#220KV降压变电所
220kV降压变电站电气部分初步设计
设计说明书
一、待设变电所在电力系统中的地位、作用等分析
（一）电力系统规划设计的主要内容
在作电力系统规划设计时，首先应对规划地区的近期和远景负荷进行调查研确定出电力负荷的树枝及发展水平，以作为系统规划、变电所布局、电源选点等的依据。根据已确定的电力系统负荷及发展水平，来进行电力、电量的平衡和电源的规划等工作。通常采用的步骤是：
1.根据电力负荷发展的需要及电力系统中现有发电厂可供电的能力，进行初步电力平衡，计算出规划年限内需要增加发电设备的总容量。
2.根据国家能源政策和规划地区动力资源的情况，以及负荷特点和发布情况，进行调查研究，提出几种电源布点方案；再经技术经济比较，选择一个相对合理的电源布点方案。
3.国家推荐的电源规模和布点方案，再进行电力、电量平行，确定出规划地区各电厂的建设规模和进度。
（二）待建变电所的规划设计
待建变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷，220KV 有7回线路；110KV送出2回线路；在低压侧10KV有12回线路。可知，该所为枢纽变电所。另外变电所的所址，地势平坦，交通方便。
二、主变压器台数、类型、容量分析及确定、过负荷能力校验
（一）主变压器容量和台数的确定原则
主变压器的容量、台数，除依据输送容量等原始数据外，还应考虑电力系统5-10年的发展规划。如果容量选得过大，不仅增加投资，而且也增加了运行时电能损耗；若容量选得过小，将满足不了变电所负荷增长的需要，技术上不合理，经济上也不合算。
1.变电所猪变压器容量的确定原则
按变电所建成后5-10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。
对重要变电所，应考虑一台主变压器停运，其余变压器在计及过负荷能力及允许时间内，满足I类、II类负荷的供电；对一般性变电所，一台主变压器停运，其余变压器应能满足全部时间供电负荷的70%-80%。
2.主变压器台数的确定原则
和系统有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变压器应不小于2台。
和系统联系较弱的中、小型电厂和低压侧电压为6-10KV 的变电所或和系统联系只是备用性质时，可知装1台主变压器。
对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设3台主变压器。
（二）主变压器的选择
根据《电力工程电气设计手册》的要求，并结合变电所的具体情况和可靠性的要求，选用两台统一型号的无励磁调压三绕组自耦变压器。
变压器的最大负荷为
P M =K 0∑P (2-1) 式中 K 0——同时率
对具有两台主变的变电所，其中一台主变额容量大于等于70%的全部负荷或全部重要负荷。两者中，取最大值作为确定主变的容量依据。考虑到变压器每天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命，可用于在过负荷期间中消耗，故可先选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省主变投资。
S e =0.7
COS P M (2-2)
由式(2-1)、式(2-2)及表1-1和表1-2可得：
P M =0.9*(42000+1800+900+2100+2400+2000+600)KW=46620KW S e =0.7*46620/0.95KW=34352KW
经计算，一台主变压器应接的负荷为34352KW ，先选用两台31500KV A 的变压器进行正常过负荷能力校验。
考虑到今后的发展，故选用两台OSFP7—60000/220三绕组变压器。 三、220KV 、110KV 、10KV 侧主接线接线方式的确定 （一）电气主接线的设计原则和要求 1.电气主接线的设计原则
电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规
定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性
和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
（1)接线方式：
对于变电所的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110kV～220kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电所中，当110～220kV出线在4回及以上时，一般采用双母接线。
在大容量变电所中，为了限制6～10kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：①变压器分列运行；②在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器；③采用低压侧为分裂绕组的变压器。④出线上装设电抗器。
根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。
（2）设计主接线的基本要求
在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。
(1)可靠性：供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：
①可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。
②主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。
③可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电所在系统中的地位和作用。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：
①断路器检修时，能否不影响供电。
②线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
③变电所全部停运的可能性。
(2)灵活性：主接线的灵活性要求有以下几方面。
①调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电源和负
荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
②检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。
③扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。
(3)经济性：在满足技术要求的前提下，做到经济合理。
①投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电所中，应推广采用直降式（110/6～10kV）变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。
②占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。③电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。
2.主接线的设计步骤
电气主接线的具体设计步骤如下：
(1)分析原始资料
①本工程情况变电所类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。
②电力系统情况电力系统近期及远景发展规划（5～10年），变电所在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景和电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。
③负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。
④环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。
⑤设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。
(2)拟定主接线方案
根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方
案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。
(3)短路电流计算
对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。
(4)主要电器选择
包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。
(5)绘制电气主接线图
将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。
（二）中性点直接接地系统接地点的选择
在中性点直接接地系统中，变压器的接地台数及接地点的选择应根据继电保护和通信干扰等方面的要求确定，但在编制远景短路电流计算阻抗图时，可按以下原则考虑：（1）凡是自耦变压器，其中性点应直接接地或经小阻抗接地。
