【《某变电站（220kV110kV10kV）设计说明书》6200字】

某变电站（220kV110kV10kV）设计说明书目录TOC\o"1-3"\h\u9677某变电站（220kV110kV10kV）设计说明书 110363第1章电气主接线设计 2237661.1主变压器的选择 2248981.2站用变压器的选择结果 4111241.3电气主接线的基本要求 5211671.4主接线设计方案与比较 526365第2章短路电流的计算 8311722.1短路计算的原因 8187632.2计算短路电流 877592.2.1对称短路电流的计算 87452.2.2不对称短路电流的计算 8242842.3短路电流计算结果 920403第3章电气设备的选择 11187623.1电气设备选择一般条件 11106543.2母线选择方式及结果 12197233.2.1母线的校验 12211103.2.2母线的选择结果 12299103.3断路器的选择条件与结果 13316733.4隔离开关的选择条件与结果 14239793.5电流互感器的选择条件与结果 14154093.5.1电流互感器选择条件 1469103.5.2电流互感器选择结果 15146343.6电压互感器的选择条件与结果 15291463.6.1电压互感器选择条件 1513763.6.2电压互感器选择结果 16277783.7绝缘子的选择条件与结果 166873.8穿墙套管的选择条件与结果 1729123.9高压熔断器的选择条件与结果 1817877第4章继电保护规划 19138984.1继电保护的基本要求 19279294.2变电压器的主保护 19146124.2.1变压器的瓦斯保护 19105254.2.2变压器的纵差保护 19116534.3变压器后备保护 2029043第5章电气设备的配置 2115785.1配电装置设计 21273085.1.1配电装置的基本要求 21185975.1.2配电装置的分类 21291695.1.3配电装置的特点 23151925.2防雷保护设计 2388175.2.1防雷保护措施 23106665.2.2避雷器的选择与结果 2428515.3无功补偿装置设计 24151605.3.1无功补偿的基本要求 24163015.3.2无功补偿装置的选择与结果 24第1章电气主接线设计1.1主变压器的选择本变电站通过220kV进线和系统A相连、另通过110kV进线和系统B相连。并且有110kV出线4回，有10kV出线8回。由系统A和系统B向中压110kV和低压10kV供电，选择主变压器容量时应根据负荷侧所带负荷的负荷总量决定，并且还应该留有一定的裕量，因为要考虑到未来一定年限的扩建。（1）主变压器的容量选择任务书中要求，本变电站所带110kV侧负荷的75%为一类和二类负荷，10kV侧负荷的75%为二级负荷。这两类负荷同属重要负荷，一旦断电将造成重大或较大政治经济以及人员安全的影响，所以选择时按主变中其中一台停止运行时，其余变压器在承担全部的一类、二类负荷的同时可以承担全部容量的70%~80%[1]，即：SN≈根据所给材料：在110kV侧有系统B向变电站供电，110kV侧的负荷可以由系统B通过母线直接供给，所以计算主变压器通过容量只考虑110kV侧重要负荷，即3回出线。计算110kV侧负荷的最大容量：cos∅S2max计算10kV侧负荷的最大容量：cos∅S3max最大负荷通过变压器的总容量：S=146.739+18.832=170.268（MVA）全部重要负荷为：S重要全部容量的70%~80%为：Sn以上经过计算，需要通过变压器的最大容量为170.268MVA在结合材料要求和考虑重要负荷以及经济性，根据课本上所学的变压器型号附录给出的数据，最终选择两台主变压器互为备用，容量大小为80MVA。（2）主变压器调压方式的选择无载调压：只有当主变压器完全停电，不带负荷的情况下才可以做电压分接头的调整。有载调压：主变压器正常运行时，在带负荷的条件下也可以调整主变压器分接开关达到调压目的。结合所给材料和负荷特性，考虑到重要负荷百分数较大，所以应该尽可能的保证不断电，所以主变压器应该选择的调压方式为有载调压。综上所述，选型号为SFSZ11-180000/220的主变[3]两台。