一次变电所电气部分的设计

I沈阳工程学院毕业设计(论文)识，独求，综合大学四年所学的计过程中，全面细致的考虑说明。论文包括选择变电含有的各种电气设备及其各项参和彜一房一厅同意収动稳定，论文包括设计的说明和设备选择的计算，并附有四张设计图纸(电气主接线图一张、变电所断面图两张、平面布置图一张、防雷保护图一张)，可为以后的设计做些参考。由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更，电器设备IIAbstractwhatIII沈阳工程学院毕业设计(论文) CT II第一篇说明书 1第一章引言 1第二章原始资料分析 2 IV 9 1沈阳工程学院毕业设计(论文)第一篇说明书第一章引言本毕业设计论文为浑河220/60KV一次降压变电所电气部分设计，要求所设计的变电、法规，贯彻执行国家经济建设源和用地，对生产工艺、主要设电气主接线的拟定、短附有五张设计图纸(电气主接变电所的合理设计也变得，起着决定性的作用。本2二章原始资料分析最大负荷(最大负荷(KW)8000远期数1122222212345678待设变电所Xd=0.143沈阳工程学院毕业设计(论文)第三章变电所主变压器的选择3.1主变压器容量及型式的确定于城郊变电所，主要变压器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及过负荷能力的允许时间内，应保证运时，其余主变压器的容量应能3、具有直接由高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级，减少重复降压容个电压等级220/60KV，故选择采用三相1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧以构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变压器，在设计时应考虑装设三台变3、对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-244名称额定容量(KVA)额定电压(KV)空载电流(%)空载损耗(KW)负载损耗(KW)阻抗电压(%)低压69YN，d115沈阳工程学院毕业设计(论文)第四章电气主接线的选择，主接线的确定，对电力系统的安选择、配电装置的布置、继电保护和控原则1、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，并应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。、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。2、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3、要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。6减少。的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。4.3变电所电气主接线的选择线。指使重要用户断电。台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回为发生故障的线路的运行。6。7沈阳工程学院毕业设计(论文)路即可。85.1短路电流计算的目的流的计算2、选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备导体和电气设备，如：断路器、互感器、母线、电缆等，必须与短路电流为依据。3、为了合理的配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发析。路5.2短路的基本类型相短路和两相接地短路，其规定列运行的接线方式。步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、短路点的选择：选择导体的电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。本设计中选择变压器两侧的两点为短路点。地短9沈阳工程学院毕业设计(论文)5.4计算步骤法取基准容量S=100MVA，U=U，以下是各元件电抗标幺值的计算用公式：BBavSXXBGSNS线路电抗：X=0.4LBN*100SN短路电流周期分量有效值：I''=II+II*1N1*2N2式中I--系统短路电流标幺值；I--发电机组电流标幺值。t*1*2B5.5.2网络变换X+XX=12131X+X+X1323X+XX=12232X+X+X1323X+XX=13233X+X+X1323XXX=X+X+121212X3XXX=X+X+1313X2XXX=X+X+232323X1XX2X3X12X3X23X5.5.3短路电流周期分量的计算js接取X值的倒数即为短路电流在不同时刻周期分量的标幺值。