毕业设计(论文)-某220KV变电所电气设计

设计说明书

一、概述

1.1 设计依据及原则

根据《江苏省35-220 kV变电所设计技术导则》（2002）、《220-500kV 变电所所用电设计技术规程》（DL/T 5155-2002）、《220-500kV变电所设计技术规程》（DL/T 5218-2006）、《35-110 kV变电所设计规范》（GB50059-1992）、《继电保护和安全自动装置技术规范》（GB14285-2006）、《高压配电装置设计技术规程》（DL/T 5352-2006）以及给定的《“电力系统自动化专业”毕业设计任务书》，并依据5-10年电力系统发展规划进行设计，力求做到供电可靠、调度灵活、检修方便和投资经济。

1.2系统概况

待建变电所的电压等级为220kV/110kV/10kV，220kV是本变电所的电源电压，110kV和10kV是二次电压。

待建变电所位于城市近郊，地势平坦，交通方便，主要承担开发区炼钢厂供电任务，另外还有变电站附近的汽车厂、电机厂、矿机厂、机械厂、炼油厂、饲料厂等重要用户。220kv 4回出线作为本所电源，2回线来自系统，2回线来自相临变电站，110kv 2回出线供炼钢厂负荷，10kv 11回出线供周围负荷。该变电所为枢纽变电所。

1.3设计规模

1.110KV线路2回，最大负荷为43MW. 负荷功率因数0.95.

2.10KV出线共11回，本侧最大出线总负荷为9.3MW，负荷功率因数平均为0.85。

3.年最大负荷利用小时数T max=5600小时，同时率0.9，线路损耗6％。

1.4环境条件

1.当地年最高温度40℃。

2.最热月（7月）平均温度28℃。

二、主变压器的选择

1.主变压器形式的选择

1.1相数的确定

根据《220～500kV变电所设计技术规程》（DL/T 5222-2005）第7.7.2条规定，“与电力系统连接的220～330kV变压器若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。”

本变电所“地势平坦，交通方便”，应当选用三相变压器。

1.2绕组数确定

根据《220～500kV变电所设计技术规程》（DL/T 5222-2005）第7.2.4条220～330kV具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器，当中性点接地方式允许时采用自耦变压器。

根据待建变电所电压等级和负荷情况，选择三绕组变压器。

1.3调压方式的确定

用户为钢厂、厂矿生产企业，电压波动大，用户对供电质量要求较高，需要经常调压，故选择有载调压变压器

2.主变容量和台数的确定

相关的设计规范规定：选择的变压器容量Se需要满足下列两个条件：①Se≥0.7Smax;②Se≥Simp。其中，Smax为变电所的最大负荷容量；Simp 为变电所的全部重要负荷容量

通过计算（详见计算书），最后选择变压器的容量S e=40000KVA。考虑到重要负荷较多及今后的发展，故选择2台主变压器

综上所述：该变电所选择2台3相3绕组有载调压变压器

型号为 SFSZ-40000KVA/220+8×1.25%/121/10.5

主要技术参数如下：

额定容量比：100/100/50

额定电压比：220+8×1.25%/121/10.5

联系组标号：YN，a0，d11

空载损耗P0：38KW

空载电流I0：0.9%

阻抗电压：U（1-2）% = 10 U（1-3）% =30 U（2-3）% = 20

三、主接线的确定

变电所主接线的设计应根据变电所在电力系统中的地位、出线回路数、设备特点、负荷性质、周围环境及变电所的规划容量等条件和具体情况确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方面、节约投资和便于扩建等要求。

主接线的可靠性和经济性应综合考虑，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积少，电能损耗少，年费用（投资与运行）为最小。

1.220KV接线方式

方案一：采用单母线带旁路母线，该接线简单清晰，投资较小，运行操作简单，任一出线或主变间隔短路器检修，不需对外停电，但母线检修或故障时220KV配电装置需要全停。考虑到钢厂、厂矿用户的重要性，该接线方式不宜采用。

方案二：采用双母接线，该接线双回电源进线，两台主变运行在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一母线检修不会影响线路送电，母线故障时也只影响部分负荷。

由于考虑到负荷重要性，目前SF6短路器可靠性较高，采用双母接线供电可靠性亦能得到可靠保证，故采用双母接线方式。

2.110KV接线方式(110KV 2回出线)

方案一:可采用线路变压器组，投资少，接线简单清晰，缺点变压器检修或故障时，线路只有一条运行，降低了用户的供电可靠性。

方案二:采用内桥接线，也是比较经济的接线方式，线路停电方便，变压器停电相对复杂，但考虑供电可靠性,故110KV系统采用内桥接线方式。

3.10KV接线方式

10KV 11条出线，重要用户均采用双回路，由于10KV断路器性能可靠，不考虑增设旁路。考虑到系统无功负荷较大，为改善系统电压，同时提高变压器的输送能力，增设二组10KV电容器。10KV系统采用单母分段接线方式亦能满足供电可靠性要求。变电所主接线见图

四、短路电流计算

为了保证电力系统安全运行，在设计选择电器设备时，都要用可能流经设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置能够自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和电气设备的选择均需要短路电流数据。因此短路电流计算是变电所设计的重要内容之一。

系统在不同运行方式下的短路电流（KA）

短路地点运行方式I" I

t/2 I

t

I sh

220KV侧双母线并列运行39.058 23.48 23.187 99.425 110KV侧

两台主变并列运行 3.804 3.804 3.804 9.682 一台主变停运 1.951 1.951 1.951 4.966 10KV侧

两台主变并列运行8.701 8.701 8.701 22.149 一台主变停运 4.374 4.374 4.374 11.134 注：短路电流计算详见短路电流计算书