220kv降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設計275
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220kV降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設計 文獻綜述一研究設計背景近些年來我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展,同時電力工業(yè)的技術水平和管理水平也在逐步提高,但對電力方面的要求也越來越高,為保證電能的質量以及設備的安全,在變電所中還需進行電壓調整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設備的保護。我國現(xiàn)在大部分變電站主要是老設備向新型設備的轉變,有人值守向無人值守發(fā)展,交流送電向直流送電轉變,而國外的現(xiàn)狀主要是交流送電向直流送電轉變。變電站是我國電力系統(tǒng)中變換電壓、接收和分配電能、控制電流的流向、調整電壓的電力設施,變電站通過變壓器將各級電網(wǎng)的電壓連接起來。而我國的電力變壓器等級大概分為四類: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)是我國的重要能源部門,而變電站設計,我國電力工業(yè)系統(tǒng)的技術和管理水平正在逐步提高,對變電站設計和運行提出了更高的要求,由于變電站的設計范圍廣,內容多,邏輯性強,不類型,不同性質符合,不同電壓等級的變電站設計所側重的方面是不一樣的。在設計過程中要根據(jù)變電站的形式和規(guī)模,具體問題具體對待,不能以偏概全。所以這更需要我們這些設計人員提高水平和預判的意識。二設計主要內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備或用電設備組供電。本次論文設計的主要是220kv地區(qū)變電所,地區(qū)變電所所屬地區(qū)性變電所,是一個地區(qū)或中等城市的主要變電所。下面從以下幾個方面來對本次設計的主要內容進行分析和確定。220kv變電所設計的基本要求:1.變壓器數(shù)量和容量的選擇a 主變臺數(shù)的確定 為保證供電的可靠性,變電所一般應裝設兩臺變壓器,但一般不超過兩臺。變壓器臺數(shù)的增多不僅投資增加,消耗材料多,而且使系統(tǒng)接線復雜,維護困難。當一二級負荷較大時,為滿足供電可靠性,應采用兩臺變壓器供電。若一二級負荷較小,并且可由低壓側取得足夠容量的備用聯(lián)絡電源,也可裝設一臺變壓器。b 變壓器形式的確定主變一般采用三相變壓器,且具有三級電壓的變電所,主變一般采用三繞組變壓器。c 主變容量的確定 變壓器的容量首先要滿足在計算負荷下變壓器能夠長期可靠運行。單臺變壓器的額定容量與計算負荷的關系應滿足額定容量大于等于計算負荷。對于兩臺并列運行的變壓器,則滿足單臺變壓器的容量大于或等于計算負荷,變壓器容量的選擇除必須滿足上述基本要求外,還應考慮:為適應工廠發(fā)展和調整需要,變壓器容量應留有15%-25%的裕量;滿足變壓器經(jīng)濟運行條件。對于設有兩臺變壓器的變電所,通常采用兩臺等容量的變壓器,單臺變壓器的容量視他們的備用方式而定:明備用 一臺工作,另一臺停止作為備用。此時兩臺均按最大負荷時變壓器負荷率為100%考慮。暗備用 兩臺同時運行,正常情況下每臺各承擔全部負荷的一半,因此,每臺的容量應該按照全部最大負荷的70%選擇。2 .電氣主接線的設計 在主接線設計中,根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的位置,規(guī)劃容量,負荷性質,設備特點,進出線總數(shù)等要求來確定各種電壓等級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備通過連接線,按其功能要求組成接受和分配電能的電路,成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡,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構,是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分,直接影響運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此,主接線的正確、合理設計,必須綜合處理各個方面的因素,經(jīng)過技術、經(jīng)濟論證比較后方可確定。對電氣主接線的基本要求,概括地說應包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。(1)可靠性。主接線的設計首先應滿足這一要求;當系統(tǒng)發(fā)生故障時,要求停電范圍小,恢復供電快。(2)靈活性。能適應一定時期內沒有預計到的負荷水平變化;改變運行方式時操作方便,便于變電站的擴建。(3)經(jīng)濟性。在確保供電可靠、滿足電能質量的前提下,要盡量節(jié)省建設投資和運行費用,減少用地面積。