【正文】 分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。①投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。③擴(kuò)建的方便性：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，無論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。靈活性包括以下幾個方面:①操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性的基本要求條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不至在操作過程中出差錯。④大型機(jī)組突然停運(yùn)時，不應(yīng)危及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。②線路、斷路器或母線故障時，以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，盡量減少停運(yùn)出線回路數(shù)和停電時間，并能保證對全部I類及全部或大部分II類用戶的供電。(1) 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。因此，主接線設(shè)計必須經(jīng)過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實(shí)際工程確認(rèn)的最終方案。主接線代表了變電站高電壓、大電流的電器部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。7天方案優(yōu)化、總結(jié)完善、整理資料、撰寫課程設(shè)計報告3天答辯、課程設(shè)計總結(jié)。1天搜集資料、方案論證、初步設(shè)計。講解課程設(shè)計的任務(wù)與要求、進(jìn)度安排、指導(dǎo)時間、注意事項、提供參考資料。（8）繪制變電所電氣主接線圖。(6)進(jìn)行繼電保護(hù)的設(shè)計。 (4)選擇和校驗典型的電氣設(shè)備。 (2)設(shè)計本變電所的電氣主接線，選出數(shù)個電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定一個較佳方案?？捎脜?shù)：2 系統(tǒng)至本變電所220kV母線的標(biāo)么電抗(Sd=1OOMVA)為； ⑵ 最高氣溫40℃、最低氣溫20℃，主導(dǎo)風(fēng)向冬季為西北風(fēng)，夏季為東南風(fēng)，最大風(fēng)速25m／S、海拔600m，地震級為6度。最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax＝5500h，線路損耗取6％。 (3)待設(shè)計的變電所， 220kV線路5回，其中2回與系統(tǒng)、2回與電廠相連、備用一回； 110kV送出4回線路，備用一回； 10kV送出12回線路； 該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。 三、原始資料待建變電所基本資料 (1)設(shè)計變電所在城市近郊，向開發(fā)區(qū)的煉鋼廠、化纖廠供電，在變電所附近還有10KV地區(qū)負(fù)荷?！峨姎鈱I(yè)核心課綜合》課程設(shè)計報告 題 目：220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計 院 （系）： 機(jī)電與自動化學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣工程 1004 20 13年 6月 16 日至20 13年 7 月 5 日華中科技大學(xué)武昌分校制目 錄課程設(shè)計任務(wù)書 31 電氣主接線設(shè)計 6 主接線設(shè)計要求 6 主接線基本接線方式 7 主接線的接線方案確定 122 主變壓器選擇 16 主變壓器的選擇原則 16 主變壓器臺數(shù)的選擇 16 主變壓器容量的選擇 173 短路電流計算 20 概述 20 短路電流計算目的 20 短路電流計算基本假設(shè) 20 各元件電抗標(biāo)么值計算 21 各電氣元件標(biāo)幺值的計算 21 線路標(biāo)幺電抗總圖及化簡圖 21 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路電流計算 23 23 220KV側(cè)短路計算 23 110KV側(cè)短路計算 25 10KV側(cè)短路計算 274 主要電氣設(shè)備選擇 30 概述 30 按正常工作條件選電氣設(shè)備 30 按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗 31 高壓斷路器的選擇 32 220KV側(cè)斷路器的選擇 33 110KV側(cè)斷路器的選擇 34 10KV側(cè)斷路器的選擇 35 隔離開關(guān)的選擇 36 220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 37 110KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 38 10KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 394．4 母線的選擇 40 220KV側(cè)母線的選擇 41 110KV側(cè)母線的選擇 42 10KV側(cè)母線的選擇 43 互感器的選擇 49 電流互感器選擇依據(jù) 50 電流互感器的選擇 51 54 555 防雷及接地體設(shè)計 57 概述 57 57 接地裝置的設(shè)計 58 主變壓器中性點(diǎn)間隙保護(hù) 58 變電所防雷設(shè)計 596. 設(shè)計總結(jié) 60參考文獻(xiàn) 61附 錄1 主要設(shè)備選擇匯總表 62成績評定表 63課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）題目220KV降壓變電所電氣一次部分初步設(shè)計二、設(shè)計（調(diào)查報告/論文）主要內(nèi)容本設(shè)計只作電氣部分的初步設(shè)計，不作施工設(shè)計。 主要設(shè)計內(nèi)容：①確定電氣主結(jié)線；②確定電氣布置原則；③短路電流計算，④主導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇，⑤繼電保護(hù)配置方案；⑥確定防雷和接地保護(hù)方案，⑦所用電。 (2)本變電所的電壓等級為220／110／10kV，220kV是電源側(cè)電壓，110kV和10kV是二次負(fù)荷側(cè)電壓。110kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料 110kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料見下表。 