220KV变电站电气主接线设计要点.docx

1、220KV变电站电气主接线设计要点220KV 变电站电气主接线设计目 录一、原始材料2二、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择5三、负荷计算6四、短路电流的计算7五、变电所一次设备的选择与校验86、变电所高、低压线路的选择10 原始资料1.1.1变电所规模及其性质： 电压等级 220/110/35 kv 线路回数 220kv 本期2回交联电缆（发展1回）110kv 本期4回电缆回路（发展2回）35kv 30回电缆线路，一次配置齐全 本站为大型城市变电站2归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV）近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1334；零序阻抗X0=0.169

2、3近期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1445；零序阻抗X0=0.2319远期最大运行方式：正序阻抗X1=0.1139；零序阻抗X0=0.14883110kv侧负荷情况：本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路 最大负荷是280MW 最小负荷是 230MW435kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期 最大负荷是240MW 最小负荷是 180MW 近期 最大负荷是170MW 最小负荷是 100MW 5环境条件：当地年最低温度-24，最高温度+35，最热月平均最高温度+25，海拔高度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。主接

3、线设计本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母接线，不加旁路。 110kv 采取双母接线，不加旁路。 35kv 出线30回，采用双母分段。低压侧采用分列运行，以限制短路电流。 电气主接线图第二章 主变压器选择和负荷率计算原始资料1110kv侧负荷情况：本期4回电缆线路 最大负荷是 160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路 最大负荷是280MW 最小负荷是 230MW235kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期 最大负荷是240MW 最小负荷是 180MW 近期 最大负荷是170M

4、W 最小负荷是 100MW 3由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COS=0.85主变压器选择2.2.1容量选择(1)按近期最大负荷选： 110 kv侧： 160 MW 35 kv侧： 170 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量每台主变压器负荷 110 kv侧： 80 MW 35 kv侧： 85 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量。SN=PL/(0.85)=(80+85)/(0.850.87)=209.6 MVA 或SN=0.6PM/0.85=0.6（160+170）/0.85=232.9 MVA选 SN=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器负荷

5、率计算由负荷率计算公式:=S/SB110kv最大,最小负荷率:=80/(0.85120)=78.4% =65/(0.85120)=63.7%35kv最大,最小负荷率=85/(0.85120)=83.3% =50/(0.85120)=49%总负荷率： =(85+80)/(0.85240)=80.9% =(50+65)/(0.85240)=56.4%(2)按远期最大负荷选：（远期设三台主变压器） 110 kv侧： 280 MW 35 kv侧： 240 MW每台主变压器负荷 110 kv侧： 93.3 MW 35 kv侧： 80 MW按最优负荷率0.87选主变压器容量。SN=PL/(0.85)=(9

6、3.3+80)/(0.850.87)=234 MVA选SN=240MVA，容量比100/50/50负荷率计算 110kv最大负荷率: =93.3/(0.85120)=91.4%35kv最大,最小负荷率 =80/(0.85120)=78.4%总负荷率： =(93.3+80)/(0.85240)=84.9% 所以，综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量：SN=240 MVA，容量比100/50/50的变压器。因为：SN/SLMAX=(2400.85)/(160+170)=61.8%60%所以每台主变压器可以带总负荷的60%。 SLMAX/SN=1.62经查表知事故过流允许负荷在过负荷1.6倍时

7、为15分钟，过负荷2.0倍的允许时间为4分钟。2.2.2变压器参数列表:表2-1 变压器参数列表容量MVA调压范围电压KV空载损耗（KW）短路损耗（KW）阻抗电压UI-2%U1-3%U2-3%24022.5%220/110/38.5230108014249第三章 短路计算第3.1节 相关参数计算等值220kv系统: XS1=0.1134 XS0=0.1693变压器: U1%=0.5(U12%+U13%-U23%)=0.5(14+24-9)=14.5 U2%=0.5(U12%+U23%-U13%)=0.5(14+9-24)=-0.5U3%=0.5(U13%+U23%-U12%)=0.5(24+9

8、-14)=9.5所以 XT1=U1%SB/(100SN)=14.5100/(100240)=0.06042 XT2= U2%SB/(100SN)=0 XT3= U3%SB/(100SN)=9.5100/(100240)=0.0396短路点选择图 3-1 短路点分布图F1点 220kv进线断路器内侧F2点 220kv母联断路器F3点 220kv母线F4点 主变压器高压侧F5点 主变压器中压侧F6点 110kv母线F7点 110kv出线F8点 主变压器低压侧F9点 35kv出线 短路计算图 3-2按近期最大运行方式所给参数进行短路计算： X1=2XS1=20.1334=0.2668 XT1=0.0

