畢業(yè)論文 220kv變電站電氣一次部分初步設(shè)計

1、編號畢業(yè)設(shè)計報 告設(shè)計題目：220kv變電站電氣一次部分初步設(shè)計姓名專業(yè)名稱班級指導(dǎo)老師姓名：（姓名）（單位）報告提交日期：答辯日期： 答辯委員會主席：評閱人：（日期）二 0一0年四月南昌大學(xué)自考本科設(shè)計畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 摘 要電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點。作為一種先進的生產(chǎn)力和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)對促進國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步起到了重要作用。與社會經(jīng)濟和社會發(fā)展有著十分密切的關(guān)系，它不僅是關(guān)系國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略大問題，而且與人們的日常生活、社會穩(wěn)定密切相關(guān)。本設(shè)計討論的是220k

2、v變電站電氣部分的設(shè)計。首先對原始資料進行分析，選擇主變壓器，在此基礎(chǔ)上進行主接線設(shè)計，再進行短路計算，選擇設(shè)備，然后進行防雷接地以及保護、配電裝置設(shè)計。關(guān)鍵字：變電站；短路計算；設(shè)備選擇。目 錄1 引言 32 原始資料的分析 42.1原始資料 42.2原始資料分析 53 變電站電氣主接線的確定 63.1電氣主接線的概述.63.2計算220kv側(cè)的短路.103.3變壓器的選擇144所用電設(shè)計174.1所用變選擇174.2所用電接線圖175 短路電流計算 195.1 作出系統(tǒng)的簡化等值電路圖195.2 系統(tǒng)的參數(shù)計算 195.3 短路點的選擇205.4 計算短路電流206 電氣設(shè)備的選擇316.

3、1 變壓器變壓器的選擇316.2 電抗器的選擇316.3 主要電氣設(shè)備的選擇317 繼電保護與自動裝置488 防雷保護與接地518.1防雷保護 518.2 避雷針防雷保護計算528.3 接地裝置57致謝 58參考文獻59心得 60第1章 引言電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國計民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個國家的國民經(jīng)濟發(fā)展水平及其社會現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志。黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會的宏偉目標，從一定意義上講，實現(xiàn)這個宏偉目標，需要強有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應(yīng)，需要優(yōu)質(zhì)高效的電力服務(wù)。本畢業(yè)設(shè)計是在完成本專業(yè)所有課程后進行的綜合能力考核。通過對原始資料的分析、主接

4、線的選擇及比較、短路電流的計算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kv變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計，達到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識，掌握變電站電氣部分和防雷保護設(shè)計的基本方法，體驗和鞏固我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識的水平和能力，培養(yǎng)我們運用所學(xué)知識去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實際問題，培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題的能力的目的。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的潮流及短路計算以及各種電力手冊及其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護設(shè)計的基本方法，并在設(shè)計中增新、拓寬。提高專

5、業(yè)知識，拓寬、提高專業(yè)知識，完善知識結(jié)構(gòu)，開發(fā)創(chuàng)造型思維，提高專業(yè)技術(shù)水平和管理，增強計算機應(yīng)用能力，成為一專多能的高層次復(fù)合型人才。第2章 原始資料及分析21 原始資料21.1 系統(tǒng)資料 系統(tǒng)容量系統(tǒng)電抗（sb100mva）電壓級線路電抗（/km)系統(tǒng)c1 0.092200.421.2 負荷資料電壓級別220kv110kv10kv最大mw6015038最小mw307519cos0.850.850.8tmax小時500050005000回路數(shù)4622負荷類型二、三二、三二、三2.1.3 其他資料1、年最高氣溫為40，平均為20。2、站后備保護的動作時限為2.5秒。2.1.4 站地理位置示意圖（

6、其中ma/b表回路最大最小負荷數(shù)，單位：mw，虛線表示不同電壓等級分區(qū)）2.2 原始資料分析 2.2.1 變電站的類型變電站所有三個電壓等級，高壓為220kv，中壓為110kv，低壓為10kv。變電所的性質(zhì)為終端變電站2.2.2 變電站與系統(tǒng)連接情況變電站通過雙回路與一個無窮大系統(tǒng)的g連接2.2.3負荷的電壓等級及輸出容量 變電站中的三個電壓等級均有負荷，分別是220kv等級為60/30mw，110kv為150/75mw，10kv等級為38/19mw。（其中a/b表回路最大最小負荷數(shù)）注明：變電站所用電容量在系統(tǒng)中所占比例太小，特此忽略。2.2.4 負荷輸電回路數(shù)1、220kv等級負荷的輸電回

