kV变电所电气部分设计

电力系统自动化专业

毕业设计

设计题目：

220kV变电所电气部分设计

目录

一、毕业设计任务书 (3)

二、毕业设计说明书 (5)

三、参考文献 (19)

四、后记 (24)

五、计算书 (26)

六、图纸...................................................

毕业设计任务书

一. 设计题目:220kV变电所电气部分设计

二. 待建变电所基本资料

1.设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。

2.确定本变电所的电压等级为220kV/110kV/10kV，220kV是本变电所的电源电压，

110kV和10kV是二次电压。

3.待设计变电所的电源，由对侧220kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变

电所；在中压侧110kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出11回线路至地区负荷。

4.该变电所的所址，地势平坦，交通方便。

5.该地区年最高气温40℃，最热月平均最高气温36℃。

三．用户负荷统计资料如下：

110kV用户负荷统计资料如下：

表1 110kV用户负荷统计资料

用户名称最大负荷（kW）cosΦ回路数重要负荷百分数（％）炼钢厂42000 0．95 2 50

10kV用户负荷统计资料如下：

表1 10kV用户负荷统计资料

最大负荷利用小时数Tmax=5256h，同时率取0.9，线路损耗取6％。

四．待设计变电所与电力系统的连接情况：

图中线路参数如下：L1=18km、L2=15km、L3=20km、L4=19km、L5=10km

图1 待设计变电所与电力系统的连接电路图

五．设计任务

1．选择本变电所主变的台数、容量和型号；

2．设计本变电所的电气主接线；

3．进行必要的短路电流计算；

4．选择和校验所需的电气设备；

5．选择和校验10kV硬母线；

6．进行继电保护的规划设计；

7．进行防雷保护的规划设计；

8．配电装置设计。

六．图纸要求

1．绘制变电所电气主接线图

2．220kV或110kV高压配电装置平面布置图

3．220kV或110kV高压配电装置断面图（进线或出线）

第二部分 设 计 说 明 书

一.待设计变电所简要介绍

待建变电所位于城市南郊，所址地势平坦，交通方便。变电所电源由对侧220kV 变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；以110kV 双回线路向炼钢厂送电，炼钢厂以阻性负荷为主，功率因数0.95；以10kV 共11回线路向地区负荷供电，负荷最大利用小时数5256小时，同时率为0.9。该变电所为220kV 降压变电所，没有转功。变电所所处地区年最高气温40℃，最热月平均最高气温36℃。 二.主变压器的选择

根据《电力工程电气设计手册》的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性的要求，选用两台同样型号的有载调压三绕组自耦变压器。

1) 主变容量的选择

110kV 最大负荷为 Pm 1=K 0∑P=1.0×42000=42000 kW 110kV 重要负荷 Pi 1=Ki ×P=0.50×42000=21000 kW 10kV 最大负荷为 Pm 2=K 0∑P=0.9×(P 1+P 2+P 3+P 4+P 5)

=0.9×(1900+1200+2100+2100+1900)=8280 kW

10kV 重要负荷 Pi 2=∑Ki ×P=K 1×P 1+K 2×P 2+K 3×P 3+K 4×P 4+K 5×P 5

=0.7×1900＋0.4×1200＋0.35×2100＋0.55×2100＋0.6×1900

=1330+480+735+1155+1140 =4840 kW

对于具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于等于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容量的依据。

70％负荷容量为 Se=0.7×￠

cos m P ∑ =0.7×(95

.042000 + 91

.08280)=37316 kVA

全部重要负荷容量为Si=ϕcos i P ∑= 1

cos i1ϕP + 2cos i2ϕP =95.021000 + 91.04840

=27424 kVA

Se ＞Si 应根据Se 选择主变容量。

经计算一台主变应接带的负荷为37316 kVA ，应选用两台40000 kVA 的三相自耦变压器。因 40000 kVA ＞37316 kVA,故所选主变容量满足大于等于70％的全部负荷要

求。

因此确定选用主变型号为OSFSZ-40000/220，主要参数如下表：

三.主接线选择

1） 220kV配电装置主接线选择。根据SDJ2-88《220～500kV变电所设计技术规程》规定，“220kV配电装置出线在4回及以上时，宜采用双母线及其他接线”。由于待建变电所有6回出线，可采用双母线接线。两台主变分别接在不同母线上，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，均不需停掉线路。同时，本工程220kV断路器采用SF6断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。又由于每个电源点都有两回线路，一回线路停运时，仍满足N-1原则。因此，本设计220kV配电装置采用双母线接线。

2） 110kV配电装置主接线选择。110kV出线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥式接线。以双回线路向炼钢厂供电。考虑到主变不会经常投切和对线路操作及检修的方便性，110kV配电装置采用内桥式接线。

3） 10kV配电装置主接线选择。10kV出线共11回，按照规程要求，采用单母线分段接线，对重要回路，均以双回线路供电，保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置占地和占用空间，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，配电装置采用封闭性好集成度高的成套配电装置。

本设计的变电所电气主接线图如下图所示。