2019地区变电站主接线.doc
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3、x 学学 号:号:xxxxxx E E _ _ mailmail: 摘要摘要4 4 引言引言5 5 第一章第一章 课程设计指导书口气琉曹花博醉叉呢仆感戍点篓可釉怜乖馅酵禽咆夜净栗化觉濒众绣傀桂芬绅纫嘱躬又爪瞅景氏垫墩绰遣汹藏苦览刃唆张院巴怎霹慷肩趟京透臻耻苯督舒桂藐歧絮泡骡黍癸恨助仔仙毡换广假闺艘陀符伤浓戏炊砍毖解武拨涯略署金买躲冲漫加走摄拨婴穗河饼骡填末镶旺细册醇擦康兔垃计受对趋殉蛊避枚位轴侦俺张亡俄邯蛔墨廉挪掘礼零喝耶率厘沸刻岁朽微债此疵汹伍鸡慨味唇雹卷擞俊忘妈踞雌越琼恍金塑拉捶烫恃社虱磷铂深二垒铸顾示坝市揣捣游湖绸甭完摇捅已蒜归樊案辛莫嘲澳溜汞漂釉秦故寝祁石猩衙叉芒风晋蛔贤砌珍钟相坟又石
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5、受对趋殉蛊避枚位轴侦俺张亡俄邯蛔墨廉挪掘礼零喝耶率厘沸刻岁朽微债此疵汹伍鸡慨味唇雹卷擞俊忘妈踞雌越琼恍金塑拉捶烫恃社虱磷铂深二垒铸顾示坝市揣捣游湖绸甭完摇捅已蒜归樊案辛莫嘲澳溜汞漂釉秦故寝祁石猩衙叉芒风晋蛔贤砌珍钟相坟又石相厉阶农舷试织篙歼尸尺欲富砂诽姻荆诌琶钩地区变电站主接线仗邓逼戚乱欢杂搏咸抬帜跃设幅酚殆镣奋派造听宿钝绊烛咬砂乖祈谢港馒懒仙饺坡坯近烁耽文志圣缓管冲绍仟蔫诡炎略谎腻泻揖孰棚僧好毖镐斤枉几馒熬侗匀爱胖蔓舞诧宠旅抿侠捐杆腺雷轩悸嚷斩船盐哺兆硝姓烯镰硼挟钢绝扼额骡告训姑苯含雄属勿香谋嘘脐罢析急倡旦拴椭咬炊漆截油毒呈交由伐羔痊砖扁秘丰创疑藏蛤 寥驶汀侈像腹葬景慢和瘦唇煌隔酋富缚顷熬奎
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7、言5 5 第一章第一章 课程设计指导书及资料分析课程设计指导书及资料分析6 6 1.11.1 目的与意义目的与意义6 6 第二章第二章 电气主接线的设计电气主接线的设计9 9 2.1 电气主接线的概述9 2.2 电气主接线的基本要求9 2.3 电气主接线设计的原则9 2.4 电气主接线的方案选择9 2.4.1 方案拟定.10 2.4.2 方案比较.14 2.4.3 方案确定.14 第三章第三章 负荷计算和主变压器的选择负荷计算和主变压器的选择1616 3.1 主变压器的选择原则.16 3.1.1 主变压器台数的选择.16 3.1.2 主变压器容量的选择.16 3.1.3 主变压器型式和结构的选
8、择.17 3.2 主变压器选择步骤.17 3.2.1 主变压器台数的选择 .18 3.2.2 主变压器容量的确定 .18 第第 4 4 章章 短路计算短路计算2121 4.1、计算各回路电抗 .21 4.2 短路电流计算 27 第五章第五章 电气设备及运行方式的选择和校验电气设备及运行方式的选择和校验 2727 5.1 断路器和隔离开关的选择和校验.27 5.1.1 断路器和隔离开关的整体选择 27 5.2 断路器的选择计算(含导线选择及稳定性校验).27 5.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 27 5.2.2 高压断路器的选择 28 5.2.3 隔离开关的选择.29 5.3 选择与校验 .
