220kv变电站一次系统设计 毕业论文

大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）1220KV变电站一次系统设计摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。关键词变电站、负荷、变压器、电气主接线、大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）2220KVSUBSTATIONSYSTEMDESIGNTIMEABSTRACTWITHECONOMICDEVELOPMENTANDTHERAPIDRISEOFMODERNINDUSTRIALCONSTRUCTION,POWERSUPPLYSYSTEMDESIGNMORECOMPREHENSIVE,SYSTEMATIC,PLANTFASTGROWINGCONSUMPTIONOFELECTRICITY,FORPOWERQUALITY,TECHNICALANDECONOMICCONDITIONS,SUPPLYRELIABILITYINDEXISALSOINCREASING,SOOFPOWERSUPPLYDESIGNHAVEHIGHERANDBETTERREQUIREMENTSWHETHERTHEDESIGNISREASONABLE,NOTONLYADIRECTIMPACTONINFRASTRUCTUREINVESTMENT,OPERATIONCOSTSANDTHECONSUMPTIONOFNONFERROUSMETALS,WILLBEREFLECTEDINTHEELECTRICITYSUPPLYRELIABILITYANDSECURITYOFPRODUCTION,ITSECONOMICBENEFITSOFENTERPRISES,EQUIPMENT,PERSONALSAFETYARECLOSELYLINKEDSUBSTATIONISTHEPOWERSYSTEM,ANIMPORTANTCOMPONENTOF,FROMELECTRICALEQUIPMENTANDWIRINGDISTRIBUTIONNETWORKACCORDINGTOACERTAINMODEOFCOMPOSITION,HEOBTAINEDFROMTHEENERGYPOWERSYSTEM,THROUGHITSTRANSFORMATION,DISTRIBUTION,TRANSPORTANDPROTECTIONFUNCTIONS,ANDTHENENERGYSECURITY,RELIABLEANDECONOMICALTRANSPORTATIONTOEVERYELECTRICALEQUIPMENT,TURNBASEDSITESASAPOWERTRANSMISSIONANDCONTROLHUB,SUBSTATIONMUSTCHANGETHETRADITIONALDESIGNANDCONTROLMODE,TOADAPTTOTHEMODERNPOWERSYSTEMS,MODERNINDUSTRIALPRODUCTIONANDSOCIALLIFETRENDSWITHCOMPUTERTECHNOLOGY,MODERNCOMMUNICATIONSANDNETWORKTECHNOLOGYDEVELOPMENT,FORTHECURRENTSUBSTATIONMONITORING,CONTROL,PROTECTIONANDMEASURINGDEVICESANDSYSTEMSPROVIDEASEPARATESTATEOFOPTIMALCOMBINATIONANDSYSTEMINTEGRATIONTECHNOLOGYBASEKEYWORDSSUBSTATION,LOAD,TRANSFORMERS,MAINELECTRICALWIRING,大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）1目录前言1第1章对原始资料的分析311所设计变电所的特点312变压器初选方案的选择313电气主接线方案的选择4第2章变电所电气主接线方案设计521电气主接线设计原则和要求522接线方案特点及其最佳接线方案的确定623主变压器选择1024两个初选电气主接线方案图1225初选电气主接线方案的经济计算比较1226本所方案的评定19第3章变电所电气主接线短路电流计算2231概述2232计算短路电流的标幺制方法2533短路电流的实用计算法2534短路电流计算过程及结果26第4章主要电器设备选择3141电器的选择条件3142高压断路器及选择3243高压隔离开关的选择3444电流互感器的选择3645电压互感器的选择3746汇流母线的选择39大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）247避雷器的选择46第5章220KV和110KV屋外配电装置造型5151概述5152220KV和110KV屋外配电装置造型51第6章二次系统继电保护配置及自动装置配置5361二次系统继电保护的配置5362自动装置的配置57致谢58参考文献59附录59大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）1前言本次毕业设计的题目是220KV变电站一次系统设计设计内容是电气主系统设计电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流和高电压的网络，也称为一次接线或电气主系统，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响变电所运行的可靠性，灵活性并对选择配电装置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。