220KV变电站及其综合自动化系统方案设计.docx
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220KV变电站及其综合自动化系统方案设计
变电所及综合自动化方案设计
1
第一章应该是摘要
第一章应该是摘要第一章应该是摘要
第一章应该是摘要
第
第第
第二
二二
二章
章章
章
原始资料
原始资料原始资料
原始资料(
((
(设计工程概况
设计工程概况设计工程概况
设计工程概况)
))
)
1.1变电所规模及性质:
大型城市变电站(终端站)
电压等级:
220KV/110KV/35KV
线路回数:
220KV本期2回交联电缆(发展一回);
110KV本期4回电缆线路(发展2回);
35KV30回电缆线路,一次性配齐
1.2短路参数及负荷情况见设计任务书。
1.3设计内容要求见设计任务书。
(这两部分应该写清楚)220KV
220KV220KV
220KV变电站及其综合
变电站及其综合变电站及其综合
变电站及其综合
自动化系统方案设计
自动化系统方案设计自动化系统方案设计
自动化系统方案设计
首先,确定了解变电站的功能,进出线回数,变压器台数,交换功率大小,然后确
定母线型式,最后配置保护,自动装置
220/110/35KV
220/110/35KV220/110/35KV
220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计
变电所及综合自动化方案设计变电所及综合自动化方案设计
变电所及综合自动化方案设计
2
第二章变电所电气主接线的确定
第二章变电所电气主接线的确定第二章变电所电气主接线的确定
第二章变电所电气主接线的确定
电气主接线是电力系统的重要组成部分,它的设计形式直接关系全所电气
设备的选择和配电装置的布置。
它的设计应以设计任务书为依据,以国家有关
经济建设方针、政策及有关技术规范为准则,结合工程具体特点来确定,要求
安全可靠、稳定灵活、方便经济。
2
22
2.
..
.1
11
1
主变压器容量和台数的选择
主变压器容量和台数的选择主变压器容量和台数的选择
主变压器容量和台数的选择
2.1.1主变压器的台数:
待设计变电站为大型的城市变电站,负荷较重(本期
最大负荷150+210=360MVA,远期最大负荷240+210=450MVA),又因是城市变电站,
负荷较为重要,且为终端变电站,要求电压质量是可以调节的,现在市场上生
产的变压器的容量,选择2台变压器不能满足负荷的要求,我选择4台相同容
量的变压器。
2.1.2主变压器容量:
根据运行经验,变压器的容量应保证在有一台检修的情况
下,其他变压器能带全部负荷的70%,按任务书给定的资料(按远期最大负荷算),
即3台主变的容量应满足70%的负荷需求,因此本设计的主变每台应带负荷为:
[(240+210)×70%]/3=10.5(MVA),所以我们选择的主变容量为120MVA
变压器。
2.1.3主变型式:
本设计220KV降压到110KV和35KV两个电压等级,因此采用
三绕组变压器。
2.1.4调压方式:
根据地区及负荷的要求,变压器选择有载调压方式。
根据以上原则,查阅有关资料,选择的主变压器技术数据如下:
型号SFPSZ7-120000/220
容量120MVA
容量比120/120/120
220/110/35KV
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220/110/35KV变电所及综合自动化方案设计
变电所及综合自动化方案设计变电所及综合自动化方案设计
变电所及综合自动化方案设计
3额定电压高压220±8×1.25%
中压121
低压38.5
联结组标号YN,yn0,d11
损耗
空载144KW
负载480KW
空载电流0.9%
阻抗电压
高-中14%
高-低24%
中-低9%
2.
2.2.