js2、有限电源供给的短路电流先将电源对短路点的等值电抗X，归算到以电源容量为基准的计算电抗X，然后按∑*jsX值查相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算数字表，即可得到短路电流在不同时js刻周期分量的标幺值。沈阳工程学院毕业设计(论文)第六章主要电气设备的选择正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在、可靠的前提下，积极而稳妥地6.1一般原则质。压断路器的选择多油式断路器、少油式断路器、6F6开断电流大，35KV额定电流和开断能力可以做的较大，适额定电流和开断电流，开断性能好，可适于各种工矿开断，SF气6所以断口电压可做的较高，断口开距小。运行经验丰富，易于维护，噪声底，油量，维护工作量断路器价格目前较高，运行稳定，安全油量少，油主要作为结构复杂，以压缩空气作为灭弧介质和操动介质以及弧隙绝缘结构简单，但工艺及密封要求严格，体积重量轻。压缩空气高压断路器66SF断路器。66.2.2断路器的选择方法NNSNNSIINmaxNmaxdw击电流i''，即I≥i''。4、热稳定校验，高压断路器的短时允许发热量I2.t应不小于短路期内短路电流发出tKtk5、开断电流能力校验，断路器的额定开断电流I应大于短路电流的有效值I''，即I>I''。7KA)AKALW-22076.3隔离开关的选择决于断路器的开NNSNNSINmaxNmaxdw的冲击电流i''，即I≥i''。沈阳工程学院毕业设计(论文)4、热稳定校验，隔离开关的短时允许发热量I2.t应不小于短路期内短路电流发出的tKtkI>I''。浑河变电所220KV侧选用型号为GW-220/600隔离开关,60KV侧选择型号为断7GW-60GD/1000隔离开关。5GW5-60GD/10分闸时间(S).03.036.4电压互感器的选择1U>U>0.9UNS1NN额定电压比(KV)二次绕组额定输出(KV)2200.10.130.2级2000.5级400额定输出(VA)200准确级3P额定电压比(KV)二次绕组准确级额定输出(VA)极限输出(VA)频率(HZ)3333保护3P400200050测量0.5100剩余3P1000.250///电流互感器的选择1、电流互感器额定电压U大于电网电压U，即U≥U。NNSNNS2、电流互感器的额定流I应大于等于最大持续工作电流I，I≥I。NmaxNmax3、按准确度级和副边负荷选择额定电流：为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感器二次侧所接负荷S应不大于该准确级所规定的额定容量S。2e24、动稳定校验，极限电流互感器通过电流峰值I应不小于三相短路时通过电流互感dw器的冲击电流i''，即I≥i''。5、热稳定校验，短时允许电流互感器发热量I2.5、热稳定校验，短时允许电流互感器发热量I2.t不小于短路期内短路电流发出的热tKtkI>I''。5沈阳工程学院毕业设计(论文)额定电压(KV)最高工作电压(KV)额定一次电流(A)额定二次电流(A)额定短时热电流(KA/S)动稳定电流(KA)LB-22065P型号型号LCWB-635额定电流比(A)900/5准确级0.5BBKK2，3K1，3K250额定1S短时热电流(KA)25额定动稳定电流(KA)62.5择6.6.1母线选择的依据MAXIKI(1)maxalICal0K—与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。当导体允许最高温度为99K=al(2)99al0al9、9--导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。0小截面为式(3)：QQk/CksS 其中S:所选导体截面mm2；s所选截面应大于或等于Ssmin浑河变电所220KV侧选择母线型式为钢芯铝母线，型号为LGJ-240，不需进行动稳定沈阳工程学院毕业设计(论文)输电线路担负着发电厂产生和经过变电所变压后的电力输送到各地区用电中心的重任。架空输电线路遭受雷电袭击的机会很多，所以输电线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的是尽可能减少线路雷害事故的次数。故变电所的雷害事故就要严重的往往低于线路绝缘，而且不具有不过另一方面，变电所的7.2.1避雷器的设计原则很不利等缺点，所以在现代的电力系统中不能采用。形成截波对变压器的纵向绝器都不能承受保护变压器的重任，所以不能成为变电所防雷中的主要保护装置，变电所的所对入侵雷电过电压波进行防护的主要在电力系统过电压防护和绝缘配合中都值不大于(KV)值(KV)效值(KV)FZ0J值不大于(KV)值(KV)效值(KV)—3变压器中性点避雷器参数表值不大于(KV)值(KV)效值(KV)FZ10沈阳工程学院毕业设计(论文)第八章配电装置的设计测量电器、母线和必要的辅8.1电气布置在220KV变电所设计中，电气布置的设计是比较关键的一步，在布置中要考虑主接线设置，控制电缆的走向进行总体求。