电气主系统设计的基本原则是以设计任务书为依据，以我国能源和电力建设的方针政策，技术规范和标准为准绳；结合所设计变电所实际情况，据对电气主接线的基本要求（供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展余地），进行技术分析和经济比较，辨证地统一供电可靠性与经济性的关系，合理选择主接线方案，达到设计方案的先行性与可行性。设计任务书所列具体设计步骤和内容进行第1章，任务书所给原始资料进行详细分析和研究，得出所设计变电所属于地区重要变电所；据变电所三个电压等级的出线回路数（220KV2回,110KV7回,35KV6回）和主变压器负荷（S220MAX150MVA,S220MIN90MVA,S110MAX100MVA,S110MIN60MVAS35MAX50MVA,S35MIN30MVA）及要求（台数两台，总容量180MVA；当其中一台变压器断开后，另一台变压器承担50以上负荷）。提出可供选择的两个主变压器方案两台90MVA普通三绕组方案和两台90MVA三绕组自耦方案；可供选择的三种接线方案单母分段接线、双母线接线和带旁母接线。第2章，进行电气主接线方案设计。首先对第一章所列三个电压等级电气主接线方案进行定性的技术分析和经济比较，选出最终的接线形式均为双母带旁母（有专用旁路断路器）接线。其次选出具体的主变压器方案，组成二个电气主系统方案，并进行经济计算比较。最后进行两个初选方案的评定，辨证地统一可靠性与经济性的关系，经综合考虑，决定选用两台普通三绕组方案为设计最终方案。第3章，进行主要电气选择所需的短路电流计算。本次设计短路电流计算采用标幺制方法和实用运算曲线法。经分析，短路类型采用三相短路，短路计算点选为三个母线短路D13220KV,D23110K，D3335KV。首先画出短路计算接线图和等值阻抗图，然后分别对三个短路点进行短路电流计算1、等值网络图化简，得到各电源（或合并电源）对短路点的转移电抗；2、求计算电抗；3、查运算曲线求电器所需的短路电流标幺值，大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）2并算出其有名值；4、最后列出短路电流计算结果表I、ISH、ITK/2、ITK和QK。第4章，进行主要电器选择。有关电器的主要选择项目（一般和特殊）和IMAX回路长期持续工作电流计算，用表格给出。有关电器选择所需短路电流值及热效应值。已在第三章短路电流计算结果表中列出。电器类型应综合技术、经济、环境、装设地点、使用条件、检修和运行等要求，以及配电装置选型等诸多因素，统一考虑。本次设计断路器选用少油断路器；隔离开关选型有GW4、GW6、GW7三种；电流互感器选用LCW类型；电压互感器选用JDCF和JDJJ类型；汇流母线选用铝锰合金管型母线LF21Y130/116避雷器选用氧化锌避雷器。均以电器选择结果表列出。第5章，进行220KV和110KV屋外配电装置选型设计。经过分析论证比较，220KV选用分相中型（硬母线）屋外配电装置通用设计（1979年）；110KV选用半高型（硬母线）屋外配电装置。最后，附有电气主接线图（A2）一张。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）3第第第第11章章章章对原始资料的分析对原始资料的分析对原始资料的分析对原始资料的分析11所设计变电所的特点设计变电所为大型地区性枢纽变电所，其设计容量为180MVA，拟装设两台主变压器，可归于地区重要变电所，电压220KV位于地区网络的枢纽点上，高压220KV一方面起交换功率的作用，由系统以两回线连接本所，又从本所以两回线连至另一变电所；另一方面高压侧又通过220KV系统来的两回线接受功率，向地区110KV中压侧和附近的低压侧以35KV供电，所以称之为220KV地区重要变电所。全所停电后，将引起地区电网瓦解，影响整个地区供电，因此该变电所主接线设计时务必着重考虑其可靠性与灵活性。从负荷特性和电压等级可知，它具有220KV、110KV、35KV三级电压，进出线220KV侧4回，110KV侧6回，35KV侧8回。装设两台主变压器，当其中一台主变压器断开时，另一台主变压器要求承受50以上负荷。具体可归结为下表所示。表11具体要求电压等级进出线回路数负荷（MVA）对主变压器要求SMAXSMIN220KV2回（1回接220KV系统，1回连至另一地区变电所）15090台数两台，总容量为180MVA，当其中一台变压器断开后，另一台主变压器承担50以上负荷。110KV7回（4回供110KV地区负荷，3回联络线连至110KV系统，作本所110KV地区负荷备用）1006035KV6回（全部为负荷供电回路）503012本所可供选择的几个变压器初步方案（型式、台数、容量）变压器的型式按绕组数分为双绕组、三绕组和自耦变压器低压绕组分裂式等。对330KV及以下电压等级的电力系统中，一般采用三相变压器，因为，单相变压器组的占地大、运输难。而所设计变电所具有3种电压等级，虽然选用一台变压器的投资和各辅助设备比两台少而通过主变压器各侧功率均达到该变压器容量的15以上，否则绕组不能充分利用。