【正文】 220kV 常熟變電所初步設計目 錄課程設計任務書 3摘 要 6第1章 引言 7 變電站的重要性 7 7第2章 電氣主接線的設計 9 電氣主接線設計概述 9 主接線的基本接線形式及其特點 11 電氣主接線的確定 13第3章 主變壓器的選擇 15 主變壓器臺數(shù)和容量的確定 15 主變壓器型式的選擇 16 17第4章 短路電流計算 18 電路各元件參數(shù)標幺值的計算 18 三相短路電流計算 20第5章 導體和電氣設備的選擇 26 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 27 電流互感器的選擇 37 電壓互感器的選擇 43 45 52第6章 高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設計 54 配電裝置的要求 54 配電裝置的分類 55 配電裝置的應用 55 配電裝置的設計要求及步驟 56 屋內(nèi)配電裝置的布置原則 57 本設計中配電裝置的確定 59第7章 所用電的設計 61 所用電源數(shù)量及容量 61 所用電源引接方式 62第8章 防雷和接地設計 64 防雷設計 64 接地設計 70第9章 保護配置 72 變壓器的保護配置 72 母線的保護配置 73第10章 總結(jié) 74參考文獻 75附圖（主接線） 76附圖（35kV開關(guān)柜） 77課程設計任務書題目：220KV常熟變電所初步設計（部分內(nèi)容）一、原始資料 簡化的220KV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)（遠景1998年） 線路數(shù)及負荷（1） 220KV線路遠景六回（望亭，蘇南500KV變，沙洲，蘇州和昆山，衛(wèi)東）。主母線最大穿越功率為268MVA。（2） 110KV線路遠景六回（沙溪，梅李，蘇州，大義，太倉和備用1回），一路出線的最大負荷為39MW。1998年本側(cè)最大負荷為111MW。 。（3） 35KV出線遠景共8回（白茆，梅李，北門，地機，國棉，化肥廠，練塘，常熟），。 靜止無功補償二組30MVAR。35KV線路總長158KM，電纜總長為150M。 變電所出線方向：220KV向東，110KV向南，35KV向西。 經(jīng)過規(guī)劃得工程選所的技術(shù)經(jīng)濟比較，所址選在常熟南門的郊區(qū)，距市區(qū)約1KM左右，該所址接近負荷中心，便于各級電壓線路的引入和引出，離220KV望衛(wèi)線近，便于開斷環(huán)入。所址位于虞山鎮(zhèn)近郊，滬——虞——宜公路之南，蘇虞公路之東，交通運輸方便。該區(qū)地勢平坦，地耐力較高，具有適宜的地質(zhì)條件，且環(huán)境條件也較好，為非污穢區(qū)。所址標高在百年一遇的洪水位之上。離市區(qū)近，生產(chǎn)和生活用水方便，職工生活也方便。介所址處在高產(chǎn)良田區(qū)。 本所有220KV，110KV，35KV三個電壓等級，它東連衛(wèi)東，南連望亭、蘇州，西連沙洲，并接入500KV蘇南變電所，匯集系統(tǒng)中多個電源，同時它還承擔常熟市和昆山，太倉地區(qū)逐年增長的部分負荷的供電，地位重要，為220KV樞紐變電所。 所用負荷經(jīng)統(tǒng)計如下：動力負荷：171KW；照明負荷：61KW；加熱電源：20KW。 環(huán)境條件（1） 所址當?shù)啬曜罡邷囟? 年最低溫度 年平均最高溫度 年平均最低溫度 歷年平均溫度 最熱月（7月）平均 最冷月（1月）平均 （2） （黃海高程系）（3） 當?shù)乩妆┤諗?shù)：歷年平均 ，最多年 55（1963）（4） 日照：歷年平均日照時數(shù)： 平均日照百分率：49%（5） 風：歷年全年主導風向：東北，東南 夏季主導風向：東南 冬季主導風向：西北 平均風速： 十分鐘平均最大風速：（1961） 瞬時最大風速：30米/秒（1977）（6） 其他從略。 年最大負荷利用小時數(shù)Tmax=5400小時。二、設計任務 主變臺數(shù)、容量及型式的選擇。 電氣主接線方案的確定。 短路電流計算。 主要電氣設備選擇。 配電裝置布置型式的確定。 電氣總平面方案確定（以框圖方式，不按比例尺寸）。 某一電壓側(cè)一個間隔斷面圖。三、設計成果 設計說明書和計算書。 圖紙：（1） 電氣主接線圖1張。（2） 電氣總平面布置示意性框圖。（3） 某一電壓側(cè)某一間隔斷面圖。四、參考文獻資料 發(fā)電廠電氣部分（統(tǒng)編教材）華中工學院主編 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料 天津大學 黃純?nèi)A編 電力工程設計手冊（第一冊）西北及東北電力設計院編 電力工程電氣設計手冊 電氣一次部分 水利電力部西北電力設計院編摘 要變電所是電力系統(tǒng)的重要的組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電力主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系這全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定型因素。這次畢業(yè)設計，是在課程理論知識學習完成后的一次實踐性設計，使基礎(chǔ)知識與實際操作緊密聯(lián)系。本次課程設計內(nèi)容為對220kV常熟變電所的初步設計。主要介紹了220kV變電所電氣一次部分的設計內(nèi)容和設計方法。