变电站电气一次部分设计毕业设计论文.doc

课 程 设 计 用 纸教师批阅第一章 原始资料分析1.1 目的与意义变电站电气一次部分直接关系到变电站投资的大小、运行的灵活性、经济性及供电的可靠性，变电站电气一次部分设计是变电站设计最主要的设计工作之一同时，变电站电气一次部分设计综合了电气工程专业众多的专业课基础课因此，变电站电气一次部分设计可以锻炼学生综合运用所学知识提出问题、解决问题的能力变电站电气一次部分设计的目的在于使学生通过此次毕业设计，在如下几个方面得到充分训练1) 结合毕业设计任务，加深对所学知识内在联系的理解，并能灵活地加以综合运用2 )根据所学知识及毕业设计任务，学会提出问题、解决问题，最终将所学知识转化为能力3) 通过毕业设计实践，熟悉工程设计的全过程，掌握工程设计的思想、方法、手段，树立必要的工程概念，培养一丝不苟的求实态度4) 掌握资料收集、工程计算、工程技术图纸的绘制标准及绘制方法、设计报告的撰写1.2 原始资料1.2.1 拟建变电所联网情况如下图1所示系统与线路参数表系统1系统2线路参数S1(MVA)xc1S2(MVA)xc2L1(kM)L2(kM)L3(kM)第1组2250.381800.40605766第2组2150.361850.42506275第3组2100.431780.41556568第4组2300.421960.396568501.2.2 地区环境条件年最高气温：40℃；年最低气温：-5℃；年平均气温：18℃出线方向：220kv 向北 110kv 向西 10kv 向东南1.2.3 负荷资料（1）220kV线路3回，预留1回备用，架空线路型号选用LGJQ-300。

2）110kV线路8回，其中2回留做备用，架空3）10kv线路12回，另有2回备用，架空 110kV线路负荷资料名称最大负荷（MW）cosφ回路数1、2组3、4组A厂36380．92B厂30350．92A变电所25260．91B变电所28300．91C变电所26300．851D变电所22240．851上表中各负荷间的同时系数为0．910kV线路负荷资料名称最大负荷（MW）cosφ回路数a厂40.851b厂30.851c厂3.50.851d厂3.20.851e厂3.40.851f厂5.60.852g厂2.80.851a变电所30.91b变电所30.91c变电所30.91d变电所30.91上表中各负荷间的同时系数为0.854）110kV各负荷与10kV 各负荷间的同时系数为0．95）所用电负荷统计名称容量(kW)备注主变风扇2×66×0.15连续、经常主充硅20连续、不经常浮充硅14连续、经常蓄电池通风1.4连续、不经常蓄电池排风1.7连续、不经常锅炉房水泵1.7连续、经常空压机2×22短时、经常载波室1.7连续、经常220 kV配电装置电源20短时、不经常110 kV配电装置电源20短时、不经常220 kV QF冬天加热1连续110 kV QF冬天加热1连续室外配电装置照明20连续室内照明10连续1.2.4 课题任务要求：根据所学的知识、参考文献和给定的课题内容（原始资料）对220kV降压变电所的电气一次部分进行设计。

具体为：1．确定电气主接线（进行3～4种方案比较论证） 2．确定变电所主变压器的台数和容量3．确定所用电接线（进行2～3种方案比较论证） 4．确定所用变压器的台数和容量5．确定各电压级配电置6．确定各电压级各主要的电气设备7．确定电压互感器和电流互感器的配置8．按时独立完成设计任务书规定的内容，对设计中所出现的问题进行综合分析并加以解决；9．按设计要求撰写课程设计论文报告书，文字通顺，排版合理，图纸符合国家规范第二章 设计说明书2.1 电气主接线2.1.1 电气主接线的意义和要求电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，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，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数 电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路，是发电厂和变电所最重要的组成部分之一，对安全可靠供电至关重要因此设计的主接线必须满足如下要求：(1) 满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求；(2) 接线简单、清晰，操作简便；(3) 必要的运行灵活性和检修方便；(4) 投资少，运行费用低；(5) 具有扩建的可能性。

