220kv变电站电气一次部分毕业设计论文(编辑修改稿)

220kv变电站电气一次部分毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

计算条件 邵阳学院毕业设计（论文） 3 （ 1）全省 220kV 及以上网络参与计算。 （ 2）短路水平年按远景水平年考虑。 （ 3）短路阻抗不含变电站本身阻抗。 （ 4）短路阻抗为标幺值，其基准值为： Sj=100MVA， Uj=Ucp。 （ 5）花垣 220kV 变电站系统短路阻抗 （ 6）大方式系统短路阻抗 图 系统正序图 图 系统零序图 邵阳学院毕业设计（论文） 4 本期出线潮流估计 变电站本期出线潮流估计如表 ： 表 出线潮流估计 电 压等级 间隔方向 线型 长度(km) 输送潮流(MW) 220kV 花垣～万溶江 LGJ2 300 50 395～ +100 花垣～万溶江 LGJ400 50 234～ +100 花垣～岩人坡 LGJ400 17 234～ +234 110kV 花垣～佳民 LGJ185 40～ +70 花垣～花桥 LGJ185 7 40～ +70 花垣～里耶 LGJ185 41 40～ +70 花垣～天堂湾 LGJ240 13 50～ +80 花垣～民乐（漾水坪） LGJ240 50～ +80 花垣～民乐（漾水坪） LGJ240 50～ +80 注：潮流由首端流入末端为“ +”，反之为“ ”。 邵阳学院毕业设计（论文） 5 2 主变压器的选择 在各级电压等级的变电站中，变压器是变电站中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统 5～ 10 年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。 如果主变压器容量选的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且增加损耗，给运行和 检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。 因此，确定合理的变压器容量是变电站可靠供电和网络经济运行的保证。 主变压器的选择 变压器容量及 台数 的选择 变电站内变压器容量和台数是影响电网结构、供电安全可靠性和经济性的重要因素，而容量大小和台数多少的选择往往取决于区域负荷的现状和增长速度，取决于一次性建设投资的大小，取决于周围上一级电网或电厂提供负载的能力，取决于负荷本身的性质和对供电可靠性要求的高低，取决于变 压器单位容量造价、系统短路容量和运输安装条件等等，近几年随着变压器制造技术的不断提高，变压器自身质量和安全运行水平大幅度提高变压器空载损耗下降的幅度大，变压器经济运行的负载率得到不断降低又国家节能减排政策，鼓励企业开展经济运行工作建设、扩建和变压器增容的台数和容量的选择，国内尚无明确具体的规定，也是随技术水平提高不断完善的一个系统工程，一般根据常规经验和规划者的观点来进行结合相关规程制度。 首先变压器额定容量应能满足供电区域内用电负荷的需要，即满足全部用电设备总计算负荷的需要，避免变压器长期处于过负荷状态运 行。 新建变电站变压器容量应满足 5~10 年规划负荷的需要，防止不必要的扩建和增容，也减少因为扩建增容造成的大面积和长时间停电对较高可靠性供电要求的变电站一次最好投入两台变压器，变压器正常的负载率不大于 50%为最好。 对于供电区域内有重要用户的变电站，应考虑一台变压器在故障或停电检修状态下，其它变压器在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一级和二级负荷，对一般负荷的变电站，任何一台变压器停运，应能保证全部负荷的 70%至 80%的电力供邵阳学院毕业设计（论文） 6 应不受影响，城区变电站变压器台数和容量应满足 N1 的要求。 虽然大容量变压器 单位容量造价低，在高负荷密度供电区域建设大容量变电站能够节省投资，容量越大，效果就越明显但为保证供电运行方式灵活，应考虑采用多台变压器，单台变压器容量的选择不宜过大和过小，要预留负荷发展而扩建的可能，实现变电站容量由小到大，变压器的台数由少到多城区变电站 3台变压器供电的运行方式最为灵活可靠。 为保证变电站运行方式灵活可靠，减少和方便备用容量储备，便于与相联结配电装置的配合，便于检修维护，达到变电站整体规范统一，选择变压器容量的种类应尽量减少，一般不超过两种，在此，建议对城市供电的一个变电站内最好统一变压器容量等级。 在一定容量范围内，容量增大变损降低，但节约的电费可能难以补偿投资费用的增加，与之配套的开关等设备的开断能力的要求大，所以变压器容量的选择要考虑变压器及其配套装置的一次性投资。 行国家降损节能政策，必要时，要进行经济运行方式的计算。 由于供电企业要求城区供电满足 N1的可靠性准则，变压器容量的选择，除符合上述条件外，要考虑事故和检修状态下，减少供电引起的经济损失和对社会的影响，最少应满足一台变压器停电后，部分负荷可以调至周围变电站，而不影响对全部用户的正常用电需求。 对供电企业变电站密集区，由于变电站 之间存在联络供电线路，变电站之间可以拉手互供，变压器的容量选择可以适当减小，正常条件下分区域各自供电，当不能满足供电输出时，可以靠周边的变电站通过联络线带部分负荷，但最终要考虑增加变电站布点或增加变压器台数来逐步满足负荷供出的要求。 对低压侧有发电机组并网的变电站，变压器容量也可以适当减小，但容量选择时要考虑，满足发电机组的额定容量在区域负荷最小时，能够通过变压器向电力系统正常输出，变压器的容量必须大于机组发电容量。 变压器和发电机组的额定容量之和大于该地区的最大负荷。 发电机组停运，变压器应能保证全部负荷的 70%至 80%的电力供应不受影响，并保证一级和二级负荷正常用电。 与上一级电网的设备参数配合得当，满足系统短路容量的要求 邵阳学院毕业设计（论文） 7 主变压器相数的选择 容量为 300MW 及以下机组单元连接的主变压器和 330kV 及以下的电力系统中，一般都选择三相变压器。 但是在选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。 本次设计的变电所，站址海拔高度 ~，占地 2hm ，原始地貌属于低缓丘陵地貌，耕地与农田，地形起伏不大，目前场地尚未整平，交通运输方便。 站址地势较高，排水系统良好，具有较强的防洪能力和防洪抗震能力。 故本次设计的变电站选用三相变压器。 主变压器绕组与结构的选择 在具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。 而本变电站具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该站选择普通三绕组变压器。 生产制造中的三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器几种类型。 （ 1）自 耦变压器：短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。 自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。 