220kv枢纽变电所设计(编辑修改稿)

220kv枢纽变电所设计(编辑修改稿)内容摘要：

和二次接线 ，地方电力系统自动化 等 专业 知识进行复习。 并希望 通过本次 设计能学到新知识 ， 新本领，为今后的工作培养动手能力和 争加 实践经验。 220kV 枢纽 变电所设计 2 料分析 性质分析 本变电所为与电力系统相联的地区变电所，具有三个电压等级，其供电用户为二、三类负荷。 220kV 侧进线两回， 110kV 侧有 出线 6 回， 10kV 出线 6 回， 且可能带有一、二类负荷。 考虑到所有负荷中，大部分用户为工厂，如停电将造成较大的经济损失，所以供电的可靠性应作为设计的重点。 自然条件及地质条件分析 ⑴ 地理位置分析： 本变电所建于县城边缘的工业区附近，以工业用户为主。 所区地势平坦，配电装置的布置不必考虑特殊方式。 海拔 ，不必采用高海拔设备。 （根据《高压配电装置设计技术规程 》）交通发达，有铁路和高等级公路经过本所附近，不必过多考虑设备的运输问题。 ⑵ 气象分析： 最高气温 ℃，最低气温 ℃，年平均气温 ℃，普通变压器可正常工作，无需考虑特殊的电气设备；年平均风速 ，但夏秋季常受台风影响，所以架空线路的机械强度及对屋外配电装置的影响应予以考虑；虽全年多盛行东北偏北风，但强风日数多来自台风季节的东南风，所以变电所应以东南、西北走向为宜；全年只有短暂的霜冻（不足 3 天）和结冰现象（不足 1 天），不必考虑覆冰问题；无冻土情况发生，接地装置地下部分不必过深即可保证 可靠接地；地震烈度不大，不必设置防震保护，可以考虑采用半高型或高型布置；土壤电阻率小于 500Ω .m，可考虑采用构架式避雷针；年雷暴日数为 天，防雷装置的选取应加以考虑；周围环境较清洁，化工厂对本所影响不大，但年雾日为 18 天，地处沿海地区的盐雾很容易引起污闪，所以对绝缘子串和变电设备外绝缘的影响应予以考虑。 220kV 枢纽 变电所设计 3 负荷统计表 表 3－ 1 负荷统计表 序号 回路名称 用户类型 需用系数 配电容量 kVA 线长 km 供电回数 1 桥头渠 甲线 化工厂 12020 100 1 污水处理厂 2020 制药厂 6000 2 桥头渠 乙线 半导体公司 8000 100 1 电子仪表厂 4000 电子公司 5000 3 卧龙 甲线 精密五金公司 5000 100 1 金属材料公司 6000 PCB 工厂 8000 4 卧龙 乙线 医院 7000 100 1 学校 6000 机关 5000 5 黄铺 甲线 机电公司 6000 100 1 啤酒厂 7000 食品加工厂 6000 6 黄铺 乙线 医院 5000 100 1 学校 4000 居民 6000 7 汉中 甲线 航天科技园 6000 12 2 电视机厂 8000 微电子公司 7000 8 汉中 乙线 饮料厂 6000 10 1 学校 3000 居民 4000 9 项店 甲线 通讯公司 4000 13 1 建筑材料公司 7000 居民 3000 220kV 枢纽 变电所设计 4 续 表 3－ 1 序号 回路名称 用户类型 需用系数 配电容量 kVA 线长 km 供电回数 10 项店 乙线 汽车配件厂 6000 12 1 塑料制品厂 6000 居民 2020 11 刚角 甲线 纺织厂 6000 14 1 医院 5000 居民 4000 12 刚角 乙线 乳品厂 6000 15 1 饲料厂 4000 食品加工厂 5000 主变压器的选择 ⑴ 各回路的计算负荷，根据公式 einkjsi SKS  得 线路 1 1jsS ＝ 12020 ＋ 2020 ＋ 6000 ＝ 15500kVA 线路 2 2jsS ＝ 8000 ＋ 4000 ＋ 5000 ＝ 12150kVA 线路 3 