变电站项目设计计划书.doc

1 变电站项目设计计划书变电站项目设计计划书 目录目录 绪论绪论 任务书任务书 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 3 第一章第一章 变电所主接线确定变电所主接线确定 3 一 220KV 电气主接线设计 3 二 110KV 电气主接线设计 4 三 10KV 电气主接线设计 5 四 站用电电气主接线设计 5 第二章第二章 变压器选择变压器选择 6 一 110KV 侧总负荷计算 6 二 10KV 侧总负荷计算 6 三 站用电负荷计算 6 四 主变台数 容量和型式的确定 7 五 所用变压器台数 容量和型式的确定 7 第三章第三章 最大持续工作电流及短路电流计算最大持续工作电流及短路电流计算 8 一 短路电流计算 8 二 最大持续工作电流 11 第四章第四章 主要电气设备选择主要电气设备选择 13 一 高压断路器 隔离开关的选择 13 二 限流电抗器的选择 18 三 母线的选择 18 第二篇第二篇 计算说明书计算说明书 22 第二章第二章 变压器选择变压器选择 22 2 一 主变选择 22 第三章第三章 最大持续工作电流及短路电流计算最大持续工作电流及短路电流计算 23 一 短路电流计算 23 第四章第四章 主要电气设备选择主要电气设备选择 31 一 高压断路器 隔离开关的选择 31 四 母线的选择 34 第三篇第三篇 接线图和配置图接线图和配置图 36 见附图 36 第四篇第四篇 设计心得设计心得 37 参考文献参考文献 38 摘要摘要2 引言引言 4 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 5 第一节 变电站主接线选定方案 5 第二节 变压器选定方案 6 第三节 断路器与隔离开关选定方案 6 第四节 母线选定方案 8 第二篇第二篇 设计计算书设计计算书 9 第一节 电气主接线 9 第二节 主变压器选择 17 第三节 设备型号选择 19 断路器与隔离开关的选择 22 母线的选择 27 设计心得体会设计心得体会 31 摘要摘要 由发电 变电 输电 配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统 它的 功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能 再经输 变电系统及 配电系统 将电能供应到各负荷中心 电气主接线是发电厂 变电所电气设计的 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 变电所本身的运行的可靠性 灵活性和经济性密切相关 并且对电气设备选 择 配电装置配置 继电保护和控制方式的拟定有较大的影响 电能的使用已经 渗透到社会 经济 生活的各个领域 在国民经济中的地位越来越高 本文是对 220KV 电压等级变电所一次部分的初步设计 主要完成了电气主接线的设计 包 括电气主接线的形式的比较 选择 主变压器 启动 备用变压器和高压厂用变 压器容量计算 台数和型号的选择 短路电流计算和高压电气设备的选择与校验 关键词 变电所 电气部分 变压器 主接线设计 电气设备 3 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 ABSTRACTABSTRACT By power generation the substation transmission and distribution and power consumption of links such as electric power production and consumption system It s the function of the nature a energy through the power generation power device into electrical energy then after losing power distribution system and distribution system electric power supply to the load center The main electrical wiring is power plants substation electrical design s first part also be constitute the important link of the power system The determination of the wiring in power system and power plants whole substation of the reliability of the operation itself flexibility and economy closely related And for electrical equipment selection power distribution equipment configuration relay protection and control of the recommended way to have a major influence The use of electricity has penetrated into society economy life in all areas in the position of the national economy is getting higher and higher This paper is to 220 KV substation voltage level is