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1、 课程设计说明书课程名称： 电力系统课程设计 设计题目： 220kV变电站设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 05电气（2）班 学 号： 姓 名： 指导教师： 华南理工大学电力学院二九 年 一 月摘要本课程设计的目的是通过所学的电力系统知识来对某个区域的220kV变电所电力网进行规划设计进行规划设计。首先，由变电所的原始资料来选定变电所母线的接线方案以及对主变进行选择；其次，进行短路计算，根据短路电流参数计算并确定变电所的主要电气设备；最后，对电气设备进行配置及对所用电设计。关键字：接线方案议定 短路计算 电气设备配置 电气总平面布置 所用电区域变电所电气部分设计目录第一章 主接线的
2、选择41.1原始资料分析41.2方案议定41.3节电气主接线图6第2章主变的选择72.1 原始资料72.2 主变压器选择7第三章 短路电流计算93.1短路计算概述93.2相关参数计算93.3短路点选择和计算(不计负荷影响)10第四章 主要电气设备的选择和校验144.1 断路器的选择144.2母线194.3支柱绝缘子及穿墙套管224.4限流电抗器234.5电缆254.6互感器26第五章电气设备配置305.1继电保护配置规划305.2避雷器配置规划325.3互感器的配置34第六章 电气总平面布置及配电装置的选择366.1概述366.2高压配电装置的选择36第7章所用电设计387.1概述387.2所
3、用电的接线方式387.3所用电接线39参考资料39第一章 主接线的选择1.1原始资料分析变电所规模及其性质：1. 电压等级220/110/10 kV2. 线路回数 220kV 出线6回（其中备用2回）110kV 出线8回（其中备用2回）10kV 出线10回（其中备用2回）区域变电所建成后与110kV和220kV电网相连，并供给近区用户供电。3归算到220kV侧系统参数（=100MVA,UB=230kV）220kV侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kV母线侧阻抗为0.015( =100MVA)4归算到110kV侧系统参数（=100MVA,UB=115kV）110kV侧电源容量为500MVA
4、，归算至本所110kV母线侧阻抗为0.36( =100MVA)5110kV侧负荷情况：110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为75000kVA，其他作为一些地区变电所进线，最小负荷与最大负荷之比为0.65。610kV侧负荷情况：10kV侧总负荷为38000kVA，类用户占60%，最大一回出线负荷为4000kVA，最小负荷与最大负荷之比为0.65。7. 各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为： 220kV侧 小时/年110kV侧 小时/10kV侧 小时/年8. 220kV和110kV侧出线主保护为瞬时动作，后备保护时间为0.15s，10kV出线过流保护时间为2s ,断路器燃弧时间按0
5、.05s考虑。9 该地区最热月平均温度为28，年平均气温16，绝对最高气温为40，土壤温度为18。1.2方案议定各种接线方式的优缺点分析：1、单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。单母接线适用于：110200kV配电装置的出线回路数不超过两回，3563kV，配电装置的出线回
6、路数不超过3回，610kV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式 2、单母分段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。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。但是，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内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：110kV220kV配电装置的出线回路数为34回，3563kV配电装置的出线回路数为48回，610kV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。3、双母接线它具有供电可靠、调
7、度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110k220kV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110kV220kV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110kV）或5回（220kV）时，一般应装设专用旁路母线。4、双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电
8、保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当110kV出线为7回及以上，220kV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。各供电侧主接线设计：1、220kV侧主接线的设计 220kV侧出线回路数为6回，考虑到所要采用变压器的台数为两台以及供电负荷属于重要负荷，为了提高供电可靠性，宜采用
9、双母线接线2、110kV侧主接线的设计110kV侧出线回路数为8回，考虑到负荷比较重，年最大运行小时数为4500小时，对供电可靠性要求比较高，所以可以采用双母线接线。3、10kV侧主接线的设计10kV侧出线回路数为10回，负荷比较轻，供电半径短，所以采用单母分段连接就能满足要求，故10kV采用单母分段连接方案拟定：方案220kV侧110kV侧10kV侧主变台数方案一双母线不带旁路双母不带带旁路单母分段21.3节电气主接线图 图1-1 电气主接线图 第2章主变的选择2.1 原始资料1.110kV侧负荷情况： 110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为75000kVA，其他作为一些地区变电
10、所进线，最小负荷与最大负荷之比为0.65。210kV侧负荷情况：10kV侧总负荷为38000kVA，类用户占60%，最大一回出线负荷为4000kVA，最小负荷与最大负荷之比为0.65。2.2 主变压器选择主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。主变压器容量一般按变电所、建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。装有两台及以上
11、主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。容量选择：本变电所选用两台变压器，按110kV侧的变电所的进线跳开，由220kV侧无穷大系统来单供电给110kV和10kV侧的负荷，一台主变压器的容量不应小于60%的全部负荷。110kV侧的负荷：两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为75000kVA，属于一类负荷。110侧的总负荷容量为75MVA10kV侧的负荷： 10kV侧总负荷为38000kVA，最大一回出线负荷为4000kVA，有10回出线，其中两回备用，类用户占60%。10kV侧的总负荷为38MVA10kV侧的最大负荷，按10回来算为
12、10*4000kVA=40MVA38MVA，所以按40MVA来算10kV的总负荷容量。单台容量：（80MVA+40MVA）*0.7=84MVA同时还要保证用户的一、二级负荷10kV侧的一级、二级负荷为40MVA*60%=24MVA110kV侧的一级、二级负荷为80MVA总的一级、二级负荷为24MVA+80MVA=104MVA84MVA综合以上讨论可知，从长远考虑选主变压器容量：=120 MVA，容量比100/100/100的变压器。主变相数的选择:主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应采用三
13、相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故由以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器，同时，为了保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器。变压器连接方式和中性点接地方式的选择:变压器的连接方式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方式只有y和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。同时考虑到为了降低绕组的绝缘要求，从而降低制造成本，为了给三次谐波电流提供通道，避免正
14、弦波电压的畸变故此变电所220kV、110kV侧宜采用Y0接线，10kV侧采用接线，我国的110kV及以上电网一般采用中性点直接接地系统，在运行中，为了满足继电保护装置灵敏度配合的要求，变压器的中性点不接地运行，所以，本变电所主变220kV、110kV侧和10kV侧均采用中性点不接地方式。变压器选择总结:综上所述，本变电所采用型号为SFPSZ7-120000/220三绕组有载调压变压器。其主要参数如下： 表2-1 变压器参数列表容量MVA调压范围额定电压（kV）空载损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压高压中压低压UI-2%U1-3%U2-3%12081.5%22012110.51240.81422.67.4联结组标号型号YN，ynd，d11SFPSZ7-120000/220第三章 短路电流计算3.1短
