220KV变电站初步设计方案

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1、220KV变电站初步设计方案第1章 概述1.1 概述随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常生活 中。电能可以方便的转化为期他形式的能源，例：机械能、热能、光能、磁能等， 并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到需要它的人和工作场所和生活场所。 电能的应用规模也很灵活以电能作为动力，可以促进工农业的机械化和自动化。 保证产品质量大幅度提高劳动生产率。同时提高电气化程度以电能代替其它形式 的能源，是节约能源消耗的一个重要的途径电力工业电能的生产、输送、分配和消费与其它工业的区别在于：（一）、与国民经济各部门的关系非常密切。（二）、电力系统从一种运行方式过度到另一种运行方式的

2、过度，过程非常短 促。（三）、电能的生产、输送、分配和消费实际上同时完成的不能大量储存。 变电站是联系发电厂和电力用户的重要纽带，是将电能从产品变成商品的中间环节。它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务。对国家经济的发展有着 极其重要的作用。本次所设计变电站担负着向开发区的炼钢厂供电及变电所附近的地区负荷供 电，承担着该市的输变电任务。根据电力系统技术规程中的有关部分，特别 是：第 1.0.2 条：系统设计应在国家计划经济的指导下，在审议后的中期、长期 电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究提出系统设计的具体方案； 应合理利用能源，合理布局电源和网络，使发、输、变电及无功建设配套协

3、调， 并为系统的继电保护设计，系统自动装置设计及下一级电压的系统等创造条件。 设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合 格和充足的电能来满足国民经济各部门与人民生活不断增长的需要。第 1.0.6 条：系统设计的设计水平可为今后第五年至第十年的某一年，并应 对过度年进行研究 （五年内逐年研究），远景水平可为第十年至第十五年的某一年， 且宜与国民经济计划的年份相一致。系统设计经审查后，二至三年进行编制，但 有重大变化时，应及时修改。该市郊 220KV 变电站是地区性城市变电站，它由系统同时向炼钢厂和地区负 荷供电，系统总容量为： S1=200M, S2=40M, S3

4、=2100M,同时向变电站供电， 变电站与系统联系较为紧密，在整个系统中占有重要地位。1.2 本次设计的内容变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就 要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常 的运行工作，为国民经济服务。故本次 220KV变电站设计主要为电气一次部分设 计。电气一次部分设计主要包括变电所总体分析、电力系统分析、主接线的选择、 主变的选择、所用变的选择、无功补偿的设计、短路电流的计算、电气设备的选 择、配电装置和防雷保护等内容。本部分设计主要参考了电气一次部分设计手 册、电气一次部分设备手册等，按照有关的技术规程和工程实例进

5、行的。1.3 本次设计的任务本次设计的主要任务是 220KV的变电站的设计，设计的内容包括电气的一次 部分的设计和计算。在一次部分中，要对电力系统和变电站进行总体分析，然后 确定变电站电气主接线的型式，并在此过程中进行系统的无功补偿、调压计算、 短路电流计算以及电气设备的选择。在具体计算后，还要为建造变电站进行配电 装置及电气总平面的布置设计，使建站合理化，并进行防雷设计，保证安全。第 2 章 变电站分析2.1 变电站总体分析水力、火力及核能等发电站发出的的电能，由于经济上的原因把电压升高， 用输电线送到变电站，在这里把电压降低，用输电线再送到其他变电站，或通过 输电线和配电线路送到用户。这样

6、，在变电站除了把输电线送来的电压和电流进 行变换，集中和分配外，为了使电能的质量良好以及设备安全，进行电压调整、 电力潮流控制以及输配电线和变电站的保护 。2.2 变电站设计要求1. 变电站的设计应根据工程的 510 年发展规划进行做到远，近期结合。以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。2. 变电站的设计，必须以全出发，统筹兼顾。按照负荷性质，用电容量，工 程特点和地区供电条件，综合国情合理地确定设计方案。3. 变电站的设计，必须坚持节约用地的原则。4. 变电站设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。该变电所是一个220KV地区性城市变电所，向

7、市区的炼钢厂及附近地区负荷 供电，它由系统1 （容量为200MVA和系统2 （容量为40MVA和系统3 （容量为 2100MVA供电，同时向变电站供电，与系统联系紧密。（1）建设的必要性该所位于市郊的工矿企业集中区的中心，为满足该地区经济发展及人民生活 需要，决定再此建设此区域性变电所。（2）建设规模根据电力系统规划，本变电所的规模如下：电压等级：220/110/10KV远景发展2回；远景发展2回;远景发展2回。线路回数：220KV近期3回，110KV近期2回，10KV近期10回，2.3电力系统接线图2X50km220k V2100MVA工0004*(5h*100MVA 说OkV ZKJkm2

