220kV变电站的设计毕业设计

1、毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与

2、阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。附件包括：任务书、

4、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学

5、态度、工作精神优良中及格口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度优良中及格口不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力优良中及格口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性优良中及格口不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况优良中及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义优良中及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格口不及格3、论文

6、（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格口不及格建议成绩：优良中及格不及格（在所选等级前的内画“丿”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月曰评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义优良中及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格口不及格建议成绩：口优良中及格不及格（在所选等级前的内画“厂）评阅教师：（签名）

7、单位：（盖章）年月日华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文）教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况优良中及格口不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况优良中及格口不及格3、学生答辩过程中的精神状态优良中及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义优良中及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计

8、是否有创意？优良中及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格口不及格评定成绩：优良中及格不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月曰教学系意见：系主任：（签名）年月曰摘要随着我国工业的发展，各行各业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。变电站是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能。变电站的安全运行对电力系统的稳定运行至关重要。本文根据收集的原始材料进行220kV变电站的设计。主要内容包括：变电站电气主接线的设计和选型、短路电流的计算、主变压器和电器设备的选型及防雷设计。论文根据持续工作电流及短路计算的结果，对主要电气设备进行了选型设计；其中电

9、器设备的选择主要包括：断路器、隔离开关、PT、CT、母线、避雷器等。关键词：电气主接线，主变压器，设备选型AbstractAlongwiththecontinuousdevelopingofagricultureandindustryinourcountry,everywalkoflifesdemandofreliabilityandstabilitytowardselectricpowersystem.Theyareusedtoconnectthepowersuppliesascengdordescendtheelectricvoltageordistributeelectricpower.

10、Itsveryimportanttothestableoperationofthepowersystemthatthesubstationworkssafely.Thispapermainfocusonthedesigningofprimarypowersystemin220kVstep-downsubstation,accordingtothecollectiontherawmaterial.Themaincontentsareasfollows:thedesigningandselectingmainelectricalconnectionofsubstation,calculationo

11、fshort-circui,current,selectingofmaintransformerandelectricalequipmentsprimarily,overvoltageprotection,lightningprotectiondesign,thetwosystemdesign.Accordingtocalculationresultsofcontinueworkingcurrentandshortcircuit,thispapercompletedtheselectionofmainelectricalequipment.includes:circuit-breaker,di

12、sconnectingswitch,potentialtransformer,currenttransformer,busbar,lightingarrestoretc。Keywords:Mainelectricalconnection，maintransformer，selectingofequipments华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文）目录TOC o 1-5 h z绪论1 HYPERLINK l bookmark20 第一章设计的内容和要求2 HYPERLINK l bookmark22 1.1原始资料分析2 H

13、YPERLINK l bookmark24 变电所资料2 HYPERLINK l bookmark26 电压等级2 HYPERLINK l bookmark28 负荷情况2 HYPERLINK l bookmark30 1.1.4出线情况2 HYPERLINK l bookmark32 1.1.5系统情况2 HYPERLINK l bookmark34 1.2设计原则和基本内容2 HYPERLINK l bookmark36 第二章电气主接线的确定3 HYPERLINK l bookmark40 主接线设计的基本要求及原则3 HYPERLINK l bookmark42 变电站主接线设计的基本

14、要求3变电站主接线设计的原则3 HYPERLINK l bookmark44 主接线的基本形式和特点4 HYPERLINK l bookmark46 2.3主接线方案的拟定5 HYPERLINK l bookmark50 2.3.2各种主接线方案分析8 HYPERLINK l bookmark56 第三章主变压器的选择10 HYPERLINK l bookmark58 变电站变压器台数的选择原则10 HYPERLINK l bookmark60 变压器的容量确定10 HYPERLINK l bookmark64 3.3相数确定10 HYPERLINK l bookmark66 绕组数确定10

15、HYPERLINK l bookmark68 3.5联接组号103.6冷却方式113.7调压方式11 HYPERLINK l bookmark70 3.8主变压器型号确定11 HYPERLINK l bookmark72 第四章短路电流计算12 HYPERLINK l bookmark74 短路计算的目的及原则12 HYPERLINK l bookmark76 短路电流计算的目的12 HYPERLINK l bookmark78 短路电流计算的原则12 HYPERLINK l bookmark80 短路电流计算的步骤12 HYPERLINK l bookmark82 方案B短路电流计算13 H

