220KV变电站设计PPT22.ppt

1、2009 届本科毕业设计（论文） 220kV变电站设计,学 号： 200904778 姓 名： 芮 茜 2010.4,重庆大学继续教育学院,1,摘 要,论文的第一章首先综述了变电站设计的基本要求及给出了所要设计的220kV变电站的原始资料。在第二章，阐述了变电站主接线的设计以及电力网、主变压器中性点接地方式，其中主接线的设计包括主变压器的选择、不同电压等级所选取的接线方式及主接线方案比较。第三章介绍了所用电的设计,包括所用变压器的选择及所用电接线。第四章进行了短路电流的计算。第五章介绍了导体和电器设备的选择设计，这其中包括各汇流母线、断路器、隔离开关、高压开关柜等设备的选择。第六章是220kV

2、配电装置的设置。 随着我国电力工业的迅速发展，对变电所的设计提出更高的要求，我们应认真的研究对待。 关键词：220kV变电站设计、主变压器、断路器、所用变、隔离开关、母线、接线方式,3,第一章220kV变电站设计概况,变电站设计基本要求： （1）满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求； （2）结线简单、清晰、操作简便； （3）必要的运行灵活性和检修方面； （4）投资少、运行费用少； （5）具有扩建的可能性。 原始资料： 1. 本站为某中等城市的主要变电站，负责本地电能的接收、分配、联络作用。 2. 最大负荷240MVA，平均140MVA。 3. 本站有三个电压等级：,3.1 220kV：四

3、回出线 其中：1线与某大电厂相连，进入本站的电能主要由该线供给，并转入本站100KV系统。2、3主要与邻近县市联络之用，有少量电能经本站由此线送出。4备用。 3.2 110kV：八回出线。其中三回备用。负责本地区的供电及各地方电厂、 110KV系统联络。 3.3 10kV：负责郊区的工农业、市区用电，最大负荷约为60MVA。出线10回，其中四回备用。 以100MVA为基准，系统规算到本站高压主母线上的阻抗标么值为 ： 220kV侧：X0.02 110kV侧：X0.05 各侧负荷最大负荷损耗时间： 220kV侧：4500小时 110kV侧：4500小时 10 kV侧：4000小时 当地最高月平均

4、气温35C，年平均气温15C，土壤温度25C计算。,1,本站进出线方向见示意图,本站与系统联接图如下,1,第二章 变电站主接线设计 第一节 主变压器台数、型号、容量选择,一、变压器台数的确定 为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器。当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，可安装24台主变压器。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，更换变压器的容量。 为满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求，本设计选择两台主变压器。,1,二、变压器容量的确定,主变压器容

5、量应根据510年的发展规划进行选择，并应考虑主变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装两台变压器的变电所，每台变压器容量一般按下式选择：Sn0.6PM, PM为变电所最大负荷。这样，当一台变电所停用时，可保证对60负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40，则可保证对84负荷的供电。由于一般电网变电所大约有25的非重要负荷，因此，采用Sn=0.6PM，对变电所保证重要负荷来说多数时可行的。对于一、二级负荷比重大的变电所，应能在一台停运时，仍能保证对一、二级负荷的供电。 本设计中每台变压器额定容量按下式选择： Sn=0.6PM0.62400.85=122.4 MVA ，因此选择额定容量为150M

6、VA的变压器。,1,三、变压器型式的确定,一般情况下采用三相式变压器，具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达15Sn以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110220KV，而中压网络为35kV时，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为220kV以上，中压为110kV及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。由此可见，应选择自耦变压器。,1,第二节 电气主接线设计,一、220kV配电装置出线回路数为4回（其中1回备用），采用双母带专用旁路接线。 二、110kV配电装置出线回路数为8回（其中3回备用），采用双母带专用旁路接线，其接线优、缺点与上述同。 三、10kV配

