220kv变电站电气部分_毕业设计论文(编辑修改稿)

220kv变电站电气部分_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

: 本变电所 主要由屋外配电装置，主变压器、主控制室、及 10KV 屋内配电装置和辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电所布置中占主导地位，占地面积大，本所有 220KV、 110KV 各电压等级集中布置，将 220KV 配电装置布置在北侧， 110KV 配电装置布置在南侧，这样各配电装置位置与出线方向相对应，可以保证出线顺畅，避免出线交叉跨越，两台主变位于电压等级配电中间，以便于高中低压侧引线的连接，便于运行人员监视控制，主控制楼布置在 10KV 屋内配电装置并排在南侧，有利于监视 220KV 及主变。 1)220KV 高压配电装置 : 220KV 同样采用屋外普通中型单列布置，它共有 8 个间隔，近期出线 2 个间隔，远期没有，两台主变进线各一个间隔，电流互感器及避雷器占一个间隔，母联和旁路断路器各占一个间隔，间隔宽度为 8米 [14]。 2)110KV 高压配电装置 : 采用屋外普通中型布置、断路器单列布置，且共有 10 个间隔，间隔宽度为14 米，近期出线 5个间隔，两个连线间隔，母联和旁路断路器各一个间隔，电压互感器和避雷器共占一个间隔 [16]。 3) 10KV 高压配电装置 : 采用屋内配电装置 ,且采用两层式。 4)道路 : 因设备运输和消防的需要，主控楼、主变 220KV、 110KV 侧配电装置处铺设环形行车道路，路宽 4 米，“丁”型、“十”字路口弧形铺设，各配电装置主母线与旁母之间道路宽 3 米，为方便运行人员操作巡视检修电器设备，屋外配电装置内设 ～ 1米环形小道，电缆沟盖板也可作为部分巡视小道，行车道路弧形处转弯半径不小于 7米。 17 3 主变压器的选择 在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。 本章是对变电站主变压器的选择。 主变压器的选择原则 : （ 1） 主变容量一般按变电所建成后 5～ 10 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 10～ 20 年的负荷发展。 （ 2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。 对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的 70%～ 80%。 （ 3）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性 [11]。 主变压器台数的选择 : （ 1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。 （ 2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。 （ 3）对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 主变压器容量的选择 : （ 1）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，适当考虑到远期 10～ 20 年的负荷发展。 对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。 （ 2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。 对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计其过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70%～ 80%[12]。 （ 3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。 应从全网出发，推行系列化、标准化 [13]。 8 0 1 0 0 3 5 2 1 5S M V A   总 5 0 . 0 5N0 .8 5S = 0 .7 0 .8 5 S0 .7 0 .8 5 2 1 5 1 6 4 .5NS M V A    总同 时 率 取容 量 确 定 ： ｅｅ （ 31） 18 主变压器型式的选择 : 选择主变压器，需考虑如下原则： （ 1）当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。 （ 2）当发电厂与系统连接的电压为 500KV 时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台 50%容量三相变压 器或单相变压器组。 对于单机容量为 300MW、并直接升到 500KV 的，宜选用三相变压器。 （ 3）对于 500KV 变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器 故障或停电检修时对系统的影响。 尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。 为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。 在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。 绕组数量和连接形式的选择 : 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器 [5]。 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相 位一致，否则不能并列运行。 电力系统采用的绕组连接方式只要有丫和△，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。 我国 110KV 及以上电压，变压器绕组多采用丫连接； 35KV亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。 