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1、东南大学成贤学院毕业设计报告220kV变电所电气部分设计摘要随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对猇亭220kV变电所的特点，阐述了220kV变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。本文以猇亭220kV变电所为例，其中着重分析研究了变电所主变和主接线形式的选择，电气设备和导体的选择校验以及短路电流计算的目的与方法等, 主要电气设备的选择，包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，母线，变电所主变压器等。本次设计的变电所分220 kV、110 kV、10 kV三种电压等级，220 kV是
2、本变电所的电源电压，110 kV和10 kV是二次电压。本篇文章的重点分四个部分：第一个部分是变电所主接线形式的确定。第二个部分是变电所主变的选择。第三个部分是短路电流计算。第四个部分是电气设备和导体的选择校验。关键词：变电所 主变压器 主接线 电气设备 短路计算目录第一部分 设计说明书第一章 前言11.1设计任务11.2毕业设计原始资料1第二章 电气主接线选择42.1 概述42.2 主接线的接线方式5第三章 主变压器台数、容量及型式的选择63.1 概述 63.2 主变压器台数选择63.3 主变压器容量选择63.4主变压器型式选择73.4.1主变压器相数的选择73.4.2主变压器绕组数的选择7
3、3.4.3主变压器调压方式的选择 73.4.4主变压器连接组别的选择73.4.5主变压器容量比的选择73.4.6主变压器冷却方式的选择8第四章 短路电流计算94.1 概述 94.2短路电流计算的目的和一般规定、假定条件及和计算步骤 94.2.1电力系统中短路电流计算的主要目的和一般规定： 94.2.2短路电流实用计算中的假设条件和原则: 104.2.3短路电流计算步骤： 10第五章 电气设备选择 125.1 概述 125.1.1 电气设备选择的一般原则 125.1.2 电气设备技术条件 125.1.3 电气设备环境条件 135.2 断路器的选择和校验 145.3 隔离开关的选择和校验 155.
4、4 互感器的选择和校验 165.4.1电流互感器的选择和校验 165.4.2电压互感器的选择 195.4.3 互感器的配置205.5 10kV母线的选择22第二部分 设计计算书第六章 变电所主变容量计算 25第七章 短路电流计算 267.1 元件参数 267.2 等值电路 277.3 各短路点短路电流计算 287.3.1 220kV侧 287.3.2 110kV侧 297.3.3 10kV侧33第八章 电气设备选择计算 358.1 断路器的选择与校验 358.1.1 220kV侧断路器选择与校验358.1.2 110kV侧断路器选择与校验368.1.3 10kV侧断路器选择与校验388.2 隔
5、离开关的选择与校验 398.2.1 220kV侧隔离开关选择与校验398.2.2 110kV侧隔离开关选择与校验408.2.3 10kV侧隔离开关选择与校验418.3 10kV母线选择与校验 42致谢 45参考文献（References） 46I第一章 前言本设计为东南大学成贤学院2007级电气工程及自动化专业的电力系统方向的毕业设计，设计题目为：220kV猇亭变电所电气部分设计。毕业设计选题背景：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对猇亭220kV变电所的特点，阐述了220kV变电所的设计思路、设计步
6、骤，并进行了相关设备的计算和校验。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。熟悉变电所的设计要求和设计过程，对从事电力工程设计，故障分析和判断是非常有益的。毕业设计选题意义：将在学校所学各部分专业课程理论知识有机的组合起来，形成一个完整的体系，并应用到实践环节，此课题主要是针对220kV降压变电所电气部分的设计，进一步增强对电力专业课程知识综合运用能力，真正地实现学以致用，实现应用型本科人才培养的要求。1.1设计任务根据电力发展规划，需建一座猇亭220kV变电站，有220kV、110kV、10kV三个电压等级，将220kV转换为110kV、
7、10kV为用户供电，完成变电所电气部分设计,包括变电所电气主接线的设计、变电所主变的选择、断路器和隔离开关的选择和校验、互感器的选择等等。1.2毕业设计原始资料一、 待建220kV降压变电所基本资料1、设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。2、确定本变电所的电压等级为220 kV/110 kV /10kV，220kV是本变电所的电源电压，110kV和10kV是二次电压。3、待设计变电所的电源，由对侧220kV系统双回线路及发电厂双回线路送到本变电所；在中压侧110kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出12回线路至地区负荷。4、该变电所的所址，
8、地势平坦，交通方便。5、该地区年最高气温40，最热月平均最高气温30。二、用户负荷统计资料1、 110kV用户负荷统计资料如下：表1.1 110kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（kW）回路数重要负荷百分数（%）炼铁厂550000952682、10kV用户负荷统计资料如下： 表1.2 10kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷（kW）回路数重要负荷百分数（%）1矿机厂26000952602机械厂10000. 902653汽车厂18000.942634电机厂23000.952625炼油厂26000.922656饲料厂9000.85250最大负荷利用小时数= 4800 h，同时率取 0.9 ，
