毕业设计---220kv变电站电气一次部分设计.doc

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目录

摘要 Ⅰ

绪论 2

第一部分设计说明书

第1章负荷分析 2

1.1负荷分类 2

1.2本设计中系统负荷分布 2

第2章电气主接线的设计 2

2.1电气主接线的基本知识 2

2.2电气主接线的基本要求 2

2.3电气主接线的设计 2

第3章变压器选择 2

3.1主变压器的选择 2

3.2变电站用变压器的选择 2

第4章短路电流计算 2

4.1短路故障产生的原因 2

4.2短路故障的危害 2

4.3短路电流计算的目的 2

4.4短路电流计算的内容 2

4.5短路电流计算方法 2

4.6计算短路电流的条件 2

4.7计算短路电流的步骤 2

4.8短路电流计算结果 2

第5章电气设备的选择 2

5.1电气设备的选择 2

5.2母线的选择与校验 2

5.3高压断路器的选择和校验 2

5.4高压隔离开关的选择 2

5.5电压互感器的选择和校验 2

5.6电流互感器的选择和校验 2

第6章变电站主变压器的保护 2

第7章变电站的防雷保护 2

第8章配电装置的布置 2

8.1概述 2

8.2高压配电装置的选择 2

第二部分设计计算书

第9章短路电流计算书 2

9.1系统相关参数的计算 2

9.2短路电流计算 2

第10章主要电气设备的选择与校验计算 2

10.1高压断路器的选择与校验计算 2

10.2高压隔离开关的选择与校验计算 2

10.3互感器的选择与校验计算 2

10.4母线的选择与校验计算 2

第11章变压器保护整定计算 2

11.1瓦斯保护整定计算 2

11.2主变纵联差动保护与整定校验计算 2

11.3后备保护（过流保护）的整定计算 2

11.4过负荷保护整定计算 2

致谢 2

参考文献 2

附录 2

附录1：

电气设备选择表 2

附录2：

短路电流计算结果 2

附录3：

电气主接线图 2

摘要

本设计说明书是根据设计任务书要求，结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关规程。

通过对负荷资料的分析以及供电质量要求，从安全、经济及可靠性等方面考虑。

对220kv变电站电气一次部分设计，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式。

确定了220kv、110kv、35kv以及站用电的主接线的设计，然后通过对负荷的分析计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，并确定了站用变压器的容量及型号。

其次，计算各种运行方式下的短路电流，并对高压断路器，隔离开关，母线，电压互感器，电流互感器等主要电气设备进行了选型和校验。

最后，对主变压器进行了保护设计和变电站防雷保护设计，从而较为详细系统地完成了220kv变电站电气一次部分的设计。

关键词：

变电站；变压器；主接线；短路电流计算

Abstract

Thedesignisbasedonthedesignrequirements,combiningtherelevantdesignmanual,supportinginformationandthestateorders.Bytheloaddataanalysisandthequalityofpowersupply,andconsideringthesecurity,reliabilityandeconomic,Iseclectthe220kvelectricalsubstationonthefirstpartofthedesign’svariousvoltagelevelsofconnectionmode,atthesametime,accordingtothemainwiringreliablityandeconomics,andflexibleoperation’srequirements.What’smore,themainwiringdesignof220kv,110kv,35kvandelectricitystationsareworkedout,alsoIidentifythemainelectricitytransformernumber,capacityandmodelsstudyingtheload;secondly,ImakeouttheHigh-voltagefuse、isolatingswitch、bus、TV、TAandotherelectricalequipmentbycalculatingtheshort-circuitcurrent.Finally,themaintransformersubstationsfortheprotectionofdesignandlightningprotectionaretheendlytasks.220kvelectricalsubstationapartofthedesigniscompletedtakingmyabouttwomonths.

Keywords:

substations；transformer；themainwiring；short-circuitcurrentcalculation

绪论

电力系统就是由各种电压的输配电线路，将发电厂、变电所和用户连接成一个整体，能完成发电、输电、变电、配电直到用电这样一个全过程。

另外，在电力系统中，将输配电线路及其它连接的各类变电所称为电力网络，简称电网，因而，电力系统也可以看成由各类发电厂、电力网和用户组成的一个整体，有时，将各级电压的电力线路称作电力网或电网。

变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：

（1）枢纽变电所

位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330～500KV的变电所，称为枢纽变电所。

全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。

（2）中间变电所

高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，电压为220～330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。

全所停电后，将引起区域电网解列。

（3）地区变电所

高压侧一般为110～220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。

全所停电后，仅使该地区中供电。

（4）终端变电所

在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。

全所停电后，只是用户受到损失。

随着现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越简单，除了常规变电站之外，还出现了微机变电站、综合自动化变电站、小型化变电站和无人值班变电站等。

目前，变电站设计出现了一些新的趋势：

变电站接线方案趋于简单；大量采用新型的电气一次设备；全分散式变电站自动化系统；引入先进的网络技术；变电站占地及建筑面积减少，变电站接线方案的简化，组合电器、管母线及钢支架等的采用，使变电站布置更为简单，取消站前区和优化布置使变电站占地大幅度下降。

随着科学技术的发展，变电站的发展将会越来越迅速越来越趋向于自动化、智能化、简单化。

我国电力工业自动化水平正在逐年提高。

许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。

迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。

国家方针、政策、技术规范和标准是根据国家实际情况、结合电力工业的技术特点而制定的准则，是把科学、技术总结成条理化，也是长期生产实践的结晶，在进行论证分析阶段，更应辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，方能达到先进性与可行性。

本次设计以实际工程技术水平为基础，以变电站实际资料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖《发电厂电气部分》、《电力系统分析》、《电力系统继电保护》等电气工程及其自动化专业教育期间的主要专业课。

通过设计巩固、延伸和拓展自己的专业知识，提高自己的专业技术水平，更好的掌握所学的知识，理解其内涵，使所学的知识与实际相结合。

培养对专业课程知识的综合运用能力，对相关资料信息的收集、处理、整合的能力。

能较好的锻炼自己综合运用所学知识提出问题、解决问题的能力，同时检验自己对所学知识的掌握程度，为将来工作中进行电力工程设计打下一定的基础。

第一部分设计说明书

第1章负荷分析

1.1负荷分类

根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。

一级负荷：

中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。

一级负荷要求有两个独立电源供电。

二级负荷：

中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。

二级负荷应由两回线供电。

但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。

三级负荷：

不属于一级和二级的一般电力负荷。

三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。

1.2本设计中系统负荷分布

设计任务原始资料表明：

机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷80MW,最小负荷为40MW，最大负荷利用小时数为4500小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在10MW左右，送电距离为8-10KM，并以110KV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为5000小时，要求剩余功率全部送入220KV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为60%，Ⅱ类负荷为40%。

第2章电气主接线的设计

2.1电气主接线的基本知识

1、电气主接线的作用

电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。

主接线方案的确定对电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护等有较大影响。

因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。

主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。

而用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。

2、电气主接线的分类

主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。

有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。

各种主接线的特点和适用范围如下：

（1）单母线接线

单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，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，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般