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1、毕 业 论 文作 者： 学 号： 院 系： 输配电工程系 专 业： 供用电技术 题 目： 220/110/35kV变电站一次部分设计 指导者： 评阅者： 2010 年 6 月 吉 林摘要：本论文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建设变电站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了220kV、110kV、35kV侧以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果
2、，对断路器、隔离开关、母线、高压熔断器、绝缘子和穿墙套管、电压互感器、电流互感器进行了选型，从而完成了220/110/35kV变电站一次部分的设计。关键字：变电站，变压器，接线 220/110/35kV变电站电气设计说明书 摘要第一部分 原始资料分析11.1变电站电气设计的基本依据11.2毕业设计前期工作要求11.3分析有关原始资料，确定相关设计前提1第二部分 主变的选择与确定32.1主变压器的选择32.2无功补偿配置42.3站用变的选择和站用变压器接线4第三部分 主接线方案的拟定63.1主接线方案的拟定63.2电气主接线图12第四部分 短路电流的计算134.1短路计算的一般规定134.2电抗
3、图及系统的简图14第五部分 电气设备的选择165.1断路器、隔离开关的选择165.2接地开关的选择185.3电压互感器的选择185.4电流互感器的选择185.5避雷器的选择195.6母线选择195.7支柱绝缘子、穿墙套管的选择215.8高压熔断器选择21第六部分 电气设备及配电装置布置236.1电气设备布置236.2配电装置布置23220/110/35kV变电站电气设计计算书第一部分 变压器容量计算251.1主变容量的计算25第二部分 短路电流的计算272.1系统参数计算272.2系统在K1点短路292.3系统在K2点短路312.4系统在K3点短路33第三部分 电气设备的选择与校验353.1断
4、路器与隔离开关的选择与校验3532导体的选择与校验40220/110/35kV变电站电气设计说明书第一部分 原始资料分析1.1变电站电气设计的基本依据1）220kV区域变电所设计任务书。2）变电所设计规程。1.2毕业设计前期工作要求毕业设计前期，我们去图书馆查阅资料，从中得到变压器选择原则及其变压器的型号，断路器、隔离开关的选择原则及其型号，并且根据以往的设计原则确定主接线的形式，最终确定了变电站设计的步骤。1.3分析有关原始资料，确定相关设计前提1.3.1变电所在系统中的作用及负荷分析1变电所分析：本所最大综合负荷为：110kV侧：78MW，35kV 侧： 43MW,本所属于系统枢纽变电所，
5、与水火两大电力系统联系。本所直接以110kV、35KV线路供地区工业用户负荷为主。本所是地区重要变电所位于地区网络枢纽点上，高压侧以交换或接收功率为主，供电给地区中的中压侧和附近的低压侧负荷。全所停电后，将引起地区电网瓦解，影响整个地区供电。2负荷情况分析：本所所用的供电负荷主要是城市的机械化工区的重要工业用户，停电后会造成很大的经济损失，因此，要求本所具有较高的供电可靠性。1.3.2环境分析1地理位置：所区地势平坦，交通方便，有铁、公路经过本所附近，故可以考虑选择廉价、较笨重的设备。空气清洁，虽有化工厂但对本所影响不大，故可采用屋外配电装置，考虑到土地的经济性，地表裂度等因素，屋外配电装置拟
6、采用普通中型装置。2、气象分析：本所所在地区主导风向夏季为南风，冬季为北风，所以变电所间隔及母线布置应为东南、西北走向，最大风速20m/s，小于35m/s，因此对屋外配电装置可不考虑风速对布置形式的影响。地区最高温度+37，最低气温-20，在此温度范围内，普通变压器即可正常运行，无需做特殊考虑。本地的土壤电阻率500m，不属于高土壤电阻率，无需特殊考虑。第二部分 主变的选择与确定2.1主变压器的选择2.1.1主变容量的确定：规程规定：变电所中主变压器一般采用三相式变压器，其中容量应根据电力系统510年的发展进行选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定
7、主变压器的容量。2.1.2主变台数的确定：规程规定：对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量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；当变压器容量应能保证全部负荷的70%，所以变电所（两个电源）中一般装设两台主变压器。2.1.3主变负荷计算：变电所最大负荷2.1.4主变型式的确定：本所特点：直接以110kV线路供地区工业用户负荷为主。规程规定：有两种电压与110kV及以上中性点直接接地的电力网连接的变电所，加技术经济合理，所以选两变压器。型号额定容量额定电压（kV）阻抗电压（%）120000（kV）高中低高中高低中低1213614259连接组别容量比1