（2）凡是中、低压侧有电源的升压站和降压变电站至少有一台变压器直接接地。
（3）选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地系统。双母线接有两台及以上主变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。
（4）终端变电所的变压器中性点一般不接地。
（5）变压器中性点接地的数量应使电网所有短路点的零序电抗和正序电抗之比x0/x1小于3，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭弧电压，x0/x1应大于1-1.5，以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。
（6）所有普通变压器的中性点都应该经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装避雷器保护。
（三）本变电所电气主接线设计
1.主接线的基本形式和特点
由母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为双母线无分段、双母线分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等形式。
无母线的主接线主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。
出于安全、可靠及继电保护、通信干扰等因素考虑，本设计采用中性点直接接地系统。
2.主接线设计方案
按SDJ2—88《220kV～500kV变电所设计技术规程》规定：220kV配电装置出现回路数为4回及以上时，宜采用双母线及其他接线。故设计中考虑了两个方案。方案1采用双母线接线，该接线变压器接在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上的设备检修，不需要停掉线路，但出线间隔内任一设备检修，此线路需停电。方案2采用单母线带旁路母线，该线路简单清晰，投资略小，出线及主变间隔断路器检修，不需停电，但母线检修或故障时，220KV配电装置全停。
3.方案的经济比较
在电力系统的规划设计时，必须根据国家现行的有关方针政策和国民经济发展计划，对电源布局和网络建设提出若干方案，然后对它们进行全面额技术经济比较。通常的步骤是先在可能的初步方案中筛选出几个技术上优越而又比较经济的方案，然后再进行经济计算。由此确定出最佳方案。
比较时应考虑以下几个原则：
（1）符合国家有关政策的要求。
（2）便于过渡并能适应远景的发展。
（3）技术条件好，运行灵活可靠，管理方便。
（4）投资及年运行费用低，并且有分期投资的可能性。
（5）国家短缺的原材料消耗少。
（6）建设工期短。
经以上综合考虑、评定，可知方案2是一个既优越又比较经济的方案。
4.主接线设计
本工程220KV断路器采用SF6断路器。其检修周期长，可靠性高，故不设旁路母线。由于有两回线路，一回线路停运时，仍满足N-1原则，本设计采用双母线接线。
对110KV侧的接线方式，出线仅为2回，按照规程要求，宜采用桥式接线。以双回路向炼钢厂供电。考虑到主变不会经常投切，和对线路操作和检修的方便性，采用内桥式接线。
对10KV侧的接线方式，按照规程要求，采用单母线分段接线，对重要回路，均以双回路供电，保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置的占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患及环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，且断路器选用性能比少油断路器更好的真空断路器。
综上所述,本变电所主电气接线如图3.4所示。见附录
四、短路电流计算
（一）短路电流计算的目的、规定和步骤
1.短路电流计算的主要目的：进行电气主接线的比较和选择；选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求；为继电保护的设计以及调试提供依据；评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；分析计算送电线路对通信设施的影响。
2.短路电流计算一般规定：
（1）计算在如下条件下进行：电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；短路发生在短路断流为最大值的瞬间；所有电源的电动势相位角相同；应考虑对短路电流有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。
（2）计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式）。
（3）应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成后的5-10年。
（4）短路计算中一般按三相短路计算。在正常接线方式时，以通过设备的短路电流为最大的地点为短路计算点。在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法，即是在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程去求解短路电流的完整表达式。
3.计算步骤
本节介绍了适用于工程实用计算的运算曲线法，其计算步骤如下：
（1）选择计算短路点。
（2）绘出等值网络（次暂态网络图），并将各元件电抗统一编号。
（3）化简等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形式等值网络，并求出各电源和短路点之间的电抗，即转移电抗X∑。
（4）求计算电抗Xc。
（5）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量的标幺值。
（6）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。
（7）计算短路电流冲击值。
（8）绘制短路电流计算结果表。
（二）短路电流计算过程及其结果
根据本变电所电源侧5-10年的发展计划，计算出系统最大运行方式下的短路电流，为母线系统的设计和电气设备的选择做好准备。
计算过程如下：
系统最大运行方式下的短路电流计算，由图1-1得系统等值网络： 取基准值 S d =100MVA,Ud=Uav 线路电抗X=0.4Ω/km
发电机： X 1=X 3=X 5=X 7=
N P X cos =0.124*508
.0*100=0.198 X 9= X 11=0.1423*20085
.0*100=0.060
变压器：X 2=X 4=X 6=X 8=U k *S Sd =0.105*63100
=0.167
X 10=X 12=0.18*240
100
=0.075
线路：L1: X 13=X 14=50*0.4*230*230100
=0.0378
L2: X 15=X 16=67*0.4*230*230100
=0.0507
L3: X 17=X 18=40*0.4*230*230100
=0.0302
L4: X 19=X 20=60*0.4*230
*230100
=0.0454
主变为OSFP7-40000/220三绕组变压器，经查表得其短路电压百分数为：
U'K(1-2)(%)=9 U'K(1-3)(%)=31 U'K(1-3)(%)=21,降压组合100/100/50
因是自耦变压器，所以需要折算：
U K(1-2)(%)=U'K(1-2)(%)=9%
U K(1-3)(%)=U'K(1-3)(%)(N N
S S 3)=62%
U K(2-3)(%)=U'K(2-3)(%)(N
N
S S 32)=42%
各个绕组电压百分比：
U k1=21[9%+62%-42%]=14.5%
U k2=21
[9%+42%-62%]=-5.5%
U k3=2
1
[42%+62%-9%]=47.5%
得各元件的标幺值：
X 23=X 24=0.145*
40100
=0.3625 X 25=X 26=-0.055*40100
=-0.1375
X 27=X 28=0.475*40
100
=1.1875
1.220KV 侧短路
（a ）两条线路同时运行时，此时线路阻抗为原来单条阻抗的一半，化简等值网络：
X 29=42
1X X +=0.09125 X 30=210
9X X +=0.0675 X 31=213
X =0.0189 X 32=215
X =0.02535 X 33=217
X =0.0151 X 34=
2
19
X +X N =0.0227+0.004=0.0267 转化：
X 35=X 29+X 31=0.110 X 36=X 30+X 32=0.09285
进行Y-△变换：
X 37=X 33+X 35+
363533X X X =0.0151+0.365+09285.0110
.0*0151.0=0.1430 X 38=X 33+X 36+353633X X X =0.0151+0.09285+110
.009285
.0*0151.0=0.1207
X 37,X 38,X 34分别为G 1-4，G 5-6，S ∞对短路点的转移电抗。 下面将其转换成计算电抗。
G 1-4=0.1430*
100*8.050
