220KV终端变电站毕业设计说明书.doc

32 摘要电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。220kv及110kv主接线最后方案采用双母带旁母接线形式，且装设专用母联、旁路断路器；正常运行时旁母不带电。10kv采用单母分段，且装设分段断路器；220kv配电装置有14个间隔，110kv配电装置16个间隔。并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。本变电所配电装置采用普通中型配电装置，主变中性点及出线均装设避雷器，站内采用避雷针防止直击雷过电压，并与避雷器配合防止其它形式的过电压，确保电气主设备的安全。电气主接线系统设计是在学习了电力系统分析及电气设备等专业课程后，我们作为工程技术人员应掌握的方法。本文分析了变电所电气主接线设计方法，然后通过这方法来设计220kv终端变电站电气主接线设计的实例。包括有主接线的设计，设备的选型、短路电流的计算等等。本次设计是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，所设计是一次初步设计，根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出。目录第一章：原始资料及分析31.1原始资料. 31.2原始资料分析.5第二章：变电站电气主接线原理.52.1 主接线的设计原则.52.2、主接线设计的基本要求.62.2 主接线的基本接线形式.7第三章：220kv变电所电气主接线设计.133.1 方案初拟.133.2 方案的技术经济比较153.3 变压器选择.163.4主接线确定.19第四章 短路电流计算.194.1短路电流计算的目的和条件.194.2计算步骤及计算结果.20第五章 电气设备的选择.215.1导体和电气设备选择的一般条件.215.2 设备选择23第六章 高压配电装置.266.1 设计原则与要求.266.2 配电装置27第七章 防雷设计.297.1 概述297.2 防雷保护的设计.30致谢.31参考文献 31220kv变电站电气主系统设计第一章 原始资料及分析1.1原始资料1.1.1、待建变电站的规模、性质待建变电站为终端变电站，拟定23台变压器。初次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的发展空间。本变电站的电压等级分别为220kv、110kv、10kv。系统容量为：a系统：s=3000mva x=0.32b系统：s=200mva x=0.38c系统：s=4000mva x=0.28（各电抗均为以各电源容量为基值的标么值）1.1.2、连接方式：见连接示意图2-1所示a系统与b系统的距离：50km，导线型号：lgjq-400a系统与c系统的距离：120km，导线型号：lgjq-400b与c系统无连接关系；a系统与待建变电站d的距离：300km，导线型号：lgjq-400（以上均为单回连接）b系统与待建变电站d的距离：200km，导线型号：lgjq-400c系统与待建变电站d的距离：100km，导线型号：lgjq-400（以上均为双回连接）1.1.3、待建变电站各电压等级负荷数据（表1）1）、220kv电压等级5回线路与系统相连，2回线路备用。2）、110kv电压等级。见表13）、10kv电压等级。 见表11.1.4、继电保护动作时间1.1.4.1、变压器主保护时间：0.2秒，后备保护时间：2.5秒1.1.4.2、出线断路器主保护时间：0.2秒，后备保护时间：3.0秒1.1.5、其它原始资料1.1.5.1、地形、地质站址选于山坡上，南面靠丘陵，东、西、北面分别是果树、桑园和农田，地势平坦，地质构造为稳定区。地震基本烈度为6度，土壤电阻率为1.5106 欧/厘米。1.1.5.2、水文、气象、绝对最高温度为40c；、最高月平均气温为23c；、年平均温度为10.7c；、风向以东北风为主。电压等级用电单位最大负荷(mw)功率因数回路数供电方式距离(km)110kvj厂 400.92架空60k厂420.92架空55l厂450.91架空45钢铁厂380.81架空60南配电站250.851架空40北配电站320.851架空30备用2负荷同时率：0.8，一级负荷35%，二级负荷50%，三级负荷15%.10kv电缆厂1.50.82架空15无线电厂1.10.81电缆4仪表厂1.00.81电缆6自来水厂1.20.82电缆8塑料厂1.00.81电缆5汽制厂0.80.91架空14配电变压器a1.20.91架空15配电变压器b0.80.81架空15其它1.50.82电缆4备用2负荷同时率：0.68，一级负荷30%，二级负荷40%，三级负荷30%.所用负荷：计算总容量：2000kva，其中：一级负荷20%，二级负荷30%，三级负荷50%. 1.2.原始资料分析本次所设计的课题是某220kv变电所电气初步设计，该变电所是一个地区性重要的降压变电所，它主要担任220kv及110kv两电压等级功率交换，由原始资料可知它有220kv、110kv、10kv三个电压等级，。初次一次性建成投产2台变压器，预留一台变压器的发展空间。220kv电压等级的出线为5回，2回线路备用。110kv电压等级的出线为8回，2回备用，最大输送功率为222mw，10kv电压等级的出线为12回，2回备用，最大输送功率为10.1mw。由这些数据可知各电压等级的出线多，而且该变电站的110kv一、二级负荷是85%，10kv一、二级负荷是70%。