第 1 页 共 54 页 第一部分 设计说明书1 变电所概述及主变压器的选择1.1 变电所的概述及其地位待建变电所在城市近郊，其设计目的是向开发区的炼钢厂供电，还向附近的地区负荷供电该变电所的所址靠近负荷中心，有利于电能的传输该变电所的设计还与附近工矿企业的规划相协调，便于架空线路和电缆线路的引入本变电所所处的地理位置优越，地势平坦、交通条件便利有利于大型设备的运输和安装本变电所所处的自然条件适宜，无特殊气象条件的要求其海拔≤400m 年最高温度在 400C 左右，最低温度在-15 0C这些为电气设备的选择提供了良好的条件待建变电所为 220KV 降压变电所，该变电所设计要求有三个电压等级分别220/110/6KV该变电所高压侧 220KV 母线有 3 回出线向负荷供电；中压侧 110KV 母线送出 2 回线路向附近炼钢厂供电；在低压 6KV 母线送出 10 回线路向地区负荷供电因此，根据变电所的电压等级和出线回数结合变电所的分类标准，可知该所在系统中有较高的地位，可以确定本变电所为地区变电所。
1.2 主变压器的选择1.2.1 主变压器的容量和台数的选择根据>要求对主变压器进行合理的选择 [3]（1）主变压器的容量和台数应根据变电所建成后 5～10 年的规划负荷选择对于城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所应考虑当一台主变压器停运时，应保证用户的一级和二级负荷1.2.2 调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换的分接头，从而改变变压器的变比来实现的切换方式有两种：不带负荷切换称为无励磁调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压调整范围可达 30%设置有载调压的原则：（1）对于 220KV 及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大的变化的情况下采用有载调压 第 2 页 共 54 页 （2）对于 110KV 及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压1.2.3 自藕变压器的选择（1）用作联络变压器时，其高中压侧功率交换很大，而且方向不定其第三绕组一般备用。
由于正常运行高中压侧的功率交换要求高，中压绕组间的阻抗小所以采用降压型自藕变压器 （2）用作降压变压器时，220KV 及以上的变电站中主变压器一般选择自藕变压器3）在电力系统中采用自藕变压器后，自藕变压器的中性点必须直接接地，或经小阻抗接地以免高压网络发生单相接地时，自藕变压器中压绕组出现过电压根据以上原则结合本变电所设计任务书的要求，对本变电所的主变进行选择由于设计任务书已明确给出了要求采用两台型号完全相同的三相自藕变压器，其调压方式为有载调压，容量给出为 31500KVA因此，本次设计就省去了负荷的计算，使对变压器容量选择的工作量有所减少根据《电力变压器手册》查得选用 OSFPSZ-31500/220 型号的自藕变压器自藕变压器参数额定容量 型 号 电压等级 短路电压百分比高 中 低 高 中 低31500KVAOSFPSZ-31500/220 220 121 6.3 8-10% 28-34% 18-24%空载损耗 负载损耗 短路电流百分 比容量分配 制造商32KW 121KW 0.9% 100/100/50 沈变2 主接线方案确定2.1 电气主接线的设计原则和要求按《220～500KV 变电所设计技术规程》SDJ2-88 规定变电所的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、变压器连接元件的总数等条件确定。
并综合考虑供电的可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约、扩建方便等要求 第 3 页 共 54 页 2.1.1 可靠性 [3]（1）断路器停电检修时，对供电的影响程度2）进线或出线回路故障，断路器拒动时停电范围和停电时间3）线路、断路器、母线故障和检修时，停运的回数以及能否保证对重要用户的供电2.1.2 灵活性（1）满足接线过度的灵活性一般变电所都是分期建设的，从初期接线到最终接线的形成，中间要经过多次扩建主接线的设计要考虑接线过度过程中停电范围最小设备的搬迁最少或不进行设备搬迁2）满足处理事故的灵活性变电所内部或系统发生故障后，能迅速地隔离故障部分，尽快恢复供电的方便性和灵活性，保证电网的安全稳定2.1.3 经济性主接线设计时，在满足可靠性和灵活性的前提下尽量投资省、占地面积少、电能损耗少2.2 主接线方案的综合比较2.2.1 220KV 侧主接线比较按 SDJ2-88>规定 [3]220KV 配电装置当出线回数在4 回以上的一般采用双母线接线。