2.2
22
2
电气主接线方案的拟定
电气主接线方案的拟定电气主接线方案的拟定
电气主接线方案的拟定
2.2.1方案Ⅰ:
(见图2-1)
图2-1
分析:
因本220KV变电所不仅供本地区的负荷,还降压到110KV向另一终端变
电所转供大量的负荷,所以方案Ⅰ在220KV高压侧采用"双母线带旁路接线",
它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点。
110KV侧采用"双母
220/110/35KV
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4线接线"。
35KV侧采用"单母线分段带旁路接线",便于分段检修母线及各出线
断路器。
当一段母线发生故障时,自动装置将分段断路器跳开,保证正常母线
不间断供电,两段母线同时故障的机率极小,可以不予考虑。
2.2.2方案Ⅱ:
(见图2-2)
分析:
考虑220KV本期只有两条进线及本所只有两台主变压器,所以方案Ⅱ在
220KV高压侧采用"单母线分段接线",采用"单母线分段接线"虽然使用断路
图2-2
器数量少、布置简单、占地少、造价低,但在变压器故障时需停相应线路,且
隔离开关又作为操作电器,所以可靠性差。
110KV侧采用"单母线分段接线",
四条出线从不同分段上引接以提高供电可靠性,此种接法的优点表现在简单清
晰,设备少,投资小,运行操作方便,便于分段检修母线。
当一段母线发生故
障时,自动装置将分段断路器跳开,保证正常母线不间断供电,两段母线同时
220/110/35KV
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5故障的机率极小,可以不予考虑。
当一条出线断路器故障或检修试验时,不会
对另一终端变电所造成停电。
35KV侧采用"单母线分段带旁路接线",此接线的
优缺点已在前文中叙述,不再赘述。
2.2.3方案Ⅲ:
(见图2-3)
图2-3
分析:
方案Ⅲ在220KV高压侧采用"单母线分段接线"。
110KV侧采用"双母线
接线",它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点,但当母线系
统故障时,需短时切除四条出线,使另一终端变电所全停。
35KV侧采用"单母
线带旁路接线",虽然对断路器检修试验等均有好处,但当母线故障时,会造成
10KV用户断电,可靠性差,故不宜采用。
2.2.4方案Ⅳ:
(见图2-4)
分析:
本方案在220KV侧采用"单母线接线",虽简单清晰,设备少,
220/110/35KV
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6
图2-4
投资小,但当母线出现故障时,会造成全所停电及另一终端站的停电。
供电可
靠性不好。
110KV侧采用"双母线分段接线",它同时具备双母线和单母线分段
的特点,具有很高的可靠性和灵活性,但由于高压断路器及配电装置投资较大,
只适合于6-10KV电压等级。
35KV侧采用"双母线接线"它具有供电可靠、检
修方便、调度灵活及便于扩建等优点,但当出线断路器检修或故障时,无法将
负荷及时送出,会造成重要用户的长时停电,故不宜采用。
2.2.5方案Ⅴ:
(见图2-5)
分析:
方案Ⅴ的220KV侧采用"单母线接线",此接法的优点表现在简单清晰,
设备少,投资小,但当母线出现故障时,会造成全所停电及另一终端站的停电。
110KV侧采用"双母线带旁路接线",具有十分好的可靠性及灵活性,但使用设
备多,投资大。
35KV侧采用"单母线接线",此接法的优点表现在简单清晰,
220/110/35KV
220/110/35KV220/110/35KV
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7
图2-5
设备少,投资小,但当母线出现故障或短路器检修试验时会造成10KV重要用户
的长时间的停电。
由以上的分析,初步选定方案Ⅰ和方案Ⅴ为本设计的主接线方案,经详细
的比较后选定最终方案。
2.
2.2.
2.3
33
3
最佳方案的确定
最佳方案的确定最佳方案的确定
最佳方案的确定
我国《变电所设计技术规程》规定:
"变电所的主接线应根据变电所在电力
系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定,并且应满足运行可
靠,简单灵活,操作方便和节约投资等要求"。
现就方案Ⅰ和方案Ⅴ的可靠性、
灵活性和经济性进行详细地比较,筛选出最佳方案。
1、供电可靠性的比较
方案Ⅰ的220KV高压侧采用"双母线带旁路接线",当一段母线出现故障时,
220/110/35KV
220/110/35KV220/110/35KV
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8及时将运行方式改变到另一母线上运行,只能短时造成全所停电及另一终端站
的停电。
而方案Ⅴ的220KV侧采用"单母线接线",当母线出现故障时,就会
造成全所及另一终端站的长时间的停电。
110KV侧接线方式的可靠性基本相同,
不需比较。
35KV侧方案Ⅰ采用"单母线分段带旁路接线",当一段母线发生故障
时,保护装置将分段断路器跳开,保证正常母线不间断供电,不会造成35KV的
用户全部停电,且故障段的重要用户可经过旁路母线带出。
