【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：題目名稱 220kV變電站設(shè)計(jì) 題目來源 現(xiàn) 場 二、目的和意義本設(shè)計(jì)充分應(yīng)用和鞏固所學(xué)專業(yè)知識(shí)，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置和高電壓技術(shù)等課本知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際運(yùn)算，加深學(xué)生對(duì)在校期間所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，提高學(xué)生分析計(jì)算的能力，訓(xùn)練學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和創(chuàng)造能力，使學(xué)生在行將畢業(yè)參加工程實(shí)際工作之前得到電氣設(shè)計(jì)工程師的初步訓(xùn)練，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、原始資料建設(shè)規(guī)模：該變電所主變采用2120MVA,其電壓等級(jí)為220/110/，220kV進(jìn)出線四回，110kV進(jìn)出線八回，35kV進(jìn)出線八回。該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及發(fā)展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長率為10%，220kV系統(tǒng)短路容量為5600MVA，110kV系統(tǒng)短路容量為600MVA本設(shè)計(jì)中各級(jí)電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 220kV側(cè) Tmax=3600小時(shí)/年 110kV側(cè) Tmax=4600小時(shí)/年 35kV側(cè) Tmax=4000小時(shí)/年所用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為60kW，鍋爐動(dòng)力、檢修間動(dòng)力、主變冷卻裝置動(dòng)力等為250kW。所址概括：該變電所地勢(shì)較平，占地面積大，交通便利，出線走廊開闊，地震烈度為7度，該所接近負(fù)荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求。四、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括的內(nèi)容原始資料的分析；變電所的主結(jié)線方案設(shè)計(jì)；主變壓器的選擇；④短路電流計(jì)算及一次設(shè)備和導(dǎo)體的選擇；⑤高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì)；⑥所用電的設(shè)計(jì)；⑦防雷和接地設(shè)計(jì)；⑧保護(hù)配置及整定計(jì)算等等。五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明書；電氣主接線圖；配電裝置圖。六、主要參考資料電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)專業(yè)課程教材七、進(jìn)度要求實(shí)習(xí)階段 第 周（ 月 日）至第 周（ 月 日）共 周設(shè)計(jì)階段 第 周（ 月 日）至第 周（ 月 日）共 周答辯日期 第 周（ 年 月 日） 八、其它要求220kV變電站設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)書主要介紹了220kV區(qū)域變電所電氣一次部分的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有220kV區(qū)域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、斷路器和隔離刀閘的選擇，互感器的配置，220kV、110kV、35kV線路的選擇和短路電流的計(jì)算。設(shè)計(jì)中還對(duì)主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。此外還進(jìn)行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，提高了整個(gè)變電所的安全性。關(guān)鍵詞：變電站；主接線；變壓器220kV substation designABSTRACT The design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and shortcircuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and puting, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and puting, increased the safety of the entire substation.Keywords: substation。 main connection。 transformer目 錄摘 要 3ABSTRACT 4第1章 引言 7 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 7 9第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 10 電氣主接線設(shè)計(jì)概述 10 主接線的基本接線形式及其特點(diǎn) 12 電氣主接線的確定 14第3章 主變壓器的選擇 18 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 18 主變壓器型式的選擇 20 21第4章 短路電流計(jì)算 22 電路各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 22 三相短路電流計(jì)算 23 兩相短路電流計(jì)算 28第5章 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇 30 斷路器和隔離開關(guān)的選擇 31 電流互感器的選擇 42 電壓互感器的選擇 48 49 56第6章 高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì) 58 配電裝置的要求 58 配電裝置的分類 59 配電裝置的應(yīng)用 59 配電裝置的設(shè)計(jì)要求及步驟 59 屋內(nèi)配電裝置的布置原則 61 本設(shè)計(jì)中配電裝置的確定 62第7章 所用電的設(shè)計(jì) 64 所用電源數(shù)量及容量 64 所用電源引接方式 65第8章 防雷和接地設(shè)計(jì) 67 防雷設(shè)計(jì) 67 接地設(shè)計(jì) 73第9章 保護(hù)配置 75 變壓器的保護(hù)配置 75 母線的保護(hù)配置 76第10章 總結(jié) 77參考文獻(xiàn) 78附錄Ⅰ：外文文獻(xiàn)原文 79第1章 引言 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字化變電站技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)以往制約數(shù)字化變電站發(fā)展的主要是IEC61850的應(yīng)用不成熟，智能化一次設(shè)備技術(shù)不成熟，網(wǎng)絡(luò)安全性存在一定隱患。