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1、 电气工程基础课程设计220/110/10KV降压变电所电气部分（10KV侧电气部分设计）学 院：机电工程学院专 业：电气工程及其自动化姓 名:学 号：指导教师：设计完成日期：2013年2月14日 220/110/10KV降压变电所电气部分设计 目 录摘要.（3）1 变电所原始资料.(3） 2 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择.(4） 2.1.2.主变台数的确定.(5）2.1.3、主变压器容量的确定.(5）2.1.4、 变压器类型的确定.(5）2.1.5、变压器参数的确定.(5）2.2 变电所主接线方案的选择及供电接线形式的选择 .(6）2.2.1 主接线的基本要求 .(6）2.2.
2、2 电气主接线的设计原则 .(7）2.2.3 主接线的设计步骤 .(7）2.3 变配电所的主接线方案的技术比较.(7）2.3.1主接线的设计方案.(7）2.3.2主接线方案的确定.(9）3 短路电流计算.(10） 3.1短路电流计算条件.（10）3.2 短路电流计算方法与步骤.（10） 3.2.1方法 .（10） 3.2.2短路电流计算的步骤.（10）3.3短路电流的原因及其计算 .（11）4 10KV侧电气设备的选择.（13）4.1电气设备的选择原则.（13）4.2电气设备选择的技术条件.（13）4.3主要电气设备的选择.（14）参考文献.（18）摘要变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电
3、器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、 可靠、 经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。在变电站的设计中，既要求所变电能能很好地服务于工业生产，又要切实保证工厂生产和生活的用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要
4、求：安全： 在变电过程中，不发生人身事故和设备事故。可靠： 所变电能应满足电能用户对用电的可靠性的要求。优质： 所变电能应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。经济： 变电站的投资要少，输送费用要低，并尽可能地节约电能、减少有色金属的消耗量和尽可能地节约用地面积。 本变电所的 初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择。【关键词】：变电所.变压器. 接线. 配电系统 1 变电所原始资料1.变电所与电力系统的连接方式：系统以双回220KV线路向变电所供电，S=2100MVA，x=0.004。2.负荷资料：设计变电所在城市近郊，向开发
5、区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。确定本变电所的电压等级为220/110/10KV，220KV是本变电所的电源电压，110KV和10KV是二次电压。在中压侧110KV母线，送出2回线路，主要供给炼钢厂（一类负荷），最大负荷为42000KW,其中重要负荷占65%，COS=0.95；在低压侧10KV母线，送出12回线路，主要给部分工厂和民用（主要为二三类负荷），最大负荷为9800KW，其中重要负荷占62%；在本所220KV母线有三回输出线路。最大负荷利用小时数Tmax=5500h，同时率取0.9，线路损耗取5%。该变电所的所址，地势平坦，交通方便，环境最高温度为40C。2 变电所主变压器台
6、数和容量及主接线方案的选择 主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。2.1.1. 变电所主变压器的选择有以下几点原则： 1) 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设34台主变压器。 2) 对于330 kV及以下的变
7、电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。500 kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。 3) 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事帮停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。 4) 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。 5) 与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无
8、功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。 6) 500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。 7) 对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。2.1.2.主变台数的确定由原始资料可知，待建变电站是在城市近郊建设的。负荷大，出线多，且本所是枢纽变电所，在中低压侧已形成环网，所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。 2.1.3、
9、主变压器容量的确定 主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。此待建变电站坐落在城市近郊，当地主要负荷有炼钢厂,部分工厂和民用等地区负荷。考虑到城市近郊的发展速度非常快，所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。确定变压器容量:两台总容量：SSmax =19600KVA单台运行时最大容量：S(60%70%)Smax =1176013720KVA2.1.4、 变压器类型的确定 依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。该变电所主变压器为220kV降压变电所，单台容量不大4
10、0000KVA，不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。由于本变电所具有三种电压等级220KV、110KV、10KV，各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，因此主变压器宜采用三绕组变压器，且本变电所的接地方式适合采用自耦变压器。2.1.5、变压器参数的确定表21变压器的参数型号OSFP740000/220额定容量（kVA）40000电压组合及其分接头围高压(kV)22022.5%中压(kV)121低压(kV)10.5连接组标号YN,a0,d11空载损耗(kW)33负载损耗(kW)135 空载电流(%)0.8阻抗电压(%)高 中8 10高 低28 34中 低18 24
11、注 : 容量分配为100/100/50.由表所知： =由此可计算出各绕组的等值电抗如下： 归算到10KV侧得： X1=(VS1%/100)*(VN2/SN)*103=(14/100)*(102/40000)*103=0.35 X2=(VS2%/100)*(VN2/SN)*103=(-6/100)*(102/40000)*103= -0.15 X3=(VS3%/100)*(VN2/SN)*103=(42/100)*(102/40000)*103=1.05选取基准值,VB=10.5KV,化为标幺值为： X1*=X1*SB/VB2=0.35*100/10.52=0.3175 X2=X2*SB/VB2= -0.15*100/10.52= -0.1361 X3*=X3*SB/VB2=1.05*100/10.52=0.95242.2 变电所主接线方案的选择及供电接线形式的选择2.2.1 主接线的基本要求