2.1.2 各母线部分的接线方式结合参数表格，较合理的电气主接线（如表 1所示）表1电气主接线图220KV母线双母线接线110KV母线双母线接线10KV母线单母线分段所用电接线 所用电压等级的确定： 因为所用负荷中最大负荷最大负荷为20Kw，小于100Kw所以只需380V电压等级就足够了所用电的引接： 根据所用电压的等级的确定，从10KV母线上分段引接所用电接线形式采用单母线分段接线，可以使重要负荷及所用电的供电从不同的母线分段取得当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电如图 1所示图 1 单母线分段22.2 主变压器选择2.2.1主变压器台数的选择 根据原始资料，本变电站为220KV降压变电站，负荷重、出线多，所以考虑用两台主变压器有两台主变压器，可保证供电可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电2.2.2 主变压器容量的确定（1）选择原则 a、主变压器容量一般按变电站建成后5~10年的规划负荷选择，并应考虑变压器正常工作和事故时过负荷能力 b、根据变电站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站；应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内应保证对一、二级负荷的供电。

2）容量确定 根据选择原则和已确定选用两台主变压器，主变压器总容量可取最大负荷PMAX的1.6倍，且计及每台变压器有40%的过负荷能力，当一台变压器单独运行时能满足70%的负荷的电力需要计算所有负荷大小：110KV用户负荷计算: 10KV用户负荷计算：所用电负荷计算： 考虑到线路上还是有线损，这里我取6%，那么实际变压器的容量是至少要=176.3/（1-0.06）=187.55MVA初期装两台变压器： 两台同时运行时： 单台运行时： 考虑将来的负荷可能会超出本来的预算，为了有所发展的余地，选择的主变压器的容量为180MVA2.2.3变压器型式的选择（1）相数的选择变压器的相数有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素规程上规定，当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑本变电站为一个220KV降压变电站，所以应选用三相变压器2）绕组数绕组的形式主要有双绕组和三绕组规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。

同时三绕组变压器比同容量的双变压器价格要贵40%~50%，对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器根据本变电站的实际条件选择三绕组变压器3）中性点的接线方式电网的中性点接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式规程上规定；凡是110KV~500KV侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地；主变压器6~63KV采用中性点不接地所以主变压器的220KV、110KV侧的中性点均采用直接接地方式4）绕组接线组别变压器三绕组的接线组别必须与系统秒年电压相位一直，否则，不能并列运行电力系统采用的组别接线方式只有星行“Y”和三角形“d”两种因此，变压器三绕组的连接方式应根据具体工程来决定在发电厂和和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，根据以上变压器绕组连接方式的原则，主变压器接线组别一般选用YN，d11常规接线因此选用连接组别为YN，n0，d11的三绕组自耦变压器综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下：型号为—180000/220型 180000/180000/180000额定电压：242±2×2.5%/121/10.5kV。

阻抗电压：ZⅠ—Ⅱ=25.4，ZⅠ—Ⅲ=15.5，ZⅡ—Ⅲ=7.922.3 短路电流计算短路电流计算结果如下（具体计算过程见计算书）表2.1 变压器短路阻抗标幺值电压等级（kV）22011010符号*短路阻抗标幺值0.0920．0470.0055表2.2 主变压器额定电流值电压等级（kV）22011010额定电流（A）5726762977短路类型短路点位置0S（KA）2S（KA）4S（KA）三相短路220kV母线1.8021.8751.875110kV母线2.5982.5982.59810kV母线16.45616.45616.456表2.3变电站短路电流计算结果表2.4 设备选择2.4.1 断路器型式的选择（1）按额定电压选择断路器的额定电压，应不小于所在电网的额定电压，即Uzd≥Ug（2）按额定电流选择断路器的额定电流应不小于回路的持续工作电流，即Ie≥Ig3）按配电装置种类选择装置的种类系指断路器安装的场所装设在屋内的应选屋内型，装设在屋外的，应选屋外型4）按构造型式选择在相同技术参数的条件下，有各种型式的短路器，如多油断路器、少油断路器、空气断路器、SF6断路器等要根据配电装置的工作条件和要求，结合各断路器的特点来选用。

a：SF6断路器的特点灭弧性能好，端流容量大，检修期长，结构紧凑，占地面积小，有益于变电所小型化但是设备价格高，在封闭不好的情况下，在断路器周围环境中易于沉积气体，并需进行充气5）按断流容量选择按切断电流断路容量或根据切断能力来选择断路器时，在给定电网电压下，必须。