220KV变电所及综合自动化毕业设计

220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计第一章应该是摘要第二章 原始资料（设计工程概况）1.1变电所规模及性质：大型城市变电站（终端站）电压等级：220KV/110KV/35KV线路回数：220KV本期2回交联电缆（发展一回）；110KV本期4回电缆线路（发展2回）；35KV 30回电缆线路，一次性配齐12短路参数及负荷情况见设计任务书。1. 3设计内容要求见设计任务书。（这两部分应该写清楚）220KV 变电站及其综合 自动化系统方案设计首先,确定了解变电站的功能,进出线回数,变压器台数,交换功率大小,然后确定母线型式,最后配置保护,自动装置1 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计第二章变电所电气主接线的确定电气主接线是电力系 的 要 部分， 的设计 式 接 系 所电气设 的 配电装置的 置。 的设计应 设计任务书 ， 设方 及 规 ，合工程确定，要求 currency1 “定 方 。2.1 主变压器容fi 台数的 2.1.1 主变压器的台数：fl设计变电站 大型的城市变电站，负荷 （本期最大负荷15021030V ,期最大负荷240210450V ），是城市变电站，负荷 要， 终端变电站，要求电压质fi是currency1 ”的，市 的变压器的容fi， 2台变压器能负荷的要求， 4台容fi的变压器。2.1.2主变压器容fi： ，变压器的容fi应保 一台的情况， 变压器能 部负荷的 0 ， 任务书 定的资料（ 期最大负荷 ）， 3台主变的容fi应 0 的负荷 求， 本设计的主变 台应负荷 ： （240210） 0 /3 10.5（V ），所 的主变容fi 120V 变压器。2.1.3主变型式：本设计220KV 压 110KV 35KV两电压等级， 变压器。2.1.4”压方式： 及负荷的要求，变压器 ”压方式。 原 ， 资料， 的主变压器 数 ：型 120000 / 220容 fi 120 V 容 fi 120/120/1202 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计定电压 压 220 1.25 压 121压 3 .5联 ， 0, 11耗 空 144 KW负 4 0 KW空电流 0.9 阻抗电压 14 24 9 2.2 电气主接线方案的拟定2.2.1方案：（见图21）图21分析：本220KV变电所仅供本 的负荷，还 压 110KV向另一终端变电所转供大fi的负荷，所 方案220KV 压侧 “双母线 旁路接线”， 供电currency1 方 ”度及于扩 等优。110KV侧 “双母线3 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计接线”。35KV侧 “单母线分段 旁路接线”，于分段母线及各出线断路器。当一段母线发 故障时，自动装置将分段断路器跳开，保 正常母线间断供电，两段母线时故障的机率极小，currency1 予考虑。2.2.2方案：（见图22）分析：考虑220KV本期只 两条进线及本所只 两台主变压器，所 方案220KV 压侧 “单母线分段接线”， “单母线分段接线”虽然使断路图22器数fi少 置简单 占 少 造价，但变压器故障时 停应线路，隔离开 作 操作电器，所 currency1性差。110KV侧 “单母线分段接线”，四条出线从分段引接 提 供电currency1性， 种接法的优表简单清晰，设 少，投资小， 操作方，于分段母线。当一段母线发 故障时，4 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计自动装置将分段断路器跳开，保 正常母线间断供电，两段母线时故障的机率极小，currency1 予考虑。当一条出线断路器故障或试时，会对另一终端变电所造 停电。35KV侧 “单母线分段 旁路接线”， 接线的优缺已前文 叙述，再赘述。2.2.3方案：（见图23）图23分析：方案220KV 压侧 “单母线分段接线”。110KV侧 “双母线接线”， 供电currency1 方 ”度及于扩 等优，但当母线系故障时， 短时切除四条出线，使另一终端变电所 停。35KV侧 “单母线 旁路接线”，虽然对断路器试等均 好处，但当母线故障时，会造10KV户断电，currency1性差，故宜 。2.2.4 方案：（见图24）5 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计分析：本方案220KV侧 “单母线接线”，虽简单清晰，设 少，图24投资小，但当母线出故障时，会造 所停电及另一终端站的停电。