500KV变电站电气一次部分初步设计2.doc

前前 言言 我们组的设计题目是 500kv 变电所电气一次部分初步设计。 此课题是由指导老师根据某地区 500kv 变电所的相关参数来设 计选题的。我们设计小组根据设计任务书中所提供的变电所的 原始资料，对 500kv 变电所电气一次部分进行初步设计。 在整个制作毕业设计的过程中可以达到培养我们综合运用 所学基础课、技术基础和专业课，分析和解决实际问题的独立 工作能力；巩固、深化和扩大我们在学校所学的基本理论、基 本知识和基本技能；使我们受到综合实际工程设计能力的综合 训练；让我们亲身参与社会生产和学校科研工作的建设，为现 代化建设做出贡献；以及培养学生的培养学生的创新能力和团 队精神，树立良好的学术思想和工作作风的目的。 在此次的设计过程中我们主要查阅的资料有： 电力工程电气设计手册新版发电厂电气部分 电力系统分析 超高电压技术等 毕业设计（论文） 2 目目 录录 摘摘 要要.5 毕业设计任务书毕业设计任务书.6 第一章第一章主变压器的容量、台数及型式的选择主变压器的容量、台数及型式的选择.7 第二节第二节 主变压器型式的选择主变压器型式的选择.8 第三节第三节 主变压器电压调整方式和冷却方式的选择主变压器电压调整方式和冷却方式的选择.11 第二章第二章 电气主接线的选择电气主接线的选择.14 第一节第一节 主接线的设计原理主接线的设计原理.14 第一章第一章 短路电流的计算短路电流的计算.24 第一节第一节 短路计算的目的、规定和步骤短路计算的目的、规定和步骤.25 第二节第二节 高压电器设备选择的一般规定高压电器设备选择的一般规定.27 第三节第三节 短路电流计算短路电流计算.31 第二章第二章 电气设备的选择电气设备的选择.33 第一节第一节 高压断路器的选择计算高压断路器的选择计算.33 第二节第二节 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择.43 设备参数列表设备参数列表.61 型号型号.61 odfpsz-250000/500 .61 相数相数.61 单相单相.61 频率频率.61 50hz.61 冷却方式冷却方式.61 odaf(强油导向风冷强油导向风冷).61 额定容量额定容量(kva).61 250000/250000/60000 .61 联结组标号联结组标号.61 iaoio .61 额定电压额定电压(kv).61 (525/)/(230/)/36.61 额定电流额定电流(a).61 毕业设计（论文） 3 824.8/1882.7/1666.7 .61 空载电流空载电流.61 0.11%.61 负载损耗负载损耗.61 高高/中压侧中压侧 .61 327.6kw .61 高高/低压侧低压侧 .61 75.8kw .61 中中/低压侧低压侧 .61 73.4kw .61 空载损耗空载损耗.61 85.1kw .61 短路阻抗短路阻抗.61 运行方式运行方式.61 以以 250000kva 为基础（为基础（%）.61 最高电压分接最高电压分接.61 额定电压分接额定电压分接.61 最低电压分接最低电压分接.61 高高/中压侧中压侧 .61 13.2.61 12.6.61 13.6.61 高高/低压侧低压侧 .61 44.4.61 中中/低压侧低压侧 .61 29.5.61 29.5.61 30.1.61 油号油号.61 25#变压器油变压器油.61 油重（吨）油重（吨）.61 59.9.61 毕业设计（论文） 4 器身重器身重(吨吨).61 120.0.61 上节油箱重上节油箱重(吨吨).61 14.5.61 充氮运输重（吨）充氮运输重（吨）.61 142.0.61 总重总重(吨吨).61 219.0.61 制造厂家制造厂家.61 保定变压器厂保定变压器厂.61 投运时间投运时间.62 2000 年年 10 月月.62 备注备注.62 本产品共安装风冷却器本产品共安装风冷却器 3 组组,总功率为总功率为 31.6kw,其中一组备用。其中一组备用。 .62 主变编号主变编号.63 #1 主变主变.63 相数相数.63 三相（由三台单相变压器组成，另有一台备用相）三相（由三台单相变压器组成，另有一台备用相）.63 频率频率.63 50hz.63 冷却方式冷却方式.63 odfa（强油导向风冷）（强油导向风冷）.63 接线组别接线组别.63 o-y0 自耦自耦/y0/-12-11 .63 额定容量额定容量(kva).63 750000/750000/180000 .63 断路器的配置和技术规范 .63 致致 谢谢.71 参考文献参考文献.72 主接线图主接线图.73 毕业设计（论文） 5 摘摘 要要 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数， 分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然 后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负 荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 500kv，220kv，35kv 以及站用电的主接线，然后又通过负荷计 算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定 了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及 短路计算的计算结果，对断路器，隔离开关和接地刀闸，母线， 电抗器.绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选 型，从而完成了 500kv 电气一次部分的设计。 