长风小区变电站及直流系统设计毕业论文.docx

长风小区变电站及直流系统设计毕业论文目 录摘 要错误！未定义书签。Abstract错误！ 未定义书签。第一章电气主接线方案设计1第一节主变压器容量、台数及形式的选择1一、概述1二、主变压器台数的选择1三、主变压器容量的选择2四、主变压器型式的选择2第二节主接线方案的拟定4一、概述4二、主接线的基本形式和要求4三、主接线的接线方式比较5五、电气主接线方案比较9第三节电气主接线方案确定10一、220kV电压等级10二、110kV电压等级10三、10kV电压等级10第二章短路电流的计算12第一节 系统等值网络图及标幺值计算12第二节各点短路电流的计算14一、，点短路时（220KV侧短路） 14二、Dz点短路时（110KV侧短路）15三、D3点短路时（10KV侧短路）17第三章电气设备的选择19第一节概述19一、一般原则19二、技术条件19第二节 断路器隔离开关的选择21一、概述21二、各电压等级的选择22第二节 电流互感器的选择25一、概论25二、电流互感器的选择规则25第三节 各级电流互感器的选择27第四节电压互感器的选择规则29第五节 各级电压互感器的选择29第六节母线的选择32第四章 变电站直流系统的设计35第一节概述35一、直流系统接线35二、直流系统额定电压35三、蓄电池充电设备选择36第二节直流馈电网络36第三节直流系统方案拟定36第四节直流系统的负荷统计37一、概念37二、直流负荷统计37三、事故负荷计算时间39第五节直流系统的设备选择40一、常用蓄电池的分类及其特点40二、蓄电池组选择41三、充电装置容量选择43第六节变电站直流系统运行及注意事项44一、直流系统的运行方式44二、在变电所应注意的几个问题44三、结论45结论46主要参考文献（资料）47致谢48附录一：外文翻译49第一章电气主接线方案设计第一节主变压器容量、台数及形式的选择一、概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。它的确定出了依据传递容量等基本原始资料外，还应同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，合理选择，否则将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加扳耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益.；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等,在选择主变压器时,要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下,要考虑到经济性来选择主变压器。对重要的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类和n类负荷的供电；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%80%。二、主变压器台数的选择由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是省会地区220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时,要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。三、主变压器容量的选择主变容量一般按变电所建成近期负荷，510年规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电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所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，本变电站主变容量应满足：S20. 7X260=182MVA所以选择容量为180MVA或240MVA的变压器。选用240MVA的变压器虽然在一台主变故障退出运行时可承担全部负荷的90%,却大大提高了一次投资。考虑变压器的事故过负荷能力为40%,即，发生事故时，允许变压器短时过载运行。选用180MVA的变压器，在一台变压器故障退出运行时，另一台主变能承担全部负荷的69%,考虑变压器短时过载运行能力，则一台主变故障时可保证对全部负荷的正常供电。故选择每台主变容量为180MVA。(-)主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。当选择变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。本次设计的变电所，位于省会地区，不受运输的条件限制，而应尽量少占用土地,故本次设计的变电所选用三相变压器。(-)绕组数的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组,产生很高的感应过电压。由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。L分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%,分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大,当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时,如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。2 普通三绕组变压器:价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活,满足各种继电保护的需求。乂能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。主变的型式还要根据经济性、可靠性、安全性等等综合考虑。因此，主变型式在经过经济性方案比较后确定。（三）主变调压方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，220KV及以上网络电压应符合以下标准：1 ,枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的11.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%,事故后不应低于电网额定电压的95%02 .电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%100%。调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。（四）连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。玩过110KV及以上电压，变压器三项绕组都采用“Yn”连接，35KV以下高压电压，变压器三项绕组都采用“d”连接。在发电厂和变电站中，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因素，主变压器接线组别一般都选用YN, dll常规接线。（五）容量比的选择由原始资料可知，220KV侧最大输入功率为260MVA。110KV侧最大负荷为260MVA,最小负荷为130MVA。10KV侧最大负荷70MVA,最小负荷25MVA。可见H0KV中压侧为主要受功率绕组，而10KV侧主要用于所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：180/180/60。（六）主变压器冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以,选择强迫油循环风冷却。(七)主变压器的确定根据设计任务书的要求，该变电站拟安装两台有载调压主变压器，其中一台主变压器退出运行时另一台主变压器承担70%的全部负荷。变电站总容量为260MVA,每台主变压器容量应为260X0. 7E82MVA；低压侧负荷最大容量为70MVA,每台主变压器低压侧容量应为 70X0. 7=49MVAo通过比较自耦变压器与三绕组变压器各自具有的优缺点，并结合设计任务书中要求，主变压器拟采用SFPSZ10-180000/220型强迫油循环风冷三相三绕组有载调压降压变压器，其主要参数如下：容量(MVA)： 180/180/60；额定电压(kV)： 22O±8X1.25%/121/11；短路电压百分值(%)：高压-中压(U"%) 1214；高压-低压(U%) 2224；中压-低压(U2-3%) 79；接法：YN ynO dll。第二节主接线方案的拟定一、概述主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、互感器和电缆等组成的产生、汇集和分配电能的电路，也是构成