220kV变电所电气部分设计毕业设计论文.doc

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1、目 录一、毕业设计任务书3二、毕业设计说明书5三、参考文献19四、后记24五、计算书26六、图纸毕业设计任务书一. 设计题目:220kV变电所电气部分设计二. 待建变电所基本资料1. 设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。2. 确定本变电所的电压等级为220kV/110kV/10kV，220kV是本变电所的电源电压，110kV和10kV是二次电压。3. 待设计变电所的电源，由对侧220kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；在中压侧110kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出11回线路至地区负荷。4. 该变电所的所址，地势平坦，交通

2、方便。5. 该地区年最高气温40，最热月平均最高气温36。三用户负荷统计资料如下：110kV用户负荷统计资料如下：表1 110kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（kW）cos回路数重要负荷百分数（）炼钢厂4200009525010kV用户负荷统计资料如下：表1 10kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷（kW）cos回路数重要负荷百分数（）1矿机厂19000912702机械厂12002403汽车厂21002354电机厂21002555炼油厂1900260-最大负荷利用小时数Tmax=5256h，同时率取0.9，线路损耗取6。四待设计变电所与电力系统的连接情况：图中线路参数如下：L1=18k

3、m、L2=15km、L3=20km、L4=19km、L5=10km图1 待设计变电所与电力系统的连接电路图五设计任务1选择本变电所主变的台数、容量和型号；2设计本变电所的电气主接线；3进行必要的短路电流计算；4选择和校验所需的电气设备；5选择和校验10kV硬母线；6进行继电保护的规划设计；7进行防雷保护的规划设计；8配电装置设计。六图纸要求1 绘制变电所电气主接线图2 220kV或110kV高压配电装置平面布置图3 220kV或110kV高压配电装置断面图（进线或出线）第二部分 设 计 说 明 书一.待设计变电所简要介绍待建变电所位于城市南郊，所址地势平坦，交通方便。变电所电源由对侧220kV

4、变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；以110kV双回线路向炼钢厂送电，炼钢厂以阻性负荷为主，功率因数0.95；以10kV共11回线路向地区负荷供电，负荷最大利用小时数5256小时，同时率为0.9。该变电所为220kV降压变电所，没有转功。变电所所处地区年最高气温40，最热月平均最高气温36。二.主变压器的选择根据电力工程电气设计手册的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性的要求，选用两台同样型号的有载调压三绕组自耦变压器。1) 主变容量的选择110kV最大负荷为 Pm1=K0P=1.042000=42000 kW110kV重要负荷 Pi1=KiP=0.5042000=21000 kW

5、10kV最大负荷为 Pm2=K0P=0.9(P1+P2+P3+P4+P5)=0.9(1900+1200+2100+2100+1900)=8280 kW10kV重要负荷 Pi2=KiP=K1P1+K2P2+K3P3+K4P4+K5P5=0.719000.412000.3521000.5521000.61900=1330+480+735+1155+1140 =4840 kW 对于具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于等于70的全部负荷或全部重要负荷，两者中，取最大值作为确定主变容量的依据。 70负荷容量为 Se=0.7 =0.7( + )=37316 kVA 全部重要负荷容量为Si= +

6、= + =27424 kVA SeSi 应根据Se选择主变容量。经计算一台主变应接带的负荷为37316 kVA，应选用两台40000 kVA的三相自耦变压器。因 40000 kVA37316 kVA,故所选主变容量满足大于等于70的全部负荷要求。 因此确定选用主变型号为OSFSZ-40000/220，主要参数如下表：额定容量kVA电压组合和分接范围连接组别号空载损耗kW负载损耗kW空载电流容量分配阻抗电压（）高压kV中压kV低压kV高-中高-低中-低4000022012111YN，a0，d11331350.81001005093020三.主接线选择1） 220kV配电装置主接线选择。根据SDJ

