500KV变电站电气部分设计.docx

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1、摘要本论文主要阐述了500KV变电站电气部分的设计。随着我国科学技术的发展，特殊是计算机技术的进步，电力系统对变电站的要求也越来越高。变电站作为电能传输与限制的枢纽必需变更传统的设计和限制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。本设计为500kV超高压变电站，为枢纽变电所。5OOkV变电所限制系统的特点是牢靠性要求更高、被限制的对象多、限制对象的距离远、限制电缆用量大，要求自动化水平高和抗干扰问题突出。本设计探讨的是500KV变电站电气部分的设计。其中包括负荷计算、无功补偿、变电所位置的选择与变压器的选择、主接线设计、短路计算与电气设备的选择与校验、继电爰护设计，还包括

2、防雷设计等。关键词变电站超高压500kVAbstractThispaperexpatiateonthepartof500kVelectricalsubstationdesign.WiththedevelopmentofscienceandtechnologyinChina,particularlycomputingtechnologyhasadvanced,thepowersystemdemandsonsubstationmoreandmore.Substationasahubforpowertransmissionandcontroltochangethetraditionaldesigna

3、ndcontrolmode,toadapttothemodernpowersystem,modernizationofindustrialproductionandthedevelopmenttrendofsociallife.Thetransformersubstationthatisdesignedthistimeisthekeypositiontransformersubstationof500kV.ItisthehubofSubstation.500kVsubstationcontrolsystemischaracterizedbyhigherreliabilityrequiremen

4、ts,theobjectofcontrol,andcontroloftheobjectdistanceandtheamountofcontrolcable,andrequireahighlevelOfautomationandanti-jammingproblems.Thedesignisrefertothepartof500kVelectricalsubstationdesign.Wholebookprimarilycontain,calculationofpowerload,reactivepowerexpiation,locationofelectricstationandchoicet

5、ransformeranddesignthemainwiringandshort-circuitcalculationandchoiceandtestofelectricequipmentsandthedesignofprotectiverelaysandthedesignofpreventingthunder,etc.KEYWORDSubstationEHV500kV第一章绪言1第一节超高压变电站发展概况1其次节选题目的2第三节背景和意义2第四节500KV设计变电站简介2其次章500KV变电站选址、负荷统计与计算3第一节500KV变电站选址与主要技术特点3其次节500KV变电站负荷统计表4第

6、三节500KV变电站负荷计算5第三章主变压器的选择6第一节主变压器的选择原则6其次节主变压器的选择结果8第四章电气主接线的设计8第一节电气主接线的概述8其次节电气主接线的基本要求9第三节电气主接线的设计原则9第四节电气主接线的方案选择与确定9第五章短路电流计算11第一节短路故障的危害11其次节短路电流计算的目的12第三节短路电流计算的内容12第四节短路电流计算的方法12第五节短路点确定与短路电流计算13第六章电气设备选择与校验14第一节按正常工作条件选择电气设备16其次节按短路状态校验17第三节母线选择与校验18第四节高压断路器选择与校验23第五节高压隔离开关选择与校验26第六节电流互感器选择

7、28第七节电压互感器选择29第八节绝缘子和穿墙套管的选择30第九节所用变压器与电力电容器选择31第七章变电站防雷与接地设计33第一节变电站防雷设计33其次节变电站接地设计35第八章变电站无功补偿装置的设计37第一节断路器投切无功补偿装置37其次节无功静止补偿装置与配电补偿装置38第九章变电站继电爱护设计40第一节主变压器爱护41其次节IoKV线路爱护43结束语47谢辞48参考文献49第一章绪言电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界供应的能源转换为供人们干脆运用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防供应不行少的动力，又和广阔人民群众的日常生活有着亲密的关系。电

8、力是工业的先行，电力工业的发展必需优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。变电所是电力系统的重要组成部分，它干脆影响整个电力系统的平安与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和安排电能的作用。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有很多变电站实现了集中限制和采纳计算机监控，电力系统也实现了分级集中调度，全部电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保平安远行。变电所是生产工艺系统严密、土建结构困难、施工难度较大的工业建筑，因此，要求变电所土建施工技术与施工组织水平也相应地随之不断提高。电网是依据不同地区、不同电压等级而形成的高压和超高压网络，起着重要作用。在我国很多

9、地区现已形成以500kV为骨干的主网，能将电力资源更充分的利用。随着国民经济的发展以与大型发电厂和更高等级电压的出现，在不久的将来，我国会出现跨几个大区的联合大电网。50OkV超高压变电站的容量大、电压高、出线回路数多，在电力系统中T殳都是电力输送的枢纽性变电站。因此兴建50OkV超高压变电站能够更好的利用资源，实现最大利用。北方的足够能源,也将通过枢纽变电站实现北电南送。50OkV超高压变电站设备要求高，进而推动了国内电气设备新的改革，实现了优化能源的进程。电气主接线是变电所的主要环节，电气主接线的拟定干脆关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电爰护和自动装置的确定，是变电站电气部分投

