毕业设计500kv变电站设计.docx

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1、毕业设计-50OkV变电站设计引言500KV变电站是电力系统的一个重要组成部分，它起着电能的汇集和分配等重要作用，是全系统安全、可靠、经济运行的重要环节。本次我的设计题目为500KV区域变电站一次部分的设计，主要部分涉及到500KV变电站的电气主接线方案的确定、设备的选型以及500KV侧进出线配电系统设计。本变电站是枢纽变电站，由设计任务书可知本变电站一期工程：高压侧为2回500KV架空线与2X600MW火电厂相连,其线路型号为4X1GJ-630/55长度为12km,另有3回500KV出线与其他500KV变电站相连接，线路型号为4X1GJ-400/50长度为72km,最大负荷利用小时数为480

2、0小时。中压侧为负荷侧，10回出线，负荷容量为1500MW,其线路型号为2X1GJ-210/35长度为70km,最大负荷利用小时数为4800小时，cos=0097。低压侧为35KV侧，变电站站用高压母线，最大负荷利用小时数为3800小时，站用负荷占0.8%。根据以上原始资料，我们主要应先考虑变电站的主变压器的容量、台数，电气主接线形式和高压电气设备的选型等。本变电站设计的最基本的要求：主接线可靠性、灵活性、经济性。安全可靠是电力系统运行的首要任务，保证供电可靠是变电站最基本的要求。其次是主接线的灵活性主要体现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式。最后经济性事体现在满足接线可靠性和灵活性要

3、求的前提下，进肯能地减少与接线方式有关的投资。因此，在本次设计中变电站可靠性和灵活性是十分重要的，我将以可靠性和灵活性作为选择主接线方案的首要原则。同时，根据电力系统发展的需要，经常对已投产的变电站加以扩建。所以，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。不仅要考虑最初的接线方案，还要考虑到从初期接线过渡到二期和三期接线的可行方案。本设计共分三章：第一章为电气主接线设计，介绍了根据原始资料确定电气主接线、主变及所用变的选择；第二章为短路电流计算，计算不同短路点的短路故障参数为选择电气设备做校验的准备；第三章为电气设备的选择及校验介绍了变电站各种高压设备的选择及校验的原则方法，第四章500KV进出线配

4、电系统设计，它是按500KV进出线主接线的要求，由母线、开关设备、保护电器、测量电器和必要的辅助设备组成的总体装置。其作用是在正常运行情况下用来接收和分配电能；发生故障时候，迅速切断故障部分，恢复正常运行。在开始设计之初，老师针对每一过程步骤的任务量制定了相关的工作内容、要求及进程。同时我也会本着仔细、严谨的态度按时完成设计内容，并达到最终的目标！本次我们所设计的变电所是区域变电所，由设计任务书可以知道本变电所高压侧接收功率，中压侧为负荷侧和低压侧为站用电。根据以上内容我们要考虑变电站的主变压器的类型、容量和台数，电气主接线方案和高压电气设备选择,设计出500KV侧进出线配电系统图。本变电所设

5、计的最基本的要求：设备无油化，小型化，高参数，不检修等，具有较高的供电可靠性和运行安全性。安全可靠是电力系统运行的最重要的任务，保证供电可靠是变电所最基本的要求。停电不仅给电力系统造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重。所以，在本次设计中变电所可靠性运行是十分重要的。同时，根据电力系统发展的需要，经常对已投产的变电所加以扩建。所以，从变压器一直到馈线回路数均要有扩建的可能，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。不仅仅要考虑最终接线的实现，还要考虑它的经济性、运行灵活性等因素。根据变电所所在系统的地位，可分为以下几类：1、枢纽变电站该变电站的主要特点是高压侧连接区域电网并与多个大电源相

