【正文】 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計方案書 課程設(shè)計 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計 課程名稱： 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計 指導(dǎo)老師： 姓 名： 年 級： 2021 級 專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化一班 學(xué) 號： 202130530117 學(xué)習(xí)時間： 2021 年 6 月 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計方案書 目 錄 第一部分 變電站（所）電氣一次部分任務(wù)說明書 一、 原始資料 ................................................................................................................1 第二部分 變電站（所）電氣一次部分設(shè)計說明書 一、 電氣主接線設(shè)計 ....................................................................................................2 二、 主變壓器的選擇 ....................................................................................................8 三、 站（所）用變壓器的選擇 ....................................................................................9 四、高壓電氣設(shè)備的選擇 ..........................................................................................11 高壓斷路器的選擇及校驗 ..................................................................................12 隔離開關(guān)的選擇及校驗 ......................................................................................14 電流互 感器的選擇及校驗 ..................................................................................16 電壓互感器的選擇及校驗 ..................................................................................18 高壓熔斷器的選擇及校驗 ..................................................................................20 母線選擇及校驗 ..................................................................................................21 電纜選擇及校驗 ..................................................................................................23 五、 防雷及過電壓保護(hù)裝置設(shè)計 ..............................................................................24 避雷針 ..................................................................................................................24 避雷器 ..................................................................................................................25 第三部分 變電站（所）電氣一次部分設(shè)計計算書 一、負(fù)荷計算 ..............................................................................................................29 主變負(fù)荷計算 ......................................................................................................29 站用變負(fù)荷計算 ..................................................................................................31 二、短路電流計算 ......................................................................................................31 三、電氣設(shè)備選擇及校驗計算 ..................................................................................38 高壓斷路器的選擇及校驗 ..................................................................................39 隔離開關(guān)的選擇及校驗 ......................................................................................41 電流互感器的選擇及校驗 ..................................................................................43 電壓互感器的選擇及校驗 ..................................................................................45 高壓熔斷器的選擇及校驗 ..................................................................................46 母線選擇及校驗 ..................................................................................................46 電纜選擇及校驗 ..................................................................................................50 四、防雷保護(hù)計算 .....................................................................................................52 結(jié)束語 ..........................................................................................................................53 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................54 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計方案書 1 第一部分 變電站（所）電氣一次部分任務(wù)說明書 一、 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計原始資料 1．地區(qū)電網(wǎng)的特點 本地區(qū)變電站通過兩回線（架空線 100km）從系統(tǒng)獲取電能，（每回架空 線的單位長度等值電抗 = 歐 /km） 2．建站規(guī)模 （ 1）變電站類型： 220kV 變電工程 （ 2）電壓等級： 220kV 、 110kV、 35kV （ 3）出線回數(shù)及傳輸容量 表 ：各電壓等級出現(xiàn)回路電氣情況 電壓 負(fù)荷 名稱 每回最大負(fù)荷 （ KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度 （ km） 110KV 區(qū)變 1 5000 2 架空 15 區(qū)變 2 5600 1 架空 7 區(qū)變 3 2300 2 架空 10 備用 2 35KV 鄉(xiāng)區(qū)變 1200 2 架空 5 汽車廠 1 870 1 電纜 4 煤場 1000 2 架空線 10 材料廠 890 1 電纜 2 加工廠 880 1 電纜 3 備用 2 3．環(huán)境條件 變電所位于某城市， 地勢平坦，交通便利，空氣受污染較輕。平均海拔 1100 米，最高氣溫 35℃，最低氣溫 3℃，年平均雷電日 88 日 /年，土壤電阻 率高達(dá) 100? .M 4．短路阻抗 系統(tǒng)作無窮大電源考慮 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計方案書 2 第二部分 變電站（所）電氣一次部分設(shè)計說明書 一、電氣主接線設(shè)計 1．電氣主接線設(shè)計的原則 （ 1）根據(jù)發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位和作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性要求。變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用是 決定主接線的主要因素。變電站是樞紐變電站、地區(qū)變電站、終端變電站、企業(yè)變電站還是分支變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。 （ 2）主接線的設(shè)計除考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求外，還應(yīng)滿足電網(wǎng)出現(xiàn)故障時應(yīng)急處理的要求。 （ 3）各種配電裝置接線的選擇，要考慮配電裝置所在發(fā)電廠和變電所的性質(zhì)、電壓等級、進(jìn)出口出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況、供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運行習(xí)慣等因素。 （ 4）近期接線與遠(yuǎn)期接線相結(jié)合，方便接線的過渡。變電站主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)5~10 年電力系 統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長速度及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式及站連接電源數(shù)和出線回數(shù)。 （ 5）進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。 2．電氣主接線設(shè)計的要求 根據(jù)有關(guān)規(guī)定：變電站電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，變電站的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)線路變壓器的連接、元件總數(shù)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過度或擴建等要求。 （ 1）可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電，衡量可靠性 的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐。主接線的可靠性是由其組成元件（包括一次和 220kV 地區(qū)變電站電氣一次部分設(shè)計方案書 3 二次設(shè)備）在運行中可靠性的綜合。因此，主接線的設(shè)計，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性并不是絕對的而是相對的，一種主接線對某些變電站是可靠的，而對另一些變電站則可能不是可靠的。評價主接線可靠性的標(biāo)志如下： 1）斷路器檢修時是否影響供電； 2）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電； 3）變電站全部停電的可能性。 （ 2）靈 活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： 1）調(diào)度靈活，操作方便?？伸`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷；能夠滿足系統(tǒng)在正常、事故、檢修及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 2）檢修安全?？煞奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電器保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，且不影響對用戶的供電。 3）擴建方便。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，往往需要對已經(jīng)投運的變電站進(jìn)行擴建，從變壓器直至饋線數(shù)均有擴建的可能。所以，在設(shè)計主接線時，應(yīng)留有余地，應(yīng)能容易地從初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設(shè)備改造量最小。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性 可靠性和靈活性是主接線設(shè)計中在技術(shù)方面的要求，它與經(jīng)濟(jì)性之間往往發(fā)生矛盾，即欲使主接線可靠、靈活，將可能導(dǎo)致投資增加。所