35KV 以下电压，变压器绕组多采用 △连接。 由于 35KV 采用丫连接方式，与 2 110 系统的线电压相位角为0，这样当变压变比为 220/110/35KV，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有 35KV 系统并网。 因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器 ，全国投运这类变压器约 40～ 50台。 主变压器选择结果 查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，选定变压器的容量为 180MVA。 由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号为： SFPS718000/220。 主要技术参数如下： 额定容量： 180000（ KVA） 额定电压：高压 — 220177。 2 % ；中压 — 121； 低压 — （ KV） 19 连接组标号： YN/yn0/d11 空载损耗： 178(KW) 阻抗电压（ %）：高中： ；中低： ； 高低： 空载电流（ %）： 所以一次性选择两台 SFPS7180000/220 型变压器为主变。 20 4 220KV 变电站电气部分短路计算 系统阻抗： 220KV 侧电源近似为无穷大系统 A，归算至本所 220KV 母线侧阻抗为 （ Sj=100MVA） ,110KV 侧电源容量为 500MVA，归算至本所 110KV 母线侧阻抗为 （ Sj=100MVA）。 变压器型号为 SFPS7— 180000/220。 SN=180MVA 其中高中、高低、中低阻抗电压（ %）分别为 14， 23， 7。 简化图如下图所示： 图 51 系统图的等值电路 变压器的各绕组电抗标幺值计算 : s 1 s ( 1 2 ) s ( 3 1 ) s ( 2 3 )11U % = [ U % + U % U ] = ( 1 4 + 2 3 7 ) = 1 522 s 2 s ( 1 2 ) s ( 2 3 ) s ( 3 1 )U % = [ U % + U % U % ] = ( 1 4 + 7 2 3 ) = 1 s 3 s ( 3 1 ) s ( 2 3 ) s ( 1 2 ) 1U % = [ U % + U % U % ] = ( 2 3 + 7 1 4 ) = 82 设 SB=100MVA， UB=Uav 21 1 BT 1 * NU% S 1 5 1 0 0X = = = 0 . 0 8 31 0 0 S 1 0 0 1 8 0s  s2 BT 2 * NU% S 1 1 0 0X = = = 0 . 0 0 61 0 0 S 1 0 0 1 8 0 s3 BT 3 * NU% S 8 1 0 0X = = = 0 . 0 4 41 0 0 S 1 0 0 1 8 0 10KV 侧短路计算 f(3)1短路时 , 示意图如下： 图 52 f(3)1短路的等值电路图 1* 1122X  T 1 * T 2 *T 1 * T 2 * T3*XX 0 . 0 0 6 0 . 0 8 3＇ （ X + X + ） = （ + ） = 0 . 0 4 4 T 2 * T 3 *2 * T 2 * T 3 * T 1 *XX1X 39。 = ( X + X + )2X 1 0 . 0 0 6 0 . 0 4 4= ( 0 . 0 0 6 + 0 . 0 4 4 +2 0 . 0 8 3 ） = 22 T 1 * T 3 *3 * T 1 * T 3 * T 2 *XX1X 39。 = ( X + X + )2X 1 0 . 0 8 3 0 . 0 4 4( 0 . 0 8 3 + 0 . 0 4 4 + )2 0 . 0 0 6 = 三角形变为星形： 1 * 3 *1* 1 * 2 * 3 *X 39。 X 39。 X= X 39。 + X 39。 + X 39。 0 .0 3 3 ( 0 .2 4 )0 .0 3 3 0 .0 1 8 0 .2 4 10 .0 4 2  2 * 3 *2* 1 * 2 * 3 *X 39。 X 39。 X= X 39。 + X 39。 + X 39。 0 .0 1 8 ( 0 .2 4 1)0 .0 3 3 0 .0 1 8 0 .2 4 10 .0 2 3  2* 1*3*1* 2* 3*X 39。 X 39。 X=X 39。 +X 39。 +X 39。  23 图 53 f(3)1短路的等值电路图 再次简化 因为 *1  *ASX = *BSX = 所以 * * *A AS 1X =X +X =+ = * * *B B S 3 X = X + X = 0 . 3 6 0 . 0 0 3 = 0 . 3 5 7 **C2X =X 示意图如下所示 : 图 54 f(3)1 短路的等值电路图 再做三角形变换 A * C *A F * A * C *B*XXX = X + X +X0 . 0 5 7 0 . 0 2 30 . 0 5 7 0 . 2 30 . 3 5 70 . 0 8 4   B * C *B F * B * C * A*XX 0 . 3 5 7 0 . 0 2 3X = X + X + 0 . 3 5 7 0 . 0 2 3 0 . 5 2 4X 0 . 0 5 7    24 示意图如下： 图 55 f(3)1短路的等值电路图 计算电抗： NNij s B B F * S 500X = X 0 . 5 2 4 2 . 6 2S 1 0 0   汽轮发电机计算曲线， 0s时标么值为 IB0*= 因为 A 电源为无穷大系统所以提供的短路电流为： P* A F *11 I = 1 1 .9 0X 0 .0 8 4 所以短路电流有名值为 [11]： F0 50 0 10 0 I = 0. 39 0 11 .9 0 76 .1 543 10 .5 3 10 .5 KA    冲击电流： ( )shi K A   短路容量： 3 1 0 . 5 7 6 . 1 5 4 1 3 8 4 . 9 7 7 ( )kS M V A    220KV 侧短路计算 f(3)2短路时，示意图如下图所示。 25 图 56 f(3)2 短路的等值电路图 * 1 * 2 *11( ) (0 . 0 8 3 0 . 0 0 6 ) 0 . 0 3 922T T T。