毕业设计论文110kV变电站电气一次部分电气设计.docx

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1、目录1毕业设计说明书3第1章主变压器的选择31.1 主变压器的选择依据31.2 主变压器容量、台数选择31.3 主变压器形式的选择4第2章电气主接线方案设计52.1 电气主接线设计的基本要求52.2 电气主接线设计的选择原则：62.3 电气主接线设计方案6第3章短路电流的计算说明103.1 短路电流计算的基本假设：IO3.2 短路电流计算方法和步骤103.3 短路点的选取IO3.4 短路电流的计算方法113.5 短路电流的计算结果11第4章设备的选择和校验24.1 电气设备的选择条件24.2 按短路状况校验44.3 具体设备的选择44.3.1高压断路器和隔离开关的选择54.3.2互感器54.3

2、.3熔断器74.3.4避雷器7第5章高压配电装置的电气布置85.1配电装置的定义和要求8第二部分计算书10第6章变电所主变选择106.1主变方案选择10第7章短路电流计算111.1 选择短路电流计算点111.2 三相短路电流计算127 .3不对称短路电流计算15第8章电气设备选择与校验227.1 断路器和隔离开关227.1.1 断路器的选择227.1.2 隔离开关的选择297.2 电流互感器的选择358 .3电压互感器的选择409 .4熔断器的选择4210 5避雷器的选择438. 6母线的选择448.7 绝缘子的选择508.8 穿墙套管的选择518.9 用户线路设计53附录57结语68参考文献

3、56毕业设计说明书第1章主变压器的选择1.1 主变压器的选择依据主变压器是指在发电厂和变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器。主变压器的选择是根据有关电力工程电气设计手册中的规定来完成的，可选择主变压器的台数、容量和形式。设计手册内容选择如下：(1)变电所主变压器容量和台数的选择：变电站主变压器容量，一般应按510年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类及H类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%-80%o(2)

4、变电站主变压器的台数，对于枢纽变电站在中低压侧已经形成环网的情况下，变电站以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，可以设3台主变压器，以提高供电可靠性。1.2 主变压器容量、台数选择(1)变电站计算负荷在变电站主接线设计中是根据计算负荷选择主变压器的容量。负荷调查统计出的变电站供电范围内的所有用电设备的额定容量总和要比实际变动负荷大，因为用电设备实际负荷一般小于其额定容量，而且各种用电设备并非同时运行，其中有些可能在检修。考虑这些因素计算出来的负荷为计算负荷。用计算负荷选择主变压器容量切合实际，待建变电所总负荷计算：S33=6X2+3X4=24(MVA)X2+3X

5、4=24(MVA),S10=2.5X5+2X2+3X3+1.5=27(MVA),考虑电力系统5T0年的发展，设年负荷增长率为5%现有负荷:S=27+24=51(MVA)五年后:S=51(1+5%)s=51X1.276=65.076(MVA)S=65.076(MVA)7O%So=49.445(MVA)(2)确定主变压器的额定容量装设两台等容量变压器的变电站，每台主变压器的额定容量Se应满足70%的最大负荷需要，即Se70%Sh.(MVA)(1-2)Se7O%S11o=49.445(MVA)1.3 主变压器形式的选择选择主变压器形式时,应从相数、绕组数、绕组接线组别、调压方式、冷却方式等方面选择。

6、(1)相数的确定容量为300MW及以下机组单元连接的变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。主要考虑变压器的容量制造水平可靠性要求以及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电所中一般都选用三相变压器。(2)绕组数的确定电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等形式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等形式。具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设

7、备时，均采用三绕组变压器。(3)绕组接线组别的确定变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星形“Y”和三角形两种。我国IIOkV及以上电压，变压器绕组都采用YO连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。(4)调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而，改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压；一种是带负荷切换，称为有载调压。分析原始资料知本变电站采用的是有载调压方式。(5

