220kv_60kv智能变电站电气部分一次设计_毕业设计论文任务书(编辑修改稿)

220kv_60kv智能变电站电气部分一次设计_毕业设计论文任务书(编辑修改稿)内容摘要：

沈阳工程学院毕业设计（论文） 2 第 2 章 变电所主变压器的选择 主变压器容量选择的有关规定 主变选择的一般原则 为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超主变。 当 只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。 对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装 2～ 4台主变。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的 60～ 75%。 通常一次变电所采用 75%，二次变电所采用 60%。 （ 1）主变一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在 220kV 的边电所中，可采用单相变压器组。 当装设一组单相变压时，应考率装设备用相，当主变超过一组，且各组容量满足全所负荷的 75%时，可不装设备用相 ； （ 2）当系统有调压要求时，应采用有载调压变压器。 对新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选 用有载调压变压器。 其所附加的工程造价，通常在短期内是可以回收的 ； （ 3）与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或 与高中压间潮流不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作经济比较 ； （ 4）具有三种电压的变电所，例如 220kV、 110kV、 63kV，一般采用三绕组变压器。 （ 1）为了正确的选择主变容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电所的年、 日最高负荷和平均负荷。 （ 2）主变容量的确定应根据电力系统 5～ 10年发展规划进行。 （ 3）变压器最大负荷按下式确定  PKMP 0 （ ） 式中 0K 负荷同时系数； P 按负荷等级统计的综合用电负荷。 对于两台主变的变电所，其变压器的额定容量可 按下式确定 Me PS  （ ） 总安装容量为   MM PPeS  （ ） 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 3 这样 ，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证 98%的负荷供电。 根据计算，确定变压器型号为 SFPZ790000/220 主要参数如下 高 压： UN1=230177。 8 %kV 低 压： UN2=69kV 额定容量： S=90000kVA 阻抗电压： Uk%= 空载损耗： P0=104KW 空载电流： I0%= 负载损耗： Pk=359KW 连接组标号： YN,d11 本次设计的 220kV 降压变电所采用 2台主变并列运行的方式。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 4 第 3 章 变电所电气主接线的选择 电气主接线是指变电所 的变压器、输电线路怎样与电力系统相连，从而完成输配电任务，它是变电所的重要组成部分。 采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订都有较大的影响。 因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电所的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理的选择主接线方案。 电气主接线的设计原则和要求 电气主接线的设计原则 设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则 ：①符合设计任务书的要求；②符合 有关的方针、政策和技术规范、规程； ③ 结合具体工程特点，设计出经济合理的主接线。 为此，应考 虑 下列情况： 1. 明确变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。 变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。 2. 考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应根据 5～ 10 年电力系统发展规划进行。 应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况 和潮流分布，来确定主接线的形式以及连接电源数和出线回数。 3. 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立的电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。 三级负荷一般只需要一个电源供电。 4. 考虑主变台数对主接线的影响 变电所主变的容量和台数，对主接线的选择将产生直接的影响。 通常对大型变电所，由于传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。 而容量小的变电所，其 传输容量小，对主接线的可靠性灵活性要求不是很高。 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。 电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当母线或断路器检修时，是否允许变压器、线路停运；当线路故障时允许切除线路变压器的数量等，都直接影响主接线形式的选择。 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 5 电气主接线的基本要求 供电的可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电的价值大几十倍，会 导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。 因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。 因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。 研究主接线可靠性应注意的问题如下： （ 1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。 变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统要求相适应。 如：对于一个小型的终端变电所的主接线一般不要求过高的可靠性，而对于一个大型超高压变电所，由于它在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统运行受到扰动，甚至失去稳定，造成巨大损失，因此其电气主接线 应采用供电可靠性高的接线方式。 （ 2）变电所接入电力系统的方式。 现代化的变电所都接入电力系统运行。 其接入方式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地里位置和输送电能距离等因素有关。 （ 3）变电所的运行方式及负荷性质。 电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同一时刻完成。 而负荷的性质按其重要意义又分为 Ⅰ 类、 Ⅱ 类、 Ⅲ 类之分。 当变电所设备利用率较高，年利用小时数在 5000h 以上，主要供应 Ⅰ 类、 Ⅱ 类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接线形式。 （ 4）设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。 电气主接线是由电气设备相互 连接而成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。 因此，主接线设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。 随着电力工业的不断发展大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线的可靠性，但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。 相反，不必要的接线设备，使接线复杂、运行不便，将会导致主接线可靠性降低。 因此，电气主接线的可靠性是一次设备和二次设备在运行中可靠性的综合，采用高质量的元件和设备，不仅可以减小事故率，提高可靠性，而且还可以简化 接线。 此外，主接线可靠性还与运行管理水平和运行值班人员的素质有密切的关系。 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。 不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。 同时设计主接线时应留有发展扩建的余地。 对灵活性的要求如下： （ 1）调度时，可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。 （ 2）检修 时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。 （ 3）扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。 在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并对一次和二次部分的改建工作量最沈阳工程学院毕业设计（论文） 6 少。 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。 与使主接线可靠、灵活，必然要选高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资的增加。 因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。 一般从以下方面考虑： （ 1）投资省。 主接线应 简单清晰，节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等一次设备； ② 使继电保护和二次回路不过于复杂，节省二次设备和控制电缆；③ 限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器； ④ 如能满足系统安全运行及继电保护要求， 110kV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。 （ 2）占地面积小。 主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 （ 3）电能损失少。 在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压器而增加电能损耗。 此外，在系统规划设计 中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两回。 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。 在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有 所差异，但总的设计思路、方法和骤相同。 其具体设计步骤和内容如下 （ 1）对原始资料进行分析，具体内容如下 1）本工程情况。 主要包括：变电所类型；设计规划容量；变压器容量及台数；运行方式等。 2）电力系统情况。 电力 系统近期及远期发展规划（ 5～ 10年）；变电所在电力系统中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点地方式等。 3）负荷情况。 负荷的性质及地理位置、电压等级、出线回路数及输送容量等。 电力负荷在原始资料中虽已提供，但设计时尚应予以辨证地分析。 因为负荷的发展和增长速度受政治、经济、工业水平和自然条件等方面影响。 如果设计时，只依据负荷计划数字，而投产时实际负荷小了，就等于积压资金；否则电量供应不足，就会影响其他工业的发展。 4）环境条件。 当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向 、水文、地质、海拔、地震等因素对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。 特别是我国土地辽阔，各地气象、地理条件相差甚大，应予以重视。 对重型设备的运输条件也应充分考虑。 5）设备制造情况。 为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性，经济性和可靠性。 （ 2）拟定主接线方案。 根据设计书任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定若干个主接线方案。 因为对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 7 结构等考虑的不同，会出现多种接线方 案（近期和远期）。 应依据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优点，淘汰一些明显不合理的方案，最终保留两个或三个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得最优秀的技术合理、经济可行的主接线方案。 （ 3）主接线经济比较。 （ 4）短路电流计算。 对拟定的电气主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。 （ 5）电器设备的选择。 主接线的拟定方案及选择 本变电所的电压等级为 220kV/60kV， 220kV 侧有进线 2 回， 60kV 侧有出线 8 回。 根据主接线设计必须满足供 电可靠性，保证电能质量，满足灵活性和方便性，保证经济性的原则，初步在两侧各拟定两个主接线方案，进行选择： 220kV侧主接线采用单母线分段和双母线接线 2种接线方案。 60kV 侧主接线采用双母线接线和单母线分段接线 2 种接线方案。 下面 图及 列表比较各种方案的特点，根据设计要求从中选出最佳方案 . 图 双母线接线 沈阳工程学院毕业设计（论文） 8 图 单母线分段带旁路母线接线 图 单 母线 分段 接线 道义 220/60kV 智能变电站电气一次部分初步设计 9 表 220kV侧接线比较 方案 项目 单母线分段接线 双母线接线 可靠性 ①对重要用户可以从不同段引出两个回路。 ②当一段母。