自耦变压器与同容量的普通变压器相比具有很多优点，在220/110KV变电所中，宜优先考虑选用自耦变压器。主变压器一般采用三绕组变压器。本所，单台变压器选为90MVA时，当其中一台变压器断开后，可带负荷的比重为90/15010060，满足设计任务书所提50的要求。最小负荷时，单台变压器各侧绕组占变压器额定容量的比分别为220KV侧45/9010050；110KV侧30/90100333；35KV侧15/90100167，满足三绕组和自耦变压器的选择要求。因此，设计可供大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）4选择的两个主变压器方案为两台三相三绕组变压器方案和两台三相自耦变压器方案。13本所各级电压母线可供选择的几个电气主接线方案根据以上对所设计变电所220KV、110KV、35KV电压等级出线回路数和负荷分析，从可靠性和灵活性的要求出发，220KV、110KV、35KV电压母线可供选择的方案有、单母线分段接线，、双母线接线，、双母线带旁路母线接线。另外，原始资料提供的计算短电流参数归结如下220KV系统容量SC2202000MVA220KV系统阻抗XC22032（以220KV系统容量2000MVA为基准值归算到220KV母线）110KV系统容量SC1101000MVA110KV系统阻抗XC11013（以110KV系统容量1000MVA为基准值归算到110KV母线）如图11（系统容量和系统阻抗图）图11所设计变电所所设计变电所所在地区环境条件为地势较平坦，具有良好的出线走廊，土地质量为一般地区，最高温度为38，气象条件未提特殊要求（如台风、地震、海拔等）。在主接线电气设备选择和配电装置选型时应予考虑。另外，在设计原则中提出在保证安全、经济、灵活、方便的条件下力求接线简单，布置紧凑，具有较高的自动化水平，也应在主接线设计和配电装置选型中体现。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）5第第第第22章章章章变电所电气主接线方案变电所电气主接线方案变电所电气主接线方案变电所电气主接线方案21电气主接线设计原则和要求电气主接线（又称一次接线或电气主系统）是变电所中主要电气设备和母线的连接方式，是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统接线的重要环节。它是把变电所中的变压器、断路器、隔离开关等电气设备通过母线、导线、电缆等有机地按其功能要求连接在起来，并配置避雷器、电流和电压互感器等保护、测量设备构成变电所汇集和分配电能的一个完整系统。电器主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性、经济性密切相关，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订有较大的影响。因此，必须正确处理好各方面的影响，全面分析其相关关系，通过技术经济综合比较，合理确定主接线方案。211电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下、兼顾运行、维护方便、尽可能地节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性和可靠性，坚持可靠，先进、适用、经济、美观的原则。212主接线设计的基本要求主接线设计的基本要求主接线设计的基本要求主接线设计的基本要求（可靠性可靠性可靠性可靠性、灵活性灵活性灵活性灵活性、经济性经济性经济性经济性）A可靠性可靠性可靠性可靠性供电可靠性是电的生产和分配的首要任务，主接线首先应满足这个要求。（1）研究主接线可靠性应注意的问题1应重视国内外电力系统长时期运行的实际经验及其对可靠性的定性分析，主接线可靠性的衡量标准是运行实践；2主接线的可靠性要包括一次和相应组成的二次部分在运行中的可靠性综合；3主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高级电气设备可以简化接线；4考虑所设计变电所与电力系统连接的紧密程度及在电力系统中的地位和作用。（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短路器或母线发生故障以及母线计划检修时，应尽量减少进出线停运的回路数和停运时间，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电；3尽量避免变电所全部停电的可能性。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）6B主接线应满足在调度运行主接线应满足在调度运行主接线应满足在调度运行主接线应满足在调度运行，检修及扩建时的灵活性检修及扩建时的灵活性检修及扩建时的灵活性检修及扩建时的灵活性。（1）调度运行中应可以灵活的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、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求；（2）检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不至影响电力网的运行和对用户的供电。