毕业设计（论文）-郑州西海变电站电气设计.doc

. . 装 订 线 . . . 山东农业大学毕 业 论 文全套图纸加扣 3012250582郑州西海变电站电气设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化三班 届 次 2015届 学生姓名 学 号 指导教师 二一五年五月二十九日目录摘要Abstract引言11 变电站电气设计概述2 1.1基础资料21.2主要设计内容21.3设计重点研究问题21.4设计依据21.5对重要原则的说明32 电气一次部分设计42.1电气主接线选择42.1.1 主接线的设计原则42.1.2 主接线的设计要求42.1.3 6220kV 高压配电装置的接线分析42.1.4 主接线设计方案比较选择42.2主变压器的选择和负荷预测72.2.1 负荷预测72.2.2 主变压器相数选择72.2.3 主变绕组数量72.2.4 主变调压方式72.2.5 主变绕组联结方式72.2.6 主变中性点的接地方式82.2.7 主变冷却方式82.2.8 容量比的选择82.2.9 综述82.3无功补偿装置的选择82.3.1无功补偿装置类型的选择92.3.2 无功补偿容量的确定92.3.3 并联电容器装置的分组92.3.4 并联电容器装置的接线102.3.5 并联电容器对10kV系统单相接地电流的影响102.4短路电流及电气设备和导体的选择102.4.1 短路电流及负荷电流计算102.4.2 电气设备选择112.4.3 主要设备列表132.4.4 导体选择16iii 2.4.5 支持绝缘子及穿墙套管的选择172.5电气总平面布置及配电装置的选择182.5.1 概述182.5.2 高压配电装置的选择19 2.5.3 中型配电装置192.5.4 半高型配电装置192.5.5 高型配电装置192.6过电压保护和绝缘配合及接地202.6.1 过电压保护202.6.2 接地装置212.6.3 绝缘配合212.7所用电和直流系统及照明设计242.7.1 所用电系统242.7.2 直流系统242.7.3 照明系统253电气二次部分设计263.1继电保护26 3.1.1 总的要求26 3.1.2 继电保护配置原则26 3.1.3 220千伏系统26 3.1.4 110千伏系统26 3.1.5 主变压器保护264土建部分设计284.1所区布置与交通运输284.1.1 所区总平面布置284.1.2 所区道路及场地处理284.2主要建筑物284.3主要构筑物284.4采暖与通风284.4.1 采暖284.4.2 通风284.5 给水与排水294.5.1 给水294.5.2 排水294.6 消防295 单相接地电容电流计算306 短路电流计算317各回路电流计算347.1 主变压器各侧回路电流计算347.2 各出线侧电流计算348电气设备及导体选择计算358.1 断路器和隔离开关的选择358.1.1 220kV断路器和隔离开关的选择358.1.2 110kV断路器和隔离开关的选择368.1.3 10kV断路器和隔离开关的选择37 8.2 电流互感器的选择计算398.2.1 220kV电流互感器的选择计算398.2.2 110kV电流互感器的选择计算398.2.3 10kV电流互感器的选择计算408.3 电压互感器的选择计算418.3.1 220kV电压互感器的选择计算418.3.2 110kV电压互感器的选择计算418.3.3 10kV电压互感器的选择计算428.4 高压熔断器选择计算428.4.1 变电所用高压熔断器428.4.2 电压互感器用高压熔断器428.5 导体选择计算428.5.1 220kV侧母线的选择428.5.2 110kV侧母线的选择438.5.3 10kV导体选择计算449绝缘配合计算479.1 220kV金属氧化锌避雷器参数选择479.2 110kV金属氧化锌避雷器参数选择479.3 10kV金属氧化锌避雷器参数选择4810 避雷针保护范围计算49参考文献51致谢52附录53ContentsAbstractIntroduction11 Substation design summary21.1 Foundational data21.2 Main contents of design21.3 Important proplem of design21.4 Design basis21.5 The principle of important instructions32 First segment design of electricity42.1 Option of electric side wiring42.1.1 Design principle of side wiring42.1.2 Design request of side wiring42.1.3 The wiring analysis of 6-220 high-voltage power distribution42.1.4 The wiring design scheme comparison42.2 The option of main transformer and forecast of load72.2.1 Forecast of load72.2.2 Option of equivalent number of main transformer72.2.3 Main transformer winding quantity72.2.4 The way of main lord adjustment72.2.5 The way of main winding coupling72.2.6 The main transformer neutral grounding method82.2.7 Cooling way of main transformer82.2.8 The option of capacity ratio82.2.9 Review82.3 Reactive power compensation device of choice82.3.1 Reactive power compensation device types of choice92.3.2 Ascertain of VAR compensator capacity92.3.3 Parallel capacitor devices of grouping92.3.4 Parallel capacitor devices wiring102.3.5 Shunt capacitor of 10 kV system to the impact current102.4 The choice of short circuit electric current and electricity equipments and conductor102.4.1 Short-circuit current and load electric current calculation102.4.2 Electricity equipments selection112.4.3 Main device list132.4.4 Conductor choice16 2.4.5 The choice of support insulator and wall bushing172.5 The choice of electric general arrangement and distribution equipment182.5.1 Summerize182.5.2 The choice of high voltage distribution installtion192.5.3 