500KV变电站电气部分设计.doc
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摘要
本论文主要阐述了500KV变电站电气部分的设计。
随着我国科学技术的发展,特别是计算机技术的进步,电力系统对变电站的要求也越来越高。
变电站作为电能传输与控制的枢纽必须改变传统的设计和控制模式,才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。
本设计为500kV超高压变电站,为枢纽变电所。
500kV变电所控制系统的特点是可靠性要求更高、被控制的对象多、控制对象的距离远、控制电缆用量大,要求自动化水平高和抗干扰问题突出。
本设计讨论的是500KV变电站电气部分的设计。
其中包括负荷计算、无功补偿、变电所位置的选择及变压器的选择、主接线设计、短路计算及电气设备的选择与校验、继电保护设计,还包括防雷设计等。
关键词变电站超高压500kV
Abstract
Thispaperexpatiateonthepartof500kVelectricalsubstationdesign.
WiththedevelopmentofscienceandtechnologyinChina,particularlycomputingtechnologyhasadvanced,thepowersystemdemandsonsubstationmoreandmore.Substationasahubforpowertransmissionandcontroltochangethetraditionaldesignandcontrolmode,toadapttothemodernpowersystem,modernizationofindustrialproductionandthedevelopmenttrendofsociallife. Thetransformersubstationthatisdesignedthistimeisthekeypositiontransformersubstationof500kV.ItisthehubofSubstation.500kVsubstationcontrolsystemischaracterizedbyhigherreliabilityrequirements,theobjectofcontrol,andcontroloftheobjectdistanceandtheamountofcontrolcable,andrequireahighlevelofautomationandanti-jammingproblems.Thedesignisrefertothepartof500kVelectricalsubstationdesign.Wholebookprimarilycontain,calculationofpowerload,reactivepowerexpiation,locationofelectricstationandchoicetransformeranddesignthemainwiringandshort-circuitcalculationandchoiceandtestofelectricequipmentsandthedesignofprotectiverelaysandthedesignofpreventingthunder,etc.
KEYWORDSubstationEHV500kV
目录
第一章绪言 1
第一节超高压变电站发展概况 1
第二节选题目的…… 2
第三节背景和意义…… 2
第四节500KV设计变电站简介 2
第二章500KV变电站选址、负荷统计及计算 3
第一节500KV变电站选址及主要技术特点…… 3
第二节500KV变电站负荷统计表… 4
第三节500KV变电站负荷计算…… 5
第三章主变压器的选择…… 6
第一节主变压器的选择原则…… 6
第二节主变压器的选择结果…… 8
第四章电气主接线的设计…… 8
第一节电气主接线的概述…… 8
第二节电气主接线的基本要求…… 9
第三节电气主接线的设计原则…… 9
第四节电气主接线的方案选择与确定…… 9
第五章短路电流计算…… 11
第一节短路故障的危害…… 11
第二节短路电流计算的目的…… 12
第三节短路电流计算的内容…… 12
第四节短路电流计算的方法…… 12
第五节短路点确定及短路电流计算…… 13
第六章电气设备选择及校验…… 14
第一节按正常工作条件选择电气设备…… 16
第二节按短路状态校验…… 17
第三节母线选择及校验…… 18
第四节高压断路器选择及校验…… 23
第五节高压隔离开关选择及校验…… 26
第六节电流互感器选择…… 28
第七节电压互感器选择…… 29
第八节绝缘子和穿墙套管的选择…… 30
第九节所用变压器及电力电容器选择…… 31
第七章变电站防雷及接地设计…… 33
第一节变电站防雷设计…… 33
第二节变电站接地设计…… 35
第八章变电站无功补偿装置的设计…… 37
第一节断路器投切无功补偿装置…… 37
第二节无功静止补偿装置及配电补偿装置…… 38
第九章变电站继电保护设计…… 40
第一节主变压器保护…… 41
第二节10KV线路保护…… 43
结束语 47
谢辞 48
参考文献 49
电子科技大学毕业论文(设计) 500KV变电站的设计
第一章绪言
电力工业是国民经济的重要部门之一,它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。
它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。
电力是工业的先行,电力工业的发展必须优先于其他的工业部门,整个国民经济才能不断前进。
变电所是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用。
