2023年地区变电所与电气主接线设计1.docx

引 言 随着各国电力工业的开展，电网的规模迅速扩大，电压等级和自动化水平的不断提高，供电部门为适应市场机制，加强科技进步和提高经济效益就成为电力经营管理关注的重点问题。为了解决这一问题，我国于2022年首先推出了以打破垄断，引入竟争为首的体制改革方案，预期将对发输供电效率的提升产生积极作用。 本设计是根据毕业设计的要求，针对220/60KV降压变电所毕业设计论文。本次设计主要是变电所与电气主接线的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电所电气主接线方案和高压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其在电力网中的重要地位进行继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形式确实定及所选设备的型号绘制变电所的断面图、平面图，同时根据所绘制的变电所平面图计算变电所屋外高压配电装置的防雷保护，并绘制屋外高压配电装置的防雷保护图。本设计的所有图纸都是计算机绘制而成，最后按照要求进行毕业设计成品打印。 第一局部 毕业设计说明书 1 变电所原始资料分析 1.1 设计 地区变电所电气主接线初步设计 1.2 变电所概况介绍 （1）℃，最高温度为36℃；变电所地势平坦，交通方便。 （2）变电所220KV侧进线2回，60KV侧出线12回。 （3）变电所主保护动作时间0.5S，后备保护动作时间为3秒；短路计算时间4秒。 根据所给条件对本变电所的电气主接线、电气设备进行选择，对配电装置进行规划，对防雷保护进行设计。 1.3变电所60KV的用户负荷表 表1-1变电所60KV的用户负荷表 序号 负荷名称 最大负荷（KW） 功率 因数 出线 方式 出线回数 附注 近　期 五年规划 1 冶炼厂 7500 15000 0．85 架空 2 有重要负荷 2 空压机厂 5000 8000 0．95 架空 2 有重要负荷 3 制冷设备厂 5600 9000 0．85 架空 2 有重要负荷 4 汽车配件城 4500 9000 0．95 架空 2 无重要负荷 5 制药厂 5000 8500 0．85 架空 2 有重要负荷 6 化工厂 6000 12022 0．85 架空 2 有重要负荷 负荷同时系数0.86，线损率为4.5%，重要负荷占75.5%，根据负荷表确定本变电所的远期最大负荷，确定本变电所主变压器的容量，根据相关规程对本变电所的主变压器进行选择。 2x100KM 220KV 2x50KM 800MVA Ud%=18 2x30KM 240MVA Ud﹪ 600MW Xd〞 COSφ= 待设计变电所 200MW；Xd〞=0.135；COSφ= 电力系统接线方式 系统中所有的发电机均为汽轮发电机,送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为0.3欧姆/公里 根据电力系统接线方式及所给数据，正确选择短路点，进行短路计算，根据短路计算的数据进行相关电气设备的选择较验。 2 主变压器台数和容量确实定 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；只供本厂（站）用电的变压器，称为厂（站）用变压器或自用变压器。 2.1 主变压器选择的要求 (1) 和电力系统连接的主变压器一般不超过两台。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。 (2) 变压器装设两台及以上主变压器时，每台容量的选择应按照其中任一台停用时，其余变压器容量至少能保证所供电的全部一级负荷或为变电所全部负荷的60—75%。通常一次变电所为75%，二次变电所为60%。 (3) 变电所的主变压器一般采用三相变压器，因制造或运输条件限制及初期只装一台主变压器的220KV变电所中，一般采用单相变压器组，当装设一台单相变压器时，应没有备用相，当主变压器超过一台，且各台容量满足上述要求时，单相变压器组可不装设备用相。 (4) 变电所中的变压器在系统调压有要求时，一般采用带负荷调压变压器，如受设备制造限制时，可采用独立的调压变压器或预留位置。 (5) 变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否那么不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有“Y〞型和“△〞型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。 2.2 主变压器容量和台数确实定 主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它确实定除依据传递容量根本原始资料外，还应根据电力系统5—10年开展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地需积，而且也增加了运行电能损耗，设备末能充分发挥效益；假设容量选得过小，将可能“封锁〞发电机剩余功率的输出或者会满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每一个千瓦变电设备的投资。 变电所主变压器的容量，一般应按5—10年规划负荷来选择。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变电站，应考虑当1台主变压器停运时，其作变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类及II类负荷的供电；对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其变压器容量应能满足全部负荷的70%—80%。 