8、00/100/502.2无功补偿配置无功补偿装置类型普遍采用并联电容器装置，装设在主变的主要负荷侧，可获得显著的无功补偿效果。由于配置设备的原因，无功补偿装置装设在110kV侧尚不具备条件。采用集合式电容器成套装置，并联电容器装置中的干式容芯电抗器，放电线圈，避雷器等由厂家成套供货。加装无功补偿设备后，电网功率因数提高，具有以下几个方面的意义：( 1 ) 减少系统元件的容量，换个角度是提高电网的输送能力。( 2 ) 降低网络功率损耗和电能损耗。( 3 ) 改善电压质量。无功补偿容量的确定：容性无功补偿容量，在不具备设计计算条件时，按规程要求按主变压器容量的10%30%配置，推荐方案按10%15
9、%配置。对进出线以电缆为主的220kV变电站，可根据电缆长度配置相应的感性无功补偿装置。每一台变压器的感性无功补偿装置容量不宜大于变压器容量的20%。在不引起高次谐波，谐振，有危害的谐波放大和电压变动过大的前提下，无功补偿装置宜加大分组容量和减少分组组数。综上所述，选择型号电容器。2.3站用变的选择和站用变压器接线2.3.1概述：站用变压器室设置于35kV开关室旁，可缩短35kV电源电缆及到站用变的电缆长度。2.3.2站用变电压器的选型：根据中华人民共和国电力行业标准（DL/T51552002）220-500kV变电站站用电设计技术规程，本方案选用国产干式变压器。Dyn11接线与Yyn0接线的
10、同容量变压器相比，有利于抑制高次谐波电流，在当前电网中接用电力电子元件日益广泛的情况下是有利的。另外，Dyn11接线比Yyn0接线的零序阻抗要小的多，使单相短路电流增大，不仅可以直接提高单相短路时保护设备的灵敏度，也可以简化保护方式。一般情况下不需要装设电镀的单相短路保护，可以利用高压侧的过电流保护兼做低压侧单相短路电流保护。同时，当低压侧三相负荷不平衡时，Dyn11接线的变压器不会出现低压侧中性点的浮动位移，保证了供电电压质量。综上，站用变压器推荐使用Dyn11接线的变压器。2.3.3站用电接线：本期共安装两台站用变压器，1号站用变压器高压侧接在1号主变压器低压侧上，其低压侧接与站用电屏的1
11、M母线上，2号站用变压器高压侧本期从站外可靠的35kV电源接引，待2号主变压器建设时，在改接到2号主变的低压侧，2号站用变压器低压侧接于站用电屏的1M母线上。380/220V站用电系统为单母线分段接线，由5面MNS型低压配电屏供站用电负荷，两太站用变压器各带一段负荷。2.3.4站用电负荷及设备选择：具体工程中应该按照实际站内交流负荷情况统计。根据定量负荷统计，站用负荷约为185kVA，因此变电站两台站用工作变容量均选用250kVA。2.3.5站用电布置：为节约电力电缆，站用电低压配电屏布置主控制楼继电保护室内，全站安装5面MNS型抽屉式低压配电屏。2.3.6站用变保护：本方案站用变压器回路采用
12、断路器进行保护。第三部分 主接线方案的拟定3.1主接线方案的拟定主接线的确定对变电所本身运行的可靠性、灵活性、经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。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，并在满足运行可靠性，简单灵活，操作方便和节约投资等要求，有扩建的还应在布置上为过渡到最终接线准备条件（无需做特殊考虑）。3.1.1各电压等级的接线：规程要求：110kV220kV配电装置出线回路为34回时，一般采用单母线分段接线；当110kV220kV配电装置，在系统中具有重要地位，并出线回路在四回及以上时，一般采用双母线接线；对于
13、在系统中具有重要地位的配电装置，220kV出线为四回及以上的，一般可装设专用旁路断路器1）220kV电压等级本所特点：（1）与水火两大电力系统联系，属于系统枢纽变电所。（2）供电给地区一类负荷。（3）220kV为本所唯一的电源进线。根据规程规定，拟选单母线分段接线或双母线接线或双母带旁路接线。单母线分段接线（图1如下）：优点：A用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。B当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：A当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。B当出线为双回路时，常
14、使架空线路出线交叉跨越。C扩建时须向两方面均衡扩建。（图1）双母线接线（图2如下）（图2）优点：A供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任意回路的母线隔离开关，只停该回路。B调度灵活。各个电源和回路负荷可以任意恢复到某一组母线上，能灵活的使用系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。C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。缺点：A增加一组母线和使用每回路就需要增加一组母线隔离开关。B当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。作为避免隔离开关误操作，须在隔离开关和断路器之间装设联锁装置。双母带旁路（专用旁路断路器）：（图3）优点：A检修任意一条线路不需停电。B运行调度灵活。缺点：增加专用旁路断路器和配电装置空间。评价：对于在系统中居重要地位的配电装置，220kV出线为四回的，一般可