8、20kVniokv4X53MVAi4% = 10.54X50MWCOAL0. 8Z2O1V2X2OMWIQYO2X24GMVA= 18持设计220kV变电所iOkV图2-12.4 负荷分析根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二 级负荷、三级负荷。负荷等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不 同。如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染；对工厂 将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的 设备损坏，重要产品或用重要原料生 产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。二级负荷会造 成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或

9、减产；还可能引起 社会秩序混乱或较严重的政治影响。三级负荷造成的损失不大或不会造成直接经 济损失。由此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电 的要求也不相同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失 去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对特别重要的一级负荷应该由二个独 立电源点供电。对于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且任何一个电源失 去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。对于三级负荷，一般只需一个电源供 电。在 110kv 负荷中炼钢厂的一类负荷比较大，发生断电时，会造成生产机械的 寿命缩短和一定的经济损失 . 因此要尽可能保证其供电可靠性。在 10k

10、v 负荷中，汽车厂，电机厂，炼油厂一类负荷比较大；若发生停电对企 业造成出现次品，机器损坏，甚至出现事故，严重时造成重大经济损失和人员伤 亡，必须保证其供电可靠性。第 3 章 主变的选择3.1 主变选择变压器是变电所中最重要的和最贵重的是设备，变压器的选择在变电所中是 比较重要的。它是变电站中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以 利于电能的合理输送，分配和利用。变压器的分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器，按相数分 有单相和三相变压器，按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器，按冷却方 式和绕组绝缘分有油浸式，干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式，油 浸风冷式，油浸

11、水冷式和强迫油循环冷却式等。而干式变压器又有浇注式，开启 式，充气压（SF6）等。按用途又可分为普通变压器和特种变压器，按调压方式分 有无载调压变压器和有载调压变压器。安装在总降压变电所的变压器通常被称为 主变压器， 610KV/0.4KV 的变压器常被叫做配电变压器。在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如 S9 系列或 S10 系列。高损 耗变压器已被淘汰，不在采用，在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场 所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器，供电系统中没有特殊要求和民用建筑 独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9, S10-M S11, S11-M等）；对于高建筑，地下建筑

12、，发电厂化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力 变压器（ SC, SCZ, SG3, SG10, SC6 等）；对电网电压波动较大的,为改善电能质 量应采用有载调压电力变压器（SZ7, SFSZ SGZ3等）降压变电所主变压器台数和 容量的确定。主变压器的选择原则选择主变压器台数时应考率下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求 ,对供有大量一、二级负荷的变电所 , 应 采用两台变压器 , 以便当一台变压器发生故障或检修时 , 另一台变压器对一二级负 荷继续供电 .对只有二级负荷而无一级负荷的变电所 , 也可以只采一台变压器 ,但 必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源或

13、另有自备电源。（ 1） 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所 也可以考虑采用两台变压器。（2）除上述两种情况外 , 一般车间变电所宜采用一台变压器 .但是负荷集中 且容量相当大的变电所 ,虽为三级负荷 ,也可以采用两台变压器。（ 3） 在确定变电所主要变压器台数时 , 应适当考虑负荷的发展留有一定的余 地。3.1.1 变压器容量的选择主变容量选择应考虑： （参考电力工程电气设计手册一中的第五章 P214 ）（ 1）主变容量选择一般应按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当 考虑到远期几年发展，对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。（2）根据变电所带负荷性质

14、和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变 电站应考虑一台主变压器停运时，其余主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、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其 余主变压器应能保证全部负荷的 60。（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系 列化，标准化。（主要考虑备用品，备件及维修方便。 ）由计算结果得知应选择容量为 SSP-360000/220 型。3.1.2 主变台数的考虑原则及台数的选择：（1）对大城市的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变为宜。（2）对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电所，设计时应考虑装三台 的可能性

15、。（ 3）对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜大于变压器容量的1-2 级设计，以便负荷发展时更换主变。由以上分析知应选择两台主变。3.2 变压器型式的选择3.2.1 相数的选择由相应规程规定，若站址地势开阔，交通运输方便，也不是由于容量过大而 无法解决制造问题宜采用三相变压器，结合以上分析，此变电所应采用三相变压 器。3.2.2 绕组数和绕组连接方式的选择参考电力工程电气设计手册和相应的规程中指出：在具有三种电压的变 电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所的实际情况，由主变容量选择部分的计算数据，明显 满足上述情况。故该市郊变电所主变选择三绕组变压器。参考电力工程电气设计手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必 须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式 有Y和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的， 我国 110KV 及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中型点，所以都需要 选择Yo的连接方式。而6-10KV侧采用型的连接方式。故该市郊变电所主变应采用的绕组连接方式为： YN.YN0.d11 。3.2.3 主变阻抗和调压方式的选择参考电力系统电气设计手册和相应规程中指出：变压