毕业设计-220KV枢纽变电站电气部分设计Word格式.doc
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直到今天，电力事业在中国已有了举足轻重的地位。
企业、居民都离不开用电。
建立大型电站是发展电力事业的必经之路。
当今社会不少企业正在筹备220KV大型变电站的建设工作。
本次设计也离不开这个话题。
设计的课题是220KV枢纽变电站电气部分，它主要包括变电所主接线方案的设计、负荷计算、变电所位置和型式的选择、变电所主变压器的台数与容量、类型的选择、短路电流的计算、变电所一次设备的选择与校验、主变压器的继电保护配置、避雷器的选择和支柱及绝缘子选择等。
在设计的过程中让我很好地复习了以前学过的知识。
，特别是短路电流的计算，开始还对它有所畏惧，经过不断的查找资料，不断的了解熟悉资料，终于在大家的努力下，我们突破重重难关，解决了这一难题。
当然主变压器的继电保护配置也是这次设计的一个重点，这在电力系统中是很有必要的。
同时也要求我们掌握基础的专业知识，面对在设计的过程中遇到的疑难问题能做出正确的判断。
本次毕业设计能顺利进行，与老师们的辛勤辅导是分不开的。
她们的耐心指导和详细讲解，给了我们很大的帮助。
在这天气寒冷的季节，她们还坚持来教室监督指导我们，凭着她们对工作的认真和负责，足以值得我们尊敬。
【关键词】:
220KV枢纽变电站；
负荷计算；
变电所主接线；
短路电流的计算
第一章基本资料的分析
1.1设计的题目：
220KV枢纽变电站电气部分设计
1.2建所的目的：
由于某地区电力系统的发展和负荷的增长，拟建一个220KV变电所，向该地区110KV和10KV电压等级供电。
1.3系统资料见下表：
表1-1
系统容量Ｓ
系统电抗X
电压等级
线路电抗
（查得）
线路电阻
系统一
1500MVA
0.38
220KV
0.427Ω/KM
0.107Ω/KM
系统二
1000MVA
0.45
系统三
750MVA
0.5
注：
线路型号为LGJQ—300
为于永源、杨绮雯编《电力系统分析》第二版中国电力出版社P317表II—7
1.4负荷统计资料：
最大容量计算公式S=P/COSθ
110KV侧用户负荷统计资料见下表:
表1-2
名称
石化厂
炼油厂
甲县变
乙县变
丙县变
丁县变
汇总
最大负荷
（MW）
40
35
20
22
10
147
COSθ
0.9
0.85
最大容量（MVA）
44.44
38.88
22.22
24.44
11.76
23.53
165.27
10KV侧用户负荷统计资料见下表：
表1-3
项目
最大容量
（MVA）
总容量
总负荷
氮肥厂
3
3.53
38.12
33.5
机械厂
纺织厂
2.5
2.94
化工厂
造纸厂
水厂
5
5.55
建材厂
2.78
A变
3.33
B变
C变
D变
所用负荷统计资料见下表：
表1-4
容量（KW）
台数
最大容量（KVA）
主变风扇
0.15
2×
6
2.12
主充电机
1
浮充电机
14
16.47
蓄电池进风
1.4
1.647
蓄电池排风
1.7
2
锅炉房水泵
4
空压机
25.88
载波机
配电装置电源
110KV
断路器冬天加热
1.18
室外配电装置照明
室内照明
138
162.35
1.5待建变电站与电力系统接线情况：
1.6变电站的类型
变电站有三个电压等级，高压为220KV，中压为110KV，低压为10KV。
变电站
性质为枢纽变电站。
主要向一些大型的厂家和附近的一些地方负荷供电。
1.7变电站与系统连接情况
待设计变电站的电源，由两回220KV线路送到本变电站，它是通过双回路与系统
连接的。
1.8负荷输电回路数
1、220KV母线有5回输出线路，其中1回线路备用；
2、110KV母线送出10回线路，其中2回线路备用；
3、10KV母线送出14回线路，其中2回线路备用。
1.9变电站的气候条件
变电站待建地区年最高气温40℃,年最低气温-5℃，年平均气温18℃。
需要考虑熔
冰措施。
1.10需要考虑的设计项目
1、主接线方案选择的分析和论证；
2、变压器的容量及型号的选择；
3、电气设备的选择和校验；
4、短路电流的计算；
5、绘制电气主接线图；
6、按变电站通常要求配置继电保护装置。
第二章 电气主接线的设计
2.1电气主接线的基本原则和要求
2.1.1电气主接线的基本原则：
主要以本次设计任务书为依据，按照国家国规定的“安全可靠，经济适用，符合国情”的电力建设与发展的方针，结合工程实际的具体特点，准确的掌握基本资料，保证设计方案的可靠性，经济性和灵活性。
同时，在电气主接线的设计中要严格按照以下步骤来进行：
1、原始资料的分析，根据下达的设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，各电压等级拟订可采用的数个主接线方案；
