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1、220kV降压变电所电气部分初步设计电气部分初步设计任务书介绍一、设计题目：220kV降压变电所电气部分初步设计二、待建变电所基本资料三、设计任务1对本变电所在电力系统中的地位、作用和电力用户情况作出分析；2确定本变电所主变的台数、容量和型号；3确定本变电所的电气主接线；4确定配电装置的型式；5确定所用电方案；6进行继电保护的规划设计；7进行必要的短路电流计算；8选择和校验所需的断路器、隔离开关；9选择和校验10kV硬母线；10进行防雷保护规划设计。四、设计成品要求1、设计说明书一份；打印稿2、设计计算书一份；手写稿3、变电所电气主接线图一张（A3幅面）4、110kV配电装置平面图和断面图（单
2、号方案）5、220kV配电装置平面图和断面图（双号方案）设计步骤介绍一、分析本变电所在系统中的地位、作用及其所供用户负荷性质。（一）分析本所在系统中的地位和作用1、升压站2、降压站（枢纽、中间、地区、终端）二、选择主变台数、容量及型式。（一）确定本变电所主变的台数根据220kV500kV变电所设计技术规程（DLT5218-2005），本变电所各侧负荷均含有不同比例的重要负荷，考虑到变压器的维护与检修等因素造成变压器退出运行，需要装设两台主变压器。同时，只有对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。本变电所的电源，分别来自不同类型的发电厂以及大系统，不
3、属于孤立的变电所。因此，装设两台主变压器即可满足运行的需要。二、选择主变台数、容量及型式（二）确定主变压器的容量1、负荷统计对10kV负荷，由于各用户最大负荷不同时出现，变电所实际供电负荷需要进行折算:负荷资料中提供的数据是用户侧负荷统计数据，计算变电所供电负荷则需要加上线路损耗数据：二、选择主变台数、容量及型式2、确定变电所的重要负荷3、根据220500kV变电所设计技术规程（DLT5222-2005）第7.2.1条“凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。”二
4、、选择主变台数、容量及型式（三）确定主变压器的型式采用三绕组变压器考虑装设自耦变压器。三、确定各电压级电气主接线（一）主接线设计的基本要求参考220500kV变电所设计技术规程（DLT5222-2005)第7.7.1条“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。”（二）主接线设计原则参考220500kV变电所设计技术规程（DLT5222-2005）第7.1.4条“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
5、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。”三、确定各电压级电气主接线（二）主接线设计原则参考35110kV变电所设计规范（GB50059-92）第3.2.4条“采用SF6断路器的的主接线不宜设旁路设施。”第3.2.5条“当变电所装有两台主变压器时，610kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路
6、设施。”当635kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。三、确定各电压级电气主接线三、分析确定各电压等级主接线方案及配电装置型式（三）确定本所各电压级电气主接线220kV侧：双母线接线110kV侧：桥形或单母分段接线10kV侧：单母分段接线四、确定配电装置型式（一）对配电装置的基本要求n节约用地；n运行可靠；n巡视、操作、检修安全方便；n节约材料；n安装扩建方便。四、确定配电装置型式（二）配电装置型式设计原则：参考高压配电装置设计技术规程（DLT53522006）四、确定配电装置型式（三）确定配电装置型式1、220kV侧：根据变电所的地理环境等因素（根据搜集材料），选择屋外配电装
7、置，并决定采用中、半高、高型等具体布置方式。2、110kV侧：根据变电所的地理环境等因素，选择屋外或屋内配电装置，并决定采用中、半高等具体布置方式。3、10kV侧：一般采用户内式成套高压开关柜。五、确定所用电接线方式（一）确定所用变压器的台数及容量1、所用变台数的设计原则：参考220500kV变电所设计技术规程（DLT5218-2005）枢纽变电所、总容量60MVA及以上的变电所、装有水冷却或强迫循环冷却的主变及装有同步调相机的变电所、采用整流操作电源或无人值班的变电所，均装设2台所用变，并分别由不同电压级的电源或独立电源引接。2、确定所用变台数：考虑到本所设计为无人值班，所用电源要求较高的可
8、靠性，故设2台所用变，互为备用。3、确定所用变容量：本所因无具体所用负荷统计，故取200kVA的所用变。五、确定所用电接线方式（二)确定所用变压器的引接方式所内有较低电压母线时，一般均由这类母线上引接12个所用电源。为提高所用电可靠性，可自10kV两段母线上引接。所用变高压侧尽量采用熔断器。鉴于目前有些变电所为满足10kV用户侧电压要求，使所用运行电压偏高，故宜采用高压侧为10.5kV的所用变压器。五、确定所用电接线方式(三）确定所用变压器低压侧接线1、确定所用电系统电压等级所用电系统采用380220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源。2、确定所用变低压侧接线所用变低压侧多采