Medium type distribution device19 2.5.4 Half tall type distribution device192.5.5 High type distribution device192.6 Overload protectionand insulate coordination and grounding202.6.1 Over-voltage protection202.6.2 Grounding equipment212.6.3 Insulate coordination212.7 Used electricity and direct current system and illumination design242.7.1 The used electricity system242.7.2 Direct current system242.7.3 Illumination system253 Second part design of electricity263.1 Relay electricity protection26 3.1.1 Total request26 3.1.2 Principle of relay electricity protection26 3.1.3 220kV system26 3.1.4 110kV system26 3.1.5 The main transformer protection264 Soil construction part design284.1 The area arrangement and transportation284.1.1 Area total flat surface decoration284.1.2 Area road and place processing284.2 Main building284.3 Main construct buiding284.4 Adopt warm and well ventilated284.4.1 Adopt warm284.4.2 Well ventilated284.5 Water supply and drain294.5.1 Water supply294.5.2 Drain294.6 Fire figh295 Single-phase grounding capacitance current calculation306 Short-circuit current calculation317 Each loop current calculation34 7.1 Each side of the transformer loop current calculation34 7.2 Each outline side electric current calculation348 Electrical equipment and conductor choice358.1 Option of Breaker and Disconnector358.1.1 Option of 220kV breaker and disconnector358.1.2 Option of 110kV breaker and disconnector368.1.3 Option of 10kV breaker and disconnector37 8.2 Current transformer selection and calculation39 8.2.1 Selection and calculation of 220kV current transformer398.2.2 Selection and calculation of 110kV current transformer398.2.3 Selection and calculation of 10kV current transformer408.3 Selection and calculation of voltage transformer418.3.1 Selection and calculation of 220kV voltage transformer418.3.2 Selection and calculation of 110kV voltage transformer418.3.3 Selection and calculation of 10kV voltage transformer428.4 Selection and calculation of the high-voltage fuse428.4.1 Substation with high pressure fuse428.4.2 PT with high pressure fuse428.5 Option and calculation of conductor428.5.1 Option and calculation of 220kV conductor428.5.2 Option and calculation of 110kV conductor438.5.3 Option and calculation of 10kV conductor449 Insulate coodination calculation479.1 The parameter option lightning defender of the 220 kV metals butter of zinc479.2 The parameter option lightning defender of the 110 kV metals butter of zinc479.3 The parameter option lightning defender of the 10 kV metals butter of zinc4810 Protection scope calculation of lightning rod49References51Acknowledgement52Appendix53ix郑州西海变电站电气设计【摘要】本文针对220kV降压变电所的特点，阐述了220kV降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。本次220kV变电所电气设计主要包括计算书和设计图纸两部分。计算书中较详细介绍了主变的选择主接线形式的确定无功补偿短路电流计算设备的选择及校验并对继电保护进行了规划性设计。通过此次设计，我对高电压等级变电所的初步建设有了较系统的掌握，所学的专业知识在实际工程中得到升华，为毕业后的工作打下良好的工程基础。