【正文】 華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）220KV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。設(shè)計(jì)是否合理，不僅直接影響基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。　　變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng) 現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)?！　￡P(guān)鍵詞：變電站、負(fù)荷、變壓器、電氣主接線、220KV substation system design timeAbstractWith economic development and the rapid rise of modern industrial construction, power supply system design more prehensive, systematic, plant fastgrowing consumption of electricity, for power quality, technical and economic conditions, supply reliability index is also increasing, so of power supply design have higher and better requirements. Whether the design is reasonable, not only a direct impact on infrastructure investment, operation costs and the consumption of nonferrous metals, will be reflected in the electricity supply reliability and security of production, its economic benefits of enterprises, equipment, personal safety are closely linked.Substation is the power system, an important ponent of, from electrical equipment and wiring distribution network according to a certain mode of position, he obtained from the energy power system, through its transformation, distribution, transport and protection functions, and then energy security, reliable and economical transportation to every electrical equipment, turnbased sites. As a power transmission and control hub, substation must change the traditional design and control mode, to adapt to the modern power systems, modern industrial production and social life trends. With puter technology, modern munications and network technology development,For the current substation monitoring, control, protection and measuring devices and systems provide a separate state of optimal bination and system integration technology base.Key words： substation, load, transformers, main electrical wiring,59目 錄前言………………………………………………………………… ………………1第1章 對(duì)原始資料的分析…………………………………… ………… ………3 所設(shè)計(jì)變電所的特點(diǎn)…………………………………………… ………3 變壓器初選方案的選擇………………………………………… ………3 電氣主接線方案的選擇…………………………………… ……………4第2章 變電所電氣主接線方案設(shè)計(jì)………………………………………………5 電氣主接線設(shè)計(jì)原則和要求………………………………………………5 接線方案特點(diǎn)及其最佳接線方案的確定…………………………………6 主變壓器選擇………………………………………………………………10 兩個(gè)初選電氣主接線方案圖………………………………………………12 初選電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較……………………………………12 本所方案的評(píng)定……………………………………………………………19第3章 變電所電氣主接線短路電流計(jì)算…………………………………………22 概述…………………………………………………………………………22 計(jì)算短路電流的標(biāo)幺制方法………………………………………………25 短路電流的實(shí)用計(jì)算法……………………………………………………25 短路電流計(jì)算過(guò)程及結(jié)果…………………………………………………26第4章 主要電器設(shè)備選擇………………………………………………………… 31 電器的選擇條件……………………………………………………………31 高壓斷路器及選擇…………………………………………………………32 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇………………………………………………………34 電流互感器的選擇…………………………………………………………36 電壓互感器的選擇…………………………………………………………37 匯流母線的選擇……………………………………………………………39 避雷器的選擇………………………………………………………………46第5章 220KV和110KV屋外配電裝置造型…………………………………………51 概述…………………………………………………………………………51 220KV和110KV屋外配電裝置造型…………………………………… …51第6章 二次系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及自動(dòng)裝置配置……………………… …………… …53…………………………………………………… …53 自動(dòng)裝置的配置……………………………………………………………… …57致 謝……………………………………………………………………… ……58參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… ……59附 錄………………………………………………………………………………59前 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：220KV變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容是：電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流和高電壓的網(wǎng)絡(luò)，也稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它直接影響變電所運(yùn)行的可靠性，靈活性并對(duì)選擇配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。電氣主系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是：以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，以我國(guó)能源和電力建設(shè)的方針政策，技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩；結(jié)合所設(shè)計(jì)變電所實(shí)際情況，據(jù)對(duì)電氣主接線的基本要求（供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展余地），進(jìn)行技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，辨證地統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，合理選擇主接線方案，達(dá)到設(shè)計(jì)方案的先行性與可行性。