【正文】 《220kV終端變電站電氣主接線及配電裝置設計》畢業(yè)設計說明書目 錄目 錄………………………………………………………………………………4摘 要………………………………………………………………………………5前 言………………………………………………………………………………6第一章 變電站主接線設計……………………………………………………… 7第二章 短路電流計算……………………………………………………………19第三章 電器設備及導體的選擇……………………………………………… 27第四章 配電裝置設計……………………………………………………………54第五章 防雷保護……………………………………………………………59第六章 保護裝置…………………………………………………………………68結(jié) 論………………………………………………………………………………72總結(jié)與體會…………………………………………………………………………73謝 辭………………………………………………………………………………74參考文獻………………………………………………………………………………75摘 要220KV終端變電所工程電氣一次初步設計，主要包括以下內(nèi)容：在對各種電氣主接線比較后確定本站的電氣主接線，主變壓器和廠用變壓器的選擇，再進行短路電流計算，根據(jù)短路計算結(jié)果表選擇導體和一次主要設備，畫出主接線圖，剖面圖、防雷配置圖和保護配置圖。關鍵詞： 主接線 短路計算 設備選擇 防雷保護前 言一 設計目的意義畢業(yè)設計是在完成全部專業(yè)課程的基礎上的最后一個理論與實踐相聯(lián)系的一個重要教學環(huán)節(jié)；是全面運用所學基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，對實際問題進行設計的綜合訓練；是培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和實踐能力的過程。對培養(yǎng)工作態(tài)度、作風和獨立能力具有深遠的影響。通過畢業(yè)設計，可以培養(yǎng)我們運用所學知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神。本次所設計的課題是某220KV變電所電氣初步設計，該變電所是一個地區(qū)性終端變電電所，它主要擔任110KV及35KV兩電壓等級功率輸送，把接受功率全部送往110KV側(cè)和35KV側(cè)線路。系統(tǒng)容量Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗Xxt= ；與系統(tǒng)連接的線路長度65km ；COS =；110KV出線4條；總負荷65WM；最大設備利用小時Tmax=6000h。35KV側(cè)出線有6條，總負荷為30 WM，同時35KV側(cè)作為站用電源接兩臺變，互為備用，110KV到負荷地的距離為50KM，35KV到負荷地的距離為20KM電纜。接題目后，先審題，然后根據(jù)題目的要求查了大量的資料。第一步，擬訂初步的主接線圖，列出可能的主接線形式，各種方案進行比較，最后確定兩個最有可能的主接線形式，再做經(jīng)濟性比較，最終確定方案。第二步，經(jīng)過精確的計算，然后選擇了主變壓器和廠用變壓器。第三步，短路計算和做短路計算結(jié)果表。第四步，導體和設備的選擇及其校驗，做設備結(jié)果表。第五步，繼電保護，配電裝置和防雷接地的布置，通過這次設計將理論與實踐結(jié)合，更好的理解電氣一次部分的設計原理。通過畢業(yè)設計應達到以下要求：熟悉國家能源開發(fā)的方針政策和有關技術規(guī)程、規(guī)定、導則等，樹立工程設計必須安全、可靠、經(jīng)濟的觀點；鞏固并充實所學基礎理論和專業(yè)知識，能夠靈活應用，解決實際問題；初步掌握電氣工程專業(yè)工程的設計流程和方法，獨立完成工程設計、工程計算、工程繪圖、編寫工程技術文件等相關設計任務，并能通過答辯；培養(yǎng)嚴肅認真、實事求是和刻苦鉆研的作風。二 設計原始資料分析本次的設計任務是：設計一座220／110/35KV終端變電站的電氣主接線和配電裝置，防雷保護和接地裝置、繼電保護的配置規(guī)劃。設計的重點是對變電站電主接線的擬定以及配電裝置的布置。設計的內(nèi)容包括`：電氣主接線方案的設計；短路電流計算；導體、電氣設備選擇及校驗；設計配電裝置；設計防雷保護和接地裝置繼電保護的配置規(guī)劃；按設計方案繪制電氣一次主接線圖、配電裝置的平面布置圖、斷面圖以及防雷圖(圖紙見附頁)；寫設計說明書一份。本次設計已知的基本條件：變電站的設計題目：設計一座110／35/10KV通過變電站的電氣一次部分。110KV出線有4回出線（末端無電源），其總負荷為65MW，35kV出線6回，總負荷為30MW。系統(tǒng)容量： Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗：Xxt=；與系統(tǒng)連接的線路長度65km；最大設備利用小時Tmax=6000h；站址海拔：1000m；地震烈度：7度以下；本地污穢等級：2級；年最高氣溫38℃；年平均氣溫15℃；月平均最低氣溫2℃；風速：；功率因數(shù)為：。