关键词关键词：变电站 变压器 接线 abstractabstract 毕业设计（论文） 6 in this paper, on the basis of the mandate given by the system and the load line and all the parameters, load analysis of trends. load growth from the establishment of the need to clarify, and then through the proposed substation on the broad direction and the chuxian to consider and, through the load data analysis, security, economic and reliability considerations, identified 500 kv, 220kv, 35kv and the main electricity station wiring, and then through the load calculation and determine the scope of the main electricity transformer number, capacity and models, but also identify the station transformer capacity and models, finally, in accordance with maximum sustained work of current and short- circuit the calculation the results of the circuit breakers, switches and isolation grounding switch, bus and reactor. insulator casing and through walls, voltage transformers, current transformers for the selection, thus completing the 500 kv electrical a part of the design. keykey words:words: transformer substation wiring 毕业设计（论文） 7 毕业设计任务书毕业设计任务书 一、一、 设计题目设计题目 某 500kv 变电所一次初步设计 二、二、 设计原始资料设计原始资料 1.系统 待设计待设计 500kv 变电站变电站 1.所址情况 变电所位于市郊区、稻田、丘陵，所址地质工程情况良好。五月份测得 土壤电阻率 r=100/m，历年最高气温 38.5 度，最低气温-5 度，历年 平均气温 19 度，年雷暴日 60 个。 1.负荷情况 （1）、500kv 功率 3 回。 （2）、220kv 近期 9 回，远期 2 回，近期线路负荷 2#、3#各为 80mva,4#、5#各为 70mva，7#、8#、9#各为 60mva，10#、11# 各为 75mva， cosa=0.9。其中 1#和 6#为远期线路。对侧均有 电源，其中 5 回朝西，4 回出线朝南引出。 （3）、35kv 无出线，提供站用变，并要求有无功调整装置。 三、三、 设计基础：设计基础： （1）、台数、容量及型式的选择。 （2）、电气主接线的选择。 （3）、所用变的选择。 （4）、短路电流计算及主要设备的选择。 （5）、配电装置的选择。 四、四、 设计成果：设计成果： 1.计算说明书 1 份 1.设计说明书 1 份 1.图纸：电气主接线图 五、五、 参考资料：参考资料： 1.电力工程电气设计手册新版（一） 1.发电厂电气部分 1.电力系统分析 1.超高电压技术 1.其它 毕业设计（论文） 8 第一章第一章 主变压器的容量、台数及型式的选择主变压器的容量、台数及型式的选择 第一节 变压器容量的确定 1主变压器容量的确定 主变压器容量一般按变电所建成后 5 到 10 年的规划负荷选择，并 适当考虑到远期 10 到 20 年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压 器容量应与城市规划相结合。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时其余变压 器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二 级负荷；对于一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器 容量应能保证全部负荷的 70%80%。 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发， 推行系列化、标准化。 2、主变压器台数的确定 （1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况 下，变电所以装设两台主变压器为宜。 （2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时 应考虑装设三台主变压器的可能性。 （3）对于规划只装设两台主变压器的变电所，其变压器基础宜按大 于变压器容量的 12 级设计，以便负荷发展时更换变压器容量。 结论：根据任务选址，变电所位于市郊区、稻田、丘陵，所址地质工程情 况良好，故 500kv 的变电站采用两台主变压器。近期一台，远期一台。 