*4=0.3575
G 5、6=0.1207*100
*85.0200
*2=0.568
基准电流：
I dsc =230
*3N
S =0.251 I dG1-4=
d N U P 3cos 4φ=230
*3*8.050
*4=0.628
I dG5、6=d N U P 3cos 2φ=230
*3*85.0200
*2=1.18
I ∞=
k X ∞1*d N U S *3==0267.01*230
*3100=9.40 （b ）一条线路运行 等效电路图：
X 39=X 29+X 13=0.129
X 40=X 30+X 15=0.0675+0.0507=0.1182
作一个进行Y-△变换：
X 41=X 17+X 39+
403917X X X =0.0302+0.129+1182.0129
.0*0302.0=0.192 X 42=X 17+X 40+394017X X X =0.0302+0.1182+129
.01182
.0*0302.0=0.176
X 41,X 42,X 27分别为G 1-4，G 5-6，S ∞对短路点的转移电抗。 下面将其转换成计算电抗。 G 1-4 : X c1=X 41d N S P *cos 4φ=0.192*100*8.050*4=0.48
G 5、6: X c2=X 42
d N S P *cos 2φ=0.176*100
*85.0200
*2=0.828
X ∞k =X 19+X N =0.0454+0.004=0.0494 基准电流： I d(G1-4)=
d N U P 3cos 4φ=230
*3*8.050
*4=0.628
I d(G5、6)=
d N U P 3cos 2φ=230
*3*85.0200
*2=0.118
I ∞=
k X ∞1*d N U S *3==0494.01*230
*3100=5.08 2.110KV 侧短路 （a ）两台主变同时运行
在原有图的基础上化简电路图如下：
X 43=
22523X X +=2
1375
.03625.0-=0.113 计算各电源对短路点的转移电抗： 用单位电流法：X ik =
i
k
I E 设I 1=1 Ua=I 1X 34=X 34
I 2=
38X U a =3834
X X I 3=37X U a =37
34
X X
I K =I 1+I 2+I 3 U K =U a +I k *X k
=X 34+(1+
3834X X +37
34
X X )X k =0.0267+(1+1207.00267.0+1430
.00267
.0)*0.113
=0.1861 X 1k =0.186
X 2k =
0267.01207
.0*186.0=0.84
X 3k =0267
.01430.0*186.0=1
X 1k ,X 2k ,X 3k 分别为S ∞，G 5-6，G 1-4对短路点的转移电抗。 下面将其转换成计算电抗。 G 1-4 : X c1=X 41
d N S P *cos 4φ=1*100
*8.050
*4=2.5
G 5、6: X c2=X 42
d S *cos φ=0.84*100
*85.0=3.953
GS ∞: X ∞k =0.186 基准电流： I d(G1-4)=
d N U P 3cos 4φ=115
*3*8.050
*4=1.26
I d(G5、6)=d N U P 3cos 2φ=115
*3*85.020
*2=0.236
I ∞=
k X ∞1*d N U S *3==186.01*115
*3100=2.70 因为计算电抗X c2>3.45,表明发电机离短路点电气距离很远，可近似认为短路电流的周期分量不随时间变化，即：G 5、6: 对短路点的短路电流I k =2
1
c X I d(G5、6) I k =
953
.31
*2.363=0.598
(b)只有一台主变运行 化简后的等效电路：
X 44=X 23+X 25=0.3625-0.1375=0.225
用单位电流法计算各电源对短路点的转移电抗：
E K =X 1+(1+
21X X +3
1
X X )X k =0.395 X 1k =0.395
X 2k =
281.0395
.0=1.406 X 3k =257
.0395
.0=1.537
X 1k ,X 2k ,X 3k 分别为S ∞，G 5-6，G 1-4对短路点的转移电抗。 下面将其转换成计算电抗。 G 1-4 : X c1=X 3k
d N S P *cos 4φ=1.537*100
*8.050
*4=3.84
G 5、6: X c2=X 2k
d S *cos φ=1.406*100
*85.0=6.62
GS ∞: X ∞k =0.395 基准电流： I dG1-4=
d N U P 3cos 4φ=115
*3*8.050*4=1.26
I dG5、6=d N U P 3cos 2φ=115
*3*85.0200
*2=2.36
I ∞=
k X ∞1*d N U S *3==395.01*115
*3100=1.27 3.10KV 侧短路
（a ）两台主变运行时，化简后的等效电路：
X 45=
22723X X +=2
1875
.13625.0+=0.775 用单位电流法计算各电源对短路点的转移电抗：
E K =X 1+(1+
21X X +3
1
X X )X k =1.117 X 1k =1.117 X 2k =
221
.0117
.1=5.05 X 3k =186.0117
.1=6.01
X 1k ,X 2k ,X 3k 分别为S ∞，G 5-6，G 1-4对短路点的转移电抗。
下面将其转换成计算电抗。
G 1-4 : X c1=X 3k d N S P *cos 4φ=6.01*100*8.050
*4=15.025
G 5、6: X c2=X 2k
d N S P *cos 2φ=5.05*100
*85.0200
*2=23.765
GS ∞: X ∞k =1.117 基准电流：
I dG1-4=
d N U P 3cos 4φ=5
.10*3*8.050
*4=13.7
I dG5、6=d N U P 3cos 2φ=5
.10*3*85.0200
*2=25.88
I dsc =
k X ∞1d N U S *3=117.11
*5
.10*3100=4.92 因为各计算电抗X c1大于3.45，表明发电机离短路点电气距离很远，可近似认为短路电流的周期分量不随时间而变化
G 1-4对短路点的短路电流 I k1=
025.151
*13.75=0.915 G 5、6对短路点的短路电流I k2=765
.231
*25.88=1.089
所以总的短路电流为：I k1+I k2+I k ∞=0.915+1.089+4.92=6.92KA
（b ）10KV 侧短路单台主变运行系统等值网络化简 X 46=X 23+X 27=0.3625+1.1875=1.55
用单位电流法计算各电源对短路点的转移电抗：
E K =X 27+(1+4227X X +41
27
X X )X 46=2.488 X 1k =2.488
X 2k =
281.0488
.2=8.854 X 3k =292
.0488
.2=8.521
X 1k ,X 2k ,X 3k 分别为S ∞，G 5-6，G 1-4对短路点的转移电抗。 下面将其转换成计算电抗。 G 1-4 : X c1=X 3k d N S P *cos 4φ=8.521*100*8.050
*4=21.30
G 5、6: X c2=X 2k
d N S P *cos 2φ=8.854*100
*85.0200
*2=41.67
GS ∞: X ∞k =2.488
基准电流： I dG1-4=
d N U P 3cos 4φ=5
.10*3*8.050
*4=13.7
I dG5、6=d N U P 3cos 2φ=5
.10*3*85.0200
*2=25.88
I dsc =
k X ∞1d N U S *3=
488.21
5
.10*3100
=2.21 因为各计算电抗X c1大于3.5，表明发电机离短路点电气距离很远，可近似认为短路电流的周期分量不随时间而变化
G 1-4对短路点的短路电流 I k1=
3.211
*13.75=0.646 G 5、6对短路点的短路电流I k2=67
.411
*25.88=0.621
GS ∞对短路点的短路电流 I k ∞=2.21
所以总的短路电流为：I k1+I k2+I k ∞=0.646+0.621+2.21=3.48KA 结果见表3和表4
其中高压断路器的全分闸时间为0.1s 。在这里短路的持续时间是以最大的过电流保护的动作时间来计算的，显然，如果用主保护的动作时间或主保护存在死区时用后备保护的动作时间一定能满足要求。
表3 系统最大运行方式下的短路电流
参考值（KA ）
短路地点 运行方式 I “ I 0.5 I 1 I 1.5 I 2 I 2.5
I 3 I 3.5
220KV 侧 两条线路
同时运行
13.72 12.92 12.85 12.85 12.84 12.83
12.83 12.83
一条线路
运行
7.62
7.06 7.05 7.07 7.09 7.11 7.12 7.13
110KV 侧 两台主变
同时运行
3.85
3.85 3.86 3.86 3.86 3.86 3.86 3.86
一台主变 运行
1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95
10KV 侧