由此可见，该变电站的一、二级负荷所占比例大，负荷也较重，设计中应该注意保证设备供电的可靠性，所以应能够保证不管是母线或母线设备检修还是任何一个电源断开后，都不会影响对用户的供电。因此220kv及110kv主接线最后方案采用双母带旁母接线形式，且装设专用母联、旁路断路器，正常运行时旁母不带电。10kv采用单母分段，且装设分段断路器，本变电所配电装置采用普通中型配电装置，220kv及110kv均采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一级隔离开关电气距离增大，缩短配电装置的纵向距离。主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，本变电所大门位于东方，220kv配电装置朝北，110kv配电装置朝西，均与出线方向相对应，主变位于三者之间，其间有行车大道、环形小道、电缆沟盖板作为巡视小道，220kv配电装置有14个间隔，110kv配电装置16个间隔。本次设计是以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，所设计是一次初步设计，根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出。第二章 变电站电气主接线原理2.1 主接线的设计原则主接线的设计依据：在选择变电站电气主接线时应以下列各点为设计依据：2.1.1、变电站在电力系统中的地位和作用：电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330500kv；地区重要变电所，电压为110330kv；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kv及220kv。2.1.2、变电所的分期和最终建设规模： 变电所根据510年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器；当技术经济比较合理时，330500kv枢纽变电所出可装设34台主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可装设一台主变压器。2.1.3、负荷大小和重要性（1）、对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后能保证全部或大部一级负荷不间断电源。（2）、对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当失去一个电源后，能保证全部和大部二级负荷的供电。（3）、对于三级负荷一般只需要一个电源供电。2.1.4、备用容量大小装有2台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应保证该70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间风，应保证用户的一级和二级负荷。 系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。设计主接线时应充分考虑这些因素。2.2、主接线设计的基本要求主接线应具有可靠性、灵活性、和经济性。2.2.1、可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线要满足可靠性。2.2.1.1、研究主接线可靠性应注意的问题：（1）、应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准是运行实践，至于可靠性的定量分析由于基础数据及计算方法不完善，计算结果不够准确，（2）、主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中的可靠性的综合。（3）、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的设备可简化主接线。（4）、要考虑变电所在电力系统的地位和作用。2.2.1.2、主接线可靠性的具体要求：（1）、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。（2）、断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运的时间，并要保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。（3）、尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。2.2.2、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。（1）、调度时应可灵活地投入和切除变压器、和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的系统调度要求。（2）、检修时，可方便地停运断路器、母线及其他继电保护设备，运行安全检修而不影响电网运行和对用户的供电。（3）、扩建时可容易地从初期接线过渡到最终接线，相互干扰小，工作量小。2.2.3、经济性 主接线在满足可靠性、灵活性的前提下还应做到经济合理。2.2.3.1、投资省：（1）、主接线应力求简单，节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（2）、要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备各控制电缆。