設計的內(nèi)容包括220kV變電所的電氣主接線的選擇，主變壓器、所用變壓器的選擇，母線、斷路器和隔離開關(guān)的選擇，互感器的配置等。此外還進行了部分器件的保護配置和防雷保護的簡要概述。關(guān)鍵詞：變電站 主接線 第1章 引言 變電站的重要性變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用，直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。變電站按其分類的原則不同可劃分出許多類型，比如按變電站容量和饋線的多少可以分為大、中、小型變電站；按供電對象的差異可以分為城鎮(zhèn)變電站、工業(yè)變電站和農(nóng)業(yè)變電站；按變電站在電力系統(tǒng)中的地位分為樞紐變電站、中間變電站、地區(qū)變電站和終端變電站；按電壓等級可以分為超高壓、高壓、中壓變電站和低壓變電站；按是否有人正常運行值班可分為有人值班變電站，無人值班變電站等。變電站的電氣設備可劃分為一次設備和二次設備兩大類。一次設備是直接進行電能生產(chǎn)轉(zhuǎn)換和輸配的設備，包括同步發(fā)電機、電力變壓器、電動機、斷路器、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)、避雷器、互感器、消弧線圈、補償電容器或調(diào)相機等，都是電壓高、電流大的強電設備，它們的安全可靠性是變電站最關(guān)心的頭等大事。二次設備是對一次設備和系統(tǒng)進行檢測、控制、調(diào)節(jié)、保護并與上級有關(guān)部門和電力用戶進行聯(lián)絡通信的有關(guān)設備，主要包括各種繼電保護裝置和自動裝置，測量與監(jiān)控設備、直流電源和遠動通信設備等。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),由電氣設備及配電線路按一定的接線方式所組成；它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，將電能安全、可靠、經(jīng)濟地送到每一個用電設備的裝設場所，并利用電氣控制設備來決定用電設備的運行狀態(tài)，最終使電能為國民經(jīng)濟和人民生活發(fā)揮巨大的作用。變電站的設計應根據(jù)工程的年發(fā)展規(guī)劃進行，做到遠近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關(guān)系，適當考慮擴建的可能。變電站的設計，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，結(jié)合國情合理地確定設計方案；必須堅持節(jié)約用地的原則；同時還應符合現(xiàn)行的國家有關(guān)標準和規(guī)范的規(guī)定。 原始資料簡要分析 建設規(guī)模：電壓等級為220/110/ 待建變電所地位為220kV樞紐變電所。 220kV進出線六回，110kV進出線六回，35kV進出線八回。本設計中各級電壓側(cè)年最大負荷利用小時數(shù)為： 220kV側(cè) Tmax=5400小時/年 110kV側(cè) Tmax=5400小時/年 35kV 側(cè) Tmax=5400小時/年根據(jù)以上年最大負荷利用小時數(shù)，可查表得出導體經(jīng)濟電流密度，進而按照經(jīng)濟電流密度進行母線截面的選擇。 所址概述：該變電所地勢較平，地耐力較高，環(huán)境條件較好，交通便利，出線走廊開闊，地該所接近負荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求，離市區(qū)近，生產(chǎn)和生活方便。所用負荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為61kW，加熱電源20kW，鍋爐動力、檢修間動力、主變冷卻裝置動力等為171kW。 根據(jù)以上所用負荷，可確定所用電設計的相關(guān)情況，如對所用變壓器和所用主接線進行設計。 第2章 電氣主接線的設計發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設備，按一定順序連接的，用以表示生產(chǎn)、匯集和分配電能的電路。電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)，代表了發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護配置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性起決定性的作用。 電氣主接線設計概述 對電氣主接線的基本要求 電氣主接線的基本要求：（1）電氣主接線應根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。對三類負荷以一個電源供電即可。對一類負荷和二類負荷占大多數(shù)的用戶應由兩個獨立電源供電，其中任一電源必須在另一電源停止供電時，能保證向重要負荷供電。（2）電氣主接線應具有一定得靈活性和方便性，以適應電氣裝置的各種運行狀態(tài)。不僅要求在正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或設備檢修及故障時，也能適應調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。