7、路數(shù)為4回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電。2、110kv等級負荷的輸電回路數(shù)為6回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電3、10kv等級負荷的輸電回路數(shù)為22回，9回為雙回路,4回為單回路。2.2.5變電站的氣候條件 變電站的年最高氣溫為40，平均為20第3章 變電站電氣主接線的確定3.1電氣主接線的概述電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經(jīng)濟合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和

8、運行方式時，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖時，將互感器、避雷器、電容器、中性點設(shè)備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來。對一個電廠而言，電氣主接線在電廠設(shè)計時就根據(jù)機組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經(jīng)濟性、發(fā)展和擴建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點要求：1）運行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。2）運行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，

9、特別是當一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時，能夠通過倒換開關(guān)的運行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。3）主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。 基本要求 電氣主接線應(yīng)滿足下列基本要求：牽引變電所、鐵路變電所電氣主接應(yīng)綜合考慮電源進線情況（有無穿越通過）、負荷重要程度、主變壓器容量和臺數(shù)，以及進線和饋出線回路數(shù)量、斷路器備用方式和電氣設(shè)備特點等條件確定，并具有相應(yīng)的安全可靠性、運行靈活和經(jīng)濟性。具有一級電力負荷的牽引變電所，向運輸生產(chǎn)、安全環(huán)衛(wèi)等一級電力負荷供電的鐵路變電所，城市軌

10、道交通降壓變電所（見電力負荷、電力牽引負荷）應(yīng)有兩回路相互獨立的電源進線，每路電源進線應(yīng)能保證對全部負荷的供電。沒有一級電力負荷的鐵路變、配電所，應(yīng)有一回路可靠的進線電源，有條件時宜設(shè)置兩回路進線電源。主變壓器的臺數(shù)和容量能滿足規(guī)劃期間供電負荷的需要，并能滿足當變壓器故障或檢修時供電負荷的需要。在三相交流牽引變電所和鐵路變電所中，當出現(xiàn)三級電壓且中壓或低壓側(cè)負荷超過變壓器額定容量的15%時，通常應(yīng)彩三繞組變壓器為主變壓器。按電力系統(tǒng)無功功率就地平衡的要求，交流牽引變電所和鐵路變、配電所需分層次裝設(shè)并聯(lián)電容補償設(shè)備與相應(yīng)主接線配電單元。為改善注入電力統(tǒng)的諧波含量，交流牽引變電所牽引電壓側(cè)母線，還

11、需要考慮接入無功、諧波綜合并聯(lián)補償裝置回路（見并聯(lián)綜合補償裝置）。對于直流制干線電氣化鐵路，為減輕直流12相脈動電壓牽引網(wǎng)負荷對沿線平行通信線路的干擾影響，需在牽引變電所直流正、負母線間設(shè)置550 hz、650hz等諧波的并聯(lián)濾波回路。電源進（出）線電壓等級及其回路數(shù)、斷路器備用方式和檢修周期，對電氣主接線形式的選擇有重大影響。當交、直流牽引變電所35 kv220 kv電壓的電源進線為兩回路時，宜采用雙t形分支接線或橋形接線的主接線，當進（出）線不超過四回路及以上時，可采用單母線或分段單母線的主接線；進（出）線為四回路及以上時，宜采用帶旁路母線的分段單線線主接線。對于有兩路電源并聯(lián)運行的6kv

12、10 kv鐵路地區(qū)變、配電所，宜采用帶斷路器分段的單母線接線；電源進線為一主一備時，分段開關(guān)可采用隔離開關(guān)。無地方電源的鐵路（站、段）發(fā)電所，裝機容量一般在2 000 kva以下，額定電壓定為400 v或6.3 kv，其電氣主接線宜采用單母線或隔離開關(guān)分段的單母線接線。交、直流牽引變電所牽引負荷側(cè)電氣接線形式，應(yīng)根據(jù)主變壓器類型（單相、三相或其他）及數(shù)量、斷路器或直流快速開關(guān)類型和備用方式、饋線數(shù)目和線路的年運輸量或者客流量因素確定。一般宜采用單母線分段的接線，當饋線數(shù)在四回路以上時，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線的接線。主接線選擇根據(jù)原始資料的分析現(xiàn)列出兩種主接線方案。方案一：220kv側(cè)雙母接

