变电所电气部分课程设计学院： 电力学院 专业： 电气工程及其自动化 指导教师： 设 计 人： 学号： 目录Ⅰ设计任务书Ⅱ设计计算书第一章 主接线的选择 11.1 原始资料分析 11.2 方案议定与比较确定 1第二章 主变的选择 72.1 选择原则 72.2 容量计算及选型 8第三章 变电所所用电接线及所用变选择 93.1 所用电源数量及容量 93.2 所用电源引接方式 93.3 所用变压器低压侧接线 103.4 所站用电接线 10第四章 电气设备选择计算(相当于+) 114.1 断路器选择计算(以220kV侧详细说明) 114.2 隔离开关选择计算(以220kV侧详细说明) 124.3 35KV电压互感器选择 134.4 35kv出线电流互感器选择计算 154.5 避雷器参数计算与选择(以220kV侧为例详细说明) 164.6 母线的选择 164.7 支持绝缘子及穿墙套管的选择 17第五章 主变电器的继电保护配置…………………………………………………………………………….参考资料 18附录 短路计算 181.等值电路 182.各短路点短路计算 203.短路计算结果列表： 22第一章 主接线的选择1.1原始资料分析本变电所与除与220kV系统连接外，还通过110kV和35kV电压向地方负荷供电。
因此，本所有三个电压等级：220kV、110kV、35kV220kV侧通过两回进线与系统相连；110kV侧共有6回线，=112MW，=56MW,功率因 数为0.8，Ⅱ类负荷，=4000；35kV侧共8回线，＝4MW，=2MW,功率因数为0.8，Ⅱ类负荷，=4000电力系统容量=∞，最大运行方式下的等值电抗（以100MVA为基准），=0.1变电所所用电负荷p=0.2MW,功率因数为0.8，380/220v线路电抗值以0.4Ω/km计算各电压等级线路的负荷及有关参数线路电压等级回路数最大负荷最小负荷功率系数负荷等级Tmax220KV2110KV6112MW56MW0.8二类400035KV84MW2MW0.8二类40001.2方案议定与比较确定方案220kV侧110kV侧35kV侧主变台数方案一双母带旁路双母带旁路单母分段2方案二3/2接线双母带旁路双母线21.2.1方案议定及技术比较1）单母线分段 优点: 母线经断路器分段后，可保证所用电及重要负荷的供电可以从不同分段出线上取得，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电 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）双母线带专用旁路接线优点：增加了一条旁路，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作,使该回路不致停电,极大地提高了可靠性。
对于220kV这样比较重要的一侧，可以考虑使用此种接线方式缺点：接线比较复杂,并且增加了一条旁路的投资及费用4）3/2接线优点：运行时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成环状供电，具有较高的供电可靠性和运行灵活性检修母线或回路断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，调度和扩建方便缺点：当出线较多时，断路器的数量较多，造价高，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,.因此这两种方案都可以采用,这需要比较两个方案的经济性.1.2.2方案经济性比较（1）从电气设备的数目及配电装置上进行比较 方 案项 目方案一方案二220KV配电装置双母线带旁路3/2接线110KV配电装置双母线带旁路双母线带旁路35KV配电装置单母线分段双母线主变台数22断路器的数目220KV66110KV 101035KV 1111隔离开关的数目220KV1916110KV353535KV2030（2）假设主体设备的综合投资如下①主变（选择计算过程见第二章）主变容量MVA每台主变的参考价格(万元/台)变压器的投资(万元)904002×400＝800②220kV侧断路器每台断路器的参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)1056×105＝6306×105＝630③220kV侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元)5.519×5.5＝104.516×5.5＝88④110kV侧型断路器每台断路器的参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)6510×65＝65010×65＝650⑤110kV侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元)2.535×2.5＝87.535×2.5＝87.5⑥35kV侧型断路器每台断路器的参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器的投资(万元)3011×30＝33011×30＝330⑦35kV侧型隔离开关每台隔离开关的参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关的投资(万元)1.720×1.7＝34.030×1.7＝51.0⑧配电装置接线方式单母分段双母线3/2接线双母带旁路投资(万元)56094025001410⑨综合投资方案一 方案二主体设备总投资(万元)＝2×400＋630＋104.5＋650＋87.5＋330＋34.0＋560＋1410＋1410＝6016.0＝2×400＋630＋88＋650＋87.5＋330＋51.0＋940＋2500＋1410＝7486.5综合投资(万元)Z＝(1＋)＝6016.0×（1＋0.7）＝10227.2Z＝(1＋)＝7486.5×（1＋0.7）＝12727.05(3)计算年运行费用U① U＝a△A＋W＋Y (万元)式中: W—检修、维护费,取0.025Z Y—折旧费,取0.05Za—电能电价, 0.65元/kw·h（家庭用电跟工商业用电的电价不同,因此取一个大概数）△A—变压器电能损失(kw·h)②三绕组变压器△A＝n(△＋K△)T＋(△＋K△)×()式中: n—台数,T—三绕组变压器的年运行小时数,K—无功经济当量,系统中的变压器取0.15 △﹑△—分别为三绕组变压器的空载有功损耗和空载无功损耗 KW 设 为最大负荷。
主变的参数如下表：空载损耗△负载损耗△空载电流（%）阻抗电压%高中高低中低923900.814.424.27.8△＝％×＝0.8×900＝720％＝0.5（+－）=15.4 ＝％×＝15.4×900＝33600％=0.5（+－）=－1 ＝％×＝－1×900＝－900％=0.5（+－）=8.8 ＝％×＝8.8×2400＝21120T＝8000, 查表得=2750△A＝n(△＋K△)T＋(△＋K△)×()＝2×[92+0.15×720]×8000+0.25[390+0.15(33600-900+21120)]××2750＝12221731.7方案一与方案二的年运行费用：方案一：＝a△A＋0.025Z+0.05Z＝12221731.7×0.65＋10227.2×0.025+0.05×10227.2＝7944892.645万元方案二：＝a△A＋0.025Z+0.05Z＝12221731.7×0.65＋12727.05×0.025+0.05×12727.05＝7945080.134万元 小结：有以上分析得，年运行费用﹤，所以从经济上方案一优于方案二1.2.3最终方案的确定综合技术分析及经济分析可得，虽然在220kV侧3/2接线(方案二)的可靠性和灵活性均优于220KV侧双母线带旁路(方案一)，但从技术上双母带旁路(方案一)已经可以很好地满足实际需求，而在经济上方案一又优于方案二，所以最后确定选择方案一。
第二章 主变的选择2.1选择原则变电站主变容量，一般应按5—10年规划负荷来选择根据城市规划、负荷性质，电网结构等综合考虑确定其容量对重要变电站，应考虑当1台变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足一类及二类负荷的供电对一般性变电站，当1台主变压器停运时，其余变压器容量，其余，变压器容量应满足全部负荷的60%~70%1） 相数 容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kv及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量2）绕组数与结构 电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式 在一发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难3）绕组接线组别 变压器三绕组的接线组别必须和系统电压相位一致否则，不能并列运行电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。