（3）、要限制短路电流，以便选择价廉的电气设备或轻型电器。（4）、如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kv及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2.2.3.2、占地面积小 主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减小。2.2.3.3、电能损失少 经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量、经避免两次变压而增加电能损失。 变电所接入系统的电压等级不超过两种。2.3 主接线的基本接线形式 主接线的基本形式可分两大类：、有汇流母线的接线形式； 、无汇流母线的接线形式。 在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电所。下面介绍变电所常用的电气主接线。2.3.1、有汇流母线的电气主接线有汇流母线有单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等接线。2.3.1.1、单母线接线1）、单母线接线只有一组母线，所有的出线接于一组母线上，见图11。（1）、单母线接线具有下列优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、有利于扩建或采用成套配电装置等优点。（2）、缺点：可靠性和灵活性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所接的电源，且与之相接的电力装置在整个检修期间均需停运。出线断路器检修时也须停运该回路，影响对用户的供电。它不能满足i、ii类用户的要求。（3）适用范围：610kv配电装置的出线回数少与5回；3563kv配电装置的出线回数不超过3回；110220kv配电装置的出线回数不超过两回。采用成套配电装置时，因可靠性高也可用于较重要用户的供电。 2）、单母线分段接线 单母线用分段断路器qf1进行分段，提高供电的可靠性和灵活性,如图1-2。（1）单母线分段接线的优点：用断路器对母线分段后，对重要用户可从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线故障后分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。（2）缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时该段母线的回路都要在检修期间停电；当出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时要向两个方向均衡扩建。（3）选用范围： 610kv配电装置出线回路为6回及以上时；3563kv配电装置出线回路数为48回时；110220kv配电装置出线回数为34回时。另外还有加设旁路的单母线接线，此种接线是在单母线的基础上加设一旁路母线，在检修出线时可以不用停止线路的运行，提高了对用户的供电可靠性，但增加了投资。如图1-3。 2.3.1.2、双母线接线 这种电气主接线是设两组母线m1、m2，每一回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线间通过母线联络断路器qf（母联）连接，电源和负荷平均分配在两组母线上。有两组母线后运行的可靠性和灵活性大为提高。如图14： （1）变电所采用双母线接线的优点：供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，仅只停该回路。调度灵活。各电源和各回路负荷可任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建方便。向双母线的左右两侧任何方向扩建均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电，并且布置也方便。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时可将该回路分开，单独接至一组母线上进行。（2）双母线接线的缺点：增加一组母线和使每回路都增加一组隔离开关，增加了投资。操作复杂。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要在隔离开关同断路器间加设闭锁装置。（3）双母线接线的适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送功率和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定的要求时采用。610kv配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。3563kv配电装置，当出线回路数超过8回时；连接的电源较多，负荷较大时。110220kv配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110220kv配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。