表1-SEQ表1-\*ARABIC1主变压器的参数型号型号SFSZ11−180000/220额定容量180000额定电压(kV)高压220±2×2.5%中压121低压10.5高中14.0%高低23.0%中低7.0%0.7连接组别Y1.2站用变压器的选择结果站用变压器的选择原则：台数：选择两台互为备用。容量：占用变压器容量占到主变T容量的0.5%~1.0%[2]，就可以满足要求。S因此，选型号为SCB10-1250/10站用变两台。表1-2站用变型号型号SCB10-1250/10容量S1250额定U高压低压100.4连接组别Yy损耗（W）空载短路18308460I%0.61.3电气主接线的基本要求安全性：必须保证无论什么时候用电设备和工作人员都是安全的。可靠性：必须保证对所有重要的用户供电不间断。灵活性：主接线应可以灵活应对各种运行方式，当其中一部分检修或发生故障时做到调度和倒闸操作灵活、简便。另外也应该考虑以后的规划，便于扩建。经济性：选择的接线方案应该在满足以上几条的基础技术要求下，做到经济投资较合理，尽量减少对土地的占用。1.4主接线设计方案与比较表1-SEQ表1-\*ARABIC2方案初选220kV110kV10kV方案一双母线双母线单母线分段方案二双母线分段单母线分段单母线方案比较：表1-SEQ表1-\*ARABIC3220kV侧主接线方案比较双母线双母线分段可靠性当其中一条母线的隔离开关出问题或者需要检修时，对另一条回路没影响，还可以正常工作任一母线检修时不会供电不会中断，负荷也不受影响仍然正常工作；当其中一段出现问题时其他分段的工作不受影响。两组母线可以互为备用，负荷可以互相切换。继电保护方面，母差保护较复杂，可靠性受到影响灵活性调度和倒闸操作灵活，互为备用方便向两侧扩建倒闸操作比较复杂方便向两侧扩建经济性隔离开关断路器相对较少，话费较少需要增加断路器和隔离开关，经济性相比较双母线较差表1-SEQ表1-\*ARABIC4110kV侧主接线方案比较双母线单母线分段可靠性当其中一条母线的隔离开关出问题或者需要检修时，对另一条回路没影响，还可以正常工作任一母线检修时不会供电不会中断，负荷也不受影响仍然正常工作；当其中一段出现问题时其他分段的工作不受影响。检查隔离开关时，供电会发生间断。灵活性调度和倒闸操作灵活，互为备用方便向两侧扩建两段母线可以不同方式组合运行。方便向两侧扩建经济性隔离开关断路器相对较少，话费较少需要增加断路器和隔离开关，会增加费用。表1-SEQ表1-\*ARABIC510kV侧主接线方案比较单母线分段单母线可靠性母线的某一段出现故障时，故障的部分不受影响。母线任何部位出现故障时会导致母线停电，可靠性低。灵活性两段母线根据用户的需要，可以各自运行，也可以一起运行方便向两侧扩建方式单一，灵活性不好方便扩建经济性增加断路器和隔离开关数量，会增加花费设备较少，花费较低综上所述，结合材料、出线回数对经济性、灵活性和重要负荷供电可靠性选择初选方案中的方案一。图1-SEQ图1-\*ARABIC1主接线图

第2章短路电流的计算2.1短路计算的原因电力系统运行中有时会出现短路故障，产生故障时的短路电流较大，可能会危害人身或设备安全。为了保护人身和设备安全，我们需要提前计算数据，在设备选择时选择合适的设备。本次设计把短路点选择为各个电压等级的母线上。因为在短路故障中，在母线上发生的三相短路故障危害最大，产生的短路电流也最大。这样可以确保的得到的数据是最不利的，根据这个数据选择的设备抵抗能力是最强的。2.2计算短路电流2.2.1对称短路电流的计算（1）确定短路点。（2）画用电抗标幺值[4]表示的等值网络图。（3）化简上图，算转移电抗。（4）转化为计算电抗Xca（5）查运算曲线表，选相应时间短路电流。（6）算系统短路电流有名值，各系统相加。2.2.2不对称短路电流的计算运用正序增广网络计算法，根据ZΔ、和M值求短路电流[5]表2-SEQ表2-\*ARABIC1各种短路时的ZΔ和M值短路种类ZMf01fZ(2)+3fZ3fZ3短路化简的等值电路图图2-SEQ图2-\*ARABIC1等值网络图2.3短路电流计算结果图2-SEQ图2-\*ARABIC2三相对称短路电流短路点平均电压（kV）IIIik12302.222.232.235.65k21154.174.184.1810.62k310.535.9635.9635.9691.54k310.5加电抗器23.5423.5423.5459.92图2-SEQ图2-\*ARABIC3不对称短路电流短路点基准电压(kV)短路类型短路电流(kA)t=0sk1230f1.778f1.891f2.06k2115f3.34f3.55f3.825k310.5f0f19.075f19.075

