变电站进行电气一次部分设计.docx

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1、摘要由于电能不能大量储存，故发电厂生产电能和用户消耗是同时完成的，而大部分大型发电厂都远窗用户，且发电厂生产的电能用户又不能直接使用，所以只有经过变电站这个中间环节对发电厂生产的电能通过变压器升压和高压输电线路输送再通过若干次降压后用户方可使用，学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持续发展是很有必要的。本次设计主要是对变电站进行电气一次部分的设计，通过对原始资料的分析，计算系统负荷，然后确定电气主接线，确定好电气主接线后选择变压器.之后再对短路电潦进行计算，通过短路电流计算的结果选择电气设备.关键词：变电站；电气主接线；电气设备1绪论11.I选题,意义11.1.1I1.OKV变电站的发展

2、现状与趋势1I.1.2IIOkV变电所的研究背景11.2原始资料及其分析11.2.1原始资料11.2.I原始资料分析22设计任务31. 1变电站电气设计的主要内容32. 2变电所的总体分析及主变选择32.3电气主接线的选择33电气主接线设计43.1对电气主接线的基本要求43. 1.1可养性43. 1.2灵活性43. 1.3经济性53. 1.4电气主接线的基本原则53. 2各种接线形式53. 3电气主接线方案确定93. 3.1IOkYEa气主接线93. 3.235kY电气主接线93. 3.3I1.OKV电气主接线104变电所用电设计124.1设计基本原则124. 2所用变容量:型式的确定124.

3、 3所用电接线方式确定124. 4饴用电源自动投入装置135主变压选型155. 1变压器的选择151.1.1 变压器数量的选择155. 1.2变压器容量的选择156短路电流的计算165.1 短路电流的概述166. 2短路类型166. 3短路计算步骤167电气设备的选型177.1主要电气设备选择基本原则177.2按正常工作条件选择电气设备17工3主要电气设备的选择1873.1主要电气设备的参数187. 3.2高压断路器的选择1973.3隔离开关的选择2073.4各级电压母线的选择217. 3.5电流互感器的配置和选择217. 3.6电压互感器的配置和选择227. 3.7各主要电气设备选择结果一览

4、表248设计成果25总结26致谢27参考文献271绪论1.1 选题意义1.1.1 WOKV变电站的发展现状与趋势随着我国小城市和西部地区经济的不断发展，对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上膨响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术：另一方面，可以以此为媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用J

5、新技术：其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的圾终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供拧尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以变电所在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术。1.1.2 I1.OkV变电所的研究背景UOkV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、槎定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可苑性和电能质量。1.2 原始资料及其分析1.2.1 原始资料变电

6、所类型：地方降质变电所1 .电压等级：11035IOkV2 .负荷情况：(1)变电所用电率：2%(2) 1OkV侧负荷:最大20MW,最小15MW,年最大利用小时数5000小时，Cosa=O.85,其中70%负荷为一、二类负荷:(3)35kV侧负荷:最大36MW,最小30明年最大利用小时数5000小时,CoSa=O.85,其中70%负荷为一、二类负荷。3 .出线回路：(1) 35kV系统：出线6回:(2) IOkV系统：出线8回。4 .系统情况：(1)IIOkY系统进线两回：(2)系统总容量1500MVo5 .环境条件：(1)当地年最高温度35度，年最低温度75度，最热月平均温度22度：(2)

7、当地海拔高度850米,年雷暴日数为40日；(3) 十壤电阻率：P400欧米.1.2.1原始资料分析要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。由于该变电所所承担的主要为一、二类负荷，因此对系统供电的可靠性要求较高。初期投入两台变压耦，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。变电站,改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站

8、大于变电所。变电所：般是电压等级在UoKV以下的降压变电站：变电站：包括各种电压等级的“升压、降压变电站。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，变电站在特定的环境中：是将C-DC-AC转换过程.像海底输电电缆以及远距掰的输送中。有些采用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。具有节能效应。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。2设计任务1. 1变电站电气设计的主要内容变电站是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选

