220KV 110KV 35KV 变电站 系统设计 (电气专业可做课程设计)

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220/110/35KV 变电所及综合自动化方案设计
不间断供电，两段母线同时故障的机率极小，可以不予考虑。 2.2.2 方案Ⅱ：（见图 2-2） 分析：考虑 220KV 本期只有两条进线及本所只有两台主变压器，所以方案Ⅱ在 220KV 高压侧采用“单母线分段接线”， 采用“单母线分段接线”虽然使用断路
供电可靠性是所用电的首要保证，在本供电系统中所用电应为 0 级用户。 结合其供电电压及其容量，可将一台所用变压器引接于 35KVⅠ段母线上，另一 台所用变压器引接于 35KVⅡ段母线上。两所用电源采用明备用方式，并且装设 备用电源自动投入装置来保证其可靠性。
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2.1.4 调压方式：根据地区及负荷的要求，变压器选择有载调压方式。
根据以上原则，查阅有关资料，选择的主变压器技术数据如下：
型号 容量 容量比 额定电压
联结组标号
高压 中压 低压
SFPSZ7 -120000 / 220 120 MVA
120/120/120 220±8×1.25%
121 38.5 YN，yn0,d11
2
损耗 空载电流
阻抗电压
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空载
144 KW
负载
480 KW
0.9 %
高-中
14 %
高-低
24 %
中-低
9%
2.2 电气主接线方案的拟定
2.2.1 方案Ⅰ：（见图 2-1）
图 2-1 分析：因本 220KV 变电所不仅供本地区的负荷，还降压到 110KV 向另一终端变 电所转供大量的负荷，所以方案Ⅰ在 220KV 高压侧采用“双母线带旁路接线”， 它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点。110KV 侧采用“双母 线接线”。35KV 侧采用“单母线分段带旁路接线”，便于分段检修母线及各出线 断路器。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线
在主接线设计时，主要矛盾往往发生可靠性与经济性之间，因此在满足供 电可靠，运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。方 案Ⅰ比方案Ⅴ 220KV、35KV 设备多。但 110KV 设备方案Ⅰ比方案Ⅴ少一些。二 者相比，方案Ⅰ比方案Ⅴ投入的资金要多一些。
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220/110/35择任一段母线运行，随时检修任一组断路器及母线上 的设备，方案Ⅴ的接线就只能一种方式运行。
110KV 侧：两方案都具有很高的灵活性，虽然方案Ⅴ的灵活性要高一些，即 每条出线断路器的检修、试验都可随时进行，但是四条出线向另一终端站送电， 没有必要选择此种灵活性。
35KV 侧：两方案运行调度灵活，四台主变可以单独并列运行，也可全部并 列运行。但是主变解列运行时方案Ⅰ的负荷可分别由四台中的两台主变带出， 方案Ⅴ的负荷只能由其中两台主变带出，另两台主变空载。 3、 经济性的比较
因本所两台主变压器为强迫油循环冷却的变压器，要求所用变分别接在两 个不同的电源上，以保证在变电所所内停电时，仍能使所用电得到不间断的供 电。 2.4.2 所用变的供电电压及型号、容量
所用电属于低压用户，本站属大型的 220KV 变电站，其供电电压为 380V 三 相四线制，用电容量都较 110KV 大，因此将供电电压选为 35KV。选择 SL7-500/35， 低压 0.4KV,容量 500KVA 变压器两台。 2.4.3 供电方式
220KV 变电站及其综合 自动化系统方案设计
首先,确定了解变电站的功能,进出线回数,变压器台数,交换功率大小,然后确 定母线型式,最后配置保护,自动装置
第二章变电所电气主接线的确定
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电气主接线是电力系统的重要组成部分，它的设计形式直接关系全所电气
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优缺点已在前文中叙述，不再赘述。 2.2.3 方案Ⅲ：（见图 2-3）
图 2-3 分析：方案Ⅲ在 220KV 高压侧采用“单母线分段接线”。110KV 侧采用“双母线 接线”，它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当母线系 统故障时，需短时切除四条出线，使另一终端变电所全停。35KV 侧采用“单母 线带旁路接线”，虽然对断路器检修试验等均有好处，但当母线故障时，会造成 10KV 用户断电，可靠性差，故不宜采用。 2.2.4 方案Ⅳ：（见图 2-4）
分析：本方案在 220KV 侧采用“单母线接线”，虽简单清晰，设备少，
