220kV变电所电气部分一次部分设计Word格式.docx
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容量比的选择...................................................................................................................
主变压器冷却方式的选择...............................................................................................
2.1.5主变压器容量的确定计算...................................................................................................
2.1.6所用变压器容量的选择.......................................................................................................
2.1.7所用变压器容量的选择计算.............................................................................................
2.2电气主接线的选择.................................................................................................................
2.2.1概述....................................................................................................................................
2.2.2主接线的方式选择.............................................................................................................
单母线接线.....................................................................................................................
单母线分段.....................................................................................................................
单母线分段带旁路.........................................................................................................
桥式接线.........................................................................................................................
3/2断路器接线..............................................................................................................
双母线接线.....................................................................................................................
双母线分段接线.............................................................................................................
选择设计方案.................................................................................................................
第1页共页
220kV区域变电所的设计
摘要：
随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行者——电力工业，也随之有了很大的发展。
电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。
为解决某地区用电的日益增长，提高电网供电能力和可靠性，加强220kV主网构架，提高供电质量，满足日益增长的用电需求，从而拟建220kV变电站。
本设计针对220kV区域变电所的特点，阐述了区域变电所的设计思路，设计步骤，并进行了相关的计算和校验。
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关键词：
区域变电所；
设计方法；
供配电
、
第1章绪论
1.1发展情况
近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。
变电所的规划、设计与运的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的用最少的支出（含投资和运行成本）为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。
这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。
变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。
各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。
但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。
为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。
1.2原始资料分析
本次变电所设计为地区重要变电所，以供给附近地区的负荷。
建于中等城市郊区
区域地势较平坦，海拔高度为600m，有铁路、公路经过本所附近。
该地区年最高气温37o，年最低气温-25o，最热月平均最高气温26o，最大风速20m/s，覆冰厚度10mm，地震烈度6级。
雷电日40，周围环境基本无污染。
220kV侧共4回线与电力系统相连，不考虑发展余地。
66kV侧共12回架空出线，
=0.85。
序号
用户名称
最大负荷MW
线路长度km
回路数
负荷级别
1
化工厂
46
50
2
冶炼厂
40
70
3
机械厂（甲、乙）
26
4
煤矿甲
60
5
煤矿乙
30
6
机修厂
22
20
7
市区变电站
28
在66kV侧装设并联电容器组，容量可取主变容量的10%-30%，户外布置。
1.3本文主要内容
本次所设计的课题是某地区220kV区域变电所的设计，该变电所是一个地区性重要的区域变电所，它主要承担220kV及66kV两个电压等级功率的交换，把接受功率主要送往66kV侧线路。
因此此次220kV区域变电所的设计具有220kV、66kV及10kV三个电压等级。
220kV侧为主功率输出，66kV侧以接受功率为主，10kV主要用于本所用电以及无功补偿。
本次所设计的变电所是枢纽变电所，全所停电后，将影响整个地区以及下一级变电所的供电。
第二章变电所的设计
2.1主变压器容量、台数及形式的选择
在各电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，它担任
着向用户输送功率，或者在两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年的发展规划综合分析，合理选择。
否则，将造成经济技术上的不合理。
如果主变压器容量过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且还会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备也未必能充分发挥效益；
若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，
影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。
因此确定合理的变压器容量是变电所
安全可靠供电和网络经济运行的保证。
在生产上电力变压器分为单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压
