220kv降壓變電所電氣一次系統設計275,kv,降壓,變電所,電氣,一次,系統,設計
220kV降壓變電所電氣一次系統設計
文獻綜述
一﹑研究設計背景
近些年來我國國民經濟迅速發(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：主網變電站，升壓變壓器，二次變電站，配電站四類。電力系統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.變壓器數量和容量的選擇
a 主變臺數的確定 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。變壓器臺數的增多不僅投資增加，消耗材料多，而且使系統接線復雜，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：①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;②滿足變壓器經濟運行條件。
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：
⑴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。
⑵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，根據變電所在電力系統中的位置，規(guī)劃容量，負荷性質，設備特點，進出線總數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、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結構，是電力系統網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，經過技術、經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。但根據變電所在系統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等。為了選擇和校驗電氣設備，載流導體和整定供電系統德爾繼電保護裝置，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以下幾個方面
a 環(huán)境 供電系統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，
ｂ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.TAｋ系定hebei