a part of the preliminary design the main finished the design of the main electrical wiring Including the main electrical wiring form of comparison choice The main transformer start standby transformers and high pressure factory with the transformer capacity calculation the Numbers and types of choice Short circuit current calculation and the high voltage electrical equipment choice and calibration KeyKey wordswords converting station Electrical part transformer The Lord wiring design Electrical equipment 4 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 引言引言 在高速发展的现代社会中 电力工业在国民经济中有着重要作用 它不仅全 面地影响国民经济其他部门的发展 同时也极大的影响人民的物质与文化生活水 平的提 高 一 设计在工程建设中的作用 设计工作是工程建设的关键环节 做好设计工作对工程建设的工期 质量 投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益 起着决定性作 用 设计是工程建设的灵魂 设计的基本任务是 在工程建设中贯彻国家的基 本建设方针和技术经济政策 做出切合实际 安全实用 技术先进 综合效益好 的设计 有效的为电力建设服务 5 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 二 设计工作应遵循的主要原则 1 遵守国家的法律 法规 贯彻执行国家的经济建设方针 政策和基 本建设程序 特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针 2 要运用系统工程的方法从全局出发 正确处理中央与地方 工业与农业 城市与 乡镇 近期与远期 技改与新建 生产与生活 安全与经济等方面的关 系 3 要根据国家规范 标准与有关规定 结合工程的不同性质 要求 从实 际情况出 发 合理确定设计标准 4 要实行资源的综合利用 节约能源 水源 保护环境 节约用地等 三 设计的基本程序 设计要执行国家规定的基本建设程序 工程进入施工阶段后 设计工作还要 配合 施工 参加工程管理 试运行和验收 最后进行总结 从而完成设计工作 的全过程 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 第一节第一节 变电站主接线选定方案变电站主接线选定方案 变电站电气主接线是指变电站的变压器 输电线路与电力系统相连接的形 6 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 式 从而完成输配电任务 变电站的主接线是电力系统接线组成中的重要组 成部分 主接线的确定 对电力系统的安全 稳定 灵活 经济运行以及变 电站电气设备的选择 配电装置的布置 继电保护和控制方法的拟定将会产 生直接的影响 根据对原始资料的分析 现将各电压等级可能采用的较佳方案列出 进而 以优化组合的方式 组成最佳可比方案 电压等级主接线形式断路器型号母线型号隔离开关型号 220KV双母线带旁 路 LW2 220 LW 2 GW6 220D 1000 50 110KV双母线带旁 路 SW3 110G 1200 GW4 110 1250 10KV双母线分段ZN12 10 2500GN2 10 3000 7 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 第二节第二节 变压器选定方案变压器选定方案 主变压器 两台无励磁调压三绕组变压器220KV 站用变压器 两台 80KW 的双绕组变压器供给站用变 变压器技术参数 序 号 型号 额定容量 kvA 容量 比 额定 电压 kv 连接 组标 号 空载损 耗 kw 空载 电流 阻抗 电压 1 SFPS7 150000 2 20 150000 100 1 00 50 220 121 11 Yn d1 1 yn0 178 0 7 14 2 3 7 2S9 80 1080 10Y yn 0 25 2 44 第三节第三节 断路器与隔离开关选定方案断路器与隔离开关选定方案 220KV 侧 计算数据 LW2 220 型断路器 6 SF型 GW6 220D 1000 50 隔 离开关 NS U 220kVN U 220kVN U 220kV max I 660 2AN I 2500AN I 1000A I 3 17kANbr I 31 5kA tk I 2 446kANcl I 80kA 2 tk I 2 57kA sh i 8 53kA es i 50kA es i 50kA 8 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 k Q 26 00 skA 2 tIt 2 55 932 skA 2 tIt 2 55 932 skA 2 110KV 侧 计算数据 SW3 110G 1200 型断 路器 少油型 GW4 110 1250 隔离开 关 NS U 110kVN U 110kVN U 110kV max I 980 5AN I 1200AN I 1250A