35kv变电所一次电气设备初步设计实施方案

毕业设计（论文）中文纲要
目次
1前言 (2)
2原始资料的剖析 (3)
2.1原始资料 (3)
2..2原始资料剖析 (4)
3变电站电气主接线确实定 (5)
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3.1计算220kV侧的短路电流 (5)
3.2变压器的选择 (9)
4短路电流计算 (12)
4.1作出系统的简化等值电路图 (12)
4.2系统的参数计算 (12)
4.3短路点的选择 (13)
4.4计算短路电流 (13)
5电气设施的选择 (15)
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5.1变压器变压器的选择 (15)
5.2电抗器的选择 (15)
5.3主要电气设施的选择 (15)
6继电保护与自动装置 (32)
7防雷保护与接地 (32)
7.1防雷保护 (34)
7.2避雷针防雷保护计算 (35)
7.3接地装置 (40)
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结论 (41)
道谢 (42)
参照文件 (43)
主接线图 (44)
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1前言
电力事业的日趋发展紧系着国计民生。

它的发展水平易电气的程度，是权衡一个国家的公民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标记。

党的十六大提出了全面建设小康社会的雄伟目标，从必定意义上讲，实现这个雄伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全靠谱的电力供给，需要优良高效的电力服务。

本毕业设计是在达成本专业所有课程后进行的综合能力查核。

经过对原始资料的剖析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设施的选择及校验、线
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路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最后确立了220kV变电站所需的主要电器设施、主接线图以及变电站防雷保护方案。

经过本次毕业设计，达到了稳固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和稳固我们所学的专业基础和专业知识的水平易能力，培育我们运用所学知识去剖析和解决与本专业有关的实质问题，培育我们独立剖析和解决问题的能力的目的。

务求使我们更为熟习电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各样电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。

提升专业知识，拓宽、提升专业知识，完美知识结构，开发创建型思想，提升专业技术水平易管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人材。

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2原始资料及剖析
2．1原始资料
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1、年最高气温为40℃，均匀为20℃。

2、站后备保护的动作时限为2.5秒。

2.1.4站地理地点表示图（此中ma/b表回路最大最小负荷数，单位：MW，虚线表示不一样电压等级分区）
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所的性质为终端变电站
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变电站经过双回路与一个无量大系统的G连结
变电站中的三个电压等级均有负荷，分别是220kV等级为60/30MW，110kV为150/75MW，10kV等级为38/19MW。

（此中a/b表回路最大最小负荷数）注明：变电站所用电容量在系统中所占比率太小，特此忽视。

1、220kV等级负荷的输电回路数为4回，1回为双回路，2回为环网供电。

2、110kV等级负荷的输电回路数为6回，1回为双回路，2回为环网供电
3、10kV等级负荷的输电回路数为22回，9回为双回路,4回为单回路。

变电站的年最高气温为4040℃，均匀为20℃
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3变电站电气主接线确实定
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系统线路电抗为K*l＝40××
变电站系统侧母线三相短路时最大短路电流为
I”＝1/(X*l+X*c)×SB/√3VB＝1/（0.03＋0.09）×100/√3×
220kV断路器的额定开断电流知足要求，220kV侧无需加装电抗器
变电站的电气主接线线由各样电气设施（变压器、断路器、隔走开关）及其连结线构成，用以接受和分派电能，是供电系统的构成部分。

它与电源回路线、电压等级和负荷的大小、级别以及所用变压器的台数、容量等因数有关，确立变电站的主接线对变电站电气设施的选择、配电装置的部署及运转的靠谱性与经济性等都由亲密的关系，主接线的设计是变电站设计中的重要任务之一。

变电站的电气主接线应依据该变电站在电力系统中的地址、变电站的规划容
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量、负荷性质、线路、变压器连结元件总数、设施特色等条件确立。

