220kv毕业设计

220KV降压变电所配电装置设计专业：电力系统及自动化指导教师：学生姓名：日期：二00五年三月三十日前言毕业设计是完成全部学业的最后一课，也是至关重要的一课。

通过毕业设计可以检验学生对基础理论和专业知识掌握的程度；检验学生理论结合实际的能力和技巧；检验学生毕业实习的效果和综合工作的能力。

毕业设计不但需要学生掌握十几门基础和专业课程的知识，同时还需要学生具有一定的实践经验和综合协调能力。

所以说，毕业设计是学生四年大学学习成果的全面体现。

为此，本人遵照学校和指导教师的安排，按照毕业设计任务书所要求的内容、范围和规定，在指导教师的指导下，用了三个多月的时间，完成了设计任务。

在此期间，本人翻阅查看了大量教材、资料和图纸，在指导教师的指导下，学习了有关变电站设计方面的专业知识。

这些，无疑对提高设计水平、完成设计任务，起到了很大作用。

四年的大学函授学习已接近尾声，在这期间，本人在学校各位领导和老师的培养教育下，学习并掌握了较为扎实的基础理论知识，学习并掌握了多门用于生产（工作）的专业知识和技能。

掌握这些知识和技能无疑将大大提高自身的专业素质，并会在今后的生产（工作）中得到应用和发挥。

在即将毕业之际，本人向辛勤培养教育我多年的学校领导、各位老师们表示衷心感谢！同时对给予我大力支持和帮助的指导教师表示深深的谢意！目录一、设计说明书 (1)1.设计依据 (1)2.设计范围及设计成果 (1)3.电气主接线设计说明 (1)4.主变压器及站用变压器选择说明 (2)5.高压电气设备选择说明 (3)6.变电所10KV侧的限流措施及限流设备的选择说明 (4)7.高压配电装置设计说明 (5)8.无功补偿设计方案说明 (5)9.变电所防雷保护装置设计说明 (6)10.主接地网的设计说明 (6)二、设计计算书 (7)1. 短路电流计算 (7)2.电气设备的选择 (10)⑴断路器的选择 (10)⑵隔离开关的选择 (13)⑶电压互感器的选择 (16)⑷电流互感器的选择 (16)⑸避雷器的选择 (19)⑹导体（导线）的选择 (19)3.主接地装置的设计计算 (21)4.避雷针保护范围及接地电阻的计算 (23)设计说明书一、设计依据本设计是依据华北电力大学《函授毕业设计（论文）任务书》中的具体要求、规定以及原始资料，并参考了《电力系统课程设计参考资料》、《发电厂电气部分》、《电气工程电气设计手册》和《变电所设计技术规程》等相关资料，在教师的指导下完成。

二、设计范围及设计成果（一）按照《函授毕业设计（论文）任务书》的要求，设计的内容、范围包括：1.电气主接线设计。

2.短路电流计算及配电设备选择。

3.配电装置设计。

4.防雷保护与接地设计。

（二）设计的成果包括：1.设计说明书1份。

2.设计计算书1份3.电气主接线图1张。

4.室外配电装置总平面图1张。

5.室外配电装置进出线断面图1张。

6.室外配电装置防雷与接地布置图2张三、电气主接线设计说明根据设计的原始资料可知，本次设计的变电所，位于220KV输电网络的枢纽点上，是这一地区的重要变电所。

高压侧以交换及接受功率为主，供电给地区的中压侧和附近的低压侧负荷。

电气主接线是该变电所电气部分的主体，电气主接线方案的设计，对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护以及运行的可靠性与经济合理性有密切的关系。

为此，主接线的设计应遵循以下几方面的基本要求：1.电气主接线应根据系统及规程的要求，保证供电的可靠性和电能质量。

2.电气主接线应具有一定的灵活性，以适应电气装置的各种工作情况。

要求主接线不但在正常工作时能保证正常供电，而且接线中一部分元件检修时，也不应对用户中断供电，并应保证进行检修工作的安全。

3.电气主接线应尽可能简单清晰，操作方便，使电气装置的个别元件切除或接入时，所需要的操作步骤最少。

过于复杂的接线，会使运行人员操作困难，还有可能由于误操作而造成事故。

同时，元件的数目增多，也常引起事故的增多。

相反，不适当的简化接线，也会引起不良的后果。

4.变电所的主接线，在满足工作可靠性、保证电能质量、灵活性及运行方便的基础上，必须在经济上合理，应使电气装置的基建投资和年运行费用为最少。

5.电气主接线应具有将来发展的可能性。

该变电所作为中间变电所（地区重要变电所），220KV(高压)和110KV（中压）以及10KV（低压）线路输送功率较多，输送距离较远，停电后的负面影响大。

因此根据该变电所的重要性和以上的基本要求，确定将主接线设计为：①220KV（高压）采用双母线带旁路的接线方式，设母联兼旁路断路器。

②110KV（中压）采用双母线带旁路的接线方式，设母联兼旁路断路器。

③10KV（低压）采用单母线分段带旁路的接线方式，设专用旁路断路器及母联断路器。

四、主变压器及站用变压器选择说明(一) 主变压器选择说明1.主变压器容量和台数的确定：①根据原始资料可知，变电所最大负荷为210MVA；最小负荷为130MVA；变压器总容量为300MVA；该容量能够满足变电所建成后5～10年的负荷发展。

