【正文】 ........... 62 致 謝 .............................................................................. 63 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) III 中 文 摘 要 電是能量的一種表現(xiàn)形式，電力已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的動(dòng)力，并廣泛應(yīng)用到一切生產(chǎn)部門和日常生活方面。330～ 500kV 輸變電系統(tǒng)正在逐步擴(kuò)大。 進(jìn)行主要電氣設(shè)備的選擇。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV Abstract Electric energy is a form of expression, the power of industrial and agricultural production has bee an indispensable driving force, and widely applied to all aspects of daily life and production departments. Energy has many advantages: First, it can be easily converted into another form of energy. For example, factories in the motor is the electric energy into mechanical energy conversion, drag machinery。論文包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書兩部分，并附有四張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙（電氣主接線圖一張、 變電所斷面圖兩張、平面布置圖一張），可為以后的設(shè)計(jì)做些參考，同時(shí)能夠比較直觀的反映本設(shè)計(jì)變電所的整體全貌。降壓變電所按性質(zhì)和規(guī)模將劃分為區(qū)域變電所、地方變電所、終端變電所三種 Ⅰ、區(qū)域變電所（一次變） 主要特點(diǎn)是電壓等級(jí)高，進(jìn)出回路多，變壓器容量大，在系統(tǒng)中地位比較重要。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求 從負(fù)荷表中可看出，重要負(fù)荷所占的比例較大，所以對(duì)可靠性要求高，對(duì)本 次設(shè)計(jì)的變電所，盡量考慮設(shè)備少，投資適當(dāng)，占地面積小，高壓電器設(shè)備維護(hù)量小，運(yùn)行方式靈活，滿足遠(yuǎn)景規(guī)劃 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 。 設(shè)計(jì)的主要要求 要求寫出不 少于 15000 字的設(shè)計(jì)說明書一份，設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，并繪制出下列圖紙： 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 5 ； ； ；（畫兩個(gè)斷面） 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第二 部分 說明書 第一章 主變壓器 的選擇 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓、進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。通常一次變電所采用 75%，二次變電所采用 60%。 (2)主變?nèi)萘康拇_定：凡裝有兩臺(tái)（組）及以上主變壓器的變電所，其中一臺(tái)（組）事故停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的 70%，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。 因本地區(qū)交通方便，所以選擇三相變壓器。因此，主接線設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問題。 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 9 5） 考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增，設(shè)備檢修，故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。 對(duì) 220kV 千伏側(cè)接線方式的論證 220kV 側(cè)擬采用雙母線接 線和單母線分段帶旁路母線接線。 （ 5）擴(kuò)建方便。 （ 5）在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路器時(shí)，將使該回路停電。但當(dāng)其一段母線故障時(shí)，整套配電裝置停止工作，在拉開分段刀閘時(shí)恢復(fù)無故障母線工作。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)設(shè) 置了專用旁路斷路器后，設(shè)備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式； 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒轿年P(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 15 電動(dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響； 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)。、 （ 1）同形式且至短路點(diǎn) 的電氣距離大致相等的發(fā)電機(jī)； （ 2）至短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)的同一類型和不同類型的發(fā)電機(jī)； （ 3）直接連接短路上的發(fā)電機(jī)。 chI 三相短路電流第一周期全電流有效值，用來校驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定以及斷路器文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 17 的額定斷流量。在運(yùn)行電器選擇時(shí)，在安全、可靠的前提下，應(yīng)根據(jù)工程情況在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選 擇合適的電器。 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 19 機(jī)械荷載 所選電氣設(shè)備端子的允許荷載，應(yīng)大于電氣設(shè)備引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。 1．按正常工作條件選擇 : 額定電壓： Ue≥Uew 額定電流： Ie≥Igmax 2． 按短路條件校驗(yàn)： （ 1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 短路電流熱穩(wěn)定校驗(yàn)是要求所選的導(dǎo)體和電器當(dāng)短路電流通過時(shí)，所能達(dá)到的最高溫度不應(yīng)超過導(dǎo)體和電器的短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，即： Qu≤Qr； I2∞tdz≤Ir2tr； （ 2）短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械應(yīng)力的能力。當(dāng)回路正常工作電流在 4～ 8kA 時(shí)，一般選用槽形母 線；管形截面機(jī)械強(qiáng)度高、集膚效應(yīng)小的特點(diǎn)，且電暈放電電壓高，管內(nèi)可通風(fēng)或通水冷卻，從而使截流量大增，所以，管形母線可用于 8KA 以上的大電流母線和 110kV 及以上的配電裝置母線。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要求其在正常工作條件下有足夠的接通和開斷負(fù)荷電流的能力，而且要求其在短路的條件下，對(duì)短路電流有足夠的遮斷能力。 