（3）扩建时，可以适应从初期接线过度到终期接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最小。C经济性经济性经济性经济性主接线在满足可靠性、灵活性等要求的前提下应做到经济合理。（1）投资省。1主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；2要能使继电器保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（2）占地面积小。主接线要为配电装置布置制造条件，尽量占地面积减少。（3）电能损耗少。经济合理地选择主变压器的种类（如双绕组、三绕组或自耦变压器），容量、数量、要避免因两次变压而增加电能的损失。22220KV、110KV和35KV电压母线可供选择的主接线方案特点及其最佳接线方案的确定本变电所为220KV变电所，它有三种电压等级，即220KV、110KV、35KV，属于6220KV高压配电装置接线范围。6220KV高压配电装置的接线分为（1）有汇流母线的接线。如单母线、单母分段、双母线、双母分段，为断路器检修而增设旁路母线或旁路隔离开关，以及适应电力系统的需要，部分重要变电所也可设计成一个半断路器的接线型式等。（2）无汇流母线的接线。如变压器线路组合的单元接线、桥型接线和角型接线等。6220KV为高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。按电压等级的高低和出线回路数的多少，有一个大致的适用范围。变电所采用那种电气主接线，应根据变电所在电力系统中的地位、变电所的电压等级、出线回路数、设备特点、负荷特性等条件，以及满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求来决定。根据第一章对原始资料的分析，220KV、110KV、35KV电压母线可供选择的方案有单母分段接线、双母线接线、带旁路母线接线。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）7221220KV、110KV110KV和和和和35KV35KV电压母线可供选择的主接线方案特点电压母线可供选择的主接线方案特点电压母线可供选择的主接线方案特点电压母线可供选择的主接线方案特点A单母分段接线单母分段接线单母分段接线单母分段接线如图如图如图如图221图图图图221单母分段接线单母分段接线单母分段接线单母分段接线1优点1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；2当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，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1断路器检修期间，该回路停电；2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内停电；3当出线为双回路时，常设架空线出现交叉跨越；4扩建时需向两个方向均衡扩建。3适用范围135KV63KV配电装置出线回路数为48回时；2110KV220KV配电装置出线回路数为34回时。B双母线接线双母线接线双母线接线双母线接线（如图如图如图如图222）由于母线保护要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接方式运行。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）8图图图图222双母线接线双母线接线双母线接线双母线接线1优点1供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致供电中断，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，可只停该回路；2调度灵活，各个电源和各回路的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和潮流变化的需要；3扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的均匀分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，也不会产生出线的交叉跨越；4运行中便于安排设备进行调试。2缺点1断路器检修期间，该回路停电；2每一回路都要增加一组隔离开关，故该接线使用隔离开关多；3当母线故障或检修时，隔离开关为倒闸操作电器，容易误操作。3适用范围135KV63KV配电装置当出线回路数超过8回时，或连接的负荷较多、负荷较大时；2110KV220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110KV220KV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。3增设旁路母线如图23A、B、C大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）9图23（A）双母线有旁路母线接线（有专用旁路断路器）（B）双母线有旁路母线接线（母联兼旁路断路器）大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）10（C）单母分段有旁路母线接线（分段兼旁路断路器）为了保证采用单母线分段接线或双母线的配电装置在进出线断路器检修时不中断对用户的供电，可增设旁路母线。