220kV降压变电所设计说明书-电力自动化毕业设计

第二编220kV降压变电站设计说明书1、应设计变电站在系统中的地位、作用及供应负荷状况分析1.1应设计变电站在系统中的地位作用待建变电站位于城市近郊，向开发区炼钢厂供电，变电站附近有地区负荷。 220kV有4次线路，110kV送出2条线路的低压侧10kV有11条线路。 可以看出这个变电站是枢纽变电站。 此外，该变电站地址地势平坦，交通便利。1.2应设计的变电站供电负荷状况分析电力负荷分为I、ii、iii类负荷。 其中，I类负载不允许停电，ii类负载一般不允许停电，所以I、ii类必须由两个以上独立的电源供电或采用双工电路。 iii系统负载为普通负载，无特殊要求时，可通过单线路供电。 资料显示，所建变电站的主要负荷是工业负荷，而且大部分是高能源重工企业，能源依赖性强，重要负荷比例大，供电可靠性高，除饲料厂外用单电源供电，其馀用户用双电源供电。2 .主变压器的选择2.1主变压器的选择2.1.1主变压器型号的选择(1)预建变电站最高电压水平为220kV，位于郊区，交通便利，变压器无运输条件限制，且在330kV以下的电厂和变电站，一般采用三相式变压器，同等容量，三相式投资小，占地面积小，损失小，同时配电装置结构简单，运行维持(2)预建变电站有220kV、110kV、10kV三个电压电平，预建变电站高压为220kV，中压为110kV，中性点直接接地系统，优先选择自耦变压器是经济的。(3)目前用户对电力系统的电压要求越来越高，今后应优先选择负载调压变压器，以供应合格的电力，保证电压质量。2.1.2主变压器台数的选择本变电站110kV用户有65%的重要负荷，10kV用户有36%76%的重要负荷，为确保重要负荷的供电，选择两台主变压器是合理的。 选择容量时，主要在故障或检修时，确保主变压器单体能够满足重要负载的容量要求，为未来的负载发展留有馀地。2.1.3主变压器容量的选择(k为同时率，本所k=0.9) (2.1)a .主变压器运行n台时，主变的容量为 (2.2)b .主变压器退出1台时，即(N-1 )台运转时，主要变化的容量s1. (110kV及以下=0.6； 220kV以上=0.7) (2.3 )2.(重要负荷) (2.4)决定主变化容量的依据是我们必须建一座变电站2.1.4过载检查(1)计算欠负荷系数系数： (2.5 )欠负荷等效负荷系数： (2.6 )(2)根据过载系数和过载时间t求出文献3:P423，图11-6(a)过载倍数.(3)验证：(2.7 )变压器能够满足正常过载的需要。(4)结论：预建变电站选定的变压器型号可以满足正常过载的要求。2.1.5变压器参数表2.1 220kV中有负载调压三绕组自耦合变压器的参数额定值容量(kVA )电压组合和抽头范围连接组标签损失(kW )无负荷电流(% )容量分配(% )阻抗电压(% )高压(kV )中压(kV )低压(kV )无负荷负荷高中高-低中-低4000012111YNa0d11.1321210.9100100501034243 .主接线的确定和配电装置的选择3.1预建变电站主要接线方案的分析与选择a. 220kV侧根据220500kV变电所设计技术规程的规定，“220kV配电装置的接线为4次以上时，应采用双总线和其他接线”，因此设计中考虑了2个方案。 建议1采用双母线布线，该布线变压器连接不同母线，负载分配均匀，调度灵活，运行可靠性高，检查任一母线或母线设备，不需要停止线路，但检查线路间隔内任一设备，该线路需要停电。 将提案2段断路器兼作旁路断路器的单母线接线，进行线和主变间隔断路器的检查，不需要停电，但在母线检查和故障时，220kV配电装置全部停止。本工程220kV断路器采用SF6断路器。 其检查周期长，可靠性高，不必设置旁路母线。 有两条线路，一条线路停运时，可以满足n-1原则，本设计采用双母线接线。b. 110kV侧在110kV侧的接线方式中，线路最好只有2次，采用桥接接线，通过2次线路向炼钢厂供电。 考虑到主变始终不能分离，线路的操作和检查的便利性，采用内桥接线。内桥接线的特点：将桥式断路器连接到变压器一侧，另外2台断路器连接到线路上。 因此，线路的接通和切除方便，线路发生短路故障时，只有故障线路的断路器跳闸，不影响其他电路的运行。 但是，变压器发生故障时，该变压器上连接的2台断路器全部跳闸，会影响没有故障的线路的运行。 另外，变压器的接通和切除操作复杂，需要接通和切除与该变压器连接的两台变压器，也影响了未发生故障的线路的运行。 由于变压器是可靠性高的设备，故故障率远小于线路，一般不经常切换，系统一般采用桥接布线。c. 10kV侧10kV侧的接线方式根据规则的要求，采用单母线段接线，关键电路采用双回路供电，保证供电的可靠性。 考虑到缩小配电装置的设置面积和设置空间，消除火灾和爆炸的危险性和环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，断路器采用真空断路器。预定建设变电站e的主接线图见附录33.2配电装置型号配电装置分为室内配电装置和室外配电装置两种，室内配电装置占地面积小，运行维护和操作条件好，电气设备受气候条件的影响小，但必须盖房，投资大的室外配电装置建设工作量少，投资少，建设工期短，容易扩展，占地面积大，运行维护和操作条件大根据高压配电装置设计技术规程规定： a .一般来说，110kV和220kV电压电平的配电装置应采用室外中型配电装置或室外半高型配电装置。 b. 3kV35kV电压电平的配电装置最好采用设置式高压开关柜配置式。根据以上选择原则，本设计变电站e在：220kV侧配置了采用高型配电装置的110kV侧配置了采用室外中型配电装置的10kV侧配置了手推车式高压开关盘。