35KV变电站电气部分初步设计电力电容器保护设计毕业论文文档格式.docx

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—CT的1s动稳定倍数

—经济电流密度

—六氟化硫式

—综合修正系数，为有关修正系数的乘积

—电气设备所在回路的最大持续工作电流

—为电流互感器原边额定电流

—热稳定系数

—相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量

—温度修正系数

—导线截面

—送电容量

—电缆芯最高工作温度

—对应于额定载流量的基准环境温度

—实际环境温度

─实测土壤电阻率

—熔断器的额定电流

—单台电容器的额定电流

—为涌流的振荡角频率

—并联电容器的台数

—工频电流的角频率

—户外

引言

电力自从应用于生产以来，已成为现代生产、生活的主要能源，在工农业、交通运输业、国防、科学技术和人民生活等方面都得到了广泛的应用。

电力工业是国民经济发展的基础工业，电力工业发展水平和电气化程度是衡量一个国家国民经济发展水平的重要标志。

在实现社会主义四个现代化中，要求电力先行，电力工业要有较高的发展速度。

电力系统规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满足国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，提供充足、可靠和质量合格的电能。

电力系统包括发电、送电、变电、配电、用电以及与之相适应的通信、安全自动装置、继电保护、调度自动化等设施。

国外大量事实表明，供电的可靠、经济以及电能的质量不仅取决于系统中各种设备的性能和质量，而且还取决于电力系统的规划、设计及运行管理水平。

我国自1882年有电以来，电力工业已经走过了120多年的历程。

解放前，我国电力工业和其他工业一样，处于极端落后的状态，并带有明显的半殖民地的特点。

新中国成立后的50多年中，电力工业以很高的速度发展，取得了世人瞩目的成就。

我国电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。

目前我国建成的500KV变电所已有50余座，220KV变电所已超过千座。

500KV电网已成为主要的输电网络，220KV变电所也已深入负荷中心。

随着国民经济的不断发展，还将有大批新的220～500KV变电所相继建成。

根据变电所在系统中的地位，可分为枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站。

本次设计方案是500/220/35KV变电站电气部分初步设计（电力电容器保护设计），通过熟悉原始资料和变电站设计规程，总体设计的理论知识，做电气主接线设计、所用电设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验、接地装置设计、电力电容器保护设计、配电装置设计。

第一章电气主接线设计

1.1主接线的设计原则和要求

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。

它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

变电所电气主接线是指变电所的变压器以及输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。

变电所的主接线也是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。

1.1.1变电所主接线的设计原则

变电所根据5～10年电网发展规划进行设计。

在有一、二级负荷的变电所中宜采用双路电源供电装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设三台主变压器，如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。

变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。

并应满足供电可靠，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建等要求。

（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用

变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。

变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

（2）考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据5～10年电力发展规划进行。

应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。

（3）负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；

对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电，三级负荷一般只需一个电源供电。

（4）考虑主变台数对主接线的影响

变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。

通常对大型的变电所，由于其传输的容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。

而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。

（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。

电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；

当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

1.1.2主接线设计的基本要求

（1）可靠性

所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。

衡量可靠性的客观标准是运行实践。

经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，经过优选，现今采用主接线的类型并不多。

主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。

因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备故障对供电可靠性的影响。

同时，可靠性不是绝对的而是相对的。

一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。

（2）灵活性

调度要求；

检修要求；

扩建要求。

（3）经济性

经济性主要是投资省、占地面积小、电能损耗小。

（4）扩建的可能性

1.1.3基本接线及适用围

（1）双母线接线

①优点：

供电可靠；

调度灵活；

扩建方便；

便于试验

②缺点：

增加一组母线和使用每回路就需增加一组母线隔离开关；

当母线故障需检修时，隔离开关作为倒换操作电气，容易误操作。

③适用围：

1）6－10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。

2）35－63KV配电装置，当出线回路数超过8回时其连接的电源较多，负荷较大时。

3）110－220KV配电装置，在系统中处重要地位，出线回路数为4回及以上时。

（2）一般双母线带旁路接线

旁路母线和旁路断路器的作用是：

检修任一接入旁路的进、出线的断路器时，使该回路不停电。

这也是各种带旁路接线的主要优点。

一般双母线设置旁路母线的原则。

①6～63KV配电装置，一般不设置旁路母线；

②110～220KV配电装置，线路输送距离较远，输送功率较大，一旦停电，影响围大，且其断路器的检修时间长；

出线回路数越多，则断路器的检修机会越多，停电损失越大。

因此，一般需设置旁路母线。

（3）一台半断路器接线

一台半断路器接线又称3/2接线，即每2条回路共用3台断路器（每条回路一台半断路器），每串的中间一台断路器为联络断路器。

正常运行时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，因此，具有很高的可靠性和灵活性。

①优点

1）任一母线故障或检修（所有接于该母线上的断路器段开），均不致停电。

2）当同名元件接于不同串，即同一串中有一回出线、一回电源时，在两组母线同时故障或一组检修另一组故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送。

3）除了联络断路器部故障时与其相连的两回路短时停电外，联络断路器外部故障或其他任何断路器故障最多停一个回路。

4）任一断路器检修都不致停电，而且可同时检修多台断路器。

5）运行调度灵活，操作、检修方便，隔离开关仅作为检修时隔离电气。

②适用围：

一台半断路器接线用于大型电厂和变电所220KV及以上、进、出线回路数6回及以上的高压、超高压配电装置中。

1.1.4本站电气主接线的设计

（1）原始资料

变电所建设规模为枢纽性变电站，电压等级500/220/35KV，220KV侧出线10回，负荷200～300MVA，500KV侧出线5回，负荷600～800MVA，，最大负荷利用小时数6800小时。

35KV侧12回架空线，，重要负荷占70%，最大负荷利用小时数5800小时。

系统可视为无穷大系统。

（2）主接线设计

本变电站为大型枢纽性变电站。

500KV为电源侧，220KV侧和35KV侧为负荷侧。

500KV采用3/2接线。

220KV采用一般双母线带旁路接线。

35KV一般双母线接线。

图1-1采用自耦变压器的电气主接线

图1-2采用三绕组变压器的电气主接线

把普通三绕组变压器的高压绕组和低压绕组串联连接，便构成一台自耦变压器。

由于自耦变压器的绕组容量小于额定容量，当额定容量相同时，自耦变压器与三绕组变压器相比，其单位容量所消耗的材料少、变压器的体积小、造价低，而且铜耗和铁耗也小，因而效率高。

这就是自耦变压器的主要优点。

因此两个方案比较后选用自耦变压器的电气主接线。

1.2主变压器台数、容量、型号的选择

主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。

主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。

对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。

如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。

装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。

1.2.1主变压器台数的确定

为了保证供电的可靠性，变电所一般装设2台主变压器；

枢纽变电所装设2～4台；

区域性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。

所以，变电所的主变压器可装设两台。

1.2.2主变压器容量及参数的确定

变电所主变压器的容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60%～70%（35～110KV变电所为60%，220～500KV变电所为70%）或全部重要负荷（当、类负荷超过上述比例时）选择，即：

～（MVA）（1-1）

式中n---变电所主变压器台数

根据上述原则得到变压器容量为：

～=（0.6～0.7）480～560（MVA）

参考《电力工程电气设计200例》表5-11500KV自耦变压器主要技术参数可选出变压器为：

表1-1主变压器参数

制造厂

变压器厂

型号

ODFPS2—250000/500

额定容量（KVA）

250000/250000/60000

额定电压（KV）

高压

中压

低压

35

空载损耗（KW）

144

负载损耗（K