毕业设计论文-220kv降压变电所的设计

毕业设计论文-220kv降压变电所的设计内容摘要：

电。 3） 10kV 采用单母线隔离开关分段：不够灵活，当一段母线故障时，全部回 路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电，当一段母线或母线隔离开关故障或检修，该母线的回路都在检修期间内停电。 优点：方案一 220kV、 110kV 都采用双母线带旁路，并且设计专用的旁路断路器，使检修或故障时，不致破坏双母线接线的固有运行方式，及不致影响停电。 可靠性高于方案二，但方案一 10kV 采用单母线运行时，操作不够灵活、可靠，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。 其可靠性不如方案二。 （ 3）方案三 1） 220kV、 110kV 都采用双母线带旁路，并且设计 专用的旁路断路器，使检修或故障时，不致于破坏双母线接线的固有运行方式及影响停电。 2） 10kV 虽无出线，但为了满足变电所用电的可靠性，有用装设两台所用变压器，为互备方式运行，其接线方式为单母线分段接线方式。 其接线方式的特点： 14 1）双母线带旁路母线，并设专用的旁路断路器，其经济性相对来是提高了，但是保证了各段出线断路器检修和事故不致影响供电的情况下，而且也不会破双母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即提高了。 2） 10kV 为了保证所用电可以从不同段两出线取得电源，同时一段母线发生故障，分段断路 器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。 以上三种方案相比较，方案三的可靠性略高于方案一，其经济性略低于方案二，操作灵活性居于方案一、三之中，根据变电所的基本数据，方案三满足要求，而且根据可靠性、灵活性、经济性，只有方案三更适合于本次设计切身利益，故选择方案三。 3 变电所短路电流计算 概述 电力系统的电气设备在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会破坏用户的正常供电和电气设备的正常运行。 短路是电力系统的严重故障，所 谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。 其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。 但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。 因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。 短路计算的目的及假设 短路电流计算目的 短路电流计算目的是： 1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 2）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。 3）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。 4）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。 5）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 短路电流计算的一般规定是： 1）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 15 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。 2）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。 3）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。 4）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 短路计算基本假设是： 1）正常工作时，三相系统对称运行； 2）所有电源的电动势相位角相同； 3）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； 4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 5）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； 6）系统短路时是金属性短路。 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： gS = 100MVA 基准电压： gU （ KV） 115 230 基准电流： jI （ KA） 短路电流计算的步骤 1）计算各元件电抗标幺值，并折算到同一基准容量下； 2）给系统制订等值网络图； 3）选择短路点； 4）对网络进行化简，把供电系统看 成为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流的标幺值、有名值； 标幺值： **1 = d iI Xd 有名值： *di d jI I I 5）计算短路容量、短路电流冲击值； 短路容量： 3 gS U I 39。 39。 短路电流冲击值： 39。 39。 I = I 6）列出短路电流计算并得出结果。 