7、2-88220500kV变电所设计技术规程规定，“220kV配电装置出线在4回及以上时，宜采用双母线及其他接线”。由于待建变电所有6回出线，可采用双母线接线。两台主变分别接在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上的设备检修，均不需停掉线路。同时，本工程220kV断路器采用SF6断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。又由于每个电源点都有两回线路，一回线路停运时，仍满足N-1原则。因此，本设计220kV配电装置采用双母线接线。2） 110kV配电装置主接线选择。110kV出线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥式接线。以双回线路向炼钢厂供电。考虑到主变不会

8、经常投切和对线路操作及检修的方便性，110kV配电装置采用内桥式接线。3） 10kV配电装置主接线选择。10kV出线共11回，按照规程要求，采用单母线分段接线，对重要回路，均以双回线路供电，保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患及环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，且断路器选用性能比少油断路器更好的真空断路器，配电装置采用封闭性好集成度高的成套配电装置。本设计的变电所电气主接线图如下图所示。四.短路电流计算根据本变电所电源侧510年的发展规划，计算出系统最大运行方式下的短路电流。系统最大运行方式为:450MW机组满负荷，2200MW机组满负荷，系统容量为

9、100MVA，220kV各条线路均投入运行。计算过程见短路电流计算书。参考数据：断路器的全分闸时间为0.1秒短路电流最大持续时间：220kV侧为3.6秒110kV侧为3.1秒10kV侧为2.1秒短路电流计算结果见附表。五.电气设备的选择1) 220kV电气设备选择 a. 220kV断路器形式：室外SF6额定电压：UNUNS额定电流：INImax按一台主变最大持续工作电流考虑Imax=1.05 =1.05=102.83 A根据以上条件,选择LW1-220/2000型FS6断路器 额定开断电流校验 INbr=40KAI=11.336 KA 热稳定校验： Qk=Qp= tk（I2+10Itk/22+

10、 Itk2）/12 = 3.6（11.3362+1011.24452+ 11.18422）/12 = 455.39 kA2s 选择：4s热稳定电流=40 KA INbr2 t=4024=6400 kA2s INbr2 tQk 所以选择4s热稳定电流=40 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=100 KA28.9068 KA 故选择LW1-220/2000型SF6断路器能满足要求 b. 220kV隔离开关 形式：室外 额定电压：UNUNS额定电流：INImax按一台主变最大持续工作电流考虑Imax=1.05=1.05=102.83 A根据以上条件,选择GW7-220/1250隔离

11、开关 热稳定校验： Qk=Qp= tk（I2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3.6（11.3362+1011.24452+ 11.18422）/12 = 455.39 kA2s 选择：4s热稳定电流=31.5 KA INbr2 t=31.524=3969 kA2s INbr2 tQk 所以选择4s热稳定电流=31.5 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=80 KA28.9068 KA 故选择GW7-220/1250型隔离开关能满足要求 考虑到变电所远景发展、各个设备间性能相配合以及从经济技术等多方面考虑，选择GW7-220/2000型（或GW7-220/2500型）

12、隔离开关2) 110 kV电气设备选择 a. 110kV断路器形式：室外SF6额定电压：UNUNS额定电流：INImax按一条线路带110kV全部负荷考虑Imax=1.05=1.05=243.65 A根据以上条件,选择SFM110-110/2000型FS6断路器 额定开断电流校验 INbr=31.5 KAI=3.9361 KA 热稳定校验： Qk=Qp= tk（I2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3.1（3.93612+103.93612+ 3.93612）/12 = 48.03 kA2s 选择：3s热稳定电流=31.5 KA INbr2 t=31.523=2976 kA2s INbr2 tQk 所以选择3s热稳定电流=31.5 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=80 KA10.0371 KA 故选择SFM110-110/2000型SF6断路器能满足要求 b. 110kV隔离开关 形式：室外额定电压：UNUNS额定电流：INImax按一条线路带110kV全部负荷考虑Imax=1.05=1.05=243.65 A根据以上条件,选择GW5-110/630隔离开关 热稳定校验： Qk=Qp= tk（I2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3