毕业设计（论文） 9 第二节 主变压器型式的选择 1. 主变压器相数的选择 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可 靠性要求及运输条件等因素。特别是大型变压器，尤其需要考察其 运输可能性，保证运输尺寸不超过隧洞、涵洞、桥洞的允许通过限 额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力。 选择主变压器的相数，需考虑的原则：对于 500kv 变电所，除 需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台变压 器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器 为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全 所停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成全所停电。 为此，要经过技术经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压 器。 2. 备用相设置原则 对 500kv 变电所单相变压器组，应考虑一台变压器故障或停电 检修时，对供电及系统工频过电压的影响，经技术经济论证后确定 是否装设备用项。对于容量、阻抗、电压等技术参数相同的两台或 多台主变压器，首先应考虑共用一台备用相。备用相是否需要采用 隔离开关和切换母线与工作相相连接，可根据备用相在替代工作相 投入过程中，是否允许较长时间停电和变电所的布置条件等工程具 毕业设计（论文） 10 体情况确定。 结论：根据以上情况，500kv 的变电所均应选择用三相变压器 （由三台单相变压器组成，另有一台备用相）。 3. 绕组数量和连接方式的选择 变电所主变压器绕组的数量在具有三种电压的变电所中，如通 过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器的容量的 15%以上，或 低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器 宜采用三绕组变压器。 结论：联络变压器一般应选用三绕组变压器，其低压侧绕组可接 高压厂用起动/备用变压器或无功补偿装置。 4. 绕组的连接方式 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列 运行。电力系统采用的绕组连接方式有 y 和，高、中、低三侧绕 组如何组合要根据具体工程来确定。 结论：500kv 电压变压器绕组采用 y 连接. 5. 自耦变压器的选用 对于三绕组变压器，有自耦式、普通式和分裂式三种，它们的 特点如下： 自耦变压器：与普通三绕组变压器相比，在相同容量下，自耦变 压器绕组只有三绕组的（1-1/ka）倍，因此材料省，造价低，铜耗 和铁耗也相应减少，效率提高。但其在用作降压变压器时，又在联 合运行方式下，由于这种运行方式比较复杂，操作较困难，而且在 毕业设计（论文） 11 加大公共绕组的容量来满足负荷的要求时，比较容易引起过负荷。 在者，在电压波动较大时，其调压性能较低。 分裂变压器：分裂绕组变压器一般使用在扩大单元接线中。或 使用在有大过渡功率的变电所中，而本次所设计的变电所属于枢纽 变电所，没有传输功率过渡，尽管其有很多优点，但在此不宜使用。 普通变压器：普通式三绕组变压器可以有很多种运行方式， 灵活可靠，三个绕组的容量可以相等，也可以不等。只要一个绕组 的负荷等于其他两个绕组的负荷的相量和，只要不超过各自的额定 容量。 接线组别:o-y0 自耦/y0/-12-11。 第三节 主变压器电压调整方式和冷却方式的选择 1. 调压方式 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改 变变压器的变比来实现的。切换方式有两种，不带电切换，称为无 激励调压，调整范围通常在5%以内；另一种是带负载切换，称有 载调压，范围达 30%。 2. 设置有载调压的原则如下： 对于 500kv 的降压变压器，仅在电网电压可能 有较大变化的情 况下，采用有载调压方式，一般不宜采用。但电压系统运行确有需 要时，在降压变电所亦可装设单独的调压变压器或串连变压器 毕业设计（论文） 12 3. 调压绕组的位置选择 自耦变压器有载调压方式，有公共绕组中性点侧调压，串连绕 组末端调压及中压侧线端调压。 中性点侧调压适用于容量较小、电压较高变比较大的自耦变压 器中压侧线端调压方式：将有载分接开关直接接于中压侧出线端部 的中压侧线端的调压方式，其最大优点是在高压侧电压保持不变， 中压侧电压变化时，可以按电压身高与降低相应的增加或减少匝数， 保持每匝电势不变，从而保证自耦变压器铁芯磁通密度为一恒定数 值，消除了过激磁现象，使第三绕组电压不至发生波动。如果高压 侧电压变化时，变压器的激磁状态虽然也会发生变化，影响到低压 侧的数值，但这种变化远较中性点调压方式为小，并不会大于电压 变动范围 因此，中压侧线端调压适用于中压侧电压变化较大的情况。如 果自耦变压器主要是将高压侧电能向中压侧传输时，由于低压侧负 荷较小，高压侧电压变化时所受影响不大，亦可采用这种调压方式。 串连绕组末端调压方式使用于大容量自耦变压器、而且高压侧 电压变化较大的情况。 结论：由于本电所中压侧电压变化较大故采用中压侧线端有 载调压方式。 4. 冷却方式的选择 冷却方式一般有：自然风冷、强迫油循环风冷、水冷、强迫油 毕业设计（论文） 13 循环导向风冷。 近年来随着变压器制造技术的发展，在大容量变压器中采用了 强迫油循环导向风冷的冷却方式。它是用潜油泵将冷油压入线圈之 间、线饼之间和铁芯的油