這三者是一個綜合概念,不能單獨強調其中的某一種特性,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,對變電所主接線的性能要求也不同的側重。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:單母線、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. 短路電流的計算和電氣設備的選擇短路電流的計主要是為了選擇短路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求,研究限制短路電流的措施,為繼電保護設計與調試提供依據(jù)等。為了選擇和校驗電氣設備,載流導體和整定供電系統(tǒng)德爾繼電保護裝置,需要計算三相短路電流;校驗電氣設備和載流導體的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定,就需要用到短路沖擊電流,穩(wěn)態(tài)短路電流計短路容量;對瞬時動作的低壓斷路器,則需要用沖擊電流有效值來進行動穩(wěn)定校驗。4. 供電系統(tǒng)中電氣設備的選擇和校驗(1) 按正常工作條件選擇時要根據(jù)以下幾個方面 a 環(huán)境 供電系統(tǒng)的電氣設備在制造上分戶外型和戶內型,戶外型設備的工作條件叫惡劣,戶內型設備不能用于戶外。此外,還應考慮防腐,防爆,防塵,防火等要求。b電壓 通常規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的1.1-1.15倍,因此,在選擇電氣設備的額定電壓時,應使設備的額定電壓不低于設備安裝地點的電網(wǎng)額定電壓c 電流 電氣設備的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度40下,電氣設備長期允許通過的電流。選擇設備或載流導體時應滿足以下條件:設備的額定電流應大于或者等于設備或載流導體長期通過的最大工作電流。(2) 按短路情況進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。a 動穩(wěn)定校驗 即以設備出廠時的最大動穩(wěn)定實驗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)定對電流互感器則要滿足下面的熱穩(wěn)定關系:(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電流互感器一次側額定電流;t 由產(chǎn)品目錄中給定的熱穩(wěn)定時間。(3)電氣設備的選擇和校驗在工程設計中,選擇各類電器設備和載流導體時,除了上述的基本條件外,還應考慮他們在供電系統(tǒng)中的不同用途,根據(jù)其特殊性的工作條件來進行校驗。三結論在未來一段時間的設計中,通過自己以上的文件查閱,為自己的設計論文提供了非常有力的依據(jù),彌補了自己知識的欠缺和不足,使自己的論文更加合理和規(guī)范。本次設計師大學四年對我學習的一次綜合測試,通過這次設計,會使我學到很多課本上沒有的東西,掌握變電站電氣部分設計的過程,這將是對我所學知識進行一次實踐,更加的鞏固和加深,逐步提高自己的能力。本次設計預計會滿足原始材料的要求同時滿足變電站在未來十年發(fā)展的需要,增加我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。參考文獻:1 曹繩敏. 電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料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:中國電力出版社,1995. 3 西北電力設計院. 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. 發(fā)電廠變電所電氣主接線M. 2000,5.5 王錫凡. 電力工程基礎M. 西安交通大學出版,2000,1.6 余建明,同先前,蘇成文. 供電技術M. 機械工業(yè)出版社,2008,2.7 于沈陽. 10-220kv變電所設計J.遼寧科學技術出版社,1993. 10:2-7.8 陳志軍.國內外變電站無人值守的比較與思考J.廣東電力,2009(1):1-3.9 黃純華.發(fā)電廠電氣部分課程設計參考M.10 夏道止.電力系統(tǒng)分析M.中國電力出版社.11 劉貞,殷小虹.智能變電站的實現(xiàn)J.科技前沿,2009(11):9-12.12 阮大偉.電力體制改革與供應鏈管理J.中國經(jīng)濟出版社,2006(11):4-8.13 陳月娥.有關22OkV變電站設計思路的分析J.電力建設,2005(8):5-7.14 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析(第三版)M. 中國電力出版社.15 李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第三版)M.中國電力出版社.
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