【正文】 編號(hào)　　　　　　畢　業(yè)　設(shè)　計(jì)　報(bào) 告設(shè)計(jì)題目：220KV變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　　　姓　　名　　　　　　　　　專業(yè)名稱　　　　　　　　　班　　級(jí)　　　　　　　　　　指導(dǎo)老師姓名：（姓名）　　　　　　　?。▎挝唬　　　?bào)告提交日期：　答辯日期： 　　　　　　　　答辯委員會(huì)主席：　　　　　　　評(píng)　　閱　　人：　　　　　　?。ㄈ掌冢┒?0一0年四　月　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 摘 要電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn)。作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)力和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步起到了重要作用。與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分密切的關(guān)系，它不僅是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略大問題，而且與人們的日常生活、社會(huì)穩(wěn)定密切相關(guān)。本設(shè)計(jì)討論的是220KV變電站電氣部分的設(shè)計(jì)。首先對(duì)原始資料進(jìn)行分析，選擇主變壓器，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)，再進(jìn)行短路計(jì)算，選擇設(shè)備，然后進(jìn)行防雷接地以及保護(hù)、配電裝置設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：變電站；短路計(jì)算；設(shè)備選擇。目 錄1 引言 ……………………………………………………………………………… 32 原始資料的分析 …………………………………………………………… 4 ………………………………………………………………42..2原始資料分析 ………………………………………………………………53 變電站電氣主接線的確定 ……………………………………………… 6……………………………………………………………….6…………………………………………………………….10……………………………………………………………………144所用電設(shè)計(jì)……………………………………………………………………17………………………………………………………………………17……………………………………………………………………175 短路電流計(jì)算 …………………………………………………………19 作出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路圖……………………………………………19 系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 ………………………………………………………………19 短路點(diǎn)的選擇…………………………………………………………………20 計(jì)算短路電流…………………………………………………………………206 電氣設(shè)備的選擇……………………………………………………………31 變壓器變壓器的選擇……………………………………………………………31 電抗器的選擇…………………………………………………………………31 主要電氣設(shè)備的選擇……………………………………………………………317 繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置………………………………………………………488 防雷保護(hù)與接地……………………………………………………………51 ……………………………………………………………………51 避雷針防雷保護(hù)計(jì)算……………………………………………………………52 接地裝置…………………………………………………………………………57致謝 ………………………………………………………………………………58參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………59心得 ………………………………………………………………………………60第1章 引言電力事業(yè)的日益發(fā)展緊系著國(guó)計(jì)民生。它的發(fā)展水平和電氣的程度，是衡量一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及其社會(huì)現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)，從一定意義上講，實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)，需要強(qiáng)有力的電力支撐，需要安全可靠的電力供應(yīng)，需要優(yōu)質(zhì)高效的電力服務(wù)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成本專業(yè)所有課程后進(jìn)行的綜合能力考核。通過對(duì)原始資料的分析、主接線的選擇及比較、短路電流的計(jì)算、主要電器設(shè)備的選擇及校驗(yàn)、線路圖的繪制以及避雷器針高度的選擇等步驟、最終確定了220kV變電站所需的主要電器設(shè)備、主接線圖以及變電站防雷保護(hù)方案。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識(shí)，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，體驗(yàn)和鞏固我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的水平和能力，培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題，培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和解決問題的能力的目的。