电力系统课程设计-220kV区域变电所电气部分设计

目录

第一部分设计说明

前言 (1)

第一章电气主接线选择 (2)

第一节概述 (2)

第二节主接线的接线方式选择 (3)

第二章主变压器容量、台数及形式的选择 (4)

第一节概述 (4)

第二节主变压器台数的选择 (4)

第三节主变压器容量的选择 (5)

第四节主变压器型式的选择 (5)

第三章短路电流计算 (7)

第一节概述 (7)

第二节短路计算的目的及假设 (7)

第四章电气设备的选择 (8)

第一节概述 (8)

第二节断路器的选择 (10)

第三节隔离开关的选择 (10)

第四节高压熔断器的选择 (11)

第五节互感器的选择 (11)

第六节母线的选择 (14)

第七节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (15)

第八节限流电抗器的选择 (16)

第五章电气总平面布置及配电装置的选择 (17)

第一节概述 (17)

第二节高压配电装置的选择 (17)

第六章继电保护配置规划 (20)

第七章防雷设计规划 (21)

第一节概述 (21)

第二节防雷保护的设计 (21)

第三节主变中性点放电间隙保护 (22)

第二部分设计计算

第八章主接线比较选择 (22)

方案一 (23)

方案二 (23)

方案三 (23)

第九章主变容量的确定计算 (24)

第十章短路计算 (26)

第十一章电气设备选择计算 (30)

第一节断路器选择计算 (30)

第二节隔离开关选择计算 (32)

第三节110kV、35kV主母线及主变低压侧母线桥导体选择计算 (35)

第四节 10kV最大一回负荷出线电缆 (37)

第五节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (38)

第六节限流电抗器 (39)

第七节 10kv出线电流互感器选择计算 (40)

第八节 10KV电压互感器选择 (40)

第十二章继电保护规划设计 (41)

第一节变电所主变保护的配置 (41)

第二节 110KV、35KV、10KV线路保护部分 .............................................................. 错误!未定义书签。第十三章避雷器参数计算与选择. (41)

第十四章参考资料 (42)

前言

本设计为华南理工大学2003级电气工程及自动化专业的电力系统课程设计，设计题目为：220kV 区域变电所电气部分设计。

此设计任务旨在体现我们对专业课程知识的掌握程度，培养我们对本专业课程知识的综合运用能力。

一、设计任务：

根据电力系统规划需新建一座220kV 区域变电所。该所建成后与110kV 和220kV 电网相连，并供给近区用户供电。

二、原始资料

1、按规划要求，该所有220kV 、110kV 和10kV 三个电压等级。220kV 出线6回（其中备用2回），110kV 出线10回（其中备用2回），10kV 出线12回（其中备用2回）。变电所还安装两台30MVA 调相机以满足系统调压要求。

2、110kV 侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为80000kVA ，其他作为一些地区变电所进线，最大负荷与最小负荷之比为0.6。10kV 侧总负荷为35000kVA ，ⅠⅡ类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA ，最大负荷与最小负荷之比为0.65。

3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：

220kV 侧 max cos 0.9

3600T ϕ==小时/年

110kV 侧 max cos 0.854600T ϕ==小时/年 10kV 侧 max cos 0.84000T ϕ==小时/年

4、 220kV 和110kV 侧出线主保护为瞬时动作，后备保护时间为0.15s ，10kV 出线过流保护时间为2s ,断路器燃弧时间按0.05s 考虑。

5、 系统阻抗：220kV 侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kV 母线侧阻抗为0.015 (S j =100MVA)，110kV 侧电源容量为500MVA ，归算至本所110kV 母线侧阻抗为0.36（S j = 100 MVA ）。

6、 该地区最热月平均温度为28°C ，年平均气温16°C ，绝对最高气温为40° C ，土壤温度为18°C 。

7、 该变电所位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环境无污染。

三、 设计内容及要求：

1、 主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，选择变压器型式及连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。

2、 短路电流计算：根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。

3、 主要电气设备选择：

(a)选择220kV 主变侧、110kV 侧最大一回负荷出线及110 kV 主变侧的断路器及隔离刀闸。 (b)选择220kV 、110kV 主母线及主变低压侧母线桥导体。

(c)选择220kV 主母线的支持绝缘子及穿墙套管。

(d)选择限流电抗器（如有必要装设）及10kV 最大一回负荷出线电缆。

(e)选择10kV 主母线电压互感器。

(f)选择10kV 出线电流互感器。

4、电气设备配置

(a)各电压等级电压互感器配置。

(b)各回路电流互感器配置。

5、其它设计

(a）进行继电保护的规划设计。

(b）进行防雷保护的规划设计。

(c) 220kV高压配电装置设计。

四、设计成果

1、编制设计说明书。

2、编制设计计算书。

3、绘图若干张。

(a)绘制变电所电气主接线图。

(b)绘制220kV或110kV高压配电装置平面布置图。*

(c)绘制220kV或110kV高压配电装置断面图（进线或出线）。*

(d)绘制继电保护装置规划图。

第一章电气主接线选择

第一节概述

主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。

我国《变电所设计技术规程》SDJ2-79规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。

一、可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。

1、主接线可靠性的具体要求：

（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；

（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；

（3）尽量避免变电所全部停运的可靠性。

二、灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。

（1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；

（2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；

（3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。