旁路母线有三种接线方式，即设有专用旁路断路器（图A）、母联断路器兼旁路断路器（图B）、分段断路器兼作旁路断路器（图C）。222各级电压等级最佳接线形式的确定及特点分析各级电压等级最佳接线形式的确定及特点分析各级电压等级最佳接线形式的确定及特点分析各级电压等级最佳接线形式的确定及特点分析根据对原始资料的分析，上述可供选择主接线方案特点论述，以及参考有关电力工程设计技术规程所作规定说明，综合可靠性，灵活性和经济性诸因素，本所三种电压等级配电装置电气主接线（220KV、110KV、35KV）均采用双母线有旁路母线接线（有专用旁路断路器）。它具有双母线的接线特。因比双母线多了旁路母线和旁路断路器，则检修断路器和母线隔离开关时可避免停电。但多装一台断路器和一组母线，增设了投资和配电装置的占地面积。且旁路断路器的继电保护为适应各回路出线的要求，其整定较复杂。23主变压器的选择231方案所选主变压器型式及其说明方案所选主变压器型式及其说明方案所选主变压器型式及其说明方案所选主变压器型式及其说明A两台三绕组变压器型式两台三绕组变压器型式两台三绕组变压器型式两台三绕组变压器型式、特点特点特点特点1型式及其说明A、SSPSL190000其中S三相；SP强迫油循环水冷；S三绕组；L铝芯；90000额定容量（KVA）B、额定电压（KV）高压中压低压220225/121/385KVC、YN,YN0,D11其中YN高压，星形接线，有中性点引出；YN0中压，星形接线，有中性点引出，与高压侧相位差为0OD11低压，三角形接法，与高压侧相位差为30O2三绕组变压器特点它是一个多绕组变压器，具有一个铁芯，但有三个绕组，通过铁芯相互电磁联系，形成三个不同电压等级，在本变电所用来连接220KV、110KV、35KV三个不同的电力系大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）11统或用户，显得非常紧凑和经济。B两台自耦变压器型式及其特点两台自耦变压器型式及其特点两台自耦变压器型式及其特点两台自耦变压器型式及其特点1型式及其说明1OSFPSL190000/90000/45000其中O降压自耦变压器；S三相；FP强迫油循环风冷；S三绕组；L铝芯；90000高压额定容量（KVA）；90000中压额定容量（KVA）；45000低压额定容量（KVA）2额定容量（KV）高压中压低压220225/121/385KV3YN,A0,D11其中YN高压，星形接线，有中性点引出；A0A表示自耦；0表示与高压相位差为0OD11低压，三角形接法，与高压相位差为30O2自耦变压器的结构特点它也是一种多绕组变压器，其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可以利用电的联系。1自耦变压器的优点消耗材料省，造价低；有功和无功损耗低，效率高；由于高、中压绕组的自耦关系，阻抗小，对改善系统稳定有一定的作用；可以扩大变压器的制造容量，便利运输和安装。2自耦变压器的缺点其中有电的联系的两个电压等级必须是直接接地系统；其冲击过电压比普通变压器要严重的多（自身故障率大）；运行方式多样化，因而保护复杂且整定困难；短路电流和它的效应比普通双绕组变压器要大等。C说明说明说明说明两方案均采用降压型结构。本变电所属于高压向中压供电为主，向低压供电为辅。绕组采用同心式绕组的排列为铁芯低压中压高压，高压绕组总排在最外面，高压低压之间的阻抗最大。232案所选主变压器技术数据和综合投资及其说明案所选主变压器技术数据和综合投资及其说明案所选主变压器技术数据和综合投资及其说明案所选主变压器技术数据和综合投资及其说明（表表表表221）大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）12表21主变压器主要参数表24两个初选电气主接线方案图241两两两两台三绕组变压器方案图台三绕组变压器方案图台三绕组变压器方案图台三绕组变压器方案图附图24242两台自耦变压器方案图两台自耦变压器方案图两台自耦变压器方案图两台自耦变压器方案图附图2525初选电气主接线方案的经济计算比较251综合总投资费计算综合总投资费计算综合总投资费计算综合总投资费计算。综合总投资O主要包括变压器综合投资；配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。进行方案比较时，一般不必计算全部费用只计算出方案不同部分的投资，可用下式计算OO01A/100万元（21）式中O0主体设备投资，包括变压器、开关设备、配电装置及明显的增修桥梁、公路和拆迁等费用；A不明显的附加费用比例系数，如基础加工，电缆沟道开挖费用等。对于220KV取70，型号及容量（KVA）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（）空载电流（）综合造价（万元）空载短路高中高低中低高中高低中低SSPSL19000100/100/100YN,YN0,D11200/121/385107758038470414072373765082700OSFPL19000100/100/50YN,A0,D11200/121/38550731332742959461678107706500符号表示P0PK（23）PK（23）PK（23）UK（12）UK（13）UK（23）I0大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）13110KV取90。