变电所电气一次初步设计-毕业设计说明书要点.docx

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1、第一章、毕业设计课题及原始资料课题：变电所电气一次初步设计原始资料：1.llOkV进线2回，归算至此IlOKV母线的系统短路电抗为0.26,基准电压取平均电压，基准功率取IOoMVA;1.35 KV出线6回，最大负荷50MW,最小负荷30MW,功率因数0.85,最大负荷小时数5000;1.36 KV出线12回，最大负荷IOMW,最小负荷8MW,功率因数0.8,最大负荷小时数4500;4 .所用电率2%;5 .环境条件：同本地环境条件。内容要求：1 .分析原始资料，设计5种可行的电气主接线方案；2 .通过初步技术经济比较，确定两种较好方案；3 .针对所选的两种较好方案进行短路电流计算；4 .选择

2、电气设备并进行校验；5 .进行技术经济比较，确定最佳方案；6 .涉及屋内，外配电装置；7 .设计防雷爱惜，选择避雷针并进行校验。成果形式：1 .设计说明书一份；2 .计算书一份（短路电流，设备校验，运行费，防雷校验等计算）；3 .图纸5.7张；电气主接线图，电气总平面布置图，屋外配电装置断面图，防雷校验图等。其次章、主接线初步拟定在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的牢靠性，灵敏性，经济性的基本要求，进行综合考虑，在满足技术经济政策的前提下，力争使其成为技术先进，供电牢靠，经济合理的主接线方案。电气主接线的设计原则：1 .考虑线路断路器，母线故障时，以及母线检修时，造成馈线停运的回数多少

3、和停电时间长短；2 .变电全部无停电的可能；3 .考虑近期和远期的发展规模；4 .考虑备用容量的有无和其大小对主接线的影响。对变电所还应具有足够的灵敏性，能适应多种运行方式的变更，且在检修，事故等特别状态下，操作便利，调度灵敏，检修平安，扩建便利。变电所主接线除了牢靠性，灵敏性，还应具有很强的经济性。特别是象本次设计的地区变电所，牢靠性要求不是特别高，而且所址不会离市区很远，地价较高，则它在经济上更应当站住脚，尽可能做到投资少，占地少，电能损失少，年费用为最小。当然，也不能一味的追求经济性而忽视了牢靠性，终归平安牢靠是要放在第一位的，它与经济性应辩证统一的进行分析。针对本设计的特点及以上的分析

4、，初步拟定五种能满足上述牢靠性，灵敏性与经济性要求的主接线形势，对它们进行初步技术经济比较。选出两种较好的方案，作进一步的分析与比较。表1五种可行的电气主接线方案比较接线形式优点缺点设备多，配电装置HOKV侧双母线运行方式困难，投比较灵资和占地敏，供电面积大，方案IOKV侧单-母线分段牢靠，便简洁误操于扩建作线路的投入和切除变压器操比较便作困难，HOKV侧内桥式利，节约出线断路占地面器检修积，变压时，线路方案IOKV侧单二母线分段器不需经须要较长常切除时间停运简洁清IIOKV侧单母线晰，设备少投资方案IoKV侧单三母线分段A作篇行牢靠性和利，有利灵敏性差于扩建变压器投IlOKV侧单 母线带旁

5、路母线方案IOKV侧单四母线分段切便利， 供电牢靠 性高，输 送功率 大，送电 距离远停电影响 大，检修 时间长， 增加投资IlOKV侧单 母线分段方案IOKV侧单 五母线分段变压器投 切比较便 利，一次 侧可转供 功率，可 增加进出 线数目断路器数 量多，配 置和运行 困难从初步的技术经济比较可看出：方案一，虽灵敏性和牢靠性高，但运用设备多，配电装置困难，投资和占地面积大，而且当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电器运用，简洁误操作，为此在隔离开关和断路器之间需装闭锁装置，一般IlOKV出线数目为5回及以上时，可接受双母接线。方案二，当线路发生故障时，仅线路侧断路器断开，不影响其它回路运

6、行。桥型接线用的高压断路器数量少，四个回路用三台断路器，节约了占地面积，它适用于线路较长，回数少，故障及率较高，而变压器不需经常切除时。方案三，优点不少，但牢靠性灵敏性差。当母线或母线隔离开关故障或检修时，必需断开它所接的电源，在整个检修期间均须停止工作。此接线方式，所用断路器和隔离开关较少，比较经济，依据本站的状况可以考虑。方案四，广泛地用于出现数较多的IIoKV及以上的高压配电装置中，电压等级高，输送功率大，送电距离远。投资特别大，不适合。方案五，虽然牢靠性高，但是运用断路器数量多，且配置和运行也困难，投资较大。综合考虑，初步选方案二和三作进一步比较。本站35KV侧出现6回，接受单母线分段

7、，优点是，当某一段母线或母线断路器出现故障时，由分段断路器把故障段隔离，保证完好段母线向用户接着供电，可削减停电范围。IoKV侧出现12回，为了削减母线故障的影响，确定接受单母线分段接线，优点同上。第三章、主变的选择1 .台数的确定：为保证供电牢靠，装设两台主变，并列运行；一台因故障退出，仍可保证大部分用户用电，不致全所停电。2 .形势选择：因该变电全部三个电压等级，首选经济效益较好的三相自耦变压器。3 .容量确定：考虑到变压器正常运行和事故过负荷实力，每台变压器容量按Sn=O.7Sm确定（其中，Sn为变压器额定容量，Sm为变电所最大负荷）。这样，当一台变压器停用时可保证对70%负荷供电。考虑