关键词：变压器 短路电流 主接线 设备选择IZheng Zhou Xi Hai Substation DesignAuthor： Du Yan Qing Supervisor：Ping Liu(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University,lecturer)Abstract The text aims at the characteristics of the 220kV step-down substation,elaborates design way of thinking, design step of the 220kV step-down substation and carries on the related calculation .The 220kV substation electrical design mainly includes two parts of the calculation sheet and design drawings. Calculations in detail introduces the selection of main transformer, the determination of main wiring forms, reactive power compensation, short-circuit current calculation , equipment selection and verification , also plans for the relay protection design. Through this design, the high voltage substations in the initial building with a more systematic grasp expertise in practical projects to be developed, to work after graduation has laid a good foundation for the project.Key words：Transformer; Short-circuit current; Main Connection; Equipment Selection Check引言本次设计是在2015年山东农业大学电气工程及其自动化专业毕业设计任务书的基础上进行，综合系统的利用了自己四年来所学的专业理论知识及实习实践，介绍了220kV变电所设计的基本知识。该次设计主要包括以下任务：1、主接线的设计 2、主变压器的选择 3、短路计算 4、导体和电气设备的选择 5、所用电设计 6、防雷接地设计 7、配电装置设计 8、继电保护的配置等等。本次设计中的依据有电力工程电气设计手册、国家电网公司输变电工程典型设计 220kV变电站分册现代城市电网220kV变电站典型方案设计等国家的技术规程，结合发电厂电气部分、电力系统继电保护、工厂供电、电力系统分析等专业课理论知识，又在指导老师的指导下，完成了本次设计。本次设计倾向与工程实际，目的是提高自己的专业水平、综合能力，以达到理论联系实际、学有所用，为以后的工作打下坚实的基础。由于时间仓促及水平有限，设计中不免有疏漏不足之处，恳请老师批评指正！谢谢！1 变电站电气设计概述1.1 基础资料（1）变电站正西方向15kM是石佛变电站，有二回220kV线路连接；西南方向15kM是郑州热电厂，装机为3*200MW，次暂态电抗为0.125，变压器为3*230MVA，变比为242/13.8 kV，U%=18，采用发电机-变压器-线路组接线，有两回220kV线路与B变电站连接。（2）220kV进出线220kV进出线8回，其中3回与系统A连接，备用线1回。（3）110kV架空出线10回，备用线1回。（4）10kV电压级，连接电容器组和站用变。（5）两台主变压器，各180MVA。（6）选择基准容量100MVA，系统B归算到石佛变电站220kV母线短路容量为3000MVA；系统A归算到B变电站220kV母线短路容量为3400MVA；系统容量为无穷大。1.2 主要设计内容（1）负荷预测与计算；（2）本变电所主变的台数、容量和类型选择。（3）设计本变电所的电气主接线，拟定34个初步方案，经初步经济技术比较，得出两个较优方案，并进行主接线方案设计论证。（4）进行必要的短路电流计算，并列出计算结果表。（5）选择和校验所需的电气设备。（6）设计和校验母线系统。（7）进行继电保护的规划设计（选用微机保护）。（8）进行防雷保护规划设计。（9）220kV高压配电装置设计。（10）设备布置（平面，剖面）1.3 设计重点研究问题（1）短路电流计算。（2）设备选择和校验。（3）图纸的绘制。1.4 设计依据（1）335kV高压配电装置设计规范、35kV220kV变电所设计规范（2）郑州西海变电站电气设计委托书（3）电力工程电气设计手册1.5 对重要原则的说明（1）电气主接线选择 220kV进线8回（一回备用），采用双母带旁路接线。 110kV出线10回（一回备用），采用双母线分段接线。 10kV出线2回，采用单母线分段接线。（2）主变压器的选择 主变压器选用三相三绕组油浸自冷有载调压降压变压器。（3）主要电气设备选择户外电气设备的外绝缘选用IV级防污产品。220kV选用户外SF6自能式断路器，配弹簧式操作机构；隔离开关选用双柱水平开启式隔离开关，配电动操作机构，带单接地开关，配手动式操作机构；电流互感器采用SF6式电流互感器；电压互感器选用电容式电压互感器。110kV选用户外SF6自能式断路器，配弹簧式操作机构；隔离开关选用双柱水平开启式隔离开关，配电动操作机构，带单接地开关，配手动式操作机构；电流互感器采用SF6式电流互感器；电压互感器选用电容式电压互感器。10kV选用金属铠装抽出式开关柜，柜内配真空开关。所用变选用干式变压器。电容器选用集合式成套电容柜装置，采用单星形接线，配6干式空芯电抗器。变电站二次设备选用综合自动化装置。直流系统选用铅酸免维护蓄电池和高频开关电源作充电机。（4） 配电装置选择220kV、110kV配电装置采用户外普通中型配电装置；10kV选用金属铠装抽出式开关柜，柜内配真空开关（5） 总平面布置电气平面布置力求紧凑合理，出线方便，减少占地面积，节省投资。220kV、110kV配电装置及主变压器采用户外布置， 10kV开关室、主控室、值班室等采用户内单层式布置。根据变电所的进出线方向，将220kV户外配电装置布置在所区北侧，110kV户外配电装置在所区南侧，10kV配电室及主控室在主变南侧，变电所进站道路从站区东侧中部接入。主变压器布置在220kV配电装置与10kV配电室及主控室之间。10kV无功补偿装置集中布置在10kV户内配电装置的西侧。2 电气一次部分设计2.1 电气主接线选择电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。变电所电气主接线是指变电所的主变压器、输电线路怎样与电力系统相连，从而完成输配电任务。而变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。2.1.1 主接线的设计原则（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。（2）考虑近期和远期的发展规模。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回路的多少对主接线的影响。（4）考虑主变台数对主接线的影响。（5）考虑备用容量的有无和大小主接线的影响。2.1.2 主接线的设计要求a、可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。b、灵活性：主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：（1）操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。（2）调度的方便性。电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障。使停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。c、经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。