22011035kV变电站电气一次部分设计Word文档格式.doc
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1.1原始资料分析 1
1.1.1变电站分析 1
1.1.2系统情况 1
1.1.3负荷情况 1
1.1.4环境分析 1
1.2本文的主要工作 2
第2章主变压器和站用变压器的选择 3
2.1主变压器的选择 3
2.1.1主变台数的确定 3
2.1.2主变容量的确定 3
2.1.3主变型式选择 4
2.1.4无功补偿配置 6
2.2站用变的选择 6
2.2.1站用变电源引接线方式 6
2.2.2站用变压器低压侧接线 7
第3章电气主接线方案设计 8
3.1电气主接线的基本要求 8
3.2电气主接线设计 9
3.2.1220kV侧主接线形式 9
3.2.2110kV侧接线形式 10
3.2.3 35kV侧主接线形式 12
3.3电气主接线图 13
第4章短路电流的计算 14
4.1短路电流计算目的 14
4.2短路电流计算的一般规定 14
4.2.1短路计算的基本情况 14
4.2.2接线方式 15
4.2.3短路类型 15
4.2.4短路点选择 15
4.2.5短路电流计算方法 15
4.3三相短路电流计算的运算曲线法 15
4.4等值网络及系统的简图 17
4.4.1等值网络 17
第5章电气设备选择 18
5.1高压电气设备选择的一般原则 18
5.2断路器和隔离开关的选择 18
5.2.1断路器的选择 18
5.2.2隔离开关的选择 19
5.2.3断路器和隔离开关选择结果 20
5.3电压互感器的选择 21
5.4电流互感器的选择 22
5.5避雷器的选择 23
5.6导体的选择 24
5.6.1选择原则 24
5.6.2导体截面的选择与校验 24
5.7支柱绝缘子的选择 26
5.8高压熔断器的选择 26
第6章电气布置及配电装置 29
6.1电气设备布置 29
6.2配电装置设计 29
6.2.1对配电装置的基本要求 29
6.2.2配电装置的类型 29
下篇
220/110/35kV变电站电气一次部分设计计算书
第7章变压器容量计算 31
第8章短路电流的计算 32
8.1系统参数的计算 32
8.2系统在K1点短路 33
8.3系统在K2点短路 34
8.4系统在K3点短路 35
第9章电气设备的选择 37
9.1断路器与隔离开关的选择 37
9.1.1220kV侧断路器与隔离开关的选择 37
9.1.2110kV侧断路器与隔离开关的选择 40
9.1.335kV高压开关柜的选择 42
9.2电压互感器的选择 42
9.3电流互感器的选择 43
9.4导体的选择与校验 43
9.4.1220kV侧导体选择 43
9.4.2110kV侧导体选择 44
9.4.335kV侧导体 45
参考文献 47
致谢 48
-48-
第1章概述
1.1原始资料分析
1.1.1变电站分析
本变电站以110kV及35kV电压向地方负荷供电，属于地区重要变电站，在系统中处于较重要的地位。
本变电站与水﹑火两大系统联系，并向地方负荷供电，全站停电后，仅该地区中断供电，使系统能够更加安全，可靠运行。
1.1.2系统情况
本系统共有4台TS854/210-40型水轮发电机，3台QFQS—200--2型汽轮发电机，4台SFP3--120/220kV和3台SSP3--360/220kV双绕组变压器。
1.1.3负荷情况
220kV侧：
4回架空线与电网相连，可不考考虑远期发展可能性；
110kV侧：
8回架空出线，=0.85；
35kV侧：
12回电缆出线，=0.85。
本变电站主要是供地方负荷，是地区重要变电站，停电后会造成很大的经济损失，因此要求变电站具有较高的供电可靠性。
1.1.4环境分析
（1）地理位置
本变电站建于某大城市近郊，站区地势平坦，海拔400m，交通方便，有铁路﹑公路从本站附近经过。
周围环境基本无污染，可采用屋外配电装置，考虑到土地的经济性，地震烈度小于4级等地理因素，屋外配电装置拟采用半高型布置。
（2）气象分析
本站地区年最高气温35℃，年最低气温‐20℃，最热月平均最高气温29℃，在此温度范围内，普通变压器可正常运行，无需做特殊考虑。
最大风速14m/s，覆冰厚度5mm，因此，屋外配电装置可不考虑风速和覆冰厚度对布置的影响。
1.2本文的主要工作
220kV降压变电站电气部分设计的研究主要内容是结合相关的设计手册、辅助资料和国家有关规程，主要完成该变电站的电气部分设计，所要完成的主要内容包括以下几个方面：
1、分析原始资料，设计2种电气主接线，并确定最优方案。
2、选择主变压器及站用变压器。
3、选择短路点，并进行各点的短路电流计算。
4、根据短路电流计算结果，选择高压断路器、隔离开关、电压和电流互感器等电器设备。
5、确定电气设备布置及配电装置布置方案。
同时，完成变电站电气一次部分总接线图、220kV变电站平面布置初步设计图和断面图，以及详细设计图。
第2章主变压器和站用变压器的选择
2.1主变压器的选择
变压器是变电站的主要电气设备，担负着变换网络电压的重要作用，所以选择合理的变压器才能保证可靠供电。