两台主变同时运行 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45
一台主变 运行
4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53 4.53
表4 短路电流的持续时间的最大值（s ）
五、电气设备的选
择
（一）电气设备的选择原则 1.高压断路器的选择
（1）型式。除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑安装调试和运行维护的方便，一般6-35KV 选用真空断路器，35-500KV 选用SF 6断路器。 （2）额定电压的选择为 U N ≥U NS 。 （3）额定电流的选择 I N ≥I max 。
（4）额定开断电流检验条件为 I Nbr ≥I t (或I *
) 式中 I t ——断路器实际开断时间ts 的短路电周期分量。
实际开断时间，为继电保护主保护动作时间和断路器固有分闸时间之和。
（5）热稳定校验应满足 I
2
t ≥Q k 。
（6）动稳定校验应满足 i es ≥i m 。 2.隔离开关的选择
隔离开关的型式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术经济比较后确定。其选择的具体项目方法和断路器的（1）（2）（3）（4）（5）（6）相同，不再重复。
根据对隔离开关操作控制的要求，还应该选择其配用的操作机构。屋内式8000A 以下隔离开关一般采用手动操作机构；220KV 及以上高位布置的隔离开关，宜采用电动机构和液压机构。
220KV 侧 110KV 侧 10KV 侧 3.6
3.1
2.1
（二）电气设备的选择
根据电气设备选择的一般原则，按正常运行情况选择设备，按短路情况检验设备。同时兼顾今后的发展，选用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。
本设计220KV 、110KV 选用SF 6断路器，10KV 选用真空断路器。电气设备选择和校验的过程在上页如下：
（a ）220KV 高压断路器选择 计算数据：
额定电压： U N =220KV 长期工作最大电流：I g max =N
N U S 305.1=220*34000
*04.1=110.2
次暂态电流：I=13.72KA
短路电流冲击值：i sh =1.82I=34.93KA 热效应：Q k =Q p +Q np
短路持续时间：=t p +t ab (t p 为继电保护动作时间，t ab 为断路器全开断时间) t k =3.5+0.1=3.6s
t k >1s 可以不计非周期分量的热效应。
所以 Q k
=Q p
=12
k
t （I 2+10I 2tk/2
+I 2tk
）
=12
6.3*(13.722+10*12.852+12.832)
=601.2KA 2s
校验: I N >I g max
I Nbr >I （I Nbr 断路器额定开断电流）
动稳校验： i es >i sh (i es 为厂家给出的动稳电流的幅值) 热稳校验：I t
2
t>Q k (I t 为热稳电流)
以上校验证明所选高压断路器满足要求。 (b)220KV 隔离开关的选择：
隔离开关的选择无开断短路电流的要求，所以不必校验开断电流，其他选择项目和断路器相同。
（c ）110KV 高压断路器的选择：
选择方法同220KV 高压断路器，计算数据如下：
额定电压： U N =110KV 长期工作最大电流：I g max =N
N U S 305.1=110*34000
*04.1=220.4
次暂态电流：I=3.86KA
短路电流冲击值：i sh =1.82I=9.83KA 热效应：Q k =Q p +Q np
短路持续时间：=t p +t ab (t p 为继电保护动作时间，t ab 为断路器全开断时间) t k =3.0+0.1=3.1s
t k >1s 可以不计非周期分量的热效应。
所以 Q k
=Q p
=12
k
t （I 2+10I 2tk/2
+I 2tk
）
=12
1.3*(3.862+10*3.862+3.862)
=46.2KA 2s
校验: I N >I g max
I Nbr >I" （I Nbr 断路器额定开断电流）
动稳校验： i es >i sh (i es 为厂家给出的动稳电流的幅值) 热稳校验：I t
2
t>Q k (I t 为热稳电流)
以上校验证明所选高压断路器满足要求。 （d ）110KV 隔离开关选择：
隔离开关无开断短路电流的要求，其他选择项目同110KV 断路器。
结果见表5-8。
表5 220KV高压断路器的选择结果
设备选型
计算数据技术数据
U N
(KV)
I g max
(A)
I"
(KA)
I sh
(KA)
Q k
(KA)
U N
(KV
)
I N
(A)
I Nbr
(KA)
i es
(KA)
I t2t
(KA2s)
SFM
220-220/3150
220 110.2 13.72 34.93 601.2 220 3150 50 100 7500 备注
兼顾长远需要，选用性价比高：运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少
选用设备的类型。
表6 220KV隔离开关的选择结果
设备选型
计算数据技术数据
U N
(KV)
I g max
(A)
I"
(KA)
I sh
(KA)
Q k
(KA)
U N
(KV
)
I N
(A)
I Nbr
(KA)
i es
(KA)
I t2t
(KA2s)
SFM
220-220/3150
220 110.2 13.72 34.93 601.2 220 3150 50 100 7500 备注
兼顾长远需要，选用性价比高：运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少
选用设备的类型。
表7 110KV高压断路器的选择结果
设备选型
计算数据技术数据
U N
(KV)
I g max
(A)
I"
(KA)
I sh
(KA)
Q k
(KA)
U N
(KV
)
I N
(A)
I Nbr
(KA)
i es
(KA)
I t2t
(KA2s)
SFM
220-220/3150
220 110.2 13.72 34.93 601.2 220 3150 50 100 7500
备注兼顾长远需要，选用性价比高：运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型。
表8 110KV隔离开关的选择结果
设备选型
计算数据技术数据
U N
(KV)
I g max
(A)
I"
(KA)
I sh
(KA)
Q k
(KA)
U N
(KV
)
I N
(A)
I Nbr
(KA)
i es
(KA)
I t2t
(KA2s)
SFM
220-220/3150
220 110.2 13.72 34.93 601.2 220 3150 50 100 7500 备注
兼顾长远需要，选用性价比高：运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少
选用设备的类型。
六、继电保护的配置
（一）继电保护及其配置要求
1.110-220KV中性点直接接地电网线路保护配置
对220kV线路，当接地电阻不大于100时，保护应能可靠地，有选择地切除故障。如已满足装设一套或二套全线速动保护的条件，则除装设全线速动保护外，还应装设接地后备保护，宜装设阶段式反时限零序电流保护;也可采用接地距离保护，并辅以阶段式或反时限零序电流保护。
对110kV线路，如不装设全线速动保护，则宜装设阶段式或反时限零序电流保护作为接地短路的主保护级的后备保护；也可采用接地距离保护作为主保护及后备保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。
2.35KV及以下中性点非直接接地电网中线路保护配置
35KV（包括60KV）及以下中性点非直接接地电网中线路的相间短路保护必须动作于断路器跳闸，单相接地时，由于接地电流小，三相电压仍能保持平衡，对用户没有很大影响。因此，单相接地时，由于接地电流小，三相电压仍能保持平衡，对用户没有很大影响。因此，单相接地保护一般动作于信号，但单相接地对人身和设备的安全产生危害时，就应动作于断路器跳闸。
相间短路的电流电压保护通常是三段式保护。第Ⅰ段为无时限电流速断保护或无时限电流闭锁电压速断保护；第Ⅱ段为带时限电流速断保护或带时限电流闭锁电压速断保护；第Ⅲ
220kV降压变电所电气一次部分设计
` 广东工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称发电厂电气部分 题目名称某 110～220kV降压变电所电气一次部分设计学生学部（系）机电与信息工程学部 专业班级 学号 学生姓名 指导教师周展怀
2013 年06 月20 日 广东工业大学华立学院 课程设计（论文）任务书 一、课程设计（论文）的内容 课程设计的内容大体相当于实际工程设计电气一次部分初步设计的内容，其中一部分可基本达到技术设计的要求深度。具体内容如下： （1）对原始资料的分析： a）本工程情况：发电厂、变电所类型及设计规划容量（*近期与远景），单机容量