4 .使用的电气系统4.1使用台数根据220kV500kV 变电所所用电设计技术规程的规定，220kV变电站从主变压器的低压侧开始分别有2台容量相同，可以列举相互备用、运行的使用变压器。 各工作变压器按计算出的负载进行选择。 只有一台主变压器时，其中一台应该从外部电源引出正在使用的变压器。因此，本设计变电站e选择2台10KV用的变压器，分别从10KV的两个分段母线接管。 为了节约投资，使用的变压器采用隔离开关和高压保险丝连接母线。 为了提高电力供给的可靠性，在使用的低压侧设置主要设备，从接通装置采购设备的电力供给，在母线发生故障的情况下，使用的电源不会丢失。4.2 .容量和样式所有电容的选择可以通过对变电站自家电负荷结合各种负荷的需求系数求出最大需求容量来选择容量。 在本设计中，因资料无法计算所有负载，推定容量为200kVA，采用了2台200kVA使用的变更，采用了S9-200/10型变压器、y、yno接线、副边为380/220三相四线制系统。5 .短路电流的计算5.1短路电流计算的目的为了选择导体和电气设备，确定了电网布线和发电站、变电站电气主布线的比较和选择继电保护装置和选择整定计算的接地装置的接触电压和步进电压的输电线对附近通信线的电磁危险的影响，并提供计算资料。5.2短路电流的计算条件(1)计算容量按工程设计规划容量计算，考虑电力系统远景发展规划，一般采取工程完成后的510年。 本设计中选择的容量考虑了今后的发展计划。(2)配线方式用于计算短路电流的配线方式应该是有可能产生最大短路电流的正常的配线方式(最大运转方式)，而不是仅在切换中能够并联运转的配线方式。(3)短路的种类一般用三相短路计算。 发电机出口的两相短路，或者中性点直接接地系统和自耦合变压器等电路中单相、两相接地比三相短路严重时，要在严重的情况下进行验证。(4)短路点的选择a .正常接线方式时，通过设备的短路电流最大的地点称为短路计算点。b .两侧有电源的电气设备，通常比较电气设备两侧的短路点，其中选择流过电气设备的短路电流大的点。 注意：电气设备中流过的短路电流和短路点中流过的短路电流不一定相同。5.3短路计算方法及步骤a .选择短路点的计算b .制作等值网络(子过渡网络图)，统一各元件的电抗并编号。 采用近似计算：忽略系统中各元件的电阻、线路对地电容、变压器励磁损耗，不考虑负载电流的影响，发电机将Xd作为等效电抗。基准值是多少发电机： (5.1)变压器： (5.2 )线路： (5.3 )c .简化等效网络：将等效网络简化为以短路点为中心的辐射型等效网络，求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗求d计算电抗(5.4 )e .对于有限电容电源，在每个短路时刻(0s、s、s )用运算曲线检测各电源供给的短路电流周期成分的标度值f .相对于无限大容量的电源(供电电源为无限大容量或计算电抗为3以上时)，短路电流周期成分的标度值为(5.5)g .计算短路电流周期成分的有名值(5.6)h .计算短路电流的冲击值(5.7)I .热效应： (5.8 )g .编制短路电流计算结果表。5.4短路电流存在时间的确定(5.9 )其中：备用继电器保护操作的时间，s-断路器全开断路时间，s10kV线路备份保护动作时间为1s，断路器全开断路时间为0.1s。表5.1短路电流存在时间220kV侧110kV侧10kV侧3.6s3.1s2.1s5.5短路计算的结果表表5.2短路计算的结果表短路地点运行方式220kV侧两条铁路同时运行20.4718.6618.7552.191275.76110kV侧两个主要变化同时运行3.95553.95553.955510.086148.5一台主变停止开车2.08122.08122.08125.307113.4310kV侧面两个主要变化同时运行13.696613.696613.696634.9263393.95一台主变停止开车6.95836.95836.958317.7437101.68根据以上短路电流的计算结果，各电压电平的最大短路电流基本上在断路器一般选择的断路能力(20KA )以内，因此无需采用昂贵的重型机械或限制短路电流。6 .电气设备的选择电气设备必须在正常运行和故障时可靠运行，能够安全运行，因此电气设备的选择原则是在正常运行的动作条件下进行选择，在短路状态下进行验证。 同时，考虑到今后的发展，选择性能价格比较高、运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选择设备的类型，减少备品用品，有利于运行、检修等工作。6.1电气设备选型的一般条件6.1.1在正常的动作条件下选择a .以额定电压选择(1)类型和风格的选择。 根据设备的设置场所、使用条件等要素，选择决定是用户内型还是室外型的普通型还是防污型的组装式等。(2)额定电压。 电气设备和电流导体的额定电压选择在设置场所的电网的额定电压以上，即限流式保险丝只能使用与该额定电压相同的电网。(3)额定电流。 所选电气设备的额定电流或通电导体的长期容许电流不得小于设置电路的最大持续工作电流。其中k-是温度校正系数，计算公式如下电气设备时：表6.1正常运行条件下，各回路的最大持续工作电流电路名称说明变压器电路1.05倍变压器额定电流变压器通常容许正常或事故过载，必要时按1.32.0倍计算(1.32.0 )倍变压器额定电流表6.1接续电路名称说明母线连接回路母线上最多一台发电机或变压器的母线分段电路发电厂最多为一台发电机额定电流的50%80%考虑到电源元件的事故，跳闸也能保证该段的母线负载变电站应满足的一级负荷和大部分二级负荷拉线单电路：线路最大负载电