并应综合考虑供电靠谱、运转灵巧、操作检修方便、投资节俭和便于过渡或扩建等要求
（一）单母线接线以下：（图2－1）
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图2-1
（1）长处：接线简单清楚，设施少，操作方便，便于扩建和采纳成套配电装置。

（2）弊端：不够灵巧靠谱，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。

（3）使用范围：一般适应一台主变的以下状况。

A、6~10KV配电装置的出线回路数不超出5回。

B、35~63KV配电装置的出线回路数不超出3回。

C、110KV~220KV配电装置的出线路数不超出2回。

（二）单母线分段接线以下所示：（图2－2）
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图2-2
（1）长处：母线分段后，对主要用户可从不一样段供电，保证供电的靠谱性，此外，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不中断供电。

（2）弊端：当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向平衡扩建。

（3）合用范围：
A、6－10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。

B、35－63KV配电装置的出线回路数为4～8回时。

C、110KV～220KV配电装置的出线路数为3～4回时。

（三）双母线接线以下所示：（图2－3）
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图2-3
（1）长处：拥有供电靠谱，调动灵巧，扩建方便，便于试验。

（2）弊端：增添一组母线，每一回路增添一组母线隔走开关，进而增添投资，也简单造成误操作。

（3）合用范围：
A、6~10KV配电装置当短路电流较大，出线需要装设电抗器时。

B、35~63KV配电装置的出线回路数超出8回路时。

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C、110KV～220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时。

（四）需装设专用旁路断路器状况：
（1）当110KV出线为7回一级以上，220KV出线为5回及以上时。

（2）关于在系统中居重要地位的配电装置，110KV出线为6回以上，220KV出线为4回及以上时。

依据以上几种主接线方式，并联合待建变电站的实质，现对各电压等级采纳的
主接线方式作以下分述：
一、220KV主接线形式的选择
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1、按出现回路数选择
220KV电压等级的出线回路数为4回，此中二回与G系统相连结，且变电站的处于系统的重要地点，依据以上主接线形式的合用状况，可选择双母线接线方式。

综合所述，220KV电压等级采纳双母线的接线方式，220KV主接线形式以下所示：（图2－4）
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二、110KV主接线形式选择
图2-4
1、按出线回路数选择
110KV的出线回路数为6回，按母线的采纳状况将采纳双母线的接线方式。

2、输送功率选择
110KV的最大负荷为P=150MW，输送功率较大，所以要求母线故障后能声速恢
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复供电，母线或母线设施检修时不中止对得要用户的供电，所以要求其主接线拥有较高的靠谱性和迅速的恢复送电能力，故采纳双母线接线方式。

同时110KV侧出线回路数许多，也需加装专用旁路开关。

（依据设计手册，关于在系统处于重要地点时，当110KV出线为6回及以上时，一般装设专用旁路断路器）。

这样，110KV电压等级的接线方式为双母线带旁路的接线方式（专用旁路断路器）接线图，如上图2-5所示。

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图2-5
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三、10KV接线形式选择
1、按出线回路选择
10KV出线回路为22回，依据母线的适应范围选择单母线分段接线方式。

2、按输送功率选择
10KV的最大负荷为：P=38MW，，所以可采纳单母线分段或双母线的接线方式，但因为10KV所传输的功率不大，而双母线接线所需设施许多，投资较大，故从经济角度考虑，确立10KV采纳单母线分段的主接线方式。

详细接线图如2-6所示：
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图2-6
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综上所述，待建变电站的主接线方式为：220KV和110KV都采纳双母线带旁路的接线方式，10KV采纳单母线分段的接线方式。

四、站用电主接线确实定
当地域变电站所用电只有0.3MW，电压：380/220V，COSφ
站用电主接线可采纳双母线的结线方式，从两10kV单母线分段各设一台所用变压器为所用电电源。

站用电变压器容量为：S＝0.3/0.8＝0.375MVA，可用2台SC9-400/10的双绕组干式变压器
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电力变压器是发电厂和变电站的重要元件之一，是电能变换的主要形式，主变压器的容量、台数将直接影响系统主接线的形式和配电装置的结构。