9、用单母线接线方式。当有两台所用变压器时，采用单母线分段接线方式，平时同时供电但分列运行。六、继电保护配置参考继电保护和安全自动装置技术规程（GB14285-2006）参考电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-1992）（一）220kV线路保护（二）220kV母线保护（三）主变压器保护（四）110kV线路保护（五）10kV线路保护七、互感器配置注：参考发电厂电气部分有关内容，只对型式进行选择）（一）电压互感器的配置1、各段母线各装一组；2、桥形接线桥的两端各装一组；3、线路对端有电源时，出线侧装一组（一相）；（二）电流互感器的配置1、装断路器的回路均装设；2、110kV及以上，按
10、三相配置；35kV及以下，视具体情况配两相或三相；3、电流互感器通常装于线路开关出线侧或变压器开关的变压器侧八、短路电流计算（一）短路电流计算的目的1、电气主接线方案选择，或确定某接线是否需要采取限制短路电流措施；2、选择载流导体和电气设备；3、确定中性点接地方式；4、保护的整定计算。八、短路电流计算(二）短路电流计算的一般条件1、短路计算容量：应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）2、接线方式：应按可能发生最大短路电流的正常接线方式（继最大运行方式），而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。八、短路电流计算3、短路类型：导体和电器的动
11、稳定、热稳定以及电气设备的开断电流，一般按三相短路验算。若中性点直接接地系统的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况计算。八、短路电流计算4、短路计算点的确定应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。具体如下图所示。决定取K1、K2、K3、K4四个短路计算点。八、短路电流计算八、短路电流计算5、短路电流存在时间：各电压级后备保护动作的时间tpr配合（级差取0.5s）n10kV出线：1s；10kV分段：1.5s；主变10kV侧：2sn110kV出线：1s；110kV分段（桥）：1.5s；主变110kV侧：2sn主变220kV侧：2.5s；220kV出线：3s断路器全分闸时间：t
12、ab=0.1s八、短路电流计算（三）进行参数计算、网络变换、简化，计算短路电流及热效应1、参数计算：基准容量Sb=100MVA；基准电压Ub=Uav（230kV、115kV、10.5kV）系统：发电机：主变压器：各线路：八、短路电流计算2、网络变换、简化：采用个别变化法计算短路电流将系统c作为一个电源；将火电厂A和B合并为一个电源；利用星-三角变换，分别得到电源至各短路点（k1、k2、k3、k4、k5、k6）之间的转移电抗。分别计算系统、火电厂至各短路点之间的计算电抗八、短路电流计算3、短路电流及其热效应计算1）I、Itk2、Itk：根据Xjs.c、Xjs.G以及tk分别查运算曲线，可得。当X
13、js3时，I=Itk2=Itk=1Xjs2）系统、电厂供给短路电流有名值：分别用其标么值乘以基准电流，即可得到。3）短路冲击电流ish：ish=2.55I”4）短路电流热效应Qk：5）列出短路计算结果表短路计算结果表短路点tkIishQkK1K2K3K4K5K6八、短路电流计算九、开关、刀闸选择（一）QF选择：1、按正常情况选择：1）UNUNS；2）INImax；【注】关于Imax：A.高压侧：a、进线QF及母联QF：按一台主变负荷来考虑：Imax1.05INTb、主变QF：Imax1.3INT【注】二台并列运行时，以一台退出，另一台过载30（40）来计算。Imax1.3(1.4)INT九、开
14、关、刀闸选择B、中、低压侧：a、主变开关：按一台主变退出，另一台主变允许过负荷30（40）考虑Imax1.3（1.4）INTb、分段（桥）开关：一般为该母线最大一台变压器持续工作电流Imax1.05INTc、出线开关：【注】P:包括线损及事故转移过来的负荷；双回路Imax1.22倍一回线的正常最大负荷。九、开关、刀闸选择2、按开断电流选择：INbrI”3、按短路关合电流选择：iNclish4、热稳定校验：It2tkQkQkQpQnp（tk1sQkQp）5、动稳定校验：iesish【注】列出开关（刀闸）选择结果表（二）刀闸选择（略）十、10kV硬母线选择（一）按长期发热允许电流选择截面KIalI
15、max（二）热稳定校验：SSmin（三）动稳定校验：almax=MW（四）共振校验：f1160Hz【注】母线允许电流需据环境温度修正；绝缘子跨距L及相间距离a按开关柜资料取（JYN型L为0.84m，a为0.30m）十一、防雷规划参考220kV500kV变电所设计技术规程（DLT5218-2005）类别安装场所环境温度最高最低裸导体屋外最热月平均最高温度屋内该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5电器屋外年最高温度年最低温度屋内电抗器该处通风设计最高排风温度屋内其它该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5选择导体和电器时所用的环境温度选择导体和电器时所用的环境温度
