【正文】 案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。本所是環(huán)網(wǎng)接入系統(tǒng)中 220/110/10KV 三個電壓等級的地區(qū)變電所，對于地區(qū)負(fù)荷具有重要意義和作用。變電所全部停電的可靠性。它直接影響運行的可靠性、靈活性， 10 并對電氣選擇、配電裝置、布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。 ②分級絕緣：即中性點的絕緣水平低于繞組首端的絕緣水平。電力系統(tǒng)采用的繞組接線方式只有星型“ Y”和三角形“△”兩種。本變壓器選三繞組式。有 12 條 10KV 出線給用戶供電，最大負(fù)荷合計為：50000KW，功率因數(shù)經(jīng)補(bǔ)償后為 cosΦ =。因此，變電所的綜合最大負(fù)荷不是各用戶最大負(fù)荷的直接相加，而是比它們的總和要小些。高壓側(cè)以接受系統(tǒng)電能為主，降壓后供電給本地區(qū)的 110KV 變電所用戶。通過本次畢業(yè)設(shè)計，達(dá)到了鞏固“發(fā)電廠電氣部分”課程的理論知識，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計的基本方法，體驗和鞏固我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識的 水平和能力，培養(yǎng)我們運用所學(xué)知識去分析和解決與本專業(yè)相關(guān)的實際問題，培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題能力的目的。主變壓器采用滿足需求的三繞組變壓器，一次設(shè)備的選取都充分考慮 了生產(chǎn)的需要。 配電裝置設(shè)計。因此它屬于地區(qū)變電所，對本地區(qū)的正常供電起到了重要作用。 1 畢業(yè)設(shè)計 [論文 ]任務(wù)書 姓名 班號 秋電氣班 院系 同組姓名 指導(dǎo)教導(dǎo) XXXX 一、 課題名稱 （論文標(biāo)題） 某 220KV 變電所一次部分電氣初步設(shè)計 二、 課題內(nèi)容 本次設(shè)計的課題是一座 220KV 變電站一次初步設(shè)計，該變電所是一座地區(qū)性的重要樞紐變電所，它擔(dān)負(fù)著 220KV 和 110KV 兩個電壓等級之間的功率交換。若全所停電，造成重要經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及生命。 防雷保護(hù)與接地設(shè)計。在防雷上采用通用的防雷設(shè)計方法。務(wù)求使我們更加熟悉電氣主接線，電力系統(tǒng)的潮流及短路計算以及各種電力手冊及其電力專業(yè)工具書的使用，掌握變電站電氣部分和防雷保護(hù)設(shè)計的基本方法，并在設(shè)計中增新、拓寬。因此它屬于地區(qū)變電所，對本地區(qū)的正常供電起到了重要作用。 主變壓器的 選擇 在發(fā)電廠和變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。故主變壓器額定容量的選擇應(yīng)滿足主變壓器在計算負(fù)荷通過時不至于過熱損壞，具體選擇如下： 主變壓器的額定容 量 Sbn應(yīng)滿足 2條 110KV 用戶和 12 條 10KV 用戶以及本變電所照明、二次回路、檢修及生活等用電設(shè)備總計算負(fù)荷 Sjs 的需要。 (3) 冷卻形式的確定： 變壓器的冷卻形式主要有自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫循環(huán)水（風(fēng)）冷、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻等。我國 110KV 及以上電壓變壓器都采用連接； 35KV 采用連接，其中性點多通過消弧線圈接地； 35KV 以下高電壓變壓器三相繞組都采用連接。 在 220KV 及更高的變壓器中采用分級絕緣的經(jīng)濟(jì)效益是比較顯著的。因此，主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。 (2) 靈活性 主接線的靈活性有 以下幾點要求： ①調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器與線路，電度配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 (2) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模： 變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù) 5～ 10 年電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計。 (1) 220KV 側(cè)電氣主接線設(shè)計 本所 220KV 電壓級母線有 3 回 輸出線路，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和經(jīng)驗，列出 2個可比性方案進(jìn)行比較，如下表所示 表 22 220KV側(cè)電氣主接線設(shè)計方案比較 方案 要求 Ⅰ：雙母線接線 Ⅱ：單母線帶旁路接線 12 可 靠 性 ①通過隔離開關(guān)的倒換操作 可以輪流檢修一組母線而不使供電中斷。 ③擴(kuò)建方便，向雙母線左右任一方向擴(kuò)建，在施工中不會造成原有回路停電。 (2) 110KV 側(cè)電氣主接線設(shè)計 由于此電壓級的出線僅為 2 回，按照規(guī)程要求，采用橋形接線形式。 開換運行與 閉環(huán)運行時工作電流相差很大，且每一回路連接兩臺斷路器，每一斷路器又連接兩個回路，使繼電保護(hù)整定和控制都比較復(fù)雜。 ②對重要回路，均以雙回路供電，保證供電的可靠性。即： 220KV 側(cè)電氣主接線為 雙母線分段形式； 110KV 側(cè)電氣主接線為內(nèi)橋接線形式； 10KV 側(cè)電氣主接線為單母線分段接線形式。此方式主要針對近期系統(tǒng)規(guī)模而言（一臺主變投入運行）主要用在保護(hù)的靈敏度校驗中。即（ KK2 和 K3）然后根據(jù)這三個短路點來依次計算對應(yīng)點的短路電流值，并利用這三個短路電流值來分別校驗對應(yīng)電壓等級母線上的電氣設(shè)備，及與母線相連的進(jìn)出線上的電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。 (2) 線路電抗標(biāo)么值： 20 BBL USLXX ???? 式中： 0X 為線路單位長度電抗值，其中單導(dǎo)線 0X =? /KM，兩分裂導(dǎo)線0X =? /KM。 高壓斷路器的主要功能是 :正常運行時 ,用它來倒換運行方式 ,把設(shè)備或線路接入電路或退出運行 ,起著控制作用 。 (2) 按工作電流選擇設(shè)備額定電流 所選設(shè)備的額定電流應(yīng)大于或等于所在回路的最高長期工作電流： NI ≥ maxI 應(yīng)當(dāng)注意，有關(guān)手冊中給出的各種電器的額定電流，均是按標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件確定的。 電氣設(shè)備的型式選擇 主母線的選擇 根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程》 ??5 第 條規(guī)定載流導(dǎo)體宜采用鋁質(zhì)材料。 穿墻套管的選擇 根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)程》 ??5 第 條的規(guī)定，屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo) 體穿墻套管，對于母線型穿墻套管應(yīng)校核窗口允許穿過的母線尺寸。按電器裝設(shè)地點不同，可分為屋內(nèi)和屋外；按組裝方式，又可分為裝配式和成套式。 分相中型配置 與普通中型配置不同的是將一組母線隔離開關(guān)分解為 A、 B、 C三相，每相隔離開關(guān)布置在該母線之下，可取消復(fù)雜的雙層結(jié)構(gòu)，布置清晰，可節(jié)約用地 20%～ 23 30%。 降壓變電所主要由屋內(nèi)、外配電裝置、主變壓器、主控制室及輔助設(shè)施等組成。 第 83條 ：連接的三繞組變壓器的 10KV 繞組，如有開路運行的可能，應(yīng)采用防止靜電感應(yīng)電壓危害該繞組絕緣的措施。后備保護(hù)可分為近后備和遠(yuǎn)后備兩種方式。 (4) 過負(fù)荷保護(hù)：動作于信號。 (3) 對母線內(nèi)部故障而言，空載線路的電流互感器二次回路阻抗可以用相當(dāng)大的勵磁電抗來代替。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需要采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。 (3) 將轉(zhuǎn)移電抗化為各電源到短路點的計算電抗： 100 )( 1191 ???? ?? dGca SSXGX= 100 )( 2202 ???? ?? dGca SSXGX= 29 )( 16 ???? dGSSca SSXGX= (4) 計算各電源共給的短路電流： 根據(jù)計算電抗查運算曲線（本設(shè)計中查汽輪發(fā)電機(jī)曲 線），可求出各個時刻的短路電流標(biāo)么值，進(jìn)而求出有名值。 圖 310 Y→△變換的等值電路圖 圖 311并聯(lián)電抗合并圖 ????????? 1517151719 X XXXXX ????????? 1815181520 X XXXXX 因 21號電抗是連接兩個電源的支路，與短路點電流無關(guān)，故可略去不畫。 kQ = ktIII )10(121 ?? 39 =121 ?（ +1217+） ?= S?2 212 ? 4=1764KA S?2 故滿足要求。其額定技術(shù)數(shù)據(jù)為：電流比 4?300/5，動穩(wěn)定倍數(shù) esK =60熱穩(wěn)定 倍數(shù) tK =60 (2)熱穩(wěn)定校驗： 21 )( NtIk = 2)( ?? =5184A 40 故滿足要求。 (2) 動穩(wěn)定校驗： 作用在絕緣子上的電動力 22 ????? ?aLiF cash = 因 PF =?2450=1470N 故滿足要求。其額抗彎破壞負(fù)荷 PF =3250?=31850N，計算跨距 caL =，熱穩(wěn)定電流（及時間）tI =12KA（ 5S）， 220KV 側(cè)短路沖擊電流 shi =。 母線的選擇 (1) 初選型號： 根據(jù) maxgI =，初選型號為 LGJ400 型鋼芯鋁絞線。 隔離開關(guān)的選擇 根據(jù) 220KV 側(cè)斷路器的選擇數(shù)據(jù) maxgI = ， NU =220KV， kQ = KA?2 S，shi = 查有關(guān)手冊選用 GW72 220D/600 型隔離開關(guān)可滿足要求。 