220KV变电所设计毕业论文.doc

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1、摘 要变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。同时，变电所是电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本设计的变电所根据所在的地理位置以及供电负荷重要性分析可知其为区域变电所，是一座220KV变电站，它在电力系统中具有较高的重要性。因此，本设计方案选择不仅重点考虑供电的安全性，而且还要保证供电的电能质量。本设计主要工作内容包括：充分考虑变电所供电安全性与经济性的基础上选择了系统与变电所连接方式；经过可靠性、灵活性分析选择电气主接线和主变压器型号；妥善采用新设备新技术基础上进行了电气设备的选择；利用已经学到的专业知识计算了电力网参数及短路电流；考虑各种

2、可能发生的故障情况合理选择重要设备的继电保护类型、防雷保护以及继电保护的整定计算。根据以上的选择，利用计算机软件绘制设计所需的工程图形。最终做出技术可行、经济性与安全性合理结合的设计方案。关键词 变电所；主接线；变压器；短路电流；继电保护 目 录摘 要II第1章 绪论11.1 课题背景11.2 变电所的发展概况11.3 本文主要工作3第2章 变电所与电力系统连接方式的选择42.1 备选的连接方案42.2 技术指标比较52.3 经济指标比较6第3章 变电所电气主接线选择73.1 对主接线设计的基本要求73.2 方案的初步拟定73.2.1 220kV电压等级主接线73.2.2 110kV电压等级主

3、接线83.2.3 35kV电压等级主接线83.3 主变压器的选择103.3.1 主变压器型式的选择103.3.2 主变压器容量和台数的确定10第4章 短路电流的计算124.1 短路电流计算的主要目的124.2 短路电流的计算124.3 短路电流计算结果15第5章 电气设备的选择175.1 高压断路器的选择175.2 隔离开关的选择195.3 电流互感器的选择205.3.1 电流互感器配置原则215.3.2 电流互感器的选择条件215.3.3 电流互感器选择结果225.4 电压互感器的选择235.4.1 电压互感器配置原则235.4.2 电压互感器选择条件235.4.3 电压互感器选择结果245

4、.5 母线的选择245.5.1 母线选择条件245.5.2 母线选择结果26第6章 配电装置的选择27第7章 继电保护及防雷保护的设计287.1 继电保护及其配置287.1.1 变压器的继电保护配置287.1.2 母线的继电保护配置307.2 防雷保护及其配置317.2.1 避雷针保护及配置317.2.2 避雷器保护及配置32结 论33致 谢34参考文献35附录1 计算部分36附录2 设计图纸49- 53 -第1章 绪论1.1 课题背景改革开放以来，电力工业实行“政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电“的方针，大大调动了地方办电的积极性，使电力建设飞速发展。电是能源的一种表现形式，电

5、力已经成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛的应用到一切生产部门和日常方面。1949年建国时，全国总装机容量为184.9万kW,年发电量仅为43亿千瓦时，在世界上居第25位。经过多年的发展，从1988年起连续11年每年新增投产大中型发电机组超过10000MW；从1982年到1999年底，全国新增35kV以上输电线路372837km，新增变电容量732690MVA；我国现有发电装机容量在2000MW以上的电力系统11个。1998年底全国装机容量已达1.7亿kW，年发电量为7400千瓦时，1992年内共装机1300万kW，这样快的发展速度和规模，在世界上是罕见的。当前，我国装机容量和发电量居世界第4

6、位。各大区电网和省网随着电源的增长加强了网架建设，各电网中500kV(包括330kV)主网架逐步形成和壮大，220kV电网不断完善和扩充。电能作为一种特殊的商品，不能大量储存，他的生产、运输、销售和消费是同时进行完成的。为了满足国民经济发展的需要，电力建设必须先行，落实发、送、变电本体工程的建设条件，协调其建设进度，优化其设计方案，其意义尤为重要。变电所是电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。通过本毕业设计，不仅可全面复习、总结和综合利用本专业所学的专业知识，而且可在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到很好的训练，以及在CAD绘图等方面能力得以进一步加强，为其以后从

7、事设计、运行和科研工作奠定扎实的基础。1.2 变电所的发展概况变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电力系统的变电所按变压方式可分为两大类：1) 发电厂的变电所，称为发电厂的升压变电所 其作用是将发电厂发出的有功及无功功率送入电力网，因此其使用升压型变压器。2) 电力网的变电所 一般选用降压型变压器，其主要作用是将电力网上的高压电能转化为低压可供用户使用的电能。电力网的变电所可分为4种：1) 枢纽变电所。其主要作用是联络本电力系统中的各大电厂和大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其他电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的枢纽。因此其电压最高，容量最大，是电力系统的最

