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1、摘要电力工业在我国经济中占有十分重要的地位和作用，社会发展电力先行。电力系统是将 自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应 到各负荷中心。电气设计工作是工程建设的关键工作环节，做好设计工作，对工程建设的工 期、质量、投资、费用和建成投产后的运行安全，可靠性和生产的综合经济效益都起着决定 性作用。本文主要是变电站一次部分设计。首先根据任务书上所给系统、线路及所有负荷情况， 通过对负荷的分析计算及供电范围确定了主变压器的台数、容量及型号，同时也确定了站用 变压器的容量及型号；其次，根据原始资料，通过对电力系统的安全、可靠、灵活、经济运 行等方面的考虑，确定了
2、 220kV和66kV侧的电气主接线；最后，根据最大持续工作电流及 短路电流的计算结果，对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、导体等电 气设备进行了选型，从而完成了 220kV 变电站电气一次部分的设计。关键字：220kV变电站；电气一次部分设计；变压器；主接线；电气设备选择目录摘 要 1220/66kV 变电所电气部分设计说明书4第 1章 原始资料的分析41.1 设计变电站的类型及其在电网中的地位和作用41.2 本站进线情况41.3设计变电站负荷情况41.4 设计变电站站址的自然及环境条件5第2 章 主变压器的选择 62.1主变台数的确定62.2主变容量的确定62.3 主变型式
3、选择7第3 章 主接线方案拟定83.1 设计原则（对主接线基本要求）83.2各级电压等级主接线形式83.3 “典设”中各级电压出线回路数的推荐值83.4设计步骤8第4 章短路电流计算 114.1 短路计算的主要目的114.2 短路计算的一般规定114.3 计算短路电流的计算步骤114.4 短路电流水平124.5 应用运算曲线计算短路电流的计算步骤12第5 章站用变压器及站用电接线145.1 站用变压器的台数、型式及容量确定145.2站用变电源引接方式145.3 站用变压器低压侧接线14第6 章 无功补偿配置 156.1 概述156.2无功补偿装置类型156.3无功补偿容量的确定156.4 并联
4、电容器装置156.5并联电容器分组容量和分组数15第7 章电气设备选择 167.1电器和导体选择的一般条件167.2 电器选择的依据167.3断路器（QF） 167.4隔离开关（QS） 177.5 电流互感器（TA） 187.6 电压互感器（TV） 207.7避雷器（F） 207.8导体选择21第八章 电气布置及配电布置238.1 电气设备布置238.2 配电装置布置23220/66kV 变电所电气部分设计计算书 24第9 章 主变压器的选择 249.1主变容量的确定：24第10章短路电流计算26610.1基准的选择26610.2计算各元件电抗值26610.3简化等值网络2710.4 短路电流
5、结果表31第11章电气设备的选择32211.1断路器的选择和校验32211.2隔离开关的选择和校验334第12章电压互感器的选择35512.1 型式35512.2选择结果表如下355第13章电流互感器的选择36613.1 220kV电流互感器的选择36613.2 66kV互感器的选择：366第14章避雷器的选择37714.1选取型号37714.2 220kV 侧校验37714.3 66kV 侧校验378第15章导线的选择和校验39915.1 220kV 侧39915.2 66kV 侧409参考文献422致 谢433220/66kV 变电所电气部分设计说明书第 1 章 原始资料的分析1.1 设计
6、变电站的类型及其在电网中的地位和作用本站为系统枢纽变电站，与水火两大电力系统联系，并为地区重要负荷供电。1.2 本站进线情况本站220kV侧共4回架空线路与电网相连，与水电系统相连为2回架空线路，长度为 120km、100km,与火力系统相连为2回架空线路，长度为110km,电网在本站有穿越功率, 220kV侧估算为45MW，功率因数为0.85。1.3 设计变电站负荷情况220kV 侧共 4 回线与电力系统相连，发展可能性可不考虑。66kV侧共14回架空线路，最大综合负荷160MW，功率因数0.85。在 66kV 侧装设并联电容器组，容量可取主变容量的10%，户外布置序号用户名称最大负荷MW线
7、路长度km回路数负荷级别1矿山甲2050222矿山乙2060223铝厂2030214碳素厂1050225重型机械厂1530126矿山机械厂1570127冶炼厂2070218市区变电站甲2030129市区变电站乙2020121.4 设计变电站站址的自然及环境条件站区地势（平坦），海拔（600） m,交通方便，有（公路）经过本站附近。年最高气 温（35）C，年最低气温（-25）C，最热月平均最高气温（29）C最大风速（20） m/s, 覆冰厚度（9） mm,地震烈度（5）级。周围环境（清洁），主导风向（夏南冬西北）。第 2 章 主变压器的选择主变选择原则上可根据部颁变电所设计技术规程及国网典型设计