16、YPERLINK l bookmark155 第五章电气设备的选择21 HYPERLINK l bookmark157 电气设备选择的一般条件21 HYPERLINK l bookmark159 高压断路器和隔离开关的选择225.2.1高压断路器和高压隔离开关的主要功能22 HYPERLINK l bookmark161 高压断路器的技术参数22 HYPERLINK l bookmark167 高压断路器的种类24 HYPERLINK l bookmark169 220kV侧断路器、隔离开关的选择24 HYPERLINK l bookmark185 llOkV侧断路器、隔离开关的选择26 HY

17、PERLINK l bookmark203 5.2.610kV侧断路器、隔离开关的选择27 HYPERLINK l bookmark219 母线的选择28 HYPERLINK l bookmark221 母线导体选择的一般要求28 HYPERLINK l bookmark140 220kV母线的选择29 HYPERLINK l bookmark223 选择LGJQ500母线截面大于热稳定要求最小截面15.08mm2，故满足要求。30 HYPERLINK l bookmark225 110kV母线的选择30 HYPERLINK l bookmark231 10kV母线的选择30 HYPERLIN

18、K l bookmark233 母线选择结果30 HYPERLINK l bookmark235 电流互感器的选择31 HYPERLINK l bookmark237 种类和形式31 HYPERLINK l bookmark239 一次回路额定电压和电流的选择31 HYPERLINK l bookmark241 准确级和额定容量的选择31 HYPERLINK l bookmark243 220kV侧电流互感器的选择31 HYPERLINK l bookmark251 110kV侧电流互感器的选择32 HYPERLINK l bookmark257 10kV侧电流互感器选择32 HYPERLIN

19、K l bookmark271 电流互感器选型表33 HYPERLINK l bookmark273 电压互感器的选择34 HYPERLINK l bookmark275 电压互感器的种类和形式34一次额定电压和二次额定电压的选择34 HYPERLINK l bookmark277 接线方式选择34容量和准确级选择34 HYPERLINK l bookmark279 电压互感器选型34 HYPERLINK l bookmark285 电压互感器选型表35 HYPERLINK l bookmark287 第六章变电站防雷保护及其配置36 HYPERLINK l bookmark289 直击雷的过

20、电压保护36 HYPERLINK l bookmark291 雷电侵入波的过电压保护36 HYPERLINK l bookmark293 避雷器的配置37 HYPERLINK l bookmark295 避雷线的配置37 HYPERLINK l bookmark297 避雷器选型表37 HYPERLINK l bookmark347 致谢1 HYPERLINK l bookmark317 参考文献2 HYPERLINK l bookmark319 附录一3 HYPERLINK l bookmark321 附录二4华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文） 绪论我国

21、现正处于经济高速发展阶段，工业生产能力迅速发展，人民生活水平也大为提高。工业生产和生活用电负荷增大，对供电的稳定性要求也增加。而针对人口较集中、空间局限性大的供电系统中，如何设计220kV变电站，是需要研究和解决的一个重要课题。在220kV变电站设计过程中，最核心的部分就是变压器选型以及母线接线方式的选取。接线方式的选取是否合理，直接关系到整个供电系统的运行状况。另外，接线方式的选取，也直接影响后期的安装和维护。针对不同的供电和用电情况，选取合适的接线方式具有长远的现实意义和经济效益。总的来说，变电所主接线应该满足以下基本要求：保证必要的供电可靠性和电能质量；具有一定的方便性和灵活性；具有经济

