《220kV变电站设计..docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《220kV变电站设计..docx（59页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、本科毕业设计论文题目： 220kV 降压变电站电专业：电气工程及其自动化年级：气局部设计学生姓名： 学 号： 指导教师：220kV 降压变电所AD 变电所设计220kV 降压变电所电气局部设计摘要随着国民经济的快速进展，工业化进程和城镇化建设步伐不断加快 ,电力的需求量也不断增长。电网的供电力气和牢靠性，对区域社会经济的进展是极为重要的。变电站是电力系统中不行缺少的一个重要环节，它担负着电能转换和电能重安排的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站的设计必需表达社会主义的技术经济政策，符合安全牢靠、技术先进、经济合理和确保质量的要求，在本设计中充分表达了这些要求。本论文中主要
2、是电气一次局部的设计说明，其内容括： 1变电所电气主接线设计；2所用电接线设计；3短路电流计算；4主要电气设备选型；5变电所电气总平面布置；6继电保护的配置依据将来经济进展的要求，变电站设计规模为 2180MVA。220kV 线路 2 回；110kV 线路 8 回； 10kV 线路 13 回。是该变电站是地区重要变电站，对地区负荷有巨大意义。设计以中华人民共和国国家进展和改革委员公布的 220500kV 变电所设计技术规程DL-T52182023为标准，以水利电力部西北设计院编制的电力工程电气设计手册一次局部为原则。设计中的设备的技术参数资料来自设备制造商公布的电子样本和参考文献中的相关资料。
3、第一章 原始资料及分析第一节 原始资料第一节 待建变电站的规模、性质待建变电站为终端变电站,拟定 2 台变压器，远景规划三台。本变电站的电压等级分别为 220kV、110kV、10kV。1、系统容量：A 系统：S=2023MVAX=0.322、连接方式：A 系统与待建变电站 D 的距离：130km，导线型号：LGJQ-400以上为双回连接 第二节各保护1、变压器主保护时间：0.5 秒，后备保护时间：3.5 秒2、断路器主保护时间：0.2 秒，后备保护时间：4.0 秒系统图如以以下图所示：第三节设计原始资料1. 电力系统局部(1) 与电力系统联接的接线图示意图电力系统X =0.0104S =10
4、0MVA*j220kVAD 变电所110kV123456180MVA10 kV207654321(2) 本变电所通过两回 220kV 线路与电力系统相连接，并由其供电。(3)系统参数如以下图。第四节 其他原始资料1、 水文、气象确定最高温度为 40；最热月平均气温为 25；年平均温度为 4.7；风向以东北风为主。2、 环境保护站区四周无污染源电压等级用电单位最大负荷MW功率因数回路数供电方式距离kmJ 厂360.92架空55K 厂320.92架空45L 厂350.91架空60110kV钢铁厂250.81架空80石化厂200.851架空70玻璃制造厂220.851架空90备用2有功负荷同时率：0
5、.8，一级负荷 35%，二级负荷 50%，三级负荷 15%。负荷增长率： 7无功负荷同时率：0.9，线损 7，远景规划数 5 年配电站 A2.50.92架空15配电站 B30.852架空10配电站 C2.50.92架空15自来水厂20.851电缆510kV医院20.852电缆3煤气厂10.81电缆3化工厂1.50.81电缆5农药厂1.00.81架空10其它1.20.81电缆5备用2负荷同时率：0.8，一级负荷 30%，二级负荷 40%，三级负荷 30%。所用负荷：计算总容量150kVA其中：一级负荷 20%，二级负荷 30%， 三级负荷 50%。其次节 原始资料分析要求设计的变电站为 220k
6、V 降压变电站，由原始资料可知它有 220kV， 110kV，10kV 三个电压等级，初次一次性建成投产 2 台变压器。220kV 电压等级出线为 2 回。110kV 电压等级出线为 8 回，2 回备用，最大输送功率为170MW，10kV 电压等级的出线 13 回，2 回备用，最大输送功率为16.9MW。由这些数据可以知道各电压等级的出线多，而且该变电站的110kV 一、二级负荷是 85%，10kV 一、二级负荷是 70%。由此可见，该变电站的一、二级负荷所占比例大，负荷也较重，所以应能够保证不管是母线或母线设备检修还是任何一个电源断开后，都不会影响对用户的供电。装有2 台主变压器的变电站，当
7、其中一台事故或检修时，另一台变压器的容量应能保证该站 60%的负荷，在计及过负荷力气后的允许时间内，应能保证用户的一、二级负荷。其次章 设计说明及产品第一节、设计任务：1) 主变及所用变的选择2) 变电所电气主接线设计；3) 短路电流计算；4) 主要电气设备选型；5) 变电所电气总平面布置；6) 继电保护的配置；其次节、设计产品：1. 设计说明书包括计算书；2. 图纸：变电所电气主接线图包括所用变高压接线；3. 图纸：110kV 电气设备断面图第三章 主变压器及所用变选择第一节 变电所主变压器台数、容量、型号的选择一、变压器台数确定：本设计的 220kV 降压变电所，因容量较重，故考虑装设两台