及台数，运行方式，*最大负荷利用小时数等。 b）电力系统情况：电力系统本期及远景发展规划（本期工程建成后5～10年），发电厂、变电所在电力系统中的位置和作用，本期和远景规划与电力系统的连接方式，各级电压中性点接地方式等。 c）负荷分析：负荷的性质及其地理位置，输电电压等级、出线回路及输送容量等。 （2）电气主接线设计： a）主变压器的选择：容量、台数、相数、绕组数量和接线方式、阻抗、调压方式、电压等级、全绝缘或半绝缘问题、自耦变压器问题、冷却方式等。 b）各级电压母线接线方式（本期、远景）以及*分期过渡接线等。 c）绘制电气主接线图。 （3）厂（所）用电及供电方式选择设计： a）厂（所）用电接线方案比较，负荷计算及变压器选择，中性点接线方式选择。 b）高低压厂用电工作电源、起动/备用电源、事故保安电源连接方式、设备容量、分接头及阻抗的选择。 c）厂（所）用配电装置及设备选型等。 d）绘制厂（所）用电接线图。 （3）短路电流实用计算方法； a）确定主线路的运行方式。 b）绘制等值网络图。 c）计算各短路计算点的三相短路电流及不对称短路电流。 （4）电气设备选择： 对主变压器、厂（所）用变压器、断路器、隔离开关、*熔断器、电抗器、互感器、*消弧线圈、*避雷器、*绝缘子、导线和电缆等进行选择，并汇总电气设备表。 （5）绘制工程设计的其他相关图纸，编制电气一次设备概算表，并编写说明书。说明书部分包括设计任务书、所采用的基本资料和原始数据、方案选择论证、主要计算方法和结果。其计算过程可作为附件，列在说明书后面。 3、课程设计文件。 课程设计文件由说明书（含附件）及设计图纸组成。要求文字说明简明扼要，计算准确，有分析论证，并能正确地反映情况、说明问题。设计图纸应做到内容完整、清晰整齐。
某厂35KV总降压变电所电气设计
2014届毕业设计（论文）课题任务书院(系)：电气与信息工程学院专业：
35kV 总降压变电所电气设计 原始资料 1：工厂生产任务、规模及其产品规格 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻 压和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯为主体，年生产规模为铸钢件 10000t.铸铁件3000t,锻件1000t,铆焊件2500t. 2：工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量如表2所示 各车间380V 负荷计算表 序 车间名称 设备容量 K d cos Φ tan Φ 计算负荷 车间 变压器台数 号 kw P30 Q30 S30 I30 变电所 及容量 kw kvar kVA A 代号 1 铸钢车间 N0.1车变 2?____ 铸铁车间 2 砂 库 N0.2车变 2?____ 小计(K ∑=0.9) 铆焊车间 3 1＃ 水泵房 N0.3车变 1?___ 小计(K ∑=0.9) 空压站 机修车间 4 锻造车间 N0.4车变 1?___ 木型车间 制材场 综合场 小计(K ∑=0.5) 锅炉房 2＃水泵房 5 仓库（1、2） N0.5车变 1?___ 污水提升站 5 小计(K ∑=0.5) 35kV 供电系统图
各车间10KV负荷计算表 序车间名称高压设设备容量K d cosΦ tanΦ计算负荷 号备名称kw P30 Q30 S30 I30 kw kvar kVA A 1 铸钢车间电弧炉 2 铸铁车间工频炉 3 空压站空压机 小计 区域变电站35KV母线短路数据 系统运行方式系统短路数据系统运行方式系统短路数据 系统最大运行方式S max 。 K )3(＝630MV A 系统最小运行方式S min 。 K )2(＝300MV A 3：供用电协议 1）工厂电源从供电部门某110/35KV变电站以双回架空线路引入本厂，其中一路为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，变电站距厂东侧10km。 2）系统的短路数据如表3所示，其供电系统如图4所示。 3）供电部门对工厂提出的技术要求：（1）区域变电站35KV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间top=2s,工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s.(2) 工厂在总降压变电所35kv电源侧进行电能计量（3）工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9. 1）供电贴费和每月电费制 供电贴费为800元/kvA,每月电费按两部电费制，基本电费为30元/KV A,动力电费为0.4元/kw.h,照明电费为0.6元/kw.h 2）工作负荷性质 本厂为三班制，年最大有功利用小时为5000h,属二级负荷 3）工厂自然条件 （1）气象条件 年最高气温38_C,年平均气温23C,年最低气温-8C，年最热月平均最高气温33C,年最热月平均气温26C,年最热月地下0.8m处平均温度25C,常年主导风向为南风，覆冰厚度5 mm年平均暴日数20d (2)地址水文资料 平均海拔50m 地层以砂粘土为主，地下水位3～5m. 提示：最高年平均温度用于选变压器最热月平均最高温度用于选室外裸导线及母线 最热月平均温度用于选室内导线和母线一年中连续三次的最热日昼平均温度选空气中电缆 土壤中0。7～1。0深度一年中最热月平均温度选地下电缆最热月平均水温选半导体元件等 年雷电小时数和雷电日数设置防雷装置土壤冻结深度设置地下装置
110KV降压变电站电气一次部分初步设计
110KV降压变电站电气一次部分初步设计 一、变电站的作用 1.变电站在电力系统中的地位 电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 2.电力系统供电要求 （1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。 （2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ 等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。 （3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。 二、变电站与系统互联的情况 1.待建变电站基本资料 （1）待建变电站位于城郊，站址四周地势平坦，站址附近有三级公路，交通方便。 （2）该变电站的电压等级为110KV,35KV,10KV三个电压等级。110KV是本变电站的电源电压，35KV，10KV是二次电压。 （3）该变电站通过双回110KV线路与100公里外的系统相连，系统容量为1250MVA，系统最小电抗（即系统的最大运行方式）为0.2（以系统容量为基准），系统最大电抗（即系统的最小运行方式）为0.3。
35KV降压变电站设计
[目录] 前言 第一篇任务书 一、设计要求 二、原始资料 三、设计任务 四、设计成果 第二篇说明书 第一章概述 第二章主接线设计方案 第三章主变台数和容量的选择 第四章所变的选择和所用电的设计 第五章短路电流计算 第六章导体及电气设备的选择. 第三篇计算书 一、主变容量的计算 二、短路电流计算 参考资料
第一篇任务书 一、设计要求 1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法。 2、培养独立思考、解决问题的能力。 3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力，学习撰写工程设计说明书。 二、原始资料 1、某国营企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。 2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。 4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为二类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1
5、所用电的主要负荷见表1—2
6、环境条件 1）当地最热月平均最高温度29.9°c，极端最低温度-5.9°c，最热月地面0.8m 处土壤平均26.7°c ，电缆出线净距100mm。 2）当地海拔高度507.4m。雷暴日数36.9日/年：无空气污染，变电所地处在 P≤500m·Ω的黄土上。 三、设计任务 1、设计本变电所的主电路，论证设计方案是最佳方案，选址主变压器的容量和台数。 2、设计本变电所的自用电路，选择自用变压器的容量和台数。 3、计算短路电流。 4、选择导体及电气设备。 四、设计成果 1、设计说明书和计算书各一份 2、主电路和所用电路图各一份 第二篇说明书 第一章概述 一、设计依据 根据设计任务书给出的条件。 二、设计原则
某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计
某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计 一、生产任务及车间组成 1．本厂产品及生产规模 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。 2．本厂车间组成 （1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型圈车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房及污水提升站等。 二、设计依据 1．厂区平面布置图(略) 2．全厂各车间负荷计算表如下：各车间380伏负荷