变电所主变压器的台数，对于枢纽变电所中、低压侧已形成环网的情况下，变电所以设置2台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器，以提高供电可靠性。 2.3主变压器的选择 总容量确实定 主变容量确实定应根据5-10年开展规划进行选择，通过对原始资料的分析，根据负荷及经济开展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式求得。 分析原始资料变电所60KV用户负荷表（表2-1） 变电所60KV用户负荷表 序号 负荷名称 最大负荷（KW） 功率 因数 出线 方式 出线回数 附注 近　期 五年规划 1 冶炼厂 7500 15000 0．85 架空 2 有重要负荷 2 空压机厂 5000 8000 0．95 架空 2 有重要负荷 3 制冷设备厂 5600 9000 0．85 架空 2 有重要负荷 4 汽车配件城 4500 9000 0．95 架空 2 无重要负荷 5 制药厂 5000 8500 0．85 架空 2 有重要负荷 6 化工厂 6000 12022 0．85 架空 2 有重要负荷 最大负荷同时系数0.86，线损率为4.5﹪。总负荷中重要负荷占75.5﹪。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计级过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台变电所停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%~80%。 本变电所的最大远期负荷为： kW kW 式中 —本变电所60KV侧各出线负荷 P —本变电所60KV侧各出线总负荷 cosφ1=0.85，cosφ线损率为%，负荷的同时系数为k0=0.86 将上数据代入公式可得变压器容量为: 经计算得Se=70%S=kVA 查电力设备手册选用两台双绕组变压器，其型号为SFPZ7—120220/220，电压为 kV采用YN,d11连接组，附套管电流互感器，其具体型号和参数见表2-2。 正常运行时，两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台仍能到达全部负荷的98%。 表2-2 所选SFPZ7—120220/220变压器的主要参数 型 号 电压组合（KV） 联接组别 损耗(kw) 阻抗电压（%） 冷却方式 SFPZ7- 120220/ 220 高压 中压 低压 YN，d11 负载 空载 上下 高中 中低 强迫油循环风冷 220+8x1.25% 63 385 124 S—三相； F—风冷； P—强迫油循环；Z—有载调压；7—设计序号；120220—额定容量（KVA）；220—额定电压（KV） 3 主接线形式的选择及说明 变电所电气主接线是电力系统接线的主要主成局部，它说明了发电机、变压器、线路和断路器等设备的数量和接线方式，从而实现平安的发电、输变电、配电的任务。 根据设计规程，变电所主接线应满足可靠性、 灵活性、 经济性的要求。同时还应考虑以下的因素： （1） 考虑变电所在电力系统中的地位和作用。 （2） 考虑近期和远期的开展规模。 （3） 考虑负荷的重要性分级和出线回数的多少对主接线的影响。 （4） 考虑主变台数对主接线的影响。 （5） 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。 3.2 主接线的设计要求 对电气主接线的根本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。 （1） 可靠性 平安可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最根本的要求。停电不仅给发电厂造成损失，而且给国民经济各部门带来的损失将更加严重，在经济兴旺地区，故障停电的经济是实时电价的数十倍，及至上百倍，至于导致人身健身房、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此电气主接线必须保证供电可靠。 电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电所来说是可靠的，而对别外一些发电厂和变电所那么不一定能满足可靠性要求。所以在分析电气主接的可靠性时，要考虑发电厂和变电所在系统中的地位和作、用户的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。 1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。（即断路器检修时，能否不影响供电。线路、断路器或母线经及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类负荷的供电；发电厂和变电所全部停电的可能性；大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素） 2）主接线的可靠性包括一次局部和相应组成的二次局部在运行中可靠性的综合。 3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。 4）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。 （2）灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能录活地进行运行方式的转换。灵活性有以下几方面的要求： 1）调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 2）检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行平安检修且不致于影响对用户的供电。 3）扩建的方便性要求，对将来要扩建的发电厂或变电所，其主接线必须具有扩建的方