10、资大小的确定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现无人值班变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。第一节超高压变电站发展概况我国自1974年建成了第一条330kV输电线路,由甘肃刘家峡水电站厂到陕西关中地区起先，变电站发展快速。1981年建成了第一条500kV输电线路，由河南姚孟火电厂到武汉，500kV超高压变电站走入人们的视线。其中，超高压变电站的建设胜利，使国内各省电网形成联网，华北、东北、华东、华中、南方等电网都已建成500kV大容量输电线路和跨省联络线，并将逐步形成跨大区域互联的骨干网络。在日趋建设的超高压变电站中

11、，超高压等级5OOkV的变电站占有重要的地位。其次节选题目的我选择设计本课题，学习和驾驭变电所电气部分设计的基本方法和步骤，培育独立进行电力工程设计的基本技能，进一步了解国家有关的方针政策、设计标准和设计规范，同时将所学的理论学问与实际相结合，进一步培育理论联系实际的实力，开拓思路，熬炼独立分析问题与解决问题的实力。本次设计的5OOkV超高压变电站的目的是用以提高该地区的供电质量、削减电能损失，满足该地区负荷增长的须要。变电站在设计基础上，力求更加好用化，符合实际，并设计高度牢靠性和敏捷性的主接线，保证5OOkV电网的平安运行，满足各类重要负荷的用电须要。第三节背景和意义500KV超高压枢纽变

12、电站是我国电网建设中特别重要的技术环节,所以做好500KV超高压枢纽变电站的设计是我国电网建设的重要环节。500KV变电站须要采纳节约资源的设计方案，既要要克服通信干扰和噪声、保证电能质量和用电平安等问题，同时还要满足以后电网改造简洁、资源再利用率高的要求。500KV变电站的设计或改造须要既能保证平安牢靠性和敏捷性,又能保证爱护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，50OKV超高压变电站电气主接线简洁清楚、接地和爰护平安高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，500KV超高压变电站应从电力系统整体动身,力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的爱护系统，采纳紧

13、凑布置、节约资源、平安环保的设计方案。第四节500KV变电站设计简介本次设计的变电站为500kV大型超高压枢纽变电站，500kV采纳一个半断路器接线，220kV采纳双母线带旁路接线，IOkV采纳单母线分段接线。500kV配电装置采纳GIS配电装置。本所选用分层分布式综合自动化系统。主变压器与线路控保屏、电度表屏、直流屏、电池屏、沟通屏均布置在主控室内。为有人值班变电站，部分站区设立无人值班室，用计算机进行监控。该变电所总建筑面积3078平方米,主控楼建筑面积2732平方米。其次章500KV变电站选址.负荷统计与计算第一节500KV变电站选址与主要技术特点一、500KV变电站选址变电所位置与供电

14、的牢靠性、经济性以与电压质量亲密相关，选择变电所的地址时，应兼顾以下各点:（1）尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量；（2）进出线便利，特殊是要便于架空进出线;（3）设备运输便利，特殊要考虑电力变压器和凹凸压成套配电装置的运输；（4）不宜设在多尘或者有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源的下风侧；（5）不应设在地势低洼和可能积水的场所；（6）不应设在有爆炸危急环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危急环境的正上方或正下方。该500KV变电所所址位于某市郊区,地势平坦、进出线走廊便于架空线路的引入和引出，因此配电装置的布置不必考虑特殊方式。所址的海拔为

15、7米，经调查没有被洪水浸淹的历史，不必选用高海拔的电气设备。所址位于负荷中心，交通便利、通讯畅通。有铁路和马路经过变电所旁边，不必过多考虑设备的运输问题。旱涝期，旁边河流对变电站无影响。该地区年平均气温为14.5,极端最高气温为+36SC,极端最低气温为-IL4。（：，全年235。C的高温日数为4天，电气设备均可正常工作；该地区年降水总量为980.3毫米,最大风速为2.0ms,夏秋季节不受强风影响，所以不必考虑架空线路的机械强度与对屋外配电装置的影响；该地区全年只有短暂的霜冻（不足5天）和结冰现象（不足10天），覆冰厚度仅为3mm,因此不必考虑覆冰问题；无冻土状况发生，接地装置地下部分不必过深即可保证牢靠接地；土壤电阻率为100QM,可考虑采纳构架式避雷针;年雷暴雨日数为35天，防雷装置的选取应加以考虑；当地四季存在溶雪溶冰、毛毛雨、雨加雪等对污秽绝缘子极为不利的气象条件，为防止污闪，所以对绝缘子串和变电设备外绝缘的影响应予以考虑。二、500KV变电站主要技术特点500KV变电站主要技术特点，详细见表2-lo表2-1变电站主要技术特点序号项目名称技术特点1电气接线500kV:采纳一个半断路器接线220kV:采纳双母线带旁路接线IOkV:采纳单母线分段接线2短路电流500kV:50kA220kV:50kAIOkV:40kA3