22、性，建设投资和运行费用少，占地面积小；配网自动化，变电所无人化，简化主接线；具有发展和扩建的可能性。在本次供电系统中，采用大容量变压器，随着变压器制造技术的不断改进，大容量变压器制造已经不是难题，但是随着容量改造，占地面积越来越大，且仍无法满足负荷高增长的需求。未来的供电系统是智能供电的时代，城市电网将贯彻资源节约、环境友好的原则，采用大容量变压器，减少变电站站数，节约宝贵土地资源，将更有利于城市电网安全、可靠、经济地向用户提供电能。第一章设计的内容和要求1.1原始资料分析变电所资料220kV降压变电所。电压等级220/110/10kV负荷情况llOkV狈0：最大负荷60MW，最小负荷40MW

23、,T=5300小时，cos=0.8；max10kV侧：最大负荷30MW,最小负荷20MW,T=5100小时，cos=0.8；max负荷性质：工农业生产及城乡生活用电。出线情况220kV侧：2回（架空线）；110kV侧9：4回（架空线）；10kV侧：8回系统情况1、220kV进线归算至220kV母线的系统短路电抗为0.35。2、110kV进线归算至220kV母线的系统短路电抗为0.25。3、220kV侧母线满足常调压要求。设计原则和基本内容设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建的方便性。主

24、要内容包括：变电站原始资料的分析计算；设计电气主接线；主变的选型；进行短路电流计算；主要电气设备的选型；防雷接地设计。第二章电气主接线的确定主接线设计的基本要求及原则变电站主接线设计的基本要求2.1.1.1可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。灵活性电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运

25、行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。操作应尽可能简单、方便电气主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用最小占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主接线时，应

26、考虑到有扩建的可能性。变电站主接线设计的原则2.1.2.1考虑变电所在电力系统中的作用和地位变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所、还是分支变电所，由于他们在电力系统中的作用和地位不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应该根据510年电力系统发展规划进行。应该根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级负荷，必须有两个独立电源

27、供电，并且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只须一个电源供电。考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对于大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。

28、如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。主接线的基本形式和特点主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。在电厂或变电站的进出线较多时（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站。有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段

29、带旁路母线等形式；双母线又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计(论文) # 变电站的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。在6-10kV配电装置中，出线回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在6回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线

30、需要带电抗器时，可采用双母线接线。在35-66kV配电装置中，当出线回路数不超过3回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为48回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、负荷较大或出线回路超过8回时，采用双母线接线。在110-220kV配电装置中，出线回路数不超过2回时，采用单母线接线；出线回路数为34回时，采用单母线分段接线；出线回路数在5回及以上，一般采用双母线接线。当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。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

31、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、

32、占地面积小、电能损耗少、年费用(投资与运行)为最小。各种主接线方案接线图A方案：220kV侧用双母线，110kV侧用单母线分段带旁路，10kV侧用双母线分段B方案：220kV侧用单母线分段带旁路，llOkV侧用单母线分段带旁路，10kV侧用双母线。华北电力大学成人教育毕业设计(论文)华北电力大学成人教育毕业设计（论文） D方案：220kV侧用桥形，llOkV侧用单母线分段，10kV侧用双母线。E方案:220kV侧用角形，llOkV侧用单母线分段带旁路，10kV侧用双母线分段。iA1L丄1却10KV各种主接线方案分析A方案的主要优缺点:220kV接线简单，设备故障少；故障时，能够尽快的恢复供电；

33、220kV运行方式相对简单，灵活性较差；各种电压等级都便于扩建。B方案的主要优缺点：供电可靠性比较高；有两台主变工作，保证了主变在检修或故障情况下，不致使该侧停电，提高了供电可靠性；各电压级接线方式灵活性都好；220kV和110kV电压级接线易于扩建和实现自动化。C方案的主要优缺点：220kV接线可靠性较差；110kV和10kV接线可靠性较高，故障时停电范围小；220kV接线不易扩建；110kV侧易于扩建实现自动化。D方案的主要优缺点：220kV接线可靠性较差；110kV和10kV接线可靠性较差，故障时停电范围大；220kV接线不易扩建；使用断路器少、布置简单。E方案的主要优缺点：220kV接

