220kV变电所电气部分及线路过电流保护设计课程设计.docx

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1、22OkV变电所电气局部及线路过电流保护设计学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师:课程设计任务1、题目：220kV变电所电气局部及线路过电流保护设计2、系统接线图：-BUk=10.5O-cK5o-qd-IDLO-蚂工学君工能IlOkV3原始资料：为满足某地区经济开展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建一座220kV变电所，变电所与系统连接情况如上图所示。3.1建设规模3.1.1本所安装2台120MVA主变压器。3.1.2电压等级220/110/1OkV3.1.3各电压侧出线回路数HOkV木期5回IOkV本期12回3.2各侧负荷情况220kV本期4回最终4回

2、最终6回品线IR同IIokV侧有2回出线供应远方大型冶炼厂，其容量为50MVA：其他作为地区变电所进线，其最小负荷与最大负荷之比为0.6oIokV总负荷为40MVA/、U类负荷用户占70%；最大回出线负荷为5MVA最小负荷与最大负荷之比为0.65o3. 3各侧功率因数CoS与最大负荷利用小时数TmaX分别为220kV 侧OCOS =UOkV 侧 ijCoS=O.85IokV 侧cos =0. 83. 4系统阻抗Tmax =4800 小时/年Tmax 二 4200 小时/年Tmax =4500 小时 /年220kV侧电源近似为无限大电源系统以IOOMVA为基准容量，归算至本所220kV母线阻抗为

3、0.021；IIOkV侧电源容量为800MVA（学号为单数为火电系统，双数为水电系统），以IOoMVA为基准容量，归算至本所IIokV母线阻抗为0.12。3.1. 5调压要求：经规划计算认为本所220kV侧母线电压波动较大，宜采用带负荷调压变压器，IOkV留2回出线为本所无功补偿用。3.2. 6气象条件：该地区最热月平均气温为28T,年平均气温16C绝对最高气温40C,土壤最热月平均气温18C,风速为25ms,微风风速小于5ms3.7. 该所位于生荒土地上，地势平坦，交通便利，空气无污染。3.8. 8本期施工电源从5km以外35kV变电所IOkV母线引接。3.9. 变电所外接线路采用三段式电流

4、保护，相关参数如下：3.10. 1线路AB、BC、AD和CD的最大负荷电流分别为230A、150A、230KreiqA、140A；负荷自启动系数KSt=I6、KreI、reJ2（九3Kre=O.853.11. 2各变电所引出线上后备保护的动作时间如下图；后备保护的t=0,5s3.12. 3线路的等值电抗为4,km4、设计内容及要求4.1拟定主接线方案：分析原始资料，确定主变型式；技术经济比拟；确定最正确方案；选择各侧接线方式；4. 2计算短路电流：选择计算短路点，计算各点短路电流并列出短路电流计算结果表。4. 3选择主要电器设备：选择UOkV、220kV主母线；选择IOkV母线桥导体及绝缘子：

5、选择主变三侧断路器和隔离开关：选择限流电抗器：选择IokV出线电流互感器；选择IokV主母线电压互感器。选择各电压等级的避雷器4.4配置主要电器设备：配置各级电压的电压互感器和防雷装置；配置各支路的电流互感器4.5各级电压等级的配电装置的选型与布置。4.6继电保护方式的选择与整定：保护1的保护方式采用三段式过电流保护，请计算它的lop、lop、lop、Im%和topo5、设计成果：编制设计说明书、设计计算书、绘制所设计变电所的电气主接线图。6、主要参考资料电气工程根底（上、下册）陈慈萱主编中国电力出版社发电厂电气局部（第二版）范锡普编水电出版社电力工程电气设计手册（电气一次）西北电力设计院编水

6、电出版社发电厂电气局部课程设计参考资料黄纯华编水电出版社摘要随着经济的快速开展，全国乃至全世界凸现缺电局面，如何进一步优化调度，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求成为人们探讨的问题之一；特别是随着计算机技术、通信技术、信息技术惊人的开展，变电站综合自动化技术进一步优化，整个电网运行的平安性和经济效益得到大幅提升。这项技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一，电力系统对变电站的更要求也越来越高。本设计讨论的是220KV变电站电气局部的设计。首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，进行简要分析，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分