方案Ⅴ中35KV侧采
用"单母线接线",当母线出现故障或出线短路器故障时会造成35KV重要用户
的长时间的停电。
两方案的可靠性相比较,方案Ⅰ的可靠性远比方案Ⅴ的可靠
性强。
2、灵活性的比较
220KV侧:
方案Ⅰ可选择任一段母线运行,随时检修任一组断路器及母线上
的设备,方案Ⅴ的接线就只能一种方式运行。
110KV侧:
两方案都具有很高的灵活性,虽然方案Ⅴ的灵活性要高一些,即
每条出线断路器的检修、试验都可随时进行,但是四条出线向另一终端站送电,
没有必要选择此种灵活性。
35KV侧:
两方案运行调度灵活,四台主变可以单独并列运行,也可全部并
列运行。
但是主变解列运行时方案Ⅰ的负荷可分别由四台中的两台主变带出,
方案Ⅴ的负荷只能由其中两台主变带出,另两台主变空载。
3、经济性的比较
在主接线设计时,主要矛盾往往发生可靠性与经济性之间,因此在满足供
电可靠,运行灵活方便的基础上,尽量使设备投资费用和运行费用为最少。
方
案Ⅰ比方案Ⅴ220KV、35KV设备多。
但110KV设备方案Ⅰ比方案Ⅴ少一些。
二
者相比,方案Ⅰ比方案Ⅴ投入的资金要多一些。
220/110/35KV
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9虽然方案Ⅰ比方案Ⅴ投入资金多,但从可靠性和灵活性综合的看,方案Ⅰ
显然优于方案Ⅴ的设计。
因此本设计最终确定的方案为设计方案Ⅰ。
2.4
2.42.4
2.4所用电源的引接
所用电源的引接所用电源的引接
所用电源的引接
2.4.1
2.4.12.4.1
2.4.1所用电源引接的原则
所用电源引接的原则所用电源引接的原则
所用电源引接的原则
1、负荷的种类
本变电所的所用电负荷主要是:
变压器强迫油循环冷却装置的油泵、风扇;
蓄电池充电设备;油处理设备;采暖通风;照明及供水泵用电等。
2、负荷的重要性
因本所两台主变压器为强迫油循环冷却的变压器,要求所用变分别接在两
个不同的电源上,以保证在变电所所内停电时,仍能使所用电得到不间断的供
电。
2.4.2所用变的供电电压及型号、容量
所用电属于低压用户,本站属大型的220KV变电站,其供电电压为380V三
相四线制,用电容量都较110KV大,因此将供电电压选为35KV。
选择SL7-500/35,
低压0.4KV,容量500KVA变压器两台。
2.4.3供电方式
供电可靠性是所用电的首要保证,在本供电系统中所用电应为0级用户。
结合其供电电压及其容量,可将一台所用变压器引接于35KVⅠ段母线上,另一
台所用变压器引接于35KVⅡ段母线上。
两所用电源采用明备用方式,并且装设
备用电源自动投入装置来保证其可靠性。
220/110/35KV
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10第三章
第三章第三章
第三章
短路电流的计算
短路电流的计算短路电流的计算
短路电流的计算
3.1
3.13.1
3.1短路电流计算的目的及规定
短路电流计算的目的及规定短路电流计算的目的及规定
短路电流计算的目的及规定
3.1.1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的一个重要环节。
在选择电
气设备时,为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,需要进行
全面的短路电流计算。
例如:
计算某一时刻的短路电流有效值,用以校验开关
设备的开断能力和确定电抗器的电抗值;计算短路后较长时间短路电流有效值,
用以校验设备的热稳定值;计算短路电流冲击值,用以校验设备动稳定。
3.1.2短路电流计算的一般规定:
3.1.2.1电力系统中所有电源均在额定负荷下运行;
3.1.2.2短路种类:
一般以三相短路计算;
3.1.2.3接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式(即最大运行方式),
而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
3.1.2.4短路电流计算点:
在正常接线方式时,通过电气设备的短路电流为最
大的地点。
3.1.2.5计算容量:
应按工程设计规划容量计算,并考虑系统发展规划。
3
33
3.2
.2.2
.2短路电流的计
短路电流的计短路电流的计
短路电流的计算
算算
算
取基准容量为:
Sj=100MVA,基准电压为Uj=Up又依公式:
Ij=Sj/√3Uj;Xj=Uj
2/Sj,计算出基准值如下表所示:
(Sj=100MVA)
Uj(KV)23011537
Ij(KA)0.2510.5021.56
Xj(Ω)52913213.7
3.2.1计算变压器电抗:
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11UK1%=1/2[UK(1-2)%+UK(3-1)%-UK(2-3)%]
=1/2[14+24-9]
=14.5
UK2%=1/2[UK(1-2)%+UK(2-3)%-UK(3-1)%]
=1/2[14+9-24]
=-1≈0
UK3%=1/2[UK(3-1)%+UK(2-3)%-UK(1-2)%]
=1/2[9+24-14]
=9.5
XT1*=(UK1%/100)×(Sj/Se)=14.5/120=0.1208