34、线成闭合环形，可靠性较高；任一台断路器检修，都成开环运行，从而降低了接线的可靠性；220kV接线成闭合环形，灵活性较高；220kV不易于扩建。主接线初步方案确定通过对5种主接线可靠性，灵活性的综合考虑，辨证统一，现确定方案A,B为本设计的初步确定方案。主接线最终方案确定表2-1主接线最终方案确定万案A方案B220kV采用双母线接线形式，调度灵活方便，而任母线故障时，可通过另母线供电。但由于双母线故障机率较小,故不考虑。采用单母线分段带旁路接线，装设旁路断路器兼作分段断路器，断路器数量减少，节省投资，且使故障时停电范围缩小，故障时可通过旁路向负荷供电；同时有利于实现自动化，扩建方便。llOkV采

35、用单母线分段带旁路接线，装设旁路断路器兼作分段断路器，节省一台断路器，节省投资，且使故障时停电范围缩小，故障时可通过旁路向负荷供电，可靠性高采用单母线分段带旁路接线，装设旁路断路器兼作分段断路器，断路器数量减少，节省投资，且使故障时停电范围缩小，故障时可通过旁路向负荷供电；同时有利于实现自动化，扩建方便。10kV采用双母线接线，一段母线故障时，可通过另母线供电，可靠性高，并有利于扩建；同时，节省了断路器及隔离开关的使用，节省投资。采用双母线接线，一段母线故障时，可通过另母线供电，可靠性高，并有利于扩建；同时，节省了断路器及隔离开关的使用，节省投资。比较：方案A中220KV采用双母线接线，负荷分

36、配均匀，调度灵活方便，可靠性略高于方案B中的单母线分段带旁路接线，但方案B中采用旁路断路器兼作分段断路器，断路器使用数目少，投资减少，并且便于实现自动化；110KV均采用单母线分段带旁路接线，可靠性，灵活性及经济性一致；方案A中10KV侧采用双母线分段接线，虽然可靠性高于方案B中的双母线接线，但经济性大大降低，断路器、隔离开关使用数目明显多于方案B的，且方案B的双母线接线形式可靠性足以保障负荷的供电要求。综观以上两种主接线的优缺点，根据设计任务书的原始资料选择方案B为最优方案，满足可靠性、灵活性和经济性的要求。第三章主变压器的选择变电站变压器台数的选择原则对于只供给二类、三类负荷的变电站，原则

37、上只装设一台变压器。对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两台相同容量的主变压器，每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台变压器能供给全部一类负荷；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量可按计算负荷的70%80%选择。对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台为宜；对地区性孤立的一次变电站，在设计时应考虑装设三台主变的可能性；对于规划只装两台主变的变电站，其变压器的基础宜按大于变压器容量的12级设计。变压器的容量确定对于两台变压器的变电所，每台变压器的容量按计算负荷的80%选择。S=80%S=(60/0.8+30/0.8)8

38、0%=90MWTmax所以变压器的容量应选120MVA。3.3相数确定在330kV及以下的电力系统中，一般都应选用三相变压器。在330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行规模也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，待设计变电所为110kV降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三相变压器。3.4绕组数确定设计变电所有两种电压等级，因此选用三绕组变压器。3.5联接组号变压器的连接组别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星形和三角形两种，因此对于三相双绕组变压器的高压侧，110kV及

39、以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接，35kV及以下采用“Y”连接；对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“d”连接，若低电压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“YN”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“YNdll”常规连接的变压器连接组别。3.6冷却方式主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。3.7调压方式普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足

40、要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。3.8主变压器型号确定应选择：220kV三相三绕组油浸有载调压变压器两台变压器型号额定容量（kVA）额定电压（kV）连接组标号损耗（kW）空载电流（%）高压中压低压空载负载0SFPS8-120000/2201200002302X2.5%12110.5YN,aO,dll583170

41、.42华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计(论文) 第四章短路电流计算短路计算的目的及原则短路电流计算的目的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、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4、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。5、按接地装置的设计，也需用短路电流。短路电流计算的原则1、验算

42、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，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。2、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导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按两相短路验算。短路电流计算的步骤目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方

43、法通常是采用实用曲线法，其步骤如下：1、选择要计算短路电流的短路点位置；2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；（1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；（2）选取基准容量和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；由上面的推断绘出等值网络图；3、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量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，即转移电抗；4、求其计算电抗；5、由运算曲线查出短路电流的标么值；6、计算有名值和短路容量；7、计算短路电流的冲击值；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量的