通過對變電所原始資料的分析，根據(jù)設計任務書的要、要求，利用相關論文和參考資料，并結(jié)合設計工具書進行了電氣主接線方案的論證與技術經(jīng)濟比較，同時對可能引起系統(tǒng)故障的短路情況進行了計算；另外由電氣設備的選擇校驗技術條件和設計要求，用短路電流的計算結(jié)果，選擇并校驗了導體和電氣設備；并根據(jù)變電站的類型和總體布置對選定的主接線方案進行高壓配電裝置設計，進一步查閱電測量儀表技術規(guī)程，對儀表規(guī)劃設計，對主設備進行保護規(guī)劃配置設計，進行避雷器的選擇，接地網(wǎng)的設計。最終對本次設計的相關部分展開專題綜述。編制了設計說明書，計算書，繪制了主接線圖，平面圖和斷面圖。第一章電氣一次主接線設計（一）原始資料分析已知待設計變電站：系統(tǒng)容量Sxt=3500MVA；系統(tǒng)電抗Xxt= ；與系統(tǒng)連接的線路長度35km ；COS =；110KV出線4條；總負荷65WM；最大設備利用小時Tmax=6000h。35KV側(cè)出線有6條，總負荷為30 WM，同時35KV側(cè)作為廠用電源接兩臺廠用變，互為暗備用，變電站不受場地限制，按標準狀態(tài)設計。通過對原始資的分析，查閱相關設計手冊，依據(jù)設計任務書提供的技術參數(shù)，進行主接線方案的初步比較。據(jù)以上資料分析，該變電站屬地區(qū)通過變電站，對所屬電網(wǎng)的供電可靠與否有十分重要的作用，全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。依據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》P21頁，對重要變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足I類和II類負荷的供電；對一般性變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應滿足全部負荷的70%80%。通過對原始資料的分析，查閱相關設計手冊，結(jié)合該站供電負荷情況，220KV系統(tǒng)電源進線選擇兩條。依據(jù)設計任務書提供的技術參數(shù)，進行主接線方案的初步比較。（二）主接線方案的初步比較。220kV側(cè)主接線選擇 (表1)方 案名稱優(yōu)點缺 點適用范圍備 注單母線接線①接線簡單清晰、設備少，②投資小、運行操作方便，③有利擴建和采用成套設備①可靠性、靈活性較差，②不利于設備檢修，③不能滿足對Ⅰ、Ⅱ類負荷供電可靠性的要求出線回路少的中小型變電站母線故障時全站失壓，無法滿足該站可靠性要求。雙母線接線①供電可靠②調(diào)度靈活③擴建方便④便于擴建。輪流檢修母線時，不會停止對用戶的供電，工作母線發(fā)生故障時，能利用備用母線使無故障電路迅速恢復正常工作。①增加一組母線每回路就需增加母線隔離開關。②當母線故障檢修，隔離開關作為倒換操作電器，易誤操作，為避免誤操作，需在隔離開關和斷路器間裝設連鎖裝置。③出線斷路器檢修或故障時，線路無法供電。適用于大中型變電站、110～220KV配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上出線。不適用于本站。單母線分段①用斷路器把母線分段后，重要用戶可以從不同段進行供電，即兩個電源供電②任意母線故障，分段斷路器自動切除故障回路，保證正常段母線不間斷供電，不致重要用戶停電。①當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期內(nèi)停。②當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。③擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用于出線回路數(shù)為3～4回的中型容量變電站。適于本站110KV 側(cè)主接線選擇110KV出線4條，負荷65MW (表2)方 案名稱優(yōu)點缺 點適用范圍備 注單母線分段①斷路器把母線分段，對重要用戶可從不同段進行供電，即兩個電源供電②當一母線段發(fā)生故障，分段斷路器自動切除故障段，保證正常段母線繼續(xù)間斷，不使重要用戶停電，由此提高供電的可靠性和靈活性。①段數(shù)多故障停電范圍就小，但斷路器多且供電容量較小，配電裝置增多，運行復雜②當一母線段或其隔離開關故障檢修時，該段母線的回路在檢修期間內(nèi)停。③當出線為雙回路時，架空線路常出現(xiàn)交叉跨越。④擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用于110～220KV配電裝置中，線路為3～4回路?？煽啃阅軡M足本站。雙母線接線①供電可靠，輪流檢修母線時，不會停止對用戶的供電，工作母線發(fā)生故障時，能利用備用母線使無故障電路迅速恢復正常工作。