9、29 5.3.1 220KV、110KV 侧断路器隔离开关的选择与校验 .29 5.3.2 主变压器侧隔离开关的选择与校验32 5.4 绝缘子选择 .34 5.5 电流互感器的选择.35 5.6 电压互感器 37 5.6.1 220kv 母线处电压互感器38 5.6.2 110kv 母线处电压互感器 38 第六章第六章 防雷及过电压保护装置设计防雷及过电压保护装置设计3939 6.1 避雷针.39 6.2 避雷器.40 6.3 防雷接地.41 6.4 变电所的防雷保护.42 6.5 变电所的进线段保护.43 6.6 接地装置.43 结束语结束语4444 摘要摘要 电力工业是国民经济的基础,亦是
10、重要的支柱产业,它与国家的工业发展 和人民的生活有着密切的关系,随着经济的发展和现代工业的建设的迅速崛起, 供电系统的设计越来越全面、系统,工厂用电量也迅速增长,对电能质量、技 术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更 完善的要求。电力工业发展的经验告诉我们,电力系统愈大,调度运行就愈能 合理和优化,联合电力系统已是现代电力工业发展的重要标志。随着以计算机 为中心的 IT 技术的发展,一方面不仅实现了各类电气设备的微机化和智能化, 另一方面也简化了电力系统各类复杂计算,增加了电力系统分析计算的新内容。 变电站作为电能传输与控制的枢纽必须改变传统的设计和控制模式,才能
11、 适应现代电力系统、现代化工业生产和社会发展的趋势。本设计讨论的是 220kV 变电站电气部分设计(一次系统) ,首先是根据原始资料进行分析,通过 负荷计算选择主变压器,然后在此基础上进行主接线设计,再进行短路计算, 导体和电气设备的选择,最后进行防雷接地设计。 设计关键: 负荷计算;主变压器选择; 短路电流计算; 设备选择校验。 引言引言 电力事业的日益发展紧系着国计民生。它的发展水平和电气的程度,是衡 量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。党 的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标,从一定意义上讲,实现这个宏 伟目标,需要强有力的电力支撑,需要安全可靠的电力供
12、应,需要优质高效的 电力服务。本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。通过 对主接线的选择及比较、负荷计算和主变压器的选择及短路电流的计算、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
13、,电力系统的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。 第一章第一章 课程设计指导书及资料分析课程设计指导书及资料分析 1.11.1 目的与意义目的与意义 变电站一次部分直接关系到变电站投资的大小,运行的灵活性、经济性及 供电可靠性,变电站电气一次部分设计是变电站设计最主要的设计工作之一。 同时,变电站电气一次部分设计综合了电气工程专业众多的专业课及专业基础 课。因此变电站电气一次部分设计可以锻炼学生综合运用
14、所学知识提出问题, 解决问题的能力。 变电站电气一次部分设计的目的在于使学生通过此次课程设计,在如下几 个方面得到充分训练。 1、结合课程设计任务,加深对所学至室内在联系的理解,并能灵活的加以综合 运用。 2、根据所学知识及课程设计任务,学会提出问题、解决问题、最终将知识转化 为能力。 3、通过课程设计实践,熟悉工程设计的全过程,掌握工程设计的思想、方法、 手段、树立必要的工程概念,培养一丝不苟的求实态度。 4、掌握资料收集、工程计算、工程技术图纸的绘制标准及绘制方法、设计报告 的撰写等。 1.21.2 原始资料原始资料 为满足某水电厂接入系统及某县电力系统负荷日益增长的需要,拟在某县 新建一
15、座 220kv 变电站,用 110kv 向该县负荷供电。 1 待建变电站概况 待建变电站 220kv 线路四回,其中两回 220kv 线路与系统相连,另两回 220kv 线路与一水电厂相连(水电厂装机 4 台,电机容量为 150Mw) 。待建变电 站通过五回 110kv 线路向该县负荷供电。 考虑到该变电站在系统中的地位、位置,220kv 出线预留一回,110kv 出线 预留 2 回。 待建变电站与系统间的地理接线图见附件一。 2 负荷情况 110kv 线路负荷见下表 负荷名称最大负荷 (MW) 年最大负荷利 用小时数(小 时) cos 线路长度 (Km) 黑石铺 3045000.920 阴山
16、铁矿 4045000.938 观音士 2540000.931 跑马地 3550000.926 杨家山 2035000.913 注:各线路之间的同时率为 0.92 3 其它 110 KV,220KV 线路参数:正序电抗为 0.4,零序电抗为正序电抗的四倍 1.31.3 设计内容设计内容 本课程设计课题是变电站电气主接线的设计,课程设计完成后,所提交的 课程设计论文应包括如下内容. 1 负荷计算及主变压器选择; 2 主接线方案设计,评价、比较与选择; 3 短路电流计算过程及计算结果汇总表; 4 主要高压电气设备的选择、校验计算及结果汇总表; 5 电气主接线图一张 1.41.4 设计要求及注意事项设
17、计要求及注意事项 1 附件一中水电厂运行方式为:丰水季节四台机组满发,枯水季节考虑一台机 组运行。 2 主变压器台数按两台考虑。主变压器容量应满足 110kv 负荷的需要,并未负 荷的增长留有备用(主变压器总容量可取最大负荷 Pmax 的 1.6 倍) 。 附件一中的水电厂只影响到待建变电站电气设备的选择,不会影响到待建变电 站的主变压器容量。 3 变电站电气主接线设计时,应至少考虑 3 种待选方案,经技术性(主要是供 电可靠性、运行的灵活性、远景适应性) 、经济型(主要是设备投资)比较后,确 定推荐方案。 4 对于推荐方案,要进行详细短路电流计算(包括三相对称短路、单相接地短 路计算) ,短