（1）节省一次投资：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；（2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。（3）电能损耗少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损耗。d、应具有扩建的可能性。主要考虑到电力负荷的增长。2.1.3 6220kV高压配电装置的接线分析6220kV高压配电装置的接线分为：（1）有汇流母线的接线。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。（2）无汇流母线的接线。变压器线路单元接线、桥形接线、角接线等。6220kV高压配电装置的接线方式，决定与电压等级及出现回路数。按电压等级的高低和出现回路的多少，有一个大致的适用范围。基本接线形式：a、单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或隔离开关）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段。但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，再用隔离开关将故障的母线段分开后，方能恢复非故障段的供电。适用范围：610kV配电装置出线回路数不超过5回；3563kV配电装置出线回路数不超过3回；110220kV配电装置出线回路数不超过2回。b、单母线分段接线 优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障时，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和不使重用要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电；但出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需两个方向均衡扩建。适用范围：610kV配电装置出线回路数6回及以上时；3563kV配电装置出线回路数为48回时；110220kV配电装置出线回路数为34回时。c、双母线接线 双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定的方式运行。优点：供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以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，只停该回路；调度灵活。各个电源和各回路负荷可以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。可以向任意方向扩建，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；便于实验。个别回路需要单独实验时，可以将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：增加一组母线就使每个回路增加一组母线隔离开关，加大了投资；当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。在隔离开关和断路器之间需加连锁装置。适用范围：610kV配电装置，当短路电流较大时，出线需要带电抗器时。3563kV配电装置出线回路数超过8回时；或连接的电源较多、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回以上时。d、双母线分段接线 每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。优点：双母线分段接线比双母线接线的可靠性和灵活性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下即只是部分短时停电，而不必全部短期停电，并且任何时候都有备用母线。缺点：增加了两台断路器，投资有所增加。适用原则：当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段：当进出线回路数为15回及以上时，两组母线均用断路器分段：为了限制某种运行方式下220kV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。e、带旁路母线的双母线接线 为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，应增设旁路母线。优点：使检修与它相连的任一回路的断路器时，该回路便可以不停电，提高了供电的可靠性。缺点：增加了投资。适用范围：当110kV出线在6回及以上、220kV出线在4回及以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。f、桥形接线 两回变压器线路单元接线相连，接成桥形接线。分为内桥和外桥两种接线，是长期开环运行的四角形接线。（一）内桥形接线。优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路须解裂运行；适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。（二）外桥形接线。优点：同内桥。缺点：线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；桥联断路器检修时，两个回路须解裂运行；适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器的切换较为频繁或线路较短，故障率较少的情况。2.1.4 主接线设计方案比较选择由以上介绍和分析可知此变电所的主接线可有三种方式表21 主接线方案比较接线方式可靠性灵活性经济性方案：220kV侧：带专用旁路双母线110kV侧：双母线线分段10kV侧：单母线分段可靠性较高，对与220kV侧可实现不停电检修。灵活性较高，不用倒闸操作，比案容易调度、检修、扩建。投资大。方案：220kV侧：双母线110kV侧：单母线分段10kV侧：单母线分段可靠性较差，不满足110kV侧设计对可靠性的要求。灵活性较低，倒闸操作容易发生错误，造成事故。投资相对较小。方案：220kV侧：带专用旁路单母分段110kV侧：双母线分段10kV侧：单母线分段输送功率较大，不能满足220kV侧对可靠性的要求，比方案I可靠性低。灵活性比方案好。投资相对较少。经过以上论证，而且考虑实际的运行经验和以后的发展，选择方案I：220kV侧带专用旁路双母线；110kV侧双母线分段；10kV侧单母线分段。2.2 主变压器的选择和负荷预测2.2.1 负荷预测由设计资料知道，该变电站选择两台主变电器，每台主变容量为180MVA。因为主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年负荷发展。若按每年的平均增长率为5，由1801.0510=110.5可知，可知当前的负荷容量可选110.5MVA。考虑每台主变压器应承担70%的负荷总容量，所以负荷总容量最多为110.50.7=157.8158MVA。所以可预测用户中全部一级和大部分二级负荷最多为110.5MVA，且全部负荷最多为158MVA。2.2.2 主变压器相数选择（1）主变压器采用三相或是单相，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。