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图 2-4 投资小，但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。供电可 靠性不好。110KV 侧采用“双母线分段接线”，它同时具备双母线和单母线分段 的特点，具有很高的可靠性和灵活性，但由于高压断路器及配电装置投资较大， 只适合于 6–10KV 电压等级。35KV 侧采用“双母线接线” 它具有供电可靠、检 修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当出线断路器检修或故障时，无法将 负荷及时送出，会造成重要用户的长时停电，故不宜采用。 2.2.5 方案Ⅴ：（见图 2-5） 分析：方案Ⅴ的 220KV 侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰， 设备少，投资小，但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。 110KV 侧采用“双母线带旁路接线”，具有十分好的可靠性及灵活性，但使用设 备多，投资大。35KV 侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰，
设备的选择和配电装置的布置。它的设计应以设计任务书为依据，以国家有关
经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点来确定，要求
安全可靠、稳定灵活、方便经济。
2.1 主变压器容量和台数的选择
2.1.1 主变压器的台数：待设计变电站为大型的城市变电站，负荷较重（本期
最大负荷 150+210=360MVA,远期最大负荷 240+210=450MVA），又因是城市变电站，
第三章 短路电流的计算
3.1 短路电流计算的目的及规定
3.1.1 短路电流计算的目的：
在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电
气设备时，为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，需要进行
全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关
设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，
3.1.2.4 短路电流计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最
大的地点。
3.1.2.5 计算容量：应按工程设计规划容量计算，并考虑系统发展规划。
3.2 短路电流的计算
取基准容量为：Sj=100MVA，基准电压为 Uj=Up 又依公式：
Ij=Sj/√3 Uj ；Xj=Uj2/Sj，计算出基准值如下表所示：
即 3 台主变的容量应满足 70%的负荷需求，因此本设计的主变每台应带负荷为：
[（240+210）× 70% ]/3 = 10.5（MVA），所以我们选择的主变容量为 120MVA
变压器。
2.1.3 主变型式：本设计 220KV 降压到 110KV 和 35KV 两个电压等级，因此采用
三绕组变压器。
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第二章 原始资料 shejigongchenggaikuang 1. 1 变电所规模及性质：大型城市变电站（终端站）
电压等级：220KV/110KV/35KV 线路回数：220KV 本期 2 回交联电缆（发展一回）；
110KV 本期 4 回电缆线路（发展 2 回）； 35KV 30 回电缆线路，一次性配齐 1．2 短路参数及负荷情况见设计任务书。 1. 3 设计内容要求见设计任务书。（这两部分应该写清楚）
=14.5
UK2%=1/2[UK（ %+ 1-2） U %- K（2-3） U %] K（3-1） =1/2[14+9-24]
=-1≈0
UK3%=1/2[UK（ % 3-1） +UK（2-3）%- U %] K（1-2） =1/2[9+24-14]
=9.5
XT1*= (UK1%/100)×(Sj/Se)= 14.5/120=0.1208 XT2*= (UK2%/100)×(Sj/Se)= 0 XT3*= (UK3%/100)×(Sj/Se)= 9.5/120=0.079 3.2.2 系统电抗 （根据原始资料）：
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图 2-5 设备少，投资小，但当母线出现故障或短路器检修试验时会造成 10KV 重要用户 的长时间的停电。
由以上的分析，初步选定方案Ⅰ和方案Ⅴ为本设计的主接线方案，经详细 的比较后选定最终方案。 2.3 最佳方案的确定
我国《变电所设计技术规程》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，并且应满足运行可 靠，简单灵活，操作方便和节约投资等要求”。现就方案Ⅰ和方案Ⅴ的可靠性、 灵活性和经济性进行详细地比较，筛选出最佳方案。 1、 供电可靠性的比较
3.2.1
Uj（KV） Ij（KA） Xj（Ω）
230 0.251
529
计算变压器电抗：
（Sj=100MVA）
115 0.502 132
37 1.56 13.7
10
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UK1
%=1/2[UK（1-2）
%+UK（
%-U %] 3-1）
K（2-3）
=1/2[14+24-9]
图 2-2 器数量少、布置简单、占地少、造价低，但在变压器故障时需停相应线路，且 隔离开关又作为操作电器，所以可靠性差。110KV 侧采用“单母线分段接线”， 四条出线从不同分段上引接以提高供电可靠性，此种接法的优点表现在简单清 晰，设备少，投资小，运行操作方便，便于分段检修母线。当一段母线发生故 障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，两段母线同时 故障的机率极小，可以不予考虑。当一条出线断路器故障或检修试验时，不会 对另一终端变电所造成停电。35KV 侧采用“单母线分段带旁路接线”，此接线的