【正文】 .......... 24 絕緣子的選擇 ............................................................................. 25 第 6 章 防雷接地設(shè)計 ................................................................................. 27 防雷設(shè)計 ............................................................................................... 27 防雷設(shè)計原則 ............................................................................ 27 避雷器的選擇 ............................................................................ 27 第 7 章 繼電保護的配備 ............................................................................ 29 變壓器繼電保護配置 ........................................................................... 29 第 8 章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 .............................. 33 概述 ....................................................................................................... 33 配電裝置特點 ............................................................................ 33 配電裝置類型及應用 ................................................................ 33 配電裝置的確定 ................................................................................... 34 參考文獻 ........................................................................................................... 36 設(shè) 計 說 明 書 1 第 1 章 引 言 能源是社會生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，在品種及構(gòu)成上也發(fā)生了很大的變化。人類對能源質(zhì)量也要求越來越高。電力是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。因此，做好 電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的責任。變電站對電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用，學習和了解變電站的結(jié)構(gòu)和運行對電力資源的可持續(xù)發(fā)展墊下了基礎(chǔ)。 220KV 變電站電氣部分設(shè)計使其對變電站有了一個整體的了解。該設(shè)計包括以下任務： 主接線的設(shè)計 主變壓器的選擇 短路計算 導體和電氣設(shè)備的選擇 所用電設(shè)計 防雷接地設(shè)計 配電裝置設(shè)計 繼電保護的配置等。 設(shè) 計 說 明 書 2 第 2 章 主變壓器的選擇 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡變壓器；只供本所（廠）用的變壓器，稱為站（所）用變壓器或自用變壓器。本章是對變電站主變壓器的選擇。 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相、三相；雙繞組、三繞組；自耦、分列式變壓器等、在選擇變壓器室，要根據(jù)原始資料和設(shè)計變電所的自身特點，在滿足可靠性的前提下，要考慮到經(jīng)濟性來選擇主變。 主變壓器的選擇原則 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?5～ 10 年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考 慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應能保證全部負荷的 70%～ 80%。 為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應考慮設(shè)三臺主變的可能性。 主變壓器臺數(shù)的選擇 對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。 對地區(qū)性 孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性。 對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。 任務書已明確指示本所安裝 2 臺 120MVA 主變壓器。根據(jù)原始資料，兩臺主變是合理的。待設(shè)計變電站為大型城市變電站，負荷較重，又因是城市變電 設(shè) 計 說 明 書 3 站，負荷較為重要，且為終端變電站。為了保證供電可靠性，避免一臺主變的故障或檢修時影響供電，變電站一般應選擇安裝兩臺主變。超過兩臺主變時，可靠性雖有所提高，但是出現(xiàn)交叉過多會給安裝和運行帶來不便，以及投資增加，配電設(shè)備及用 電保護的復雜性，維護及刀閘操作復雜化；兩臺主變同時故障的幾率較小，使用遠期負荷的增長以及擴建，故選擇兩臺主變互為備用，提高供電可靠性。 主變壓器容量的選擇 （ 1）主變壓器容量一般按變電所建成后 5～ 10 年的規(guī)劃負荷選擇，適當考慮到遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結(jié)合。 （ 2）根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計其過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷；對一般 性變電所，當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量應能保證全部負荷的 70%～ 80%。 （ 3）同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多。應從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標準化 。 