220KV降压变电所设计

摘要

本设计是220KV降压变电站设计。主要包括系统情况及负荷说明，主变压器的选择，电气主接线方案的选择，短路电流计算，高压电气设备的选择，各种电器和导线的选择计算，同时对所选择的电气设备进行动稳定和热稳定校验，判断是否满足要求。

本设计涉及到发电厂电气部分、电力系统分析等专业知识，并参考了相关的电气设计和设备手册。总体来说，本设计是对电力系统及其发电厂电气部分专业所学课程的综合和运用能力的一次考察。

关键词：变电站、主变压器、电气主接线、电气设备

第一章内容提要

一、变电站原始资料：

1、所址概况：

位于喀什市郊区，城市工农业，发展较快。

变电所有两回220KV出线，分别与电力系统和一所发电厂相连。

2、自然条件：

所区地势较平坦，交通方便，有铁路公路经过本所附近。

最高气温+30°C，最低气温-25°C，最高月平均温度25°C，年平均温度+10°，最大风速20m/s,覆冰厚度5mm，地震烈度< 6级，土壤电阻率< 500Ω.m ；雷电日30；周围环境较清洁、化工厂对本所影响不大；冻土深度1.5；主导风向、夏南、冬西北。

3、负荷资料：

（1）110KV侧，16回出线，最大综合负荷256MW，功率因数cosΦ=0.85，年最大负荷利用小

（2）10kv侧，20回出线，综合最大负荷为50MW，功率因数cosΦ=0.88，年最大负荷利用小

4、系统图：

220KV

110KV

二、设计任务：

1、选择主变压器的容量、台数、型号、参数。

2、进行经济、技术比较、选择电气主接线方案。

3、计算电路电流，选择电气设备；

4、全所平面总布置；

5、继电保护规划；

6、防雷保护；

三、成品要求：

1、说明书，计算书各一本；

2、图纸；

（1）主接线图；

（2）全所总平面布置图；

（3）配电装置断面图；

（4）防雷保护图；

（5）继电保护规划图。

第二章变压器的选择

2.1 主变压器台数的确定

该变电站一、二类负荷占总负荷的70%以上，为保证供电可靠性，变电站装设两台主变压器。

2.2调压方式的确定

根据原始资料，变电站220KV母线有穿越电流，电压变动较大，为了保证110KV、10KV 母线供电质量，应该选择有载调压变压器。

2.3 负荷计算：

根据设计任务书，该降压站分为三个电压等级，即电源侧220kv，负荷侧分别为110kv、10 kv。

（1）110kv侧：

最大负荷P max110=256MW cosΦ=0.85

S max110= P max110/ cosΦ=256÷0.85=301.2(MVA)

（2）10KV侧：

最大负荷P max110=50MW cosΦ=0.88

S max10= P max10/ cosΦ=50÷0.88=56.8(MVA)

（3）220kv侧：

负荷同时率取K220=0.85

S max220=（S max110+ S max10）×0.85

=（301.2+56.8）×0.85

=358×0.85

=304.3 (MVA)

2.4 主变台数及额定容量的确定

变电所的一、二类负荷较大，为保证供电可靠性，考虑装设两台变压器，又考虑到变压器正常运行和事故时的过负荷能力，对两台变压器的变电所每一台额定容量按下式进行选择：S N=0.7×304.3=213.01 (MVA)

2.5 主变型号的确定

1、相数

依据设计原则（330kv及以下电力系统中，一般都选用三相变压器）和给定的电压等级，以及实际需要考虑选择三相变压器，容量比为100/100/100。

2、绕组的确定

依据设计要求，本所具有三个电压等级，可选用三绕组变压器或自耦变压器。

（1）自藕变压器

自藕变压器与普通变压器不同的地方，主要是其一次绕组和二次绕组除了磁的联系外，还有电路上的联系，而普通变压器的一次绕组与二次绕组只有磁的联系，在电路上是彼此分开的。

（2）三绕组变压器

三绕组变压器每个绕组通过的容量应达到额定容量的15%以上，否则绕组未能充分利用，下面验证通过主变各侧的功率是否达到主变容量的15%以上。

①220kv侧：S max2200/S N=[304.3/(2×150)]×100%

=101.4% > 15%

②110kv侧：S max110/S N =[301.2/(2×150)]×100%

=100.4% > 15%

③10kv侧： S max10/S N =[56.8/(2×100)]×100%

=28.4% > 15%

因此本所将选用三绕组变压器，为保证110kv及10kv系统电压质量，故两台主变均采用有载调压方式。

2.6所选变压器主要技术参数如下表

主变选择：SFPZ7-150000/220型变压器两台。

第三章所用变的配置

3.1 变电所的所用变接线

变电所的所用电负荷，一般都比较小，其可靠性要求远不主变那样高，变电所的主要所用电负荷是变压器的冷却装置、蓄电池的充放电装置和硅整流设备、照明、油处理设备、检修工具等

。对装有高压空气断路器的变电所，还有压缩空气制备系统用电等。这些负荷容量都不太大，因此变电所的所用电压只需380/220V一级，动力与照明采用混合供电。

在中小型变电所中，大多只装一台所用变。在大型枢纽变电所或装有同步调相机的变电所中，一般都装设两台所用变压器，分别接在母线的不同分段上。380V所用电母线采用闸刀分段。对于容量不大的变电所，为了节省投资，所用变压器高压侧可用高压熔断器代替高压断路器。3.2 所用变压器台数及容量的选择

（1）为了保证所用电安全、可靠供电，又考虑到经济问题，本所将设计两台所用变，相互备用。

（2）所用变单台容量的选择

S N=（0.1～0.5）%·SΣ

=（0.1～0.5）%×300000

S N 取总容量的0.2% ,所以单台所用变容量为

S N=0.2%×300000=600 (MVA)

经查找《电气设备实用手册》所用变型号确定为：S9—630/10 变压器两台。

所选变压器主要技术参数如下表：