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（一）主变压器的选择原则
1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并
合适考虑到远期10-20年的负荷发展。

2、依据变电所所带负荷的性质和电网结构来确立主变的容量，关于有重要负荷的变电所，应试虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力的同意时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般变电所，当一主变停运时，其余变电器容量应能保证所有负荷的70％-80％。

3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不容太多，应从全网出发，实行系统化，标准化。

4、为保证供电的靠谱性，变电所一般装设两台主变压器，有条件的应试虑装设三台主变压器的可能性。

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5、在330KV及以上的电力系统中，一般采纳三相变压器，能够节俭占地面积，减少投资，减少电能消耗。

6、变电所一般应优先考虑采纳三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价钱及所用的控制电器和协助设施较相应的两台双绕组变压器要少得多。

（二）主变容量确立
依据选择原则确立所选主变的台数为二台，每台主变额定容量为Sn。

当一台主
变运转时，另一台主变容量在计及过负荷能力后的同意时间内，应保证用户的一级、二级负荷Sn=0.6-0.7Pm。

这样，当一台主变停运时，可知足70％的一、二级负荷的电力需要，事故时，变压器同意的过负荷能力30％考虑，则可保证对91％负荷的供电。

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220KV侧负荷的最大容量计算：
110KV侧负荷的最大容量计算：
10KV侧负荷的最大容量计算：
经过变压器容量计算：
S=176.5+47.5=224MVA
所以一台主变应肩负的系统容量为：
Sn=0.7S=0.7x224=156MVA
考虑到最大负荷的容量计算和投资的经济性，经查有关的设施手册，决定选择
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主变的容量为Sn=150MVA。

（三）主变台数确实定
依据选择原则和设计依照，本工程首次一次性建设二台主变，并预留一台变压器的发展空间。

1、相数的选择
主变采纳三相或单相，主要考虑变压器的靠谱性要求及运输条件等要素，依据设计手册有关规定，当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采纳三相变压器，因为三相变压器比同样容量的单相变压器拥有节俭投资，占地面积小，运转过程中消耗少的长处，同时联合本变电所的详细状况（1）待建变电站是220KV终端变电站；（2
）
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所址位于山坡上，南面靠丘坡，东、西、北分别是果树、桑园和农田，地势平展，地质结构为稳固区，交通便利。

所以选择三相变压器。

2、绕组的选择。

方案一：选择双绕组变压器
适应范围：
（1）对深入引进至负荷中心，拥有直接从高压降为低压供电条件的变电所。

为简化电压等级或减少重复降压容量，可采纳双绕组变压器。

（2）当两种高升电压的负荷相差很大，如某个绕组的传递功率小于该变压器额定容量的15％，而使绕组未能充足利用时，采纳双绕组较合理。

（3）为减少变压器台数，并限制变压器低压侧短路电流，可采纳分裂低压绕组变压器。

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方案二：选择三绕组变压器
合用范围：
（1）在拥有三种电压等级的变电站中，如经过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功赔偿设施时，主变压器宜采纳三绕组变压器。

（2）联系变压器一般应采纳三绕组变压器，其低压绕组可接无功赔偿装置。

经过以上两种绕组方式适应范围的比较，同时，待建变电站有220KV、110K和10KV三种电压等级，高压侧以互换或接受系统电能为主，中、低压侧则以向近区或用户供电为主，采纳一台三绕组变压器便能实现三种电压等级的电能输送，若采纳双绕组变压器，则由一台三绕组变压器便能实现的三个电压等级的电能变换装置一定用两台双绕组变压器才能实现，即一定经过二次变压器才能实现电能的输送。

另一方面，从经济方面比较，采纳两台双绕组变压器及其所配置的控制电器和协助设
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施比相应采纳一台三绕组变压器所需的投资许多。