13、線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線。220kv出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110220kv出線數(shù)為5回及以上時。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便等特點。110kv出線10回（其中備用2回），110kv側(cè)有兩回出線供給遠方大型冶煉廠，其容量為80000kva，其他作為一些地區(qū)變電所進線，其他地區(qū)變電所進線總負荷為100mva。根據(jù)條件選擇雙母接線方式。10kv出線12回（其中備用2回），10kv側(cè)總負荷為35000kva，、類用戶占60%，最大一回出線負荷為2500kva，最大負荷與最小負荷之比為0.65。選擇單母分段接線方式9。方案主接線圖如

14、下：圖2-1主接線方案一方案二：方案進行綜合比較：220kv側(cè)雙母帶旁路接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線。220kv出線6回（其中備用2回），而由于本回路為重要負荷停電對其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對于接于旁路母線的線路回數(shù)較多，并且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。主接線如下圖：圖2-2 主接線方案二現(xiàn)對兩種方案比較如下10：表2-1 主接線方案比較表方案項目方案一：220kv側(cè)雙母接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段

15、接線。方案二、220kv側(cè)雙母帶旁路接線，110kv側(cè)雙母接線、10kv側(cè)單母分段接線?？煽啃?.220kv接線簡單，設(shè)備本身故障率少；2.220kv故障時，停電時間較長。1.可靠性較高；2.有兩臺主變壓器工作，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性1.220kv運行方式相對簡單，靈活性差；2.各種電壓級接線都便于擴建和發(fā)展。1.各電壓級接線方式靈活性都好；2.220kv電壓級接線易于擴建和實現(xiàn)自動化。經(jīng)濟性設(shè)備相對少，投資小。1.設(shè)備相對多，投資較大；2.母線采用雙母線帶旁路，占地面增加。通過對兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為

16、設(shè)計最終方案。3.2計算220kv側(cè)的短路電流3.2.1 主接線形式設(shè)計系統(tǒng)線路電抗為k*l400.4100/23020.03變電站系統(tǒng)側(cè)母線三相短路時最大短路電流為i”1/(x*l+x*c)sb/3vb1/（0.030.09）100/32302.09ka220kv斷路器的額定開斷電流滿足要求，220kv側(cè)無需加裝電抗器3.2.2選擇主接線的分析 變電站的電氣主接線線由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路線、電壓等級和負荷的大小、級別以及所用變壓器的臺數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置

17、的布置及運行的可靠性與經(jīng)濟性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計是變電站設(shè)計中的重要任務(wù)之一。 變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地址、變電站的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求3.2.3主接線方案的比較（一）單母線接線如下：（圖21） 圖2-1（1）優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。（2）缺點：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。（3）使用范圍：一般適應(yīng)一臺主變的以下情況。a、610kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。b、35

18、63kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。c、110kv220kv配電裝置的出線路數(shù)不超過2回。（二） 單母線分段接線如下所示：（圖22）圖2-2（1）優(yōu)點：母線分段后，對主要用戶可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。（2）缺點：當母線故障時，該段母線的回路都要停電，同時擴建時需向兩個方向均衡擴建。（3）適用范圍：a、610kv配電裝置的出線回路數(shù)為6回及以上時。b、3563kv配電裝置的出線回路數(shù)為48回時。c、110kv220kv配電裝置的出線路數(shù)為34回時。（三）雙母線接線如下所示：（圖23）圖2-3（1）優(yōu)點：具

