330kv枢纽变电站设计本科毕业设计

330kv枢纽变电站设计本科毕业设计内容摘要：

变电站设计的原则是：安全可靠、技术领先、投资合理、标准统一、运行高效。 为此，在设计中，要注意处理和解决设计方案的统一性、适应性、 灵活性、先进性、可靠西安工程大学本科毕业设计（论文） 5 性和经济性及其相互之间的辩证统一关系。 统一性：建设标准统一，基建和生产运行的标准统一，外部形象风格要体现国家标准。 适应性：设计要综合考虑各地区的实际情况，并能在一定的时间内，对不同规模、型式、外部、典型设计模块间接口灵活，增减方便，组合型式多样，概算调整方便。 先进性：设计方案、设备选型先进、合理，占地少、注重环保，变电站可比技术经济指标先进。 可靠性：适当提高设备水平，保证变电站设备的可靠性，保证设备、各个模块和模块并接后系统的可靠性，以确保设计方案的安全可靠性。 经济性：按照企业 利益最大化原则，综合考虑工程初期投资和长期运行费用，追求寿命期内最优的企业经济效益。 设计要树立全局意识、大局意识和企业意识，要坚持 “ 基建为生产服务 ” 、 “ 以人为本 ” 和 “ 可持续发展 ” 的理念，当前的重点是 “ 节约占地、节约投资、提高效率、降低运营成本 ”。 具体设计要综合考虑 “ 每个设备的合理性、每个布置的合理性、每项改进的合理性、每个方案的合理性 ”。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 6 第 2 章 主变压器及电气主接线的选择 主变压器的选择 主变压器型式及范围 (1)绕组数量的确定 原则 在具有三种电压的变 电站中 ，如通过主变压器各 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 内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 (2)主变压器台数的确定 原则 ① 对于大城市郊区的一次变电 站 在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。 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变压器。 ③ 对于规划只装设两台变压器的变电 站 ，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1— 2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 由前设计 说明 可知、正常运行时，变电 站负荷 由 330kV 系统供电，为提高负荷 供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高， 最终 应采用 三 台容量相同的变压器并联运行。 (3)变压器容量和型号确定 主变压器容量一般按变电 站 建成后 510 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电 站 ，主变压器应与城市规划相结合。 变电站主变压器的选择原则有以下几点： ①在变电站中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电站，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于 3 550kV 变电站，经技术经济为合理时，可装设 34台主变压器。 ②对于 330 kV及 以下的变电站，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。 500 kV变电站，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 7 ③装有两台及以上主变压器的变电站，其中一台事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的 70%到 80%，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。 ④具有三种电压等级的变电站，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，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。 ⑤ 110 kV 及以上中性点直接接地系统连接 的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。 ⑥ 330 kV变电站可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。 主变压器的阻抗电压 (即短路电压 )，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。 对于深入负荷中心的变电站，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。 (4)绕 组连接方式的确定原则 我国 330kV 及以上电压、变压器都采用 Y。 连接 ， 110kV 采用 Y 连接，其中性点经消弧线圈接地、 35kV以下电压变压器绕组都采用 △ 连接。 根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为 Y／ Y／△ 接 线。 综上所述，并考虑到本次设计的三个电压等级，查 330kV三相三绕组电力变压器技术时数据表，选择变压器的型号为 OSFPSZ10240000/330， OSFPSZ10360000/330，其参数见表 11,12. 表 11 主变压器 1技术参数 项 目 技 术 参 数 备 注 主变压器型号 三相、三绕组、有载调压、油浸、 风冷、自耦电力变压器 OSFPSZ10240000/330 额定容量 240MVA 容量比 240/240/72MVA 电压比 345/121/ 电压比及短路阻抗应根据实际工程选择 短路阻抗 Uk12%=%=24Uk23%=13 连接组别 YNa0dll 调压方式 有载调压 冷却方式 ONAF 或 ODAF 中性点接地方式及绝缘水平 直接接地 高、中及中性点均副套管式电流互感器 西安工程大学本科毕业设计（论文） 8 表 12 主变压器 2技术参数 项 目 技 术 参 数 备 注 主变压器型号 三相、三绕组、有载 调压、油浸、风冷、自耦电力变压器 OSFPSZ10360000/330 额定容量 360MVA 容量比 360/360/90MVA 电压比 345/121/ 电压比及短路阻抗应根据实际工程选择 短路阻抗 Uk12%=13 Uk13%=25 Uk23%= 连接组别 YNa0dll 调压方式 有载调压 冷却方式 ONAF 或 ODAF 中性点接地方式及绝缘水平 直接接地 高、中及中性点均副套管式电流互感器 变压器型号的表示含义 根据我国电力 变压器国家标准，变压器型号由两部分组成：前一部分描述变压器的类别、结构、特征和用途，有汉语拼音字母组成；后一部分描述变压器的容量（单位为kVA）和绕组的电压等级。 例如： OSFPZ9240000 O— 自耦； S— 三相； F— 箱壳外冷却介质为风冷； P— 油循环方式为强迫循环； Z— 有载调压 西安工程大学本科毕业设计（论文） 9 电气主接线的选择 电气主接线概念 电气主接线是由电气设备通过连接线，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系统。 