我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高,现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控,电力系统也实现了分级集中调度,所有电力企业都在努力增产节约,降低成本,确保安全远行。
变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑,因此,要求变电所土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。
电网是根据不同地区、不同电压等级而形成的高压和超高压网络,起着重要作用。
在我国很多地区现已形成以500kV为骨干的主网,能将电力资源更充分的利用。
随着国民经济的发展以及大型发电厂和更高等级电压的出现,在不久的将来,我国会出现跨几个大区的联合大电网。
500kV超高压变电站的容量大、电压高、出线回路数多,在电力系统中一般都是电力输送的枢纽性变电站。
因此兴建500kV超高压变电站能够更好的利用资源,实现最大利用。
北方的充足能源,也将通过枢纽变电站实现“北电南送”。
500kV超高压变电站设备要求高,进而推动了国内电气设备新的改革,实现了优化能源的进程。
电气主接线是变电所的主要环节,电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步,变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统,继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。
第一节超高压变电站发展概况
我国自1974年建成了第一条330kV输电线路,由甘肃刘家峡水电站厂到陕西关中地区开始,变电站发展迅速。
1981年建成了第一条500kV输电线路,由河南姚孟火电厂到武汉,500kV超高压变电站走入人们的视线。
其中,超高压变电站的建设成功,使国内各省电网形成联网,华北、东北、华东、华中、南方等电网都已建成500kV大容量输电线路和跨省联络线,并将逐步形成跨大区域互联的骨干网络。
在日趋建设的超高压变电站中,超高压等级500kV的变电站占有重要的地位。
第二节选题目的
我选择设计本课题,学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法和步骤,培养独立进行电力工程设计的基本技能,进一步了解国家有关的方针政策、设计标准和设计规范,同时将所学的理论知识与实际相结合,进一步培养理论联系实际的能力,开拓思路,锻炼独立分析问题及解决问题的能力。
本次设计的500kV超高压变电站的目的是用以提高该地区的供电质量、减少电能损失,满足该地区负荷增长的需要。
变电站在设计基础上,力求更加实用化,符合实际,并设计高度可靠性和灵活性的主接线,保证500kV电网的安全运行,满足各类重要负荷的用电需要。
第三节背景和意义
500KV超高压枢纽变电站是我国电网建设中非常重要的技术环节,所以做好500KV超高压枢纽变电站的设计是我国电网建设的重要环节。
500KV变电站需要采用节约资源的设计方案,既要要克服通信干扰和噪声、保证电能质量和用电安全等问题,同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。
500KV变电站的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性,又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。
在这种要求下,500KV超高压变电站电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。
因而,500KV超高压变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统,采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。
第四节500KV变电站设计简介
本次设计的变电站为500kV大型超高压枢纽变电站,500kV采用一个半断路器接线,220kV采用双母线带旁路接线,10kV采用单母线分段接线。
500kV配电装置采用GIS配电装置。
本所选用分层分布式综合自动化系统。
主变压器及线路控保屏、电度表屏、直流屏、电池屏、交流屏均布置在主控室内。
为有人值班变电站,部分站区设立无人值班室,用计算机进行监控。
该变电所总建筑面积3078平方米,主控楼建筑面积2732平方米。
第二章500KV变电站选址、负荷统计及计算
第一节500KV变电站选址及主要技术特点
一、500KV变电站选址
变电所位置与供电的可靠性、经济性以及电压质量密切相关,选择变电所的地址时,应兼顾以下各点:
(1)尽量接近负荷中心,以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量;
(2)进出线方便,特别是要便于架空进出线;(3)设备运输方便,特别要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输;(4)不宜设在多尘或者有腐蚀性气体的场所,当无法远离时,不应设在污染源的下风侧;(5)不应设在地势低洼和可能积水的场所;(6)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方,且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。
该500KV变电所所址位于某市郊区,地势平坦、进出线走廊便于架空线路的引入和引出,因此配电装置的布置不必考虑特殊方式。
所址的海拔为7米,经调查没有被洪水浸淹的历史,不必选用高海拔的电气设备。
所址位于负荷中心,交通便利、通讯畅通。
有铁路和公路经过变电所附近,不必过多考虑设备的运输问题。
旱涝期,附近河流对变电站无影响。
该地区年平均气温为14.5℃,极端最高气温为+36.5℃,极端最低气温为-1