220kV降压变电所设计

毕业设计（论文）任务书附录一1.拟建变电所与电力系统连接情况如下图,图1：图1 变电所与电力系统连接图2、地区环境条件海拔700米，年最高气温：35℃；年最低气温：-5℃；年平均气温：28℃；年雷暴日小于30天；污秽程度轻级。

3、负荷资料(1)220kV线路5回，预留1回备用，最大负荷利用时间为5200h。

(2)110kV线路10回，另外备用2回，最大负荷利用时间为5500h。

具体情况如下表1所示。

表1 110kV线路负荷情况名称最大负荷（MW）功率因数回路数线路(架空)石化厂52 0.89 2 60km炼油厂40 0.89 2 40km甲县变20 0.89 1 65km乙县变22 0.91 1 80km丙县变23 0.85 1 80km丁县变22 0.85 1 85km水泵厂35 0.89 2 60km上述各负荷间的同时系数为0.85。

(3) 10kV线路共16回，其中2回备用，最大负荷利用时间为5600h，负荷具体情况如下表2所示名称最大负荷（MW）功率因数回路数线路(架空)氮肥厂 5.2 0.85 1 5km机械厂 2.5 0.85 1 6km纺织厂 2.3 0.85 1 8km化工厂 3.5 0.85 1 6km上述各负荷同时系数为0.8。

(4)110kV负荷与10kV负荷的同时系数为0.85。

(5)所用电负荷统计如下表3所示(6)保护：各电器主保护动作时间为0s，后备保护动作时间为4s。

(7)220kV输电线路电抗取0.4Ω/km。

220kV降压变电所设计摘要变电站是电力系统中不可缺少的一个重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。

本论文对220kV降压变电所中电气一次部分的设计原理及计算方法进行了较为全面的论述，其内容包括有变电所主变压器的选择，电气主接线设计，短路电流计算，电气设备及配电装置选择，变电所电气总平面布置和对一些特殊问题的解决方法。

本文所遇到的问题在220kV变电所中也是较为普遍的。

关键词：220kV降压变电所；主接线；电气设备选择220kV Step-down Substation DesignABSTRACTSubstation in power system is an indispensable important link, it is responsible for the conversion of electrical energy and electrical energy redistribution of the heavy task, for power system safe and economic operation play a decisive role. In this paper, the 220kV substation in an electrical part design principle and calculation method are thoroughly discussed. Its content includes the choice of main transformer in the substation, the main electrical wiring design, short-circuit current calculation, electric equipment and power distribution equipment selection, electrical substation general layout and the solutions to some special problems. In this paper, the problems encountered in 220kV substation is also relatively common.Key word：220kV step-down substation；Main wiring；Electric equipment selection目录前言 (9)本书使用符号说明 (10)第1章变压器选择 (12)1.1主变压器台数和容量的确定 (12)1.1.1主变压器台数的确定 (12)1.1.2 主变压器容量的确定 (12)1.2主变压器型式的选择 (13)1.2.1 相数的选择 (13)1.2.2 绕组数量和连接方式的选择 (13)1.2.3 变压器调压方式和冷却方式的确定 (14)1.3主变压器的选择 (14)1.4所用变压器的选择 (14)第2章电气主接线设计 (16)2.1电气主接线的设计原则与要求 (16)2.1.1 电气主接线的设计原则 (16)2.1.2 电气主接线的设计要求 (16)2.2主接线方案的确定 (17)2.2.1 各电压等级的主接线方案设计 (17)2.2.2 主接线方案的比较与确定 (17)第3章短路电流计算 (21)3.1短路计算的一般规定和基本假设 (21)3.2短路电流的计算 (21)第4章电气设备的选择 (23)4.1电器选择的一般要求 (23)4.2断路器的选择 (23)4.2.1 断路器的选择原则 (23)4.2.2变电所断路器的选择 (23)4.3隔离开关的选择 (26)4.3.1隔离开关的选择原则 (26)4.3.2变电所隔离开关的选择 (27)4.4互感器的选择 (29)4.4.1 电压互感器的选择 (29)4.4.2 电流互感器的选择 (30)4.5避雷器的选择 (34)4.5.1本变电站的防雷措施 (35)4.5.2避雷器参数计算与选择 (35)第5章导线的选择 (40)5.1导体选择的一般要求 (40)5.2导线的选择 (41)5.2.1220kV侧导线的选择 (41)5.2.2110kV侧导线的选择 (46)5.2.310kV侧导线的选择 (49)5.2.4本变电所导线选择结果 (52)第6章配电装置选择 (54)结束语 (55)参考文献 (56)附录1短路电流计算 (57)附录2 电气设备选择表 (61)英文参考文献 (63)前言本论文是山西大学工程学院2008届毕业生毕业设计，课题为220kV降压变电所设计。