I 3 28kANbr I 15 8kA tk I 3 77kANcl I 41kA 2 tk I 3 46kA sh i 8 81kA es i 41kA es i 50kA k Q 15 76 skA 2 tIt 2 998 56 skA 2 tIt 2 2000 skA 2 10KV 侧 计算数据 ZN12 10 2500 型断 路器 真空型 GN2 10 3000 隔离开关 NS U 10kVN U 10kVN U 10kV max I 1995AN I 2500AN I 3000A I 24 58kANbr I 31 5kA tk I 26 4kANcl I 80kA 2 tk I 26 56kA sh i 66kA es i 80kA es i 100kA 9 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 k Q 2785 skA 2 tIt 2 2976 75 skA 2 tIt 2 12500 skA 2 第四节第四节 母线选定方案母线选定方案 220KV 侧 D d 2 mm最高温度下 载流量 A 截面系数 W 3 cm 惯性系数 cm 惯性距 4 cm 30 252165651 370 9762 06 110KV 侧 D d 2 mm最高温度下 载流量 A 截面系数 W 3 cm 惯性系数 cm 惯性距 4 cm 60 5453910727 292 0221 9 单条长期存放允许载流 量 A 双条长期存放允许载流 量 A 三条长期存放允许载流 量 A H b mm mm 平放竖放平放竖放平放竖放 80 8124913581858202023552560 第二篇第二篇 设计计算书设计计算书 10 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 第一节第一节 电气主接线电气主接线 一 一 电气主接线的意义和要求电气主接线的意义和要求 电气主接线是发电厂 变电所电气设计的重要部分 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 变电所本身运行的可靠性 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 方式的拟定有较大影响 因此 必须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 决定于电压等级和出线回路数 电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路 是发电厂和变 电所最重要的组成部分之一 对安全可靠供电至关重要 因此设计的主接线必须 满足如下要求 1 满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求 2 接线简单 清晰 操作简便 3 必要的运行灵活性和检修方便 4 投资少 运行费用低 5 具有扩建的可能性 二 接线方式选择二 接线方式选择 220KV 电压等级主接线选择 电压等级主接线选择 备选方案 备选方案 1 双母线 双母线接线有 2 组母线 并且可以互为备用 它的特点是 供电可 靠 调度灵活 扩建方便 能广泛用于出线带电抗器 6 10KV 配电装置 35 60KV 出线数超过 8 回 或连接电源较大 负荷较大时 110KV 220KV 出线为 4 回及以 上时 11 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 2 母线分段 用于缩小母线故障的停电范围 分段短路器将母线分为 WI 段和 WII 段 每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连 电源和出线回路均 匀的分布在两段工作母线上 优点是可靠性比双母线接线更高 并且具有很高的 灵活性 3 双母线带专用旁路 用旁路断路器代替检修中的回路工作 使该回路不致停 电 12 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 4 双母线分段带专用旁路断路器 当 110KV 出线在 6 回以上 220KV 出线在 4 回以上 宜采用带专用旁路断路器的旁路母线 分段带旁路 集合了分段和旁路 的优点 所以 综合了可靠性 灵活性和经济性三方面来看 220KV 部分的母线接线 方式还是选择双母线接线方式 13 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 110KV 电压等级主接线方案选择 电压等级主接线方案选择 备选方案 备选方案 1 双母线 双母线接线有 2 组母线 并且可以互为备用 它的特点是 供电可 靠 调度灵活 扩建方便 能广泛用于出线带电抗器 6 10KV 配电装置 35 60KV 出线数超过 8 回 或连接电源较大 负荷较大时 110KV 220KV 出线为 4 回及以上时 2 双母线分段 用于缩小母线故障的停电范围 分段短路器将母线分为 WI 段 和 WII 段 每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连 电源和出线 回路均匀的分布在两段工作母线上 优点是可靠性比双母线接线更高 并且 具有很高的灵活性 14 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 3 双母线带专用旁路 用旁路断路器代替检修中的回路工作 使该回路不致停 电 4 单母线分段带旁路 出线较多 采用分段形式 带旁路可以使在检修时用旁 路断路器代替出线短路器 使出线工作可靠性提高 15 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 