（3）電氣主接線應在滿足上述要求的前提下，盡可能經(jīng)濟。應盡量減少設備投資費用和運行費用，并盡量減少占地面積，同時注意搬遷費用、安裝費用和外匯費用。（4）具有發(fā)展和擴建的可能性。電氣主接線在設計時應盡量留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，同時還要兼顧到從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下完成過渡方案的實施。 變電所電氣主接線的設計原則變電所主接線的設計必須滿足上述四個基本要求，以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設方針、政策及有關(guān)技術(shù)規(guī)范為準則，結(jié)合工程具體特點，準確地掌握基礎(chǔ)資料，做到既要技術(shù)先進，又要經(jīng)濟實用。我國《變電所設計技術(shù)規(guī)程》對主接線設計作了如下規(guī)定：在滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的接線。在110~220kv變電所中，當出線為2回時，一般采用橋型接線；當出線不超過4回時，一般采用單母線分段接線；當樞紐變電所的出線在4回及以上時，一般采用雙母線。在35kv變電所中，當出線為2回時，一般采用橋型接線；當出線為2回以上時，一般采用單母線分段或單母線接線。出線回路數(shù)和電源數(shù)較多的污穢環(huán)境中的變電所，可采用雙母線接線。在6~10kv變電所中，一般采用單母線接線或單母線分段接線。旁路設施可按主接線基本形式中所述的情況設置。 電氣主接線的設計步驟電氣主接線的設計伴隨著發(fā)電廠或變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，經(jīng)歷可行性研究階段、初步設計階段、技術(shù)設計階段和施工設計等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度，廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。 對原始資料進行綜合分析（1）變電所的情況，包括變電所的類型，在電力系統(tǒng)中的地位和作用，近期及遠景規(guī)劃容量，近期和遠景與電力系統(tǒng)的連接方式和各級電壓中性點接地方式、最大負荷利用小時數(shù)及可能的運行方式等。（2）負荷情況，包括負荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。電力負荷的原始資料室設計主接線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，應在電力負荷預測的基礎(chǔ)上確定，其準確性直接影響主接線的設計質(zhì)量。（3）環(huán)境條件，包括當?shù)氐臍鉁?、濕度、污穢、覆冰、風向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。這些對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響，必須予以重視；此外，對重型設備的運輸，也應充分考慮。（4）設備情況。為使所設計的主接線可行，必須對各主要電器的性能、制造能力、供貨情況和價格等資料匯集并進行分析比較，保證設計具有先進性、經(jīng)濟性和可行性。 確定主變壓器的容量和臺數(shù)變電所主變壓器的容量，一般應按5~10年規(guī)劃負荷來選擇，根據(jù)城市規(guī)劃、負荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定。對重要變電所，應考慮當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在記及過負荷能力允許時間內(nèi)，應滿足Ⅰ類及Ⅱ類負荷的供電；對一般性變電所，當1臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應能滿足全部負荷的70﹪至80﹪。變電所主變壓器的臺數(shù)，對于樞紐變電所在中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，以設置2臺主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設3臺主變壓器，以提高供電可靠性。 主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對電源盒出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等，可擬定出若干個主接線方案。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2～3個技術(shù)上相當，又都能滿足任務書要求的方案，在進行經(jīng)濟比較。對于在系統(tǒng)中占有重要地位的大容量變電所的主接線，還應進行可靠性定量分析計算比較，最終確定出在技術(shù)上合理、經(jīng)濟上可行的最終方案。所用電源的引接確定所用電源的引接方式。 短路電流計算和主要電氣選擇對所選的電氣主接線進行短路電流計算，并選擇合理的電氣設備。繪制電氣主接線圖對最終確定的主接線，按工程要求繪制工程圖。 主接線的基本接線形式及其特點電氣主接線的型式是多種多樣的