220kv变电站设计本科毕业论文设计(编辑修改稿)

220kv变电站设计本科毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

限制短 路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 ⑵ 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 南华大学电气工程学院毕业设计 第 16 页，共 69 页 ⑶ 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。 ⑷ 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 ⑸ 按接地装置的设计，也需用短路电流。 短路电流计算的一般规定 ⑴ 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规 划（一般为本期工程建成后 5～ 10年）。 确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按只在切换过程中可能并列运行的接线方式。 ⑵ 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 ⑶ 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点时，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。 ⑷ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。 短路计算基本假设 ⑴ 正常工作时，三相系统对称运行； ⑵ 所有 电源的电动势相位角相同； ⑶ 电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小而发生变化； ⑷ 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； ⑸ 元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响。 短路电流计算 基准值 高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值： 基准容量： Sb= 1000MV A 基准电压： Ub=Uav (kV) 115 230 短路电流计算的步骤 ⑴ 计算各元件电抗标幺值，并折 算到同一基准容量下； 南华大学电气工程学院毕业设计 第 17 页，共 69 页 ⑵ 给系统制订等值网络图； ⑶ 选择短路点； ⑷ 对网络进行化简，计算出计算电抗，通过查计算曲线来求出短路电流的标幺值，其中计算曲线只作到 xjs= 为止，当 xjs≥ 时可以近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变，直接按下式计算即可 jsP xI1 ⑸ 列出短路电流计算并得出结果。 各元件电抗标幺值 ⑴ 各电厂电抗标幺值 A 厂： 200 0100  NAbdAA SSxX B 厂： 18 0010  NBbdBB SSxX C 厂：  NCbdCC SSxX D 厂： 1 00 01 00  NDbdDD SSxX ⑵ 主变各绕组的等值电抗标幺值 )(21%)%%(21% )32()13()21(1   SSSS VVVV )(21%)%%(21% )13()32()21(2   SSSS VVVV )(21%)%%(21% )21()13()32(3   SSSS VVVV % 111  NTbSt SSVX % 222  NT bSt S SVX 19 0010 0% 333  NT bSt S SVX ⑶ 各线路等值电抗标幺值 (取架空输电线路单位电抗为 XL= /km) 南华大学电气工程学院毕业设计 第 18 页，共 69 页 2211  avbLL USLXX 21 010 0016 2222  avbLL USLXX 51 010 0020 2233  avbLL USLXX 0 0 2244  avbLL USLXX 13 010 0015 2255  avbLL USLXX 3 301 00 01 2266  avbLL USLXX 总的短路等值电路图 图 短路等值电路总图 220kV 母线短路点 d1的短路电流计算 ⑴ 220kV 母线短路等值电路图如图 和。 南华大学电气工程学院毕业设计 第 19 页，共 69 页 图 220kV 母线短路等值电路 图 1 图 220kV 母线短路等值电路图 2 211    LLL LL XXX XXX 322    LLL LL XXX XXX 313    LLL LL XXX XXX 3 0 6 3 0 1 3 0 544    LLL LL XXX XXX 4 5 6 3 0 3 6 3 655    LLL LL XXX XXX 3 6 6 3 0 3 6 0 646    LLL LL XXX XXX ⑵ 各电厂对短路点 d1的转移电抗值 5 7 4 5 0 )4 0 (5 0 0 )( 2 3131   XX XXXXXXX BAAfA )()( 1 3232   XX XXXXXXX ABBfB )()( 5 6464   XX XXXXXXX DCCfC9 4 0 3 6 )4 5 (3 6 5 )( 4 6565   XX XXXXXXX CDDfD ⑶ 将 A、 B 两厂合并，求其对短路点 d1的转移电抗值 )()())(( 321 21)//(    XXXXX XXXXX BA BABAf南华大学电气工程学院毕业设计 第 20 页，共 69 页 ⑷ 将 C、 D 两厂合并，求其对短路点 d1的转移电抗值 )()())(( 654 54)//(    XXXXX XXXXX DC DCDCf ⑸ 将 A、 B、 C、 D四厂合并，求其对短路点 d1的转移电抗值 )//()//()//()//()//////( DCfBAfDCfBAfDCBAf XX XXX ⑹ 四厂合并后对短路点 d1的计算电抗为 )//////(220  bDCBAfjs SSXX ⑺ 通过查计算曲线得 0～ 4s 内不同时间短路电流标幺值，然后求其有名值 avptpt USII 3 表 短路点 d1 的短路电流表 时间 (s) 0 1 2 3 4 标幺值 有名值（ kA） 110kV 母线短路点 d2的短路电流计算 ⑴ 等值电路图如图 和图。 