19、有供電可靠，調(diào)度靈活，擴建方便，便于試驗。（2）缺點：增加一組母線，每一回路增加一組母線隔離開關(guān)，從而增加投資，也容易造成誤操作。（3）適用范圍：a、6 10kv配電裝置當短路電流較大，出線需要裝設(shè)電抗器時。b、35 63kv配電裝置的出線回路數(shù)超過8回路時。c、110kv220kv配電裝置的出線回路數(shù)為5回及以上時。（四）需裝設(shè)專用旁路斷路器情況：（1）當110kv出線為7回一級以上，220kv出線為5回及以上時。（2）對于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，110kv出線為6回以上，220kv出線為4回及以上時。根據(jù)以上幾種主接線方式，并結(jié)合待建變電站的實際，現(xiàn)對各電壓等級采取的主接線方式作如下

20、分述：一、220kv主接線形式的選擇1、按出現(xiàn)回路數(shù)選擇220kv電壓等級的出線回路數(shù)為4回，其中二回與g系統(tǒng)相連接，且變電站的處于系統(tǒng)的重要位置，根據(jù)以上主接線形式的適用情況，可選擇雙母線接線方式。 綜合所述，220kv電壓等級采用雙母線的接線方式，220kv主接線形式如下所示：（圖24）圖2-4 二、110kv主接線形式選擇1、按出線回路數(shù)選擇110kv的出線回路數(shù)為6回，按母線的選用情況將選用雙母線的接線方式。2、輸送功率選擇110kv的最大負荷為p=150mw，輸送功率較大，所以要求母線故障后能聲速恢復(fù)供電，母線或母線設(shè)備檢修時不中斷對得要用戶的供電，因此要求其主接線具有較高的可靠性和

21、快速的恢復(fù)送電能力，故采用雙母線接線方式。同時110kv側(cè)出線回路數(shù)較多，也需加裝專用旁路開關(guān)。（根據(jù)設(shè)計手冊，對于在系統(tǒng)處于重要位置時，當110kv出線為6回及以上時，一般裝設(shè)專用旁路斷路器）。這樣，110kv電壓等級的接線方式為雙母線帶旁路的接線方式（專用旁路斷路器）接線圖，如上圖2-5所示。 圖2-5三、10kv接線形式選擇1、按出線回路選擇10kv出線回路為22回，根據(jù)母線的適應(yīng)范圍選擇單母線分段接線方式。2、按輸送功率選擇10kv的最大負荷為：p=38mw，因此可采用單母線分段或雙母線的接線方式，但由于10kv所傳輸?shù)墓β什淮?，而雙母線接線所需設(shè)備較多，投資較大，故從經(jīng)濟角度考慮，確

22、定10kv采用單母線分段的主接線方式。具體接線圖如2-6所示：圖2-6綜上所述，待建變電站的主接線方式為：220kv和110kv都采用雙母線帶旁路的接線方式，10kv采用單母線分段的接線方式。四、站用電主接線的確定 本地區(qū)變電站所用電只有0.3mw，電壓：380/220v，cos0.8站用電主接線可采用雙母線的結(jié)線方式，從兩10kv單母線分段各設(shè)一臺所用變壓器為所用電電源。站用電變壓器容量為：s0.3/0.80.375mva，可用2臺sc9-400/10的雙繞組干式變壓器 3.3 變壓器選擇電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的重要元件之一，是電能轉(zhuǎn)換的主要形式，主變壓器的容量、臺數(shù)將直接影響系統(tǒng)主接線

23、的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。3.2.1主變?nèi)萘考芭_數(shù)的確定（一） 主變壓器的選擇原則1、 主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。2、 根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量，對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷，對一般變電所，當一主變停運時，其他變電器容量應(yīng)能保證全部負荷的70-80。3、 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不容太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系統(tǒng)化，標準化。4、 為保證供電的可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，有條件的應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓

24、器的可能性。5、 在330kv及以上的電力系統(tǒng)中，一般采用三相變壓器，可以節(jié)省占地面積，減少投資，減少電能損耗。6、變電所一般應(yīng)優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器，因為一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制電器和輔助設(shè)備較相應(yīng)的兩臺雙繞組變壓器要少得多。（二）主變?nèi)萘看_定根據(jù)選擇原則確定所選主變的臺數(shù)為二臺，每臺主變額定容量為sn。當一臺主變運行時，另一臺主變?nèi)萘吭谟嫾斑^負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級、二級負荷sn=0.6 - 0.7pm。這樣，當一臺主變停運時，可滿足70的一、二級負荷的電力需要，事故時，變壓器允許的過負荷能力30考慮，則可保證對91負荷的供電。 220kv側(cè)負荷的最大容量計算：