供电currency1性好。110KV侧 “双母线分段接线”， 时 双母线 单母线分段的， 很 的currency1性 性，但由于 压断路器及配电装置投资 大，只适合于10KV电压等级。35KV侧 “双母线接线” 供电currency1 方 ”度及于扩 等优，但当出线断路器或故障时，无法将负荷及时送出，会造 要户的长时停电，故宜 。2.2.5 方案：（见图25）分析：方案的220KV侧 “单母线接线”， 接法的优表简单清晰，设 少，投资小，但当母线出故障时，会造 所停电及另一终端站的停电。110KV侧 “双母线 旁路接线”， 十分好的currency1性及性，但使6 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计设 多，投资大。35KV侧 “单母线接线”， 接法的优表简单清晰，图25设 少，投资小，但当母线出故障或短路器试时会造 10KV 要户的长时间的停电。由 的分析，初步 定方案 方案 本设计的主接线方案， 详细的 后 定最终方案。2.3 最佳方案的确定 变电所设计 规程规定：“变电所的主接线应 变电所电力系 的 位 回路数 设 及负荷性质等条件确定，并应 currency1，简单，操作方 约投资等要求”。就方案 方案的currency1性 性 性进详细 ，筛 出最佳方案。1 供电currency1性的 7 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计方案的220KV 压侧 “双母线 旁路接线”，当一段母线出故障时，及时将 方式改变 另一母线 ，只能短时造 所停电及另一终端站的停电。 而方案的220KV侧 “单母线接线”，当母线出故障时，就会造 所及另一终端站的长时间的停电。110KV侧接线方式的currency1性基本， 。35KV侧方案 “单母线分段 旁路接线”，当一段母线发故障时，保护装置将分段断路器跳开，保 正常母线间断供电，会造 35KV的户 部停电，故障段的 要户currency1 过旁路母线 出。方案 35KV侧 “单母线接线”， 当母线出故障或出线短路器故障时会造 35KV 要户的长时间的停电。两方案的currency1性 ，方案的currency1性 方案的currency1性强。2 性的 220KV侧：方案currency1 任一段母线 ，随时任一 断路器及母线的设 ，方案的接线就只能一种方式 。110KV侧：两方案都 很 的性，虽然方案的性要 一些，条出线断路器的 试都currency1随时进，但是四条出线向另一终端站送电，没 必要 种性。35KV侧：两方案 ”度，四台主变currency1 单独并列 ， currency1 部并列 。但是主变解列 时方案的负荷currency1分 由四台 的两台主变 出，方案的负荷只能由 两台主变 出，另两台主变空。3 性的 主接线设计时，主要 发 currency1性 性 间， 供电currency1， 方的基 ， fi使设 投资 最少。方案 方案 220KV 35KV设 多。但110KV设 方案 方案少一些。二 8 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计 ，方案 方案投 的资 要多一些。虽然方案 方案投 资 多，但从currency1性 性综合的 ，方案然优于方案的设计。 本设计最终确定的方案 设计方案。2.4 所电 的引接2.4.1 所电 引接的原 1 负荷的种 本变电所的所电负荷主要是：变压器强 装置的 ；电 电设 ； 处 设 ； ； 及供 电等。2 负荷的 要性本所两台主变压器 强 的变压器，要求所变分 接两的电 ， 保 变电所所内停电时，能使所电 间断的供电。2.4.2 所变的供电电压及型 容fi所电于压户，本站大型的220KV变电站，供电电压 3 0V 四线，电容fi都 110KV大， 将供电电压 35KV。 500/35，压0.4KV,容fi500KV 变压器两台。2.4.3 供电方式供电currency1性是所电的首要保 ，本供电系 所电应 0级户。合供电电压及容fi，currency1将一台所变压器引接于35KV段母线，另一台所变压器引接于35KV段母线。两所电 方式，并装设电 自动投 装置保 currency1性。9 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计第 章 短路电流的计 3.1 短路电流计 的currency1的及规定3.1.1 短路电流计 的currency1的：变电所的电气设计 ，短路电流计 是 的一 要 。 