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《 220kV 终端变电站电气主接线及配电装置设计》毕业设计说明书

昆明理工大学

电气工程及其自动化专业

二 OO 八年十月

毕业设计(论文题目:220kV 终端变电站电气一次主接线及配电装置设计毕业设计(论文内容:

220kV 终端变电站电气一次与系统分析;

220kV 终端变电站电气一次电气主接线方案比较、设计, 绘制电气主接线图;

短路电流计算;

220kV 终端变电站电气一次导体和电气设备选择设计;

220kV 终端变电站电气一次高压配电装置设计,

绘制配电装置平面布置图、断面图;

220kV 终端变电站电气一次过电压保护及防雷规划设计;

220kV 终端变电气一次继电保护配置规划设计,绘制保护配置图; 编制设计说明书。

专题内容:

设计题目

220kV 终端变电站电气一次系统设计变电站设计参数: 220kV 最终两回进出线

设计自然条件 :

海拔 :1000m <,本地区污秽等级 :2 级,地震烈度 :7<级, 最大风速 :2.5/m s ,最高气温:38C ,最低

气温:2C - , 平均温度:15C

设计(论文指导教师(签字 : 主管人(签字 :

2 0 0 8 年 10 月 25 日

目录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 前言

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 第一章变电站主接线设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 第二章短路电

流计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 19 第三章电器设备及导体的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 27 第四章配

电装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 54 第五章防雷保护 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 59

第六章保护装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 68 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 72 总结与体会

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 73 谢辞 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 74 参考文献

„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 75

摘要

220KV 终端变电所工程电气一次初步设计,主要包括以下内容:在对各种电气主接线比较后确

定本站的电气主接线,主变压器和厂用变压器的选择,再进行短路电流计算,根据短路计算结果表选

择导体和一次主要设备,画出主接线图,剖面图、防雷配置图和保护配置图。

关键词:主接线短路计算设备选择防雷保护

前言

一设计目的意义

毕业设计是在完成全部专业课程的基础上的最后一个理论与实践相联系的一个重要教学环节;

是全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能,对实际问题进行设计的综合训练;是培养学生综

合素质和实践能力的过程。对培养工作态度、作风和独立能力具有深远的影响。通过毕业设计,

可以培养我们运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神。本次所设计的课题是某 220KV 变

电所电气初步设计, 该变电所是一个地区性终端变电电所,它主要担任 110KV 及 35KV 两电压等级

功率输送,把接受功率全部送往 110KV 侧和 35KV 侧线路。系统容量

Sxt=3500MVA;系统电抗 Xxt=0.45 ;与系统连接的线路长度 65km ; COS =0.85; 110KV 出线 4

条;总负荷 65WM ;最大设备利用小时

Tmax=6000h。 35KV 侧出线有 6 条,总负荷为 30 WM,同时 35KV 侧作为站用电源接两台变,

互为备用, 110KV 到负荷地的距离为 50KM , 35KV 到负荷地的距离为 20KM 电缆。

接题目后,先审题,然后根据题目的要求查了大量的资料。第一步, 拟订初步的主接线图,列出可

能的主接线形式,各种方案进行比较,最后确定两个最有可能的主接线形式,再做经济性比较,最终确

定方案。

第二步,经过精确的计算,然后选择了主变压器和厂用变压器。第三步, 短路计算和做短路计算

结果表。第四步,导体和设备的选择及其校验, 做设备结果表。第五步,继电保护,配电装置和防雷接

地的布置,通过这次设计将理论与实践结合,更好的理解电气一次部分的设计原理。通过毕业设计

应达到以下要求:熟悉国家能源开发的方针政策和有关技术规程、规定、导则等,树立工程设计必

须安全、可靠、经济的观点;巩固并充实所学基础理论和专业知识,能够灵活应用,解决实际问题;

初步掌握电气工程专业工程的设计流程和方法,独立完成工程设计、工程计算、工程绘图、编写工

程技术文件等相关设计

任务,并能通过答辩;培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的作风。二设计原始资料分析

本次的设计任务是:设计一座 220/110/35KV 终端变电站的电气主接线和配电装置,防雷保护和

接地装置、继电保护的配置规划。设计的重点是对变电站电主接线的拟定以及配电装置的布置。

设计的内容包括 `:

1、电气主接线方案的设计; 2、短路电流计算; 3、导体、电气设备选择及校验; 4、设计配电

装置; 5、设计防雷保护和接地装置 6、继电保护的配置规划; 7、按设计方案绘制电气一次主接线

图、配电装置的平面布置

图、断面图以及防雷图 (图纸见附页 ; 8、写设计说明书一份。

本次设计已知的基本条件:变电站的设计题目:设计一座 110/ 35/10KV 通过变电站的电气一次

部分。 110KV 出线有 4 回出线(末端无电源,其总负荷为 65MW , 35kV 出线 6 回,总负荷为

30MW 。

1、系统容量:Sxt=3500MVA; 2、系统电抗:Xxt=0.45; 3、与系统连接的线路长度 65km ; 4、最

大设备利用小时 Tmax=6000h; 5、站址海拔:<1000m; 6、地震烈度:7 度以下; 7、本地污秽等级:2

级; 8、年最高气温 38℃;年平均气温 15℃;月平均最低气温 -2℃; 9、风速: 2.5m/s; 10、功率因数

为:0.85。

通过对变电所原始资料的分析,根据设计任务书的要、要求,利用相关论文和参考资料,并结合

设计工具书进行了电气主接线方案的论证与技术经济比较,同时对可能引起系统故障的短路情况进

行了计算;另外由电气设备的选择校验技术条件和设计要求, 用短路电流的计算结果, 选择并校验

了导体和电气设备;并根据变电站的类型和总体布置对选定的主接线方案进行高压配电装置设计,

进一步查阅电测量仪表技术规程,对仪表规划设计,对主设备进行保护规划配置设计,进行避雷器的

220kV 采用单母分段接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本回路的断

路器, 单母分段接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功率经过的变电

所的功能。

110kV 母线上近期负荷为 4 回出线,采用单母接线形式,根据《发电厂电气部分》可知,

35~60KV 配电装置中, 当线路为 3 回以上的, 一般采用单母线或单母线分段接线。若连接电源较多,

出线较多,负荷较大时,可采用双母接线形式。

35kV 采用单母分段接线方式, 根据《电力工程电气设计手册》第一册可知, 在 10~35KV 配电

装置中, 线路在 6 回及以上时, 一般采用单母分段的接线方式, 当短路电流较大, 出线回数较多,功率

较大等情况时,可采用双母分段接线形式。通常,不设旁路断路器。

其接线特点:

1 110kV 采用外桥接线方式, 当变压器发生故障或运行需要切除时, 只需要断开本回路的断路

器, 外桥接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。

2 35kV 采用单母接线形式,供电可靠,轮流检修母线时,会停止对用户的供电,工作母线发生故障

时,能利用备用母线使无故障电路迅速恢复正常工作。

3 10kV 出线比较多,所以也采用单母分段形式。单母线分段,可以分段运行, 系统构成方式的自

由度大, 两个元件可完全分别接到相同的母线上, 对大容量且在需相互联系的系统是有利的, 由于

这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸, 因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生

问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点,但是易受到母线故障的影响,断路器检修时要停运线路,

占地面积大,一般当连接的进出线回路数在 11 回及以上时,一般采用分段接线形式。

方案二

110kV 采用内桥接线方式,当变压器发生故障或运行需要切除时,只需要断开本回路的断路器,

内桥接线使用与于线路较短, 变压器按经济运行需要经常切换且有穿越功率经过的变电所。

35kV 母线上近期负荷为 6 回出线,易采用双母接线形式,根据《电力工程电气设计手册》第一

册可知, 35~60kV 配电装置中,当线路为 3 回以上的,一般采用单母线或单母线分段接线。若连接电

源较多, 出线较多, 负荷较大时, 可采用双母接线形式。 10kV 可采用单母分段接线方式,根据《电力

工程电气设计手册》第一册可知,在 6~10kV 配电装置中,线路在 6 回以上时,一般采用单母分段的接

线方式。

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