所谓综合投资包括设备本体价格、附属相关设备费（如控制设备，母线等）、主要材料费、安装费等各项费用的总和。综合投资指标随指标各时期市场经济变化而浮动。252年运行费计算年运行费计算年运行费计算年运行费计算。主接线中电气设备的运行费U主要包括变压器的电能损耗及设备的检修、维护和折旧等费用，按投资百分率计算，即UAAU1U2万元式中U1检修维护费，一般取（00220042）O，O为综合投资费；U2折旧费，取00580A电能电价，可参考采取各地区实际电价；A变压器电能损失。A压器电能损失计算压器电能损失计算压器电能损失计算压器电能损失计算1公式及说明（单台变压器A）IMINIKKNIKKNIKKTSSQKPSSQKPSSQKPNQKPNA1233222211001（22）式中N相同变压器的台数；SN每台变压器额定容量（KVA）；P0Q0每台变压器的空载有功损耗（KW）、无功损耗（KVAR）PK1QK1PK2QK2PK3QK3分别为每台变压器的高压、中压、低压短路有功损耗（KW）、无功损耗（KVAR）；SI1SI2SI3N台变压器I时段的高压、中压、低压所承担的总负荷（KVA）；TI对应I时段的时间数（H）；K无功经济当量，即多发或多供1KKVAR无功功率，在电力系统中所引起的有功功率损耗（KW）增加的值。一般变电所取01015,本次设计取01M时段总段数即阶梯数。2本所变压器各侧所承担负荷如表示。表22负荷表（KVA）时间220KV110KV35KVI14380H150,000100,00050,000I24380H90,00060,00030,000M2负荷段大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）14I负荷持续时段；I1表示最大负荷持续时间；I2表示最小负荷持续时间。M时段总段数M2B普通三绕组变压器电能损失计算普通三绕组变压器电能损失计算普通三绕组变压器电能损失计算普通三绕组变压器电能损失计算；1短路有功损耗计算KWPPPPKKKK13070438458021213231211KWPPPPKKKK45038458070421213121322KWPPPPKKKK25458070438421212132313式中PK12、PK13、PK23分别为每台变压器高中压间、高低压间、中低压间的额定短路损耗（KW）。2单台变压器高、中、低绕组短路无功损耗计算075156577323071421213231211UUUUKKKK00517323657071421213132212UUUUKKKK65580714732365721212132313UUUUKKKK式中UK（12）、UK（13）、UK（23）每台变压器百分值（）表示的高压中压，高压低压，中压低压绕组的短路电压。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）15KVASNUKQK513567900001000751510011KVASNUKQK590490000100005110022KVASNUKQK5778990000100655810033单台变压器空载无功损耗KVASNIQ7389000010082010000式中I0百分值（）表示的空载电流；UK1、UK2、UK3百分值（）表示的高压、中压、低压绕组的短路电压；3普通三绕组变压器损耗表表22普通三绕组变压器损耗表PKW；QKVARP0Q0PK1QK1PK2QK2PK3QK31077738130135675450904525477895电能损耗A217381071072290000150000513567101302290000500005778910254900001000005904104504380217381071072290000900005135671013022900003000057789102549000060000590410450大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）16KWH4109347177415554447225123046244380电能损耗费AA1774934710405887万元C自耦变压器电能损耗计算自耦变压器电能损耗计算自耦变压器电能损耗计算自耦变压器电能损耗计算三绕组自耦变压器第三绕组的容量SN总小于变压器的额定容量SN，制造厂提供的短路损耗PK13、PK23和短路电压百分值UK13、UK23应进行计算PK13PK1323SNSN109645000900002742KWPK23PK2323SNSN118045000900002952KWUK13UK133SNSN563345000900007816KWUK23UK233SNSN542145000900007710KW1单台变压器三侧短路有功损耗6511411801096331321213231211PPPPKKKK6519810963313118021213121322PPPPKKKK大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）173598133131180109621212132313PPPPKKKK2单台变压器三侧短路无功损耗计算74105421563346921213231211UUUUKKKK2815633542146921213132212UUUUKKKK82224695633542121212132313UUUUKKKKKVASNUKQK966690000100741010011KVASNUKQK11529000010028110022KVASNUKQK2053890000100822210033单台变压器空载无功损耗KVASNIQ5409000010060100003自耦变压器损耗表表23自耦变压器损耗表PK；QKVAR。