220KV变电站的设计

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

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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

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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Sj=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：

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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Tmax=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，Tmax=5000h，为一级负荷，其余线路每回的输送容量均按30MVA设计，Tmax=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

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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Tmax=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：

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