发电厂课程设计--500kV降压变电所电气一次部分设计

发电厂课程设计题目：500kV降压变电所电气一次部分设计

2012年5月28日—6月8日

目录

一、课程设计任务书

1.1 课题内容（原始资料） (2)

1.2 课题任务要求 (4)

二、电气主接线设计

2.1 主接线设计基本要求与设计原则 (5)

2.2 主接线方案的选取取 (6)

三、负荷计算及变压器选择择

3.1 主变台数、容量和型式的确定 (10)

3.2 所用变压器的选择 (14)

四、短路计算 (15)

五、主要电气设备选择

5.1 断路器及隔离开关的选择 (16)

5.2 母线的选择 (17)

5.3 各主要电气设备选择结果一览表 (18)

六、计算书

七、心得

八、附录1：500KV变电所电气主接线原理图

附录2：500KV变电所电气配置图

一、课程设计任务书

1.1课题内容（原始资料）

1、建所目的：

由于地区负荷中心，电力系统的发展和负荷增长很快，故在该地区拟建一个500kv降压变电所，向该负荷中心用220kv和35kv电压供电。

2、拟建变电所联网情况如下图1所示：

3、地区环境条件：

年最高气温：42℃；年最低气温：-4℃；海拔600米；污秽程度轻级；年雷暴日小于30天

4、负荷资料：

(1) 220kv线路6回，最大负荷利用时间为4200h，具体情况如下表1所示：

表1-1 220kv线路负荷情况

（2）所用电负荷统计如下表2所示

表1-2 所用电负荷统计

（3）保护：各电器主要保护动作时间为0，后备保护动作时间为3.5秒。

1.2课题任务要求：

根据所学的知识，参考文献和给定的课题内容（原始资料）对500kv降压变电所的电气一次部分进行设计。具体为：

1. 确定变电所电气主接线（进行3~4种方案比较论证）

2. 确定变电所主变压器的台数和容量

3. 确定所用的点接线（进行2~3种方案比较论证）

4. 确定所用变压器的台数和容量

5. 确定各电压级配电装置

6. 确定各电压级各主要的电气设备

7. 确定电压互感器和电流互感器的配置

8. 按时独立完成设计任务书规定的内容，对设计中所出现的问题进

行综合分析并加以解决；

9. 按设计要求撰写课程设计论文报告书，文字通顺，排版合理，图

纸符合国家规范。

二、电气主接线设计

2.1 主接线设计基本要求与设计原则

（1）保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的大故障率及其对供电的影响。

（2）具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下调整要求。

（3）主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少电能损失，即具有经济性。

（4）应能容易地从初期过度到最终接线，并在扩建过度时，一次和二次设备所需的改造最小，即具有发展和扩建的可能性。

（5）变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。

（6）在35kV配电装置中，当线路为 3 回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。

（7）220kV配电装置中，线路在4 回以上时一般采用双母线接线。

（8）500kV 配电装置中，对可靠性要求较高。当配电装置连接元件总数在6 个及以上时，通常都采用一台半断路器接线或双母线分段带旁母的接线方式。

（9）当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。

2.2 主接线方案的选取

2..2.1 500kV 侧主接线方案的选取

该变电所为系统中的枢纽变，在系统中有较重要的地位，对可靠性要求高。且根据任务书要求，本电压等级负荷容量大，亦需要有较高的可靠性。经考虑，采用的主接线方案有：一台半断路器接线，角形接线，双母线分段带旁路接线。

方案①：角形接线

WL2

T1T2

WL1

优点：所用断路器数目少，却具备较高的可靠性，任意一台断路器检修时，不会引起任何回路停电，不存在母线故障所产生的影响,一条回路发生故障时，不影响其它回路正常供电，且不会发生带负荷断开隔离开关的事故。

缺点：检修任何一台断路器时，多角形就开环运行，容易造成供电紊乱，运行方式变化大，继电保护装置复杂，不便于扩建。本变电站位于负荷中心，发展迅速，故多角形接线方式不适用。

方案②：双母线分段带旁路接线

优点：除具备双母线分段接线的优点外，在双母线分段接线的基础上，增加了一条旁路母线，可保证当线路断路器检修时不停电，极大的提高了供电可靠性。

缺点：旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，双母线分段断路器所需断路器数目多，投资费用较大。

本高压变电站进出线为4回，双母线分段接线相对于其它接线方式需要更多的断路器，投资大，故不适合选用该接线方式。

方案③：一台半断路器接线

优点：有很高的可靠性，运行经验表明，在双重故障情况下，一台半接线都可以保护80%的元件不停电，这是其他任何接线方式不可比的。有较高的运行灵活性，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，操作引起故障的几率小。运行操作方便，设备检修方便，总体上说，在保护及二次回路接线方面不比母线制接线复杂。对于本500kV高压变电站，进出线为4回，用断路器数目为6台，只比双母线接线多一台，比双母线分段的断路器少一台，费用不高。综合各方面因素，500kV高压侧选用一台半断路器接线方式。

综上所述，确定方案③为本变电站500kV高压侧的最终接线方式。2.2.2 220kV侧主接线方案的选取