220kv变电站设计

青岛理工大学毕业设计（论文）I摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，拟在某区域新建一座 220KV 变电站。本设计书主要介绍了 220kv 区域变电站电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有 220kv 区域变电站的电气主接线选择，主变压器，站用变压器的选择，母线，断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kv,110kv,10kv 线路的选择和短路电流的计算。设计中还对主要高压电气设备进行了选择与计算，如断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器等，此外还进行了防雷保护的设计，电气总平面布置及配电装置的选择，继电保护的设备等，提高了整个变电站的安全性。关键词：变电站，主接线，变压器青岛理工大学毕业设计（论文）IIAbstractSubstation is an important part of the power system, which directly affects the entire power system security and economic operation of power plants and the user is to contact the middle part, plays the role of transformation and distribution of electric energy，intends to build a 220 kv substation of a regional.The design of the book introduces the regional 220kv electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kv main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option,the configuration of transformer,220kv,110kv,10kv line choice and short-circuit current calculations.The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers,isolating switches,voltage transformers,current transformers and so on.In addition,a lighting protection design and computing，general layout of electrical the choice of power distribution unit and the protection equipments and so on.,increased the safety of the entire substation.Keywords:substation，main connection，transformer 青岛理工大学毕业设计（论文）1目录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪论 .31.1 工程概况 .31.2 资料分析 .4第 2 章 变压器的选择 .62.1 主变压器的选择基本原则 .62.2 主变压器的确定 .6第 3 章 变电站的主接线设计 .83.1 电气主接线概述 .83.2 220kv 侧主接线方案的确定； .83.3 110kv 侧主接线方案的确定 .93.4 10kv 侧主接线方案的确定 .13第 4 章 短路电流计算 .144.1 概述 .144.2 系统阻抗标幺值计算 .14第 5 章 变电站电气设备选择 .205.1 概述 .205.2 高压电器的基本技术参数的选择与校验 .205.3 断路器的选择 .215.3.1 220kV 进线侧断路器、变压器侧断路器和母联断路器的选择： 215.3.2 10KV 进线侧断路器、变压器侧断路器和母联断路器的选择： .225.3.3 110KV 进线侧断路器、变压器侧断路器和母联断路器的选择： .235.4 隔离开关的选择 .245.4.1 220kV 侧隔离开关的选择： .245.4.2 10KV 侧隔离开关的选择： .255.4.3 110kV 侧隔离开关的选择： .265.5 电流互感器的选择 .265.5.1 220KV 侧电流互感器的选择： .265.5.2 10KV 侧电流互感器的选择： .275.5.3 110KV 侧电流互感器的选择： .275.6 电压互感器的选择 .285.6.1 220KV 侧母线电压互感器的选择 .295.6.2 110KV 侧母线电压互感器的选择 .295.6.3 10KV 母线电压互感器的选择 .295.7 母线的选择 .305.8 熔断器的选择 .305.8.1 熔断器概述 .305.8.2 220kV 侧熔断器的选择 .315.8.3 10kV 侧熔断器的选择 .315.8.4 110kV 侧熔断器的选择 .31第 6 章 继电保护的规划 .32青岛理工大学毕业设计（论文）26.1 保护原则 .326.2 继电保护配置 .32致 谢 .34参考文献 .35附 录 .36青岛理工大学毕业设计（论文）3第 1 章 绪论变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，根据当地电力系统发展规划，拟在某区域新建一座 220KV 变电站。通过网络及杂志我们可以发现，近年来一些发达国家的能源不是很丰富，进而导致电力资源不是充足。为了满足国内的需求，减少在网路中的损耗，这些发达国家已经形成了完善的变电设计理论。比较完善的变电站设计理论，是真正的做到了节约型，集约型，高效型。发达国家通过改善优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，尽可能地提高变电站的可靠性，尽可能地使变电站的灵活性提高，尽可能地提高经济性。