置设计原则真贯彻国家的技术经配电装置型式的选择关直接布置在各相为丰富，但占地面积大。所以在2、分相中型配电装置，其布置可以节约用地，简化构架，节约三材，故已经基本上置采用分相中型。75、受外界环境影响，设备运行的条件较差，须加强绝缘；6、不良气候对设备维修和操作有影响。8.3.2屋外配电装置的最小安全净距用范围AA之间C无遮拦裸导体至地面之间D平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间若干问题，用悬式绝缘子悬挂在母线多，一般分为两路，大中型变电沈阳工程学院毕业设计(论文)第九章继电保护和自动装置的规划设计。当确定其9.1继电保护的配置障将对供电可靠性和系统的正常运重的元件，因此，必须根据变压保护装置。所以变压器保护主要作、过电流保护综上所述，本变电所变压器主变保护配置采用以下保护方式：1、110KV及以上双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组(或段)母线上所发生的故障，而另一组(或段)无故障的母线仍能继续运行。(1)母线完全差动保护；(2)母线不完全差动保护；(3)双母线固定连接的完全差动保护；(4)母联电流相位比较式差动保护；(5)电流相位比较式母线保护。式，其特点是所有的电源和。(2)当线路发生故障时，如不能全线快速地切除故障，则系统的稳定运行将遭到严KV零序电流保护、对某地距离保护并辅之以阶段式零序电流以及常运行方式下保护安装处短路，电流速断保护(4)高频保护：采用相差高频保护沈阳工程学院毕业设计(论文)衡保护只有相继动作区无死区，并且相主保护主保护后备保护瓦斯保护、纵联差动保护过电流保护、零序电流保护护Ⅲ段电流保护距离保护自动装置的配置2、电力系统的故障中，大多数是送电线路(尤其是架空线路)的故障。运行经验表著。2、高压输电线路上采用自动重合闸，可提高并列运行的稳定性。动。求1、自动重合闸一般由控制开关位置与断路器位置不对应的原理启动，或用保护装置2、用控制开关或通过遥控器将断路器断开时，自动重合闸均不应动作。3、自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。4、自动重合闸装置动作后应自动复归。5、自动重合闸装置应能实现重合闸后加速继电保护动作。6、当断路器不处于正常状态，不允许实现自动重合闸，应将自动重合闸闭锁。设备自动投入开以后，能迅速自动地将接线，其设备自投装置的投入方沈阳工程学院毕业设计(论文)第十章防雷保护规划设计1、电压为110KV以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于35-60KV的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护。2、电压为110KV及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的3、在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。况一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对电容或采用阀3、防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、电的进线保护段进行保护。料最大高度，先初选避雷针的针高。然0x0x篇计算书第一章主变压器选择的计算部分最最大负荷(KW)000远期数11222222123456781、主变压器的容量应根据变电所的综合最大负荷决定。如果是选用两台主变压器，其容量应满足综合最大负荷的要求，且当一台主变故障检修时，能满足变电所重要用户的，则另一台变压器能满足变电所P=P+P++P总12812113454466677788Q=Q+Q++Q总128沈阳工程学院毕业设计(论文)视总总视4称额定容量(KVA)额定电压(KV)高压220±8*1.5%低压69Nd空载电流(%)空载损耗(KW)负载损耗(KW)阻抗电压(%)冷却方式ODAF第二章短路电流计算过程X1(1)XXd1X4(1)XX)XXXXd2XXXd1XXXXXd2BBav(1)正序：X=0.05(2)负序：X=X=0.05(1)正序：X=X=X''.B=0.14=0.0595N(2)负序：X=X=2.B==0.074N XXk.B=NN(2)负序：X=X=X=0.054)X=X=X=0.15(3)零序与正序电抗相同。 (1)正序：X=X.l.B=0.4100=0.0768(1)(1)1V22302BX=X.l.B=0.470=0.0539(1)(1)2V22302BX=X.l.B=0.480=0.0603V22302B(2)负序电抗标幺值与正序相同。