8、上层变电所。2) 中间变电所。最高侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线分段。一般汇集23个电源，电压为220220kV。同时又降压供当地用电，这样的变电所主要起中间环节的作用。所以叫做中间变电所。全所停电后将引起区域电网解列。3) 区域变电所。高压侧电压一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电所。这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅该区域中断供电。4) 终端变电所。在输电线路的终端，接近负荷点。高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。变电技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为

9、了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所几千座，其他低压变电所更多；500kV电网已经成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量有较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用。由此我国电网供电可靠性也有较大的提高，其中变电所起到比较关键的作用。随着自动化技术发展，出现了无人值班变电所，这样为电能传送降低了成本。变电所实现无人值班是一项

10、涉及面广，技术含量高，要求技术和管理工作相互配套的系统工程，它包括电网，一、二次部分，变电所装备水平，通信通道建设，调度自动化系统的建立以及无人值班变电所的运行管理工作。而无人值班变电所的电压等级也在逐年提高，很有发展前途。1.3 本文主要工作 本设计是220kV降压变电所电气部分的设计。主要是一次部分的设计，包括：(1) 变电所电气主接线的设计；(2) 变电所与系统连接方式的选择；(3) 主变压器选择；(4) 短路电流计算；(5) 电气设备的选择；(6) 配电装置选择；(7) 防雷保护设计；(8) 继电保护的设计。还要学习电脑绘图软件的使用，主要软件是CAD绘图以及VISIO绘图工具。进而绘

11、制5张图纸，分别为：(1) 电气主接线图（见附录2.1）；(2) 配电装置平面图（见附录2.2）；(3) 配电装置截面图（见附录2.3）；(4) 继电保护原理接线图（见附录2.4）；(5) 系统继电保护规划图（见附录2.5）。第2章 变电所与电力系统连接方式的选择在电力网络中，根据变电所的地理位置，可以有多种从电网送电到变电所途径，因此选择一种即经济、技术上又容易实现的连接方式是十分重要的。拟定几种备选方案，通过技术和经济的比较，最终选择出最适合的方案。2.1 备选的连接方案系统与变电所的连接方式有三种方案：方案1：分别从A、C发电厂通过单回输电线路送电到变电所，见图2-1；方案2：采用在发电

12、厂A的地方通过双回输电线路送电到变电所，见图2-2；方案3：采用在发电厂C的地方通过双回输电线路送电到变电所，见图2-3。 图2-1 方案1 图2-2 方案2 图2-3 方案32.2 技术指标比较(1) 电压等级定为220kV。(2) 选择导线型号如表2-1所示表2-1 导线型号选择结果方案1方案2方案3AD线路CD线路AD线路CD线路LGJ-240LGJ-240LGJ-240LGJ-240三种方案均采用同一型号的导线，这样比较起来就容易很多。(3) 计算最大电压损耗如表2-2所示表2-2 最大电压损耗比较方案1方案2方案3正常故障正常故障正常故障电压损耗电压损耗电压损耗电压损耗电压损耗电压损

13、耗9.94%21.2%10.6%21.2%9.35%18.71%由表可以看出，方案3的电压损耗无论是正常供电还是出现故障情况时，相比较其他两种方案均要小。从这一点考虑，方案3就优于其他方案。2.3 经济指标比较(1) 电能损耗如表2-3所示表2-3 一年电能损耗（）方案方案1方案2方案3电能损耗283.934302.735267.182经过计算的一年电能损耗可以看出：方案3损耗最低，方案1其次，最多的是方案2。(2) 线路投资如表2-4所示表2-4 线路投资比较（万元）方案 方案1方案2方案3投资金额686472936435综上所述，由各个表格可以看出，方案3在技术条件一样的情况下，具有更加明

14、显的经济优势。因此本变电所决定采用方案3，即采用在发电厂C的地方通过双回输电线路送电到变电所的连接方案1。第3章 变电所电气主接线选择电气主接线是发电厂、变电所设计的主要部分。设计时要根据电力系统原始资料，发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵敏性和经济性的要求合理的、综合性的选择你所需要的主接线形式，主接线对电气设备、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定都有很大的影响。因此必须处理好各个方面的具体情况，全面分析，正确处理好个各方的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。3.1 对主接线设计的基本要求主接线应该满足可靠性、灵敏性、经济性和发展性等方面的要求。(1) 可靠性 为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定。(2) 灵活性 电气主接线的设计，应当适应在运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。(3) 经济性 方案的经济性体现在以下三方面：1) 投资省；2) 占地少；3) 电能损耗少。(4) 发展性 主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分的改动工作量最少。3.2 方案的初步拟定3.2.1 220k