7、电装置出线回路数为10回（其中4回备用），采用单母线分段接线。 分析：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时，一般采用单母线分段接线 220kV及以下的变电所，供应当地负荷的6-10kV配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环的运行检修水平迅速提高，采用单母分段接线一般均能满足运行需求。（出线回路数增多时，单母线供电不够可靠）,1,第三节 电力网及主变压器中性点接地方式,主变压器中性点接地方式 1.主变压器的110550kV侧采用中性点直接接地方式 2.主变压器663KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式 663KV电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于3

8、0A（610kV电网）时，中性点应经消弧线圈接地。,1,第三章 所用电设计 第一节 所用电设计的原则,一、所用负荷分类 1.事故保安负荷 2类负荷 3类负荷 4类负荷 二、所用电接线基本要求 1.所用电接线除满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足下列特殊要求： 2.尽量缩小所用电系统的故障影响，并应尽量避免引起全所停电事故。 3.充分考虑变电所正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求。切换操作简便。 4.便于分期扩建或连续施工。对公用负荷的供电，要结合远景规划统筹安排。,1,第二节 所用变选择,一、所用电源数量 1枢纽变电所、总容量为60MVA及以上的变

9、电所；装有水冷或强迫油循环冷却的主变电所以及装有调相机的变电所，应装设两台所用变压器。采用整流操作电源或无人值班的变电所，装设两台所用变压器，分别节在不同电压等级的电源或独立电源上。 如能够从变电所外引入可靠的380V备用电源，可只装一台变压器。 2.当没有备用所用变压器时，一般均装设备用电源自动投切装置。 根据上述原则，本设计选用2台所用变压器。,1,二、变压器所用电容量的选择,目前采用的计算负荷的主要方法有：（1）和厂用电负荷计算类似的“换算系数法”；（2）分别将每台电动机的KW换算成KVA，再考虑不同时运行情况的计算方法。 据计算，本设计中采用容量为500kVA的变压器。,1,三、所用电

10、源引接方式,（1）当所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接12个所用电源，这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上分别引接两个所用电源，则可保证所用电的不间断供电。 （2）由主变压器第三绕组引接，所用变压器高压侧要选用断流容量的开关设备，否则要加装限流电抗器。 （3）由于低压网络故障机会较多，从所外电源引接所用电源可靠性较低。有些工程保留了施工时假设的临时线路，多用于只有一台主变压器或一段低压母线时的过渡阶段。500kV变电所多由附近的发电厂或变电所引接专用线作为所用电源。 本设计采用在10kV侧母线引接一个所用电源。,1,四、所用变压器低压侧接线,所用

11、电系统采用380/220kV中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。 （1）所用变压器低压侧多采用单母线接线方式。当有两台所用变压器时，采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。 （2）具备条件时，调相机专用负荷优先采用由所用变压器低压侧直接供电方式。,1,第五章 导体、电器设备选择第一节 选择设计的一般规定,一般原则： （1） 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； （2）应按当地环境条件校核； （3）应力求技术先进和经济合理； （4）选择导体时应尽量减少品种； （5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致； （6）选用的新产

12、品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。,1,第二节 高压断路器、隔离开关的选择,一、断路器的选择 断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护。现今趋向于用六氟化硫断路器。 1.220KV侧断路器的选择 根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，选择户外型六氟化硫断路器，其型号为LW220。 该断路器最高工作电压Uzd252kV，大于Ug=220kV；断路器容许的长期工作电流为Ie3150A，大于回路最大工作电流Ig.max629.8A。故可以满足要求。,1,110kV侧断路器的选择 根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，选择户外型六氟化硫断路器，

13、其型号为LW-110。 该断路器额定电压Ue110kV，其容许的长期工作电流为Ie2500A，大于回路最大工作电流Ig.max1259.7A。故可以满足要求。 10kV侧分断断路器及变压器低压侧回路断路器的选择 断路器的型式选择。根据工作电压和工作电流以及户内工作条件，选择户内型真空断路器，其型号为ZN63A。,1,二、隔离开关的选择,220kV侧隔离开关的选择 隔离开关的型式选择。根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，其中18台隔离开关的型号为GW6-220GD，15台隔离开关的型号为GW6-220G。 该隔离开关额定电压Ue220kV；隔离开关容许的长期工作电流为Ie1000A，大于回路

