220kv降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)275
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220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述一研究設(shè)計(jì)背景近些年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,同時(shí)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平也在逐步提高,但對(duì)電力方面的要求也越來(lái)越高,為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全,在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。我國(guó)現(xiàn)在大部分變電站主要是老設(shè)備向新型設(shè)備的轉(zhuǎn)變,有人值守向無(wú)人值守發(fā)展,交流送電向直流送電轉(zhuǎn)變,而國(guó)外的現(xiàn)狀主要是交流送電向直流送電轉(zhuǎn)變。變電站是我國(guó)電力系統(tǒng)中變換電壓、接收和分配電能、控制電流的流向、調(diào)整電壓的電力設(shè)施,變電站通過(guò)變壓器將各級(jí)電網(wǎng)的電壓連接起來(lái)。而我國(guó)的電力變壓器等級(jí)大概分為四類:主網(wǎng)變電站,升壓變壓器,二次變電站,配電站四類。電力系統(tǒng)是我國(guó)的重要能源部門,而變電站設(shè)計(jì),我國(guó)電力工業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)和管理水平正在逐步提高,對(duì)變電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行提出了更高的要求,由于變電站的設(shè)計(jì)范圍廣,內(nèi)容多,邏輯性強(qiáng),不類型,不同性質(zhì)符合,不同電壓等級(jí)的變電站設(shè)計(jì)所側(cè)重的方面是不一樣的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)變電站的形式和規(guī)模,具體問(wèn)題具體對(duì)待,不能以偏概全。所以這更需要我們這些設(shè)計(jì)人員提高水平和預(yù)判的意識(shí)。二設(shè)計(jì)主要內(nèi)容變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分,主要作用是降低電壓并向用電設(shè)備或用電設(shè)備組供電。本次論文設(shè)計(jì)的主要是220kv地區(qū)變電所,地區(qū)變電所所屬地區(qū)性變電所,是一個(gè)地區(qū)或中等城市的主要變電所。下面從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行分析和確定。220kv變電所設(shè)計(jì)的基本要求:1.變壓器數(shù)量和容量的選擇a 主變臺(tái)數(shù)的確定 為保證供電的可靠性,變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器,但一般不超過(guò)兩臺(tái)。變壓器臺(tái)數(shù)的增多不僅投資增加,消耗材料多,而且使系統(tǒng)接線復(fù)雜,維護(hù)困難。當(dāng)一二級(jí)負(fù)荷較大時(shí),為滿足供電可靠性,應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器供電。若一二級(jí)負(fù)荷較小,并且可由低壓側(cè)取得足夠容量的備用聯(lián)絡(luò)電源,也可裝設(shè)一臺(tái)變壓器。b 變壓器形式的確定主變一般采用三相變壓器,且具有三級(jí)電壓的變電所,主變一般采用三繞組變壓器。c 主變?nèi)萘康拇_定 變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。單臺(tái)變壓器的額定容量與計(jì)算負(fù)荷的關(guān)系應(yīng)滿足額定容量大于等于計(jì)算負(fù)荷。對(duì)于兩臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器,則滿足單臺(tái)變壓器的容量大于或等于計(jì)算負(fù)荷,變壓器容量的選擇除必須滿足上述基本要求外,還應(yīng)考慮:為適應(yīng)工廠發(fā)展和調(diào)整需要,變壓器容量應(yīng)留有15%-25%的裕量;滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。對(duì)于設(shè)有兩臺(tái)變壓器的變電所,通常采用兩臺(tái)等容量的變壓器,單臺(tái)變壓器的容量視他們的備用方式而定:明備用 一臺(tái)工作,另一臺(tái)停止作為備用。此時(shí)兩臺(tái)均按最大負(fù)荷時(shí)變壓器負(fù)荷率為100%考慮。暗備用 兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行,正常情況下每臺(tái)各承擔(dān)全部負(fù)荷的一半,因此,每臺(tái)的容量應(yīng)該按照全部最大負(fù)荷的70%選擇。2 .電氣主接線的設(shè)計(jì) 在主接線設(shè)計(jì)中,根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的位置,規(guī)劃容量,負(fù)荷性質(zhì),設(shè)備特點(diǎn),進(jìn)出線總數(shù)等要求來(lái)確定各種電壓等級(jí)的主接線和旁路斷路器的接線形式。電氣主接線是由電氣設(shè)備通過(guò)連接線,按其功能要求組成接受和分配電能的電路,成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò),故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu),是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,直接影響運(yùn)行的可靠性、靈活性并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此,主接線的正確、合理設(shè)計(jì),必須綜合處理各個(gè)方面的因素,經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。對(duì)電氣主接線的基本要求,概括地說(shuō)應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。(1)可靠性。主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這一要求;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),要求停電范圍小,恢復(fù)供電快。