第3章电气设备的选择电气设备的选择在变电站设计中是很重要的一环，选择电气设备时应该根据负荷和短路电流结果选择，用负荷求得正常工作时的数据选择，另外还有一些特殊设备存在特殊的选择方式，选择完成后根据具体设备要求用短路情况来完成后续校验，校验中要考虑到动热稳定性，温度等环境因素[6]。3.1电气设备选择一般条件按工作条件选择（1）电压： UN（2）电流：Ial温度：K=θ40℃<θ≤60℃时：K=1+(40−θ0℃≤θ≤40℃时：K=1−(θθ<0℃时：K=1.2（3-6）按短路情况校验（3）短路时间的计算：eq\o\ac(○,1)热稳定计算的时间：tkeq\o\ac(○,2)短路计算时间：tbr=（4）动稳定和热稳定的校验eq\o\ac(○,1)热稳定校验导体：S≥S电器：Iteq\o\ac(○,2)动稳定校验硬导体：σal电器：ies≥i3.2母线选择方式及结果3.2.1母线的校验（1）电晕：Ugmax（2）热稳定：Qk（3）动稳定：软母线符合外径大于70mm的可不用校验，硬母线需要校验[8]。（4）共振：f1>f3.2.2母线的选择结果表3-SEQ表3-\*ARABIC1220kV侧母线参数型号型号参数标称截面（m计算载流量I(A)K220kV侧母线LGJ−300/253006961110kV侧母线LGJ−800/5580014131110kV侧出线LGJ−95/1595357110kV侧母线单条LMY100mm×6.3mm63018401.2610kV侧出线LGJ−400/2040080013.3断路器的选择条件与结果断路器选择条件（1）电压。（2）电流。（3）额定开断电流：INbrIk（4）额定关合电流：INcl≥（5）热稳定：It（6）动稳定：ies断路器选择结果：表3-SEQ表3-\*ARABIC2断路器数据参数型号UN（kV）I（A）I（KA）I（KA）热稳定电流（A）220kV侧LW2−220220250031.58031.5（4s）110kV侧LW−110Ι/2500110250031.512550（3s）10kV侧ZN12−10/125010125031.58031.5(4s)10kV出线ZN18−1010630256325(3s)3.4隔离开关的选择条件与结果（1）电压。（2）电流。（3）热稳定。（4）动稳定。表3-SEQ表3-\*ARABIC3隔离开关数据参数型号UIiI220kV母线GW4−220（D）2206305020（4s）110kV母线GWD−125011012508031.5（4s）10kV母线GN19−1010125010040（4s）10kV出线GN19−101010008031.5（4s）变压器中性点GW13−1101106305516（4s）3.5电流互感器的选择条件与结果3.5.1电流互感器选择条件（1）电压。（2）电流。（3）热稳定:It（4）动稳定eq\o\ac(○,1)内部：ieseq\o\ac(○,2)外部：2I3.5.2电流互感器选择结果表3-SEQ表3-\*ARABIC4电流互感器数据参数型号U（kV）额定电流比（A/A）级次组合准确级KK220kV母线LCWB2−220W220600/50.5/P/P/P0.531.5(1s)80110kV母线LCWB6−110W2110750×2/50.5/P/P/P0.545(1s)11510kV母线LBJ−10101500/50.5/D0.550(1s)9010kV出线LBJ−1010800/50.5/D0.550(1s)903.6电压互感器的选择条件与结果3.6.1电压互感器选择条件（1）电压：U（2）种类和类型的选择。eq\o\ac(○,1)高压配电装置可用电磁式或电容式[10]。eq\o\ac(○,2)对于10kV配电装置，用油浸式或电磁式电压互感器。（3）准确级选择根据不同的用途和不同的电压等级，按需选择。