9、6042 XT3=0.0396 IB1=SB/UB1=100/230=0.2510 IB2=SB/UB2=100/115=0.5020 IB3=SB/UB3=100/37=1.5603.3.1 短路点F1：（220kv进线断路器内侧）图 3-3 标： IK1=E/X1=1/0.2668=3.748有： IK1=IK1IB1=3.7480.2510=0.941 KA短路点F2：（220kv母联断路器）图 3-4 标： IK2=E/XS1=1/0.1334=7.496有： IK2=EIB1=7.4960.2510=1.88KA短路点F3（220kv母线），F4（主变压器高压侧），与F2情况相同。3

10、.3.4 短路点F5：（主变压器中压侧）图 3-5 XK=0.5（X1+XT1）=0.5（0.2668+0.6042）=0.1636 标： IK5=E/（2XK）=0.5/0.1636=3.06有： IK5=IK5IB2=3.060.5020=1.536KA 短路点F6：（110kv母线）图 3-6 XK=0.5（X1+XT1）=0.1636标： IK6=E/XK=1/0.1636=6.11有： IK6=IK6IB2=6.110.5020=3.07 KA 短路点F7（110kv出线）情况与F6相同。短路点F8：（主变压器低压侧）图 3-7 XK=0.5（XT1+X1）+XT3=0.5（0.06

11、042+0.2668）+0.0396=0.2032标： IK8=E/XK=1/0.2032=4.92有： IK8=IK8IB3=4.9231.560=7.68 KA短路点F9（35kv出线）情况与F8相同。主要电气设备选型 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，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6220kV的电网一般选用少油断路器，电压110330kV电网，可选用SF6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。断路器选择的具体技术条件如下：（1）电压：Ug Un Ug-电网工作

12、电压（2）电流：Ig.max In Ig.max-最大持续工作电流（3）开断电流：Ip.t InbrIpt-断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量Inbr-断路器额定开断电流（4）动稳定： ich imaximax-断路器极限通过电流峰值ich-三相短路电流冲击值（5）热稳定：ItdzIttI- 稳态三相短路电流tdz -短路电流发热等值时间It- 断路器t秒热稳定电流其中tdz=tz+0.05由 =I /I和短路电流计算时间t，可从发电厂电气部分课程设计参考资料P112，图51查出短路电流周期分量等值时间，从而可计算出tdz。 220kv出线断路器（1）选择Ug=220 KVIgmax=P

13、LMAX/(UnCOS)= 1.02 KA 选择LW2-220 SF6断路器表4-1 LW2-220 SF6 断路器参数表型号额定电压（kv）额定电流（ka）额定短路开断电流（ka）额定短路关合电流（ka）额定峰值耐受电流（ka）4秒热稳定电流（ka）全开断时间（s）LW2-2202202.531.580100400.05 （2）热稳定校验： I2tdz式中 I-稳态三相短路电流；tdz-短路电流发热等值时间；It-断路器t秒稳定电流。其中tdz=tz+0.05”,由=I，/I=1短路电流计算时间t=tpr+tab=0.5+0.15+0.06=0.71(tpr为全保护时间，tab为固有全分闸时

14、间，它包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间)可从小电气书图5-1中查出短路电流周期分量等值时间tz=0.8S，忽略短路电流非周期分量。所以：tdz=tz+0.05”=0.8 SQk= I2tdz=0.9412 0.8It2t IttQk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaximax-断路器极限通过电流峰值；ich -三相短路冲击值。ich=2.55I”=2.550.941=2.40Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 1.88=4.79Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 3

15、.07=7.82Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 1.536=3.92Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 1.88=4.79Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 1.536=3.92Qk 满足热稳定要求 。 （3）动稳定校验：ichimaxich=2.55I”=2.55 7.68=19.6 Ich热稳定： Qk =0.708 KA2S ,(I1NKT)2=(1.260)2=5184 KA2SQk (I1NKT)2 满足 变压器高压侧电流互感器（1）形式：采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式（2）电压：Ug=220KV（3）电流：Igmax=0.661 KA（4）准确等级：采用0.5级，根据以上条件选择 LCWDL-220，额定变比4300/5，热稳定倍数 35，动稳定倍数 65 校验：电压：Ug=Un电流：Igmax In动稳定：Ich=1.88 K