由于 110KV 的出线回路有 8 回预留 2 回 共有 10 回线路 对用电可靠性 要求比较高 综合了可靠性 灵活性和经济性三方面来看 所以决定采用双母 线带专用旁路接线方式 10KV 电压等级主接线方案选择 电压等级主接线方案选择 备选方案 备选方案 1 双母线 双母线接线有 2 组母线 并且可以互为备用 它的特点是 供 电可靠 调度灵活 扩建方便 能广泛用于出线带电抗器 6 10KV 配电装置 35 60KV 出线数超过 8 回 或连接电源较大 负荷较大时 110KV 220KV 出线为 4 回 及以上时 16 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 2 双母线分段接线 双母线分段较双母线方案运行方式更灵活 在出现较 多时宜采用 3 双母线分段带旁路 旁路断路器兼做旁路断路器 双母线用于缩小母线 故障的停电范围 分段短路器将母线分为 WI 段和 WII 段 每段工作母线用各自 17 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 的母线断路器与备用母线相连 电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线 上 带旁路可以在故障时用旁路断路器代替出线断路器 提高供电可靠性 分段短路器兼做旁路断路器可以节省投资 4 单母线分段带旁路 单母线分段接线接线适用于 小容量发电机电压配 电装置 一般每段母线上所接发电机容量为 12MW 左右 每段母线上出线不多于 5 回 变电站有两台主变压器时的 6 10kv 配电装置 35 63KV 配电装置出 线 4 8 回 110 220KV 配电装置出线 3 4 回 带旁路后极大提高了供 电可靠性 18 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 基于 10KV 的出线回路有 12 回预留 2 回 共有 14 回线路 出线回路数较 多 对用电可靠性要求比较高 综合了可靠性 灵活性和经济性三方面来看 所以决定采用双母线分段接线方式 第二节第二节 主变压器选择主变压器选择 一 主变压器台数的选择一 主变压器台数的选择 根据原始资料 本变电站为 220KV 降压变电站 负荷重 出线多 所以考虑 用两台主变压器 有两台主变压器 可保证供电可靠性 避免一台变压器故障或 检修时影响对用户的供电 二 二 主变压器容量的确定主变压器容量的确定 1 1 选择原则 选择原则 1 主变压器容量一般按变电站建成后 5 10 年的规划负荷选择 并应考虑 变压器正常工作和事故时过负荷能力 19 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 2 根据变电站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站 应考虑当一台变压器停运时 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对一 二级负荷的供电 2 2 主变容量确定 主变容量确定 根据选择原则和已确定选用两台主变压器 主变压器总容量可取最大负荷 PMAX的 1 6 倍 且计及每台变压器有 40 的过负荷能力 当一台变压器单独运行 时能满足 70 的负荷的电力需要 计算所有负荷大小 根据所给资料得出 110KV 侧的负荷 110 42 0 89 54 0 89 30 0 89 22 0 91 32 0 85 20 0 85 0 82 186 08MVA 10KV 侧负荷 S10 3 5 0 85 3 0 85 2 5 085 3 0 85 2 5 0 85 5 0 85 2 5 0 85 3 5 0 85 3 0 85 4 0 85 5 0 85 0 82 34 57MVA 所以总负荷 S S110 S10 220 65MVA 站用负荷 Sz 0 2 20 14 1 4 1 7 1 7 23 1 7 21 20 1 1 20 10 136KW 站用负荷小于总负荷的 1 可忽略不计 选用两台三绕组变压器 连接三个电压等级 同时互为备用 这样可以保证供电 的可靠性 按一台变压器退出运行时 另一台至少带剩余负荷的 70 考虑变压器容量 70 S 144 所以选用两台额定容量为 150MVA 的三绕组变压器 三 变压器型式的选择三 变压器型式的选择 1 1 主变压器的选择 主变压器的选择 1 相数的选择 变压器的相数有单相和三相 主变压器是采用三相还是单相 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 规程上规定 当不受运输条件 限制时 在 330KV 及以下的发电厂用变电站 均选用三相变压器 同时 因为单 20 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 相变压器组相对来讲投资大 占地多 运行损耗也较大 而不作考虑 本变 电站为一个 220KV 降压变电站 所以应选用三相变压器 2 绕组数 绕组的形式主要有双绕组和三绕组 规程上规定在选择绕组形式时 一般应 优先考虑三绕组变压器 因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助 设备 比两台双绕组变压器都较少 同时三绕组变压器比同容量的双变压器价格 要贵 40 50 对深入引进负荷中心 具有直接从高压变为低压供电条件的变电 站 为简化电压等级或减少重复降压容量 可采用双绕组变压器 根据本变电站 的实际条件选择三绕组变压器 3 绕组接线组别 变压器三绕组的接线组别必须与系统秒年电压相位一直 否则 不能并列运行 电力系统采用的组别接线方式只有星行 