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所列具體設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容進(jìn)行：第1章，任務(wù)書(shū)所給原始資料進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，得出所設(shè)計(jì)變電所屬于地區(qū)重要變電所；據(jù)變電所三個(gè)電壓等級(jí)的出線回路數(shù)（220KV2回,110KV7回,35KV6回）和主變壓器負(fù)荷（S220max=150MVA,S220min=90MVA,。S110max=100MVA,S110min=60MVA。S35max=50MVA,S35min=30MVA）及要求（臺(tái)數(shù)兩臺(tái)，總?cè)萘?80MVA；當(dāng)其中一臺(tái)變壓器斷開(kāi)后，另一臺(tái)變壓器承擔(dān)50%以上負(fù)荷）。提出：可供選擇的兩個(gè)主變壓器方案：兩臺(tái)90MVA普通三繞組方案和兩臺(tái)90MVA三繞組自耦方案；可供選擇的三種接線方案：?jiǎn)文阜侄谓泳€、雙母線接線和帶旁母接線。第2章，進(jìn)行電氣主接線方案設(shè)計(jì)。首先對(duì)第一章所列三個(gè)電壓等級(jí)電氣主接線方案進(jìn)行定性的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)比較，選出最終的接線形式均為雙母帶旁母（有專用旁路斷路器）接線。其次選出具體的主變壓器方案，組成二個(gè)電氣主系統(tǒng)方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較。最后進(jìn)行兩個(gè)初選方案的評(píng)定，辨證地統(tǒng)一可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，經(jīng)綜合考慮，決定選用兩臺(tái)普通三繞組方案為設(shè)計(jì)最終方案。第3章，進(jìn)行主要電氣選擇所需的短路電流計(jì)算。本次設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算采用標(biāo)幺制方法和實(shí)用運(yùn)算曲線法。經(jīng)分析，短路類型采用三相短路，短路計(jì)算點(diǎn)選為三個(gè)母線短路：d1(3)220KV,d2(3)110K，d3(3)35KV。首先畫(huà)出短路計(jì)算接線圖和等值阻抗圖，然后分別對(duì)三個(gè)短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算：等值網(wǎng)絡(luò)圖化簡(jiǎn)，得到各電源（或合并電源）對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗；求計(jì)算電抗；查運(yùn)算曲線求電器所需的短路電流標(biāo)幺值，并算出其有名值；最后列出短路電流計(jì)算結(jié)果表：I〞、ish、Itk/Itk和Qk。第4章，進(jìn)行主要電器選擇。有關(guān)電器的主要選擇項(xiàng)目（一般和特殊）和Imax(回路長(zhǎng)期持續(xù)工作電流)計(jì)算，用表格給出。有關(guān)電器選擇所需短路電流值及熱效應(yīng)值。已在第三章短路電流計(jì)算結(jié)果表中列出。電器類型應(yīng)綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、裝設(shè)地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，以及配電裝置選型等諸多因素，統(tǒng)一考慮。本次設(shè)計(jì)斷路器選用少油斷路器；隔離開(kāi)關(guān)選型有：GWGWGW7三種；電流互感器選用LCW類型；電壓互感器選用JDCF和JDJJ類型；匯流母線選用鋁錳合金管型母線：LF21Yφ130/φ116。避雷器選用氧化鋅避雷器。均以電器選擇結(jié)果表列出。第5章，進(jìn)行220KV和110KV屋外配電裝置選型設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)分析論證比較，220KV選用分相中型（硬母線）屋外配電裝置通用設(shè)計(jì)（1979年）；110KV選用半高型（硬母線）屋外配電裝置。最后，附有電氣主接線圖（A2）一張。 第1章 對(duì)原始資料的分析 所設(shè)計(jì)變電所的特點(diǎn)：設(shè)計(jì)變電所為大型地區(qū)性樞紐變電所，其設(shè)計(jì)容量為180MVA，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，可歸于地區(qū)重要變電所，電壓220KV位于地區(qū)網(wǎng)絡(luò)的樞紐點(diǎn)上，高壓220KV一方面起交換功率的作用，由系統(tǒng)以兩回線連接本所，又從本所以兩回線連至另一變電所；另一方面高壓側(cè)又通過(guò)220KV系統(tǒng)來(lái)的兩回線接受功率，向地區(qū)110KV中壓側(cè)和附近的低壓側(cè)以35KV供電，所以稱之為220KV地區(qū)重要變電所。全所停電后，將引起地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個(gè)地區(qū)供電，因此該變電所主接線設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必著重考慮其可靠性與靈活性。從負(fù)荷特性和電壓等級(jí)可知，它具有220KV、110KV、35KV三級(jí)電壓，進(jìn)出線220KV側(cè)4回，110KV側(cè)6回，35KV側(cè)8回。裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)其中一臺(tái)主變壓器斷開(kāi)時(shí)，另一臺(tái)主變壓器要求承受50%以上負(fù)荷。具體可歸結(jié)為下表所示。表11 具體要求電壓等級(jí)進(jìn)出線回路數(shù)負(fù)荷（MVA）對(duì)主變壓器要求SmaxSmin220KV2回（1回接220KV系統(tǒng)，1回連至另一地區(qū)變電所）15090臺(tái)數(shù)兩臺(tái)，總?cè)萘繛?80MVA，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器斷開(kāi)后，另一臺(tái)主變壓器承擔(dān)50%以上負(fù)荷。110KV7回（4回供110KV地區(qū)負(fù)荷，3回聯(lián)絡(luò)線連至110KV系統(tǒng)，作本所110KV地區(qū)負(fù)荷備用）1006035KV6回（全部為負(fù)荷供電回路）5030 本所可供選擇的幾個(gè)變壓器初步方案（型式、臺(tái)數(shù)、容量）：變壓器的型式按繞組數(shù)分為雙繞組、三繞組和自耦變壓器低壓繞組分裂式等。對(duì)330KV及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中，一般采用三相變壓器，因?yàn)?，單相變壓器組的占地大、運(yùn)輸難。而所設(shè)計(jì)變電所具有3種電壓等級(jí)，雖然選用一臺(tái)變壓器的投資和各輔助設(shè)備比兩臺(tái)少而通過(guò)主變壓器各側(cè)功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，否則繞組不能充分利用。自耦變壓器與同容量的普通變壓器相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，在220/110KV變電所中，宜優(yōu)先考慮選用自耦變壓器。主變壓器一般采用三繞組變壓器。本所，單臺(tái)變壓器選為90MVA時(shí)，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器斷開(kāi)后，可帶負(fù)荷的比重為：90/150100%=60%，滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所提50%的要求。最小負(fù)荷時(shí)，單臺(tái)變壓器各側(cè)繞組占變壓器額定容量的比分別為：220KV側(cè)：45/90100%=50%；110KV側(cè)：30/90100%=%；35KV側(cè)：15/90100%=%，滿足三繞組和