XT2*=(UK2%/100)×(Sj/Se)=0XT3*=(UK3%/100)×(Sj/Se)=9.5/120=0.079
3.2.2系统电抗(根据原始资料):
近期:
Xmax1*=0.1334;Xmax0*=0.1753;
Xmin1*=0.1245;Xmin0*=0.2319;远期:
Xmax1*=0.1139;Xmax0*=0.1488;
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123.2.3系统计算电路图及等值网络图如图3-1、图3-2和图3-3
图3-2等值为
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13
图3-3
3.2.4短路计算点的选择
选择如图3-2中的d1、d2、d3各点。
3.2.5短路电流计算
1、d1点短路时:
Up=230kv
流经进线回路的短路电流的计算:
I"*=I*∝=1/X1*=1.0/0.1139=8.78
每个回路的三相短路电流为:
I"=(I"**Ij)/4=(8.78*0.251)/4=1.1KA
两相短路电流分别为:
0.866*1.1=0.95KA
冲击电流为:
ich=2.55I
"=2.55×1.1=2.805(KA)
短路容量为:
S=√3UjI
"=1.732×230×1.1=438.2(MVA)
Ich=1.51*I
"=1.51×1.1=1.66(KA)
220/110/35KV
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142、
d2点短路时Up=115kv
流经主变回路的短路电流的计算:
I"*=I*∝=1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0)=6.94
每个回路的三相短路电流为:
I"=(I"**Ij)/4=(6.94*0.502)/4=0.87KA
两相短路电流分别为:
0.866*0.87=0.754KA
冲击电流为:
ich=2.55*I
"=2.55×0.87=2.218(KA)
短路容量为:
S=√3Uj*I
"=1.732×115×0.87=173.28(MVA)
Ich=1.51*I
"=1.51×0.87=1.31(KA)
3、d3点短路时Up=37kv流经主变回路的短路电流的计算:
I"*=I*∝=1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0.01975)=6.105
每个回路的三相短路电流为:
I"=(I"**Ij)/4=(6.105*1.56)/4=0.855KA
两相短路电流分别为:
0.866*0.855=0.74KA
冲击电流为:
ich=2.55*I
"=2.55×0.855=2.18(KA)
短路容量为:
S=√3Uj*I
"=1.732×37×0.855=54.79(MVA)
Ich=1.51*I
"=1.51×0.855=1.29(KA)
3.2.6将所计算最大方式下短路电流值列成下表:
名称
短路点基准电压
(KV)
I"(KA)
三相
I"(KA)
两相
ich(KA)
Ich
(KA)
S
(MVA)
d12301.10.952.805
1.66438.2
d21150.870.754
2.2181.31173.28
d3370.8550.742.181.2954.79
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15第四章
第四章第四章
第四章
电气设备的选择
电气设备的选择电气设备的选择
电气设备的选择
4.1
4.14.1
4.1选择设计的一般规定
选择设计的一般规定选择设计的一般规定
选择设计的一般规定
电气设备的选择设计,同样必须执行国家的有关技术经济政策,并应做到
技术先进,经济合理,安全可靠,运行方便和适当的留有余地,以满足电力系
统安全经济运行的需求。
电气设备的选择,应依据以下规定:
4.1.1一般原则
1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展
的需要;
2、应按当地环境条件校核;
3、应力求技术先进和经济合理;
4、选择导体时应尽量减少品种;
5、扩建工程应尽量使新老设备型号一致;
6、选用的新产品,均应具有可靠的试验数据,并经正式鉴定合格。
4.1.2有关的几项规定
电气设备应按正常运行情况选择,按短路条件验算其动、热稳定,并按环
境条件校核设备的基本使用条件。
1、正常运行条件下,各回路的持续工作电流应按规定公式计算;
2、验算电气设备时,所用短路电流的值一定要是在规定的条件下求得;
3、验算导体短路热稳定时,所用的时间一般采用主保护的动作时间加相应
的断路器全分闸时间,同时要考虑到主保护的死区;电气设备的短路电
流计算时间,一般采用后备保护的动作时间加相应的断路器全分闸时
间;
4、环境条件:
选择导体和电器时,应按当地环境条件校核。
当气温、风速、
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变电所及综
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- 220 KV 变电站 及其 综合 自动化 系统 方案设计