Y 和三角形 d 两种 因此 变压器 三绕组的连接方式应根据具体工程来决定 在发电厂和和变电站中 一般考虑系 统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素 根据以上变压 器绕组连接方式的原则 主变压器接线组别一般选用 YN d11 常规接线 因此选 用连接组别为 YN n0 d11 的三绕组变压器 其主变压器的参数为 无励磁调压三绕组变压器 220KV 注 1 容量分配升压组合为 100 50 100 降压组合为 100 100 50 2 表中阻抗电压为 100 额定容量时数值 第三节第三节 设备型号选择设备型号选择 一 短路电流计算的目的一 短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的设计中 短路计算是其中一个重要环节 其计算的目的 主要有以下几个方面 1 电气主接线的比较 21 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 2 选择导体和电气设备 3 在设计屋外高型配电装置时 需要按短路条件校验软导线的相间 和相对地的安全距离 4 在选择继电保护方式和进行整定计算时 需以各种短路是的短路电流 为依据 5 接地装置的设计 也需要用到短路电流 二 短路电流计算条件二 短路电流计算条件 1 基本假定 基本假定 1 正常工作时 三相系统对称运行 2 所有电源的电动势相位角相同 3 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行 4 短路发生在短路电流为最大值的瞬间 5 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流 6 除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外 元件的电阻 都略去不计 7 元件的计算参数均取其额定值 不考虑参数的误差和调整范围 8 输电线路的电容忽略不计 2 一般规定 一般规定 1 验算导体和电气设备动 热稳定以及电气开断电流所用的短路电流 应本工程设计规划容量计算 并考虑远景的发展计划 2 选择导体和电气设备用的短路电流 在电气连接的网络中 用考虑具 有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响 3 选择导体和电气设备时 对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正 常接线方式时短路电流为最大的地点 4 导体和电气设备的动 热稳定以及电气设备的开断电流 一般按三相 短路验算 短路电流的计算短路电流的计算 22 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 B3 B2 B1 0 419 0 2938 0 255 a 0 11 0 11 Ef 0 0571 设 1 所以 U 0 255 0 255 1B I B1B I 2B I868 0 2938 0 B U 所以 B I868 1 21 BB II 362 0 0571 0 BBA IUU 864 0 419 0 3 A B U I 则 所以732 2 3 BBA III Af UE 1 220kv 短路时 所以 220KV 母线短路时04 8 531 2 535 2 975 2 I 有名值 KA U S I B B 17 3 3 1 110KV 短路时 则 110KV 母线短路时有KAI28 3 计算电抗 I 362 0 1 f X 2 975 419 0 2 f X 2 535 419 0 3 f X 2 531 计算电抗 I 663 0 1 f X 1 600 764 0 2 f X 1 381 767 0 3 f X 1 380 23 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 则 10KV 母线短路时有KAI98 2 断路器与隔离开关的选择断路器与隔离开关的选择 220kv 侧断路器过程侧断路器过程 1 最大持续工作电流 2 606 2203 6 22005 1 3 05 1 cos3 05 1 max N B N N U S U P I 根据母线 NS U max I及安装位置重要性 查 电力工程电气设备手册 上册 电力工业部西北电力设计院 表 4 47 LW2 220 型 6 SF断路器 额定开断时间 in t 0 05s 燃弧时间 a t 0 03s stttt ainprk 08 4 03 0 05 0 4 2 由于stk1 不计非周期热效应 短路电流热效应 k Q等于周期热效应 p Q t 0t 4 08t 2 04 1fs X 0 362 2 9752 2502 109 2fs X 0 417 2 5312 1512 052 3fs X 0 419 2 5312 1512 052 kAI17 3 2203 150 531 2 531 2 975 2 kAItk57 2 2203 150 151 2 151 225 2 kAItk446 2 2203 150 052 2052 2 109 2 2 skAt III Q k tktk k 2 2222 2 22 00 2608 4 12 57 2446 2 1017 3 12 10 计算电抗 I 96 0 1 f X 1 094 96 0 2 f X 0 945 96 0 3 f X 0 940 24 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 ssttt inprk 1 011 005 006 0 1 故用 I 检测 nbr I 冲击电流为kAIIsh53 