220KV降压变电所电气部分初步设计.doc
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220KV降压变电所电气部分初步设计
目录
引言 -3-
毕业设计任务书 -4-
第一部分说明书 -7-
第一章变电所主变压器的选择 -7-
1.1主变压器容量选择的有关规定 -7-
1.1.1主变选择的一般原则 -7-
第二章变电所电气主接线的选择 -9-
2.1电气主接线的设计原则和要求 -9-
2.1.1电气主接线的设计原则 -9-
2.1.2电气主接线的基本要求 -10-
2.1.3电气主接线的设计程序 -11-
2.1.4主接线的拟定方案及选择 -12-
第三章短路电流计算 -14-
3.1短路电流计算的方法 -14-
3.1.1短路电流计算的目的、规定和步骤 -14-
3.1.2三相短路电流的计算 -15-
第四章变电所电气设备选择 -17-
4.1电气设备的选择原则 -17-
4.2电气设备的选择 -19-
4.2.1高压断路器的选择 -19-
4.2.2隔离开关的选择 -20-
4.2.3电压互感器的选择 -21-
4.2.4电流互感器的选择 -22-
4.2.5互感器的配置要求 -24-
4.3母线的选择 -24-
4.4避雷器的选择 -25-
第五章配电装置设计 -28-
5.1屋内外配电装置的安全净距 -28-
5．1．1、概述 -28-
5．1．2、屋内外配电装置的安全净距 -29-
5.2屋外配电装置 -30-
5．2．1、屋外高压配电装置的若干问题 -30-
第六章继电保护及其自动装置的规划 -32-
6.1继电保护及其设计 -32-
6．1．1、220kV及中性点直接接地电网线路保护配置 -32-
6．1．2、短线路纵差保护的整定计算 -33-
6．1．3、变压器保护的配置 -33-
6．1．4、母线保护及断路器失灵保护 -35-
6.2自动装置规划设计 -36-
6．2．1、自动重合闸的作用和要求 -36-
6．2．2、对ZCH的基本要求 -36-
第七章防雷保护及其配置 -38-
第二部分计算书 -40-
第八章主变压器选择的容量计算 -40-
8．1变电所60KV的用户总容量 -40-
8．2折算到变压器的容量：
-40-
8．3据主变压器容量选择规则 -40-
第九章短路电流计算 -41-
9.1三相对称短路计算 -41-
9.2元件阻抗归算到系统的标幺值计算 -41-
9.3短路电流计算 -44-
第十章设备的选择计算 -48-
10.1断路器的选择 -48-
10.1.2220kV侧选择 -48-
10.1.260kV侧选择 -49-
10.2隔离开关选择 -51-
10.2.1220kV侧隔离开关选择 -51-
10.2.260kV侧隔离开关选择 -53-
10.3电压互感器选择 -54-
10.4电流互感器的选择 -55-
10.4.1220kV侧电流互感器选择 -55-
10.4.260kV侧电流互感器选择 -56-
10.5母线的选择：
-58-
10.6避雷器的选择 -60-
第十一章避雷针的保护范围计算 -62-
11.1避雷针的定位及针距 -62-
11.2单根避雷针的保护半径计算 -63-
11.2.1220kV侧针高30米时 -63-
11.2.260kV侧针高30米时 -63-
11.3多根等高避雷针的保护范围计算 -63-
11.3.1220kV侧针高30米时 -63-
11.3.260kV侧针高30米时 -64-
总结 -66-
致谢 -67-
参考文献 -68-
附录 -69-
A1.1变电所电气主接线图 -69-
A1.2变电所配电装置平面图 -69-
A1.3变电所配电装置断面图 -69-
引言
本毕业设计论文题目为220KV一次降压变电所电气部分初步设计，要求所设计的变电所能够保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，本设计将按照远期负荷规划进行设计。
设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约资源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。
在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护装置的规划设计、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。
随着经济的飞速发展，电力这种洁净的二次能源将对未来的发展起着举足轻重的作用。
为了促进电力工作的持续稳定发展，保证西电东送工程的成功建设，满足个地区供电负荷要求，实现安全供电，保证供电可靠性，变电所的合理设计就变得尤为重要。
设计工作是工程建设的关键环节。
做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。
本论文即在遵循原理、合理规划、反复校验的基础上完成。
毕业设计任务书
一、设计题目：
220KV降压变电所电气部分初步设计
二、变电所概况介绍：
1、建设本变电所主要是给工业区的工厂供电。
该工业区是新建工业区，负荷较迅速，本变电所的电压等级为220KV/60KV。
2、本变电所220KV电源进线三回，60KV出线10回，从220KV母线还有转送线路2回，向另外一个变电所供电，每变电所有两回线路，所需输送功率120MW，COSφ=0.8。
3、所址地区的年平均温度为15℃，最高温度为38℃，最低为-5℃。
