kV变电站设计方案毕业设计方案.docx

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kV变电站设计方案毕业设计方案

电气与电子信息学院

毕业设计说明书

题目220kV降压变电站电气一次部分设计

专业：

电气工程与自动化

年级：

2013级

学生：

学号：

312013xxxxxxxxx

指导教师：

王萌

完成日期：

2017年5月25日

220kV变电站电气部分设计

摘要：

本文是对220kV变电站进行电气部分的总体设计与综合规划。

分析了相应的原始资料后，整理其相关数据，分别确立了220Kv，110kV以及10kV电压侧的主接线形式，使其满足电网稳定安全运行的基本条件。

再根据负荷的数据确定其主变压器型号，台数与容量等。

得到各元件的参数之后，再进行相应的网络简化，选择各电压侧的短路点进行短路电流计算，再根据最终的计算结果来选择和校验电气设备。

同时本次设计简单的进行了相应的防雷接地设计以及配电装置的设计，最后再绘制了电气主接线图

关键词:

220kV，变电站，电气主接线，电气设备选择

Abstract：

Thispaperistheoveralldesignandcomprehensiveplanningoftheelectricalpartofthe220kVsubstation.Therawdatawereanalyzedtoextracttherelevantdataneededforthedesign,confirmedthemainconnectionformof220kV,110kV,35kVandtheelectricalsubstationmainconnectiontomeettherequirementsofreliability,flexibilityandeconomy.Accordingtotheloaddata,itdeterminestheunits,capacityandthemodelofthemaintransformerandtheparametersofeachelement.Bytheequivalentnetworksimplification,choicethepointsofshort-circuitandcalculatethecurrentofshort-circuit,thecalculationresultsasabasisforselectionofcircuitbreaker,transformer,busandotherelectricalequipment。

Thispaperhascarriedonthesimpleintroductionandtheanalysistothelightningprotectiongroundingandthedistributionunit,finallyhascarriedontheelectricalmainwiringdiagramdrawing.

Keywords：

220kV,substation,electricalmainwiring,electricalequipmentselection

附录1.外文资料翻译

1.前言

1.1选题背景

从改革开放至今，在我国综合国力不断提高的背景下，整个城镇居民的生活质量也越发提高，随之其城镇地区的人均用电量也是在不停地迅猛增长中。

我国初期所建设成的变电站的总体容量早已不能适应如今飞速发展的经济状况所导致的电能需求的大幅度增量。

为解决供电量的问题，其重要的针对方法便是新建变电站。

本课题所拟建的220kV变电站将会为所建地云南元阳带来积极的经济增长。

在居民以及企业电能需求如此大的情况下，做到让电能能够有效安全的传输，供电质量的提高以及大电网的并列运行进行电能输送，以及对于自动化技术的进一步提升的空间都是如今建设变电站所需要一步步考虑的问题。

因此，如何合理的设计一个在技术和管理上能同时适应电力市场化体制和竞争需要的变电站，是这次设计的主要目的。

所以，我借助于这次毕业设计的机会，选择《220kV变电站电气一次部分设计》这个课题作为研究方向，不管是对我个人还是社会都具有非常重大的意义。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究动态

现阶段而言，对于变电站典型方案的总体设计与规划是我国研究的主要方向。

在研究的过程中，对于以往已经建成的变电站进行评估与类比，在进行组合，最后制作出典型方案，并且进行相应的优化工程，最后能够满足整个电网的总体建设水平与供电能力。

对于标准化的较高要求，将其典型设计与我国如今的技术与管理相互结合，统一技术标准与工程的流程，一边降低建设成本，一边加快建设的总体进度，提高了工程的总体效应。

全国统一的联合电网是我国今后发展的目标。

1.2.2国外研究动态

在国外，有一些国家的经济发展一直处于一种十分缓慢的进程，其中的一部分原因与电能的极度紧张是密不可分的。

电力资源的紧张使得工厂企业的生产变得缓慢，也就阻碍了总体经济的增长。

因此为了满足国民用电的需求，这些国家采用各种方式例如提高电压来降低电能的损耗。

而一些发达国家正是由于对于电能的高度重视，不断的提高电能的质量以及输送能力，不断地提高变电站的灵活性，其经济也随之发展迅速。

1.3本文研究内容

本文基于拟建于云南元阳的220kV变电站向城市近郊供电的原始资料，着重对电气一次部分进行研究和设计。

设计重点在以下几个方面:

（1）选择变电所主变的相关类型。

（2）绘制适合实际的变电所的电气主接线方案，并选择一个较佳方案。

（3）进行短路电流计算。

（4）根据短路计算得出的结果所需的电气设备和导线进行选型和校验。

（5）进行配电装置的相关设计。

（6）进行防雷保护规划设计以及接地系统的设计。

本课题的框架结构，见图1.1。

图1.1本论文的整体研究思路

2．原始资料

2.1站址地理位置介绍

拟建的220kV变电站位于云南元阳，建成后主要为开发区绿春县，元阳县提供电力供应。

对元阳地方经济增长产生积极作用。

本工程区属于南阳地区的浅丘地貌，地势较为平坦，交通较为方便。

2.2建设性质和规模

.待建的云南元阳的220kV变电站的电源，是有由双回的220kV线路送到变电站；在本所的220kV侧母线，向负荷处输送出3回线路。

110kV侧母线共向负荷输送出2回线路；10kV侧母线共向负荷处输送出12回线路。

电压等级：

220/110/35kV

2.3负荷侧预测表

表2.1110KV用户负荷统计资料

负荷

最大负荷（）

回路数

同时率

炼钢厂

40000

0.95

2

0.85

表2.210KV用户负荷统计资料

负荷

最大负荷（）

回路数

同时率

生活园区

2700

0.95

2

0.85

商业街

1000

0.95

2

0.85

汽车厂

2300

0.95

2

0.85

自来水厂

2700

0.95

2

0.85

炼油厂

1300

0.95

2

0.85

饲料厂

3700

0.95

2

0.85

3．电气主接线

3.1主接线设计原则

电气主接线方案的设计与选择是变电站电气设计所需要考虑的首要部分，同时也是电力系统正常运行不可缺少的关键阶段。

在设计电气主接线时，待建的变电站在电网中的主要作用和综合性的地位是需要在建设变电站前所要思考的，而变电站整体的建设规模将决定变电站以后多年的供电效应与可提高的能力，设计时也需要考虑到变电站的重要负荷与本身所带的负荷、系统备用容量大小、甲方对乙方的相关技术要求等，然后基于这几点进行综合设计判定。

参照变电站所在地区电力系统未来5~10年发展规划以及该变电站未来所接负荷的特性，按照业主提供电力系统接线图进行综合设计。

一、主接线设计依据

1.变电站的相关分类

变电站按其重要性可分为三类。

（1）系统枢纽变电站。

其电压等级通常为330kV~500kV，在一般情况下有多个大型电源。

（2）地区重要变电站。

其电压等级通常为220kV~330kV。

（3）一般变电站。

此类的变电站电压等级通常为110kV。

一般为分支变电站。

2.变电站的整体建设规模

变电站的整个建设的规模的设计与论证主要是参考其所在地区电力系统的5~10年相关的发展规划。

在考虑到该地区的经济因素的前提条件下，一般将装设两台主变压器。

而装设3~4台主变压器一般用于330kV~500kV系统枢纽变电。

3．系统备用容量大小

对于有装设了多台主变压器而共同运行的变电站而言，当其中一台发生事故被继电保护装置切除或周期性停运检修时，剩下的主变压器容量可以至少承担该站所接负荷的70%，在计及整个变电站发生随机事故概率的情况下都必须保证对Ⅰ类负荷的供电和尽可能保障Ⅱ类负荷的电力供应。

3.2主接线设计的基本要求

一、可靠性

在电能生产、传输和分配的整个流通环节中首先应当满足供电的可靠性，这是变电站是否正常的安全稳定运行的前提条件。

主接线可靠性的具体要求为：

（1）尽量能够避免变电站全部停运解列这种恶性事故发生。

（2）检修时能保证电力供应。

二、灵活性

主接线的设计所要求的灵活性是指在变电站建成之后能够更为便捷方便的对它进行周期性检修。

同时，能够满足为增加当地经济增长而必要的扩建计划。

（1）检修必须安全迅速的停运相关的电气设备，同时依然保证对当地进行安全稳定的电力供应，使得当地的发展不会因此受到影响。

（2）能够完成灵活调度。

保证安全快速的投入或切除相关的电气设备。

同时能够按照基本要求或者计划迅速的使变压器进入到另一运行状态。

（3）能够安全的过渡到最终的接线设计方案。

在不增加停电时间或不影响对负荷的连续供电情况下，投入新的变压器。

同时，在工程结束后还应做到新的电力网的稳定运行，并且能够在扩建的整个过程中尽可能的缩小相关人员的工作量。

三、经济性

主接线在满足相对较高的可靠性和灵活性的前提下，尽量做到具有良好的经济效益、节约建设施工成本以及后期的扩建成本，力争做到经济效益最优化。

3.3电气主接线的选择比较

方案一：

侧采用双母线带旁路母线接线；和侧采用单母线分段接线。

其主要优点是：

双母线接线易于变电站相关负荷侧的平衡扩建，并且可以采用成套的配电装置，外带旁路母线极大的提高了供电可靠性，能保证在220kV侧停电或检修的时候能够保证持续供电。

而剩余的两个电压等级侧的接线方式能够保证在检修而导致行相关电气设备停运时有持续的电能供应，使得云南元阳附近的城镇内的重要负荷能够持续供电，同时在发生故障的时候，能迅速的恢复持续的供电状态，保证周边的经济发展不会因此受到影响。

其缺点是：

220kV侧的双母线接线待旁路母线的安装，维修，维护的费用过高，操作较为复杂，投资过大。

而110kV侧的单母线分段接线的维修和投资也比较大，后期不易扩展。

方案一简图，如图3.1。

图3.1主接线方案一

方案二：

侧采用双母线接线；和侧采用单母线分段接线。

其主要优点是：

220kV运行过程过程供电较为单母线接线可靠，调度较为灵活，即为一组母线运行时另一组母线备用。

而剩余的两个电压等级侧的接线方式的优点如方案一所诉。

其主要缺点依然是是：

其安装，维修，维护的费用过高操作较为复杂，投资过大。

方案二简图，如图3.2。

图3.2主接线方案二

方案三：

采用双母线带旁路母线接线；110kV侧采用单母线带旁路母线接线，侧采用单母线分段接线。

其220kV侧以及10kV侧的电气主接线方案的