(2)靈活性。能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒(méi)有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平變化;改變運(yùn)行方式時(shí)操作方便,便于變電站的擴(kuò)建。(3)經(jīng)濟(jì)性。在確保供電可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下,要盡量節(jié)省建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用,減少用地面積。這三者是一個(gè)綜合概念,不能單獨(dú)強(qiáng)調(diào)其中的某一種特性,也不能忽略其中的某一種特性。但根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同,對(duì)變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、變電站電氣主接線形式亦有了很大變化。目前常用的主接線形式有:?jiǎn)文妇€、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段帶旁路、二分之三接線、橋形接線等。3. 短路電流的計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇短路電流的計(jì)主要是為了選擇短路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求,研究限制短路電流的措施,為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)等。為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備,載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)德爾繼電保護(hù)裝置,需要計(jì)算三相短路電流;校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定,就需要用到短路沖擊電流,穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)短路容量;對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的低壓斷路器,則需要用沖擊電流有效值來(lái)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。4. 供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)(1) 按正常工作條件選擇時(shí)要根據(jù)以下幾個(gè)方面 a 環(huán)境 供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備在制造上分戶外型和戶內(nèi)型,戶外型設(shè)備的工作條件叫惡劣,戶內(nèi)型設(shè)備不能用于戶外。此外,還應(yīng)考慮防腐,防爆,防塵,防火等要求。b電壓 通常規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1-1.15倍,因此,在選擇電氣設(shè)備的額定電壓時(shí),應(yīng)使設(shè)備的額定電壓不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓c 電流 電氣設(shè)備的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度40下,電氣設(shè)備長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流。選擇設(shè)備或載流導(dǎo)體時(shí)應(yīng)滿足以下條件:設(shè)備的額定電流應(yīng)大于或者等于設(shè)備或載流導(dǎo)體長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。(2) 按短路情況進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。a 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 即以設(shè)備出廠時(shí)的最大動(dòng)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)電流大于或等于短路電流的沖擊電流相比, 短路情況下的熱穩(wěn)定對(duì)電流互感器則要滿足下面的熱穩(wěn)定關(guān)系:(Kt In1.TA系定hebei )tItj 其中Kt產(chǎn)品目錄中給定的熱穩(wěn)定倍數(shù);In1.TA電流互感器一次側(cè)額定電流;t 由產(chǎn)品目錄中給定的熱穩(wěn)定時(shí)間。(3)電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)在工程設(shè)計(jì)中,選擇各類電器設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí),除了上述的基本條件外,還應(yīng)考慮他們?cè)诠╇娤到y(tǒng)中的不同用途,根據(jù)其特殊性的工作條件來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。三結(jié)論在未來(lái)一段時(shí)間的設(shè)計(jì)中,通過(guò)自己以上的文件查閱,為自己的設(shè)計(jì)論文提供了非常有力的依據(jù),彌補(bǔ)了自己知識(shí)的欠缺和不足,使自己的論文更加合理和規(guī)范。本次設(shè)計(jì)師大學(xué)四年對(duì)我學(xué)習(xí)的一次綜合測(cè)試,通過(guò)這次設(shè)計(jì),會(huì)使我學(xué)到很多課本上沒(méi)有的東西,掌握變電站電氣部分設(shè)計(jì)的過(guò)程,這將是對(duì)我所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次實(shí)踐,更加的鞏固和加深,逐步提高自己的能力。本次設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)會(huì)滿足原始材料的要求同時(shí)滿足變電站在未來(lái)十年發(fā)展的需要,增加我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn):1 曹繩敏. 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料M .水利電力出版社,1995.2 范錫普. 發(fā)電廠電氣部分第二版M .北京:中國(guó)電力出版社,1995. 3 西北電力設(shè)計(jì)院. 發(fā)電廠變電所電氣接線和布置M. 水利電力,1992,7.4 西安交通大學(xué). 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