6、连接，高压侧有大量电力转送。变电所装有多台大容量降压变压器，从区域电网中下载电力，为地区的中间变电所提供电源。该类变电所的负荷侧，往往是地区电网的主要电源点。对这类变电所电气主接线的可靠性、灵活性、要求都很高。因此,往往采用可靠性和灵活性都高的接线方式。2、区域变电所这类变电所主要作用是从地区电网中下载电力，为地区配电网供电或为用户直接供电。变电所内有三种电压或两种电压等级。这类变电所因地区的电网结构不同，对其接线的要求也不同。对变电所接线可靠性的要求相对较低。3、企业专用变电所这类变电所主要是为某一企业供电的变电所，对其接线可靠性的要求与企业的性质有关。对于重要企业如大型钢厂、化工厂，任何情

7、况下不允许停电。除了接线可靠性外，企业还设有自备电厂。在设计企业专用变电所主接线时还要考虑是否有自备电源的情况。本次任务是设计500AV降压变电所，属于区域变电所。主要任务是电气主接线，所用电设计、短路计算、主要设备的选择和校验、500KV进出线配电系统的设计。第一章电气主接线的设计1.1 电气主接线1.1.1 电气主接线发电厂和变电站的电气主接线是为满足电能的产生、输送和分配的需要，按照一定的方式和顺序，用规定的图形符号和文字代号将一次设备（发电机、变压器、高压开关电器等）连接起来的电路图。绘制电气主接线必须遵守以下规则：（1） 一次设备或元件规定的图形符号和文字代号来表示，电器专业人员应熟

8、记，并掌握一次设备的性能和用途。（2）断路器和隔离开关等高压开关设备都按断开位置画出，但挂在控制室的主接线模拟板上的设备状态则按随实际运行状态变换的，以帮助运行人员正确地进行倒闸操作、分析和处理。（3）因为三厢交流电气设备的各相接线是相同的，所以电气主接线图一般都采用单线图（即一相电路图）。单线图较为清晰。如遇到各相设备配置不对称（如有的回路只在两相配置电流互感器），则可在局部绘制三线图；如果装置有中性或零线，则可将它在图上用虚线表示。1.1.2 对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性、经济性。具体的来说为以下几点：1、供电可靠性由于电能很难大量贮存，如何保证

9、可靠地（不间断）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务。供电中断不仅使电力企业的经济效益降低，更使用户蒙受巨额损失，甚至发生人身事故。因此，电气主接线应满足的第一个基本要求是供电可靠性。2、灵活性灵活性的含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式），并能方便地通过操作实现运行方式的变换，而且在某一回路检修时，不影响其他回路继续运行。灵活性还应包括将来扩建的可能性。主接线还应简明清晰，布置对称明朗；运行维护方便，使设备切换所需的操作步骤最少；尽量避免隔离开关操作电气；在接线方面杜绝误操作的可能性。3、经济性即在满足可靠性，灵活性的基本前提条件下，应力求投资节省、

10、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低。电气数量少，选用轻型电气是节约投资的重要措施。1.1.3对各类电气主接线的介绍1、单母线接线这种接线的特点是设一条回流母线，电源线和负荷线均通过一台断路器接到母线上。它是母线制接线种最简单的一种接线形式。(1)优点：接线简单、清晰、采用设备少、造价低、操作方便、扩建容易。(2)缺点：可靠性不高，当任一连接元件故障，断路器拒动或母线故障，都将造成整个配电装置全停。母线或母线隔离开关检修，整个配电装置亦将全停。单母接线可作为最终接线，也可作为过渡接线。只要在布置上留有位置，单母接线可过渡到单母分段接线、双母分段接线、双母接线等等。2、双母线接线为克服单母接分

11、段接线在母线和母线隔离开关检修时，该段母线上连接的元件都要在检修期间停电的缺点而发展出双母接线。这种接线，每一元件通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组母线上，两组母线间通过母联断路器连接。(1)双母线接线的优点：1)优越的可靠性：线路故障断路器拒动或母线故障只停一条母线及所连接的元件。将非永久性故障元件切换到无故障母线，可迅速恢复供电。2)调度与检修灵活：可在任何元件部停电的情况下轮流检修母线，只需将检修的母线上的全部元件切换到另一条母线即可或根据系统运行的需要，各元件可灵活地连接到任一母线上，实现系统的合理接线。3)扩建方便：一般情况下，双母线接线配电装置在一期工程中就将母线构架一次建成，

