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1、220kV 北郊变电站电气部分设计毕业设计毕业设计220kV220kV 北郊变电站电气部分设计北郊变电站电气部分设计摘要摘要： 文章介绍了 220 kV 变电站设计的要求，结合技术经济指标和供电可靠发展的 规划前景选择了变电设备的型号，并按照配电装置的形式确定了设计基本方案；重点 分析了 220 kV 变电站设计的主要技术方案和各个模块的技术特点，对各级电压的电气 主接线形式、电气设备的选择及保护、短路电流水平等进行了详细的说明；本设计的 变电站将提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点。关键词关键词： 220kV 变电站 电气设备 继电保护 电压 电流 短路阻抗 整定计算 前言：前言：本次设计
2、是对 220KV 降压变电站进行了电气部分设计，内容主要包括：电气一次主接线图设计、无功补偿所用变选择、主变压器中性点运行方式、配电装置布置、短路电流计算、主要电气设备选择、变电所防雷规划、继保及自动装置的配置、主变保护整定计算等，并画出了电气一次主接线图、主变继电保护展开图。本次设计在设计中参考了最新的技术参考书籍，积极采用新产品、新技术参数及新的图形符号，如采用 220KV、110KV 六氟化硫断路器、手车式开关柜和 GG-1(A)-10型固定式开关以及微机保护装置等，故所选择和设计的接线方式、电气设备型式应当说是较为合理的，也能满足技术经济要求。本次设计，目的在于巩固自己的专业知识，因为
3、我们的设计同专业知识联系非常紧密，这就使我在进行毕业设计的同时，又对电力系统、继电保护、电气设备、等专业课进行了复习，提高了自己的专业基础水平，通过设计使我们熟悉设计过程，掌握基本的设计知识，熟悉相关的设计手册和辅助资料。220kV 北郊变电站电气部分设计目目 录录第一章 设计任务书.1第二章 主变压器的选择.4第三章 电气主接线的技术经济比较及确定.9第四章 站用变的容量、台数及接线方式的选择.13第五章 主变中性点接地方式的选择.14第六章 电气设备的布置.15第七章 短路电流计算.17第八章 继电保护的配置.43参考文献.50220KV 降压变电所电气部分设计1第一章 设计任务书一、设计
4、课题一、设计课题220KV 北郊变电站电气部分二、原始资料二、原始资料1220KV 电网图2负荷预测（1 1）110KV110KV 侧侧负荷名称最大负荷（KW）COS线路长度（KM）回路数供电方式变电站 A200000.90201架空变电站 B250000.90251架空变电站 C270000.90141架空备用2线损率： 负荷增长率：t%=56% 有功同时率：p=0.8 无功同时率：Q=0.9 远景规划年数：n=5(2)10KV(2)10KV 侧侧负荷名称最大负荷（KW）COS线路长度（KM）回路数供电方式60KM80KM20KM 15MW COS=0.995MW 10.5KV COS=0.
5、8 Xd=12.6 %Ud=10.5 % 10.5/242KV 100MVAScmax=800MVA Xc=30 % Scmin=600MVA Xc=40 %CG220KV 降压变电所电气部分设计2配电站 A30000.90202架空配电站 B20000.90202架空配电站 C20000.8051电缆机械厂20000.90152架空医院10000.80102电缆剧院15000.8051电缆线损率： 负荷增长率：t%=56% 有功同时率：p=0.8 无功同时率：Q=0.9 远景规划年数：n=5(3)最大负荷利用小时 Tmax：5500 小时3地区温度：年最高温度：40年最低温度：-5最热月平均
6、最高温度：35最热月平均气温：25三、设计内容要求三、设计内容要求1选择主变压器的台数、容量及型号2主接线选择3确定无功补偿的方式。4选择站用变压器的容量、台数及接线方式。5确定主变压器中性点的运行方式。若需装设消弧线圈，应选择消弧线圈的容量、台数及型号。6配电装置的布置。7短路电流计算确定最大运行方式，计算各短路点的三相短路电流。8主要电气设备的选择9变电站的防雷规划，并配置主接线中的常规避雷器。10配置继电保护11主变保护的整定计算220KV 降压变电所电气部分设计3第二章 主变压器的选择一、负荷统计分析一、负荷统计分析1、110KV 侧负荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar
7、)变电站 A200000.900.489600变电站 B250000.900.4812000变电站 C270000.900.4812960 niPi172000(kw) niQi134560(kvar)(77925%)51%)(61 (720008 . 0)1)(1)(551110kwtPKPniip var)(42079%)51%)(61 (345609 . 0)1)(1)(551110ktQKQniiQ 以上有功、无功都是考虑同时率、线损率、负荷增长率和按 5 年发展规划。2、10KV 侧负荷部分Pmax(kw)costgQmax(kvar)配电站 A30000.900.481440 配电