817 369 2 29 1 计算数据 LW2 220 型断路器 6 SF型 GW6 220D 1000 50 隔 离开关 NS U 220kVN U 220kVN U 220kV max I 660 2AN I 2500AN I 1000A I 3 17kANbr I 31 5kA tk I 2 446kANcl I 80kA 2 tk I 2 57kA sh i 8 53kA es i 50kA es i 50kA k Q 26 00 skA 2 tIt 2 55 932 skA 2 tIt 2 55 932 skA 2 考虑到变压器过载运行 过载系数运行47 1 150 220 可行AAI250011 89147 1 2 606 max 110kv 侧断路器过程侧断路器过程 2 最大持续工作电流 A U S U P I N B N N 5 980 1153 18605 1 3 05 1 cos3 05 1 max 根据母线 及安装位置重要性 查 电力工程电气设备手册 NS U max I 上册 电力工业部西北电力设计院 表 4 47SW3 110G 1200 型少油 断路器 额定开断时间 0 07s 燃弧时间 0 06s in t a t stttt ainprk 13 4 06 007 0 4 2 25 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 由于 不计非周期热效应 短路电流热效应等于周期热stk1 k Q 效应 p Q t 0t 4 08t 2 04 0 663 1fs X 1 6001 8191 621 0 764 2fs X 1 3811 5961 484 0 767 3fs X 1 3801 596 1 484 kAI28 3 1153 150 380 1381 1 600 1 kAItk77 3 1153 150 596 1 596 1819 1 kAItk46 3 1153 150 484 1484 1621 1 2 skAt III Q k tktk k 2 2222 2 22 76 1513 4 12 77 346 3 1028 3 12 10 故用检测ssttt inprk 1 011 0 05 006 0 1 I nbr I 冲击电流为kAIIsh81 828 3 69 2 29 1 计算数据 SW3 110G 1200 型断 路器 少油型 GW4 110 1250 隔离开 关 NS U 110kVN U 110kVN U 110kV max I 980 5AN I 1200AN I 1250A I 3 28kANbr I 15 8kA tk I 3 77kANcl I 41kA 2 tk I 3 46kA 26 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 sh i 8 81kA es i 41kA es i 50kA k Q 15 76 skA 2 tIt 2 998 56 skA 2 tIt 2 2000 skA 2 考虑到变压器过载运行 过载系数运行86 1 100 186 可行AAI1200887 max 10kv 侧断路器过程侧断路器过程 3 最大持续工作电流 A U S U P I N B N N 1995 5 103 57 3405 1 3 05 1 cos3 05 1 max 根据母线 及安装位置重要性 查 电力工程电气设备手册 NS U max I 上册 电力工业部西北电力设计院 表 4 47 ZN12 10G 2500 型真空 断路器 额定开断时间 0 06s 燃弧时间 0 015s in t a t stttt ainprk 075 4 06 0015 0 4 2 由于 不计非周期热效应 短路电流热效应等于周期热效应stk1 k Q p Q t 0t 4 08t 2 04 0 96 1fs X 1 0941 21 2 1 106 2fs X 0 9451 011 01 1 11 3fs X 0 9401 01 1 01 kAI58 24 5 103 150 94 0945 0 094 1 kAItk 4 26 5 103 150 01 1 01 1 2 1 kAItk56 26 5 103 150 01 1 01 1 2 1 2 skAt III Q k tktk k 2 2222 2 22 2785075 4 12 4 2656 261058 24 12 10 27 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 故用检测ssttt inprk 1 011 0 05 006 0 1 I nbr I 冲击电流为kAIIsh6658 2469 2 29 1 计算数据 ZN12 10 2500 型断 路器 真空型 GN2 10 3000 隔离开关 NS U 10kVN U 10kVN U 10kV max I 1995AN I 2500AN I 3000A I 24 58kANbr I 31 5kA tk I 26 4kANcl I 80kA 2 tk I 26 56kA sh i 66kA es i 80kA es i 100kA k Q 2785 skA 2 tIt 2 2976 75 skA 2 tIt 2 12500 skA 2 考虑到变压器过载运行 过载系数运行 不会过载 3456 0 100 56 34 可行kAkAI8066 max 母线的选择母线的选择 220KV 母线选取母线选取 28 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅1 1 电流校验电流校验 取C 25 0 C 42 C al 80 8312 0 0 al al k 由AI 3 413 max 