25、s1max60/0.8570.6mva110kv側(cè)負荷的最大容量計算： s2max150/0.85=176.5mva10kv側(cè)負荷的最大容量計算： s3max38/0.8=47.5mva通過變壓器容量計算：s=176.5+47.5=224mva所以一臺主變應(yīng)承擔的系統(tǒng)容量為：sn=0.7s=0.7x224=156mva考慮到最大負荷的容量計算和投資的經(jīng)濟性，經(jīng)查相關(guān)的設(shè)備手冊，決定選擇主變的容量為sn=150mva。（三）主變臺數(shù)的確定根據(jù)選擇原則和設(shè)計依據(jù)，本工程初次一次性建設(shè)二臺主變，并預(yù)留一臺變壓器的發(fā)展空間。3.2.2變壓器形式的選擇1、相數(shù)的選擇 主變采用三相或單相，主要考慮變壓器的

26、可靠性要求及運輸條件等因素，根據(jù)設(shè)計手冊有關(guān)規(guī)定，當不受運輸條件限制時，在330kv及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)選用三相變壓器，因為三相變壓器比相同容量的單相變壓器具有節(jié)省投資，占地面積小，運行過程中損耗少的優(yōu)點，同時結(jié)合本變電所的具體情況（1）待建變電站是220kv終端變電站；（2）所址位于山坡上，南面靠丘坡，東、西、北分別是果樹、桑園和農(nóng)田，地勢平坦，地質(zhì)構(gòu)造為穩(wěn)定區(qū)，交通便利。所以選擇三相變壓器。2、繞組的選擇。方案一：選擇雙繞組變壓器適應(yīng)范圍：（1）對深入引進至負荷中心，具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所。為簡化電壓等級或減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組變壓器。（2）當兩種升高電壓的

27、負荷相差很大，如某個繞組的傳送功率小于該變壓器額定容量的15，而使繞組未能充分利用時，采用雙繞組較合理。（3）為減少變壓器臺數(shù)，并限制變壓器低壓側(cè)短路電流，可采用分裂低壓繞組變壓器。方案二：選擇三繞組變壓器適用范圍：（1）在具有三種電壓等級的變電站中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達到該變壓器容量的15以上，或低壓側(cè)雖無負荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。（2）聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)采用三繞組變壓器，其低壓繞組可接無功補償裝置。通過以上兩種繞組方式適應(yīng)范圍的比較，同時，待建變電站有220kv、110k和10kv三種電壓等級，高壓側(cè)以交換或接受系統(tǒng)電能為主，中、低壓側(cè)則

28、以向近區(qū)或用戶供電為主，采用一臺三繞組變壓器便能實現(xiàn)三種電壓等級的電能輸送，若采用雙繞組變壓器，則由一臺三繞組變壓器便能實現(xiàn)的三個電壓等級的電能轉(zhuǎn)換裝置必須用兩臺雙繞組變壓器才能實現(xiàn)，即必須通過二次變壓器才能實現(xiàn)電能的輸送。另一方面，從經(jīng)濟方面比較，采用兩臺雙繞組變壓器及其所配置的控制電器和輔助設(shè)備比相應(yīng)采用一臺三繞組變壓器所需的投資較多。因此，本次變電站設(shè)計采用三繞組接線方式的變壓器。3.2.3 用普通型還是自耦型 根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊規(guī)定：“在220kv及以上的變電所中，宜優(yōu)先采用自耦變壓器”。因為自耦變壓器與同容量的普通型變壓器相比較，具有以下優(yōu)點：a、消耗材料少、等價低、有功、無功

29、損耗小、較率高。b、高中壓線圈的自耦聯(lián)系，阻抗小，對改善系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定作用。c、還可擴大變壓器極限制造容量，便利運輸和安裝。另外，在大型的電力系統(tǒng)和降壓變電站中，由于普通的三繞組變壓器主要應(yīng)用在中壓側(cè)的中性點具有不接地方式，而待建變電站中壓側(cè)的中性點采用直接接地的方式，耦變壓器的高、中壓繞組構(gòu)成直接的電氣聯(lián)系，因此，自耦變壓器更適合在中壓側(cè)為110kv及以上電壓中性點直接接地系統(tǒng)中。此外，同一電壓等級的自耦變壓器比相同容量和變比的普通三繞組變壓器在價格上要便宜。綜上所述，本次設(shè)計變電所采用三繞組自耦變壓器，查相關(guān)的設(shè)備手冊先得：所選主變壓器型號為sfpsz7-150000/220，其技術(shù)數(shù)據(jù)