3．供用电协议 工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下： （1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回架空线路引入本厂，其中一个为工作电源，一个作为备用电源，该变电所距离工厂东侧4.5km处，单位长度电抗值为0.4Ω/km。 （2）供电系统短路技术数据如下： 区域变电所35kV母线短路数据如下： 系统最大运行方式：S dmax＝200MVA；系统最小运行方式：S dmin＝175MVA （3）电部门对本厂提出的技术要求 ①区域变电所35kV配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂总降不应大于1.5秒。 ②该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。 ③在企业总降压变电所高压侧进行计量。
三、设计范围与任务 1．负荷计算 全厂总降变电所负荷计算，是在车间负荷计算基础上进行的，考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表，表达设计成果。 2．总降变电所位置和各个变压器台数以及容量的选择 考虑电源进线方向，综合考虑设置各个变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定主变台数容量。 3．厂总降压变电所主接结线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求可靠性级别的计算负荷值，确定高低压侧的接线形式。 4．厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，从技术、经济合理性确定厂区配电电压。择优选择配电网布置方案，按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。 5．工厂供配电系统短路电流计算 工厂用电，通常为电网末端负荷，其容量远远小于电网容量，均按无限容量系统供电进行短路电流计算。 6．改善功率因数装置设计 COS，通过查表和计算求出达到供电部门要根据负荷计算要求本厂的高压配电所的 求的数值所需补偿的无功功率。由产品样本选出需补偿电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜。 7．变电所高低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及相应的额定制，选择各种电器设备、开关柜等。用主结线图、设备材料表等表达设计成果。 8．继电保护及二次结线设计 内容包括继电保护装置、监视及测量仪表、控制和信号装置及备自投，用二次回路原理图或展开图及元件材料表来表达设计成果。 9．变电所防雷、接地装置设计 参考本地气象、地质资料设计防雷装置，并进行接地装置设计计算。 10．总降变电所变、配电装置总体布置设计 综合前述设计计算成果，参照有关规程，进行室内、室外变配电装置的总体布置和施工设计。 11．车间(机加车间)变电所及低压配电系统设计 根据生产工艺要求，车间环境，用电设备容量、分布情况等进行设计，确定车间变电所所用变台数、容量。 四、本厂的负荷性质 本厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为6000小时。属于二级负荷。 五、工厂的自然条件 1．气象条件 （1）最热月平均最高温度为30℃； （2）土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20℃； （3）土壤冻结深度为1.10米； （4）夏季主导风向为南风； （5）年雷暴日数为31天。
课程设计(变电所)(1)
变电所设计任务书（1） 一、题目220KV区域变电所设计 二、设计原始资料： 1、变电所性质： 系统枢纽变电所，与水火两大电力系统联系 2、地理位置： 本变电所建于机械化工区，直接以110KV线路供地区工业用户负荷为主。 3、自然条件： 所区地势较平坦，海拔800m，交通方便有铁，公路经过本所附近。最高气温十38o C 最低气温-300C 年平均温度十100C 最大风速20m／s 覆冰厚度5mm 地震裂度＜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1.5m 主导风向夏南，冬西北 4、负荷资料： 220KV侧共4回线与电力系统联接 110KV侧共12回架空出线，最大综合负荷
10KV 侧装设TT —30－6型同期调相机两台 5．系统情况 设计学生：＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成设计日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 4╳4╳
变电所设计任务书（2） 一、题目220KV降压变电所设计 二、设计原始资料 1．变电所性质： 本所除与水、火两系统相联外并以110及10KV电压向地方负荷供电2．地理位置： 新建于与矿区火电厂相近地区，并供电给新兴工业城市用电 3．自然条件； 所区地势较平坦，海拔600m，交通方便有铁、公路经过本所附近 最高气温十400C 最低气温—250C 年平均温度十150C 最大风速＿20m/s＿ 覆冰厚度10mm 地震裂度＿6级 土壤电阻率>1000Ω·m 雷电日＿＿＿40＿＿ 周围环境＿空气清洁＿建在沿海城市地区，注意台风影响 冻土深度1·0m 主导风向夏东南风、冬西北风 4·负荷资料： 220KV侧共3回线与电力系统联接
220KV降压变电所系统毕业设计
目录 前言 (2) 内容摘要 (3) 第一章概述 (4) 第二章电气主接线 (5) 第2．1节主接线的设计原则和要求 (5) 第2．2节主接线设计方案 (6) 第2．3节主变压器选择 (12) 第2．4节所用电设计 (13) 第三章短路电流计算 (16) 第3．1节短路电流计算的目的、规定 (17) 第3．2节短路电流计算表 (20) 第四章主要电气设备选型 (21) 第4．1节电气设备选择的基础知识 (21) 第4．2节高压电气设备选择及校验 (23) 第4．3节设备选择表 (32)
结论 (46) 参考文献 (46) 符号说明 (47)
前言 此次设计的特点是：对专业知识进行更好的巩固与吸收，我们进行了为期九周的毕业设计。 在这次设计中是对学习电力专业综合性很好的一次训练，通过三年的学习和两次简单的课程设计，为毕业设计打下了坚实的理论基础。设计题目“220KV/10KV变电所电气设计”，它主要包括电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选型、变压器各项整定计算等几个部分。通过这次设计巩固了“发电厂变电站电气部分”课程的理论知识并掌握了电气设计基本方法，培养了独立分析和解决问题的能力，提高了工作能力和工程设计的基本技能。 在设计过程中我们不但遇到了不少的难题，同时也发现了自己知识结构的薄弱环节，但在郭力萍老师精心指导和严格要求下圆满的完成此次设计，在这次设计中我们参考了《电力工程电气设计手册1,2》、《发电厂电气设备教科书》、《变电运行技能培训教材》、《发电厂电气部分课程设计参考资料》等书籍来完成这次设计，受益匪浅。 使我得到了很大的进步，掌握了更多的专业知识。但是由于基础较差，设计中存在一些错误。 望各位老师予以指正。
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一、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求 （1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，需求预测说明。 （2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 （3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。 （4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 （一）设计主体内容 （1）负荷计算及无功功率补偿 （2）变电站位置及形式的选择。 （3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 （4）短路电流计算。 （5）变电所一次设备的选择及校验。 （6）变电所高低压线路的选择。 （7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 （二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表； 2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料（1天）、总降压变电站设计（3天）、车间变电所设计（2天）、 厂区配电系统设计（1天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。 五、主要参考文献 [1] 电力工程基础 [2] 工厂供电 [3] 继电保护. [4] 电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日