44、衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。计算短路容量，短路电流冲击值8、绘制短路电流计算结果表4.3方案B短路电流计算1、短路电流计算的基准值采用标幺值法计算，取S二100MVA,V二Vbbav220kV基准电压230kV，110kV基准电压115kV，10kV基准电压10.5kV,基准电流如下：Sb3Vb(3-1)即：220kV基准电流:_0.251kAS_100远X230b110kV基准电流:_0.502kA10kV基准电流:_5.5kAS_100T1V3X10.5b1)变压器阻抗标幺值计算主变压器(三绕组)，其阻抗电压百分比如表4-1所示:表4-1主变压器阻抗电压

45、百分数表绕组咼中高一低中低阻抗电压（%）14249计算各绕组的短路电压分别为：11U=2(U1_2%+U1_3%+U2-3%)+2(14+24-9)=14.5U2=i(U21-2%+U2-3%1+U1-3%)+2(14+9-24)=-0.512(U2-3%+U1-3%+U1-2%)+2(9+24-14)=9.5取，Sb二10OMVA，于Vav，计算变压器各绕组阻抗标幺值:U2%SXbT1-1100Sn竺x100=0.07100180U2%SX=bT1-2100Sn-0.5100X100180=-0.003U3%SX=bT2-3100Sn9.5100100180=0.05两台变压器的参数相同。（

46、2）系统阻抗220kV进线归算至此220kV母线的系统短路电抗为0.35；110kV进线归算至此110kV母线的系统短路电抗为0.25。（4）计算短路电流的模型为简化模型即：忽略负荷电流，不计各元件的电阻和分布电容也不计输电线路的电纳及变压器的导纳，短路是金属的，一般不考虑过渡电阻。认为系统模值标幺值为1,相角为0,短路点共选取3个，分别为变压器220kV侧引出线d1,110kV侧引出线d2，10kV侧引出线d3。如下图4-1所示：华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文） d1XL1-XTrd3d2*XTII*Xsdidi3Xl2*Xs?*XL2*Xs2*两台变

47、压器并列运行:图4-2系统阻抗等效电路图流过变压器的短路电流计算:X二X二0.351S1X二X+-(X+X)=0.25+丄(0.07-0.003)=0.28352S22T1T22HURT图4-1系统计算电路图1、d1点二相短路:XTIIIXTI*XTI1VV图4-3正、负序网络图图4-4零序网络图XTIIIIF短路电流标幺直：I1*=X=0=2.857110.2835=3.5273短路电流有名值i=2.8571X100=0.7172kA3x230I=3.5273x列=0.8855kA3x230d2点三相短路：两台变压器并列运行:Xsi*XL1XTI*一XTII*Xl2*XS2*vA-d2.11

48、_A图4-5正、负序网络图图4-6零序网络图流过变压器的短路电流计算：X二X+1（X+X）=0.35+1（0.07-0.003）=0.38351S12T1T22X二X二0.252S2短路电流标幺值：I=1=1=2.60761*X10.383511I=-=42*X0.252短路电流有名值Ii=询秘丸=1092kA-=2.0082kAv3xll5100I=4x23、d3点三相短路:台变压器单独运行：图4-7正、负序网络图流过变压器的短路电流计算:X=(X+X)/(X+X)+X=(0.35+0.07)/(0.25-0.003)+0.05二0.20551S1T1S2T2T3短路电流标幺值：I=4.86

49、621*X0.20551短路电流有名值I=4.8662x100=26.7579kA1J3x10.5表4-2发生三相短路故障时220kV的短路电流表4.4方案A短路电流计算系统阻抗：220kV和llOkV侧电源均近似为无穷大系统，归算到330kV和llOkV母线侧的系统阻抗分别为XS=0.35和XS=0.25。1*2*变压器的容量比120MVA,短路阻抗分别为V=14%，V=24%，V=9%。系统K1-2K1-3K2-3等值电路图如下图4-8所示：两台变压器并列运行:SL2X/r1diiXL1图4-9等值电路图流过变压器的短路电流计算:X二X二0.35TOC o 1-5 h z1S1X=X=0.