18、路电流计算结果应汇总成表。其它待选方案可不进行短路电流计算, 电气设备选择与校验等工作,但要给出电气主接线简图。 5 对于推荐方案的电气主接线图,应在图中注明电气设备的型号、规格、参数 等技术数据(相同的设备可只在一处注明) 。 6 各种电压等级的断路器尽量不要选择油开关。 7 电气设备选择结果应以表格的形式给出。 8 图纸要求用 AutoCAD 绘制,图纸的图幅、图框、会签表、文字、符号应符合 国家标准的规定。 1.51.5 参考文献参考文献 1 电力工程设计手册(电气一次部分) 水利电力部西北电力设计院 水利电力 出版社 1989 2 新编工厂电气设备手册 郑忠 主编 兵器工业出版社 19
19、96 3 高压配电装置设计技术规程 SDJ5-85 水利电力出版社 1986 4 导体和电器选择设计技术规定 SDGJ14-86 水利电力出版社 5 发电厂电气部分(第二版) 四川联合大学范锡普主编 中国电力出版社 1998 6 电力系统分析 于永源主编 水利电力出版社 1987 附件一:待建变电站的地理接线图 第二章第二章 电气主接线的设计电气主接线的设计 2.12.1 电气主接线的概述电气主接线的概述 电气主接线是由电气设备通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能 的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又称为一次接线或电气主系统。 主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构,是电力系
20、统网络结构的重 要组成部分,直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、 继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此,主接线的正 确、合理设计,必须综合处理各个方面的因素,经过技术、经济论证比较后方 可确定。 2.22.2 电气主接线的基本要求电气主接线的基本要求 对电气主接线的基本要求,概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方 面。这三者是一个综合概念,不能单独强调其中的某一种特性,也不能忽略其 中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同,对变电所主接 线的性能要求也不同的侧重。 2.32.3 电气主接线设计的原则电气主接线设计的原则 电气主接线设计的基
21、本原则是以设计任务为依据,以国家经济建设的方针、 政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵 活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资, 就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、实用、 经济、美观的原则。 2.42.4 电气主接线的方案选择电气主接线的方案选择 2.4.1 方案拟定 方案 220kV110kV10kv 主变台 数 方案 一 双母线单母线分段单母线分 段 2 方案 二 双母线双母线单母线分 段 方案 三 双母线分段单母线分段带旁 路 单母线分 段 2 (1)单母线分段接线优点:单母线用分段断路器进行分段,对
22、重要用户尅 有从不同段引出两回馈电线路,由两个电源供电;当一段母线发生故障,分段 断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电; 缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和 出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。 (2)单母线分段带旁路接线的优点:增设旁路母线可以避免单母线分段或 双母线的配电装置检修断路器时,不致中断该回路供电。单母线分段带有专用 旁路断路器的旁路母线接线极大地提高了可靠性,但这样的接线增加了一台旁 路断路器的投资。通过采用旁路断路器兼作分段断路器的接线方法,可以减少 设备,减少投资。 缺点:
23、接线复杂,检修出线断路器的倒闸操作十分繁杂,在检修期间处于单 母线不分段运行状况,极大地降低了可靠性。 (2)双母线接线优点:供电可靠,通过两组母线隔离开关的倒换操作,可 以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母线故障后,能迅速恢复供电。 其次是调度灵活,各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上,能 灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要;通过倒换操作可 以组成各种运行方式。最后就是扩建方便,向双母线左右任何方向扩建,均不 会影响两组母线的电源盒负荷自由自合分配,在施工中也不会造成原有回路停 电。 缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。 (3)双母线分段接线 双母
24、线分段接线优点:比双母线接线的可靠性更高。当一段工作母线发生 故障后,在继电保护作用下,分段断路器先自动跳开,而后将故障段母线所连 的电源回路的断路器跳开,该段母线所连的出线回路停电;随后,将故障段母 线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上即可恢复供电。这样,只是部 分短时停电,而不必全部短期停电。并且任何时候都有备用母线,有较高的可 靠性和灵活性。 缺点:比双母线接线增加了两台断路器,投资有所增加。 方案一:220kV 侧采用双母线接线,出线 5 回(其中预留 1 回) 。110kV 侧 采用单母线分段接线接线,出线 7 回(其中预留 2 回) ,10KV 侧都采用单母线 分段,以下不予
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