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1、220KV变电所电气部分设计摘 要：本文阐述了设计建设一座220KV降压变电所的方案。首先，通过分析原始资料确定主变形式。然后在对经济和技术方面进行比较后制定出的主接线方案。再次，选取短路点，并对各短路点进行短路电流计算。最后，按各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备的选择和校验。关键词：变电所；电气主接线；短路电流；电气设备选择The Design of 220KV Electrical SubstationAbstract: A program for the design of the building of a 220 KV antihypertensive transform
2、er substation is described in this paper. Firstly, through the analysis of raw data the main form of change is determined. After the comparison in economy and technology the optimal program for main wiring is designed. Secondly, select the point of short-circuit and calculate the current of these sh
3、ort-circuit points. Finally， according to the rated voltage and the maximum persistent current of differential levels, the choice of equipment and calibration is completed.Key Words: substation; electric main wiring; short-circuit current; the selection of electric equipment1 引言本所位于市郊，地势平坦，交通便利，具有22
4、0KV、110KV、及10KV三个电压等级，110KV侧以接受功率为主，10KV侧主要用于所用电及无功补偿。本次所设计的变电所是一般变电所，采用两台OSFPS7-120000/220型三绕组有载调压变压器，容量为100/100/50，互为备用。220KV侧共有8回，本期4回最终4回，110KV侧也有11回，本期5回最终6回，10KV侧本期12回最终16回。因此220KV及110KV主接线最后方案采用双母线带旁母接线方式，正常运行时旁母不带电。本变电所配电装置采用普通中型配电装置，220KV及110KV均采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使与另一级隔离开关电气距离增大，缩短配电装置的纵向
5、距离。主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设两段零序保护及放电间隙保护。本次论文设计是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，所设计是一次初步设计，根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出 。2 设计任务书一原始资料：为满足某地区经济发展和人民生活对电力的需要，经系统规划设计论证，新建一所220KV变电所，变电所与系统连接情况如图1所示。图1 变电所与系统连接图1建设规模1）本所安装2台120MVA 主变压器，先期安装1台。2）电压等级220/110/10KV3）各电压侧出线回路数：220KV侧本期4回最终4回 ；110KV侧本期5回最
6、终6回；10KV侧本期12回最终16回。2各侧负荷情况110KV侧有2回出线供给远方大型冶炼厂，其容量是60MVA，其他作为地区变电所进线。10KV侧总负荷为50MVA，最大一回出线负荷为5MVA3各侧功率因数与最大负荷利用小时数分别为Tmax220KV侧cos=0.9 Tmax =4800小时/年110KV侧cos=0.85 Tmax =4200小时/年10KV侧 cos=0.8 Tmax =4500小时/年4系统阻抗220KV侧电源近似为无限大电源系统，以100MVA为基准容量，归算至本所220KV母线阻抗为0.021；110KV侧电源也近似为无限大电源系统，以100MVA为基准容量，归算
7、至本所110KV母线阻抗为0.12。5调压要求经规划计算认为本所220KV侧母线电压波动较大，宜采用带负荷调压变压器，10KV留两回出线为本所无功补偿用。6气象条件该地区最热月平均气温为38.5，年平均气温16，绝对最高气温40，土壤最热月平均气温18，风速为25m/s，微风风速小于5m/s。7该所位于生荒土地上，地势平坦，交通便利，空气无污染。8本期施工电源从5公里以外35KV变电所10KV母线引接。9线路的电抗为0.4。二设计内容及要求1拟定主接线方案：分析原始资料，确定主变形式；技术经济比较；确定最佳方案；选择各侧接线方式。2计算短路电流：选择计算短路点，计算各点短路电流并列出短路电流计
8、算结果表。3选择主要电器设备：选择110KV、220KV主接线；选择主变三侧短路器和隔离开关；选择限流电抗器；选择10KV出线电流互感器；选择10KV侧主母线电压互感器；选择各电压等级的避雷器。4配置主要电器设备：配置各级电压的电压互感器和防雷装置；配置各支路的电流互感器。5各级电压等级的配电装置的选型与布置。3 主变压器容量，台数及形式的选择3.1 概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中主要的电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间的交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况。必须要根据电力系统5-10年发展规划综合分析，合理选择，否则将造成经济技术上的不合理
9、。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大了占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选的过小，可能使变压器长期过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。3.2 主变压器台数的选择由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是使市郊220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。把所受功率通过主变传输至110KV及10KV母线上，若全所停电，将引起下一级变电所与地区电网的瓦解，影响整个市区
10、的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。根据原始资料可以得知要选择两台主变压器，再考虑到两台主变同时发生故障的机率较小，适用于远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器，提高供电的可靠性。3.3 主变压器容量的选择4主变容量一般按变电所建成近期负荷，5-10年规划负荷选择，并适当考虑远期10-20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都已给定，所以应按近期和远期总负荷来选择
11、主变压器的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于重要负荷的变电所，应考虑当一台停运时其余变压器容量负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%-80%。本次设计任务书已给定，选择两台120MVA的主变压器。3.4 主变压器形式的选择一主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。本次设计的变电所位于生荒土地，地势平坦，交通便利，不受运输的条件限制，而应尽量少占用稻田，丘陵。故本次设计的变电
12、所选用三相变压器。二绕组数的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变压器，分裂变压器以及普通三绕组变压器。普通三绕组变压器在价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需要。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压
13、两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。三主变调压方式的选择调压方式分为两种，一种为不带电切换，称为无激磁调压，但是调压范围仅在5%以内，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便。另一种时带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。四容量比的选择 由始资料可知，110KV中压侧为主要受功率绕组，而10KV侧主要用于所用电及无功补偿装置，所以容量比选择为：100/100/50。五主变器冷
14、却方式的选择 主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。 自然风冷却一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大。所以选择强迫油循环风冷却。3.5 所用变压器容量的选择计算名称 第一段母线容量（KW） 第二段母线容量（KW）变压器修理动力 P1 34.29 其他动力 P2 42.6 46.9变电所空调动车 P3 15 15电热 P4 43.8 43.92照明 P5 27.13 25.57调相机拖动设备 P6由于即：第一段母线总容量： 第二
15、段母线总容量：故变电所所用变压器总容量为：S总=所以选两台Sq-315/10型号的所用变压器互为备用额定电压为：10KV阻抗电压（%） 4连接组标号：4 电气主接线的选择314.1 概述主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接组成的接受和分配电能的电路，也构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本体运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关， 并且对电器设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。我国变电所设计技术规程SDJ2-79规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资