②調(diào)度靈活③便于擴建。使用設備多，配電裝置復雜，投資較多，易發(fā)生誤操作，設備檢修期間可靠性有所降低。適用于110KV 出線為5回及以上變電站。不適用于本站出線。母聯(lián)兼作旁路斷路器節(jié)約專用盤路斷路器和配電裝置間隔整定復雜，增加母聯(lián)斷路器的負擔和隔離開關切換工作量。當電站為系統(tǒng)的主要連接點時，有可能減弱其聯(lián)系，占地面積大、投資大。適用于110KV及以上大中型變電站5回及以下出線。不適用于本站出線。但本廠可不裝設旁路雙母線帶旁路接線①加裝旁路母線則可避免檢修斷路器時造成短時停電，②運行操作方便，不影響雙母線正常運行6回以上出線必裝設一臺專用旁路斷路器，增加了投資和配電裝置的占地面積。適用于110KV及以上大中型變電站5回及以上出線。不適用于本站出線。但本廠可不裝設旁路35KV 側(cè)主接線選擇方 案名稱優(yōu)點缺 點適用范圍備 注單母線接線形式接線簡單清晰，設備少，投資小，運行操作方便，有利于擴建和采用成套設備?？煽啃裕`活性差，不利于設備檢修，不能滿足對Ⅰ，Ⅱ類負荷供電可靠性的要求。適用于出線回路少，并且沒有重要負荷的變電站。當母線故障時，全站停電，無法滿足該站可靠性要求。單母線分段接線對重要用戶可以從不同段進行供電，任意母線故障時，分段斷路器將自動切除故障回路，供電的可靠性和靈活性較高。單一段母線或隔離開關故障或檢修時，該母線上的回路都將停電。擴建時需從兩個方向均勻擴建，出線較多時會出現(xiàn)交叉。廣泛用于中小容量的變電站的6～10kV接線中，重要負荷的出線較多、供電容量較大時不予采用該接線形式能滿足可靠性要求。雙母線接線形式有兩條母線后，可以在正常時輪換檢修母線，而不致使供電中斷，檢修母線隔離開關時，不需要檢修的回路可以正常工作，調(diào)度靈活，擴建方便。設備多，投資大，配電裝置復雜，容易發(fā)生誤操作。適用于35～60KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負荷較大時。不適用于本站。帶旁路母線的雙母線接線形式供電可靠，裝設旁路后使得檢修與它相連的任意回路的斷路器時，該回路都不停電，運行操作方便，不影響雙母線正常運行。大大增加了投資，使用設備多。適用于出線數(shù)6回及以上。從可靠性上分析適用本站，但本站可不裝設旁路和雙母線本設計是設計終端變電站，有三個電壓等級，220kV，110kV，35kV。110kV側(cè)有4條負荷數(shù)，總負荷為65MW，35kV側(cè)有6條負荷數(shù)，總負荷為30MW，由負荷數(shù)可以確定該變電所主接線采用以下兩種方案：方案一220kV采用單母分段接線方式，當變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷開本回路的斷路器，單母分段接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過的變電所的功能。110kV母線上近期負荷為4回出線，采用單母接線形式，根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》可知，35~60KV配電裝置中，當線路為3回以上的，一般采用單母線或單母線分段接線。若連接電源較多，出線較多，負荷較大時，可采用雙母接線形式。35kV采用單母分段接線方式，根據(jù)《電力工程電氣設計手冊》第一冊可知，在10~35KV配電裝置中，線路在6回及以上時，一般采用單母分段的接線方式，當短路電流較大，出線回數(shù)較多，功率較大等情況時，可采用雙母分段接線形式。通常，不設旁路斷路器。其接線特點：1）110kV采用外橋接線方式，當變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷開本回路的斷路器，外橋接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有穿越功率經(jīng)過的變電所。2）35kV采用單母接線形式，供電可靠，輪流檢修母線時，會停止對用戶的供電，工作母線發(fā)生故障時，能利用備用母線使無故障電路迅速恢復正常工作。3）10kV出線比較多，所以也采用單母分段形式。單母線分段，可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到相同的母線上，對大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題。而較容易實現(xiàn)分階段的擴建等優(yōu)點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積大，一般當連接的進出線回路數(shù)在11回及以上時，一般采用分段接線形式。方案二110kV采用內(nèi)橋接線方式，當變壓器發(fā)生故障或運行需要切除時，只需要斷開本回路的斷路器，內(nèi)橋接線使用與于線路較短，變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有