一．负荷情况 某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下： （一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备 二号车间接有下表所列用电设备 （三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 食堂接有下表所列用电设备负荷
220kV降压变电站电气一次部分设计毕业设计
毕业设计（论文）报告题目220kV降压变电站电气一次部分设计
摘要 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
110kv总降压变电站设计
目錄 摘要 (3) 概述 (4) 第一章電氣主接線 (6) 1．1110kv電氣主接線 (7) 1．235kv電氣主接線 (8) 1．310kv電氣主接線 (10) 1．4站用變接線 (12) 第二章負荷計算及變壓器選擇 (13) 2．1 負荷計算 (13) 2．2 主變台數、容量和型式的確定 (14) 2．3 站用變台數、容量和型式的確定 (16) 第三章最大持續工作電流及短路電流的計算 (17) 3．1 各回路最大持續工作電流 (17) 3．2 短路電流計算點的確定和短路電流計算結果 (18) 第四章主要電氣設備選擇 (19) 4．1 高壓斷路器的選擇 (21) 4．2 隔離開關的選擇 (22) 4．3 母線的選擇 (23) 4．4 絕緣子和穿牆套管的選擇 (24) 4．5 電流互感器的選擇 (24) 4．6電壓互感器的選擇 (26)
4．7各主要電氣設備選擇結果一覽表 (29) 附錄I 設計計算書 (30) 附錄II 電氣主接線圖 (37) 10kv配電裝置配電圖 (39) 致謝 (40) 參考文獻 (41)
摘要 本文首先根據任務書上所給系統與線路及所有負荷的參數，分析負荷發展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然後通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，並通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然後又通過負荷計算及供電範圍確定了主變壓器台數，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最後，根據最大持續工作電流及短路計算的計算結果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿牆套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設計。 關鍵字：變電站變壓器接線
220KV降压变电所的设计文献综述
专业文献综述题目: 220KV降压变电所的设计 专业: 农业电气化与自动化
220KV降压变电所的设计 摘要：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对220kV降压变电所的特点，阐述了220kV降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。文中介绍的220kV降压变电所的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。 关键词：降压变电所；设计方法；供配电 Design of the 220 KV step-down substation Abstract：With the fast growth of the our country national economy，use the important factor that the electricity also becomes an economic development of the check and supervision in our country。Everyplace all be building a series of use to go together with to give or get an electric shock device。This text aims at the characteristics of the 220 KV step-down substation, Elaborate design way of thinking, design step of the 220 KV step-down substation and carry on the related calculation ,check it 。The text introduce the design method, way of thinking and new technique of the 220 KV step-down substation can be the theories of related design instruction。 Key words: the step-down substation ; method of design ; supply and install electric 1 前言 近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理开发利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。 本次所设计的课题是某220kV降压变电所的设计，该变电所是一个地区性重要的降压变电所，它主要担任220kV及110kV两电压等级功率交换，把接受功率全部送往110kV 侧线路。因此此次220kV降压变电所的设计具有220kV、110kV、及10kV三个电压等级，220kV侧以接受功率为主，10kV主要用于所用电以及无功补偿。本次所设计的变电所是枢纽变电所，全所停电后，将影响整个地区以级下一级变电所的供电。
35KV降压变电所设计方案
35KV降压变电所设计方案 第一篇任务书 一、设计要求 1、建立工程设计的正确观点，掌握电力系统设计基本原则和方法。 2、培养独立思考、解决问题的能力。 3、学习使用工程设计手册和其他参考书的能力，学习撰写工程设计说明书。 二、原始资料 1、某国营企业为保证供电需求，要求设计一座35KV降压变电所，以10KV电缆给各车间供电，一次设计并建成。 2、距本变电所6Km处有一系统变电所，由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电，在最大运行方式下，待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA 。 3、待设计的变电所10KV无电源，考虑以后装设的组电容器，提高功率因素，故要求预留两个间隔。 4、本变电所10KV母线到各个车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为一类负荷，其余为二类负荷，Tmax=4000h ，各馈线负荷如表1—1 序号车间名称计算用有功功率 （kw） 计算用无功功率 （kvar） 1 一车间 1046 471
2 二车间 735 487 3 机械车间 808 572 4 装配车间 1000 491 5 锻工车间 920 276 6 高压站 1350 297 7 高压泵房 737 496 8 其他 931 675 5、所用电的主要负荷见表1—2 序号车间名称额定容 量（KW） 功率因 素 （cos ） 安 装 台 数 工 作 台 数 备注 1 主充电机20 0.88 1 1 周期性负 荷 2 浮充电机 4.5 0.85 1 1 经常性负 荷 3 蓄电池室通 风2.7 0.88 1 1 经常性负 荷 4 室装配装置 通风110.79 2 2 周期性负 荷 5 交流焊机10.5 0.5 1 1 周期性负 荷
降压变电站设计
目录 第一章绪论 (1) 第二章电源进线与主变的选择 (2) 2.1 方案介绍及选取 (3) 2.2 负荷概念及等级分 (4) 2.3 负荷的计算 (5) 2.4 主变选择的原则 (6) 2.5 主变选取 (6) 第三章电气主接线方案 (7) 3.1 主接线的主要形式 (7) 3.2 接线方案与选取 (7) 第四章短路计算 (9) 4.1短路的类型 (9) 4.2短路计算 (9) 第五章电气设备选择 (13) 5.1设备的概念 (13) 5.2断路器隔离开关等设备选择 (13) 第六章总语 (16) 参考文献 (17)