双母线接线还有双母线分段接线，这种接线适用于当出线回路数或母线上电源较多、输送功率和穿越功率较大，在610kv配电装置中，当短路电流较大，为选择轻型电器，限制短路电流，提高接线的可靠性和灵活性。但增加了母联断路器和分段断路器，配电装置投资增大，35kv以上少采用。为了提高供电可靠性，还有带旁路的双母线接线。图1-5就是带旁路母线的双母线接线。图1-5是有专用旁路断路器的双母线接线。这种接线是可靠性、灵活性高，但设备投资大，操作复杂。带旁路的双母线接线的接线方式还有母联断路器兼作旁路断路器的接线和分段断路器兼作旁路断路器的接线，在此不作具体分析。2.3.1.3、一台（3/2）半断路器接线 此种接线是每两个回路用三台断路器接在两组母线上，形成一串。见图1-6。 图1-6中，qf2断路器是一台联络断路器。这种接线是大型发电厂和变电所超高压配电装置广泛应用的一种接线。它具有较高的供电可靠性和运行调度灵活性。这种接线即使在母线发生故障也只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路都可不停电；两组母线和全部断路器都闭合形成多环形供电，运行调度灵活可靠；隔离开关不作为操作电器，承担隔离电压的作用，可减少误操作的几率，检修操作方便；这种接线使用的设备多投资大，二次控制线和继电保护配置复杂。有汇流母线接线方式还有4/3断路器接线和变压器母线组接线等，使用较少不作分析。2.3.2、无汇流母线的电气主接线 没有汇流母线的接线，使用的断路器数量少，一般采用断路器数都等于或小于出线回路数，结构简单，投资小。在6220kv电压级电气主接线中广泛采用。常见的有下面几种形式：单元接线、桥形接线、角形接线等。 单元接线：一般发电厂采用较多，指发电机各变压器直接连接成一个单元，组成发电机-变压器组。特点是接线简单，开关设备少，操作简便，短路电流减少。 桥形接线：适用于只有两台变压器和两条引出线的装置中。接线简单清晰，设备少，造价低，易于发展成为单母线分段或双母线接线。角形接线：有3、4、5角形接线，多角形接线的每一边中有一台断路器，各边连接成闭合的多角环形接线，电源与引出线只经隔离开关接至多角形顶点。特点是接线简单清晰、操作方便、经济性好；供电可靠性高、运行灵活。缺点是运行方式改变时支路电流变化大，继电保护整定复杂且难于扩建。只适用于110kv及以上配电装置中出线回路数不多，不再扩建的配电装置。 第三章 220kv变电所电气主接线设计3.1方案初拟主接线方案的拟定：在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑：1）、断路器检修时，不影响连续供电；2）、线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的i、ii类负荷对供电的要求；3）、变电所有无全所停电的可能性；主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。3.1.1：220kv变电所主接线的选择3.1.1.1、220kv接线形式的选择1）、按出线回路数选择220kv电压等级的回路数为5回，根据母线形式的选择情况，选用双母线。2）、按输送功率选择110kv和10kv的负荷功率都由220kv母线送来，110kv和10kv及所用负荷的总负荷为：p =40+42+45+38+25+32+1.5+1.1+1.0+1.2+1.0+0.8+1.2+0.8+1.5+2.0=234.1mw一、二级负荷为85%，要求母线故障后要迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，由母线形式的适用范围将用双母线，因各系统之间联系比较紧密。在检修出线断路器时，不中断对用户的供电，考虑加装旁路母线。初设计220kv母线采用双母线或双母线带旁路接线3.1.1.2、110kv接线形式的选择1）、按出线回路数选择110kv的出线回路为8条，按母线的选用情况将采用双母线。2）、按功率选择110kv的最大负荷为：p=40+42+45+38+25+32=222mw一、二及负荷占85%达188.7mw，由此可知，本出线承担的负荷较重且为本变电站的重要负荷，不允许对用户中断供电，同时要求在线路出现故障时，有快速恢复能力，要求在检修线断路器时，不中断对用户的供电，考虑加装旁路母线。初设计110kv的接线形式为双母带旁路或双母线接线。3.1.1.3、10kv接线形式选择1）、按出线回路数选择10kv的出线回路数为14回，根据母线的适用范围选择单母线分段接线。2）、按输送功率选择10kv的最大负荷为p=1.5+1.1+1.0+1.2+1.0+0.8+1.2+0.8+1.5+2.0=12.1mw一、二级负荷占70%，有8.47mw。由此数据可知，负荷功率不算太大，10kv配电装置只有当短路电流较大时，所带负荷为重要负荷时，才采用双母线。考虑采用采用单母分段。初设计10kv的接线形式为单母线分段接线或双母线接线。3.1.2、220kv变电所电气主接线的初拟方案：、方案一：图31方案一：220kv母线采用双母线带旁路接线；110kv母线也采用双母线带旁路接线；10kv母线采用单母线分段，所用电分两路分别接入两段母线上。见图31。、方案2：图32方案二：220kv母线采用双母线接线；110kv母线也采用双母线带接线；10kv母线采用单母线分段，所用电分两路分别接入两段母线上。见图23。3.2方案的技术经济比较：3.2.1方案一220kv采用双母带旁路母线接线方式，110kv也采用双母带旁路母线接线，根据电力工程电气设计手册第一册可知，220kv出线5回以上，装设专用旁路断路器，考虑到220kv近期5回，远期7回，装设专用母联断路器和旁路断路器。