220kV变电所设计毕业设计论文.doc

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1、 毕业论文（设计）220kV变电所设计23摘 要变电所是电力转换站，用以提高或降低电压，并分配用电量。本选题所设计的是某220kV降压变电所电气部分规划设计，主要担任220kV及110kV两电压等级功率交换，把接受功率全部送往110kV侧线路。根据变电所的设计任务，对主变变压器容量、台数，电气主接线，电气设备及无功补偿装置进行了选择分析，对短路电流等主要参数进行了计算，在此基础上设计了相关保护系统，最后给出了电气总平面布置方案。关键词：变电所；变压器；短路电流 ABSTRACTThe substation is a station that changes electric power, im

2、proves or reduces voltage, and distributes electricity consumption. The electrical planning and design of a 220kV dropping voltage transformer is carried on in this paper. Its main function is to exchange power between the 220kV and 110kV two voltage grades and to send all power accepted to 110kV。Ac

3、cording to the substation design task, this paper analysis and choose the capacity and number of major transformer, the power main circuits, electrical equipment and reactive compensation device. Also the main parameters such as short-circuit current and so on are calculated. Above all, the protecti

4、on system is designed and finally the electric general layout scheme is given.Key words: substations；transformers；short-circuit current目 录1 变电所设计任务11.1 变电所的规模11.2 回路11.3 系统计算资料12 变电所具体设计内容22.1 主变压器容量，台数及形式的选择22.2 电气主接线的选择32.3 短路电流计算42.4 电气设备的选择92.5无功补偿及补偿装置的选择152.6 变电所主变保护的配置162.7 防雷保护的设计172.8 接地装置的

5、设计182.9 电气总平面布置183 总结19参考文献20附录21谢辞231 变电所设计任务本次所设计变电所以110kV侧向地区负荷供电，除220kV侧电源与系统联系之外，110kV侧电源的部分出线也与系统有联系。1.1 变电所的规模 近期主变初步设为2120MVA，电压比为220/121/10.5kV，容量比为100/100/50，本期工程一次建成，设计中留有扩建的余地，110kV出线共8回，一次建成。1.2 回路110kV的最大地区负荷，近期为200MW，远期300MW，负荷功率0.85,最大负荷利用小时数为5300小时,同时率为0.6,每回最大负荷见表1。表1 变电所输出功率表回路数输送

6、地输送功率（MW）第一回水泥厂60第二回钢铁厂60第三回纺织集团35第四回化工厂30第五回电厂45第六回食品一厂30第七回食品二厂30第八回备用401.3 系统计算资料系统阻抗，当取基准容量 100MVA，基准电压为各级电压平均值（230，115，37，10.5）时,系统的阻抗按两台变压器的总阻抗考虑，如图1所示。 图1 系统阻抗简化图2 变电所具体设计内容2.1 主变压器容量，台数及形式的选择我们所设计的变电所是市郊220kV降压变电所，它是以220kV受功率为主。把所受的功率通过变压器输送至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，影响整个市区的供电。因此

7、选择主变台数时，要确保供电的可靠性，为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。主变容量一般按变电所建成近期负荷考虑，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间内，保证用户的一级和二级负荷正常运行，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证承担全部负荷的70%80%1,4。该变电所是按承担70%的全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：SN20.7PM1.4PM。110kV侧负荷为最大地区负荷，近期200MW，同时率为0.6。其中一台事故停用后，其余主变的容量应保该所全

8、部负荷的60以上。表2 变电所内部消耗功率名 称 第一段母线容量（kW）第二段母线容量（kW）变压器修理动力 P134.29其他动力 P242.646.9变电所空调动车 P31515电 热 P443.843.92照 明 P527.1327.57S =P1P2即第一段母线总容量：S10.85P4P50.8543.827.13149kVA 第二段母线总容量：S20.850.8543.9225.57124.1kVA故变电站所用变的总容量为：S总S1S2149124.1273.1kVA因选择两台主变压器，选择型号为：OSFPS7 120000/220，其参数：额定电压：高压22022.5%kV，中压1

9、21kV，低压10.5kV；阻抗电压%：高-中28-34%，高-低：8-10%，中-低：18-24%；容量比为：100/100/50；联结组标号：Y0/Y0/-12-11；空载电流：0.8；空载损耗：70kW；短路损耗：320kW。2.2 电气主接线的选择主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路

10、数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求5,6。为了保证双母线配电装置，在对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。根据可靠性、灵活性和经济性的原则，我们采取以下方案：220kV、110kV都采用双母带旁路，并且设计专用的旁路断路器，使检修或故障时，不致破坏双母接线的固有运行方式，及不影响停电2,5。其接线方式的特点：双母线带旁母，并设专用的旁路断路器，其经济性相对提高，而且保证了各段出线断路器检修和发生故障时不致影响供电，也不会破双母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来说可靠性也提

11、高了3。2.3 短路电流计算（1）在短路计算的基本假设前提下，取100MVA，UBUA系统阻抗归算到基准容量：100MVA，由原始资料可知220kV侧系统阻抗为0.0328，110kV侧为0.0502，即系统图1。（2）计算参数由所选择变压器的参数可得：表3 各绕组等值电抗阻抗电压（）高中810中底1824高低2834取10，取20，取30，Us110Us20Us320各绕组等值电抗标幺值为：X10.083X20X30.167（3）根据系统图可以制订系统网络图2如下：0.03280.05020.167d1d2d30.0830.0830.1670.1670.083图2 系统简化网络图（4）根据等

12、值网络进行简化及计算a.当220kV母线发生三相短路，即d1点短路时，其等值网络为图3：220kV110kV图3 d1点短路等值网络图把X1X2X3计为X6即X6X1X2X30.0830.0830.0830.028把X4 X5 计为X6即X7X5 X60.05020.0280.0782Id1#43.28换算到220kV短路电流有名值 Id1#43.2810.86kA取Kch1.8 短路电流全电流最大有效值Ich1.51Ic1.5110.3916.29kA当不计周期分量衰减时冲击电流：ich2.5510.8627.69kA短路容量：S4326.2MVAb.当110kV母线发生三相短路时，即d2点

13、短路时，其等值网络为图4。d2220kV110kV图4 d2点短路等值网络图X6X1X2X30.028把X4X6X7 即：X7X4X60.03280.0280.0608Id252.16换算到110kV的短路电流有名值：Id252.1626.18kA短路电流全电流最大有效值：Ich1.5126.1839.53kA短路电流的冲击值：ich2.55I2.5526.1866.76kA短路容量为：S11526.185214.5MVAc.10kV母线发生三相短路，即d3点短路时，它的等值网络如图5。.d3220kV110kV图5 d3点短路等值网络图把X1X2X3X9 X4X5X6X10 X9X1X2X30.28X10X4X5X60.0557X11X7X90.03280.0280.0608把X11、X8、X10星形变换成三角形，即：X12X11X100.06080.05570.184X13X8X100.05020.05570.152I