8、站 B20000.900.48960 配电站 C20000.800.751500 机械厂20000.900.48960 医院10000.800.75750 剧院15000.800.751125 niPi111500(kw) niQi16735(kvar)(12446%)51%)(61 (115008 . 0)1)(1)(55110kwtPKPniip 220KV 降压变电所电气部分设计4var)(8200%)51%)(61 (67359 . 0)1)(1)(55110ktQKQniiQ 3、220KV 侧最大负荷的视在功率kWPPP90371124467792510110220var50279
9、82004207910110220kQQQ则LSkVAQPS1034165027990371222 2202 220220二、主变压器台数确定的原则二、主变压器台数确定的原则1为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器；当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。2对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器基础宜按现有变压器容量大一级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。三、主变压器容量确定的原则三、主变压器容量确定的原则1主变容量应根据 5-10 年的发展规划进行选择，并考虑变压器的正常运行和事故时的过负荷能力；2对装一台主变压器的变电所，变压器的额定容量应满足
10、用电负荷的需要，按下式选择：SnKSL；其中，Sn为变压器的视在容量（KVA） ，SL为变电所的最大负荷的视在功率（KVA） ，K 为负荷率。3对装有两台主变的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证 60%全部负荷的供电，即应保证用户的一级负荷和大部分的二级负荷。每台主变容量可按下式选择 Sn0.6SL。四、主变台数、容量和型号的确定四、主变台数、容量和型号的确定1主变台数的确定 如果选择主变为 1 台，则配电装置布置较简单，总投资可能会少一些，但可靠性和灵活性均较差，当主变故障或检修时会使全所停电； 主变为 2 台时，将可大大提高供电可靠性和运行操作灵活性，一台检修，另一台可继续
11、运行，供应大部分负荷。缺点是配电装置较复杂，投资相对较多。 根据以上分析及原则规定，确定本变电站采用两台主变配置，且为考虑不可预见因素和 5 年后负荷发展需要，将主变基础比设计容量大 12 级考虑，以备更换主变用。220KV 降压变电所电气部分设计52主变容量的确定 为提高功率因素，改变电压质量，对 10KV 侧进行无功补偿。 功率因素提高到 0.9采用并联补偿电容器48. 02gt 补偿容量：66. 01244682001010max10max101 1 PQ PQ PQtg)48. 066. 0(12446)(2110maxggcttPQvar)(2240 k式中10KV 母线上最大有功负
12、荷10maxP补偿前的最大功率因数tg1补偿后的最小功率因数tg2根据 变电所设计规范3.7.2 条规定“电容器装置的接线，应使电容器组的额定电压与接入电网的运行电压相配合。电容器装置宜采用中性点不接地的星形或双星形接线” ，查常用高低压电器手册 ，选用 BFM-11/-100-1 型电容器，其型号意义3如下：B G F 11 / - 100 - 13单相额定容量：100 KVar额定电压：UN=11/kV3纸膜复合介质浸渍剂：G 表示苯甲基础油并联电容器其额定容量为 100KVar,UN=11/kV，标算电容 C7.89，则每相并联个数3Fn，故并联 8 只 BGF-11/-100-1 型电
13、容器，分别接于 10kVI、II 段母47. 7100322403线上，即每段母线每相并联 4 只电容器。220KV 降压变电所电气部分设计6 经补偿后的最大负荷视在功率 S2 101102 10110)()(cQQQPPS)(102345 KVA(2) 充分发挥变压器正常运行及事故时过负荷能力Sn0.60.661407（KVA） S结合现有最大负荷的视在功率仅为 61407KVA，选择主变容量两台 63000KVA，在负荷较低时，可一台主变运行，降低变压器损耗，也可两台运行，提高供电可靠性。3主变型号确定 相数的确定考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素，在不受运输条件限制时，在
14、330KV 及以下的发电厂和变电所，均应选择三相变压器。所以，本次设计采用三相变压器。 容量比的确定根据要求，在 1 台主变停运时，须保证 60%全部负荷的供电。故：A、对 10KV 侧应保证的容量为：kVAS67.8942%6046.1490410KV则 %50%19.14%1006300067.8942 e10KVSSB、对 110KV 侧应保证的容量为：kVAS25.53136%6042.88560110则 %50%3 .84%1006300025.53136 e110SS故主变压器 220KV、110KV 及 10KV 侧的额定容量比取 100/100/50。五、技术参数五、技术参数因自耦变要求中、高压侧接线方式一致，故不能采用自耦变，故确定本站主变型号为节能型三相三绕组、自然油循环空冷型降压变压器，采用有载调压方式。主变型号及技术参数如下：220KV 降压变电所电气部分设计7型号SN（KVA ）UN（KV）损