由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行，电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高 、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性，由原始资料可知不宜选择自耦变压器。 （ 2）分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵 20%。 分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。 由于本次所设计的变电所，受功端的负荷大小不等，故不选择分裂变压器。 （ 3）三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器之间，安装以及调试灵活，供电可靠性高，满足各种继电保护的需求，又能满足调度 的灵活性。 邵阳学院毕业设计（论文） 8 主变压器调压方式的选择 由于花垣 220kV 变电站在整个地区的位置相当重要，需要 连续 提供高质量的变电效果，另外还需要 带负荷调整电压 ， 而电压时有偏差，供电电压不稳定，负荷不稳定，本身对 电压质量 的要求还比较高，则选用 有载调压变压器 会提高供电的可靠性。 还 需要经常调整电压，则应选用有载载调压型 变压器 主变压器冷却方式的选择 主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。 （ 1）自然风冷却：依靠装在变压器油箱上的片状或管形辐射式冷却器及电动风扇散发热量的自然风冷却及强迫风冷却，适用于中、小型变压器。 （ 2）强迫油循环水冷却：虽然有散热效率高、减少变压器本体尺寸等优点。 但它须有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。 （ 3）强迫油循环风冷却：实 用于大型变压器高效率的冷却方式。 本设计主变为大型变压器，发热量大，虽然本变电站地势平坦，通风条件好，但考虑到安全性还是使用强迫油循环风冷却。 综上所述，本变电站选择三绕组无励磁调压自然风冷却方式 型号为SFSZ9180000/220 型的变压器 3台， 容量为 180000， 具体参数 如表 所示。 表 主变压器技术参数 型号 SFPSZ4180000/220 联接组标号 YN,yn0,d11 额定 容量 (kVA) 180/180/90 空载电流 (%) 空载损耗（ kW） 175 负载 损耗（ kW） 高 — 中 高 低 中 低 785 额定电压 (kV) 高 中 低 230177。 8 % 121 11 阻抗电压 (%) 高 — 中 高 低 中 低 (%)21KU12～ 14 7～ 9 222～ 24 邵阳学院毕业设计（论文） 9 3 电气主接线设计 变电站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。 为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。 电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流 、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统 [2]。 用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。 主接线设计的原则及要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变 电站电气设计的首要部分。 它的设计，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，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。 由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电在同一时刻完成，所以主接线设计的好坏 ，直接影响到工农业生产和人们的日常生活。 为此，主接线的设计必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析相关因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠 [3]。 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电安全可靠、运行灵活、经济美观等基本要求下，兼顾运行、维护方便。 主接线的基本接线方式 主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。 由于各个发电厂或变电站的出线回路数和 电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样，为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建，下面介绍几种常用的 主接线方式。 （ 1）单母线接线： 单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需使整个配电装置停电，一般只适用于一台主变压器。 邵阳学院毕业设计（论文） 10 （ 2）单母分段： 用断路器，把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，由两个电源供电。 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母 线不间断供电。 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建。 （ 3）单母分段带旁路母线 : 这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为 35～ 110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。 （ 4）一个半断路器（ 3/2）接线 : 两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它具有较高的供电可靠性和运行灵活性，任一母线故障或检修均不致停电，但是它使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控 制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大，一般在超高压电网中使用。 （ 5）双母接线 : 双目接线有两组母线，并且可以相互备用。 每一电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线相连。 它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。 但在检修某线路的断路器时，如果不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。 （ 6）桥形接线： 当只。