3jsS ＝ 5000 ＋ 6000 ＋ 8000 ＝ 13600kVA 线路 4 4jsS ＝ 7000 ＋ 6000 ＋ 5000 ＝ 12450kVA 线路 5 5jsS ＝ 6000 ＋ 7000 ＋ 6000 ＝ 14900kVA 线路 6 6jsS ＝ 5000 ＋ 4000 ＋ 6000 ＝ 11050kVA 线路 7 7jsS ＝ 6000 ＋ 8000 ＋ 7000 ＝ 15450kVA 线路 8 8jsS ＝ 6000 ＋ 3000 ＋ 4000 ＝ 8400kVA 线路 9 9jsS ＝ 4000 ＋ 7000 ＋ 3000 ＝ 10800kVA 线路 10 10jsS ＝ 6000 ＋ 6000 ＋ 2020 ＝ 10100kVA 线路 11 11jsS ＝ 6000 ＋ 5000 ＋ 4000 ＝ 10750kVA 线路 12 12jsS ＝ 6000 ＋ 4000 ＋ 5000 ＝ 11300kVA ⑵ 变电所最大负荷计算 由  %11 xSKS j s initjs  计算 tK —— 同时系数，一般取 －。 %x —— 线损率，高低压网络的综合线损率为 ％。 得 jsS ＝ 146450（ 1＋ ％）＝ 对于本所要考虑 5年的发展前景，系统年负荷增长率为 8％，则 5年后该变电所的总负荷为 9 7 7 7 68 6 2 3 2 5 7 3 %85  eeSS mnjsj s z d kVA ⑶ 主变台数的确定 本变电所采用经济运行方式，装设两台等容量变压器，当一台主变运行时，可保证 60％的负荷供电，考虑变压器事故过负荷能力为 40％，则可保证对 84％负荷的供电，在事故运220kV 枢纽 变电所设计 5 行 方式下，切除一些三类负荷保证大部分供电。 ⑷ 变压器容量的确定 装设两台等容量主变，每台主变的额定容量为 jszde SS  ，即 1 8 6 6 9 7 7 7 eS kVA，所以选择 120200eS kVA的变压器。 根据实际情况，采用 220kV三相三绕组有载调压变压器。 有载调压电力变压器是输配电系统中的重要组成部分，适用于电网电压波动较大而用户对电压质量要求较高的场合或负荷中心，在户内、外均可使用。 这种变压器的作用是电网电压波动时，不间断 地在带负荷运行条件下，通过自动或手动改变变压器高、低压侧线圈的匝数比，保持输出电压的稳定，从而保证供电质量，提高用电设备的工作效能和安全可靠性。 目前国产的 63000－ 202000kVA三相三绕组有载调压电力变压器采用片式散热器来提高冷却效果，减小运行噪音；增加平衡绕组以减小星形－星形连接绕组的零序阻抗，减小二次谐波电压幅值，并稳定中性点电压；通过降低变压器铁芯磁通密度来降低噪音；采用外铁芯变压器（壳式变压器）来增强抗短路能力和降低损耗。 查中国水利水电出版社《电气设备实用手册》，选用 220kV 低损耗三相三 绕组 SFPS 系列有载调压变压器，其技术数据见表 3－ 2。 表 3－ 2 变压器技术数据 型 号 额定电压（ kV） 连接 组 标号 损耗（ kW） 高压 中压 低压 短路 空载 SFPSZ720200/220 220 121 35 YN， yn0, d11. 480 144 空载电流（％） 阻抗电压（％） 生 产 厂 高低 高中 中低 2224 1214 79 湖北变压器厂 主接线的确定 电气主接线的设计应满足供电可靠，接线简单、清晰，操作、检 修方便，投资少，年运行费用低等要求。 第一 可靠性：是否能够保证变电所的正常运行并提供高质量电能。 检修电气设备时是否影响对重要用户的供电，是否有造成变电所全停的可能性。 