主变的选择原则上可根据《变电站设计技术规程》及《国网典型设计220kV变电站部分》等规定内容进行。
主变宜采用油浸式、低损耗、双绕组、三绕组或自耦、自然油循环风冷（或强迫油循环风冷）。
位于城市中心的变电站宜采用低噪声主变。
2.1.1主变台数的确定
选择主变台数时，对于大城市近郊的一次变电站，在中低压侧已构成环网的基础上，为了确保供电的可靠性，避免一台主变故障或检修时影响供电，变电站以装设2台主变压器为宜。
2.1.2主变容量的确定
（1）主变容量确定原则
①主变的容量一般按变电站建成5-10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10-20年的负荷发展。
②根据电压网络的结构和变电站所带的负荷性质来确定主变的容量。
对于重要变电站，应当考虑当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类和Ⅱ类负荷的供电；
对于一般性变电站，当一台主变停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%-80%。
③同级电压的降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系统化标准化。
（2）每台主变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
式中：
；
：
最大负荷同时系数，可取0.9~0.95；
网损率，可取0.1；
系数，可取0.7或0.8；
：
主变低压侧功率因数，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的二级负荷的需要，即
式中：
:
全部一级负荷;
:
全部二级负荷;
，，：
同上。
2.1.3主变型式选择
本站特点：
1）220kV、110kV、35kV三种电压等级。
2）110kV、35kV侧有部分重要负荷。
（1）主变压器相数的选择
当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电站一般都应选择三相变压器，而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电站的实际情况来选择。
单相变压器，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维修及倒闸操作的工作量。
本次设计的变电站，位于城市近郊，交通便利，不受运输条件限制，故本次设计的变电站选用三相变压器。
（2）主变压器绕组的选择
在具有三种电压等级的变电站，如通过变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器采用三绕组变压器。
一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，以相对的两台三绕组变压器较少，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该变电站选择三绕组变压器。
（3）调压方式的选择
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变变比，实现电压调整。
切换方式有两种：
一种是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±
2×
2.5%以内，另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达30%。
在以下情况下予以选用有载调压：
①接于出力变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在一定水平时；
②接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母线电压恒定时；
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。
（4）连接组别的选择
变压器绕组的连接方式必须与系统电压相一致，否则不能并列运行。
我国110kV及以上的电压，变压器绕组都采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。
由于35kV采用星形连接方式与220,110kV系统的线电压相位角为零度，这样，当电压为220/110/35kV，高中压为自耦连接时，变压器的第三绕组不能用三角形连接，否则就不能与35kV系统并网。
因而就出现三个或两个绕组全星形连接的变压器。
变压器绕组连接方式有星形和角形两种，在变电站中考虑到系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，根据以上变压器绕组连接方式的原则，本次设计的变电站选用主变连接组别为YN
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