图 110kV 母线 短路等值电路图 1 图 110kV母线短路等值电路图 2 ⑵ 全部电厂对短路点 d2的转移电抗值及计算电抗值 4 6 )0 7 0 (21)(21 2112  ttt XXX 南华大学电气工程学院毕业设计 第 21 页，共 69 页 转移电抗： )//////(110  tDCBAff XXX 计算电抗： 5 57 1 00 0 1 00 01 80 01 80 02 00 08   bfjs S SXX ⑶ 通过查计算曲线得到 0～ 4s 内不同时间短路电流标幺值，然后求其有名值 avptpt USII 3 表 短路点 d2 的短路电流表 时间 (s) 0 1 2 3 4 标幺值 有名值（ kA） 10kV 母线短路点 d3的短路电流计算（未装设电抗器之时） ⑴ 等值电路图如图 和图。 图 10kV 母线短路等值电路图 1 图 10kV 母线短路等值电路图 2 ⑵ 全部电厂对短路点 d2的转移电抗值及计算电抗值 )(21)(21 3113  ttt XXX 转移电抗： 4 7 9 8 )//////(10  tDCBAff XXX 计算电抗： 7 1 00 0 1 00 01 80 01 80 02 00 04   bfjs S SXX ⑶ 通过查计算曲线得到 0～ 4s 内不同时间短路电流标幺值，然后求其有名南华大学电气工程学院毕业设计 第 22 页，共 69 页 值 短路电流标幺值计算公式：101jsp XI  有名值计算公式：avptpt USII 3 表 短路点 d3 的短路电流表 时间 (s) 0 1 2 3 4 标幺值 有名值（ kA） 电气设备与母线的选择 概述 导体和电气设备的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。 在进行设备选择时，应根据工程的实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。 电气设备要能 可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下都能保持正常运行。 电气设备选择的一般规则 ⑴ 应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； ⑵ 应按当地环境条件校核； ⑶ 应力求技术先进和经济合理； ⑷ 与整个工程的建设标准应协调一致； ⑸ 同类设备应尽量减少品种； ⑹ 选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。 在特殊情况南华大学电气工程学院毕业设计 第 23 页，共 69 页 下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。 电气选择的条件 正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。 在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。 尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。 电器要能可靠的工作，必须按正常条件下进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 ⑴ 按正常工作条件选择电气设备 ① 额定电压和最高工作电压 所选用的电器允许最高工作电压不得低于所接电网的最 高运行电压，即 Ualm ≥ Usm 一般电器允许的最高工作电压：当额定电压在 220kV 及以下时为 ；额定电压是 330～ 500kV 时是。 而实际电网的最高运行电压 Usm一般不会超过电网额定电压的 ，因此在选择电器时，一般可按电器额定电压 UN不低于装置地点电网额定电压 UNS的条件选择 ,即 UN≥ UNs ② 额定电流 电器的额定电流 IN是指在额定周围环境温度θ 0下，电器的长期允许电流。 IN不应该小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 Imax，即 IN ≥ Imax 由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的 Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的 倍；若变压器有过负荷运行可能时， Imax 应按过负荷确定；母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的 Imax；母线分段电抗器的 Imax 应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流，或最大一台发电机额定电流的 50%～ 80%；出线回路的 Imax除考虑正常负荷电流外，还应考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。 此外，还与电器的装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类和形式的选择。 南华大学电气工程学院毕业设计 第 24 页，共 69 页 ③ 按当地环境条件校核 在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤须注意小环境）条件，当气温，风速，温度，污秽等级，海拔高度，地震列度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取措施。 我国目前生产的电器使用的额定环境温度 θ 0＝＋ 40℃，如周围环境温度高于＋ 40℃（但≤＋ 60℃）时，其允许电流一般可按每增高 1℃，额定电流减少 ％进行修正，当环境温度低于＋ 40℃时，环境温度每降低 1℃，额定电流可增加 ％，但其最大电流不得超过额定电流的20%。 ⑵ 按短路状态校验 ① 短路 热稳定校验 短路电流通过电器时，电器各部分的温度应不超过允许值。 满足热稳定的 条件为： It2 t ≥ Qk ； 式中 Q k — 短路电流产生的热效应 It、 t— 电器允许通过的热稳定电流和时间。 ②。