8、220kV变电站 部分等规定内容进行，主变采用油浸式、低损耗、双绕组、三绕组或自耦，自然油循环风 冷（或强油循环风冷），位于城市中心的变电站宜采用低噪声主变。2.1 主变台数的确定因为本站二级负荷较多且为枢纽变电站，避免一台主变故障检修时影响供电，又考虑到 变电站未来510年的发展规定，所以选择两台主变，保证供电可靠性。2.2 主变容量的确定每台主变容量的计算方法，可按如下两种方法计算，取其中计算容量大者去查找与其相 近的额定容量值。（1）在选两台主变时，当一台断开时，另一台主变容量可保证70的全部负荷，即P（1 + K ）S =工 max1 KTCOS9T式中：P=（P+ P+ + P ）K
9、 ；工 max1 max 2 maxn max 0K0：最大负荷同时系数，可取0.90.95；$：网损率，可取10%；KT：系数，70% 或（80%）；cosp :电源进线的功率因数（或补偿后的变电站高压侧的功率因数），取0.9（ 2）在选两台主变时，一台容量应满足全部一级负荷和大部分二级负荷需要，即p+（0.7 0.8）Pk G + K ）S = 1 工 max2 工 max 01Tcos 9式中： P：全部一级负荷；1 工 maxP：全部二级负荷；2 工 maxK0, K1 , COS9 :同前面公式含义。选取额定容量时，推荐采用R10系列变压器标称容量，有3.0, 4.0, 5.0, 6
10、.3, 8.0, 10.0, 12.5, 16, 20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250MVA后四种容 量取值按典设推荐可取120, 150, 180, 240 MVA。2.3 主变型式选择330kV及以下的变电站在不受运输条件限制时，应选用三相变压器。在特殊情况下，如 制造容量过大，考虑制造运输困难可选用单相变压器o 500kV及以上电力系统，应根据制造、 运输条件和可靠性的要求等因素，经技术经济比较后，确定采用三相还是单相变压器。若采 用单相变压器组，可考虑系统和设备的情况，装设一台备用相变压器。具有三种电压等级的变电站中
11、，如通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量为 15 以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。在中性点接地方式允 许时则应采用自耦变压器。有两种电压与 110kV 及以上中性点直接接地电网连接的变电站可否采用自耦变压器， 要和采用三绕组变压器综合比较来确定。确定有载调压还是无载调压方式。在电压波动范围大且电压变化频繁的变电站，如果采 用无载调压不能满足电网和用户电压要求时，应尽量采用有载调压变压器，它可带电调分接 头，一般分接头数目多，且调压范围大。变电站主变的内部接线组别应保证与系统并网的要求。 主变冷却方式一般采用自然油循环风冷式，个别采用强油循环风冷式（或水冷式） 选
12、择结果应列表写出如下参数：1）型号：如SFP10180000/220 三相强油循环风冷，设计序号，额定容量（kVA），额 定原边电压（kV）等2）容量比：三绕组变压器 100/100/100%； 100/100/50% ；或 100/50/100。3）电压比（含分接头）：如 2208x1.25%/121/36（10.5） kV,又如 2202x2.5%/66 kV4）短路电压：如 Uk1-2% = 14, Uk1-3%=25, UK2-3%=9；又如 UK% = 13.5。5）接线组别：如YNyn0d11,又如YNd11。6）所附套管TA型号 变流比准确级。第 3章 主接线方案拟定3.1 设计
13、原则(对主接线基本要求)变电站的电气主接线应根据变电站的规划容量，线路、主变压器连接元件总数，设备特 点等条件确定(对原有的变电所设计技术规程有所修正)电气主接线应综合考虑供电安全可靠，运行调度灵活，操作检修方便，节省投资，便 于过渡和扩建等要求。对于可靠性较高的GIS设备，宜采用简化接线。3.2 各级电压等级主接线形式(1) 220kV最终出线回路数2 3回，主变为23台时，可采用线路变压器组、桥形、 扩大桥形、单母线和单母分段接线；最终出线回路数410回，主变为24台时，可采用 双母线接线或双母线单分段接线；最终出线回路数超过10回、主变为24台时，宜采用双 母线双分段接线，不设置旁路母线
14、。(2) 110 (66) kV最终出线回路数6回以下时，可采用单母线或单母线分段接线；最终 出线回路数6回及以上时，宜采用单母线分段接线，不设置旁路母线。(3) 35 (10) kV有出线时，宜采用单母线分段接线；无出线仅接无功补偿和站用变时， 宜采用单元制单母线接线。3.3 “典设”中各级电压出线回路数的推荐值220kV出线户内站23回，户外站46回llOkV出线为8或10回66kV出线为12或16回35kV出线为10或12回10kV出线为16或24回3.4 设计步骤(1) 220kV 等级电压220kV侧最终出现回路数为4回，主变为2台，考虑电压等级高，可采用方案一：双母 线接线；方案二：双母分段接线。方案一：双母线接线（详见图3.1）图3.1图3.2优点：1）供电可靠；2）调度灵活；3）便于实验；4）扩建方便；5）检修另一条母线 时，不会停止对用户连续供电。缺点：增加一条母线则使每回路就需一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开 关作为倒换开关，容易误操作。方案二：双母线分段接线（详见图3.2）优点：可以分段运行，可靠性高，缩小母线故障的停电范围；当一段工作母线发生故障 后，只是部分短时停电，而不必全部停电。缺点：投资高，增加了