第二 灵活性：从运行方面看，是否能以正常方式投入和切除变压器，是否能满足事故运行方式、检修运行方式和其他特殊运行方式，是否能够安全、方便的检修断路器、隔离开关等电气设备而不影响对大部分用户的供电；从扩建角度看，从初期接线到最终接线的改造过程中，设备的改动是否最小。 第三 经济性：是否具有分期建设的可能性，投资及年运行费用是否最低。 经过分析 确定本所的主接线见附图（ 1）。 220kV 枢纽 变电所设计 6 短路电流计算目的 ⑴ 选择和校验电气设备； ⑵ 继电保护整定； ⑶ 确定是否采取限流措施。 假设条件和原则 ⑴ 正常工作时，三相系统对称运行； ⑵ 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行； ⑶ 短路发生在短路电流为最大值的瞬间； ⑷ 元件的电阻都可忽略不计； ⑸ 所有计算都为三相短路情况下，并全部考虑为金属性短路； ⑹ 220KV 线路忽略线路阻抗。 系统简化阻抗图 图 4－ 1 等效电路图 短路电流的计算方法 ⑴ 根据保护整定值的计算和经验选择短路点； ⑵ 画等效电路； ⑶ 计算出每个电抗元件的电抗标么值； ⑷ 计算各短路点的计算电抗； ⑸ 计算短路电流和冲击电流。 220kV 枢纽 变电所设计 7 ⑴ 取 100BS MVA, avB VV 。 ⑵ 最大运行状态下，电抗标么值 X。 ⑶ 最小运行状态下，电抗标么值 X。 ⑷ 根据手册 上提供变电所系统阻抗标么值为 ， 100jS MVA，计算本变电所的短路电流，并据此选择电气设备。 三绕组变压器根据公式NBSSVx  100% 来计算，由 SFPSZ7120200/220 技术数据，选定       8%23%13% 323121   sss VVV ， ，则有        ,14%%%21% 3231211   ssss VVVV        ,1%%%21% 3132212   ssss VVVV        ,9%%%21% 2131323   ssss VVVV 所以有 , %11  sT Vx , %22  sT Vx .0 7 5 2 01 0 01 0 0%33  sT Vx ⑴ 系统进线长度 L 100 km，电抗 0 301 001 20 x。 ⑵ 110kV 侧出线 L 510 010 02*11 ＝，  xkm L 2*12 ＝，  xkm 220kV 枢纽 变电所设计 8 L 2*33 ＝，  xkm L 1 151 001 00 2*44 ＝，  xkm L 1 151 001 00 2*55 ＝，  xkm L 1 151 001 00 2*66 ＝，  xkm ⑶ 10kV 侧出线 L 2*77 ＝，＝ xkm L 2*88 ＝，＝ xkm L 2*99 ＝，＝ xkm L 2*1010 ＝，＝ xkm L 2*1111 ＝，＝ xkm L 2*1212 ＝，＝ xkm 最大运行方式下各短路点电流的计算 ⑴ 对 1f 点 01 xx  三相短路电流 13m i n00)3(1 ＝ BBVSxx EI kA 两相短路电流     9 3121 ＝ II kA 冲击电流   311 ＝ Ii ch kA ⑵ 对 2f 点 )(  TT xxxx 三相短路电流 220kV 枢纽 变电所设计 9 13m i n20)3(2 ＝ BBVSxx EI kA 两相短路电流     9 3222 ＝ II kA 冲击电流   8 322 ＝ Ii ch kA ⑶ 对 3f 点 2 6 5 7 5 1 6  TT xxxx 三相短路电流 13m i n30)3(3 ＝ BBVSxx EI kA 两相短路电流     3323 ＝ II kA 冲击电流   0 333 ＝ Ii ch kA ⑷ 对 4f 点 )(  bTT xxxxx 三相短路电流 13m i n40)3(4 ＝。