【正文】 220KV降壓變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 IABSTRACT II第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 2 2 3 主接線選擇 4 6第3章 所用電的設(shè)計(jì)和所用變壓器的選擇 8 所用電電壓等級(jí)的確定 8 所用電接線 8 所用電接線設(shè)計(jì)的基本要求： 8 所用電接線方式的設(shè)計(jì) 8 所用電電源 8 無功補(bǔ)償 9 提高功率因數(shù)的意義 10 提高功率因數(shù)的措施 10第4章 短路電流計(jì)算 11第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 21 21 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 22 電流互感器的選擇 33 電壓互感器的選擇 37 母線的選擇與校驗(yàn) 40 絕緣子的選擇與校驗(yàn) 45第6章 防雷設(shè)計(jì) 47 47 避雷器的選擇條件 47 避雷器的選擇與校驗(yàn) 48 52第7章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 53 53 配電裝置特點(diǎn) 53 配電裝置類型及應(yīng)用 53 54 56 56 56第8章 繼電保護(hù)及其自動(dòng)裝置 58 線路保護(hù) 58 60 61 35KV保護(hù)整定 62第9章 結(jié)束語 64致 謝 65參考文獻(xiàn) 66附錄 67四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 引 言能源是社會(huì)生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會(huì)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(duì)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(guó)家建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點(diǎn)。電能也是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲(chǔ)的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時(shí)瞬間完成的，須隨時(shí)保持功率平衡。要滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(dān)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(zé)任。220KV變電站電氣部分設(shè)計(jì)使其對(duì)變電站有了一個(gè)整體的了解。該設(shè)計(jì)包括以下任務(wù)：主接線的設(shè)計(jì) 主變壓器的選擇 所用電設(shè)計(jì)短路計(jì)算導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 防雷接地設(shè)計(jì) 配電裝置設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)的配置等。73第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)。用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線接線圖。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系[1]。主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，其一般有主要有以下幾種接線方式：?jiǎn)文妇€接線[1]此種接線的特點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。但其缺點(diǎn)是：①可靠性差。母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，也就成了全廠或全站長(zhǎng)期停電。②調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。這種接線形式一般只用在出線回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中[3]。單母分段接線單母線用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性；對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將用戶停電。這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站6～10KV接線中。但是，由于這種接線對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線數(shù)目，使整體母線系統(tǒng)可靠性受到限制，在重要負(fù)荷的出線回路較多、供電容量較大時(shí)，一般不予采用[3]。單母線分段帶旁路母線的接線單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺(tái)旁路斷路器，大大增加了投資。雙母線接線雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。每一個(gè)電源和出線的回路，都裝有一臺(tái)斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線接線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)[5]。其特點(diǎn)有：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的6～10KV配電裝置；35～60KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110～220KV出線數(shù)為5回及以上時(shí)[4]。雙母線分段接線為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。雙母接線分段接線比雙母接線的可靠性更高，當(dāng)一段工作母線發(fā)生故障后，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器先自動(dòng)跳開，而后將故障段母線所連的電源回路的斷路器跳開，該段母線所連的出線回路停電；隨后，將故障段母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復(fù)供電。這樣，只是部分短時(shí)停電，而不必短期停電[5]。雙母線分段接線被廣泛用于發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)電壓配置中，同時(shí)在220～550KV大容量配電裝置中，不僅常采用雙母分段接線，也有采用雙母線分四段接線的。雙母線帶旁路母線的接線雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的[6]。電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計(jì)的主題。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，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(jì)比較，合理地選擇主接線方案。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能地節(jié)省投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則[1]。 主接線選擇變電所主接線的選擇按照相關(guān)規(guī)程有如下幾點(diǎn)[2]： 變電所的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采用斷路器較少或不用斷路器接線方式。在具有兩臺(tái)主變的變電所中，當(dāng)35～220KV線路為雙回時(shí)，若無特殊要求時(shí)，該電壓等級(jí)主接線采用橋形接線。