126 ??? XTX = (因 063 ?? XTXT ) (4) 星→網(wǎng)變換求出各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗，如圖 312 所示。 圖 35 K2點的等值電路圖 31 (2) Y→△變換，如圖 36 所示。 短路電 流的計算 根據(jù)任務(wù)書提供的原始資料，此變電所與電力系統(tǒng)的連接電路圖 如圖 31 所示。 26 第 3 章 設(shè)計計算書 短路電流計算的目的 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計算。若其靈敏度不夠或為了簡化保護(hù)接線，也可裝設(shè)帶復(fù)合電壓閉鎖的過電流保護(hù)。 ②遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)實現(xiàn)后備。 下列情況的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器： (1) 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時。 防雷設(shè)計 電力系統(tǒng)中雷害來源有兩種： 直擊雷 雷電侵入波，其中直擊雷造成的損失最大，可采用避雷針，避雷器等防雷措施來防止直擊雷。 普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。一般 情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中， 35KV 及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式； 110KV 及以上多為屋外式。 配電裝置及總平面布置設(shè)計 22 配電裝置設(shè)計原則 (1) 高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修等要求，合理地制訂布置方案和選用設(shè)備，并積極慎重地采用新布置、新設(shè)備和新材料，使設(shè)計做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行可靠、維護(hù)方便。 隔離開關(guān)的選擇 根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》 ??10 附錄三選擇隔離開關(guān)。 (3) 按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體 19 按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使得年計算費用最低。 隔離開關(guān) ,在檢修電氣設(shè)備時 ,用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離 .在倒閘操作時 ,投入備用母線或旁路母線以改變運行方式 ,配合斷路器完成操作 ,同時隔離開關(guān)還可以用來分合小電流。 (4) 變壓器電抗標(biāo)么值： 本設(shè)計中主變?yōu)槿@組且已給出了各繞組兩兩之間的短路電壓百分?jǐn)?shù)，即： )21(?KU %、 17 )32( ?KU %、 )31(?KU %，則可求出各繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)分別為： 1KU =21 [ )21(?KU %+ )31(?KU % )32( ?KU %] 2KU =21 [ )21(?KU %+ )32( ?KU % )31(?KU %] 3KU =21 [ )31(?KU %+ )32( ?KU % )21(?KU %] 然后按各雙繞組變壓器相似的計算公式求出變壓器各繞組電抗的標(biāo)么值： TBKT SSUX ??? 100%11 ，TBKT SSUX ??? 100%22 ，TBKT SSUX ??? 100%33 各短路點短路電流的計算： (1) 網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗（ ?X ）。否則，若某個（些）電氣設(shè)備經(jīng)校驗不滿足，則要針對這個（些）電氣設(shè)備重新確定一個（些）短路點再進(jìn)行短路電流計算，然后再校驗，或者改用性能更好的電氣開關(guān)設(shè)備。 電氣設(shè)備的動穩(wěn)定校驗與熱穩(wěn)定校驗，一般按三相短路計算，這主要使用于變電所中。其目的主要是為了進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇與校驗。 可靠性不高，不夠靈活。 此接線方式建成后擴(kuò)建比較困難，增加投資。方案Ⅰ：內(nèi)橋接線；方案Ⅱ：角形接線。 ②檢修任一出線斷路器時，該回路必須停電才能檢修。 ③檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開所連的母線，閉合另一對應(yīng)的隔離開關(guān)不使回路斷電。 (4) 考慮主變臺數(shù)及容量對主接線的影響： 本所有兩臺 120MVA 的主變壓器，屬大型變壓器，故其要求有很高的接線形式，如：雙母線形式等。 ③擴(kuò)建時，可以容易地從初期接線過度到最終接線。并綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修 方便、投資節(jié)約和便于過度或擴(kuò)建等要求。但必須采用 主變中性點（高中壓側(cè)）裝設(shè)專用避雷器加以絕緣保護(hù)，并且所選的中性點避雷器必須與中性點絕緣等級相當(dāng)。因此，本所主變壓器采用常規(guī)接線組別，即： Yn yno d11 (6) 線圈種類的確