降压变电站电气一次部分设计设计

降压变电站电气一次部分设计设计

毕业设计（论文）报告

题目220kV降压变电站电气一次部分设计

学院机电工程学院

专业电气工程及其自动化

学号110812039

学生姓名廖闽志

指导教师旷虚波

起讫日期2014.12-2015.5

设计地点井冈山大学

摘要

近年来,我国的工业得到了飞速的发展，电能的需求量也伴随着工业的发展在不

断增加。变电站作为电网输电、变电、配电这三个环节中一个至关重要的部分，对整

个电网甚至是整个社会的影响都不可谓不大。

本次的设计任务为220KV降压变电站的电气一次部分设计。先对实际要求对变

电站作总体分析，并在此基础上设计电气主接线方式，选择主变压器，计算短路电流，选择电气设备，最后设计接地与防雷保护的配置。

关键词：变电站；主变压器；短路计算；防雷保护

ABSTRACT

With the rapid development of China's industry, the electric power demand is more and more big, the promotion of the national economy of electric power industry has played a huge role. The substation as the power transmission, substation, distribution is a crucial part of the three links, to the whole power grid and even influence the whole society is not big.

According to the design requirements, the design for the 220kV step-down substation electrical part design. First on the overall analysis of substation main electrical wiring design requirements, and on this basis, the selection of main transformer, calculation of short circuit current, selection of electrical equipment, the final design of grounding and lightning protection configuration.

Keywords: substation; transformer; short circuit calculation; lightning protection

目录

绪论 (1)

第1章变电站总体分析 (2)

1.1 设计任务 (2)

1.2 原始资料 (2)

1.3 负荷分析 (2)

1.4 变电站连接图 (3)

第2章电气主接线设计 (4)

2.1电气主接线设计的基本原则 (4)

2.2电气主接线设计的基本要求 (5)

2.3电气主接线设计的依据 (5)

2.4电气主接线设计的步骤 (6)

2.5电气主接线的设计 (6)

第3章主变压器的选择 (10)

3.1主变压器台数的选择 (10)

3.2主变压器容量的选择 (10)

3.3主变压器型式的选择 (12)

第4章短路电流的计算 (13)

4.1 短路产生的原因及后果 (13)

4.2短路的类型 (13)

4.3各元件电抗标幺值 (13)

4.4母线短路电流 (15)

4.5短路电流计算结果 (20)

第 5 章主要电气设备的选择 (21)

5.1 电气设备选择的一般条件和原则 (21)

5.2 高压一次设备的选择 (21)

5.3 互感器的选择 (24)

5.4 导体的选择 (27)

5.5 主要电气设备选择汇总 (29)

第 6 章防雷保护设计 (31)

6.1雷电的型式及危害 (31)

6.2接地与防雷保护设计 (31)

绪论

电能是对整个国民经济最重要的能源之一，变电站作为电网输电、变电、配电这三个环节中一个重要的部分，主要功能是汇集电能、升降电压以及对电能进行合理分配，同时亦是连接用电负荷和发电厂的枢纽。关系到整个电力系统能否正常稳定运行。

变电站一般分为两大类：1、发电厂的升压变电站，负责将发电厂发的有功功率和无功功率经过升高电压等级送入电网。2、电网公司的降压变电站，选择降压变压器，根据不同电压等级其任务和功能也不同。

降压变电站共分为四种：1、枢纽变电站。2、中间变电站。3、地区变电站。4、终端变电站

本文设计的是220KV电压等级的地区变电站，该变电站的下一级负荷为110kV和10kV级工厂以及城区负荷。工厂主要有钢铁厂、汽车厂及机械厂等，城区负荷主要有政府、医院、及周边居民用户等。这些负荷对电能质量的要求不同，采用的电压等级也不同，但都需要同时保证这些负荷的供电可靠性及稳定性，可靠性和稳定性是变电站设计最基本也是最重要的要求。

以前的变电站一般都采用常规装置，常规装置可靠性较低，但是结构却很复杂，导致日常维护工作量很大，变电站需要的值班人员也较多。随着我国经济的飞速发展，人民对生活质量的要求也在不断提高。以前的变电站存在很多不足，有些信息量不能实时传送到电网公司的调度中心，导致调度中心无法及时获取运行参数从而无法准确而及时的发出指令。变电站自身的调控手段和自控手段也较为落后，导致无法进行实时的调控，系统的安全稳定运行无法得到保障。

为了满足工业负荷快速增长的需求，以及降低线路损，输电的电压等级越来越高。中国现在采用较多的电压等级主要有110kV、220kV、500kV三种电压等级，西北地区使用较多的是330kV。220kV级别的变电站属于电力系统中的中间变电站和地区变电站，承担着系统中功率交换，高压长距离输电线路分段以及给地区用户供电的责任。随着电力系统中的诸如继电器、隔离开关、断路器等电气元件性能的提高，变电站现今变得越来越完善，可靠性和灵活性都得到了很大的提高。在未来的发展道路上，220kV变电站将趋向于无人化和数字化方向，同时也将承担起越来越多的任务。

在本次设计中，共分为六个部分：1、对变电站作设计总体分析；2、变电站主接