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）18P0Q0PK1QK1PK2QK2PK3QK35075401146596661986511529813520538电能损耗A2507015402111465019666150000/90000219865011152100000/90000298135012053850000/9000024380250701540211146501966690000/9000021986501115260000/90000298135012053830000/90000243809777178354104892213882071104KWH电能损耗费AA1388207110405694万元253主接线方案的经济比较方法主接线方案的经济比较方法主接线方案的经济比较方法主接线方案的经济比较方法。在几个主接线方案中，O和U均为最小方案，应优先选用，若某方案的O大而U小，或反之，则反应进一步进行经济比较，比较的方法有两种A静态比较法静态比较法静态比较法静态比较法。是以设备，材料和人工等的经济价值固定不变作为前提，认为经济价值与时间无关。常采用的为抵偿年限法。假设第一方案的综合投资大，而年运行费小，而第二方案投资小而年运行费用大，则通过公式T（O1O2）/U2U1,若T5年，说明方案一在5年内节约的运行费，不足以将多用的投资偿还，则应选择初投资小的第二方案为宜，以达到最佳经济效益。这种方法计算较简单，不考虑投资时间对经济效果的影响，对于两方案均采用一次性投资，并且装机程序相同，主体设备投入情况相近，仅在两个主接线方案中，选择其一较为适宜。B动态比较法动态比较法动态比较法动态比较法。动态比较法是基于货币的经济价值是随时间而经常改变的现实，设备材料和人工费用都在随市场经济的供求关系而变化，及随时间不同而异，一般发电厂建设工期较长，各种费用的支付时间不同，发挥的效益亦不同，所以，应案复利的计算原则进行方案比较，即将两个方案处于同等可比的基础上比较其经济效益，电力工业推荐最小年费用法进行动态经济比较。以年费用AC为最小来确定最佳方案，其计算公式为ACOURRR101010为秒年月秒最小（23）AC年费用（平均分布在M1到MN期间的N年内）；O折算到第M年的总投资；U折算年的运行费。254普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行费计算结果表费计算结果表费计算结果表费计算结果表（表24）大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）19单位万元表24普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行费计算结果表普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行费计算结果表普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行费计算结果表普通三绕组变压器和自耦三绕组变压器的方案的综合投资和年运行费计算结果表方案综合造价维修费电能损耗费年运行费普通三绕组变压器140014017741914三绕组自耦变压器100010013881488注折旧检修维护费取综合投资的01，平均电价取05元/KWH26本所方案的评定261主接线方案比较表主接线方案比较表主接线方案比较表主接线方案比较表表表表表225主接线方案比较表主接线方案比较表主接线方案比较表主接线方案比较表两台三绕组变压器方案两台自耦变压器方案可靠性灵活性好差经济性差（综合投资费年运行费均大）好（综合投资费年运行费均小）262本所最佳主接线的选定本所最佳主接线的选定本所最佳主接线的选定本所最佳主接线的选定通过上面的定性分析几方案经济比较计算，在技术上（可靠性、灵活性）普通三绕组变压器合理；在经济上则三绕组自耦变压器合理。鉴于为大型地区枢纽变电所应以可靠性和灵活性为主，所以经综合分析，决定选普通三绕组为设计最终方案。263双母线带旁路母线中电气设备的配置双母线带旁路母线中电气设备的配置双母线带旁路母线中电气设备的配置双母线带旁路母线中电气设备的配置A主接线和旁路线母线主接线和旁路线母线主接线和旁路线母线主接线和旁路线母线1主接线为双母线，故有两组母线；2旁路为专用，有一组旁路母线。B断路器断路器断路器断路器1各级电压的配电装置中，变压器、出线与母线之间都按主接线要求装设断路器。2双母线，母线间通过母线联络断路器连接。3本变电所各级配电装置均为带有专用旁路断路器的双母线带旁路母线接线，故旁路母线与主母线之间装设专用旁路断路器。