5 0 3 0 4 0 1 2 0S M V A? ? ? ?總 5 0. 05N0. 25S = 120 M VA??? ? ? ? ?總同 時 率 取容 量 確 定 ： ｅｅ 主變壓器型式的選擇 選擇主變壓器，需考慮如下原則： （ 1）當不受運輸條件限制時，在 330KV 及以下的發(fā)電廠和變電站，均應選用三相變壓器。 （ 2）當發(fā)電廠與系統(tǒng)連接的電壓為 500KV 時，已經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后，確 設(shè) 計 說 明 書 4 定選用三相變壓器、兩臺 50%容量三相變壓器或單相變壓器組。對于單機容量為 300MW、并直接升到 500KV 的，宜選用三相變壓器。 （ 3）對于 500KV 變電所，除需考慮運輸條件外，尚應根據(jù)所供負荷和系統(tǒng)情況，分析一臺（或一組）變壓器故障或停電檢修時對系統(tǒng)的影響。尤其在建所初期，若主變壓器為一組時，當一臺單相變壓器故障，會使整組變壓器退出，造成全網(wǎng)停電；如用總?cè)萘肯嗤亩嗯_三相變壓器，則不會造成所停電。為此要經(jīng)過經(jīng)濟論證，來確定選用單相變壓器還是三相變壓器。 在發(fā)電廠或變電站還要根據(jù)可靠 性、靈活性、經(jīng)濟性等，確定是否需要備用相。相對三相變壓器來說，三相變壓器經(jīng)濟性好、占地少、損耗小。本次變電所位于生荒土地上，地勢平坦、交通便利，不受制造和運輸條件限制，故采用三相變壓器。 在本次設(shè)計中我們只對自耦變壓器和三繞組變壓器的綜合性能及經(jīng)濟運行等方面進行比較，選其中的一種：三繞組變壓器（ SFS7120200/220KV）與自耦變壓器（ OSFPS7120200/220）的參數(shù)如下表： 型號 SFS7120200/220KV OSFPS7120200/220KV 容量比 100/100/50 100/100/50 變比 220/121/ 220/121/11 空載電流 (%) 空載損耗（ KW） 133 70 阻抗電壓 高 中 14% 10% 高 低 24% 34% 中 低 8% 22% 短路損耗（ KW） 480 320 價格（萬元 /臺） 1000 800 綜合投資（萬元） 1700 1360 年運行費用（萬元） 設(shè) 計 說 明 書 5 規(guī)程規(guī)定：具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達到主變壓器額定容量的 15%以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但 需要裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器一般選用三繞組變壓器 [5]；符合上述條件，同時高中壓側(cè)又均為中性點直接接地系統(tǒng)時，在降壓變電所應優(yōu)先采用自耦變壓器。 同容量的 自耦變壓器 與普通變壓器相比，不但尺寸小 、材料消耗小、造價低， 而且 損耗小、阻抗小、 效率高，并且變壓器容量越大，電壓越高．這個優(yōu)點就越加突出。 而且還能擴大變壓器極限制造容量，便于安裝和運輸。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級的提高和輸送容量的增大， 自耦變壓器 由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。 三繞組變壓器：價格介于自耦變壓器和分裂變壓器之間，安裝以及調(diào) 試靈活，滿足各種繼電保護的需求，又能滿足調(diào)度的靈活性，它還分為無激勵磁耦調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，能滿足各個系統(tǒng)中的電壓波動，供電可靠性高。 綜上比較，雖然三繞組變壓器在綜合投資、運行費用上比自耦變壓器多，但是本次設(shè)計的變電所的原始資料看，電網(wǎng)電壓波動范圍較大，適合用三繞組變壓器，而且 Ⅰ、 Ⅱ 類用戶站絕大部分，所以在電壓波動范圍大并要保證供電可靠地情況下適合用 三繞組變壓器作為主變。 主變壓器中性點接地方式 主要有直接接地、經(jīng)消弧線圈接地和不接地三種方式。主變中性點接地方式涉及到供電可靠性、過電壓與絕緣配合 、繼電保護和自動裝置正確動作、通訊干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定等一系列問題，所以電力系統(tǒng)中性點接地方式是一個比較復雜的綜合性技術(shù)經(jīng)濟問題。通常按以下原則： 主變的 110KV~500KV 側(cè)采用中性點直接接地方式 自耦變壓器必須用在高中壓側(cè)是直接接地的系統(tǒng)； 普通變壓器采用中性點通過隔離開關(guān)接地的方式； 選擇接地點適應保證在任何故障形勢下都不會使電網(wǎng)解列成為中性點不接地系統(tǒng)。 主變壓器 6KV~35KV 側(cè)采用中性點不接地方式 設(shè) 計 說 明 書 6 在 6KV~10KV 電網(wǎng)中，當單相接地電流大于 30A，或在 20~63KV 電網(wǎng)中，當單相接地電流大于 10KA 時，中性點應經(jīng)消弧線圈接地。如果兩臺變壓器合用一臺消弧線圈時，應經(jīng)隔離開關(guān)分別與變壓器中性點相連，運行時，只合其中一組隔離開關(guān)。 綜上所述，本所變壓器 220KV/110KV 側(cè)采用中性點直接接地， 10KV 側(cè)采用中性點不接地方式。 主變壓器選擇結(jié)果 查《電力工程電氣設(shè)備手冊：電氣一次部分》，選定變壓器的容量為120MVA。 由于升壓變壓器有兩個電壓等級，所以這里選擇三繞組變壓器，查《大型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)》選定主變型號為： 三繞組變壓器（ SFS7120200/220KV） 主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量 ： 120200（ KVA） 容量比： 100/100/50 額定電壓：高壓 — 220177。 2 % ；中壓 — 121； 低壓 — （ KV） 連接組標號： YN/yn0/d11 空載電流 (%)： 空載損耗： 133 所以一次性選擇兩臺 SFPS7180000/220 型變壓器為主變。 設(shè) 計 說 明 書 7 第 3 章 電氣主接線的設(shè)計 主接線的基本要求 電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主題。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并對電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護和控制方式等都 有較大的影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠和變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較，合理地選擇主接線方案。 電氣主接線設(shè)計的基本原則是以設(shè)計任務為依據(jù)，以