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的潮流及短路計(jì)算以及各種電力手冊(cè)及其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計(jì)的基本方法，并在設(shè)計(jì)中增新、拓寬。提高專業(yè)知識(shí)，拓寬、提高專業(yè)知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，開發(fā)創(chuàng)造型思維，提高專業(yè)技術(shù)水平和管理，增強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，成為一專多能的高層次復(fù)合型人才。第2章 原始資料及分析2．1 原始資料2． 系統(tǒng)資料 系統(tǒng)容量系統(tǒng)電抗（SB＝100MVA）電壓級(jí)線路電抗（Ω/kM)系統(tǒng)C1∞ 2202． 負(fù)荷資料電壓級(jí)別220kV110kV10kV最大MW6015038最小MW307519COSφTmax小時(shí)500050005000回路數(shù)4622負(fù)荷類型二、三二、三二、三 其他資料年最高氣溫為40℃，平均為20℃。 站地理位置示意圖（其中ma/b表回路最大最小負(fù)荷數(shù)，單位：MW，虛線表示不同電壓等級(jí)分區(qū)） 原始資料分析 變電站的類型變電站所有三個(gè)電壓等級(jí)，高壓為220kV，中壓為110kV，低壓為10kV。變電所的性質(zhì)為終端變電站 變電站與系統(tǒng)連接情況變電站通過雙回路與一個(gè)無(wú)窮大系統(tǒng)的G連接 變電站中的三個(gè)電壓等級(jí)均有負(fù)荷，分別是220kV等級(jí)為60/30MW，110kV為150/75MW，10kV等級(jí)為38/19MW。（其中a/b表回路最大最小負(fù)荷數(shù)）注明：變電站所用電容量在系統(tǒng)中所占比例太小，特此忽略。 負(fù)荷輸電回路數(shù)220kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為4回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電。110kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為6回，1回為雙回路，2回為環(huán)網(wǎng)供電10kV等級(jí)負(fù)荷的輸電回路數(shù)為22回，9回為雙回路,4回為單回路。 變電站的年最高氣溫為40℃，平均為20℃第3章 變電站電氣主接線的確定　電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運(yùn)行方式時(shí)，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖時(shí)，將互感器、避雷器、電容器、中性點(diǎn)設(shè)備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來(lái)?！　?duì)一個(gè)電廠而言，電氣主接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性和方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面，經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖?！　‰姎庵鹘泳€應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：　　1）運(yùn)行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性，特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電?！　?）運(yùn)行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況，特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí)，能夠通過倒換開關(guān)的運(yùn)行方式，做到調(diào)度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線?！　?）主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。 　　基本要求 電氣主接線應(yīng)滿足下列基本要求：　?、贍恳冸娝㈣F路變電所電氣主接應(yīng)綜合考慮電源進(jìn)線情況（有無(wú)穿越通過）、負(fù)荷重要程度、主變壓器容量和臺(tái)數(shù)，以及進(jìn)線和饋出線回路數(shù)量、斷路器備用方式和電氣設(shè)備特點(diǎn)等條件確定，并具有相應(yīng)的安全可靠性、運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)性?！　、诰哂幸患?jí)電力負(fù)荷的牽引變電所，向運(yùn)輸生產(chǎn)、安全環(huán)衛(wèi)等一級(jí)電力負(fù)荷供電的鐵路變電所，城市軌道交通降壓變電所（見電力負(fù)荷、電力牽引負(fù)荷）應(yīng)有兩回路相互獨(dú)立的電源進(jìn)線，每路電源進(jìn)線應(yīng)能保證對(duì)全部負(fù)荷的供電。沒有一級(jí)電力負(fù)荷的鐵路變、配電所，應(yīng)有一回路可靠的進(jìn)線電源，有條件時(shí)宜設(shè)置兩回路進(jìn)線電源?！　、壑髯儔浩鞯呐_(tái)數(shù)和容量能滿足規(guī)劃期間供電負(fù)荷的需要，并能滿足當(dāng)變壓器故障或檢修時(shí)供電負(fù)荷的需要。在三相交流牽引變電所和鐵路變電所中，當(dāng)出現(xiàn)三級(jí)電壓且中壓或低壓側(cè)負(fù)荷超過變壓器額定容量的15%時(shí)，通常應(yīng)彩三繞組變壓器為主變壓器?！　、馨措娏ο到y(tǒng)無(wú)功功率就地平衡的要求，交流牽引變電所和鐵路變、配電所需分層次裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償設(shè)備與相應(yīng)主接線配電單元。