电气设 时， 保 正常 故障情况都能 currency1 工作， 要进的短路电流计 。“：计 一时的短路电流 fi， fl开 设 的开断能力 确定电抗器的电抗fi；计 短路后 长时间短路电流 fi， fl设 的 “定fi；计 短路电流fi， fl设 动“定。3.1.2 短路电流计 的一规定：3.1.2.1 电力系 所 电 均 定负荷 ；3.1.2.2 短路种 ：一 短路计 ；3.1.2.3 接线方式应是currency1能发 最大短路电流的正常方式（ 最大 方式），而能仅切换过程 currency1能并列 的接线方式。3.1.2.4 短路电流计 ：正常接线方式时， 过电气设 的短路电流 最大的 。3.1.2.5 计 容fi：应 工程设计规容fi计 ，并考虑系 发展规。3.2 短路电流的计 基 容fi ： 100V ，基 电压 式：”j /3 ；2/ ，计 出基 fi表所：（ 100V ）（KV） 230 115 3 ”（K ） 0.251 0.502 1.5（ ） 529 132 13. 3.2.1 计 变压器电抗：10 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计K1 1/2 K（12） K（31） K（23） 1/2 14249 14.5K2 1/2 K（12） K（23） K（31） 1/2 14924 10K3 1/2 K（31） K（23） K（12） 1/2 92414 9.5 1 K1 /100 / 14.5/1200.120 2 K2 /100 / 0 3 K3 /100 / 9.5/1200.0 93.2.2 系 电抗 （ 原始资料）：期： 10.1334； 00.1 53； 10.1245 00.2319期： 10.1139； 00.14 ；11 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计3.2.3 系 计 电路图及等fi 图图31 图32 图33图32等fi 12 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计图333.2.4 短路计 的 图32 的 1 2 3各。3.2.5 短路电流计 1 1短路时：230流 进线回路的短路电流的计 ：”1/11.0/0.1139 . 回路的 短路电流 ：”（” ” ）/4（ . 0.251）/41.1K 两短路电流分 ：0. 1.10.95 K 电流 ： 2.55 ”2.551.12. 05（K ）短路容fi ： 3 ” 1. 322301.143 .2（V ）” 1.51 ”1.511.11.（K ）13 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计2 2短路时115流 主变回路的短路电流的计 ：”1/11.0/0.11390.03020.94 回路的 短路电流 ：”（” ” ）/4（.94 0.502）/40. K 两短路电流分 ：0. 0. 0. 54 K 电流 ： 2.55 ”2.550. 2.21 （K ）短路容fi ： 3 ” 1. 321150. 1 3.2 （V ）” 1.51 ”1.510. 1.31（K ）3 3短路时3 流 主变回路的短路电流的计 ：”1/11.0/0.11390.03020.019 5.105 回路的 短路电流 ：”（” ” ）/4（.105 1.5）/40. 55K 两短路电流分 ：0. 0. 550. 4 K 电流 ： 2.55 ”2.550. 552.1 （K ）短路容fi ： 3 ” 1. 323 0. 5554. 9（V ）” 1.51 ”1.510. 551.29（K ）3.2. 将所计 最大方式短路电流fi列 表：短路基 电压（KV）”（K ）”（K ）两 （K ）” （K ）（V ）1 230 1.1 0.95 2. 05 1. 43 .22 115 0. 0. 54 2.21 1.31 1 3.2 14 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计3 3 0. 55 0. 4 2.1 1.29 54. 9第四章 电气设 的 4.1 设计的一规定电气设 的 设计， 必 的 ，并应 先进， 合 ， currency1， 方 适当的 ， 电力系 的 求。电气设 的 ，应 规定：4.1.1 一原 1 应正常 短路 过电压情况的要求，并考虑 发展的 要；2 应 当 条件fl ；3 应力求 先进 合 ；4 时应 fi 少 种；5 扩 工程应 fi使 设 型 一； 的 ，均应 currency1的试数 ，并 正式 定合 。4.1.2 的 规定电气设 应 正常 情况 ， 短路条件 动 “定，并 条件fl 设 的基本使条件。