短路电流计算 短路计算 的基本假设 16 选取gS=100MVA， BU = 230kV，系统阻抗归算到基准容量：gU= 100MVA， 由变电所的基本数据及短路点的开断能力取 220kV 侧系统阻抗为， 110kV 侧系统阻抗为 ，即系统如图 31： 图 31 220kV侧 110kV侧系统阻抗图 计算参数 所选择变压器的参数如表 31: 阻抗电压 高一中 中一低 高一低 % 8－ 10 18－ 24 28－ 34 表 31 变压器的参数 各绕组等值电抗 (12)Vs  ％取 10％， (23)Vs  ％取 20％， (31)Vs  ％取 30％ 其中 1代表高压端， 2 代表中压端。 3代表低压端。 则： 1Vs % = 12 （ (12)Vs  % + (31)Vs  %－ (23)Vs  %） = 12 （ 10+30－ 20） = 10 2Vs % = 12 （ (12)Vs  % + (23)Vs  %－ (31)Vs  %） = 12 （ 10+ 20－ 30） =0 3Vs % = 12 （ (23)Vs  % + (31)Vs  %－ (12)Vs  %） = 12 （ 20 + 30－ 10） =20 各绕组等值电抗标么值为： 11 Vs %100 jNSX S = 10100 179。 100120 = 110kV 10kV 220kV 17 22 Vs %100 jNSX S = 0100 179。 100120 = 0 33 Vs %100 jNSX S = 20100 179。 100120 = 根据上述计算结果可以制订系统网络图如图 32： 图 32 变压器各绕组等值电抗图 等值网络简化及计算 220kV母线发生三相短路 当 220kV 母线发生三相短路时，即 d1点短路时 10kV 母线侧因没有电源，无法向 220kV 侧提供短路电流，即可略去不计。 网络简化如图 33： 图 33 220kV母线发生三相短路网络简化图 把 1 2 3XX X∥ ∥ 计为 6X ，即： 6X = 1 2 3XX X∥ ∥ = ∥ ∥ = 把 45+ XX计为 6X ，即： 18 7 5 6 = X + X = 502 +0 .02 8 = 728X 1dI = 11+ = 5 6 .1 60 .0 3 2 8 0 .0 7 8 2 换算到 220kV 短路电流有名值为： 39。 39。 I = 1 3Bd bSI U = 179。 100 3 230= 取 = 短路电流全电流最大有效值为： chI = 21 2( 1)UKI″ = 1+2() 2 I″ = ″ chI = 1 .5 1 1 0 .3 9 =1 6 .2 9 k A 当不计周期分量衰减时冲击电流为： 39。 39。 i = 2Kch chI = 2 179。 39。 39。 I = 39。 39。 I = 179。 = （ kA） 短路容量为： 39。 39。 3 BS U I = 3 179。 230179。 = （ MVA） 110kV母线上发生三相短路 当 110kV 母线上发生三相短路时，即 d2的等值 网络简化如图 34: 图 34 110kV母线发生三相短路网络简化图 6 1 2 3= X X X X∥ ∥ = = 把 467 + X = XX 即： 7 4 6X = + X X = 32 8 + 0 .02 8 = 0 .06 08 *2Id = 1+ = 换算到 110kV 的短路电流有名值为： 19 *2= IdI3BbSU = 1005 2 .1 6 2 6 .1 8 ( )3 1 1 5 kA 短路电流全电流最大有效值为： 39。 39。 I = = ( )kA 短路电流的冲击值为： 39。 39。 I = = ( )kA 短路容量为： 39。 39。 3 BS U I = 3 11 5 26 .1 8 52 14 .5 ( )M V A   10kV 母线值发生三相短路 当 10kV母线值发生三相短路，即 d3的等值网络简化如图 35: 图 35 10kV母线发生三相短路网络简化图 把 1 2 3 9 = XX X X∥ ∥ 4 5 6 1 0 = X X X X∥ ∥ 9 1 2 3X = X X X∥ ∥ = = 1 0 4 5 6X = X X X∥ ∥= = 11 7 9 = X + XX = += 把 11 8 10X XX 星形变换成三角形，即： 12 11 10X = X + X + 11 108XXX = ++  = 20 13 8 10X = X + X + 8 1011XXX = ++  = *3I =d 11+ = 1 2 .0 10 .1 8 4 0 .1 5 2 换算到 10kV 侧有名值： 39。 39。 *3I = Id  3BbSU = 1001 2 .0 1 6 6 .0 4 ( )3 1 0 .5 kA 短路电流全电流最大有效值及冲击值： *I = =ch 1. 51 66 .0 4=9 9. 72 ()kA 39。 39。 = = 2. 55 66 .0 4 16 8. 4( )kA 短路容量： 39。 39。 3 BS U I = 3 10 .5 66 .04 12 01 .00 ( )M VA   则系统短路点的各个值如表 31: 表 31 短路电流 短路点的编 号 基准电压 BU（ kV） 基准电流 Ij（ kA） 额定电流 Ij （ kA） 短路电流标 B 值39。 39。 *I (kA) 短路电流有名值39。 39。 I (kA) 稳态短路电流标 B值 稳态短路电流 标有名值Ich()kA 短路电流冲击 值 chi ()kA d1 230 d2 115 d3 短 路 点 的 编 号 短路全电流最大有效 值 (kA) 短路 容量 S()MVA d1 d2 d3 21 4 变电所电气设备的选择 概述 导体和电器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。