220KV降压变电所一次部分设计 - 图文(2)

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附图1 方案一电气主接线图 ........................................... 39 附图2 方案二电器主接线图 ........................................... 40 附图3 电气总平面图 .................................................. 42 附图4 110KV配电装置断面图 ......................................... 43 附图5 35KV配电装置断面图 .......................................... 44

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220KV降压变电所一次部分设计

学 生：贺志才 指导教师：邓金艳 （三峡大学 电气学院）

摘要： 本说明书以220KV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，电力系统中变电站设计。

本毕业设计只对变电站电气一次部分理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及。

关键词：断路器； 隔离开关； 熔断器； 功率因数； 补偿装置

Abstract: This manual for 220KV substation design area, for example, discusses the part of electric substations in power system engineering design (a part) of the entire process. Through the main substation wiring design, wiring design power stations, short-circuit current calculation, electrical equipment, dynamic and thermal stability test, the main electrical equipment models and parameter determination of mode of operation, lightning protection and over-voltage protection device, general layout and electrical distribution equipment section design and design of reactive power compensation, power system substation design.

Keywords: isolation ；switch fuse； breaker power factor； compensation device

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前言

随着经济的飞速发展，电力这种洁净的二次能源将对未来的国民发展起着举足轻重的作用。为了促进电力工业的持续稳定发展，满足某个地区供电负荷要求，实现安全供电，保证供电可靠性，变电所的合理设计就变得尤为重要。设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本论文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。

中国经济已进入新的发展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面，生态环境压力持续增大。据此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理驾驭电力，必须从电力工程的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓，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。水电开发通过投资拉动、税收增加和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展。

变电所是电力系统的重要组成环节，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。在变电所中，电气一次系统是主干系统，处于关键的地位。此次毕业设计的内容主要即为220KV降压变电所一次部分设计。本设计主要内容为一次部分设计，主要内容有：电气主接线方案的确定、短路电流计算、主要电气设备选择。最后还给出了电气主接线图。设计中参考了《发电厂电气部分》、《电力系统暂态分析》、《电力工程电气设计手册》等参考书目。

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1主接线设计

1.1电气主接线的一般要求

1）应按电源情况、负荷性质、容量大小及邻近变配电所联系等因素确定主接线型式。力求简单可靠，维护方便，使用灵活，便于发展。

2）架空进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处；电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。

3）一段母线设一组电压互感器。当分段的单母线在正常运行时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。

4）设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。

5）按供电局要求必须设置高压计费时，则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。

6）在所以进出线回路上按指示计量、继电保护的要求装设电流互感器。 另外，对电气主接线还要求可靠性、灵活性、经济性，这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也不同的侧重。

1.2主接线选择的主要原则

1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。

2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。

3）各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。

4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。 5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。

1.3主接线方案设计

1.3.1 方案拟定及技术比较

方案 方案一 方案二 220KV 双母线 3/2接线 110KV 双母线 双母线分段 35KV 单母线分段 双母线 主变台数 2 2 注：方案1、方案2主接线图见附录 1）单母线分段（35kv）

优点: 母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两

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个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.

缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作.

通过该接线优缺点的分析,可见,方案一中35KV采用此接线方式，其优点是当一母线发生故障时,分段断路器能自动把故障切除,保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电;缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上的回路都要在检修期间停电,所以,该接线方式对于35KV侧可以考虑.另一方面是考虑到地区性一般变电所对经济性的考虑.

2）双母线接线（110kv）

优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便.

缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。

通过该接线优缺点的分析,可见,在方案一和方案二中的应用此接线方式,主要是因为它对供电可靠性的保证.即是说,当一母线故障或检修的时候，由母联断路器向另一母线充电,直到完成母线转换过后，在断开母联断路器,使原工作母线退出运行.缺点是当母线故障或检修的时候,会有短时停电.但是对于方案中的用户侧是可以考虑的.

3)3/2接线（220kv）

优点:高度可靠性，调度运行灵活，操作检修方便.任一母线故障或检修,均不导致停电。

缺点:造价高，而二次控制复杂。

通过对该接线优缺点的分析，可见，在方案二中采用该种接线方式，主要是为了提高供电的可靠性.但此类接线造价比较高，所以，一般只在大容量变电站中使用.

从上述的比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，3/2接线比双母线的可靠性更高.但对于220KV地区性变电站来说，双母线接线的可靠性已能达到要求,且地区性变电站主要是要求经济性.所以,确定选择第一种接线方案。

1.3.2 方案的经济性比较

1）从电气设备的数目及配电装置上进行比较 方 案 项 目 220KV配电装置 双母线 3/2接线 方案一 方案二

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