变电站工程电气设计

目录

前言

原始材料

第一章电气主接线的设计及主变选择

第一节电气主接线设计 (3)

第二节所用电的设计 (10)

第二章短路电流计算

第一节概述 (12)

第二节短路计算说明 (15)

第三章导体和电器的选择计

第一节总则 (24)

第二节母线的选择设计 (26)

第三节断路器选择设计 (31)

第四节隔离开关选择设计 (33)

第五节互感器的选择设计 (35)

第六节引下线的选择设计 (38)

第七节支持绝缘子及穿墙套管选择设计 (38)

第四章防雷保护

第一节直击雷防护 (40)

第二节雷电过电压的防护 (42)

第五章继电保护及自动装备配置

第一节概述 (46)

第二节继电保护的一般规定 (47)

第三节电力变压器保护 (48)

第四节自动重合闸配置 (50)

附录(Ⅰ) (53)

参考文献

前言

毕业设计是四川某学院电气工程系供用技术专业一门专业课程.为了提高毕业生专业知识的综合运用能力.本设计详细介绍了220KV枢纽变电站的设计过程.

第一章电气主接线的设计及主变的选择,对主接线的设计提出了多种方案,并进行了论述,分析比较了各种主接线形式的优缺陷,选择最佳主案;第二章短路电流的计算,第三章导体及电器的选择,本章详细介绍了变电站中的设备选取,对设备的参数进行了校验论证.第四章防雷保护,对变电站的直击雷防护、雷电过电压防护进行了比较全面的介绍.第五章继电保护及自动装备的配置,结合相关规范对变电站的设备保护做了系统的分析论述.本设计中的文字符号和图形符号采用了新的国家标准.

本设计在设计过程中参考了大量的参考资料,如:《发电厂变电所电气部分》、《电力系统继电保护》(增订版)、《供配电系统》、《220～500KV变电所设计技术规程》、《中国电力百科全书》、《毕业设计指导书》等.

本设计在设计中大力得到了四川某学院电气工程系的大力支持,他们对本设计提出了宝贵的意见,在此对他们一并致谢.

由于设计水平有限,书中谬误之处在所难免,恳请批评指正.

2006.5

原始材料

1．变电站的建设规模

（1）类型：220kV枢纽变电站

（2）最终容量：根据工农业负荷的增长，需要安装两台220/110/10KV，120MVA

的主变压器，容量比为100/100/50，一次设计，两期建成。

2．电力系统与本所连接情况

（1）新建的220KV变电站，连接着220KV和110KV两个电力系统，担负着一个地区的供电，是一座枢纽变电站。

（2）变电站与220KV电力系统连线有两回，与110KV电力系统连线有三回。

（3）电力系统总装机容量为464万千瓦，本变电站在系统最大运行方式下，系统的正序、负序、零序阻抗见下图：（此阻抗值为S j=100MVA时的

数值，括号内的数值为零序阻抗）。

（4）变电站在地理学中所处的地理位置、供电范围示意图如下图：

3．电力负荷水平

（1）220KV进出线回路数最终5回，本期2回，其中线路（一）、（二）的最大输送容量为250MVA，其余3回线路每回的最大输送容量为

180MVA，最大负荷利用小时数T max=5000h，为一级负荷。

（2）110KV进出线回路数最终8回，本期5回，其中（一）、（二）、（三）的最大输送容量为40MVA，T max=5000h，为一级负荷，其余线路每回

的输送容量均按30MVA设计，T max=3000h以上。

（3）10KV出线最终4回，本期一次建成。每回线的最大输送容量为2MVA，10KV无电源，设计10KV配电装置时予留两个扩建空间，作为备用。

（4）本变电站的自用电负荷可按下式近视计算：

计算负荷=照明负荷+其余负荷×0.85

4．环境条件

（1）当地年最高温度41.70C ,年最低温度为-20.60C，最热月平均最高温度

32.50C.

（2）当地海拔高度396.8m,P=97332.7Pa.

（3）当地雷电日数15.4日/年

第一章

电气主接线的设计及主变选择

第一节电气主接线设计

一、概述

电气主接线又称一次接线，它是电厂变电所，电力系统传递电能的通路，主接线是发电厂变电站电气部分的主体，其中包括发电机，变压器，母线，断路器，隔离开关，电抗器等主要设备，变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求.

220kV变电所中的110kV配电装置，当出线回路数在6回以下时宜采用单母线或分段单母线接线，6回及以上时，宜采用双母线接线。220kV终端变电所的配电装置，当能满足运行要求时，宜采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。当能满足电力系统继电保护要求时，也可采用线路分支接线。220kV配电装置出线在4回及以上时，宜采用双母线或其他接线。采用双母线或单母线的110～220kV配电装置，当断路器为少油(或压缩空气)型时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路母线，当110kV出线回路数为6回及以上，220kV出线为4回及以上时，可装设专用旁路断路器。

110～220kV母线避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关,安装在出线上的耦合电容器、电压互感器以及接在变压器引出线或中性点上的避雷器，不应装设隔离开关,在一个半断路器接线中，前两串的线路和变压器出口处应装设隔离开关。各级电压配电装置，初期回路数较少时，应采用断路器数量较少的简化接线，但在布置上应考虑过渡到最终接线方便。

二、220KV侧主接线方案

本变电站高压侧220KV出线回路数5回，本期建成两回,其中线路(一)，(二)的最大输送容量为250MVA，其余3回线路每回的最大输送容量为180MVA，最大符合利用小时数T max=5000h，为一级负荷根据以上原始资料拟定了两个主接线方案，具体分析如下：

方案一：

如图是单断路器不分段双母线接线，其中Ⅰ母线处于工作状态，Ⅱ组母线处于备用状态，Ⅰ组与Ⅱ组母线之间由母联断路器QF进行联络，正常运行时，母联断路器QF是断开的，每一回进出线接到I短母线上的隔离开关是闭合的，接到II 短母线上的隔离开关是断开的，双母线接线最主要的优点是灵活性高，它具有以下五个功能：

①检修任意一组母线可不中断供电