30、如下格：型號額定容量（mva）額定電壓（kv）阻抗電壓（）空載電流（）空載損耗（kw）連接 組別sfpsz7-150000/220150/150/752421211113.522.97.270.47157yn,yno,dll4、中性點接地方式 由于變電所選用的主變?yōu)闊o勵磁調(diào)壓自耦型三繞組變壓器，根據(jù)設(shè)計手冊規(guī)定，在電力系統(tǒng)采用自耦變壓器后，其中性點必需直接接地或經(jīng)小阻抗接地，以避免高壓網(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地時，自耦變壓器中壓繞組出現(xiàn)過電壓。據(jù)此，系統(tǒng)高、中壓側(cè)采用中性點直接接地方式，低壓側(cè)采用不接地方式。5、調(diào)壓方式：由于待建變電站為降壓變電站，電網(wǎng)電壓可能有較大的變化，同時，系統(tǒng)二級負荷比率較大，

31、因此，為保證重要負荷的供電，根據(jù)設(shè)計規(guī)程，宜采用有載調(diào)壓方式，因上，在主變選擇時，應(yīng)配置mr調(diào)壓開關(guān)，以實現(xiàn)能帶負荷進行調(diào)節(jié)。四、冷卻方式 采用冷卻方式 : onan/onaf第4章 所用電設(shè)計變電站站用母線采用單母分段接線方式。當有兩臺站用變采用單母線接線方式，平時分列運行，以限制故障。對于容量不大的變電站，為了節(jié)省投資，所用變壓器高壓側(cè)可用高壓熔斷器代替高壓斷路器14。4.1 所用變選擇1.選擇原則：所用電負荷按0.2%變電所容量計，設(shè)置2臺所用變相互備用。2.所用電負荷:s=2150000.2%=430kva3.所用變?nèi)萘坑嬎悖簊b=0.7s=301kva所用變壓器參數(shù):型號：s9315

32、/10u1e=6.35%（kv） u2e=0.4（kv）連接組別：y，yn0空載損耗：0.70（kw）阻抗電壓：4（%）空載電流：1.5（%）4.2 所用電接線圖變電站的主要站用電負荷是變壓器冷卻裝置，直流系統(tǒng)中的充放電裝置和晶閘管整流設(shè)備，照明、檢修及供水和消防系統(tǒng)，小型變電站，大多只裝1臺站用變壓器，從變電站低壓母線引進，站用變壓器的二次側(cè)為380/220v中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)。對于中型變電站或裝設(shè)有調(diào)相機的變電站，通常都裝設(shè)2臺站用變壓器，分別接在變電站低壓母線的不同分段上，380v站用電母線采用低壓斷路器進行分段，并以低壓成套配電裝置供電。因而本設(shè)計兩臺所用變分別接于10kv

33、母線的段和段，互為備用，平時運行當一臺故障時，另一臺能夠承擔變電所的全部負荷。接線圖如下所示。圖4-1 所用電接線圖第五章 短路電流計算短路電流計算在變電所的電氣設(shè)計中,是其中一個重要環(huán)節(jié),計算短路電流是合理選取各種電氣設(shè)備的前提條件,并將決定是否采用限制短路電流的措施,計算短路電流,應(yīng)在最大運行方式下計算,并省略不重要的部分(如系統(tǒng)中的電阻,電容元件,變壓器的勵磁電流等)且系統(tǒng)正常工作時,三相對稱故障時頻率不變.5.1 作出系統(tǒng)的簡化等值電路圖（忽略負荷支路及線路的電容、電阻）5.2 系統(tǒng)的參數(shù)計算5.2.1查閱sfpsz7-150000/220變壓器的參數(shù)uiii13.5%uiiii14.

