华北水利水电学院毕业设计
华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告
2010年 3月 22日
学生姓名 题目名称 课题来源 曹安明 学号 200607228 专业 电气工程及其自动化 CAM变电站初步设计 模拟 一，设计的原始资料： 1，设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。 2，确定本变电所的电压等级为220/110/10KV,220KV是本变电所的电源电压，110KV和10KV是二次电压。 3，待建变电所的主接线中，中压侧110KV母线，送出2回线路；在低压侧10KV母线，送出10回线路；在本所220KV母线有三回输出线路送向负荷。该所建在地势平坦，交通方便之地。 4，变压器采用两台型号完全相同的变压器，其容量为240MVA。 二，电气主接线设计 1、主变压器配置方案的确定 主 要 内 容 根据本电站对负荷的供电情况及与电力系统交换功率的情况，选定主变压器的台数、容量以及型号。主变压器选择应根据我国现行《电气设计手册》的有关规定进行。具体如下： ⑴ 容量的确定：240MVA ⑵ 台数确定：两台 ⑶ 型号选择：SFPS-7型220KV级三相三圈无载调压变压器。 2、各电压等级接线方式的确定。 方案一：220kV电压等级接线方式选为双母线分段接线，110kV电压等级接线方式选为单母线接线，10kV电压等级接线方式选为单母线分段接线。 方案二：220KV电压等级接线方式选为双母线接线，110kV电压等级接线方式选为内桥接线，10kV电压等级接线方式选为单母线分段接线。 方案三：220KV电压等级接线方式选为双母线接线，110kV电压等级接线方式选为外桥接线，10kV电压等级接线方式选为双母线接线。 三，短路电流计算 在有限容量系统计算中，短路电流的计算采用运算曲线法。其计算步骤如下： 第 I 页
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(1)、画出以标幺值电抗表示的等值电路图（取SN=100MVA，UN=Uav），原始网络中所有的负荷均认为是断开的。 (2)、进行等值电路的网络化简，最终简化成各个电源点与短路点之间都是只经过一个电抗直接相连。这个直接电抗就称为该电源对短路点的“转移电抗”。 (3) 、将各“转移电抗”分别换算成以各自的电源总容量为基准容量的新标幺值，即为各电源到短路点的“计算电抗”Xjs。 (4) 、用“计算电抗”Xjs在“运算曲线”上查短路电流周期分量任意时刻的标幺值。如计算电抗标幺值Xjs＞3，则电源可看成无限大电源。 (5) 、最后求出各电源供出的短路电流有名值，进行相加，就得到了短路点总的三相短路电流有名值。 四，电气设备选择 （一）电气设备选择的一般原则和基本要求 1、基本要求 设备选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证电站的安全运行和供电的可靠性，并留有适当的发展裕度，应尽量选用轻型设备和常用产品。在同一电站中，应尽量减少设备和材料的种类。 电气设备要能可靠工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其短路的热稳定和动稳定。 2、 最大长期工作电流的确定 变压器：Igmax?1.05Se3Ue 主母线及母联回路：取母线上最大一台发电机或变压器的Igmax； 母线分段回路：Igmax=（0.5～0.8）Iemax（母线上最大一台发电机或变压器的Ie） 用户线：单回 Igmax?P3Uecos?0.8P?3Uecos?(1?5%) 双回线 Igmax?3、 周围空气温度的确定 (1?5%) 室外部分取当地月平均最高温度：室内配电装置（10KV）取通风设计时采第 II 页
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用的最高室温，若缺少设计数据时，按当地月平均最高温度+5℃考虑。 4、计算时间的确定 （1）开断计算时间tk为主保护动作时间tb1和断路器固有分闸时间tgf之和，即tk=tb1+tgf。 （2）热稳定校验时间tr为保护时间tb和断路器的开断时间tkd之和，即tr= tb+tkd。 无时限的主保护时间tb1取0.05s。热稳定校验时，对于裸导体取tb为主保护时间tb1，对于电器取tb为后备保护时间tb2。tkd =tgf+th，tgf查有关手册求取，一般取0.06s；th为燃弧时间，一般取0.02～0.04s。 （二）硬母线及软导体的选择 硬导体包括矩形、槽形和管形等，软导体指钢芯铝绞线。硬母线和软导线应按长期发热允许电流选择截面和按经济电流密度选择截面。对于年最大负荷利用小时数较大，距离较长、传输容量也较大的回路（如发电机引出线回路和变压器引出线回路），一般按经济电流密度选择截面，其它较短导体（如汇流母线）一般按长期发热允许电流选择截面。 除按上述原则选择载流导体截面外，尚应进行热稳定、动稳定及电晕电压校验等。 1、按长期发热允许电流选择截面 （1）首先需求出最大长期工作电流Igmax； （2）温度修正系数 K??（3）Iv?0?K?Iv?0?Igmax?y??070??0 ??v??070?25则满足长期发热要求。这里，?0和?0分别为额定环00境温度和实际环境温度；Iv?和Iv?分别为导体额定环境温度和实际环境温度下的允许电流。 2、按经济电流密度选择截面 SJ=Igmax/J （2-15） 式中：SJ——经济截面（mm2）；J——经济电流密度（A/mm2），查有关手册。 按经济电流密度选择截面还必须按长期发热进行校验。 3、按电晕电压校验 对110KV及以上电压的母线应校验母线电晕电压。使导线安装处的最高工作电压Ugmax小于临界电晕电压Ulj。即 Ugmax≤ULJ 4、热稳定校验 第 III 页