kv变电站电气一次部分初步设计doc

编号毕业设计报告设计题目：220KV变电站电气一次部分初步设计姓名专业名称班级指导老师姓名：（姓名）（单位）报告提交日期：答辩日期：答辩委员会主席：评阅人：（日期）二 0一0年四月毕业设计（论文）摘要电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。

作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。

与社会经济和社会发展有着十分密切的关系，它不仅是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。

本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。

首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。

关键字：变电站；短路计算；设备选择。

目录1 引言 (3)2 原始资料的分析 (4)2.1原始资料 (4)2..2原始资料分析 (5)3 变电站电气主接线的确定 (6)3.1电气主接线的概述 (6)3.2计算220kV侧的短路 (10)3.3变压器的选择 (14)4所用电设计 (17)4.1所用变选择 (17)4.2所用电接线图 (17)5 短路电流计算 (19)5.1 作出系统的简化等值电路图 (19)5.2 系统的参数计算 (19)5.3 短路点的选择 (20)5.4 计算短路电流 (20)6 电气设备的选择 (31)6.1 变压器变压器的选择……………………………………………………………3 1 6.2 电抗器的选择 (31)6.3 主要电气设备的选择……………………………………………………………3 17 继电保护与自动装置 (48)8 防雷保护与接地 (51)8.1防雷保护……………………………………………………………………51 8.2 避雷针防雷保护计算……………………………………………………………528.3 接地装置…………………………………………………………………………57致谢 (58)参考文献 (59)心得 (60)第1章引言电力事业的日益发展紧系着国计民生。

它的发展水平和电气的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。

党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，从一定意义上讲，实现这个宏伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全可靠的电力供应，需要优质高效的电力服务。

本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。

通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最终确定了220kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。

通过本次毕业设计，达到了巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。

务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。

提高专业知识，拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。

第2章原始资料及分析2．1 原始资料2．1.1 系统资料2．1.2 负荷资料2.1.3 其他资料1、年最高气温为40℃，平均为20℃。

2、站后备保护的动作时限为2.5秒。

2.1.4 站地理位置示意图（其中ma/b表回路最大最小负荷数，单位：MW，虚线表示不同电压等级分区）2.2 原始资料分析2.2.1 变电站的类型变电站所有三个电压等级，高压为220kV，中压为110kV，低压为10kV。

变电所的性质为终端变电站2.2.2 变电站与系统连接情况变电站通过双回路与一个无穷大系统的G连接2.2.3负荷的电压等级及输出容量变电站中的三个电压等级均有负荷，分别是220kV等级为60/30MW，110kV为150/75MW，10kV等级为38/19MW。

（其中a/b表回路最大最小负荷数）注明：变电站所用电容量在系统中所占比例太小，特此忽略。

2.2.4 负荷输电回路数1、220kV等级负荷的输电回路数为4回，1回为双回路，2回为环网供电。

2、110kV等级负荷的输电回路数为6回，1回为双回路，2回为环网供电3、10kV等级负荷的输电回路数为22回，9回为双回路,4回为单回路。

2.2.5变电站的气候条件变电站的年最高气温为40℃，平均为20℃第3章变电站电气主接线的确定3.1电气主接线的概述电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。

电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。

它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。

一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。

在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。

对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。

它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。

电气主接线又称电气一次接线图。

电气主接线应满足以下几点要求：1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。

2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。

在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。

3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。

基本要求电气主接线应满足下列基本要求：①牵引变电所、铁路变电所电气主接应综合考虑电源进线情况（有无穿越通过）、负荷重要程度、主变压器容量和台数，以及进线和馈出线回路数量、断路器备用方式和电气设备特点等条件确定，并具有相应的安全可靠性、运行灵活和经济性。

②具有一级电力负荷的牵引变电所，向运输生产、安全环卫等一级电力负荷供电的铁路变电所，城市轨道交通降压变电所（见电力负荷、电力牵引负荷）应有两回路相互独立的电源进线，每路电源进线应能保证对全部负荷的供电。

没有一级电力负荷的铁路变、配电所，应有一回路可靠的进线电源，有条件时宜设置两回路进线电源。

③主变压器的台数和容量能满足规划期间供电负荷的需要，并能满足当变压器故障或检修时供电负荷的需要。

在三相交流牵引变电所和铁路变电所中，当出现三级电压且中压或低压侧负荷超过变压器额定容量的15%时，通常应彩三绕组变压器为主变压器。

④按电力系统无功功率就地平衡的要求，交流牵引变电所和铁路变、配电所需分层次装设并联电容补偿设备与相应主接线配电单元。

为改善注入电力统的谐波含量，交流牵引变电所牵引电压侧母线，还需要考虑接入无功、谐波综合并联补偿装置回路（见并联综合补偿装置）。

对于直流制干线电气化铁路，为减轻直流12相脉动电压牵引网负荷对沿线平行通信线路的干扰影响，需在牵引变电所直流正、负母线间设置550 Hz、650Hz等谐波的并联滤波回路。

⑤电源进（出）线电压等级及其回路数、断路器备用方式和检修周期，对电气主接线形式的选择有重大影响。

当交、直流牵引变电所35 kV～220 kV电压的电源进线为两回路时，宜采用双T形分支接线或桥形接线的主接线，当进（出）线不超过四回路及以上时，可采用单母线或分段单母线的主接线；进（出）线为四回路及以上时，宜采用带旁路母线的分段单线线主接线。

对于有两路电源并联运行的6kV～10 kV铁路地区变、配电所，宜采用带断路器分段的单母线接线；电源进线为一主一备时，分段开关可采用隔离开关。

无地方电源的铁路（站、段）发电所，装机容量一般在2 000 kV·A以下，额定电压定为400 V或6.3 kV，其电气主接线宜采用单母线或隔离开关分段的单母线接线。

⑥交、直流牵引变电所牵引负荷侧电气接线形式，应根据主变压器类型（单相、三相或其他）及数量、断路器或直流快速开关类型和备用方式、馈线数目和线路的年运输量或者客流量因素确定。

一般宜采用单母线分段的接线，当馈线数在四回路以上时，应采用单母线分段带旁路母线的接线。

主接线选择根据原始资料的分析现列出两种主接线方案。

方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。

220kV出线6回（其中备用2回），而双母接线使用范围是110～220KV出线数为5回及以上时。

满足主接线的要求。

且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。

110kV出线10回（其中备用2回），110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为80000kVA，其他作为一些地区变电所进线，其他地区变电所进线总负荷为100MVA。

根据条件选择双母接线方式。

10kV出线12回（其中备用2回），10kV侧总负荷为35000kVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。

选择单母分段接线方式[9]。

方案主接线图如下：图2-1主接线方案一方案二：方案进行综合比较：220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。

220kV出线6回（其中备用2回），而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。

双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。

这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。

主接线如下图：图2-2 主接线方案二现对两种方案比较如下[10]：表2-1 主接线方案比较表通过对两种主接线可靠性，灵活性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第二方案为设计最终方案。

3.2计算220kV侧的短路电流3.2.1 主接线形式设计系统线路电抗为K*l＝40×0.4×100/2302＝0.03 变电站系统侧母线三相短路时最大短路电流为I”＝1/(X*l +X*c)×SB/√3VB＝1/（0.03＋0.09）×100/√3×230＝2.09kA220kV断路器的额定开断电流满足要求，220kV侧无需加装电抗器3.2.2选择主接线的分析变电站的电气主接线线由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关）及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。