C隔离开关隔离开关隔离开关隔离开关1主接线一般在断路器两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。2因是单断路器双母线接线，每回路（进、出线）都是经一台断路器两组隔离开关分别与两组母线连接。3接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。方案项目大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）204中性点直接接地的普通型变压器，均应通过隔离开关接地。5接在变压器高低侧引线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。D接地刀闸接地刀闸接地刀闸接地刀闸1为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长短宜装设12组接地刀闸，两组接地刀闸的距离应尽量保持适中，母线的接地刀闸装设在母线电压互感器的隔离开关上或母线隔离开关上。2110KV及以上的配电装置的断路器的两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀闸。3110KV及以上主变压器进线隔离开关的主变压器侧宜装设一组接地刀闸。4旁路母线一般装设一组接地刀闸，设在旁路回路隔离开关的旁路母线侧。5220KV因采用分相中型（硬母线）配电装置，不能直接在断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧装设接地刀闸，需另行配置。E电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器（TVTV）1TV的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护同期和自动装置的要求，并保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，在同期点的两侧都能取到电压。26KV及以上电压等级每组主母线的三相上应装设一组三绕组电压互感器（Y/Y/），旁路母线上是否装设，应视各回路出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。3当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。F电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器（TATA）1凡装有断路器的回路均应配置TA，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置的要求。2在未装设断路器的下列地点也应装设TA，变压器的中性点，变压器的出口。G避雷器避雷器避雷器避雷器1配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2旁路母线上是否装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护的设备的电气距离是否满足要求而定。3主变压器到避雷器的电气距离超出允许值时应在主变压器的附近增设一组避雷器。4三绕组变压器低压侧（）的一相上宜装设一台避雷器（承担静电感应分量），静电感应分量是由电容分量产生。有资料分析一只避雷器不能解决静电分量，宜装一组。5下列情况的变压器中性点装设避雷器，直接接地系统变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关（也可用放电间隙）。大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）211选择避雷器保护变压器中性点。2对于同步性能较差的断路器或故障时形成弧光的不接地系统，不接地变压器中性点地可选用间隙进行保护。3避雷器、棒间隙联合保护，采用该保护时，由避雷器承担大气过电压保护，棒间隙承担非同期开断过电压保护。H阻波器和耦合电容阻波器和耦合电容阻波器和耦合电容阻波器和耦合电容应根据系统通讯对载波电话的规则要求配置。图图图图224二台普通三绕组变压器二台普通三绕组变压器二台普通三绕组变压器二台普通三绕组变压器大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）22图图图图225二台自耦变压器二台自耦变压器二台自耦变压器二台自耦变压器第第第第33章章章章变电所电气主接线短路电流计算变电所电气主接线短路电流计算变电所电气主接线短路电流计算变电所电气主接线短路电流计算31概述311短路电流计算目的短路电流计算目的短路电流计算目的短路电流计算目的在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面1在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取大学成人教育大学成人教育大学成人教育大学成人教育毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计（论文论文论文论文）23限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如计算某一时刻的短路电流有效值，用以效验开关设备的开