本次设计考虑了两种方案：方案 I 采用双母线接线；方案 II 采用双母线单分段接线方案 I 方案II 第 4 页 共 54 页 可靠性优点：双母线接线供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断当一组母线故障时能迅速恢复供电缺点：增加一组母线，每回路就须要增加一组母线双母线单分段与双母线有相似之处，它是在双母线的一条母线上增加了分段断路器另外还在两母线之间增加了一组母联断路器和隔离开关这种接线克服了双母线存在的全停电的可能性的缺点，缩小了 第 5 页 共 54 页 隔离开关当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作可以通过 在隔离开关和断路器之间装设连锁装置来解决。
故障的停电范围提高了接线的可靠性其缺点是接线复杂，容易产生误操作灵活性根据系统的运行的需要，各元件可以灵活地接到任意母线上供电对于母其灵活性和双母线相比有较大的提高，它可以在分段母线的任意分段上进 第 6 页 共 54 页 线检修和故障处理带来极大的方便，能灵活的适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要便于试验，当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开单独接至一组母线上各电源和各回路负荷可以任意分配到某段母线上，当母联断路器故障时也可以不停电方便向母线左右任意方向扩建，均不影响两组母线电源和负荷的均匀分配经济性 增加一组母线使每回线与方案 I相比其增加了 第 7 页 共 54 页 路就需要增加一组母线隔离开关，增加了配电装置的占地面积和工程投资。
两组断路器和隔离开关增加了设备的投资，其经济性较差在本次设计中 220KV 断路器采用六氟化硫断路器，其检修周期长可靠性高切出线回数少，一回线路停运时另一回路继续供电仍能满足要求综合考虑经济性、可靠性与技术性后，本设计 220KV 侧采用双母线接线2.2.2 110KV 侧主接线比较110KV 出线仅两回接线，按规程要求一般采用桥型接线本设计方案：I 采用内桥接线；方案：II 采用单母线接线方案 I 方案 II可靠性优点：线路的投入和切除操作方便,线路故障时仅故障线路断路器断开优点：接线简单、清晰、采用设备少造价低、操作方便、扩建容易 第 8 页 共 54 页 其它线路和变压器不受影响,供电可靠性高所用断路器数少,四个回路中只需三台断路器缺点：当桥断路器检修停运,两回路需要解列运行变压器的投入和切除复杂；出线断路器检修时,线路需要较长缺点：①母线检修或母线短路要造成整个装置停电。
②母线故障和母线隔离开关检修也将造成全部停电③线路或电源侧发生短路故障相应断路器拒动也会造成全部停电因 第 9 页 共 54 页 时间停电此，可见单母线接线可靠性较差灵活性每一回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器都不致中断供电隔离开关作为隔离电压的器件只在检修时起隔离电源的作用两条线路可以轮流供电，可以适应在每一个元件故障或检修均要造成停电，由于没有其它回路可以切换不能实现灵活调度因此，单母线接线灵活性较差，只适合与供电要求不高的场所 第 10 页 共 54 页 调度的灵活性经济性 所用的断路器数目少，切无须汇流母线节约材料安装简单方便，占地面积少节约投资与方案 I相比需增设汇流母线使占地面积增加，且断路器数目有所增加加大了设备的投资。
由于在 110KV 侧主接线中的断路器采用了可靠性较好的空气断路器，其运行可靠检修周期长可以显著提高了主接线的可靠性结合以上的比较综合考虑各种因素后，在本次设计中采用内桥接线方式2.2.3 6KV 侧主接线比较 第 11 页 共 54 页 6KV 侧出线有 10 回，方案：I 采用单母线分段；方案：II 采用单母线带旁路母线按照规程对重要回路均采用双电源供电，考虑到 6KV 采用室内配电装置为了减少配电装置的占地、消除火灾、爆炸等隐患及环境保护的要求主接线一般不采用带旁路母线的接线方式单母分段可以提高供电的可靠性和灵活性，对用户可以从不同段引出馈电线路由两个电源供电，当一段母线发生故障时分段断路器动作将故障段切除保证正常段母线不间断供电，提高了可靠性与方案 II 相比较其投资节约、扩建方便故本次设计采用单母分段接线 通过对上述两方案综合的比较后，最终确定在本次设计中的电气主接线采用方案：I的接线方式（如图 2-1、2-2） 。
3 短路电流的计算3.1 短路电流计算的目的 。