8、到变压器事故过负荷实力为40%,则可保证对98%的负荷供电。而一般电网变电全部20%左右的非重要负荷，所以，按上述原则确定的变压器容量是可行的。即每台容量：Sn=0.7Sm=0.7（500.85+100.81.01=50.426MVA=50426KVA其中50/0.85为35KV侧最大负荷；10/0.8是IOKV侧最大负荷；1.01是考虑了1%的所用电。依据上述三条原则，查发电厂电气部分课程设计参考资料，可选SFS-60000KVA/110型变压器。参数可参见下表表2主变压器参数表型号及容量KVASFS-63000阻抗电压高-中17.5额定容量比高低10.5额定电压121/38.5/11中-低

9、6.5损耗KW空载63综合投资（万元）短路274连接组别YnYnO-11空载电流0.6冷却方式第四章、所用变压器选择L台数确定：所用变压器在变电所中担负着重要的作用。工作，事故照明，通风，主变冷却等用电都由所用变供应。由于本站负荷小，只装设一台就可以。2 .型式选择：为节约占地，选三相变压器，高压侧接于IokV侧。3 .容量选择：每台容量Sn=0.02（500.85+10/0.8=1.43MVA依据上述三条原贝J,在实际中参考主变滤油器容量的大小，可选SC9-50的IOkV标准容量变压器。其参数见下表表3所用变压器参数表型号及容量KVA50阻抗电压4.5额定容量比10/0.4综合投资（万元）2

10、.04额定电压10损耗KW空载2.85连接组别Y/Y0-12短路20冷却方式自冷空载电流1.5第五章、方案的最终确定初选方案的技术经济比较，由于两方案只是在高压侧接线方式有所区分（方案二高压侧是内桥接线，方案三是单母线接线），所以只就它们的不同之处进行技术经济比较。1 .从技术特点上进行比较（参见表11）表4两方案技术特点比较结果方案二方案三内桥接线单母接线运用的断路器数量少，接线简洁清晰，设备经济性好，节约占地面少，投资少，运行操作便积。线路的投入和切除利，且有利于扩建。和比较便利，当线路故障桥型接线比较牢靠性和灵时，仅线路侧断路器断敏性较差。当故障时和开，不影响其他回路运检修期间均需停止工

11、作，行，牢靠性比单母线高。变电站会处于瘫痪状态。变压器不须要经常切除，适用于线路较长，回数少时。可以看出，内桥接线满足经济性，牢靠性，灵敏性，优于单母线接线。2 .从经济指标进行比较综合造价的计算：Z=Z0(la100ZO为主体设备的综合投资a为不明显的附加费用比例系数，11OKV取90单价设备名称型号(万元)IlOKV断路器LW30-12680HOKV隔离开关GW4-1101.1方案二：3个断路器，10个隔离开关Z0=251万元Z=251(1+90/100=476.9万元方案三：4个断路器，8个隔离开关Z0=328.8万元Z=328.8（1+90/100=624.72万元自不待言，方案二无论

12、从经济性和技术性都优于方案三。所以，最终确定接受方案二。第六章、短路电流计算短路电流计算的目的：在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节，其计算目的有以下几个方面：在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否实行限制短路电流措施等均需进行必要的短路电流计算。在选择电气设备时，为了保证设备正常运行和故障状况下都能平安牢靠地工作，同时又力求节约资金，这就须要进行全面的短路电流的计算。在设计屋外高压配电装置时，须按短路条件校验软导线的相间和相对地距离。（4）接地装置的设计也需用短路电流。短路电流计算的一般规定：i计算状况；电力系统中的有电源均在额定负荷下运行。短路发生在短路

13、电流为最大值的瞬间。全部电源的电动势相位角相同。应考虑对短路电流值有影响的全部元件，但不考虑短路点的电弧电阻。ii接线方式：计算短路时所用得接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。iii计算容量：应按本工程设计规划容量计算。iv短路计算点；是在正常运行的接线方式下，通过电气设备的短路电流为最大的地点OV短路种类；一般按三相短路计算1.短路点选择：（方案二）在选择设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能平安，牢靠的工作，所以把通过电器设备的短路电流最大的地点选为短路计算。2 .短路电流计算过程（详见计算书）。3 .短路电流计算结果（见

14、表四）符号说明：Ub-基准电压；UaV-平均电压；XjS计算电抗;1-0秒短路电流；18-稳态短路电流；ICh.全电流最大有效值；ich-短路电流冲击值；S”秒短路容量表5方案二短路电流计算结果XjS。秒短路电短路电全电流短路容量短路流周期重稳态短路电流冲击最大有状况值效值标么值出名值标么值出名值D-I0.263.8461.9313.8461.9314.9162.916367.905D-20.4022.4883.7312.4883.7319.4985.634226.180D-30.3502.85715.7092.85715.70939.98923.721272.088第七章、设备选择与校验原则:本设计选择设备时，在满足要求的前提下，尽可能选择先进的操作灵敏的，体积小，造价低的产品，在同一电压等级下尽量用同一型号设备，便于安装，调试及修理。按正常工作条件选择，按短路状况校验。选择与校验过程详见计算书，此处只列出选择与校验结果。1、断路器的选择与校验（见表五）断路器选择的具体技术条件：电压：Ug（电网工作电压皂Un电流：Igmax（最大持续工作电流至In开段电流（或开断容量）Id.tIb.r（Sd.tSkdId.t断路器实际开断时间t秒的短路电流周期重量；SdG-断路器t秒的开断容量；Skd