3.6.2电压互感器选择结果表3-SEQ表3-\*ARABIC5电压互感器数据参数型号电压等级（kV）额定电压(kV)准确级最大容量（VA）分压电容量（μF）初级绕组次级绕组辅助绕组220kVTYD220/220220/0.1/0.10.50.0075110kVTYD110/3110110/0.1/0.10.50.01510kVJSJW−1010100.10.1/30.596010kV出线JSJW−1010100.10.1/30.59603.7绝缘子的选择条件与结果绝缘子选择条件（1）电压。（2）选择类型：根据电压等级和实际工作环境，分为悬式绝缘子和支柱绝缘子。（3）校验动稳定性：H1绝缘子选择结果：表3-SEQ表3-\*ARABIC6支柱绝缘子数据参数型号额定电压U机械破坏负荷（kg）高度（mm）10kV侧ZB−1010750215表3-SEQ表3-\*ARABIC7盘式悬式绝缘子选择结果型号片数适应电压等级XP-707110XP-70132203.8穿墙套管的选择条件与结果穿墙套管选择条件：穿墙套管起到把导线和空气隔离开绝缘作用。本设计低压侧为室内条件，需要选择和校验。（1）电压。（2）最大持续工作电流。（3）热稳定。（4）动稳定：H1穿墙套管选择结果表3-SEQ表3-\*ARABIC8穿墙套管数据参数型号额定电压U额定电流I破坏机械负荷（kN）套管长度（mm）热稳定电流（kA）10kV母线侧CB−10101500750035030(5s)3.9高压熔断器的选择条件与结果按开断电流选择：Ibr≥高压熔断器选择结果：表3-SEQ表3-\*ARABIC910kV高压熔断器数据参数型号额定电压额定电流最大开断容量（MVA）RN2−10100.51000

第4章继电保护规划4.1继电保护的基本要求（1）可靠性：可靠性又包括安全性和可信赖性，总体来说，继电保护设备应做到不误动、不拒动。（2）选择性：要保证当故障发生时，由离故障点最近的继电保护设备动作，保证停电范围尽可能小。（3）速动性：当故障发生时，要求尽可能快的切除故障，减少对系统的影响。（4）灵敏性：反映能否准确的检测到保护范围内各种运行方式，不同异常程度的故障，灵敏度应该尽可能的高一些[11]。4.2变电压器的主保护4.2.1变压器的瓦斯保护瓦斯保护是主保护，主要应用于匝间短路，铁芯故障、绝缘性能下降、油面降低、变压器绕组断线等，油箱里发生故障时，导致变压器油体积膨胀甚至被分解产生气体，变压器油箱内部压力升高，导致瓦斯继电器动作，瓦斯保护有轻、重瓦斯两种，分别对应信号和跳闸两种动作[12]。4.2.2变压器的纵差保护（1）躲最大不平衡电流：Iset=KIunb.max=（∆fza（2）躲互感器断线的最大电流：Iset（3）躲励磁涌流：Iop（4）灵敏度校验：Ksen4.3变压器后备保护（1）复合电压闭锁过电流保护eq\o\ac(○,1)躲变压器额定电流[14]，即Iseteq\o\ac(○,2)灵敏度校验：Kseneq\o\ac(○,3)电压按最低电压：Useteq\o\ac(○,4)负序电压继电器的启动电压整定根据最大不平衡电压：Uset（2）零序过电流保护eq\o\ac(○,1)动作电流：I0.seteq\o\ac(○,2)灵敏度校验：Ksen

第5章电气设备的配置5.1配电装置设计5.1.1配电装置的基本要求配电装置首先要满足的是各个电压等级下各种情况的安全净距。在尽可能经济的条件下，满足施工要求，保护施工人员的安全。另外，对环境的影响也要考虑，比如土地占用面积、噪声影响等。还有比较重要的是装置的电晕对无线通信的影响，在设计中需要采取一定措施降低干扰。5.1.2配电装置的分类表5-SEQ表5-\*ARABIC1户内配电装置户内配电装置三层两层单层优点可靠性高、安全检修较为方便，较为经济施工的时间比较短、花费低、检修方便缺点检修不方便，花费大增加了占地面积占地面积大表5-SEQ表5-\*ARABIC2户外配电装置户外高型普通中型半高型优点占地面积少，用电设备少，空间利用充分设备在同一高度容易检修，造价较低相对中型更合理，运行条件有所改善缺点花钱多，不易维护，耗材多占地面积大占地面积较大，花销也大

5.1.3配电装置的特点（1）抽出式低压配电柜：优点：占地小，检修容易、简单。缺点：制作过程中较为复杂，经济成本较高。（2）高压开关柜：优点：结