50、252S2SS总的转移阻抗:12X=X/X+-（X+X）=0.1793d1S1S22T1T2短路电流标幺值:i*Xd1-=5.57720.1793短路电流有名值:I1=5.5772100=1.4000kAv32302、d2点二相短路：两台变压器并列运行:短路电流标幺值：1*Xd2-=5.57720.1793短路电流有名值:I1=5.5772100,=2.800UAINmax额定开断电流(I)Nbr额定开端电流是指断路器在额定电压下能够正常开断的最大短路电流的有效值。它表征断路器的开端能力。开断电流与电压有关。当电压不等于额定电压时，断路器能可靠切断的最大短路电流有效值，称为该电压下的开断电流。

51、当电压低于额定电压时，开断电流比额定开端电流有所增大。高压断路器的额定开断电流I,不小于实际开断瞬间Nbr的短路电流周期分量I”，即：IINbr额定断流容量(S)Nbr额定断流容量也表征断路器的开断能力。在三相系统中，它和额定开端电流的关系为：s二*3uI，式中u断路器所在电网的额定电压，I为断路器的额定开端电NbrNNbrNNbr流，由于u不是残压，故额定断流容量不是断路器开断时的实际容量。N(6)关合电流(i)Ncl保证断路器能关合短路而不致于发生触头熔焊或者其他损伤，所允许按通的最大短路电流。断路器的额定关合电流i不应小于短路电流的最大冲击电流iLiiNclshNclsh动稳定电流(i)

52、es动稳定电流是指断路器在合闸位置时，允许通过的短路电流最大峰值。它是断路器的极限通过电流，其大小由导电和绝缘等部分的机械强度所决定，也受触头的结构形式的影响。满足动稳定的条件为：ii或IIesshessh热稳定电流(i)t热稳定电流是指在规定的某一段时间内，允许通过断路器的最大短路电流。热稳定电流表明了断路器承受短路电流热效应的能力。满足热稳定的条件为：I2tI2ttgdz全开断(分闸)时间(t)kd全开断时间是指断路器接到分闸命令瞬间起到各相电弧完全熄灭为止的时间间隔，它包括断路器固有分闸时间t和燃弧时间t，即t=t+t，断路器固有分闸时间是指gfhkdgfh断路器接到分闸命令瞬间到各相触

53、头刚刚分离的时间；燃弧时间是指断路器触头分离瞬间到各相电弧完全熄灭的时间。全开断时间t是表征断路器开端过程快慢的主要参数。t越小，越有利于减小短路kdkd电流对电气设备的危害、缩小故障反胃、保持电力系统的稳定。高压断路器的种类（1）油断路器：采用油作灭弧介质，按绝缘结构分为多油式与少油式断路器。多油式断路器的油同时兼作灭弧介质和带电体与不带电体之间的绝缘介质，耗油量大，现已淘汰。而少油断路器的油只做灭弧和触头间弧隙的绝缘介质，断路器中的带电导体与接地部件之间的绝缘主要采用瓷件，有量少，占地小，廉价，已有长期运行经验，目前在我国10220kV电力系统中得到广泛应用。由于油断路器的开断性能差，且l

54、lOkV电压以上产品为积木式，多断口的结构，很难实现断口电压均衡，因而其在500kV及以上电压等级禁止运用。（2）压缩空气断路器：采用压缩空气作灭弧介质，具有大容量下开断能力强及开断时间短的特点，但结构复杂，尚需配置压缩空气装置，价格较贵，而且合闸时排气噪音大，所以主要应用于220kV及以上电压的屋外配电装置。（3）SF断路器：6采用不可燃烧和有着优良绝缘和灭弧性能的SF气体作为灭弧介质和绝缘介质，具有6优良的开断性能。SF断路器的运行可靠性高，维护工作量少，故事用于各种电压等级，6特别在220kV及以上配电装置中得到广泛的应用。但是，SF断路器在35kV及以下屋内6配电装置中使用较少，这是因