電流互感器的選擇 互感器（包括電流互感器 TA 和電壓互感器 TV）的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確的反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其形式。 下列情況下的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器： 1）中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分極絕緣且有隔離開關(guān)時(shí)。 保證工作人員的人身安全。 在保證安全可靠的條件下，應(yīng)盡量降低配電裝置的造 價(jià)，減少有色金屬和鋼材的消耗，并應(yīng)減少占地面積，除此之外配電裝置還應(yīng)有擴(kuò)建的可能性。 3） 110～ 220kV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 35~110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感 器， 220kV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足需求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。 2． 二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，大多數(shù)是由制造廠配套供應(yīng)，僅部分少油斷路器有電磁式、彈簧式或液壓式等幾種形式的操作機(jī)構(gòu)的可供選擇。其布置方式可分為支持式和懸掛式。 （ 3） 短路電流的計(jì)算條件： 為使所選擇導(dǎo)體具有足夠的可靠性，經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的需要，對(duì)導(dǎo)體和電器進(jìn)行校驗(yàn)的短路電流應(yīng)滿足下列條件： 計(jì)算時(shí)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。 環(huán)境條件 : 變電所在選擇設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤須注意小環(huán)境）條件，當(dāng)氣溫、風(fēng) 速、溫度、污穢等級(jí)，海拔高度、地震強(qiáng)度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 i165。 三相短路電流周期分量計(jì)算 無限大電源供給的短路電流 當(dāng)供電電源為無窮大或者計(jì)算電抗 jsX = 時(shí)，不考慮短路電流周期分量的衰減。 導(dǎo)體和電 器動(dòng)、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按兩相短路計(jì)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的單項(xiàng)或兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。 本變電所 60 出線為 14 回，且均為重要負(fù)荷，應(yīng)主要側(cè)重于可靠性和靈活性。 根據(jù)《 220500kV 變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 SDJ2— 88 規(guī)定， 220kV 配電裝置出線回?cái)?shù)在四回及以上時(shí)，宜采用雙母線或其他接線。 根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊》的要求，主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性，并在此基礎(chǔ)上考慮做到經(jīng)濟(jì)合理。 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要負(fù)責(zé)用戶可以從不同的母線段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源，具有供電可靠性。 （ 6）、便于實(shí)驗(yàn)。 兩種接線的比較如下： 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 21 雙母線接線 圖 22 單母線分段帶旁路母線接線 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 11 a、雙母線接線 單斷路器的雙母線接線中，每個(gè)回路均通過一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)，連接到兩組母線上，電源和出線可均勻地分布在兩組母線上，普遍適用于 6～ 220kV 電壓等級(jí)的配電裝置中 ，此接線有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 可靠性 1) 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題： a、 應(yīng)重視國內(nèi)外長期運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的定性分析； b、 主接線的可靠性包括一次部分和二次部分在運(yùn)行中的可靠性的綜合； c、 主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設(shè)備可以簡化接線。 1） 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素，變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于他們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的 技術(shù)要求也不同。 容量的確定： P1=20210+10000+20210+5000=55000kw P2=20210+5000=25000kw Pmax1=P1*Kp*= Pmax2=P2*Kp*= S1=Pmax1/cosφ 1=S1=Pmax2/cosφ 2=21250/= S=(S1+S2)*=*= 總安裝容量為 根據(jù)以上計(jì)算可選擇兩臺(tái)型號(hào)為 SFPZ463000/220 的有載調(diào)壓變壓器。 (PZMAX 為綜合最大負(fù)荷 ) (3)應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 5～ 10年的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí)，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的 75%時(shí)，可不裝設(shè)備用相。因 此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。 。終端變電所主要由地方變電所或發(fā)電廠供電，降壓后直接向各種用電設(shè)備供電 本次設(shè)計(jì)的變電所是高壓側(cè)為 220kV，低壓側(cè)為 60kV 的終端變電所 文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 3 第二章 概 論 設(shè)計(jì)的基本要求說明 本次設(shè)計(jì)的為文關(guān) 220kV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)，電壓等級(jí)為 220/60KV， 220KV側(cè)有兩回進(jìn)線， 60kV 側(cè)有配出線路 12 回 ,并 出線走廊寬闊。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)書中難免會(huì)有錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。s power industry development soon, since the early 1970s, the first 300 MW unit for a few shipped to the end of 1988, the 600 MW unit has been put into operation, electricity and industrial development on a new level. Capacity building of power plants has reached 2700 MW. 330 ~ 500kv power transmission system is being gradually expanded. To the end of 1991, the total installed capacity of over 150000 MW, the generation capacity