器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可
靠性的前提下，从经济性方面来选择主变压器。
选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压
器的台数及容量。
2.1.2主变压器台数的选择
由原始资料可知，本次设计的是220kV区域变电所，它是以220kV输出功率为主。
把所受的功率通过主变传输至66kV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，因此选择主变压器台数时，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。
当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。
而且还会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。
考虑到两台主变压器同时发生故障机率较小。
适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。
故选择两台主变压器互为备用，近期先建成一台。
2.1.3主变压器容量的选择
主变压器容量一般按变电所建成近期负荷，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，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总的负荷来选择主变压器的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，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允许时间内，保证用户的一级和二级负荷，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全部负荷的70%～80%。
该变电所是按70%全部负荷来选择。
因此装设两台变压器以供变电所用。
当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑到变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220kV母线的负荷不需要跟主变压器倒送，因为该变电所的电源引进线是220kV侧引进的。
其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。
10kV母线上有负荷，主要用来无功补偿用。
即：
主变压器的容量为S总=0.7（S中压侧+S低压侧）。
2.1.4主变压器型式的选择
（一）主变压器相数的选择
当不受运输条件限制时，在330kV以下的变电所均应选择三相变压器。
而选择主变压器的相数时，应根据变电所的基本数据以及所设计变电所的实际情况
来选择。
单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及继电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。
本次设计的变电所，位于市郊区，交通便利，不受运输等条件限制，所址建在平原地区，故本次设计的变电所应选用三相变压器。
（二）绕组数的选择
在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该
变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，
主变压器宜采用三绕组变压器。
一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变
压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护中安
装调试灵活，操作上满足各种继电保护的需求，工作量少及占地面积小，价格适
宜等因素，故本次设计的变电所选择三绕组变压器。
（三）主变调压方式的选择
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，220kV及以上网络电压应符合以下标准：
①枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及
电网电压降而定，可为电网额定电压的1～1.3倍，在日负荷最大、最小的情况
下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定
电压的95%。
②电网中任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所
一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%～100%。
调压方式分为两种，一种是不带负荷切换,称为无载调压，调整范围通常在
±
5%以内；
另一种是带负荷切换,称为有载调压，调整范围可达30%。
由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。
（四）连接组别的选择
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。
全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，而且全星形接法，零序电流没有通路，相当于与外电路断开，即零序阻抗相当于无穷大，对限制单相及两相接地短路都有利，同时便于接消弧线圈限制短路电流。
但是三次谐波无通路，将引起正弦波的电压畸变，对通讯造成干扰，也影响保护整定的准确度和灵敏度。
如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。
我国规定110kV以上的电压等级的变压器绕组常选用中性点直接接地系统，而且还要考虑到三次谐波的影响，会使电流、电压畸变。
采用三角形接法可以消除三次谐波的影响。
所以应选择Yo/Yo/接线方式。
故本次设计的变电所选用主变压器的接线组别为：
Yo/Yo/－12－11。
（五）容量比的选择
由原始资料可知，66kV中压侧为接受功率绕组，而10kV侧主要用于本身
所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：
100/100/50。
（六）主变压器冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有：
自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油
循环水冷却。
自然风冷却：
一般只适用于小容量变压器。
强迫油循环水冷却：
虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。
但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。
所以，选择强迫油循环风冷却方式。
2.1.5主变压器容量的确定计算
根据变电所的基本数据可得：
（1）66kV侧最大负荷：
近期为316MW，同时率为0.85，其中一台事故停用后，其余主变压器的容量应保持该所全部负荷的60％以上。
PK0316×
0.85
S1=————=——————×
0.6=189.6MW
0.85
因选择两台主变压器型号为：
4×
SSPSL1—260000/220和4×
SSP-360000/220
额定电压：
高压220±
2×
2.5%kV，中压121kV，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
连接组标号：
Y0/Y0/12－－11
空载电流：
0.8%
空载损耗：
70kW
短路损耗：
320kW
2.1.6所用变压器容量的选择
对于枢纽变电站，总容量为60MVA及以上的变电所，装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，均装设两台所用变压器，分别接在最低一级母线的不同分段上，对装有两台所用变压器时，采用单母线分段接线方式。
由于本次设计的变电所，采用两台120MVA的主变压器，故采用两台所用变压器，互为备用。
且容量相等，一台停运时，另一台承受全部负荷。
所用变压器负荷计算采用换算系数法，不经常短时及不经常持续运行的负荷均可不列入计算负荷。
当有备用所用变压器时，其容量应与工作变压器相同。
所用变压器容量按下式计算：
S≥K1∑P1+∑P2
S—所用变压器容量（kVA）
∑P1—所用动力负荷之和（kW）
K1—所用动力负荷转换系数，一般取K1=0.85
∑P2—电热及照明负荷之和（kW）
所用电的接线方式，在主接线设计中，选用为单母线分段接线，选两台所用变压器互为备用，每台变压器容量及型号相同，并且分别接在不同的母线上。
2.1.7所用变压器容量的选择计算
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
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