设计变电所Word文件下载.docx
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专业:
电气工程及其自动化
指导教师：
刘玉娟
2009年12月23日
一、分析原始资料
为满足某地区发展和人民生活电力的需要，经系统规划设计论证，新建一所220kv变电
1.1建设规模
1.1.1本所安装2台120MVA主变压器
1.1.2电压等级220/110/10KV
1.1.3各电压侧出线回路数：
220kv侧4回，110kv侧8回，10kv侧16回。
1.2各侧负载情况
110kv侧有2回路线供电给远方大型冶炼厂，其容量为60MVA；
其他作为各地区变电所进线，其最小负荷与最大负荷之比为0.65。
10kv总负荷为50MVA，一，二类负荷用户占70%：
最大一回出线负荷为5MVA,最小负荷与最大负荷纸币为0.65。
1.3系统阻抗
220kv近似为无线大功率电源系统，以100MVA为基准容量，规算至本所220kv母线阻抗为0.021，；
110kv侧电源容量为800MVA,以100MVA为基准容量，规算至本所110kv母线阻抗为0.12。
1.4变电所外接线路采用三段式电流保护，相关参数如下：
1.4.1线路AB,BC的最大负荷电流分别为230A,150A;
负荷自启动系数Kst=1.5;
1.4.2各变电所出线上后备保护的动作时间如图所示；
后备保护的△t=0.5s;
1.4.3线路的电抗为0.4欧姆/千米
二、设计说明书
1.1对待设计变电所在电力系统中的地位、作用及电力用户的分析
待建变电所包括两个主变压器和若干个辅助变压器，主变压器供电电压为220KV。
高压母线为220kV，有6回出线；
中压侧母线为110KV，有8回出线，其中2回出线供给远方大型冶炼厂用电（容量为60MVA），其余作为地区变电所的进线；
低压母线10kV，有12回出线，总负荷为50MVA，一二类负荷用户占70%。
1.2主变压器的选择
根据变电所的具体情况和可靠性的要求，变电所选用两台同样型号的三绕组变压器，根据给定的容量和变压器的电压等级选用主变压器型号SFS7-120000/220。
1.3主接线的确定
1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。
根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。
2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。
3）各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。
4）近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。
5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。
1.4电气设备的选择
根据电气设备选择的一般原则，按正常运行情况选择设备，按短路情况进行校验，同时兼顾今后的发展，运用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。
各种设备选择的结果见表。
型号
额定容量（KVA）
额定电压（KV）
连接组别
损耗（KW）
空载电流（%）
阻抗电压（%）
总质量（t）
高压
中压
低压
短路
空载
高低
高中
中低
SFS7-120000/220
120000
220
121
11
Yd11
480
138
0.8
23
13
8
175
1.5所用电的接线方式与所用变的选择
（1）所用电的引接。
为了保证所用电供电的可靠性，220KV采用双母线加旁路接线方式；
110KV侧一类用户采用双母线加旁路接线，其余用户接线采用单母线旁路分段接线；
10KV侧一二类用户采用双母线加旁路接线，其余采用单母线分段接线。
所用变压器采用断路器和隔离开关与母线相连。
（2）辅助变压器的选择，可通过对变电所用电负荷的大小以及负荷的需求系数，求得最大需求容量来选取容量。
1.6互感器的选择
互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器，互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100，100/
）和小电流（5，1A），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。
互感器包括电流互感器和电压互感器两大类。
互感器
电流互感器
电压互感器
特
点
一次绕组串在电路中，且匝数少，电流互感器在近于短路状态下运行
容量小，近似于一台小容量变压器，电压互感器在近于空载状态下运行
隔离开关的选择
隔离开关是发电厂和变电站中常用的开关电器。
它需与断路器配套使用，但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。
隔离开关与断路器相比，项目相同。
但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。
1．6.1电流互感器的选择
电流互感器的作用是将一次回路中的大电流转换为1A或5A的小电流以满足继电保护﹑自动装置和测量仪表的要求。
准确级
一次电流为额定电流的百分数（%）
误差限值
二次负荷变化范围
电流误差（
%）
相角差（
1.0
10
20
100-120
1
0.75
0.5
60
45
30
（0.25到1）sN2cos
=0.8（滞后）
1.6.2电压互感器的选择
电压互感器是把一次回路高电压呀转换为100V的电压,以满足继电保护﹑自动装置和测量仪表的要求。
在并联电容器装置中，电压互感器除作测量外，还作为放电元件。
一次电压变化范围
二次绕组负荷变化范围
电压误差（
40
（0.85到1.15）UN1
1）种类和型式选择
应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的种类和型式。
2）额定电压和电流的选择
≥
，
3）准确级
规程规定，用于变压器，所用馈线，出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为0.5级，供运行监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，期准确等级要求一般为1级，在电压二次回路上，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确等级。
1.7互感器的配置
按照监视、测量、继电保护和自动装置的要求，配置互感器。
（1）电压互感器的配置。
电压互感器的配置应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。
（2）电流互感器的配置。
所有断路器的回路均装设电流互感器，以满足测量仪表、保护和自动装置要求。
电流互感器一般按三相配置。
1.8短路电流水平
根据线路、变压器的等值阻抗，计算出系统的短路电流，若条件充分的话，则计算出系统最大运行方式下的短路电流，为母线系统的设计和电气设备的选择做好准备。
若短路电流过大，就要考虑采取限流措施。
对于继电保护的灵敏度校验，需要系统最小运行方式下的短路电流，此两点在此设计书中不做计算。
其结果见第二部分的短路电流计算。
1.8继电保护配置
（1）变电所的外接线路采用三段式电流保护。
电流速断保护和限时电流速断保护相配合，保护该线路的全长，同时限时电流速断可以作为下一级变压器的近后备保护，保护变压器一部分。
而定时保护又作为相邻线路的远后备。
（2）主变的保护。
由于所选用的变压器容量较大，所以变压器采用三相三继式电流保护。
1.9防雷规划
本工程采用110KV、10KV、220KV配电装置上设避雷器。
为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。
采用避雷器来防止雷电侵入波对电气设备绝缘造成危害。
220、110kV侧的避雷器选择FZ-220、FZ-110，10kV侧的避雷器选择FZ-10，其额定电压和灭弧电压均能满足要求，而金属氧化锌避雷器比普通阀型避雷器具有无续流、通流容量大和结构简单等优点，但考虑到成本问题，而且普通阀型避雷器能满足要求，所以选择FZ-220、FZ-110和FZ-10。
三、计算参数
1.变压器参数计算
2.继电保护计算
I段：
II段：
与BC配合
3.短路计算
4.变压器纵差动保护的整定计算
三个原则：
①正常运行：
=5.98（kA）
取1.3～1.5，负荷电流可用可用变压器的额定电流取代。
②躲过保护范围外部短路时流过差动继电器的最大不平衡电流
=0.6578
外部短路最大不平衡电流
③采用速报和铁芯变压器额定电流
=8.19（KA）
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