学士学位论文宿州学院220kv变电站电气主接线系统设计.docx

1、学士学位论文宿州学院220kv变电站电气主接线系统设计 2013届本科生毕业设计 分类号：TM645题 目: 220kv变电站电气主接线系统设计作 者 姓 名： XXXXXX 学 号： XXXXXXXXXXXXX 学 院： 机械与电子工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师姓名： 穆海芳 指导教师职称： 助教（硕士） 2013年5月1日摘 要展望未来，我国能否在21世纪中后期基本上实现现代化，很大程度上取决于能源，而电力能源又占未来能源的主导地位。电力工业是国民经济发展的基础，作为支柱产业的它与国家的兴衰和人民的安康有着紧密的联系，随着经济快速发展和现在化工业建设的迅速崛起，工厂用电量

2、持续增加，在伴随不可再生能源日益减少的情况下，对电能的质量、电能技术要求和供电的可靠性等指标也日益提高，因此对供电系统也有了更高、更完善的要求。本设计以220KV变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设备的（一次系统）的全过程，通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电器设备的型号和参数的确定，运动方式的分析，此外还进行防雷保护的设计和计算，较为详细的完成了电力系统中变电站设计。关键词：变电站；过电压保护装置； 无功补偿； 短路电流； 电气设备ABSTRACTLooking to the future, our country wheth

3、er in late twenty-first Century basically realize modernization, a very large extent depends on energy, and the electric energy is the dominant energy future. Power industry is the foundation of national economy, as a pillar industry of it and the rise and decline of the state and the people of Anka

4、ng are closely linked, with the fast development of economy and the rapid rise of industry construction now, the factory electricity consumption continued to increase, with non-renewable energy is reduced circumstances, to the quality of electric energy, electrical energy technique requirement and p

5、ower supply reliability index is also increasing, so the power supply system is also higher, better requirements.The design of 220KV substation design, discussed power system substation parts electrical equipment ( a system ) throughout the process, through to the transformer substation main wiring

6、design, stations wiring design, short-circuit current calculation, fixed electrical equipment, thermal stability check, the main electrical equipment models and the parameters, movement analysis, in addition to the lightning protection design and calculation, a detailed complete the power system in

7、the substation design.Key words： substation; vervoltage protection; reactive power compensation; short circuit current; electrical equipment目 录绪 论 11 电气主接线的设计 11.1 主接线的选择 11.2 主变压器选择结果 21.3 所用电设计 31.3.1 所用电选择 31.3.2 所用电接线图 32 变电站电气部分短路计算 42.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算 42.2 10KV侧短路计算 52.3 220KV侧短路的计算 63 导体和电气设备

8、的设计 73.1 断路器和隔离开关 83.1.1 220KV出线、主变侧 83.1.2 220KV侧电流互感器 93.2 导体的校验 103.2.1 220KV母线 103.2.2 变压器220KV侧引接线的选择与校验 104电气总平面布置及配电装置 114.1防雷接地设计 114.2 配电装置的确定 124.3 电气总平面布置 13结 论 13绪 论电力是能源工业、又是基础工业，在国家发展建设和国民经济发展中占据非常重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要

9、满足未来国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界的发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重大的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的责任。本文主要对220KV变电站电气部分进行设计，该设计包括以下任务：主接线的设计；主变压器的选择；短路计算；导体和电气设备的选择；所用电设计；防雷接地设计；配电装置设计等。1 电气主接线的设计1.1 主接线的选择根据原始资料的分析现列出两种主接线的方案。方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），

10、而双母接线使用范围是110220KV出线数为5回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。110kV出线10回（其中备用2回），110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为80000kVA，其他作为一些地区变电所进线，其他地区变电所进线总负荷为100MVA。根据条件选择双母接线方式。10kV出线12回（其中备用2回），10kV侧总负荷为35000kVA，、类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。选择单母分段接线方式1。方案主接线图如下：图1 主接线方案一方案二：方案进行综合比较：220KV侧双母带旁路接线，110KV

11、侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。主接线如下图：图2 主接线方案二现对两种方案比较如下2：表1 主接线方案比较表方案项目方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。方案二、220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。可靠性1.

12、220KV接线简单，设备本身故障率少；2.220KV故障时，停电时间较长。1.可靠性较高；2.有两台主变压器工作，保证在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高可靠性。灵活性1.220KV运行方式相对简单，灵活性差；2.各种电压级接线都便于扩建和发展。1.各电压级接线方式灵活性都好；2.220KV电压级接线易于扩建和实现自动化。经济性设备相对少，投资小。1.设备相对多，投资较大；2.母线采用双母线带旁路，占地面增加。通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计最终方案。1.2 主变压器选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分，选定变压器的容量为180M

13、VA。由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查大型变压器技术数据选定主变型号为：SFPS7-18000/220。主要技术参数如下：额定容量：180000（KVA）；额定电压：高压22022.5% ；中压121； 低压10.5（KV）；连接组标号：YN/yn0/d11；空载损耗：178(KW)；阻抗电压（%）：高中：14.0；中低：7.0；高低：23.0；空载电流（%）：0.7；所以一次性选择两台SFPS7-180000/220型变压器为主变。1.3 所用电设计变电站站用母线采用单母分段接线方式。当有两台站用变采用单母线接线方式，平时分列运行，以限制故障。对于容量不大的变电站，

14、为了节省投资，所用变压器高压侧可用高压熔断器代替高压断路器3。1.3.1 所用电选择(1)选择原则：所用电负荷按0.2%变电所容量计，设置2台所用变相互备用。(2)所用电负荷:S=2150000.2%=430KVA(3)所用变容量计算：SB=0.7S=301KVA所用变压器参数:型号：S9315/10U1e=6.35%（KV） U2e=0.4（KV）连接组别：Y，yn0；空载损耗：0.70（KW）；阻抗电压：4（%）；空载电流：1.5（%）；1.3.2 所用电接线图变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备，照明、检修及供水和消防系统，小型变电站，大多只装1

15、台站用变压器，从变电站低压母线引进，站用变压器的二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。对于中型变电站或装设有调相机的变电站，通常都装设两台站用变压器，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器进行分段，并以低压成套配电装置供电。因而本设计两台所用变分别接于10KV母线的段和段，互为备用，平时运行当一台故障时，另一台能够承担变电所的全部负荷。接线图如下所示。图3 所用电接线图2 变电站电气部分短路计算系统阻抗：220KV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所220KV母线侧阻抗为0.015（Sj=100MVA）,110KV侧电源容量为500MVA，归算至本所110KV母线侧阻抗为0.36（Sj=100MVA）。变压器型号为SFPS7180000/220。SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为14，23，7。简化图如下图所示：图4 系统图的等值电路2.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算设SB=100MVA，UB=Uav2.2 10KV侧短路计算f(3)-1短路时, 示意图如下：