【正文】 2 25％ＫＶ 中壓 121KV 低壓 105KV 聯(lián)接組標號 YNynd11 阻抗電壓％高－低 28－ 34％高－中 8－ 10％中－低 1824％ 空載電流 08％ 空載損耗 70ＫＶ 短路損耗 320ＫＶ 二母線技術(shù)參數(shù) 1220Ｋ ｖ母線選用 LGJ40095 型鋼芯鋁絞線其技術(shù)參數(shù)如下 最高允許溫度 70度 25度下允許截面流量 960Ａ集膚系數(shù) 1計算截面 5012mm2 2110KV 母線選用 LGJ800100 型鋼芯鋁絞線其技術(shù)參數(shù)如下 最高允許溫度 70 度 25 度下允許截面流量 1402Ａ集膚系數(shù) 1 計算截面89605mm2 310KV母線用 LMR豎放式單條矩形導體其技術(shù)參數(shù)如下寬厚 mm40 4長期允許載流量 480Ａ 前 言 本次所設(shè)計的課題是某 110KV 變電所電氣初步設(shè)計該變電所是一個地區(qū)性重要的降壓變電所它主要擔任 220KV及 100KV兩電壓等級功率交換把接受功率全部送往 110KV 側(cè)線路 本所位于市郊區(qū)稻田丘陵所址工程情況良好處于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)樞紐點上具有220KV110KV 及 10KV 三個電壓等級 220KV 側(cè)以接受功率為主 10KV 主要用于所用電以及無功補償 本次所設(shè)計的變電所是樞紐變電所全所停電后將影響整個地區(qū)以級下一級變電所的供電即本次設(shè)計的變電所最后規(guī)模采用兩臺 OSFPS7120210220 型三繞組有載調(diào)壓變壓器容量化為 10010050 互為備用 220KV 側(cè)共有 8 回出線近期 5 回遠期 3 回其中 4 回出線朝西 4 回出線朝北 110KV 也有 10回出線一次 建成 5 回朝西 3回朝北 2回朝南因此 220KV及 110KV主接線最后方案采用雙母帶旁母接線形式正常運行時旁母不帶電 10KV 采用單母分段且裝設(shè)分段斷路器并裝設(shè)兩臺所用變一臺所用變故障時另一臺承受全部負荷一臺所用變接一段母線平時兩臺變壓器分裂運行 10KV 側(cè)并聯(lián)調(diào)相機補償裝置進行主變損耗及負荷功率因數(shù)補償并提高電壓 本變電所配電裝置采用普通中型配電裝置 220KV及 110KV均采用斷路器單列布置將隔離開關(guān)放置母線下使其與另一級隔離開關(guān)電氣距離增大縮短配電裝置的縱向距離 主變中性點及出線均裝設(shè)避雷器中性點經(jīng)隔離開關(guān)直接 接地并裝設(shè)有兩段零序保護及放電間隙保護 本變電所大門位于東方 220KV配電裝置朝北 110KV配電裝置朝西均與出線方向相對應(yīng)主變位于三者之間其間有行車大道環(huán)形小道電纜溝蓋板作為巡視小道220KV 配電裝置有 14 個間隔 110KV 配電裝置 16 個間隔 本次設(shè)計論文是以我國現(xiàn)行的各有關(guān)規(guī)范規(guī)程等技術(shù)標準為依據(jù)所設(shè)計是一次初步設(shè)計根據(jù)任務(wù)書提供原始資料參照有關(guān)資料及書籍對各種方案進行比較而得出 第一章 主變壓器容量臺數(shù)及形式的選擇 第一節(jié) 概述 在各級電壓等級的變電所中變壓器是變電所中的主要電氣設(shè)備之一其擔任著向用戶 輸送功率或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務(wù)同時兼顧電力系統(tǒng)負荷增長情況并根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10 年發(fā)展規(guī)劃綜合分析合理選擇否則將造成經(jīng)濟技術(shù)上的不合理如果主變壓器容量造的過大臺數(shù)過多不僅增加投資擴大占地面積而且會增加損耗給運行和檢修帶來不便設(shè)備亦未能充分發(fā)揮效益若容量選得過小可能使變壓器長期在過負荷中運行影響主變壓器的壽命和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性因此確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的保證 在生產(chǎn)上電力變壓器制成有單相三相雙值組三繞組自耦以及分裂變壓器等在選擇主變壓器時要根據(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)濟性來選擇主變壓器 選擇主變壓器的容量同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數(shù)及容量 第二節(jié) 主變壓器臺數(shù)的選擇 由原始資料可知我們本次所設(shè)計的變電所是市郊區(qū) 220KV 降壓變電所它是以 220KV 受功率為主把所受的功率通過主變傳輸至 110KV 及 10KV 母線上若全所停電后將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解影響整個市區(qū)的供電因此選擇主變臺數(shù)時要確保供電的可靠性 為了保證供電可靠性避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器當裝設(shè)三臺及三 臺以上時變電所的可靠性雖然有所提高但接線網(wǎng)絡(luò)較復雜且投資增大同時增大了占用面積和配電設(shè)備及用電保護的復雜性以及帶來維護和倒閘操作等許多復雜化而且會造成中壓側(cè)短路容量過大不宜選擇輕型設(shè)備考慮到兩臺主變同時發(fā)生故障機率較小適用遠期負荷的增長以及擴建而當一臺主變壓器故障或者檢修時另一臺主變壓器可承擔 70 的負荷保證全變電所的正常供電故選擇兩臺主變壓器互為備用提高供電的可靠性 第三節(jié) 主變壓器容量的選擇 