220KV变电站电气部分.docx

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1、毕业设计（论文）题 目：某机械厂降压变电所电气主系统系（部）：电气工程及其自动化专业班级：电力传动2班姓 名：学 号：指导教师：2014年5月1日引言变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求,更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。现

2、阶段：全面做好“十二五”发展规划，加快电网重点工程建设，进一步加强企业经营管理，推进“三集五大”体系建设，加大科技创新和管理创新力度，继续加强“三个建设电力力布局由注重就地平衡向全国乃至更大范围优化统筹转变，电力结构由过度依赖煤电向提高非化石能源发电比重转变，推进集约化发展和标准化建设，充分发挥国家电网在电力市场化、能源清洁化、经济低碳化、生活方式现代化中的基础性作用；实现供配电输送无缝隙，无错误结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，根据当地电力系统发展规划，拟在某区域新建一座220KV变电站，本题课题联系实际。本次设计是在掌握变电站生产

3、过程的基础上完成的。通过它可以复习巩固了专业课程的有关内容，拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择等摘要随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的更要求也越来越高。本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析,选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择电气设备，关键字220KV,变电站；短路计算；电气设备选择。ABSTRACTWith the development of sci

4、ence and technology in China, particularlycomputing technology has advanced, the power system demands on substationmore and more.The design is refer to the part of 220kV electrical substation design.First of all, analyze the original data and choose the main transformer,based on it , design the main

5、 wiring and Short Circuit Calculation, at lastchoose ； Electrical equipment SelectionKey Words220KV, Substation； Short Circuit Calculation； Electrical equipmentSelection弓I言1摘要2ABSTRACT 3目录31 .电气主接线的设计51.1 主接线概述51.2 主接线设计原则71.3 主接线选择82 .主变压器的选择102.1 主变压器的选择原则 102.1.1 主变压器台数的选择112.1.2 主变压器容量的选择112.1.3

6、 1. 3绕组数量和连接形式的选择112.2 主变压器选择结果 123 .220KV变电站电气部分短路计算123.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算 133.2 10KV侧短路计算 143.3 220KV侧短路计算 173.4 110KV侧短路计算 184 .电气设备的选择204.1 断路器和隔离开关的选择204. 1. 1 220KV出线、主变侧 215. 1.2 主变 U0KV 侧246. 1.3 10KV限流电抗器、断路器隔离开关的选择 264.2 电流互感器的选择304. 2. 1 220KV侧电流互感器的选择315. 2.2 110KV侧的电流互感器的选择326. 2.3 10KV侧电

7、流互感器的选择334.3 电压互感器的选择334. 3. 1 220KV侧母线电压互感器的选择344.3.2 110KV母线设备PT的选择354. 3.3 10KV母线设备电压互感器的选择354. 4.4变压器220KV侧引接线的选择与校验354.4.5变压器11OKV侧引接线的选择与校验364.4.6变压器1OKV侧引接线的选择与校验374. 5避雷器的选择 38结束语43参考文献44附录145主要设备清单表45附录246主接线图461.1 气主接线的设计1.2 主接线概述电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的电气设备图

8、形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。单母线接线及单母线分段接线1、单母线接线单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母

9、线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时,所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。2、单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，

10、拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站610KV接线中。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用。3、单母线分段带旁路母线的接线单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。双母线接线及分段接线1、双母线接线双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特

11、点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的610KV配电装置;3560KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110220KV出线数为5回及以上时。2、双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高,当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回

12、路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必短期停电。双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220550KV大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双母线分四段接线的。3、双母线带旁路母线的接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的1.3 主接线设计原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供

13、电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则。1.4 主接线选择根据原始资料的分析现列出两种主接线方案。方案一：220KV侧双母接线，UOKV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而双母接线使用范围是110220KV出线数为5回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。HOkV出线10回（其中备用2回），llOkV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂,其容量为80000kVA,其他作为一些地区变电所进线，其他地区变电所

14、进线总负荷为100MVA。根据条件选择双母接线方式。10kV出线12回（其中备用2回），10kV侧总负荷为35000kVA, I、II类用户占60%,最大一回出线负荷为2500kVA,最大负荷与最小负荷之比为0.65。选择单母分段接线方式。方案主接线图如下：八 八 八八 八 八 X 弋弋忑忑十、 、220vX110YV、XXXXX、X X X V VXXV、X XXXX X X V V VQv XX X XV V、XX、 X XX、VXXX X Xv v VX X X XX X、XXX X、XXXXX VVVVVVVVVV图M主接线方案一方案二：方案进行综合比较：220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大,因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，