(3)零序8(1)0)9(1)X=X+X=0.05+0.024=0.074(1)X=X+X=0.057+0.027=0.078X=X+X+14(1)15(1)=0.017+0.074+=0.107XX+X+14(1)16(1)=0.017+0.078+=0.113X0.074BBXd1XXXXXX18(1)17(1)Xd1d1d1查运算曲线，分别查s、0.21s、1.5s、2s、3s、4s时发电机组与系统的短路系统I系统I发电机组I发电机组I2N=N=系统I=N1S2200/0.85发电机组I=N==1.181KAv短路电流周期分量的有效值：(0)*(0)1N1*(0)2N2沈阳工程学院毕业设计(论文)I''=II+II=0.376.28+2.1861.181=4.91KAI''=II+II=0.376.28+2.3281.181=4.91KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2BXXXXXXXXXXXd2Xd d2(a)XXXd2d2(c)X19(1)6(1)7(1)19(1)X=X+X+15(1)20(1)=0.074+0.092+=0.258X0.075X=X+X+16+(1)20(1)=0.075+0.092+=0.260X0.074BjsSBssssss2发电机组I系统IS2500系统I=N==22.91KAN13V363发电机组I=NV363(0)*(0)1N1*(0)2N2(1.5)*(1.5)1N1*(1.5)2N2IIIII7.66KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2B对称短路类型有单相短路、两相接地短路、两相短路。1、d1点发生单相短路(A相短路)X1)XX12(1)X8(1)X9(1)XX(a)XX(a)XXX(a)(a)沈阳工程学院毕业设计(论文)XXX54)=11(1)22(1)4(1)2X=XX8(1)9(1)=0.0760.053=0.0218(1)9(1)10(1)XX0.0760.060X=8(1)10(1)==0.0248(1)9(1)10(1)X=XX9(1)10(1)=0.0530.060=0.0178(1)9(1)10(1)X=(X+X)//(X+X)XXX8(2)XXXXXX9(2)10(2)9(2)d1(a)XXXXXXX1(2)11(2)11(2)XXdXXdd111(b)(c)1X=(X+X)=(0.074+0.0542)111(2)22(2)4(2)2XX0.0760.053X=8(2)9(2)==0.0218(2)9(2)10(2)X=XX8(2)10(2)=0.0760.060=0.0248(2)9(2)10(2)XX0.0530.060X=9(2)10(2)==0.0178(2)9(2)10(2)X=(X+X)//(X+X)15(2)1(2)13(2)11(2)12(2)XX5(2)XXX8(0)X8(0)9(0)d1(a)XXXX1(0)12(0)13(0)11)XX14(0)Σ()0dd1其中：1X=X=0.02711(0)24(0)XX0.2280.159X=8(0)9(0)==0.0648(0)9(0)10(0)XX0.2280.180X=8(0)10(0)==0.0728(0)9(0)10(0)X=XX9(0)10(0)=0.1590.180=0.0508(0)9(0)10(0)X=[(X+X)//(X+X)]+X(0)1(0)12(0)11(0)13(0)14(0)fXC=15(1)C1X+XfX0.055+0.057+0.105系统：X===0.422f1C0.5141X=X.N=0.107=2.675B沈阳工程学院毕业设计(论文)电机组：Xf2C0.4862X=X.NB系统I发电机组I0.0952S2500系统I=N==6.28KAS2200/0.85发电机组I=N==1.181KA短路电流周期分量的有效值：其中m=3，(0)*(0)1N1*(0)2N2I''=m(II+II)=3(0.0956.28+0.5121.181)=3.60KAN*(1.5)2N2I''=(mII+II)=3(0.0956.28+0.5121.181)=3.60KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2B2、d1点发生两相接地短路(AB相短路)XX0.0550.105(X+X)2(0.055+0.105)2m=31(2)(X+X)2(0.055+0.105)2(2)(0)(0)*(0)1N1*(0)2N2ImIIIIKA(1.5)*(1.5)1N1*(1.5)2N2ImIIII6.28+0.5121.181)=1.829KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2BBB化简及计算步骤相同，在此省略。