34、7%uiiiii13.5%變壓器容量比：150/150/755.2.2 取sb100mva，vbvnx4*x*l+x*c0.090.020.13x1*1/2（13.5+22.9-7.27%）150/100=0.0971x2*1/2（13.5+7.27.9-22.6%）150/100=0.0071x2*1/2（7.27+22.9-13.5%）150/100=0.114.2.3 短路阻抗的計算xjs1*x4*0.12xjs2*0.12+1/2（0.0971+0.0071）0.172xjs20.12+1/2（0.0971+0.11）0.2245.3 短路點的選擇在每個電壓等級選一個短路點，220kv

35、電壓等級選在d1點，110kv電壓等級選在d2點，10kv電壓等級選在d3點。5.4 計算短路電流系統(tǒng)三相短路時，流過短路點的短路電流最大，所以應(yīng)計算三相短路時的電流。附220kv短路電流計算：ibsb/3ub100/32300.25kai*” i0.2” i”1/ xjs*1/0.12=8.33i”= i*”*ib=0.25*8.33=2.083ich=2.55*2.083=5.3ioh=1.52*2.083=3.17s”=3*2.083*230=793.7同理，可求出110kv短路電流、10kv短路電流，計算如下表短路點編號基準電壓ub(kv)基準電流ib(ka)支路計算電抗xjs*額定電

36、流in（ka）0s短路電流周期分量0.2s短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值ich（ka）全電流最大有效值ioh（ka）短路容量s”(mva)標么值i*”有名值i”(ka)標么值i0.2”有名值i0.2(ka)標么值i”有名值i(ka)公式sb/3ubib*sn/sbi*”*ibi0.2*”*ibi”*ib2.55i”1.52i”3i”und12300.250.120.3758.332.0838.332.0838.332.0835.33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8142.925.8142.927.454.44582d310.55.50

37、.2244.1254.4624.534.4624.534.4624.5362.5537.3425分析：10kv母線處的短路電流大，規(guī)定要把短路電流限制在20ka以內(nèi)，故要在10kv變低出口安裝電抗器。電抗器的選擇1 按正常電壓和最大工作電流選擇xkgkl-10-3500型電抗器，擬將短路電流降到18ka，則xl（id/i”- xjs3*）in*ud/id*un=(5.5/18.5-0.224)*3.5*10.5/5.5*10=0.48%因為兩臺主變10kv變低出口處都需要安裝電抗器，故單臺電抗器的xl=0.96%.選用xkgkl-10-3500-10型計算加了電抗器的短路電流x*l=0.1*5

38、.5*10/3.5*10.5=0.15ibsb/3ub100/3105.5kai*” i0.2” i”1/ xjs*1/0.224+0.15=2.67i”= i*”*ib=5.5*2.67=14.69ich=2.55*14.69=37.5ioh=1.52*14.69=22.3s”=3*14.69*10.5=2672校驗條件ununsinimaxuxlimax/insin5ir2titdziesish3校驗計算數(shù)據(jù)/設(shè)計參數(shù)設(shè)備型號uns/ unimax /inu/5ir2*t /i*tdzish / iesxkgkl-10-3500-1010/102742/35004.12/5242*2.65

39、/87.52*437.5/223.2所選的電抗器合格裝設(shè)電抗器后短路電流如下表：短路點編號基準電壓ub(kv)基準電流ib(ka)支路計算電抗xjs*額定電流in（ka）0s短路電流周期分量0.2s短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流沖擊值ich（ka）全電流最大有效值ioh（ka）短路容量s”(mva)標么值i*”有名值i”(ka)標么值i0.2”有名值i0.2(ka)標么值i”有名值i(ka)公式sb/3ubib*sn/sbi*”*ibi0.2*”*ibi”*ib2.55i”1.52i”3i”und12300.250.120.3758.332.0838.332.0838.332.0835.