选取导线 LW 2 其相关参数如下 D d 2 mm最高温度下 载流量 截面系数 W 3 cm 惯性系数 cm 惯性距 4 cm 30 252165651 370 9762 06 3 41363 4695652875 1 17 cal I 电流符合要求 2 2 电压校验电压校验 mmr 5 12 ma6 几何均距 mDDDD cabcabm 56 7 3 取9 0 1 m 0 1 2 m 0 1 则电压临界电压 cr U KV r D rmmU m cr 371 154 25 1 756 lg 5 12119 0 3 49lg 3 49 21 边相 1 06 154 371 163 6333KV 中间相 0 96 154 371 148 196KV 线路实际运行相电压为KV 4 1333 231 故不会发生电晕 3 3 热稳定校验热稳定校验 正常运行的导体温度 C I I al al 28 54 2 max 00 查表 C 93 满足短时发热的最小截面积为 取1 f K 2164169 80 min CKQ C K S fk f 顾满足热稳定要求 4 4 动稳定校验动稳定校验 导体的自振频率由以下求得 Pa al 6 100 7 PaE 6 107 5829 0 22 mkgPrRm m 29 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 1006 2 48 mJ 56 3 f N Pabal 6 1070 m EJ L N f f 2 由避开母线发生共振的自振频率范围 0 30HZ 和 160HZ m JE f N L f 满足条件的跨距范围 0 1 5m 和 3 48m 及以上 综合考虑取mL2 1 母线可不计共振影响 因为KAish481 12 母线间应力mN a i f sh ph 4915 4 1073 1 2 7 220KV 母线截面系数 36 1037 1mW 导体间最大相间应力 PaPa w Lfph ph 65 2 10701072 4 10 绝缘子间最大允许跨距 2 1612 14 10 max ph al f w L 因此符合硬导体动稳定校验要求 110KV 母线选取过程母线选取过程 AI 5 980 max 管型母线 D d 60 54 K 1 2876 5 980138010722876 1 17 1 C a I r 27mm 几何均距78 3633 3 m D 取9 0 1 m 0 1 2 m 0 1 KV r D rmmU m cr 1 257lg 3 49 21 变相电压272 5KV 中间相246 8KV 实际运行相电压69 86KV 不会发生电晕 18 61 1380 5 980 4286 42 2 2 91 C 取1 f K 2 min 539625 43 mmCQKS 满足热稳定要求 Pa al 6 1070 PaE 10 107 mkgPrRm m 449 1 22 30 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 109 21 48 mJ 56 3 f N Pabal 6 1070 取mL5 1 KAish81 8 28 329 1 mNfph 5 4 1029 7 36 mW Pa W Lfph ph 65 2 10701038 1 10 mmL5 167 33 max 10KV 母线选取过程母线选取过程 10KV 侧 AI1995 max 选 80 8mm 矩形铝导体 竖放 C a 43 19952219280988 0 35 1 C a I C a 6 64 2219 1995 2 2 010 查表得89 C 2 min 1920 5 711 mmCKQS fk 满足热稳定要求 728 12700008 008 0 mkgm 7 3 104 3 12 08 0008 0 J 绝缘子跨距 L 取 1 2m HzHzf155290 728 1 1034 0 107 12 56 3 610 2 1 KAish6658 2429 1 母线相间应力mNfph 8 100475 0 660001073 1 27 抗弯距 352 1069 13 3mhbW Pa W Lfph ph 6 2 1056 8 10 母线同相条间应力计算 10 1 h b 09 0 2 hb bb 27 0 4 hb bb 查导体形状系数曲线得 45 0 12 K 62 0 13 K 所以PabiKKf shb 4661 10 8 2 9 1312 1197 mfhbL bcr 62 0 4 mfhbL bphalb 37 0 2 max 所以取衬垫跨距 b L 0 35m 可满足要求 31 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 设计心得体会设计心得体会 为期十天的课程设计结束了 这段时间所做的事情就是我们未来工作中的提 前演练 遇到难题 积极求证 分析问题 解救问题 一系列的过程不仅让 我体会到了面对问题无从下手的尴尬 也让我体会到了问题迎刃而解的喜悦 通过这次课程设计 我对电气一次设计方案由初选择方案到最终主接线图确 定的整个过程有了一个大致的了解 对设计的思路 基本方法 步骤有了深刻的 认识 尽管在这次设计中 或许我们的选择方案不是实际中的最优方案 但我们 按照老师指导设计程序进行 自己对电气一次设计有了大概的了解 也是学习 发电厂电气部分 理论知识的一次实际应用 把我们的理论和实际联系了起来 在这次的设计过程中 我们组先根据派发的任务收集 调查有关的资料书籍 然 后进入起草方案阶段 其间与同组同学进行方案的讨论 修改 在过去的学习中 我没有真正了解设计过程具体是怎么进行的 也没有意识到细节环节对整个设计 的重要性 比如单母线和双母线的区别以及是否带旁路这都成为了这次设计的难 