【文章內(nèi)容簡介】 83。 30 進行短路計算 30 第十章 電氣設備的選擇計算及校驗 36 高壓斷路器的選擇計算 36 隔離開關的選擇計算 39 電壓互感器的選擇計算 42 電流互感器的選擇 43 母線的選擇計算 46 避雷器 的選擇 47 第十一章 避雷針的選擇 49 結 論 51 致 謝 52 參 考 文 獻 53 — １ — 引 言 本畢業(yè)設計論文為渾河 220/60KV 降壓變電所電氣部分設計，要求所設計的變電所能長期可靠為其負荷供電。設計過程中遵循國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設的方針、政策和基本建設程序，運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關系，實行資源的綜合利用，節(jié)約能源和用地，對生產(chǎn)工藝、主要設備和主體工程要做到可靠、適用、先進。 在 上述原則基礎上，明確設計的目的，逐步完成主變的選擇、電氣主接線的擬定、短路電流的計算、電氣設備選擇、高壓配電裝置的規(guī)劃、繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計、防雷保護規(guī)劃、繪制圖紙等主要工作，形成較為完整的論文。 目前，電力技術已成為世界能源領域的主流技術，發(fā)電、輸電、配電技術的進步，提高了供電的能力、質(zhì)量和可靠性，擴大了電力應用范圍，因此，變電所的合理設計也變得尤為重要。設計工作是工程建設的關鍵環(huán)節(jié)。做好設計工作，對工程建設的工期、質(zhì)量、投資費用和建成投產(chǎn)后的運行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，起著決定性的作用。 本論文即在遵循原則、合理規(guī)劃、反復校驗的基礎上完成。 — ２ — 原始資料分析 一、 設計題目 渾河 220KV 一次降壓變電所電氣部分初步設計 二、 變電所條件 變電所為地區(qū)變電所，以 14 回 60KV 出線向地區(qū)用戶送電。主要用戶為工業(yè)用戶。 2 所址地勢平坦海拔 100 米，最高氣溫 40℃，最低氣溫 35℃，年平均氣溫 10℃，空氣無污染，交通便利。 三、 變電所 60KV 的用戶負荷表 序號 負荷名稱 最大負荷（ KW） 功率因數(shù) 出線 出線回路數(shù) 近期 遠期 1 機械廠 5000 10000 架空 1 2 東科科技園 5000 10000 架空 1 3 數(shù)字機床廠 6000 12020 架空 2 4 高壓電氣廠 8000 12020 架空 2 5 111 變電所 8000 12020 架空 2 6 121 變電所 6000 10000 架空 2 7 131 變電所 12020 12020 架空 2 8 市工業(yè)園 8000 15000 架空 2 最大負荷利用小時數(shù) T=5000H，負荷同時系數(shù) ，線損率為 5%，重要負荷 占 65%。 四、電力系統(tǒng)接線方式如圖所示。 220KV 100KM 70KM 80KM 250MVA 2*240MVA 2*200MW X= Uk=13% COSФ = Sj=100MW Xd= 待設變電所 第一章 主變壓器的選擇 — 3— 第一章 主變壓器的選擇 主變壓器臺數(shù)的確定 根據(jù)規(guī)程，為保證供電的可靠性和經(jīng)濟性，變電所一般裝設兩臺主變壓器。故本變電所選擇兩臺主變。 主變壓器容量及型式的確定 （ 1） 變電所中，主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當一臺停運時，其余主變壓器的容量至少能保證所供的全部負荷的 70%。 （ 2）變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器，對于新建的變電所，從網(wǎng)絡經(jīng)濟運 行的觀點考慮，應注意選用無載調(diào)壓變壓器。 （ 3）具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級，減少重復降壓容量，可采用雙繞組。 根 據(jù) 本 變 電 所 實 際 情 況 ， 交 通 便 利 ， 只 有 兩 個 電 壓 等 級220/60KV，故選擇采用三相雙繞組變壓器。 （ 4）根據(jù)計算，確定選擇兩臺容量為 90000KVA 的變壓器，其型號為 SFPZ4— 90000/220。主要參數(shù)如表 1— 1。 表 1— 1 變壓器主要參數(shù) 額定容量（ KVA） 90000 額定電壓（ KV） 高壓 220177。 8*% 低壓 69 連接組標號 YN， d11 空載電流（ %） 空載損耗（ KW） 102 負載損耗（ KW） 阻抗電壓（ %） 第二章 電氣主接線的選擇 — 4— 第二章 電氣主接線的選擇 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。 設計原則 （ 1）變電所的主接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。 （ 2） 220KV 終端變電所的配電裝置，當滿足運行要求時，應盡量采用斷路器較少的接線，如橋形接線等。 設計的基本要求 可靠性 （ 1）應重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。 （ 2）主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設備可以簡化接線。 （ 3）要考慮所設計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： （ 1）調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下 ，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 （ 2）檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設備進行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。 經(jīng)濟性 （ 1）投資省 a、主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、互感器、避雷第二章 電氣主接線的選擇 — 5— 器等一次設備。 b、要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。 （ 2）占地面積小 主接線設計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。 （ 3）電能損失小 經(jīng)濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 本變電所電氣主接線的選 擇 220KV 側主接線的選擇 根據(jù)《變電所設計》等書籍中關于接線形式適用范圍規(guī)定可知，220KV 配電裝置出線回路不超過兩回時，可選用單母線、單母線帶旁路接線，也可使用橋式接線。 下面選取單母線帶旁路和內(nèi)橋接線兩種方案進行介紹和比較，從而選擇最佳方案作為本變電所側一次主接線。 方案一 單母線帶旁路接線 圖 2— 1 單母線帶旁路接線 第二章 電氣主接線的選擇 — 6— 方案二 內(nèi)橋接線 圖 2— 2 內(nèi)橋接線 表 2— 1 220KV 側主接線方案比較 方案一：單母線帶旁路 方案二：內(nèi)橋 特點 變壓器投切方便，進線斷路器檢修時，可由旁路斷路器可靠供電。 線路的投入和切除比較方便，當線路發(fā)生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運行。但是變壓器發(fā)生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回為發(fā)生故障的線路的運行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換。因此，利于線路的運行操作。 可靠性 方案一當控制變壓器的斷路器出現(xiàn)故障時，該變壓器只好停運，而方案二中當控制變壓器的斷路器出現(xiàn)故障時，可由旁路隔離臨時供 電。 經(jīng)濟性 由于兩種方案變壓器型號和容量的選擇均相同，所以只比較綜合造價。方案一比方案二占地面積大，設備多，故方案一不經(jīng)濟。 靈活性 方案一比方案二投切變壓器時，倒閘操作方便。 第二章 電氣主接線的選擇 — 7— 綜上述，方案一比較靈活，方案二占地小，投資少，供電可靠，考慮綜合因素，選方案二：內(nèi)橋接線為本變電所一次側主接線。 60KV 側接線的選擇 由于 60KV 側進出線數(shù)共 16 回，查找規(guī)程，可選用雙母線，而當配電裝置的進線和出線總數(shù)為 12— 16 回時，在一組母線上設置分段斷路器，且采用雙母線的 220KV 配電裝置一般 設置旁路母線，且出線超過 11 回可裝設專用旁路斷路器。故本變電所二次側采用雙母線分段帶旁路，設置專用旁路斷路器的接線方式。 圖 2— 3 雙母線分段帶旁路接線 關于二次側方案的說明： 采用此種接線方式的特點是：兩組母線同時工作，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。檢修任一回路的隔離開關，只停該回路，不影響其他回路供電，且母線故障后，可迅速恢復供電，調(diào)度靈活，各電源和各負荷回路可以任意分配到某一組母線上，有利于擴建和便于試驗。 綜上述，本變電所主接線選擇：一次側采用 內(nèi)橋接線，二次側采用雙母線分段帶旁路接線。 第三章 短路電流的計算 — 8— 第三章 短路電流的計算 短路電流計算的目的 （ 1）電氣主接線的選擇 （ 2）選擇導體和電氣設備，保證設備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時保證不損壞。 （ 3）選擇斷電保護裝置。 短路的基本類型 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱短路。 為了檢驗和選擇電氣設備和載流導體，以及為了繼電保護的整定計算，常用下述短路電流值。 Ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最 大瞬時值。 I〞：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。 I∞ ：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。 短路電流計算的基本假定 （ 1）正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行。 （ 2）所有電源的電動勢相位角相同。 （ 3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)