40、33.17793.7d21150.5020.1720.7535.8142.925.8142.925.8142.927.454.44582d310.55.50.3744.1252.6714.692.6714.692.6714.6937.522.3267系統(tǒng)阻抗：220kv側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng)a，歸算至本所220kv母線側(cè)阻抗為0.015（sj=100mva）,110kv側(cè)電源容量為500mva，歸算至本所110kv母線側(cè)阻抗為0.36（sj=100mva）。變壓器型號為sfps7180000/220。sn=180mva其中高中、高低、中低阻抗電壓（%）分別為14，23，7。簡化圖如下圖所示：圖

41、5-1 系統(tǒng)圖的等值電路變壓器的各繞組電抗標幺值計算設(shè)sb=100mva，ub=uav10kv側(cè)短路計算f(3)-1短路時, 示意圖如下：圖5-2 f(3)-1短路的等值電路圖 =0.018 =-0.241三角形變?yōu)樾切危簣D5-3 f(3)-1短路的等值電路圖再次簡化因為 所以：=0.015+0.042 =0.057 示意圖如下所示:圖5-4 f(3)-1短路的等值電路圖再做三角形變換示意圖如下：圖5-5 f(3)-1短路的等值電路圖計算電抗：汽輪發(fā)電機計算曲線，0s時標么值為ib0*=0.390因為a電源為無窮大系統(tǒng)所以提供的短路電流為：所以短路電流有名值為11：沖擊電流：短路容量： 220

42、kv側(cè)短路計算f(3)-2短路時，示意圖如下圖所示。圖5-6 f(3)-2短路的等值電路圖圖5-7 f(3)-2 短路的等值電路圖xb*=xt*=xbs*=0.039+0.36=0.399圖5-8 f(3)-2短路的等值電路圖a電源（無窮大系統(tǒng)）的短路電流為：查汽輪發(fā)電機計算曲線有ib0=0.512所以短路電流有名值為沖擊電流11：短路容量：110kv側(cè)短路計算f(3)-3短路時圖5-9 f(3)-3短路的等值電路圖xa*=xt*+xas*=0.039+0.015=0.054上圖簡化圖如下：圖5-10 f(3)-3短路的等值電路圖a為無窮大系統(tǒng)所以有而 查汽輪發(fā)電機的計算曲線得ib0=0.57

43、0所以短路電流有名值為沖擊電流：短路容量：短路計算結(jié)果列表于下：表5-1 短路計算成果表短路點基準電壓短路電流沖擊電流短路容量s(k)(ka)(ka)(mva)f-110.576.154194.193384.977f-223017.37644.3096922.106f-311510.77827.4842146.825第6章.電氣設(shè)備的選擇6.1變電站變壓器的選擇該變電站主變壓器選擇兩臺型號為sfpsz7-150/220，容量150/150/75的三繞組變壓器。 變電站站用變選擇兩臺型號為sc9-400/10的雙繞組干式變壓器。6.2 電抗器的選擇 變低出線電抗器的型號為xkgkl-10-350

44、0-106.3主要電氣設(shè)備的選擇6.3.1、主變斷路器的額定電流按其額定容量或者最大長期負荷電流選擇，出線斷路器按最大負荷電流選擇，分段斷路器按一臺主變檢修時可能最大電流選擇，所選主變各側(cè)的斷路器均能通過主變的額定電流。6.3.2斷路器選擇應(yīng)滿足的技術(shù)條件（1） 電壓ugun 其中uguew（2） 電流igmaxin 其中igmax1.05in（3） 開斷電流（或開斷容量） id.tikd（sd.tskd） 其中id.tioh，sd.ts”（4） 動穩(wěn)定 ich imax（5） 熱穩(wěn)定 i2*tdzi2t*t 其中主保護tb10s，tb23s；tgf斷路器固有分閘時間，查斷路器資料可得：tr3

45、.06sb”i”/i1，可查短路電流周期分量發(fā)熱等值時間曲線得tz2.6s，從而tdztz+0.05* b”22.65s6.3.3、220kv和110kv側(cè)斷路器采用sf6斷路器，10kv斷路器采用真空斷路器計算與選型如下表：計算數(shù)據(jù)/設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)備型號ug/un(kv)igmax/ in(a)id.t/ ikd(ka)sd.t/ skd(mva)ich/ imax(ka)i*tdz/i2t*t安裝地點組數(shù)lw-220/3150220/22030/(0.85*1.732*220)=98.8/31503.17/40793.3/1500005.3/1002.0832*2.65/402*3220kv出線2lw-220/3150220/220294.975/*1.732*220=774/31503.17/40793.3/1500005.3/1002.0832*2.65/402*3220kv進線、母線3lw-220/315-220/220224/1.732*220=588/315