為改善注入電力統(tǒng)的諧波含量，交流牽引變電所牽引電壓側(cè)母線，還需要考慮接入無(wú)功、諧波綜合并聯(lián)補(bǔ)償裝置回路（見并聯(lián)綜合補(bǔ)償裝置）。對(duì)于直流制干線電氣化鐵路，為減輕直流12相脈動(dòng)電壓牽引網(wǎng)負(fù)荷對(duì)沿線平行通信線路的干擾影響，需在牽引變電所直流正、負(fù)母線間設(shè)置550 Hz、650Hz等諧波的并聯(lián)濾波回路?！　、蓦娫催M(jìn)（出）線電壓等級(jí)及其回路數(shù)、斷路器備用方式和檢修周期，對(duì)電氣主接線形式的選擇有重大影響。當(dāng)交、直流牽引變電所35 kV～220 kV電壓的電源進(jìn)線為兩回路時(shí)，宜采用雙T形分支接線或橋形接線的主接線，當(dāng)進(jìn)（出）線不超過四回路及以上時(shí)，可采用單母線或分段單母線的主接線；進(jìn)（出）線為四回路及以上時(shí)，宜采用帶旁路母線的分段單線線主接線。對(duì)于有兩路電源并聯(lián)運(yùn)行的6kV～10 kV鐵路地區(qū)變、配電所，宜采用帶斷路器分段的單母線接線；電源進(jìn)線為一主一備時(shí)，分段開關(guān)可采用隔離開關(guān)。無(wú)地方電源的鐵路（站、段）發(fā)電所，裝機(jī)容量一般在2 000 kVA以下，額定電壓定為400 kV，其電氣主接線宜采用單母線或隔離開關(guān)分段的單母線接線?！　、藿?、直流牽引變電所牽引負(fù)荷側(cè)電氣接線形式，應(yīng)根據(jù)主變壓器類型（單相、三相或其他）及數(shù)量、斷路器或直流快速開關(guān)類型和備用方式、饋線數(shù)目和線路的年運(yùn)輸量或者客流量因素確定。一般宜采用單母線分段的接線，當(dāng)饋線數(shù)在四回路以上時(shí)，應(yīng)采用單母線分段帶旁路母線的接線。主接線選擇根據(jù)原始資料的分析現(xiàn)列出兩種主接線方案。方案一：220KV側(cè)雙母接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而雙母接線使用范圍是110～220KV出線數(shù)為5回及以上時(shí)。滿足主接線的要求。且具備供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等特點(diǎn)。110kV出線10回（其中備用2回），110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為80000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，其他地區(qū)變電所進(jìn)線總負(fù)荷為100MVA。根據(jù)條件選擇雙母接線方式。10kV出線12回（其中備用2回），10kV側(cè)總負(fù)荷為35000kVA，Ⅰ、Ⅱ類用戶占60%，最大一回出線負(fù)荷為2500kVA。選擇單母分段接線方式[9]。方案主接線圖如下：圖21主接線方案一方案二：方案進(jìn)行綜合比較：220KV側(cè)雙母帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。220kV出線6回（其中備用2回），而由于本回路為重要負(fù)荷停電對(duì)其影響很大，因而選用雙母帶旁路接線方式。雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器替代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電。這樣多裝了價(jià)高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對(duì)于接于旁路母線的線路回?cái)?shù)較多，并且對(duì)供電可靠性有特殊需要的場(chǎng)合是十分必要的。主接線如下圖：圖22 主接線方案二現(xiàn)對(duì)兩種方案比較如下[10]：表21 主接線方案比較表方案項(xiàng)目方案一：220KV側(cè)雙母接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線。方案二、220KV側(cè)雙母帶旁路接線，110KV側(cè)雙母接線、10KV側(cè)單母分段接線?？煽啃?，設(shè)備本身故障率少；，停電時(shí)間較長(zhǎng)。；，保證了在變壓器檢修或故障時(shí)，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。靈活性，靈活性差；。；。經(jīng)濟(jì)性設(shè)備相對(duì)少，投資小。，投資較大；，占地面增加。通過對(duì)兩種主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第二方案為設(shè)計(jì)最終方案。 主接線形式設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路電抗為K*l＝40100/2302＝變電站系統(tǒng)側(cè)母線三相短路時(shí)最大短路電流為I”＝1/(X*l+X*c)SB/√3VB＝1/（＋）100/√3230＝220kV斷路器的額定開斷電流滿足要求，220kV側(cè)無(wú)需加裝電抗器 變電站的電氣主接線線由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路線、電壓等級(jí)和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及所用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對(duì)變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)中的重要任務(wù)之一。 變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地址、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求（一）單母線接線如下：（圖2－1） 圖21（1）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。（2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個(gè)配