1 正常 条件，各回路的工作电流应 规定式计 ；2 电气设 时，所短路电流的fi一定要是规定的条件求；3 短路 “定时，所的时间一 主保护的动作时间应的断路器 分时间，时要考虑 主保护的 ；电气设 的短路电流计 时间，一 后 保护的动作时间应的断路器 分时间；15 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计4 条件： 电器时，应 当 条件fl 。当气 度 等 条件 出一电器的规定时，应 过 后分 列：1）向造部提出 要求， 合当 的 ；2）设计或 应的 护 内配电装置， 器等。4.2 电气设 的 fl4.2.1 主变压器工作电流的计 :220KV 压侧 ”g 1.05”1.05 /31.05120000/1. 32220330. （ ）110KV 压侧 ”g 1.05”1.05 /31.05120000/1. 321101.35（ ）35 KV压侧 ”g 1.05”1.05 /31.05120000/1. 323520 .52（ ）4.2.2断路器及隔离开 的 1 220KV断路器及隔离开 的 定参数及短路电流 断路器 隔离开 16 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计计 数 W220/1200 GW4220D/1000220（KV） 220 220”g 330. （ ） 1200 1000”1.1（K ） 21 23. 2. 05（K ） 55 0” 1.（K ） 2143 .2（V ） 000断路器fl动“定: 2. 05（K ） 55（K ） 故合 “定: 1 t t0. 5 t1 ”2t z1.11.10. 5”t2t55551所 ：”2t z ”t2t所 型 合要求隔离开 fl:动“定： 2. 05（K ） 0（K ） 故合 17 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计“定： ”2t z ”t2t所 型 合要求2 主变110KV及35KV侧断路器及隔离开 的 110KV侧定参数及短路电流计 数 断路器 隔离开 W4110/1000 GW4110D/1000110（KV） 110 110”g 1.35（ ） 1000 1000”0. （K ） 1 .4 23. 2.21 （K ） 55 0” 1.31（K ） 21（5s）1 3.2 （V ） 3500断路器fl:动“定: 2.21 （K ） 55（K ） 故合 “定: 1 t t0. 5 t1 ”2t z0. 0. 0. 5”t2t55551所 ：”2t z ”t2t所 型 合要求隔离开 fl:18 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计动“定： “定： ”2t z ”t2t所 型 合要求35KV侧:定参数及短路电流计 数 断路器 隔离开 HB35/3150 GW435D/400035（KV） 35 35”g 20 .52（ ） 3150 4000”0. 55（K ） 40 40 2.1 （K ） 100 104” 1.29（K ） 405 54. 9（V ） 2425断路器fl动“定: 2.1 （K ） 100（K ） 故合 “定: 1 t t0. 5 t1 ”2t z0. 550. 550. 5”t2t1001001所 ：”2t z ”t2t所 型 合要求隔离开 fl:19 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计动“定： “定： ”2t z ”t2t所 型 合要求3 35KV出线 旁路及所变断路器及隔离开 的 35KV出线 旁路及所变断路器 W235 型，主要参数：型 W235 定电压 35KV最大电压 40.5KV 定电流 1500 定开断电流 24. K 断开容fi 1500V “定电流 24. K （4 ）极限 过电流 3.4K 35KV出线 旁路及所变隔离开 GW435D，主要参数：型 GW435D定电压 35KV 定电流 1000 “定电流 23. K （4 ）动“定电流 0K 断路器型式的 ，除 各 条件 条件外，还应考虑于装”试 维护，并 才能确定， 当前 造情况，3220KV电 一 少 断路器。35KV要求容fi大， 六氟化硫断路器。隔离开 型式的 ，应 配电装置的 置 使等素，进综合的 后确定。本方案对35KV侧 内式，对110KV 220KV 外式。220KV进线 主变 母联断路器及隔离开 型 。110KV主变 母联 出线断路器及隔离开 型 。35KV主变 分段断路器及隔离开 型 。