35kv变电所一次电气设备初步设计.docx
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35kv变电所一次电气设备初步设计
毕业设计（论文）中文摘要
目次
1引言……………………………………………………………………………………2
2原始资料的分析…………………………………………………………………3
2.1原始资料…………………………………………………………………3
2..2原始资料分析…………………………………………………………………4
3变电站电气主接线的确定………………………………………………………5
3.1计算220kV侧的短路电流………………………………………………5
3.2变压器的选择……………………………………………………………………9
4短路电流计算…………………………………………………………………12
4.1作出系统的简化等值电路图……………………………………………12
4.2系统的参数计算…………………………………………………………………12
4.3短路点的选择…………………………………………………………………13
4.4计算短路电流…………………………………………………………………13
5电气设备的选择…………………………………………………………………15
5.1变压器变压器的选择……………………………………………………………15
5.2电抗器的选择…………………………………………………………………15
5.3主要电气设备的选择……………………………………………………………15
6继电保护与自动装置……………………………………………………………32
7防雷保护与接地……………………………………………………………32
7.1防雷保护……………………………………………………………………34
7.2避雷针防雷保护计算…………………………………………………………35
7.3接地装置……………………………………………………………………40
结论……………………………………………………………………………………41
致谢…………………………………………………………………………………42
参考文献……………………………………………………………………………43
主接线图………………………………………………………………………………44
1引言
电力事业的日益发展紧系着国计民生。
它的发展水平和电气的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。
党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，从一定意义上讲，实现这个宏伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全可靠的电力供应，需要优质高效的电力服务。
本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。
通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最终确定了220kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。
通过本次毕业设计，达到了巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。
务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。
提高专业知识，拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。
2原始资料及分析
2．1原始资料
2．1.1系统资料
系统容量
系统电抗（SB＝100MVA）
电压级
线路电抗（Ω/kM）
系统C1
∞
0.09
220
0.4
2．1.2负荷资料
电压级别
220kV
110kV
10kV
最大MW
60
150
38
最小MW
30
75
19
COSφ
0.85
0.85
0.8
Tmax小时
5000
5000
5000
回路数
4
6
22
负荷类型
二、三
二、三
二、三
2.1.3其他资料
1、年最高气温为40℃，平均为20℃。
2、站后备保护的动作时限为2.5秒。
2.1.4站地理位置示意图（其中ma/b表回路最大最小负荷数，单位：
MW，虚线表示不同电压等级分区）
2.2原始资料分析
2.2.1变电站的类型
变电站所有三个电压等级，高压为220kV，中压为110kV，低压为10kV。
变电所的性质为终端变电站
2.2.2变电站与系统连接情况
变电站通过双回路与一个无穷大系统的G连接
2.2.3负荷的电压等级及输出容量
变电站中的三个电压等级均有负荷，分别是220kV等级为60/30MW，110kV为150/75MW，10kV等级为38/19MW。
（其中a/b表回路最大最小负荷数）
注明：
变电站所用电容量在系统中所占比例太小，特此忽略。
2.2.4负荷输电回路数
1、220kV等级负荷的输电回路数为4回，1回为双回路，2回为环网供电。
2、110kV等级负荷的输电回路数为6回，1回为双回路，2回为环网供电
3、10kV等级负荷的输电回路数为22回，9回为双回路,4回为单回路。
2.2.5变电站的气候条件
变电站的年最高气温为4040℃，平均为20℃
3变电站电气主接线的确定
3.1计算220kV侧的短路电流
3.1.1主接线形式设计
系统线路电抗为K*l＝40×0.4×100/2302＝0.03
变电站系统侧母线三相短路时最大短路电流为
I”＝1/（X*l+X*c）×SB/√3VB＝1/（0.03＋0.09）×100/√3×230＝2.09kA
220kV断路器的额定开断电流满足要求，220kV侧无需加装电抗器
3.1.2选择主接线的分析
变电站的电气主接线线由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。
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、容量等因数有关，确定变电站的主接线对变电站电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都由密切的关系，主接线的设计是变电站设计中的重要任务之一。
变电站的电气主接线应根据该变电站在电力系统中的地址、变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。
并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求
3.1.3主接线方案的比较
（一）单母线接线如下：
（图2－1）
图2-1
（1）优点：
接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。
（2）缺点：
不够灵活可靠，任一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。
（3）使用范围：
一般适应一台主变的以下情况。
A、6~10KV配电装置的出线回路数不超过5回。
B、35~63KV配电装置的出线回路数不超过3回。
C、110KV~220KV配电装置的出线路数不超过2回。
（二）单母线分段接线如下所示：
（图2－2）
图2-2
（1）优点：
母线分段后，对主要用户可从不同段供电，保证供电的可靠性，另外，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。
（2）缺点：
当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需向两个方向均衡扩建。
（3）适用范围：
A、6－10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。
B、35－63KV配电装置的出线回路数为4～8回时。
C、110KV～220KV配电装置的出线路数为3～4回时。
（三）双母线接线如下所示：
（图2－3）
图2-3
（1）优点：
具有供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于试验。
（2）缺点：
增加一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，从而增加投资，也容易造成误操作。
（3）适用范围：
A、6~10KV配电装置当短路电流较大，出线需要装设电抗器时。
B、35~63KV配电装置的出线回路数超过8回路时。
C、110KV～220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时。
（四）需装设专用旁路断路器情况：
（1）当110KV出线为7回一级以上，220KV出线为5回及以上时。
（2）对于在系统中居重要地位的配电装置，110KV出线为6回以上，220KV出线为4回及以上时。
根据以上几种主接线方式，并结合待建变电站的实际，现对各电压等级采取的主接线方式作如下分述：
一、220KV主接线形式的选择
1、按出现回路数选择
220KV电压等级的出线回路数为4回，其中二回与G系统相连接，且变电站的处于系统的重要位置，根据以上主接线形式的适用情况，可选择双母线接线方式。
综合所述，220KV电压等级采用双母线的接线方式，220KV主接线形式如下所示：
（图2－4）
图2-4
二、110KV主接线形式选择
1、按出线回路数选择
110KV的出线回路数为6回，按母线的选用情况将选用双母线的接线方式。
2、输送功率选择
110KV的最大负荷为P=150MW，输送功率较大，所以要求母线故障后能声速恢复供电，母线或母线设备检修时不中断对得要用户的供电，因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力，故采用双母线接线方式。
同时110KV侧出线回路数较多，也需加装专用旁路开关。
（根据设计手册，对于在系统处于重要位置时，当110KV出线为6回及以上时，一般装设专用旁路断路器）。
这样，110KV电压等级的接线方式为双母线带旁路的接线方式（专用旁路断路器）接线图，如上图2-5所示。
图2-5
三、10KV接线形式选择
1、按出线回路选择
10KV出线回路为22回，根据母线的适
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