8、)冷却方式的确定电力变压器的冷却方式有自然风冷却强迫风冷却强迫油循环水冷却强迫油循环风冷却强迫油循环导向冷却。(6)主变压器中性点绝缘水平的选择主变压器中性点绝缘水平有两种情况：全绝缘和分级绝缘。全绝缘：即中性点的绝缘水平与绕组首端的绝缘水平相同。分级绝缘：即中性点的绝缘水平低于绕组首端的绝缘水平。经过分析查表和综合比较，可以选用SFPSZ7-50000/110三绕组变压器表1-1SFPSZ7-50000/110三绕组变压器其额定技术参数:型号额定容量(kVA)额定电压(kV)连接组空载损耗(KW)空载电流(%)阻抗电压(%)高压中压低压高中高低中低SFPSZ7-50000/110500001

9、1081.25%38.52X2.5%11YNyd1171.21.310.517-186.5第2章电气主接线方案设计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。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。2.1电气主接线设计的基本要求1.

10、1.1 可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济发达地区停电的经济损失是实时电价的数十倍，乃至上百倍，至于导致人身伤亡设备损坏产品报废城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，电气主接线必须保证供电可靠性。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，从以下几方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线以及母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对I、H类负荷的供电；发电厂或变电站全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与

11、后果等因素。1.1.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括：操作的方便性、调度的方便性、扩建的方便性。1.1.3 经济性经济性主要考虑：节省一次投资、占地面积少、电能损耗小。1.2 电气主接线设计的选择原则：(1)经济性：变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，如桥形接线，变压器-线路组等，以节省投资；(2)在3560kV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母或单母线分段接线。若连接电源较多，出线较多，负荷较大或处于污秽地区可采用双母线接线；(3)在具有两台主变压器的变电所中，当35220kV线路为2回时，若无特殊要求

12、,该电压主接线可采用桥形接线；(4)610kV配电装置中总出线回路数为六回及以上，每一分段上所接容量不宜超过25MW时可以采用单母线分段接线。(5)在110220kV配电装置中，当线路为不超过2回时，一般采用单母线接线；线路在4回以上时，一般采用双母线接线。(6)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。(7)当SF6等性能可靠，检修周期长的断路器以及更换迅速的手推式断路器时，均可不设旁路设施。1.3 电气主接线设计方案根据本设计的原始数据，各电压等级所采用的接线形式如下：HOkV侧只有两回进线可采用单母分段接线。35 kV侧采用单母分段接线；

13、36 kV侧采用双母线接线；2.3.1 单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，投资低，操作方便，便于扩建，也便于采用成套配电装置；隔离开关仅仅用于检修，不作为操作电器，不易发生误操作。缺点：可靠性不高，不够灵活。断路器检修时该回路需停电，母线或母线隔离开关故障或检修时则需全部停电。适用范围：单母线接线不能作为唯一电源承担一类负荷，在此前提下，a. 610kV配电装置的出线不超过5回时b. 3560kV配电装置的出线不超过3回时c. 11(220kV配电装置的出线不超过2回时2.3.2 单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，有

14、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；两段母线同时故障的几率甚小，可以不考虑。在可靠性要求不高时，也可用隔离开关分段。分段的数目，取决于电源的数量和容量，通常以23段为宜。2.3.3 双母线接线双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。双母线接线具有供电可靠性高、调度灵活、扩建方便的优点。双母线接线广泛用于：出线带电抗器的6IOkV配电装置；3560kV出线数超过8回，或连接电源较大负荷较大时；110220kV出线数为5回及以上时。2.3.4 桥形接线桥形接线分为内桥接线和外桥接线，内桥接线在线路故障或切除、投入时，不影响其余

15、回路工作，并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时要使相应线路短时停电，并且操作复杂。因而该接线一般用于线路较长和变压器不需要经常切换的情况。外桥接线在运行中的特点与内桥接线相反，适用于线路较短和变压器需要经常切换的情况。桥形接线只用3台断路器，比具有4条回路的单母线节省了1台断路器，并且没有母线，投资省，但可靠性不高2.4主接线方案的比较2.4. 1I1okV主接线设计1、方案选择(1)方案一：单母线接线35K(2)方案二：单母线分段接线2、技术比较方案单母线接线单母分段接线优点接线简单、清晰，操作方便。接线简单、清晰，操作方便。可靠性、灵活性较高。缺点可靠性、灵活性差。安装5台开关，开关使用量最多，投资较大。单母线接线投资较小，接线简单，但是考虑到该变电所带有一级负荷，因故应提高