系统：X==f1C0.5141X=X.N=0.214=5.35BXX.226f2C0.4862系统I发电机组I2S2500系统I=N==6.28KAS2200/0.85发电机组I=N==1.181KAv短路电流周期分量的有效值：其中m=1.524(0)*(0)1N1*(0)2N2I''=m(II+II)=1.524(0.1876.28+1.1491.181)=3.857KA(1.5)*(1.5)1N1*(1.5)2N2I''=(mII+II)=1.524(001876.28+1.1521.181)=3.863KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2B22沈阳工程学院毕业设计(论文)X=0.13(1)X=0.132(2)系统和发电机组的转移电抗和计算电抗分别如下：分布系数与前面的相同，即12f1C0.5141XX.N=0.51=12.75jsfS100BfC0.4862js2f2S100B系统I发电机组I2S2500系统I=N==22.91KAN13V363发电机组I=N==4.313KANV363短路电流周期分量的有效值：其中m=1.524(0)*(0)1N1*(0)2N2(1.5)*(1.5)1N1*(1.5)2N2ImIIII0.4134.313)=5.438KA(3)*(3)1N1*(3)2N2im(0)t*(0)1*(0)2BI(即I'')/KAK(0)td1d2d1d2d1di/KA9.19沈阳工程学院毕业设计(论文)第三章电气设备的选择计算及校验1、按电压选择：安装地点断路器的工作电压U=220KVg∴断路器最高工作电压U应大于220KV。2d2、按电流选择：流过断路器的最大长期工作电流xUN7dwch即i>i，满足要求。dwch验：灭弧时间t=0.02s,分闸时间t=0.02s,后备保护时间t=3sainprkprainKAK12K12KKP计算数据与断路器的有关数据比较，如表3-2所示。73S3S额定短时耐受电流 额定关合电流 额定电流(KA)额定开断电流 额定电压(KV)最高工作电压 LW-2207II7UIiQKiUNINIINclti1、按电压选择：安装地点断路器的工作电压U=60KV，所以断路器最高工作电压Ug2d应大于60KV。IN6Agmax3U363N4、动稳定校验所选断路器的极限动稳定电流i=80KA大于冲击电流，i=7.19KA,即dwchi〉i，满足要求。dwch5、热稳定校验灭弧时间t=0.02s,分闸时间t=0.02s,后备保护时间t=3sainprkprainK12K12KKP3S额定时间流(KA)LW(OFPI)-636372.51250256363250I沈阳工程学院毕业设计(论文)IUIiQKiUNINIINclti3.2隔离开关的选择计算，对隔离开关的影1、按电压选择：安装地点隔离开关的工作电压U=220KV，所以隔离开关最高工作电压Ug2d应大于220KV.IIN=1.05=238AxUN7(KA)(KA，有效值)GW-220/6007NSmasksh这些数据与所选隔离开关的数据进行比较，列表如下：UIiGW-220/6007NtUI=iNK71、按电压选择：安装地点隔离开关的工作电压U=220KV，所以电流互感器最高工N2d2、按电流选择：流过隔离开关的最大长期工作电流：I=1.05N=1.05=238AN3、形式选择：根据工作电压、工作电流以及工作条件，220KV隔离开关选择型GW-60GD/100技术参数如表3-7：5(KA)GW-60GD/10005(KA，有效值)NSmaskshGWGW-60GD/10005NNUIQKitUIi53.3电压互感器的选择计算额定电压比(KV)测量二次绕组额定输出K(V)0.2级1000.5级100P250P500额定输出(VA)300准确级3P333沈阳工程学院毕业设计(论文)3333保护50100400额定电压比(KV)二次绕组准确级额定输出(VA)极限输出(VA)频率(HZ)0.20.53P剩余///测量N2d流过电流互感器的最大长期工作电流I=1.05N=1.05=238AN6额定电压(KV)最高工作电压(KV)额定一次电流(A)额定二次电流(A)LB-22065额定短时热电流(KA/S)31.5/1动稳定电流(KA)80NSmasksh这些数据与所选电流互感器的数据进行比较，列表如下：LBLB-2206UNINtiUIQKi61、按电压选择：安装地点电流互感器的工作电压U=60KV∴U应大于60KV。g2d2、按电流选择：流过电流互感器的最大长期工作电流：S90000I=1.05N=1.05=866AgmaxU363N5型号型号LCWB-635准确级0.5BBKK，3K1，3K250额定1S短时热电流(KA)25额定动稳定电流(KA)62.5NSmasksh沈阳工程学院毕业设计(论文)LCWBLCWB-635UNINtiUIQKi5母线的选择计算流过母线的最大长期工作电流xUN2、按导体长期发热允许电流选择，应满足IKI。gmaxalI是在额