主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主 体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。 电气主接线的基本要求 （ 1） 可靠性 具体要求： ① 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。 ② 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。 ③ 尽量避免发电厂。 变电所全部停运的可能性。 ④ 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 （ 2） 灵活性 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 ① 调度时，应可 以灵活地投入和切除发电机、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，可以方便地停运断路器、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，可以容易的从初期接线过渡到最终接线。 在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。 （ 3） 经济性 ① 投资省 a) 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器。 避雷器等一次设备。 b) 要能使继电保护和二次 回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 10 c) 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 d) 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 占地面积少 主接线要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。 ③ 电能损耗少 经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 此外系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 电气主接线关系着全站电气设备的选择，配电装置的布置继电保护及 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，是本次变电站设计中心的主要环节，我们在电气主接线设计中，依据以下原则： ①保证必要的供电可靠性和电能质量。 ②具有运行维护的灵活性和方便性，即要适应各种运行方式和检修维护方面的要求，并能灵活地进行运行方式的转换。 在操作时简便、安全，不易发生误操作。 ③在满足可靠性、灵活性要求的前提下做好经济性。 即投资省，电能损失小，占地面积小。 ④保证电气主接线具有继续发展和扩建的可靠性。 设计步骤和内容如下 （ 1） 对原始资料分析 ① 工程情况，包括发电厂类型，设 计规划容量，单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 ② 电力系统情况，包括电力系统近期及远景发展规划（ 5~10 年），发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用，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接地方式等。 ③ 负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。 ④ 环境条件，包括当地的气温、湿度、覆冰。 污秽、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素，对电气主接线中电气设备的选择和配电装置的实施西安工程大学本科毕业设计（论文） 11 均有影响。 对此，应予以重视，对重型设备的运输条件亦应充分考虑。 ⑤ 设备供货情 况。 （ 2） 主接线方案的拟定与选择 根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，可拟定出若干个主接线方案。 依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留 2~3个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，在进行经济比较。 对于在系统中占有重要地位的大容量发电厂或变电站主接线，还应进行可靠性定量分析计算比较，最终确定出在技术上合理、经济上可行的最终方案。 （ 3） 短路电流计算和主要电器选择 对选定的电气主接线进 行短路电流计算，并选择合理的电气设备。 （ 4） 绘制电气主接线图 对最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。 （ 5） 编制工程概算 概算的编制以设计图纸为基础，以国家颁布的《工程建设预算费用的构成及计算标准》、《全国统一安装工程预算定额》、《电力工程概算指标》以及其他有关文件和具体规定为依据，并按国家定价与市场调整或浮动价格相结合的原则进行。 概算的构成主要有以下内容： ① 主要设备器材费，包括设备原价、主要材料费、设备运杂费、备品备件购置费，生产器具购置费等。 ② 安装工程费，包括直接费、间接费和施工机械使用费等。 ③ 其他 费用。 所选电气主接线 1) 330kV 主接线的选择 330KV 主接线的选择既考虑上述主要原则，同时结合国内长期运行的实践经验，确定其主接线形式为 3/2断路器接线，因为其具有很高的可靠性，且目前我国 330KV 及以上系统广泛采用，实践证明其有很高的可靠性和运行灵活性，且 330KV、 SF DF 价格较高，分相式断路器占地面积较大，因此比双断路器接线有显著的经济性。 西安工程大学本科毕业设计（论文） 12 经技术经济比较采用一台半断路器的接线方式，为使母线潮流分布合理并在一串支路切除时保持系统功率平衡，在接线上，在一串上接一条电源线和一条负 荷线路，并使靠近一组母线的支路送电与受电平衡，最终按 4个完整串布置，二台主变分别引接至两组母线。 该接线具有可靠性高，运行灵活，节省占地等优点。 2) 110KV 主接线的选择 方案（一） : 采用单母线接线 (图 22) 其优点：简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。 缺点是：（ 1）当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，各回路必须在检修和短路被 消除之前的全部时间内停止工作，造成经济损失很大。 （ 2）引出线电路中断路器检修时，该回路停止供电。 图 22 图 23 图 21 一个半短路器的接线 西安工程大学本科毕业设计（论文） 13 方案（二） : 桥形接线 (图 23) 110kV 侧以双回路与系统。