110kv母线上近期负荷为7回出线，根据电力工程电气设计手册第一册可知，110kv出线为7回及以上时装设专用旁路断路器。而由原始资料可知，110kv出线为近期8回、远期10回，装设专用母联断路器和旁路断路器。 10kv，出线有14回，可采用单母分段接线方式。其接线特点：1）220kv、110kv都采用双母带旁母，并设专用的旁路断路器，其经济性相对来是降低了，但是保证了各段出线断路器检修和事故不致影响供电的情况下，而且也不会破双母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即提高了。并且设计专用的旁路断路器，即使断路器检修或故障时，不致破坏双母接线的固有运行方式，及不致停电，保证供电可靠性。 2）10kv虽然负荷较低，但出线有14回。如采用单母接线时，接线简单清晰，设备少，操作方便等优点。但如果某一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电，将影响全所的照明及操作电源、控制电源保护等。10kv采用单母线分段运行时，操作灵活、可靠， 3.2.3方案二1）220kv、110kv都采用双母不带旁路，断路器检修或故障时，会造成停电，严重情况时：主变压器进线断路器检修或故障时，影响供电可靠性。2）10kv虽然负荷较低，但出线有14回，为了满足所用电的可靠性，有用装设两台所用变压器，为互备方式运行，其接线方式为单母分段接线方式。其接线方式的特点：1）双母不带旁路，其经济性相对来是提高了，但是各段出线断路器检修和事故会影响供电的情况下，会破双母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即降低了。2）10kv为了保证所用电可以从不同段两出线取得电源，同时一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。以上二种方案相比较，方案一的可靠性略高于方案二，其经济性略低于方案二，操作灵活性居于方案二之上，根据原始资料，方案一满足要求，而且根据可靠性、灵活性、经济性，只有方案一更适合于本次设计切身利益，故选择方案一。3.3 变压器选择主变的容量、台数，直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。3.3.1、主变台数的确定3.2.1.1、选择原则、变电站一般装设两台变压器为宜；、对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台变压器的可能性；、对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。3.2.1.2、主变台数的选择根据原始资料，本变电站为终端变电站，负荷重、出线多，且一、二级负荷所占比例为85%，所以考虑用两台主变压器。有两台主变压器，可保证供电的可靠性，同时避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。3.3.2、主变压器容量的确定3.3.2.1、选择原则、主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。、根据变电站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站，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证对一、二级负荷的供电。对于一般变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%80%。、同一电压等级的单台降压变压器的级别不宜太多，推行系列化，标准化。3.3.2.2、容量确定根据选择原则和已确定选用两台主变压器，且计及每台变压器有的30%过负荷能力，当一台变压器单独运行时，要保证全部一、二类负荷（一、二类负荷为85%）的供电能力，能满足全部的一、二级负荷的电力需要；同时当一台变压器单独运行时，要保证全部负荷的70%80%负荷的供电能力（不计过负荷能力）。每台主变压器的容量按以下公式计算：s=0.75p220kv侧输送容量：s1= s 2+ s3=204.54+8.4+2.0=214.94mva110kv侧输送容量：s2 =p/cos同时率=(40+42+45)/0.9+38/0.8+(25+32)/0.850.8=204.54(mva)10kv侧的输送容量：s3 =p/cos同时率=(1500+1100+1000+1200+1000+800+1500)/0.8+(800+1200)/0.90.68/1000=8.4(mva)所用容量：s3=2.0(mva)一、二级负荷所占容量：s重=204.540.85+8.40.7+2.00.5=180.74mva全所用电负荷的75%容量：s75%= s175%=214.940.75=161.205计算选择容量为：sn=161.205(mva)初期装两台变压器，考虑将来的负荷可能会超出本来的预算，为了有所发展的余地，选择的主变压器的容量为180mva。当一台主变停运时，一、二级负荷所占容量为s重=180.74mva1801.3=234mva，所选容量满足要求。3.3.3、变压器型式的选择3.2.3.1、相数的选择变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kv及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。