4.3 母线的 4.3.1 型式：流 一 铝质材料，对于工作电流4000 及 20 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计时，一 矩 ；110KV及 压配电装置，一 软 ；当 硬 时，宜 铝锰合 的管 。4.3.2 母线截的 ：除了配电装置的汇流母线及 短 线长期发 允许电流 外，的截一 电流密度 。本设计要求 的35KV母线于配电装置的汇流母线，故应 线长期发 允许电流 。 ：”g K” ” 应于一母线 置方式 度 25时的 长期允许流fi，fi由表 出。K 度正系数， fi由表 出。对于 外配电装置的裸 ，最 度 最 月份平均最 度。对于 内配电装置的裸 ，最 度 该处 设计 度，当无资料时，currency1 最 月份平均最 度5。4.3.3 35KV母线的 fl已知最 月份平均最 度30，故 度 35计 ，表出综合正系数K0. 求 ”g 1.05”1.05 /31.05210000/1. 323533 .4（ ）”g K” ” ”g / K 33 .4 / 0. 4133.4（ ）表 四条竖放矩 铝母线， 尺寸 12510（2）（流fi4225 ）。21 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计1 “定fl短路条件的电流fl “定的fl式 ： ”t zf / CC2Kl （tt2）/（tt1） 104K22210 ./ . 4 t245； t130； t2200C2 22210l （245200）/（24530） 104C103.3 tr tb tgu0.50.150.5” /”1表 t z0.4； f1 244900.3/103.3 149.3（2） 149.3（2）要求。2 动“定fl短路条件的电流fl 动“定的fl式 ： 硬铝母线材料的允许应力 .910 单条矩 母线 1. 3 22/10 支柱绝缘子跨距 1.5母线间距 0.35母线自振频率 f112r/l21120. 29 /15021.55104511. 0（Hz）单条母线共振频率 围 35135Hz22 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计f 围内，故currency1 1表0.1 b 20.1 1 210.910 1. 3 22/10 1. 32.49211.52/（0.3510.910）10 40.3（ ）然 动“定要求4.4 220KV 110KV母线电压互感器及熔断器的 4.4.1 型式：220KV 110KV 浸构电磁式电压互感器；4.4.2 接线方式的 要求二次电压 负荷要求的条件，电压互感器应 fi 简单接线；4.4.3 电压 定及二次系 所 ；4.4.4 确度及二次负荷应计fi 继电保护的 求； 各 要求，本设计 的220KV 110KV母线电压互感器列 表：电压等级 220KV 110KV型 JCC1220W1 JCC1110W1 电压 （KV）220/3 0.1/3 0.1/3 110/3 0.1/3 0.1/3确级次及容fi（V ）最大； 3级； 1级； 0.5级2000；1000；500；250最大； 3级； 1级； 0.5级2000；1000；500；250接线 1/1/11212 1/1/112124.4.5 熔断器的 220KV电压互感器熔断器 RDW220/0.5， 定电流0.5 。110KV电压互感器熔断器 RDW110/0.5， 定电流0.5 。4.5 所电压互感器 电流互感器配置方案4.5.1 电压互感器的配置方案23 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计1 220KV系 电压互感器的配置方案：由于220KV 双母线接线方式，所段母线各 一 电压互感器， 220KV配置两 ，只电压互感器；2 110KV 35KV系 的配置情况基本 220KV系 的配置一 。电压互感器配置装位置 定电压（KV）型 电 压 220KV母线 220 JCC1220W1 220/3 0.1/3 0.1/3110KV母线 110 JCC1110W1 110/3 0.1/3 0.1/335KV母线 35 JD 35 35/3 0.1/3 0.1/34.5.2 电流互感器的配置方案 电流互感器的 原 ， 电流互感器最大工作电流 所的电流互感器，配置情况列表：220KV系 电流互感器的配置计 数 （ ）定电压（KV）型 电流 ”g 330. 