8、，变压器远景规划三台。待设计变电所选择安装两台主变压器，这样一台主变停运时， 另一台主变仍能保证 60%以上负荷正常供电。二、变压器各侧负荷计算：1、10kV 负荷计算：PikW16700QikVar10265PKpPi1+ (1+t)5=0.816700(1+7%)51+7%20230kWQKQQi1+ (1+t)5=0.910265(1+7%)51+7% 13857.75kVarS=24364.7kVAS10Max1= S10Max 10=24364.70.8=19491.76(kVA) S10Max2S10Max1(1+m)519491.76(1+7%)524876.97(kVA)2、1
9、10 kV 负荷计算：PikW170000QikVar127500PKpPi1+ (1+t)5=0.8170000(1+7%)51+7%204000kWQKQQi1+ (1+t)5=0.9127500(1+7%)5 S=266913.87kVAS110Max1= S110Max 110=266913.870.8=213531.1(kVA)1+7%172125kVarS110Max2S110Max1(1+m)5213531.1(1+7%)5299488.4(kVA)3、220 kV 负荷计算：SP10+ P1102+Q10+ Q1102=290076.07(kVA)考虑到负荷同时率 220kV
10、侧最大负荷应为2200.8S220Max1= S220Max 220=290076.070.8=232940.86(kVA)考虑到负荷年增长率 7%待设计变电所按 5 年进展规划则 220kV 侧负荷为S220Max2S220Max1(1+m)5232940.86(1+7%)5297298.12(kVA)三、变压器容量确定：据设计标准“装有两台及以上主变压器的变电所，当一台断开时，其余主变压器容量不应小于 60%的全部符合人，并应保证用产的一、二级负荷，故本设计满足两个条件：1、两台总容量SS220Max22、S60%70%S220Max2S S220Max2297298.12kVA S60%
11、S0.62972912178378.8749kVA查生产名目，选择两台变压器 容量一样，每台容量为 180000kVA 四、主变型式：1、相数选择： 待设计变电所主变压器为 220kV 降压变， 每台容量180000kVA，应选择三相变压器2、 绕组选择：待设计变电全部 220kV、110kV、10kV 三个电压等级且通过变压器每侧的负荷容量占主变容量的百分比 110kV 侧：S110Max2/SN299488.4/218000083.19%15%10kV 侧：S10Max2/SN24876.97/218000016.29%15%依据设计标准“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈功率均
12、达该变压器容量15%以上，变压器承受三线圈变压器”上述两式均大于15%， 应选择变压器为三绕组变压器3、容量比当只有一台变压器运行时：0.6 S110Max2/ SN0.6299488.4/18000099.83%50%0.6 S10Max2/ SN0.624876.97/1800008.29%50%从以上分析得主变压器各绕组的容量比为 100/100/50 4、调压方式承受有载调压5、中性点接地方式本设计 220kV、110kV 均承受中性点直接接地方式10kV 侧：架空线：Ic1UNL/350=10(215+210+215+23+3+5+10)350=3A电缆线：Ic20.1 UNL 电缆
13、0.1105+510A IcIc1+ Ic2=3+10=13A30A由电气专业资料可知：当 10kV 系统对地电容电流小于 30A 中性点可不接地， 本设计 10kV 系统对电容量电流小于 30A 故中性点不接地。6、绕组排列方式：由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。因此选择降压构造，能够满足降压要求，主要依据的依据是电力系统分析，如以下图：低中 高7、接线组别电气设计手册规定：变压器绕组的连接方式必需与系统电压相位全都，否则不能并列运行。由于220kV 系统承受中性点直接接地，110kV 系统承受中性点直接接地，10kV 系统承受中性点不接地，故主变的接线
14、方式承受 YN/Yn0/d-11。8、选取二台型号为 SFPSZ9-180000/220/121/10.5 三相风冷、有载调压、额定容Ud%联结组标量容量安排I0%号高-低高-中中-低KVA180000 100/100/5YN，2514.78.70.30yn0,d11节能型电力变压器。技术参数如下：其次节、 所用电接线的设计第一节 变电所所用电电压等级及接线方式确定变电所的主要所用电负荷是变压器冷却装置包括风扇、油泵、水泵、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气压缩机、油处理设备、检修工具及采暖、通风、照明及供水等。因此，本变电所的所用电压等级确定为380/220V,承受动力和照明混合供电方