第二章接入系统方案 第一章绪论 电力系统中，发电厂将天然的一次能源转变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。变压器是变电所的中心设备，它利用电磁感应原理。 配电装置是变电所中所有的开关电器、载流导体辅助设备连接在一起的装置。其作用是接受和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、互感器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备及必要的其他辅助设备所组成。 二次设备是指一次系统状态测量、控制、监察和保护的设备装置。由这些设备构成的回路叫二次回路，总称二次系统。 二次系统的设备包含测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、直流系统及必要的附属设备。 负荷等级可以分为一，二，三等级。负荷的等级不同，对供电的要求也不同。对于一级负荷，必须有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电 电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。 该变电所包含了一二级负荷,所以是一个需要两个电源的终端配电变电所。
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。
某机械厂降压变电所电气设计答案
一、设计任务书 （一）设计题目 某机械厂降压变电所电气一次设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 1.工厂总平面图 2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 3.供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图（附图1-4）。该干线的导线品牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为2.0m。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100km，电缆线路长度为25km。
表1 工厂负荷统计资料 4.气象条件： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处的平均温度为25℃。当地主导风向为东北向风，年暴日数为20。 5.地质水文条件： 本厂所在的地区平均海拔500m。地层以砂粘土（土质）为主；地下水位为4m。 6.电费制度： 本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元/KVA，动力电费为0.3元/kwh，照明（含家电）电费为0.5元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书1份，需包括： 1）封面及目录 2）前言及确定了赋值参数的设计任务书 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和型式的选择
110KV降压变电所一次系统设计文献综述
变电所一次系统设计探究 摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。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。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。 关键词：变电所/安全/可靠/经济
1 我国电能与变电站现状 电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。 变电所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[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。 （1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 （2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 （3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。 （4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考
35KV工厂总降压变电所设计
某工厂总降压变电所工程 设 计 说 明 书 姓名 学号 6 指导老师赵志英
目录 一. 概述 1.1. 电力系统概况 1.2. 全厂供电负荷情况 二. 供电方式的选择 2.1. 供电电压选择 2.2. 主变容量及型号选择 三. 总降压变电所的设计 3.1. 电气主接线 3.2. 短路电流计算 3.3. 主要电气设备选择 3.4. 所用电源及操作电源 3.5. 主要设备继电保护设计 3.5.1. 主变压器保护 3.5.2. 35kv线路保护 3.5.3. 10kv线路 四. 车间变电所设计 五. 厂区10kv配电系统设计 六. 附图：1. 短路电流计算结果及设备选校表 2. 总降压变电所电气主接线图 3. 高压开关柜订货图 4. 主变压器控制回路接线图 5. 主变压器保护回路接线图 6. 10kv线路控制、保护回路接线图
一、概述 1.1 电力系统概况 本厂主要通过一条长为5公里的架空电力线路与110kvA变电站连接。A变电站装设有两台SFSLZ1-31500/110的三圈变压器，A 变电站110kv母线短路容量为1918MVA。另外本厂还从B变电站接有一回长为7公里的架空线路作为备用电源。且根据系统要求，只有在工作电源也即本厂至A变电站供电线路停电时才允许备用电源供电。 1.2 全厂用电负荷情况 根据提供的资料，全厂用电设备总安装容量为6630KW，10kv 侧计算负荷为有功4522KW，无功1405KW。负荷类型1~7车间为I类负荷，8~9车间为II类或III类负荷。停电时间超过两分钟将造成产品报废，停电时间超过30分钟将造成主要设备池、炉损坏，全厂停电将造成严重经济损失。全厂为三班工作制，最大负荷利用小时为5600小时。 二、供电方式的选择 2.1 供电电压的选择 选择最佳的供电电压等级对于工厂节约电费开支，降低经营成本具有非常大的作用。根据设计任务书所提供的基础资料，供电部门要求功率因数以35kv供电时为0.9，以10kv供电时为0.95。同时以35kv和10kv供电时电度电价分别为0.40元/kwh及0.41元/kwh。根据供电部门提供的资料，我们对该厂分别采用10kv及35kv供电时每年所需支出的电费进行比较，比较结果如下表所示：
110-35-10kv降压变电所电气部分设计
课程设计 课程名称：发电厂电气部分 设计题目：110/35/10kv降压变电所电气部分设计
目录 摘要 ------------------------------------------------------------------------------ 2 1.变电所总体分析----------------------------------------------------------------- 3 1.1变电所规模 ----------------------------------------------------------------- 3 1.2变电所与电力系统连接情况 ------------------------------------------------- 3 1.3负荷情况-------------------------------------------------------------------- 3 1.4最小运行方式--------------------------------------------------------------- 3 1.5环境条件-------------------------------------------------------------------- 3 2.主接线的设计原则-------------------------------------------------------------- 4 2.1运行的可靠 ----------------------------------------------------------------- 4 2.2具有一定的灵活性 ---------------------------------------------------------- 4 2.3操作应尽可能简单、方便 --------------------------------------------------- 4 2.4经济上合理 ----------------------------------------------------------------- 5 3.主接线设计 --------------------------------------------------------------------- 5 3.1 110kv侧 ------------------------------------------------------------------- 5 3.1.1方案一------------------------------------------------------------------ 5 3.1.2方案二------------------------------------------------------------------ 5 3.2 35kv侧（6回出线） ------------------------------------------------------- 7