本变电站的情况为：a、220kv终端变电站；b、选址于山坡上，南面靠丘陵、东、西、北面分别是果林，桑园和农田，地势平坦，交通方便。所以选用三相变压器。3.3.3.2、绕组形式绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。电力工程设计手册中规定当低压侧容量达到15%额定容量时才考虑选用三绕组变压器，本变电所低压侧的容量为10.4mva（8.4+2.0=10.4），只占额定容量的5.8%，达不到15%。但根据本变电站的条件主要是把220kv电压变为110kv和10kv，不具有直接从高压变为低压供电条件（也没有从220kv变压到10kv的变压器规格）。所以不考虑使用双绕组变压器。选择三绕组变压器。3.3.3.3、普通型还是自耦型在大型电力系统和降压变电站中，当中压侧为110kv及以上电压时，降压变压器和联络变压器多采用自耦变压器，因自耦变压器的高、中压绕组构成直接的电气联系，而有巨大的经济优势；自耦变压器较电压比和容量相同的普通三绕组变压器便宜，价格只有后者的65%-75%左右（但当变压器容量达180mva及以上时价格相差10%左右）。虽然选用自耦型变压器有巨大的优势，考虑电力工程电气设计手册规定：终端变电所的变压器中性点一般不接地；但自耦型变压器的性点必须接地或经小阻抗接地；高压电网线路发生接地时自耦型变压器中压绕组产生过电压且冲击过电压比普通变压器严重；自耦型变压器的中性点接地而系统的中性点绝缘，当中压或高压发生单相接地时，自耦型变压器一相呈短接闭合回路，电压降至零；自耦型变压器的继电保护装设比较复杂；因此选用普通三绕组变压器。中性点接地可以比较灵活，且保护配置可以简化。故选择普通型三相三绕组变压器3.3.3.4、中性点的接线方式电网的中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。本变电站所选用的主变为普通三绕组变压器。规程上规定：凡是110kv-500kv侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地；主变压器6-63kv采用中性点不接地；终端变电所的变压器中性点一般不接地。所以主变压器的220kv、110kv侧中性点可采取直接接地方式（中性点经隔离开关接地，或不接地，运行方式灵活），10kv侧中性点采用不接地方式。综上所述和查电力工程电气设备手册电气一次部分，所选主变压器的技术数据如下：型号及容量（mva）额定容量比高压/中压/低压(%)额定电压高压/中压/低压(kv)损耗(kw)阻抗电压（各线圈值）（%）空载电流%空载短路高-中高-低中-低高-中高-低中-低sfps1-180100/100/50220/121/1120067920014814.024.08.10.5绕组接线连接组别号：yn，yn0，d113.4主接线确定上面已讨论了各电压等级的接线形式，变压器的选择。根据各电压等级的接线形式和变压器的情况，现把它们联结组成一个有机的整体。形成完整的主接线图。由于初次投产选定二台三绕组普通变压器，主接线图如下：第四章 短路电流计算4.1短路电流计算的目的和条件4.1.1、短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：、电气主接线的比较。、选择导体和电器。、在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。、接地装置的设计，也需要用短路电流。4.1.2、短路电流计算条件4.1.2.1、基本假定：、正常工作时，三相系统对称运行；、所有电源的电动势相位相角相同；、电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；、短路发生在短路电流为最大值的瞬间；、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；、除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；、输电线路的电容忽略不计。4.1.2.2、一般规定、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划；、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响；、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点；、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。4.2计算步骤及计算结果4.2.1、计算步骤在工程计算中，短路电流的计算常采用实用曲线法。其计算步骤如下：1、选定基准电压和基准容量，把网络参数化为标么值； 2、画等值网络图；3、选择短路点；4、按短路计算点化简等值网络图，求出组合阻抗；5、利用实用曲线算出短路电流。4.2.2、计算结果计算结果如下表：短路情况短路电流有名值(ka)短 路 冲 击电流（ka）全电流最大有效值(ka)短路电流容量(kva)d1三相短路862220113033438d2三相短路731186411041456d3三相短路545138988239912d3带电抗器三相短路31480074741457106表中：d1-220kv侧短路点； d2-110kv侧短路点； d3-10kv侧短路点。