主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪摵?5～ 10 年規(guī)劃負荷選擇并適當考慮遠期 10～ 20 年的負荷發(fā)展對于城郊變電所主變壓器 容量應(yīng)當與城市規(guī)劃相結(jié)合該所近期和遠期負荷都給定所以應(yīng)按近期和遠期總負荷來選擇主變的容量根據(jù)變電所帶負荷的性質(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(yīng)考慮當一臺變壓器停運時其余變壓器容量在過負荷能力后允許時間內(nèi)應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷對一般性能的變電所當一臺主變壓器停運時其余變壓器容量應(yīng)保證全部負荷的 70～ 80該變電所是按 70全部負荷來選擇因此裝設(shè)兩臺變壓器變電所的總裝容量為∑ se 207PM 14PM 當一臺變壓器停運時可保證對 60 負荷的供電考慮變壓器的事故過負荷能力為 40則可保證 98負荷供電而高壓側(cè) 220KV母線的負荷不需要跟主變倒送因為該變電所的電源引進線是 220KV 側(cè)引進其中中壓側(cè)及低壓側(cè)全部負荷需經(jīng)主變壓器傳輸至各母線上因此主變壓器的容量為 Se 07SⅡ SⅢ 由原始資料可知 10KV 母線上無負荷主要用來無功補償用即主變壓器的容量為 Se 07SⅡ SⅢ 第四節(jié) 主變壓器型式的選擇 一主變壓器相數(shù)的選擇 當不受運輸條件限制時在 330KV 以下的變電所均應(yīng)選擇三相變壓器而選擇主變壓器的相數(shù)時應(yīng)根據(jù)原始資料以及設(shè)計變電所的實際情況來選擇 單相變壓器組相對來講投資大占地多運行損耗大 同時配電裝置以及斷電保護和二次接線的復雜化也增加了維護及倒閘操作的工作量 本次設(shè)計的變電所位于市郊區(qū)稻田丘陵交通便利不受運輸?shù)臈l件限制而應(yīng)盡量少占用稻田丘陵故本次設(shè)計的變電所選用三相變壓器 二繞組數(shù)的選擇 在具有三種電壓等級的變電所如通過主變壓器的各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的 15177。 5 的范圍內(nèi)可發(fā)額定容量在過勵磁運行時它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用能提高系統(tǒng)電壓在欠勵磁運行時它從系統(tǒng) 吸收感性的無功功率起無功負荷作用可降低系統(tǒng)電壓 裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出或吸收無功功率進行電壓調(diào)節(jié)但是調(diào)相機的造價高損耗大維修麻煩施工期長 2 串聯(lián)電容補償裝置在長距離超高壓輸電線路中電容器組串入輸電線路利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗可以縮短輸電線的電氣距離提高靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定度但對負荷功率因數(shù)高 oy＞ 095或?qū)Ь€截面小的線路由于 PRV分量的比重大串聯(lián)補償?shù)恼{(diào)壓效果就很小故串聯(lián)電容器調(diào)壓一般用在供電電壓為 35KV或 10KV 負荷波動大而頻繁功率因數(shù)又很低的配電線 路上 3 靜電補償器補償裝置它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率電抗器可吸收無功功率兩者結(jié)合起來再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置就能夠平滑地改變輸出或吸收無功功率的靜止補償器與同步調(diào)機相相比較運行維護簡單功率 損耗小但相對串聯(lián)電容及并聯(lián)電容補償裝置其造價高維護較復雜一般適用以較高的電壓等級 500KV 變電所中 4 并聯(lián)電容器補償裝置并聯(lián)電容器是無功負荷的主要電源之一它具有投資省裝設(shè)地點不受自然條件限制運行簡便可靠等優(yōu)點故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件維護也較方便為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率可將電容器連接成若干組根據(jù)負荷的變化分組投入或切除 由于本次設(shè)計的變電站為 220KV 降壓變電站以補償?shù)慕嵌葋磉x擇以上四種均能滿足要求但是在經(jīng)濟和檢修方面來考慮首先選擇并聯(lián)和串聯(lián)補償裝置而原始資料可知補償裝置主要補償負荷的無功容量及平衡主變損耗所以選擇并聯(lián)補償裝置 二補償裝置容量的選擇 1 負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量計 算 Qcfm Pfmsinp2cosp2 Pfmsinp1 cosp1 Qcfm 負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量 kvar Pfm 母線上的最大有功負荷 KW cosp1 補償前的功率因數(shù) cosp2 補償后的功率因數(shù) 2 主變壓器所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量計算 Qcbm Se Qcbm 主變壓器需要補償?shù)淖畲笕菪詿o功量 Kvar Vd 需要進行補償?shù)淖儔浩饕粋?cè)的阻抗電壓的分值 Im 母線裝設(shè)補償后通過變壓器需要補償一側(cè)的最大負荷電流值 A Ie 變壓器需要補償一側(cè)的額定電流值 A I 變 