变电所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。

电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择、配电装置的布置，是变电所电气部分投资大小的决定性因素。

这次的毕业设计，时间长、内容多，涵盖了大学中所学的很多专业知识。

在指导老师的指导下，我经过了分析资料、设计、绘图、审核的过程，设计内容有：主变压器的选择，主接线方案的确定，短路电流的计算，电气设备的选择，电气接线图的绘制等。

14周的时间既充实又紧张，在老师的精心指导下，我获得了综合运用过去所学的课程进行设计的基本能力，对课本中的内容和电力系统各部分都有了更深刻的理解，尤其对电气设备的选择及校验和配电装置图有了新一步的认识。

本设计不仅巩固了我的专业知识，也学到了一些最新的设计方法和理念，这些都将会为我以后的工作奠定扎实的基础。

由于编者为毕业生，没有工作经验，对变电所的实际运行及注意问题不清楚，无法理论联系实际进行精准的设计，设计中难免有错误之处，敬请广大师生批评指正。

在设计的过程中，最艰难的就是设备的选择与校验。

由于柴大鹏老师和岑志刚老师的全程认真指导，本次设计才能贴近实际，顺利地完成。

在此表示诚挚的感谢！编者 2012年5月本书使用符号说明—变电所最大负荷—同时率—负荷等级统计的综合用电负荷—当年负荷；m—负荷增长率，在此取m=7.5%；x—年限，A—x年后的负荷S —所用变压器容量(kV A)；—所用动力负荷换算系数，一般取=0.85；—所用动力负荷之和(kW)；—所用电热负荷之和(kW)；—所用照明负荷之和(kW)。

n —变电所照明总安装数量—电网工作电压—最大持续工作电流—实际开断瞬间的短路电流周期分量（有效值）高压断路器的额定开断电流—稳态三相短路电流断路器t秒热稳定电流—隔离开关安装处线路工作电压—隔离开关额定电压—隔离开关安装处线路最大工作电流—隔离开关额定电流—稳态三相短路电流—短路电流等值发热时间隔离开关t秒热稳定电流—短路冲击电流—隔离开关动稳定电流峰值—电流互感器安装处一次回路工作电压—电流互感器额定电压—电流互感器安装处一次回路最大工作电流—电流互感器的原边额定电流—短路电流产生的热效应—短时热稳定电流t —热稳定电流持续时间—1s热稳定倍数—短路冲击电流—电流互感器动稳定电流峰值—电流互感器的动稳定电流倍数金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值系统最高相电压有效值—工频过电压—接地系数直接接地时c d=0.8BIL—内绝缘全波额定雷电冲击耐压—雷电冲击绝缘配合系数选1.41.35—内绝缘冲击系数—内绝缘一分钟工频实验电压—操作冲击绝缘配合系数选1.15—直流（1-10MA）参考电压—内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63KV及以下=4 —管形导体产生微风共振的计算风速，m/s;ƒ—导体各阶固有频率，Hz；D—铝管外径，m；A—频率系数，圆管可取0.214—导体长期发热的允许电流—管形母线产生微风共振的计算风速（m/s），取5m/s。

A—频率系数，圆管母线可取0.214。

h—母线迎风面的高度（m），对圆管为外径。

f—母线n阶固有频率L—绝缘子跨距—3.56m—导体单位长度的质量J—截面惯性矩E—导体材料的弹性模量（Pa）铝为Pa—边条导体所受弯矩，按两端固定的匀载荷梁计算，W—导体对垂直于条间作用力的截面系数，与导体放置方式无关—单位长度导体上所受条间作用力第1章变压器选择1.1主变压器台数和容量的确定在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。

主变压器台数和容量的选择，应根据现行的SDJ161《电力系统设计技术规程》有关规定和审批的电力系统规划设计决定。

1.1.1主变压器台数的确定1.主变压器台数的选择原则(1)对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

(2)对于I、II级用户，可设置两台主变压器，防止一台主变压器故障或检修时影响整个变电所的供电。

2.根据原始资料及选择原则，本变电所选用两台主变压器，互为备用。

当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的70%，保证了正常供电。

1.1.2 主变压器容量的确定1.主变压器容量的选择原则(1)变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。