220 KV CWD220 00/5110KV系 电流互感器的配置计 数 （ ）定电压（KV）型 电流 ”g 1.35 110 KV CWD110 1000/535KV系 电流互感器的配置（出线除外）计 数 （ ）定电压（KV）型 电流 ”g 20 .52 35 KV CW35 3000/535KV出线电流互感器的配置定电压（KV）型 电流 24 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计35 KV CW35 1000/54. 雷保护方案设计4.1 变电所的保护对象：变电所 的 筑物应装设 雷保护装置，诸 内外配电装置，主控室等。4.2 电工装置的 雷1 电压 110及 的 外配电装置，currency1将避雷 装 外配电装置的构架，装避雷 的构架支柱应该 配电装置接 连接。避雷 的支柱附，应设置辅助的集 接 装置，接 电阻应大于10 。由避雷 配电装置接 的连接处起，至变压器 接 的连接处止，沿接 线距离小于15。变压器构架，装避雷 。2 主控室及 内配电装置对 雷的 雷：（1）若 顶或 顶 构时，将 部分接 ；（2）若 顶 钢筋混凝土构，应将钢筋焊接 接 ；（3） 若构 非 电 顶 避雷保护，避雷 10， 1020设引线接 ；述接 currency1 总接 联接，并连接处装集 接 装置，接 电阻应大于10 。4.3 雷保护装置1 雷保护一 常 避雷 ， 由 ， 被保护设 并 良好的接 装置，作是将雷电流吸引 自己身并 ，从而保护附 矮的设 筑物免受雷。2 避雷 的设计一 种 型：25 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计（1）单支避雷 的保护；（2）两 避雷 的保护；（3）多支避雷 的保护；3 变电所 雷保护的基本原 ：一是独立避雷 （线） 被保护， K应小于5， 应小于3。 时由于 置的困难 无法保 ， 时currency1将两接 装置联，但 了避免设 反，该联接 35KV及 设 的接 线 ，沿接 的 距离应大于15， 当波沿 埋线流动15后，500 时，幅ficurrency1衰 原的22 左右，一会引起事故了。4 雷电侵 波保护： 雷线路机会 雷变电所多，所 沿线路侵 变电所的雷电过电压波是很常见的。 线路的绝缘平要 变压器或 设 的试电压 许多，所 变电所对波的保护十分 要。雷电侵 波保护是利阀型避雷器 及 避雷器配合的进线保护段。4.4 设计原 ，本设计的 雷保护方案 ：1 本所 多支避雷 的保护方式，220KV侧避雷 装于构架，110KV侧26SS B避雷 物 间应 一定的距离， 免雷 （线）时造 反参 图41。二是独立避雷 的接 装置 被保护物 间应保一定的距离 免 ，一情况图4-1 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计装独立避雷 ，35KV侧装独立避雷 ，避雷 装位置变电所平 置图出。2 避雷器的设置方案表：装设位置 型式 定电压fi（KV）电压fi（KV）数fi220KV母线 220J 220 200 2 220KV母线 220J 220 200 4 主变 性220KV侧110J 110 100 4支主变 性110KV侧40 40 50 4支110KV母线 110J 110 100 2 110KV母线 110J 110 100 4 35KV母线 35 35 41 2 35KV母线 35 35 41 4 3 考虑 主变压器220KV侧 性的绝缘配合， 性避雷器并联放电间 。4. 电气主要设 一 表电 气 主 要 设 备 一 览 表型 电压等级（KV）主要参数 数fi1 2 3 4 主变120000/220 220 120V ；”0 0.9；0144KW；4台断路器 W220/1200 220 ”1200 ；” 21K ； 000V 断路器 W4110/1000 110 ”1000 ；” 1 .4K ；3500V 9 断路器 HB35/3150 35 ”3150 ；” 40K ； 2425V 5 断路器 W235 35 ”1500 ；” 24. K ；1500V 34 隔离开 GW4220D/1000 220 220KV；”1200 ；” 23. K 2 隔离开 GW4110D/1000 110 110KV；”1000；” 23. K 2 隔离开 GW435D/4000 35 35KV；”4000；” 40 10 隔离开 GW435D 35 35KV；”1000；” 23. 100 母线 矩 铝硬母线31251035 ”4194 电压互感器 JCC1220W1 220 220KV/3：100V/3：100 V只27 220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计电压互感器 JCC1110W1 110 110KV/3：100