1.1 工程概况（1）变电所性质本所是电力系统枢纽变电所以 110kv 电压等级向地区用户供电。（2）地理位置本所系建在大城市近郊区的系统枢纽变电所，除供市区用电外，向大工业用户供电。（3）自然条件：所区地势 平坦，海拔 400m，交通方便，有公路经过本所附近。最高气温 +40 最低气温 30年平均温度 +15 最大风速 30m/s覆冰厚度 10mm 地震烈度6 级土壤电阻率500m 雷电日 30周围环境 条件较好，不受各类污染影响冻土深度 1.5m 主导风向 夏南、冬北（4）负荷资料：220kv 侧 共 2 回线与电力系统连接110kv 侧 共 8 回架空出线，最大综合负荷 180MW，COS=0.85青岛理工大学毕业设计（论文）4表 1.1 电力线路负荷表用户名称 最大负荷 MW 线路长度 KM 回路数大型电机厂 50 30 1变压器厂 40 30 1开关厂 20 25 1电容器厂 20 25 1电缆电线厂 20 20 1日用电器厂 20 30 1市区变电所（甲）50 30 1市区变电所（乙）40 40 1远景发展110kv 侧不再发展10kv 侧装设 TT-30-6 型同期调相机两台。（5）系统情况：1.2 资料分析（1）系统情况本系统最大综合负荷 180MW，除向市区供电外，还要向大工业区供电，是枢纽变电所。该变电所与系统连接采用内桥式，联系紧密。系统包括 4 台汽轮发电机组和 4 台水轮发电机组，系统的整体装机容量大。青岛理工大学毕业设计（论文）5（2）变电所情况本变电所是一个降压变电所，110kv 侧向市区和大工业用户供电，属于枢纽变电所，地位非常重要，对于系统供电可靠性要求较高。如果停电危害较大。（3）电源部分 发电机及升压变压器参数表 1.2 电机参数发电机型号 额定容量 MW 额定电压KV额定电流KAcos 暂态电抗TSI80/180-60 200 10.5 - 0.85 0.217QFSS-200-2 200 15.7 - 0.85 0.142表 1.3 压器参数额定电压 KV 阻抗电抗 %型号高 中 低 高-低高-中中-低额定容量 MVASSPSL-180/220 242 121 10.5 14.2 22.7 8.5 180SSPSL-240/220 242 121 10.5 13.7 24.1 8.3 240（4）负荷情况110kv 向市区供电占系统容量的 50%；向大工业用户供电占系统容量的 50%，其中类负荷 27.8%，类负荷 22.2%。（5）环境条件分析本所地处位置地势平坦，海拔 400m，由于大多数电器的外绝缘留有一定的裕度，故在 1000m 以下的地区可不考虑海拔高度的影响，本所交通方便，年平均气温为 15较适宜，周围环境条件较好，不受各类污染影响。最大风速 25m/s 覆冰厚度 10mm 属一般导体和电器符合的环境条件。雷电日 30 属中等雷区，应考虑采用防雷措施，但防雷无特殊要求。地震烈度6 级对防震无特殊要求。土壤电阻率为500m 较适宜，风向夏南冬北，因此闵水池应放在南面，屋外配电装置的布置和方向应尽量采用顺风布置。冻土深度 1.5m，应考虑电缆埋设在冻土深度以下。青岛理工大学毕业设计（论文）6第 2 章 变压器的选择2.1 主变压器的选择基本原则（1）主变容量一般按变电所建成后 510 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 1020 年的负荷发展。（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的 70%80%。（3）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。2.2 主变压器的确定（1）主变压器台数；根据规程为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器，所应选两台。（2）主变压器容量；根据220500kv 变电所设计技术规程中第 4.1.1 条规定，凡装有两台及以上主变压器得变电所，其中一台事故停运后，其余变压器的容量应保证该所全部负荷得 70%，在计及过负荷能力后得允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。S=0.7P=0.7X180/0.85=148MVA（3）主变压器型式；根据规程有两种电压与 110kv 以上的电力网连接的变，一般采用自耦变压器以得到较大的经济效益。自耦变压器与同容量得普通变压器的相比具有很多优点：如消耗材料少造价低、有功和无功损耗少、交率高；由于高中压线圈的自耦联系，阻抗小对改善系统稳定性有一定作用；还可以扩大变压器极限制造容量，便于运输和安装。根据规程具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功青岛理工大学毕业设计（论文）7率均达到该变压器容量的 15%以上，主变压器一般采用三绕组变压器。根据以上论述，查电力工程设计手册确定主变为 220kv 级，三绕组自耦变压器两台，其型号为 SFPSLO-150/220。（4）所用变压器的选择；根据220500kv 变电所设计技术规程中第 4.3.1 条规定，变电所宜从主变压器低压侧，分别引接两台容量相同互为备用的所用变，每台工作变压器得容量按全所计算负荷选择：设计手册中规定，所用变压器容量按下式计算；SK 1P 1+P 2在手册中查得 220kv 变电所的动力及照明负荷为 320KVA，由于调相机辅助设备用电容量无法查得，所以，根据经验所用变压器选择为：2 台 SFPSLO-150/220 型变压器。表 2. SFPSLO-150/220 变压器的参数额定电压 kv 阻抗电抗%型号高 中 低 高-中 高-低 中-低额定容量 MWSFPSLO-150/220 220 110 10 13 23 8 150/150/150青岛理工大学毕业设计（论文）8第 3 章 变电站的主接线设计3.1 电气主接线概述电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路，是构成电力系统的重要环节。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。因此必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响，通过技术