2、对拟定的各方案进行技术，经济比较，选出最好的方案。
各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求，最后确定何种方案，要通过经济比较，选用年运行费用最小的作为最终方案，还要兼顾到今后的扩容和发展；
3、绘制电气主接线图。
按工程要求，绘制工程图，图中彩新国标图形符号和文字代号，并将所有设备的型号，主要参数，母线及电缆截面等标注在图上。
出自陈跃主编《电气工程专业毕业设计指南—电力系统分册》中国水利水电出版社P59
2.1.2电气主接线的要求：
1、可靠性：
要从三个方面来考虑。
断路器检修时是否会影响对用户的供电，设备和线路故障或检修时，停电线路的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电，是否存在发电厂、变电所全部停止工作的可能性；
2、操作力求简单、方便：
电气主接线应该简单清晰、明了；
3、经济合理：
占地面积要少，以节省基建投资和减少年运行费用，让发电厂变电所尽快的发挥社会和经济效益；
出自卢文鹏、吴佩雄主编《发电厂变电所电气设备》中国电力出版社P133-134
2.2电气主接线的选择
2.2.1原始资料分析：
1、变电所的类型：
根据任务书的要求，本次设计为枢纽变电所，其特点为：
系统枢纽变电所汇集多个大电源和大容量联络线，在系统中处于枢纽地位，高压侧交换交换巨大功率潮流，并向中压侧输送大量电能，全所停电后，将使系统稳定破坏，电网瓦解，造成大面积停电；
2、变电所在电力系统中的地位及作用：
待建变电所在城市近郊，向该地区110KV和10KV电压供电。
220KV有5回线路，其中1回备用；
110KV送出10回线路，其中2回备用线路；
10KV有14回线路，其中2回备用，该所为枢纽变电所，所址，地势平坦，交通方便；
3、其它因素影响，地区自然条件：
年最高气温：
40℃，年最低气温-5℃，年平均气温18℃，需要考虑熔冰措施，出线方向：
220KV向北，110KV向西，10KV向东南。
主接线的选择：
根据任务书的要求，在分析原始资料的基础上，参照变电站设计技术规程，以及变电所在电力系统中的地位，负荷情况，出线回路数等条件，拟定出下面两种方案。
方案一：
220KV采用双母接线；
110KV采用双母分段接线：
10KV采用单母接线方式；
方案二：
220KV采用双母带旁路接线；
110KV采用双母带旁路接线：
10KV采用单母分段带旁路接线方式。
2.2.2双母线接线（见下图）：
优点：
1、运行灵活,可以采用任一组母线工作,另一组母线备用；
2、一组母线检修时所有回路均不中断供电；
检修任一回路的母线侧隔离开关时，只中断该回路的供电；
3、检修任一回路断路器时，可用母连断路器代替工作。
缺点：
1、运行方式改变时，需要用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作，导致人生或设备的安全；
2、任一回路断路器检修时，该回路需停电或短时停电；
3、增加了大量的母线侧隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与投资都有所增加。
出自卢文鹏、吴佩雄主编《发电厂变电所电气设备》中国电力出版社P138
2.2.3双母线带旁路接线（见下图）：
优点：
双母线带旁路母线的接线大大提高了主接线的可靠性。
当电压等级较高、出线回路较多时，每年断路器的检修累计时间较长，这一优点就显得更为突出。
这种接线所用的电气设备数量较多，配电装置结构复杂，占地面积大，经济性较差。
应特别指出的是旁路母线只是为检修出线断路器时不停止对该回路供电而设立的，它并不是为了替代主母线工作而设置的。
出自卢文鹏、吴佩雄主编《发电厂变电所电气设备》中国电力出版社P140
2.2.4双母分段接线
在发电厂变电所中，母线发生故障时，影响范围很大，采用工作母线不分段的双母线接线，当一组线故障时会造成约半数甚至全部回路停电或短路时停电，大型发电厂变电所对运行的可靠性和灵活性要求非常高。
1、可以大大提高供电可靠性与灵活性，当母线任一段母线发生短路故障时，分段电抗器都起限制短路作用；
2、当一台或多台发电机退出运行时，母线系统的短路电流减小，不需要电抗器限流时，可利用母联断路器，将母线与备用母线并列运行，以消除分段电抗器，电抗中不必要的电压，功率损耗并可以避免两段母线出现的电压差。
所用设备较多，保护复杂，占地面积与投资大大增加，应用于10-110KV
出自卢文鹏、吴佩雄主编《发电厂变电所电气设备》中国电力出版社P138-139
2.2.5单母线接线
接线简单、清晰，所用的开关设备少，操作方便，配置装置造价较低。
只能提供一种运行方式，对运行方式变化的适应能力差，不够灵活可靠
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