点和重点 我们不只是看整个线路的安全性而且还要注意整个电路的接线是否节 省投资 同时此次课程设计中各种短路电流的计算还有断路器 隔离开关和母线的校 验给与了我深刻的体验 通过这些过程我深刻体会到了课程设计与上课的不同 32 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 以前看书很多遍也记不住的公式算法 在课程设计中由于用的太经常了 现 在再去做题那是信手拈来 课程设计不仅是让我们认清所学知识的实际意义 也是对我们对知识的强化巩固 这不是看例题能比的 这次课程设计带给我了很多感受 让我突然觉得对于计算量大的课程一个课 程设计可以强化多少知识呀 正是通过课程设计让我懂得了团队合作的重要性 为以后工作提供了一定经验 长长沙沙理理工工大大学学实实习习评评阅阅表表 指导教师阅后评语指导教师阅后评语 考核情况考核情况 33 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 指导教师 指导教师 年年 月月 日日 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 第一章第一章 变电站主接线确定变电站主接线确定 变电站电气主接线是指变电站的变压器 输电线路与电力系统相连接的形 式 从而完成输配电任务 变电站的主接线是电力系统接线组成中的重要组成部 分 主接线的确定 对电力系统的安全 稳定 灵活 经济运行以及变电站电气 设备的选择 配电装置的布置 继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响 根据对原始资料的分析 现将各电压等级可能采用的较佳方案列出 进而 以优化组合的方式 组成最佳可比方案 一 一 220KV 电气主接线设计电气主接线设计 220KV 有 5 回线路 另预留 1 回备用 按 220KV 电压等级接线方式 可采 用双母线分段接线 双母线带旁路或单母线分段带旁路等主接线设计 34 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 因双母线分段接线具有很高的可靠性和灵活性 在任何时候都有备用母 线 但增加了母联断路器和分段断路器数量 配电装置投资较大 较多用于 220KV 配电装置 故此处不予采用 单母线分段带旁路接线方式具有较高的灵活性和可靠性 但相对于双母线可 靠性和灵活性差 故此处不予采用 双母线带旁路接线方式在检修与它相连的任一回路的断路器时 该回路可以 不停电 提高了供电可靠性 220KV 出线在 4 回以上时 宜采用带专用旁路断 路器的旁路母线 而 220KV 高压配电装置中 因为电压等级高 输送功率较大 停电影响较大 不允许因检修断路器而长期停电 综上所述经济型 可靠性 灵活性的比较 故 220KV 电压等级采用双母线 带旁路接线方式 因 B3 电源属于双回路接入 220KV 母线 故此 2 回路不设旁路母线 其余 3 回 接入旁路母线以提高供电可靠性 二 二 110KV 电气主接线设计电气主接线设计 110KV 侧有 10 回线路 其中预留 2 回备用 按 110KV 电压等级接线方式 可采用双母线分段接线或双母线带旁路主接线设计 由于 110KV 线路出线较多 故从可靠性方面来讲 应先采用可靠性较高的 接线方式 从两种备选方案来看 两种接线形式的可靠性相差不多 且双母线分 段经济性较高 但在此实际情况下综合考虑最为适合的接线方式 故 110KV 侧 35 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 采用双母线分段的主接线方式 三 三 10KV 电气主接线设计电气主接线设计 10KV 侧有 14 回线路 其中预留 2 回备用 按 10KV 电压等级接线方式 故可考虑方案有双母线接线或双母线分段接线形式 考虑双母线接线具有较高的可靠性 广泛用于进出线回数较多 容量较大的 6 10KV 配电装置等 而双母线分段接线增加两个断路器 增加了投资 具有更 高的可靠性和灵活性 而对于 10KV 侧 我们认为应更注重此处的经济性而非盲 目增加可靠性 故宜采用双母线接线的主接线形式 四 站用电电气主接线设计四 站用电电气主接线设计 站用电直接经两个所用电变压器与 10KV 侧母线相接 建议采用单母线接线 形式 若出线较多采用单母线分段接线形式 第二章第二章 变压器选择变压器选择 一 一 110KV 侧总负荷计算侧总负荷计算 36 课课 程程 设设 计计 用用 纸纸 教师批阅 同时系数S K cos M P KM 由公式计算得 S110 186 08MVA 二 二 10KV 侧总负荷计算侧总负荷计算 同时系数S K cos M P KM 由公式计算得 S10 34 57MVA 三 所用电负荷计算三 所用电负荷计算 所用电负荷用 经常 和 不经常 来表征该类设备电动机的使用机会 连续 短时 和 断续 来区分该类设备每次使用时间的长短 计算所用电 负荷时多用换算系数法 1 对经常连续运行的设备和连续而不经常运行的设备 连续运行的电动机均 应全部计入 即 P N P 2 对经常短时及经常断续运行的电动机应计算为 P 0 5 N P 3 对不经常短时及不经常断续运行的设备一般不予计算 有 P 0 由上公式可计算得所用电负荷 P所 0 1206MW 又由公式得 KP S 0 136MVA 所 S 容量过小 故在计算时忽略 四 主变台数 容量和型式的确定四 主变台数 容量和型式的确定 对于枢纽变电站在中 低压侧已形成环网的情况下 考虑故障运行及符合增 加 变电站以设置两台主变压器为宜 故此 220KV 变电所选用 2 台主变压器 此变电站作为一般性变电站 当一台主变压器停运时 其余变压器容量应能满足 全部负荷的 70 80 故容量选择参考总负荷