220kV降压变电站电气部分初步设计书

220kV降压变电站电气部分初步设计书

第一章原始资料及分析

一、原始资料及分析

1.根据电力系统规划需新建一座220kV区域变电所。该所建成后与110kV和220kV电网相连，并供给近区用户，按规划该所装设两台容量为120MVA主变压器

2.计划新建变电站为220kV降压变电所，其性质为地区变电所。该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。其中220kV出线6回，110kV出线8回，10kV出线12回。

3.该变电所建成后于110kV和220kV电网相连。

4.110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为40MVA，其他作为一些地区变电所进线，10kV侧总负荷为30MVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回出线负荷为3000kVA。

5.各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：

220kV侧 cosφ=0.9 T max=3800小时/年

110kV侧 cosφ=0.9 T max=4200小时/年

10kV侧 cosφ=0.85 T max=4500小时/年

6.系统阻抗：220kV侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kV母线侧阻抗为0.32(S j=100MVA)，110kV侧电源容量为1000MVA，归算至本所110kV母线侧阻抗为0.64（S j= 100 MVA）。

7.该地区最热月平均温度为28℃，年平均气温16℃，绝对最高气温为40℃，土壤温度为18℃,海拔153m。

8.该变电所位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环

境无污染。

二、设计容及要求：

1．主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，选择变压器型号及连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。

2．短路电流计算：根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。

3．主要电气设备选择：

a.选择220kV变压器回路、110 kV变压器回路的断路器及隔离开

关。

b.选择10kV出线断路器及隔离开关。

c.选择220kV、110kV变压器回路的电流互感器，10kV变压器回

路及出线侧的电流互感器。

d.选择220kV、110kV、10kV主母线电压互感器。

e.选择10kV出线电缆。

f.选择10kV母线。

4．其它设计

a.配电装置设计

b.防雷保护设计。

c.继电保护配置设计。

5．设计成果

a.编制设计说明书。

b.编制设计计算书。

c.绘制工程设计图纸。

第二章主变压器及所用变的选择

第一节概述

在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。

选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。

第二节主变压器台数的选择

由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是市郊区220KV 降压变电所。把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。

为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上

时，变电所的可靠性虽然有所高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，不能充分发挥设备效益，并增加运行和检修的工作量。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。

第三节主变压器容量的选择

主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。

当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV 母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。

因此主变压器的容量为：S N=0.7（SⅡ+SⅢ）。

第四节变压器型式和结构的选择

一、相数

在330kV及以下的发电厂和变电所，一般选用三相式变压器，因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资此小，

占地小，运行损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便，如果受到制造、运输等条件（如桥梁负重，隧道尺寸等）限制时，则可选用单相变压器组。在500kV及以上的发电厂和变电所中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等技术经济比较后，采用单相变压器组。

二、绕组数与结构

电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式，按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式，当只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所时，可采用双绕组变压器；当有两种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所时，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器。

三、绕组接线组别

变压器三相绕组的连接方式必须使其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形和三角形两种。因此，主变压器三相绕组的连接方式可根据具体工程来确定。

四、调压方式

变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现的，无励磁调压变压器的分接头较少，调压围只有()%

±，且分接头必须在停电的情况下才能调节，有载10?

5.2

2

%

调压变压器的分接头较多，调压围可达%

30，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂，价格贵，在下述情况下采用较合理。

1)出力变化大，或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。

2)具有可逆工作特点的联络变压器。

3)电网电压可能有较大变化的220KV及以上的降压变压器。

4)电力潮流变化大和电压偏移大的110KV变电所的主变压器。

五、冷却方式

电力变压器的冷却方式，随其型式和容量的不同而异，一般冷却方式有以下几种类型。

1)自然风冷却。

2)强迫风冷却。

3)强迫油循环风冷却。

4)强迫油循环水冷却。

5)强迫油循环导向冷却。

6)水冷。

六、主变压器的选择结果

根据上述原则，结合本次设计的实际主变压器选用两台三相三绕组有载调压强迫油循环水冷变压器，容量为120MVA,联结组别标号YN/yn0/d11,220kV侧、110kV侧中性点经隔离开关、避雷器、放电间隙及电流互感器接地。

主变压器参数列表：

变压器型号字母的意义：

1)相数：三相{S}

2)冷却方式：风冷却{F}，强迫油循环{P}

3)绕组数：三绕组{S}

4)调压方式：有载调压{Z}

第五节所用变的选择

一、所用变压器台数的选择