15、式。考虑到发生故障时应尽量缩小所用电系统影响范围，并应尽量避开引起全所停电事故，保证变电所正常、事故、检修等运行方式下的供电要求。因此，本变电所应承受两台所用变压器，承受单母线分段接线方式，宜同时供电分列运行，以限制故障的范围，提高供电牢靠性。第二节 变电所所用电源的引接一、所用电源的引接方式1、工作电源：本所承受两台所用变，工作电源引自主变低压侧 10kV I、II 段母线上，低压侧承受单母线分段。2、备用电源：两台工作电源同时供电，分裂运行，互为备用暗备用。第三节 变电所所用变压器台数、容量选择1、所用变压器台数选择为保证供电牢靠性，应设置两台所用变压器，互为备用。2、所用变压器容量，型号
16、选择：（1） 所用电率为:Ky=1.2%（2） 主变压器容量:为 Se=2180=360MVA3所用电负荷为：Sj=KySe=1.2%360=432kVA（4） 选所用变容量为：Sn=2250kVA校 验 ： SS j432= 461.5kVAS I g max所选铝母线满足长期工作发热要求。2、热稳固校验1短路计算时间即等效发热时间t =t + t = t + t +t =0.25Sdzbkdbbgf查变电站设计手册，铝导体长期允许工作温度为 70时，C=87 2热稳定最小截面为：S=min= 19543ICtKdzf870.25 1.025 = 113.71(mm2 ) Sc满足热稳固要求
17、。3、动稳定校验1) 计算条间应力：11f= 5i 2tch10-8 = 5 498352 10-8 = 709.57(N / m)h0.175取衬垫距离 Lt=0.5m, 条间应力:s= 4.16i 2 L2cht10-9498352 0.52= 4.16 10-9= 0.591106 (Pa)tjhWy0.175 25 10-62) 相间允许应力:s= s-sxyytj= (69 - 0.591) 106 = 68.409 106 (Pa)3) 单位长度上相间电动力=1 取母线相间距 a=70cm,chf= 1.73 i 210-7= 1.73 498352x10-7 = 613.8(N
18、/ m)xa0.74） 母线布置方式为水平布置，则截面系数 W=2W =225=50cm3y10 68.409 106 50 10-6613.8绝缘子间最大允许跨距:10sWxyfxL=max= 8.09(m)5） 母线共振校验铝导体共振最大允许跨距为 Lman=1.47m绝缘子间距不得超过 1.47m。取 1.00m 即满足动稳固性要求。第二节主变低压侧10kV支母线选型同上第三节 10kV馈线电缆选型1、按经济电流密度选择 10kV 馈线电缆Sj= I g j(mm 2 )S40003 U cosj3 10.5 0.95I= 231.52 AgeT max=4000h查表得经济电流密度为
19、2.25 S= I gjj= 231.522.25= 102.90(mm 2 )导体工作导体截面允许载流温度校正多根并列mm2量最高允许温度 c系数敷设系数 K5150320901.041所以选择YJV -10 - 3150 型电缆可满足要求，其技术参数如下：2、按长期允许电流校验K =1.04K =1K=K5K =1.04I5=XU(34)kI=1.04320=332.8Ie(34)g.所选电缆满足长期工作发热要求3、热稳定校验1hk r a ln 1 + a(q d - 20)JQ1 + a(q- 20)f20g1短路计算时间即等效发热时间t2) 电缆热稳定系数C =0.25Sdz10-2
20、q= qg0+ (qc-q )( I g0IXU) = 34 + 90 - 34 243.1 = 75C332.8则热稳定系数为:10.934.2 0.811.011.8 10-6 3.9 10-3 ln 1 + 3.9 10-3 (200 - 20)1 + 3.9 10-3 (75 - 20)C =10-2 = 136.833热稳定最小截面为：S=min= 19543ICtkdzf136.830.25 1.01 = 71.77mm 2 Sc满足热稳定要求。第四节10kV高压断路器选型1、主变 10kV 侧进线断路器和隔离开关的选型3 10.51.05 10 4000I=g max= 2309
21、.4( A)短路电流的热效应：(I “ ) 2 +10I 2Q=zt / 2+ I 2zt32.8512 +10 32.8512 + 32.8512t = 0.25 = 32.8512 0.25KA 2 Szt1212选择断路器型号为:VD4M1231-40，满足要求计 算数 据VD4M1231-40U10kv额定电压 Ue10kvIgmax2309.4A额定电流 Ie3150AI”32.851kA额定短路开断电流 Iekd40kAich83.770KA额定短路关合电流 Ieg100KA断路器选择结果表Q32.85120.25KA2.S断路器允许热效应 I2t4024KA2SZTti83.770KAch动稳定电流 idw100KA2、10kV 馈线断路器的选型3 10.5 0.95I=g max4000= 231.52 A选择断路