壓器容截電流百分值 Se 變壓器需要補償一側(cè)的額定容量 KVA 所以本變電站所需要補償?shù)臒o功容量為 Q 總 Qcfm Qcbm 把總無功容量分為兩組這樣才能更靈活地適應(yīng)系統(tǒng)負荷以及電壓變化更有效地改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定以及負荷大小所需的無功容 第六章 主變壓器保護設(shè)計 第一節(jié) 概述 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響而本次所設(shè)計的變電所是市區(qū) 220KV 降壓變電所如果不保證變壓器的正常運行將會導致全所停電 U 影響下一降變電所供電可靠性 變壓器的故障可分 為內(nèi)部和外部兩種故障內(nèi)部故障系指變壓器油廂里面 U的各種故障主要故障類型有 1 各繞組之間發(fā)生的相間短路 2 單相繞組部分線區(qū)之間發(fā)生的匝間短路 3 單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路 4 鐵芯燒損 變壓器的外部故障類型有 1 絕緣套管網(wǎng)絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地通過外殼短路 2 引出線之間發(fā)生的相間故障 變壓器的不正常運行情況主要有 1 由于外部短路或過負荷而引起的過電流 2 油箱漏油而造成的油面降低 3 變壓器中性點電壓升高或由于外加電壓過高而引起的過勵磁 為了防止變壓器發(fā)生各種類型故障和不正常運行時造成不應(yīng)有的損失 保證 系統(tǒng)安全連續(xù)運行故變壓器應(yīng)裝設(shè)一序列的保護裝置 第二節(jié) 變電所主變保護的配置 一主變壓器的主保護 1 瓦斯保護 對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作其中輕瓦斯動作于信號重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器 2 差動保護 對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障以及發(fā)生匝間短路時其保護瞬時動作跳開各側(cè)電源斷路器 二主變壓器的后備保護 1 過流保護 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流以及在變壓器內(nèi)部故障時作為差動保護和瓦斯保護的后備所以需裝設(shè)過電流保 護 而本次所設(shè)計的變電所電源側(cè)為 220KV主要負荷在 110KV倒即可裝設(shè)兩套過電流保護一套裝在中壓側(cè) 110KV側(cè)并裝設(shè)方向元件電源側(cè) 220KV側(cè)裝設(shè)一套并設(shè)有兩個時限 ts 和 tⅢ時限 定原側(cè)為 tⅢ≥ tⅡ△ t 用 U 切除三側(cè)全部斷路器 三過負荷保護 變壓器的過負荷電流大多數(shù)情況下都是三相對稱的因此只需裝設(shè)單相式過負荷保護過負荷保護一般經(jīng)追時動作于信號而且三繞組變壓器各側(cè)過負荷保護均經(jīng)同一個時間繼電器 四變壓器的零序過流保護 對于大接地電流的電力變壓器一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短 路的后備保護一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行因此每臺變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護一套用于中性點接地運行方式另一套用于中性點不接地運行方式 第七章 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 第一節(jié) 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分它是按主接線的要求由開關(guān)設(shè)備保護和測量電器母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成用來接受和分配電能 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點不同可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置按其組裝方式又可分為由電氣設(shè)備在現(xiàn)場組裝的配電裝置稱為配式配電裝置和成套配電裝置 屋內(nèi)配電裝置的特點①由于允許安全凈距小可 以分層布置故占地面積較?、诰S修巡視和操作在室內(nèi)進行不受氣侯影響③外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響較小可減少維護工作量④房屋建筑投資大 屋外配電裝置的特點①土建工程量和費用較小建設(shè)周期短②擴建比較方便③相鄰設(shè)備之間距離較大便于帶電作業(yè)④占地面積大⑤受外界空氣影響設(shè)備運行條件較差順加絕緣⑥外界氣象變化對設(shè)備維修和操作有影響 成套配電裝置的特點①電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中相間和對地距離可以縮小結(jié)構(gòu)緊湊占地面積?、谒须娖髟言诠S組裝成一整體大大減小現(xiàn)場安裝工作量有利于縮短建設(shè)周期也便于擴建和搬運③運行可 靠性高維護方便④耗用鋼材較多造價較高 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求 1 配電裝置的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟政策 2 保證運行可靠按照系統(tǒng)自然條件合理選擇設(shè)備在布置上力求