12、近期扩建的母线也安装好。在扩建元件施工时，对原有元件没有影响。(2)双母线接线的缺点：D增加了一条母线和母线隔离开关，增加了设备及相应的构支架，加大了配电装置的占地和工程投资。2）当母线或母线隔离开关故障检修时，倒闸操作复杂，容易发生误操作。3）隔离开关操作闭锁接线复杂。4）保护和测量装置的电压取自母线电压互感器二次侧，需经过切换。电压回路接线复杂。5）母线联络断路器故障，整个配电装将全停。3、一台半断路器接线3/2断路器接线方式一般运用在两条主母线之间，组成一个完整串，每串中两台断路器之间引出一回线路或一组变压器（通称一个元件）。每一元件占有3/2台断路器。在每串内还配有检修断路器用的隔离开

13、关、接地开关、保护、测量用的电流互感器，在各元件回路配有三相电压互感器、避雷器，母线上配有单相电压互感器、避雷器等。3/2断路器接线的优点：1）有较高的可靠性2）有高度的运行灵活性：任何一个元件可根据运行的需要接在不同的母线系统中。母线系统之间的元件可任意分配，其操作程序简单。只需操作断路器，而不需操作隔离开关。3）运行操作方便：所有隔离开关均为检修用，没有倒闸作用隔离开关。隔离开关操作程序简单。安全操作闭锁回路接线简单，操作引起故障几率少。4）设备检修方便。任何设备或母线检修，都不会影响供电。被检修设备的隔离操作方便、简单。1.2 500KV变电站主接线设计1. 2.1设计原则1、本次设计的

14、50OKV区域性变电站的主接线，应根据变电站在系统中中的地位、作用以及本工程建设的目的，必要性。它们用来确定对变电所主接线可靠性、灵活性、和经济性的要求。变电站根据5-20年的总体规划，提出本工程近期和远景的建设规模，具体包括以下内容：（1）各电压等级近期及远期的出线回路数，每回出线的输送量，导线截面面积,出线的方向。（2）近期和远期主变压器的台数、容量、型式、各侧额定电压值、调压方式、调压范围、变压器短路阻抗，各种运行方式下通过变压器的功率潮流。(3)无功补偿：近期和远期高压侧和低压侧装设的无功补偿设备种类，装设位置。a.高低压并联电抗器的形式、组数、单机容量、投切方式、额定参数。b.并联电

15、容的组数、单组容量、投切方式、额定参数。c.其他型式补偿装置的容量、额定参数。(4)变电所供电负荷的性质。对于I、类供电负荷在接线设计上考虑要有两个独立电源供电。当任一电源断开后，另一电源应能保证对全部负荷的供电。对于In类负荷一般只考虑提供一个电源。(5)在设计年限内，系统最大、最小运行方式下的短路容量或等值阻抗，包括正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗(归算值)。(6)各侧电网中性点的接地方式以及对本工程变压器中性点接地方式的要求。(7)各侧母线的最大穿越功率。它用来计算各侧母线载流导体的截面积。(8)本工程各侧的同期点，系统电能计量的关口点，以便确定电流、电压互感器的配置以及对精度的要求。(9)

16、电力系统通信的要求，微波、载波和光纤通道的规划，高频加工设备置(阻波器、耦合电容、结合滤波器)的配置及技术参数(10)系统内过电压的数值，对变电所主接线可靠性指标的要求以及其他特殊要求。1. 2.2本变电站设计方案这次我所设计的变电站是一个十分重要的500KV区域变电站。高压侧为2回500KV架空线与2X600MW火电厂相连，另有3回500KV出线与其他500KV变电站相连接，最大负荷利用小时数为4800小时。中压侧为负荷侧，10回出线，负荷容量为1500W,最大负荷利用小时数为4800小时，cos=097。低压侧为35KV侧，变电站站用高压母线，最大负荷利用小时数为3800小时，站用负荷占0.8%。由于500KV侧为系统电源侧，因此考虑到其重要地位及其和其他500KV变电站相