（2）当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。且单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题。故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。2.2.3 主变绕组数量在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧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装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。其中，当高压电网为110220kV，而中低压电网为110kV和10kV时，由于负荷较大，最大和最小运行方式下电压变化也较大，故采用带负荷调压的三绕组变压器。由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。2.2.4 主变调压方式主变调压方式有两种，一是无激磁调压，调整范围通常在+22.5以内，应视具体工程情况而定。二是有载调压，调整范围可达30。其结构复杂，价格较贵。但为了适应今后电网商业化运营的要求，提高电网的供电质量，满足用户的要求，另外，为了便于电网电压的灵活及时调整，因为有载调压的调压范围可达到+30。所以主变的调压方式应采用有载调压变压器，有利于电网今后的运行。2.2.5 主变绕组联结方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此变电所220kV侧采用Y0接线，110kV侧采用Y0连接，10kV侧采用接线，即工程实践中经常使用的YN/yn0/d11的接线组别。2.2.6 主变中性点的接地方式主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。直接接地系统供电可靠性低，但对绝缘水平的要求低，即可带来的经济效益很显著。不接地系统的供电可靠性高，但对绝缘水平的要求也很高，设备费用很高。因此在电压等级较低的系统中，一般采用中性点不接地方式以提高供电可靠性在电压等级较高的系统中，一般采用中性点直接接地方式，而以其他措施提高供电可靠性。所以在110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV及以下的系统中性点不接地。对于360kV网络，容性电流超过下列数值时，中性点应装设消弧线圈。既360kV网络中超过30A；10kV网络中超过20A；3560kV网络中超过10A。经计算可得：10kV系统IC=0.57 A 30A（采用中性点不接地的运行方式）。所以在本设计中220kV、110kV采用中性点直接接地方式，10kV采用中性点不接地方式。2.2.7 主变冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫风冷，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却，强迫油循环导向冷却。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。2.2.8 容量比的选择由原始资料可知，110kV中压侧为主要受功率绕组，而10kV侧负荷功率不大，所以容量比选择为：100/100/50。2.2.9 综述综上所述，可以得到所选主变的型式为三相三绕组油浸式、强迫油循环风冷却有载调压降压变压器，其参数列表如下：表22 主变压器参数型号 电压组合及分接范围(kV)阻抗电压百分比()连接组别空载电流()容量比高压中压低压高-中高-低中-低SFSZ-180000/22022081.2512110.5103424YN/yn0/d110.49100/100/502.3 无功补偿装置的选择无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。2.3.1 无功补偿装置类型的选择（1）无功补偿装置的类型无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。（2）常用的三种补偿装置的比较及选择这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。同步调相机：同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器：静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，在本设计中不宜采用）。电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择在10kV侧安装并联电容器作为无功补偿装置。2.3.2 无功补偿容量的确定现场实践经验一般按主变容量的1030来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为180000kVA，故并联电容器的容量为：18000kVar54000kVar为宜，所以在此设计中取容量为20000kVar的两套并联电容器分别接到10kV的分段母线上。2.3.3 并联电容器装置的分组按照分组原则将每套并联电容器按等容量分组的方式将并联电容器分组,即(10000+10000)kVar调容分组配置，可由监控主机通过智能判断，实现有载调压档位的自动调节和分组电容器的自动投档，也可切换至人工控制。2.3.4 并联电容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也采用有由三角形派生出来的双三角形。因为星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10kV及以上的大容量并联电容器组。另外，对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。 2.3.5 并联电容器对10kV系统单相接地电流的影响10kV系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的中性点也是不接地的，当发生单相接地故障时，构不成零序电流回路，所以不会对10kV系统造成影响。2.4 短路电流及电气设备和导体的选择2.4.1 短路电流及负荷电流计算 1、短路电流的概述电力系统中的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路，因为它们会破坏用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统中的严重故障。所谓短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。虽然三相短路很少发生，其情况较严重，能给国家经济以及人民的人身安全带来很大的威胁和损失。应给以足够的重视在设计过程中应充分考虑一切可能发生的情况，在源头上减少短路电流带来的危害。因此，我们在实际的运行经验中一般都采用三相短路来计算短路电流，而且大多数只计算最大运行方式下的三相短路电流，并检验电气设备的稳定性和可靠性。工程中三相短路计算一般采用实用的标幺值的计算方法。2、 短路电流计算的步骤（1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；（2）给系统制订等值网络图；（3）选择短路点；（4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分