所以，本次变电站设计采纳三绕组接线方式的变压器。

依据《电力工程电气设计手册》规定：“在220KV及以上的变电所中，宜优先采纳自耦变压器”。

因为自耦变压器与同容量的一般型变压器对比较，拥有以下长处：A、耗费资料少、等价低、有功、无功消耗小、较率高。

B、高中压线圈的自耦联系，阻抗小，对改良系统稳固性有必定作用。

C、还可扩大变压器极限制造容量，便利运输和安装。

此外，在大型的电力系统和降压变电站中，因为一般的三绕组变压器主要应用在中压侧的中性点拥有不接地方式，而待建变电站中压侧的中性点采纳直接接地的
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方式，耦变压器的高、中压绕组构成直接的电气联系，所以，自耦变压器更合适在中压侧为110KV及以上电压中性点直接接地系统中。

别的，同一电压等级的自耦变压器比同样容量和变比的一般三绕组变压器在价钱上要廉价。

综上所述，本次设计变电所采纳三绕组自耦变压器，查有关的设施手册先得：所选主变压器型号为SFPSZ7-150000/220，其技术数据以下格：
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4、中性点接地方式因为变电所采纳的主变成无励磁调压自耦型三绕组变压器，依据设计手册规定，在电力系统采纳自耦变压器后，此中性点必要直接接地或经小阻抗接地，以防止高压网络发生单相接地时，自耦变
压器中压绕组出现过电压。

据此，系统高、中压侧采纳中性点直接接地方式，低压
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侧采纳不接地方式。

5、调压方式：
因为待建变电站为降压变电站，电网电压可能有较大的变化，同时，系统二级负荷比率较大，所以，为保证重要负荷的供电，依据设计规程，宜采纳有载调压方式，因上，在主变选择时，应配置MR调压开关，以实现能带负荷进行调理。

四、冷却方式
采纳冷却方式:ONAN/ONAF
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4短路电流计算短路电流计算在变电所的电气设计中,是此中一个重要环节,计算短路电流是合理选用各样电气设施的前提条件,并将决定能否采纳限制短路电流的举措,计算短路电流,应在最大运转方式下计算,并省略不重要的部分(如系统中的电阻,电容元件,变压器的励磁电流等)且系统正常工作时,三相对称故障时频次不变.
4.1作出系统的简化等值电路图（忽视负荷支路及线路的电容、电阻）
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UI－II％＝13.5%
UI－III％＝14.7%
UII－III％＝13.5%
变压器容量比：150/150/75
4.2.2取SB＝100MVA，VB＝VN
X4*＝X*l+X*c＝＋＝
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在每个电压等级选一个短路点，220kV电压等级选在d1点，110kV电压等级选在d2点，10kV电压等级选在d3点。

系统三相短路时，流太短路点的短路电流最大，所以应计算三相短路时的电流。

附220kV短路电流计算：
IB＝SB/√3UB＝100/√3×
I*””＝I∞”
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I”=I*”
S”=√
同理，可求出110kV短路电流、10kV短路电流，计算以下表
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剖析：10kV母线处的短路电流大，规定要把短路电流限制在20KA之内，故要在10kV变低出口安装电抗器。

电抗器的选择
1．按正常电压和最大工作电流选择XKGKL-10-3500型电抗器，拟将短路电流降到18KA，则
XL％＝（Id/I”-Xjs3*）IN*Ud/Id*UN=(5.5/18.5-0.224)*3.5*10.5/5.5*10=0.48%
因为两台主变10kV变低出口处都需要安装电抗器，故单台电抗器的XL％=0.96%.
采纳XKGKL-10-3500-10型
计算加了电抗器的短路电流
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IB＝SB/√3UB＝100/√3×I*””＝I∞”
I”=I*”
S”=√3*14.69*10.5=267
2．校验条件
UN》UNS
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IN》Imax
△U％＝XL％Imax/IN×Sinφ≤5％
Ir2×t》I∞tdz
Ies》ish
3校验
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所选的电抗器合格
装设电抗器后短路电流以下表：
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