來講，都使我對專業(yè)知識有了系統(tǒng)的掌握，使這些本來散亂的知識聯(lián)系到了一起，使我對變電所的概念有了更清晰、更深刻的認識。我也將會在今后的工作學習中不斷充實自己，不斷完善自己的專業(yè)知識，為自己的發(fā)展打下堅實的基礎。由于所學知識和時間有限，加上缺乏實踐經驗，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，敬請各位專家和老師批評指正。在設計期間，指導老師給了我悉心指導，幫我解決了很多技術困難，使我能順利完成設計任務，在此表示衷心地感謝！致謝本設計的順利完成，自己付出了許多勞動，同時最重要的是與老師的悉心指教是分不開的。在本論文的寫作過程中，我的導師劉老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的其他老師以及關心我的同學和朋友。在設計的整個過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下解決了，另外在圖書館查閱資料的時候，圖書館老師也給我提供了很多方面的支持與幫助，向幫助和指導我的各位老師表示最忠心的感謝！感謝我的同學與朋友，在我寫論文的過程中給與我很多素材，還在我撰寫和排版等過程中提供熱情的幫助。我在設計過程中不但學會了勤奮求實的工作精神，更懂得了待人的品質。這一切將在我以后的工作生涯中起著重要的作用。通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《220kV變電站一次部分設計》終于完成了，這意味著大學生活即將結束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。最后再次向幫助和指導我的各位老師以及幫助我的同學表示最忠心的感謝！參考文獻[1] [M].中國電力出版社，2004[2] —，1996[3] [M].科學出版社，2002[4] [M].中國電力出版社，1989[5] [M].中國電力出版社，1998[6] [M].中國電力出版社，1999[7] [M].中國電力出版社，2001[8] [M].中國水利水電出版社，2001[9] Network munications Fechonlogy Ata Elahi[M].科學出版社，2002[10] [M].中國電力出版社，2002[11] [M].高等教育出版社，2004[12] 劉吉來，[M].中國水利水電出版社，2004[13] [M].中國電力出版社，2005[14] Kuffel Eundemnetals[M] new York, pergamon press,1984[15] [M].重慶大學出版社，2003[16] Naildu MS. et al. Hingvoltage Engineering[M]. New Delhi Tata McGrawHill,1982[17] [M].華中科技大學出版社，2002