110KV、220KV配電裝置中，當(dāng)線路為3回及以上時(shí)，一般采用單母線分段接線。在35KV、60KV配電裝置中，當(dāng)線路為3回及其以上時(shí)，一般采用單母及單母分段接線，當(dāng)連接電源較多時(shí)，可以采用雙母線接線。根據(jù)以上規(guī)程，并且根據(jù)原始資料可以知道，220KV側(cè)2回進(jìn)線，110KV側(cè)4回出線，35KV側(cè)9回出線，可以選用如下兩種方案：方案一：220KV側(cè)選用單母分段，110KV側(cè)用單母分段，35KV側(cè)采用單母分段，其主接線如圖21。方案二：220KV側(cè)選用橋形接線，110KV采用單母分段，35KV側(cè)使用單母分段，其主接線如圖22。圖21 電氣主接線方案一圖22 電氣主接線方案二現(xiàn)對(duì)兩種方案比較如下表21所示：表21 主接線方案比較表方案項(xiàng)目方案一：220KV側(cè)單母分段接線，110KV側(cè)單母分段接線、35KV側(cè)單母分段接線。方案二、220KV側(cè)雙母帶旁路接線，110KV側(cè)單母接線、35KV側(cè)單母分段接線。可靠性220KV接線簡(jiǎn)單，采用單母分段，設(shè)備本身故障率少；可靠性比較高。由于220KV采用橋形接線，故可靠性不高。靈活性各種電壓級(jí)接線都便于擴(kuò)建和發(fā)展。不方便擴(kuò)建，適合于小容量發(fā)電廠或者變電站。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對(duì)多，投資較大；設(shè)備相對(duì)少，投資小。根據(jù)以上分析可以得到，雖然方案一的投資較大，但是由于本變電站所帶負(fù)荷較大，且以年增長(zhǎng)率7%的速度增長(zhǎng)，以后擴(kuò)建的可能性較大，而且可靠性較方案二高，故綜合考慮，最終確定選取方案一。在變電所主變壓器的選擇應(yīng)遵循如下幾點(diǎn)原則：在變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器；對(duì)于330KV、500KV變電所，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較為合理時(shí)，可以裝設(shè)3～4臺(tái)（組）主變壓器[4]。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電站，均應(yīng)選用三相變壓器[5]。與兩種110KV及其以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般應(yīng)優(yōu)先選用自耦變壓器[4]。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)該滿足全部負(fù)荷的的70%左右[2]。主變壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。主變壓器的負(fù)荷計(jì)算與選擇∶ (21)可得設(shè)計(jì)的變電所所帶總負(fù)荷為： 考慮一臺(tái)停運(yùn)，另一臺(tái)要承擔(dān)全部負(fù)荷的70%，且考慮年增長(zhǎng)率7%的今后5年的增長(zhǎng)，則可確定主變壓器的容量為：根據(jù)以上原則查《電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料》可以選用變壓器OSFPS7180000/220其具體參數(shù)如下表22所示：表22主變參數(shù)表型號(hào)額定容量KVA額定電壓KV空載電流容量比阻抗電壓%高中低高中高低中低OSFPS7180000/220180000115100/100/50131318根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)一》中27主變壓器的中性點(diǎn)接地方式中規(guī)定： 凡是自耦變壓器，其中性點(diǎn)須要直接接地或經(jīng)小阻抗接地[5]。 凡中、低壓有電源的升壓站和降壓變電所至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器直接接地[5]。所以本變電站設(shè)計(jì)中的主變壓器采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。第3章 所用電的設(shè)計(jì)和所用變壓器的選擇 所用電電壓等級(jí)的確定根據(jù)廠（所）用電設(shè)計(jì)的基本要求及設(shè)計(jì)的一般原則，對(duì)于終端變電所的所用電的電壓等級(jí)確定為380/220V。 所用電接線 所用電接線設(shè)計(jì)的基本要求：滿足正常運(yùn)行時(shí)的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修、維護(hù)方便等一般要求[2]。盡量縮小所用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全所停電事故[2]?？紤]變電所正常、事故、檢修等運(yùn)行方式下的供電要求，切換操作簡(jiǎn)便[2]。便于分期擴(kuò)建或連續(xù)施工，對(duì)公用負(fù)荷的供電，要結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)模統(tǒng)籌安排[2]。 所用電接線方式的設(shè)計(jì)根據(jù)所用電設(shè)計(jì)的一般原則，終端變電所所用電接線采用單母線分段接線。從不同段母線引出兩回線路供給重要負(fù)荷如刀閘操作電源等，提高了供電的可靠性。 所用電電源工作電源對(duì)于終端變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器；兩臺(tái)所用電壓器的工作電源應(yīng)分別從35KV的Ⅰ、Ⅱ段母線引接，供給接在各段母線上的所用負(fù)荷。備用電源與兩臺(tái)工作變壓器互為備用；a、引接網(wǎng)b、備用方式采用暗備用c、對(duì)于兩臺(tái)所用變壓器的，裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。所以根據(jù)相關(guān)電力技術(shù)規(guī)程，%，本設(shè)計(jì)使用兩臺(tái)所變壓器，每臺(tái)變壓器若承擔(dān)70%～80%的負(fù)荷，則可以確定變壓器的容量為查相關(guān)資料選取所變壓器S7200/35，其技術(shù)參數(shù)如下表31所示：表31 所用變壓器參數(shù)數(shù)據(jù)表型　號(hào)額　定容　量ＫＶＡ額　定　電　壓（ＫＶ）損　　　耗（ＫＷ）阻　抗電　壓（％）空　載電　流（％）連 接組 別高　壓低　壓空　載負(fù) 載S7200/3520035Y,yn0其廠用電接線方式圖如下圖31所示：圖31 所用電接線圖 無功補(bǔ)償近年來，由于電網(wǎng)容量的增加，對(duì)電網(wǎng)無功要求也與日增加。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無功要保持平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，系統(tǒng)解列。此外，網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓降低，使電氣設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償問題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。 提高功率因數(shù)的意義除白熾照明燈、電阻電熱器等設(shè)備負(fù)荷的功率因數(shù)接近于1外，其他用電設(shè)備如三相交流異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、電焊機(jī)、電抗器等的功率因數(shù)均小于1。特別是在輕載運(yùn)行時(shí)，其功率因數(shù)更低。提高功率因數(shù)是一個(gè)十分重要的課題。從整體上看，必須提高電網(wǎng)中各個(gè)組成部分的功率因數(shù)，才能充分利用發(fā)電、變電設(shè)備的容量，減少網(wǎng)損。降低線路的電壓損耗，以達(dá)到節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量的目的。 提高功率因數(shù)的措施采用無功功率的設(shè)備來補(bǔ)償來提高功率因數(shù)的措施有以下幾種[10]:（1） 采用補(bǔ)償電容器（2） 采用同步調(diào)相機(jī)（3） 采用