55、为SF气体虽无毒，但其分解物有毒，而且SF比重较空气66大5.1倍，所以将SF断路器布置在屋内，需要良好的通风，排风和可靠的检漏与检测设6备，以防人员中毒及窒息。（4）真空断路器：利用真空的高介质强度灭弧，具有灭弧时间快、低噪声、高寿命以及可频繁操作的优点，已经在35kV及以下配电装置中获得广泛的采用。真空断路器切断短路电流及分合电动机负荷时，会产生截流过电压，需采用氧化锌避雷器等过电压保护措施。220kV侧断路器、隔离开关的选择取过负荷系数为1.05，则流过断路器和隔离开关的最大持续工作电流I=（1.05xS）/、3u=1.0520000訂x220=330.67AgmaxNN额定电压选择UU

56、二220kVNgmas额定电流选择II二330.67ANgmax本设计中2200kV出线侧采用六氟化硫断路器，因为在35-220kV变电所中使用的断路器有：空气断路器，少油断路器，六氟化硫断路器。与传统的断路器相比，SF断路器6采用SF气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检6修时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。因此可选用SW6-220/1200型户外高压SF断路器。6表5-1SW6-220/1200型SF断路器主要技术参数:额定电压（kV）额定电流（A）额定短路开断电流（kA）额定峰值耐受电流（kA）额定短路耐受电流（kA）额定短路持续

57、时间（s）220120021552141、热稳定的校验由电力工程电气设计手册电气一次部分知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S,断路器分匝时间0.03S,则校验热效应计算时间为0.63S（后面热稳定校验时间一样）。I二I+1二0.7172+0.8855二1.6027kAO12Q=12t=1.60272x0.63=1.6182kA2sko12t=212x4=1764kA2stI21Q合格2、动稳定的校验iishdf即合格表5-2隔离开关选择GW4-220/1250-80型号隔离开关.额定电压额定电流额定频率额定短时耐受额定峰值耐受电额定短路持(kV)(A)(Hz)电流（kA）流（

58、kA）续时间（s）22012505031.5804（1）选用的隔离开关额定电压为220kV，系统电压220kV满足要求。（2）选用的断路器额定电流1250A，满足要求。(3)动稳定校验iU=110KVNgmas额定电流选择II=330.67ANgmax本设计中110kV出线侧采用六氟化硫断路器，因为在35-220kV变电所中使用的断路器有：空气断路器，少油断路器，六氟化硫断路器。与传统的断路器相比，SF断路器采6用SF气体作为绝缘和灭弧介质，这种断路器具有断口耐压高，允许的开断次数多，检修6时间长，开断电流大，灭弧时间短，操作时噪声小，寿命长等优点。因此可选用LW25-126型户外高压SF断路

59、器。6表5-3LW25-126型SF断路器主要技术参数：r额定电压（kV）额定电流（A）额定短路开断电流（kA）额定峰值耐受电流（kA）额定短路耐受电流（kA）额定短路持续时间（s）126315031.58031.541、热稳定的校验由电力工程电气设计手册电气一次部分知，选用高速断路器，取继电保护装置保护动作时间0.6S,断路器分匝时间0.03S,则校验热效应计算时间为0.63S（后面热稳定校验时间一样）。I二I+1二1.3092+2.0082二3.3174KAW12Q=12T=3.31742x0.63=6.9332KA2skWI2T=31.52X4=3969kA2sT12TQ合格2、动稳定的

60、校验I=80kAI=2.55x3.3174=8.4586KAII即合格dfshshdf表5-4隔离开关选择GW5-126/1250型号隔离开关.额定电压额定电流额定频率额定短时耐受额定峰值耐受电额定短路持(kV)(A)(Hz)电流（kA）流（kA）续时间（s）12612505031.5804（1）选用的隔离开关额定电压为126kV,系统电压llOkV满足要求。（2）选用的断路器额定电流1250A,大于最大持续工作电流，满足要求。3）动稳定校验i=8.4586kAi二80kA:.iU=10kVNgmasII=970ANgmax10kV侧选用ZN28A-10/1250型真空断路器，主要技术参数如下