但2005年國網(wǎng)通信中心組織的IEC61850互操作試驗(yàn)極大推動(dòng)了IEC61850在數(shù)字化變電站中的研究與應(yīng)用。目前IEC61850技術(shù)在變電站層和間隔層的技術(shù)已經(jīng)成熟，間隔層與過程層通信的技術(shù)在大量運(yùn)行站積累的基礎(chǔ)上正逐漸成熟。當(dāng)前的變電站自動(dòng)化技術(shù) 20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，由于半導(dǎo)體芯片技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，變電站自動(dòng)化技術(shù)也已從早期、中期發(fā)展到當(dāng)前的變電站自動(dòng)化技術(shù)階段。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對(duì)的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)，在中低壓系統(tǒng)采用物理結(jié)構(gòu)和電器特性完全獨(dú)立，功能上既考慮測控又涉及繼電保護(hù)這樣的測控保護(hù)綜合單元對(duì)應(yīng)一次系統(tǒng)中的間隔出線，在高壓超高壓系統(tǒng)，則以獨(dú)立的測控單元對(duì)應(yīng)高壓或超高壓系統(tǒng)中的間隔設(shè)備；變電站層主單元的硬件以高檔32位工業(yè)級(jí)模件作為核心，配大容量內(nèi)存、閃存以及電子固態(tài)盤和嵌入式軟件系統(tǒng)；現(xiàn)場總線以及光纖通信的應(yīng)用為功能上的分布和地理上的分散提供了技術(shù)基礎(chǔ)；網(wǎng)絡(luò)尤其是基于TCP/IP的以太網(wǎng)在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中得到應(yīng)用；智能電子設(shè)備（IED）的大量應(yīng)用，諸如繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、電源、五防、電子電度表等可視為IED而納入一個(gè)統(tǒng)一的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中；與繼電保護(hù)、各種IED、遠(yuǎn)方調(diào)度中心交換數(shù)據(jù)所使用的規(guī)約逐漸與國際接軌。這個(gè)時(shí)期國內(nèi)代表產(chǎn)品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列?！?國外變電站自動(dòng)化技術(shù) 　　國外變電站自動(dòng)化技術(shù)是從20世紀(jì)80年代開始的，以西門子公司為例，該公司第一套全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)LSA678早在1985年就在德國漢諾威正式投入運(yùn)行，至1993年初，已有300多套系統(tǒng)在德國和歐洲的各種電壓等級(jí)的變電站運(yùn)行。在中國，1995年亦投運(yùn)了該公司的LSA678變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。LSA678的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有兩類，一類是全分散式，另一類是集中和分散相結(jié)合，兩類系統(tǒng)均由6MB測控系統(tǒng)、7S/7U保護(hù)系統(tǒng)、8TK開關(guān)閉鎖系統(tǒng)三部分構(gòu)成。原始變電站自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問題 資料分目前國際上關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)的國際標(biāo)準(zhǔn)還沒有正式公布，國內(nèi)也沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的出臺(tái)遠(yuǎn)落后于技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇、通訊傳輸協(xié)議的采用方面存在很大的爭議，在繼電保護(hù)和變電站自動(dòng)化的關(guān)系及變電站自動(dòng)化的概念上還存在分歧。市場競爭日益激烈，不同廠家的設(shè)備質(zhì)量和技術(shù)（軟硬件方面）差異甚大，各地方電力公司的要求也不盡相同，導(dǎo)致目前國內(nèi)變電站自動(dòng)化技術(shù)千差萬別。改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，電力系統(tǒng)也獲得了前所未有的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各級(jí)調(diào)度中心需要獲得更多的信息以準(zhǔn)確掌握電網(wǎng)和變電站的運(yùn)行狀況。同時(shí)，為了提高電力系統(tǒng)的可控性，要求更多地采用遠(yuǎn)方集中監(jiān)視和控制，并逐步采用無人值班管理模式。顯然傳統(tǒng)的變電站已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。傳統(tǒng)變電站一般采用常規(guī)設(shè)備，二次設(shè)備中的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等采用電磁式或晶體管式，體積大，設(shè)備笨重，主控室、繼電保護(hù)室占地面積大。常規(guī)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，維護(hù)工作量大。因此，傳統(tǒng)變電站的設(shè)計(jì)思路和方法已經(jīng)被國內(nèi)外摒棄和淘汰。采用一種更先進(jìn)的技術(shù)改造變電站是一種必然趨勢(shì)。