7、析，平安，经济及可靠性方面考虑，确定了220KV、IlOkV、IokV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了22OkV电气一次局部的设计。关键字：变电站；短路计算；设备选择目录I.第1章引言I.第2章主变压器的选择22.1主变压器的选择原则22.1.1主变压梏台数的选择22.1.2主变压器容量的选择32.1.3主变压器型式的选择32.1.4主变压器中性点接地方式52. 2主变压器

8、选择结果5.第3章电气主接线的设计73.1主接线的根本要求7.3. 2主接线的根本形式83. 3主接线选择103. 3.1220KV侧114. 3.2IlOKV侧115. 3.3IOKV侧126. 3.4主接线图12第4章短路计算124. 1短路计算目的124. 2短路计算根本假设1.34. 3短路电流计算的步骤1.44. 4短路计算数据表15第5章电气设备的选择1.75. 1电气设备选择的一般条件1.76. 2高压断路器和隔离开关的选择185.2.1高压断路器的选择1.8522高压隔离开关的选择19523高压熔断器的选择195.3限流电抗器的选择205.4互感器及接地开关的选择215.4.1

9、电流互感器的选择215.4.2电压互感器的选择225.4.3接地刀闸的配置235.5母线、电缆及绝缘子的选择235. 5.1母线、电缆等的选择236. 5.2绝缘子的选择23第6章防雷接地设计256.1 防雷设计256. L1防雷设计原则257. 1.2避雷器的选择25第7章继电保护的配备277.1变压器继电保护配置27第8章电气总平面布置及配电装置的选择317. 2概述317. 2.1配电装置特点318. 2.2配电装置类型及应用317.3配电装置确实定3234参考文献第1章引言能源是社会生产力的重要根底，随着社会生产的不断开展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的

10、变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、根底工业，在国家建设和国民经济开展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是开展国民经济的根底，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前开展，这是世界开展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承当着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。变电站对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用，学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持

11、续开展垫下了根底。220KV变电站电气局部设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计2、主变压器的选择3、短路计算4、导体和电气设备的选择5、所用电设计6防雷接地设计7、配电装置设计8维电保护的配置等。第2章主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器：用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。在生产上电力变压器制成有单相、三相；双绕组、三绕组；自耦、分列式变压器等、在选择变压器室，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满

12、足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变。2.1 主变压器的选择原则1、 主变容量一般按变电所建成后51110年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10D20年的负荷开展。2、 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的I级和U级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%D80%o3、 为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。2. 1.1主变压器台数的选择1、 对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网

13、的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2、 对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。3、 对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷开展时，更换变压器的容量。任务书已明确指示本所安装2台120MVA主变压器。根据原始资料，两台主变是合理的。待设计变电站为大型城市变电站，负荷较重，又因是城市变电站，负荷较为重要，且为终端变电站。为了保证供电可靠性，防止台主变的故障或检修时膨响供电，变电站般应选择安装两台主变。超过两台主变时，可靠性虽有所提高，但是出现交叉过多会给安装和运行带来不便，以及投资增力口，配电设备及用电保护的复杂性，维护及刀闸操作复杂化；

14、两台主变同时故障的几率较小，使用远期负荷的增长以及扩建，应选择两台主变互为备用，提高供电可靠性。2.1.2主变压器容量的选择(1)主变压器容量一般按变电所建成后5口10年的规划负荷选择，适当考虑到远期101120年的负荷开展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。22)根据变对于有电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压渊容量在计其过负荷能力后的允许时间相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台Y相变压器，贝U不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。内，应保证用户

15、的一级和二级负荷：对一般性变电所,当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70% D80%o33)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。Sr 50 30 40=120MVA同时率取0. 85容量确定：Sn =0.7 0.85S .e5o.o5025Sn -0. 7 0. 85 120e .-91.679MVA4. 1.3主变压器型式的选择选择主变压器，需考虑如下原则：(1)当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相 变压器。(2)当发电厂与系统连接的电压为500KV时，已经技术经济比拟后，确定选用三 相变压器、 两台50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选 用三相变压