14、最大工作电流Ig.max629.8A。故可以满足要求。 110kV侧隔离开关的选择 隔离开关的型式选择。根据工作电压和工作电流以及户外工作条件，选择户外型隔离开关，其中10台隔离开关的型号为GW4110/2000，37台隔离开关的型号为GW4110D/2000。 该隔离开关额定电压Ue110kV，其容许的长期工作电流为Ie2000A，大于回路最大工作电流Ig.max1259.7A。故可以满足要求。 10kV侧分断隔离开关及变压器低压侧隔离开关的选择 隔离开关的型式选择。根据工作电压和工作电流以及户内工作条件，选择户内型隔离开关，其型号为GN10-20T/9000。 该隔离开关额定电压Ue10k

15、V，其容许的长期工作电流为Ie9000A，大于回路最大工作电流Ig.max4546.6A。故可以满足要求。,1,第三节 主母线的选择（220KV及110KV侧）,一、导体型式选择原则 载流导体一般采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬导体穿墙套管有困难时，以及对铝有较严重腐蚀场所，可采用铜质材料的硬裸导体。 回路正常工作电流载4000A及以下时，一般选用矩形导体。在40008000A时，一般采用槽型导体。对于容量为200MW发电机的封闭母线，一般采用定型产品，如选用非定型产品时，应进行导体和外壳发热、应力以及绝缘子抗弯的计算，并校验固有振动频率。 1

16、10kV及以上高压配电装置，一般采用软导体。当采用硬导体时，宜用铝锰合金管型导体。,1,二、220kV侧主母线的选择（汇流母线的选择）,按最大持续工作电流选择母线截面 IgmaxKIy 式中 Iy相应于某一母线布置方式和环境稳定为25时的导体长期允许载流量，可查表得； K稳定修正系数，可查表得。 Ig.max=Smax/(Ug)=240/(220)=629.8A，查表得K0.88， IyIg.max / K=629.8/0.88=715.7A 故选择LGJ400型钢芯铝绞线，其70时长期允许载流量为835A。,1,三、110kV侧主母线的选择（汇流母线的选择）,按最大持续工作电流选择母线截面

17、Ig.max=Smax/(Ug)=240/(110)=1259.7A，查表得K0.88， IyIg.max / K=1259.7/0.88=1431.5A 故选择导体截面为9542的铝锰合金管型导体，此导体尺寸D/d为80/72, 最高允许温度为70时长期允许载流量为1900A，截面系数W17.33，惯性半径ri=2.69，惯性矩I69.24。,1,第五节 互感器及避雷器的选择,一、电压互感器的选择 1型式选择 （1）620kV配电装置一般采用采用油浸绝缘结构；在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。 （2）35110配电装置

18、一般采用油浸式绝缘结构电磁式电压互感器。 （3）220kV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。 2接线方式选择 在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。 3准确度 用于电度计量，准确度不应低于0.5级；用于电压测量，不应低于1级；用 继电保护不应低于3级。 根据以上原则，220kV配电装置采用YDR220型电压互感器，110kV配电装置采用JCC110型电压互感器，而10KV侧电压互感器采用JSJW-10。,1,二电流互感器的选择,1.参数选择 2.型式选择 3.一次额定电流选择 4.准确度 5.短路稳定校验 根据以上原则，220kV侧采用LCLWD1220型电流互感器，110kV侧采用 LCWD 110型电流互感器，而10kV侧采用LAJ10型电流互感器。,1,三避雷器的选择,根据以上原则，220kV侧采用FZ220J型阀型避雷器，110kV侧采用FZ110J型阀型避雷器，10kV侧FZ10型阀型避雷器，校验从略。,25,第六章 电气设备布置,220kV配电装置 现有的220kV配电装置分普通中型布置和