9、线路损耗取 5 %。三、变电所与电力系统的连接情况图1-1 待设计变电所与电力系统的连接电路图第二章 电气主接线的选择2.1概述电气主接线是变电所电气设计的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。变电所电气主接线设计是依据变电所最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。它对变电所内电气设备选择、布置，继电保护及自动装置的设计，变电所总平面布置的设计，都起着决定性作用。电气主接线直接影响变电所乃至相关电力系统安全、经济、稳定、灵活的运行，因此，必须科学合理地设计电气主接线。对变电所电气主接线的设计一般从可靠性、灵活性和经济性三方面进行评价。
10、一、可靠性根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不同，对变电所主接线可靠性有不同的要求。主接线属于可修复系统，可靠性用可靠度表示，即主接线无故障工作时间所占的比例。主接线可靠性的具体要求：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2、断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运的出线回路数和停运时间，并保证对、类负荷的供电。3、尽量避免变电站全部停运的可能性。4、对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。二、灵活性主接线的灵活性主要体现在正常运行或故障情况下都能迅速改变接线方式，具体情况如下：1、应能灵活地投入或切除机组、变压器或线路，灵活地调配电源和负荷，满
11、足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的要求。2、满足输电线路、变压器、开关设备停电检修或设备更换方便灵活的要求。3、主接线设计时应留有余地，为扩建提供方便。三、经济性1、采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。2、年运行费要小。年运行费包括电能损耗费、折旧费及大修理费、日常小维护费。3、在选择接线方式时，要考虑设备布置的占地面积大小，要力求减少占地。4、在可能的情况下，应采用一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。变电所电气主接线的可靠性、灵活性和经济性是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种性能，也不能忽略其中某一种性能。但根据变电所的性质和在系统中的地位和作用不同，对变电所
12、主接线性能要求也有不同的侧重。例如，系统中的超高压、大容量枢纽变电所，因停电会对系统和用户造成重大损失，故对其可靠性要求就特别高。2.2电气主接线形式的选择变电所的电气主接线由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的重要组成部分。它与电源回路线、电压等级和负荷的大小、级别以及所用变压器的台数、容量等有关。主接线的基本形式可分为有汇流母线和无汇流母线两类。有汇流母线的主接线主要有单母线接线、双母线接线、一台半断路器接线、4/3台断路器接线、变压器母线组接线。而无汇流母线的主接线主要有单元接线、桥形接线、角形接线。这些主接线方式都有各自的优缺点，根
13、据实际设计要求合理选择主接线是一项重要任务。根据该设计数据和规划，可以发现本所属于地区变电所，该变电所的所址，地势平坦，交通方便。该所只担任该地区的负荷并且考虑到220kV侧没有功率穿越，220kV电压等级有四回出线，其中两回与系统相连，故要考虑有母线连接，因此该所电气主接线应考虑为双母线接线，装设母联断路器。它具有供电可靠、运行方式灵活、扩建方便及可完成一些特殊的功能等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。对110kV侧的接线方式，出线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥型接线。以两回出线向炼铁厂供电，考虑到主变不会经常投切，和对线路操作和检修的方便性，采用内桥式接线。对10kV侧
14、的接线方式，出线为12回，按照规程要求，采用单母线分段接线，采用手车式断路器，故不设旁路母线。变电所电气主接线图见图纸。第三章 主变压器台数、容量及型式的选择3.1 概述变电所中，用于向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。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。它的选择除依据基础资料外，主要取决于输送功率的大小、与系统联系的紧密程度、运行方式及负荷的增长速度等因素，并应考虑510年的发展需要。在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。主变压器的的选择除台数和容量外，还要选择主变的型式，要从变压器的相数、绕组数、绕组接线组别、结构型式、调压方式、冷却方式六个方面综合考虑选择出最佳的主变压器型式。3.2 主变压器台数选择由原始数据可知，本次所设计的变电所是市郊区220KV降压变电所， 220kV是本所的电源电压。接收功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个下级用户的供电，因此选择主变台数