而變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在電力行業(yè)中已經(jīng)引起越來越多的重視，特別是近年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，并逐漸得到了國內(nèi)外很多國家的廣泛應(yīng)用。那么，何謂變電站綜合自動(dòng)化呢？它是指利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主要設(shè)備和傳、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)以及與調(diào)度通信等綜合性自動(dòng)化功能。其重要特點(diǎn)是：以分層分布結(jié)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的集中式；把變電站分為兩個(gè)層次，即變電站層和間隔層，在設(shè)計(jì)理念上不是以整個(gè)變電站作為所要面對(duì)的目標(biāo)，而是以間隔和元件作為設(shè)計(jì)依據(jù)。我國對(duì)變電站的技術(shù)研究的其中一個(gè)主要方面是在220kV及以下中低壓變電站中采用綜合自動(dòng)化技術(shù)，全面提高變電站的技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，而且技術(shù)不斷得到完善和成熟?？傮w來說，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，其優(yōu)越性主要有：提高了供電質(zhì)量、變電站的安全可靠運(yùn)行水平，降低造價(jià)，減少了投資，促進(jìn)了無人值班變電站管理模式的實(shí)行。本設(shè)計(jì)中變電站的設(shè)計(jì)思路是緊跟現(xiàn)代化國內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)最新和最權(quán)威的設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)范，采用先進(jìn)的原理技術(shù)，摒棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量優(yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，因此，在學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，全面系統(tǒng)地研究探討符合國情的變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 建設(shè)規(guī)模：該變電所主變采用2120MVA,其電壓等級(jí)為220/110/，220kV進(jìn)出線四回，110kV進(jìn)出線八回，35kV進(jìn)出線八回。根據(jù)建廠規(guī)模，對(duì)本變電所的電氣主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)確定出2～3種方案，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定出最佳方案。該地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測情況及發(fā)展：2001年負(fù)荷為60MW,負(fù)荷水平增長率為10%。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測及發(fā)展情況，可了解該地區(qū)的負(fù)荷情況及發(fā)展，根據(jù)負(fù)荷情況對(duì)主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等進(jìn)行選擇。220kV系統(tǒng)短路容量為5600MVA，110kV系統(tǒng)短路容量為600MVA。根據(jù)以上兩系統(tǒng)的短路容量，可計(jì)算出兩系統(tǒng)的綜合電抗標(biāo)幺值。進(jìn)而進(jìn)行短路電流的計(jì)算。收集、了解國內(nèi)外電氣設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，了解設(shè)備和導(dǎo)體選擇的條件，對(duì)本變電所進(jìn)行電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇。本設(shè)計(jì)中各級(jí)電壓側(cè)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 220kV側(cè) Tmax=3600小時(shí)/年 110kV側(cè) Tmax=4600小時(shí)/年 35kV側(cè) Tmax=4000小時(shí)/年根據(jù)以上年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，可查表得出導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)電流密度，進(jìn)而按照經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行母線截面的選擇。所用負(fù)荷有：主控制室照明、主建筑物和輔助建筑物照明等為60KW，鍋爐動(dòng)力、檢修間動(dòng)力、主變冷卻裝置動(dòng)力等為250KW。根據(jù)以上所用負(fù)荷，可確定所用電設(shè)計(jì)的相關(guān)情況，如對(duì)所用變壓器和所用主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)。所址概括：該變電所地勢(shì)較平，占地面積大，交通便利，出線走廊開闊，地震烈度為7度，該所接近負(fù)荷中心，區(qū)域穩(wěn)定可滿足建所要求。根據(jù)以上所址概述，可了解到該設(shè)計(jì)中變電所的周邊環(huán)境情況，可推測該所地處平原地區(qū)，占地面積大，由此根據(jù)變電所配電系統(tǒng)和配電裝置的設(shè)計(jì)原則，對(duì)本變電所進(jìn)行高壓配電系統(tǒng)及配電裝置設(shè)計(jì)；接近負(fù)荷中心，則要求供電的可靠性、調(diào)度的靈活性更高，由35kV電壓送電，該負(fù)荷側(cè)可采用雙回路送電。 第2章 電氣主接線的設(shè)計(jì)發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是指由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線和電纜等電氣設(shè)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(hù)配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性的作用。 電氣主接線設(shè)計(jì)概