4、变电所出线走廊宽阔，空气无特殊污染，交通方便。
三、变电所60KV的用户负荷表
序号
负荷名称
最大符合（KW）
功率
因素
出线
方式
出现
回路数
附注
近期
远期
1
胜利变电所
10000
26400
0.95
架空
2
有重要负荷
2
董楼变电所
12500
18500
0.95
架空
2
有重要负荷
3
前甸变电所
12500
18900
0.95
架空
2
有重要负荷
4
油田变电所乙
9000
14100
0.95
架空
2
有重要负荷
5
油田变电所丙
8000
12900
0.95
架空
2
有重要负荷
最大负荷利用小时数T=5600小时，负荷同时系数0.92，线损率为5﹪。
重要负荷占65﹪。
四、电力系统接线方式
*系统中所有的发电机均为汽轮发电机,送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为0.4欧姆/公里。
2×78KM
48KM
50KM
220KV
80KM
3×240MVA
Ud﹪=14
3×200MW
Xd”=0.18Sφ=0.85
3×300MW
Xd”=0.124
COSφ=0.85
70KM
待设计变电所
2×50KM
2×315MVA
Ud﹪=14
系统中所有的发电机均为汽轮发电机,送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为0.4欧姆/公里。
五、设计的主要内容及要求
设计工作任务
1、分析设计任务书中给定的基本条件；
2、选择本变电所的主变压器（确定变压器的型号、容量和台数）；
3、选择本变电所的电气主接线；
4、短路电流计算；
5、进行主要电气设备的选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器）；
6、配电装置设计；
7、继电保护和自动装置规划设计；
8、过电压保护设计。
设计成品
1、设计说明书，设计计算书一份；
2、变电所电气主接线图一张；
2、屋外配电装置平面图一张；
3、屋外配电装置断面图一张（画两个断面）。
第一部分说明书
第一章变电所主变压器的选择
1.1主变压器容量选择的有关规定
1.1.1主变选择的一般原则
1、主变台数的确定
为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变，但一般不超主变。
当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。
对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装2～4台主变。
当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60～75%。
通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。
2、变压器形式的选择
（1）主变一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在220kv的边电所中，可采用单相变压器组。
当装设一组单相变压时，应考率装设备用相，当主变超过一组，且各组容量满足全所负荷的75%时，可不装设备用相。
（2）当系统有调压要求时，应采用有载调压变压器。
对新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用有载调压变压器。
其所附加的工程造价，通常在短期内是可以回收的。
（3）与两个中性点直接接地系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍需作经济比较。
（4）具有三种电压的变电所，例如220kv、110kv、63kv，一般采用三绕组变压器。
3、主变容量的确定
（1）为了正确的选择主变容量，要绘制变电所的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电所的年、日最高负荷和平均负荷。
（2）主变容量的确定应根据电力系统5～10年发展规划进行。
（3）变压器最大负荷按下式确定：
式中---负荷同时系数；
---按负荷等级统计的综合用电负荷。
对于两台主变的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定：
总安装容量为：
这样，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证98%的负荷供电。
根据计算，确定变压器型号为SFPZ7-90000/220
主要参数如下：
高压：
UN1=230±8×1.5%KV低压：
UN2=69KV
额定容量：
S=90000KVA阻抗电压：
Uk%=13.36
空载损耗：
P0=104KW空载电流：
I0%=0.8
负载损耗：
Pk=359KW连接组标号：
YN,d11
本次设计的220KV降压变电所采用2台主变并列运行的方式。
第二章变电所电气主接线的选择
电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电力系统相连，从而完成输配电任务，它是变电所的重要组成部分。
采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布
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