关于短路电流计算的详细过程参看附录一。从计算结果可知，三相短路较其它短路情况最严重，它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大，因此，在选择电气设备时，主要考虑三相短路的情况。第五章 电气设备的选择5.1导体和电气设备选择的一般条件正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。5.1.1、一般原则、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；、应按当地环境条件校核；、应力求技术先进和经济合理；、选择导体时应尽量减少品种；、扩建工程应尽量使新老电器型号一致；、选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。5.1.2、技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如表4-1所示。5.1.2.1、长期工作条件、电压选用电器允许最高工作电压umax不得低于该回路的最高运行电压ug，即umaxug、电流选用的电器额定电流ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流ig，即ieig由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。表5-1序号电器名称额定电压(kv)额定电流(a)额定容量(kva)机械荷载(n)额定开断电流热稳定动稳定绝缘水平1高压断路器2隔离开关3敞开式组合电器4负荷开关5熔断器6电压互感器7电流互感器8限流电抗器9消弧线圈10避雷器11封闭电器12穿墙套管13绝缘子、机械荷载所选用电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。电器机械荷载的安全系数，由制造部门在产品制造中统一考虑。套管和绝缘子的安全系数不应小于表4-2所列数值。表4-2套管和绝缘子的安全系数类 别荷载长期作用时荷载短时作用时套管、支持绝缘子及其金具2.51.67悬式绝缘子及其金具42.55.1.2.2、短路稳定条件5.1.2.2.1、校验的一般原则、电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。、用熔断器保护的电器可不验算热稳定。、短路的热稳定条件 it2tqd2式中qdt在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（ka s）it t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ka）t 设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间tjs按下式计算： tjs=tb+td式中tb继电保护装置后备保护动作时间（s）td断路器全分闸时间（s）、短路动稳定条件 ichidfichidf式中 ich短路冲击电流峰值（ka） idf短路全电流有效值（ka） ich电器允许的极限通过电流峰值（ka） idf电器允许的极限通过电流有效值（ka）5.1.2.3、绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。5.1.3、环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。由于设计时间仓促，所以在设计中主要考虑温度条件。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40c时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40c时，每增加1c建议额定电流减少1.8% ；当低于+40c时，每降低1c，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。5.2设备选择本设计要求选择的设备有母线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器，所有设备和母线应满足正常工作及短路状态的要求。5.2.1、母线10kv采用硬裸导体（散热绝缘漆），110kv及以上高压配电装置，一般采用软导线。母线的选择主要按以下各项进行选择和校验：1、导体材料、类型和敷设方式；2、导体截面（igmaxkiy）;3、电晕；4、热稳定；5、动稳定；6、共振频率。5.2.2、高压断路器、隔离开关及高压熔断器高压断器器、隔离开关及高压熔断器按照下表进行选择和校验：项 目额定电压额定电流开断电流短路关合电流热稳定动稳定高压断路器ueugwieigmaxigkdigighiefitdzu10.9un、二次电压u2n电压互感器的二次电压，应根据使用情况选用所需二次额定电压u2n。、准确等级电压互感器应在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。、二次负荷s2sn5.2.3.2、电流互感器、型式620kv屋内配电装置，可采用绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器；对于35kv及以上配电装置，一般采用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器。、一次回路电压ugun、二次回路电流 i