②当1台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间内，应选择。

保证用户的一级和二级负荷。

每台变压器容量一般按 S＝0.6PM根据以上要求，确定本设计中的主变压器为两台，每台的容量为150MVA。

2.主变中性点接地方式的确定：按照设计规范的要求：主变的110～500KV侧采用中性点直接接地方式；双母线接线接有两台及以上主变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。

根据以上要求，确定本设计中的主变压器采用：110KV侧的中性点通过隔离开关接地；220KV侧中性点死接地的方式。

3.主变压器绕组数量和连接方式的确定：根据原始资料可知，变电所主变压器的中压侧有10回出线；低压侧有24回出线；且中、低压侧输出功率大。

因此确定选择为：普通型三绕组的主变压器，其连接方式为Yn，yno，d11。

4.主变压器调压方式及额定电压的确定：考虑到220KV系统电压变化率小，不宜采用有载调压方式。

所以确定选择：主变压器为无励磁调压方式。

高压绕组额定电压选择为：242±2×2.5％，其输入电压在229.9～254.1 KV之间可调，能够覆盖可能出现的最高或最低运行电压。

综上所述，确定选择变电所主变压器为：SFPS7-150000/220型。

其型号意义如下：S—三相； F—风冷式； P—强迫油循环； S—三绕组； 7—设计序号其主要参数如下：（二）站用变压器选择说明站用变压器为变电所提供保护、控制和生活的电源，是变电所必不可少的设备之一。

其高压侧电压选择为：10±5％KV；低压侧电压选择为：0.4/0.23KV。

通过查阅《电力工程电气设计手册》，并根据该变电所10KV侧为双母线，所以选择两台站用变压器，其单台容量为315KVA。

本设计选择干式电力配电变压器作为站用变，其型号为：SG3－315/10。

五、高压电气设备选择说明（一）电气设备选择的一般原则1.应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。

2.应按当地环境条件进行校验。

3.应力求技术先进和经济合理。

4.应与整个工程的建设标准协调一致。

5.同类设备应尽量减少品种。

6.选择新产品，均应具有可靠的试验数据，并要确保运行安全。

（二）高压电气设备选择的技术条件选择的高压电气设备，应能够在长期工作条件下和发生过高压、过电流的情况下保持正常运行。

1.长期工作条件①电压：选用设备的允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug 即Umax≥ Ug②电流：选用设备的额定电流Ie不得低于所在回路的各种可能运行方式下的持续工作电流Ig 即Ie≥ Ig2.短路稳定条件①效验的一般原则高压电气设备在选定后，应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定效验。

效验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。

②短路的热稳定条件It2＞Qdf③短路的动稳定条件 ich ≤idfIch≤Idf④短路电流计算的时间tdz，系继电保护动作时间t z与断路器固有分闸时间0.05ß//之和。

即：tdz＝t z+0.05ß//本设计中的ß//＝1六、变电所10KV侧的限流措施及限流设备的选择说明为限制10KV出线及母线的短路电流，设计在10KV母线与出线断路器之间，按照每两回出线配置一台普通限流电抗器，以此将10KV侧的短路电流限制到要求值，便于合理选择10KV断路器。

根据普通限流电抗器的选择条件，确定限流电抗器的额定电流IDK为：两回出线的最大负荷电流之和。

其型号：XKK-10-600-4。

其主要参数如下：七、高压配电装置设计说明高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的经济政策，遵循有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统的条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计能够做到，技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。

变电所配电装置形式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装的要求，通过技术经济比较予以确定。

在确定配电装置形式时，必须满足以下四个要求。

1.节约用地；2.确保运行安全和操作巡视方便；3.便于检修和安装；4.节约三材，降低造价。

根据以上的原则和要求，确定高压配电装置的设计方案如下：A.220KV进出线采用户外双框架单列式高型布置。

B.110KV进出线采用户外双框架单列式高型布置。

C.10KV配电装置采用户内单层单列布置，选用装配和成套混合的配电装置。

D.户外主变压器，户外110～220KV避雷器、电压互感器、电流互感器均采用低型布置。

八、无功补偿设计方案说明根据原始资料可知，该变电所负荷的功率因数COS∮＝0.8。

如果采用在10KV 母线进行集中补偿的方案，显然是不经济的。

原因是：补偿功率大、设备安装所占面积大、投资过大。

根据分级补偿，就地平衡的原则，拟采用在10KV配电线路进行分散补偿和变电所集中补偿相结合的方案，进行无功补偿。

具体内容如下：1.通过在10KV配电线路进行的分散补偿，将10KV母线的平均功率因数由0.8提高到0.9及以上；2.变电所的集中补偿，只是作为主变励磁所耗无功的补偿。

补偿的功率可按照主变空载电流的百分比进行计算。

即：2×150000KVA×0.38％＝1140KVAR。

可选用24台单相50KVAR并联电容器，按每相4台、分为两组并接两段母线上。

九、变电所防雷保护装置设计说明（一）防雷保护的范围及措施1.防雷保护的范围：①户外各电压等级的配电装置，包括组合母线和母线走廊；②变电所主控室和配电室。

2.防雷的保护措施：① 110～220KV线路全线架设避雷线；②在各电压等级的母线端装设避雷器；③在10KV出线端装设避雷器④设计安装避雷针。