9、择、配电装置和总平面设计等.2. 2变电所的总体分析及主变选择.本变电所的电压等级为I1.OkY,其地位处于地区网络的中间位置，高中压（W同时接收和交换功率，供35kV负荷和附近IokV负荷，属于一般降压变电所。变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地而积，同时也可减少运行电能损耗,提高运行效率和可毒性，改善电网稔定性能。3. 3电气主接线的选择电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设省的选择、配电

10、装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须正确处理好各方面的关系,全面分析仃关膨响因素,通过技术经济比较,合理确定主接线方案，3电气主接线设计3.1对电气主接线的基本要求电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线,由丁本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把：个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比

11、较，确定最佳主接线方案。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务.其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以卜.基本要求。根据变电所的性质和所在系统中的地位和作用不同，对变电所的主接线可苑性宜提出不同的要求。主接线的可靠性是接线方式一次、二次设备可靠性的综合。对主接线可靠性可以作定量的计尊，但需要各种设备的可靠性指标、各级线路、母线故障率等原始依据.般情况下，在主接线设计时缺乏准确的可拳性计算所需的原始资料，而且计算方法各异，也不成熟，故通常不作定属

12、计算，及时进行r可兼性计算，其结果也只做参考。通常采用定性分析来比较各种接线的可辨性，对电气主接线的基本要求，概括地说包括可苑性、灵活性和经济性三方面。3.1.1 可靠性安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求.电气主接线的可苑性不是绝对的。所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站的地位和作用、用户的负荷性版和类别、设备的制造水平及运行经验等诸多因素。(1)断路器停电检修时，对供电的影响程度。(2)进线或出线网路故障，断路器拒动时，停电范围和停电时间.(3)母线故障或母线检修时，停电范圉和停电时间。(4)母线联络断线器或母线分段断路黯故障的停电范围和停电时间

13、。3.1.2 灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：(1)满足调度正常操作灵活的要求，调度员根据系统正常运行的需要，能方便、灵活地切除或投入线路、变压器或无功补偿装置.，是电力系统处于最经济、最安全的运行状态.（2）满足输电线路、变乐器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。设备停电检修引起的操作，包括本站内的设符检修和系统相关的厂、站设备检修引起的站内的操作是否方便灵活。（3）满足接线过度灵活。般变电所都是分期建设的，从初期接线到最终接线的形成，中间要经过多次扩建.主接线设计耍考虑接线过渡过程中停电范围最少，停电时间最短，一次、二次设

14、备接线的改动最少，设备的搬迂最少或不进行搬迁。（4）满足处理事故的灵活性。变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故障部分，尽快恢豆供电操作的方便和显活性，保障电网的安全稳定。3.1.3 经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可苑性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要通过以下几个方面考虐：（1）节省次投资。如尽量多采用轻型开关设备等。（2）占地面积少。由丁本变电站占用农田所以要尽量减少用地“（3）电能损耗小。电能损耗主要来源变压罂，所以一定要做好变压器的选择工作另外主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设符切换所需的操作步骤少,尽垃避免用隔离开关操作电源。

15、3.1.4 电气主接线的基本原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可兼、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，就顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠;、先进、适用、经济、美观的原则3. 2各种接线形式（D变JK器线路组接线如图3.1是台变乐器与条线路构成个接线单兀Q优点：变压器线路组接线是最衡单的接线方式，设备最少、高压配电装置简单、占地面积小、本回路故障对其它回路没有影响。缺点：可靠性不高：线路故障或检修时，变压器停运：变压器故隙或检修路停运。图31变任S线路组接线(2)桥接线当有两个变压泯一线路接线的回路时，在其中加一连桥，如图3.2则成为桥型接线。优点：内桥的优点是连接桥断路器接在线路断路涔的内侧，线路的投入和切除比较方便，当线路发生故障时，仅线路断路器都断开，不影响其它网路的运行.外桥的优点外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中。在变电所中有穿越功率经过时也采用外侨。缺点：内桥的缺点当变质罂发生故障