表一 110KV用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料用戶名稱最大負(fù)荷(kW)cosφ 回路數(shù)線路全長（KM)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù) (％)煉鋼廠 42000 250 65化纖廠 32000 280 70表二 10KV用戶負(fù)荷統(tǒng)計資料序號用戶名稱最大負(fù)荷 (kW)cosφ回路數(shù)重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù) (％)1礦機(jī)廠 18000．95 2622機(jī)械廠 19000．95 23汽車廠 17000．95 24電機(jī)廠 20000．95 25煉油廠 22000．95 26飼料廠 8000．95 2待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)的連接情況 待設(shè)計變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖所示。四、要求的設(shè)計（調(diào)查/論文）成果(1)選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型。 (3)進(jìn)行必要的短路電流計算。 (5)設(shè)計和校驗?zāi)妇€系統(tǒng)。 (7)進(jìn)行防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計。五、進(jìn)程安排內(nèi)容時間下達(dá)課程設(shè)計任務(wù)書。學(xué)生到實(shí)驗室熟悉實(shí)驗室平臺。3天系統(tǒng)設(shè)計、繪制系統(tǒng)接線圖及進(jìn)行計算。1天共計15天（3周） 51 電氣主接線設(shè)計 主接線設(shè)計要求電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形和文字符號，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相接線圖。它直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、靈活性，同時對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。電氣主接線設(shè)計的基本要求，概況地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。主接線可靠性的基本要求通常包括以下幾個方面:①斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)供電。③盡量避免變電站全部停電的可能性。(2) 靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。②調(diào)度的方便性：可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。(3) 經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。②占地面積?。褐鹘泳€要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。③電能損失少：在變電站中，電能損耗主要來自于變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。而與有母線的接線相比，無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電站。(1) 單母線接線 單母線接線供電電源在變電站是變壓器或高壓進(jìn)線回路。各出線回路輸入功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配在各出線上，以減少功率在母線上的傳輸。缺點(diǎn)： ①可靠性差。②調(diào)度不方便。單母接線適用于：110～220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。(2) 單母分段接線 單母線分段接線，可以提高供電可靠性和靈活性；對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將用戶停電；兩段母線同時故障的幾率甚小，可以不予考慮。單母分段適用于：110～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置的出線為6回及以上。(3) 單母線分段帶旁路母線的接線 單母線分段帶旁路母線 單母線分段斷路器帶有專用旁路斷路器母線接線極大地提高了可靠性，但這增加了一臺旁路斷路器，大大增加了投資。故110KV可采用單母線分段帶旁路接線，因出線為4回，可采用旁路斷路器兼做分段斷路器的接線。(4) 雙母線接線 雙母接線有兩種母線，并且可以互為備用。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。由于雙母線有較高的可靠性，廣泛用于：出線帶電抗器的6～10KV 配電裝置；35～60KV 出線數(shù)超過8 回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；110～220KV 出線數(shù)為5 回及以上時。(5) 雙母線分段接線 為了縮小母線故障的停電范圍，可采用雙母分段接線，用分段斷路器將工作母線分為兩段，每段工作母線用各自的母聯(lián)斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻地分布在兩段工作母線上。這樣，只是部分短時停電，而不必短期停電。(6) 雙母線帶旁路母線的接線，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。(7) 橋型接線 橋型接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋型接線，所用斷路器數(shù)目最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線:內(nèi)橋接線： 適合于輸電線路較長，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除，采用內(nèi)橋式接線。外橋接線： 適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。所以，橋式接線雖然有使用斷路器少、布置簡單、造價低等優(yōu)點(diǎn)，但是可靠性較差。(8) 角形接線 多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。優(yōu)點(diǎn)是：投資省，占地面積少，接線成閉合環(huán)形，可靠性靈活性較高。適用于：回路數(shù)較少且能一次建成、不需要再擴(kuò)建的110KV及以上的配電裝置中。(9) 單元接線 變壓器線路單元接線最簡單、設(shè)備最少，不需高壓配電裝置，但線路故障或檢修時，變壓器停運(yùn)，變壓器故障或檢修時，線路停運(yùn)。 主接線的方案確定結(jié)合原始資料所提供的數(shù)據(jù)，和權(quán)衡上面各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)，將各電壓等級使用的主接線方式列出：(1) 220KV線路5回進(jìn)線（2回和系統(tǒng)，2回和電廠，一回備用），且為降壓變電所，有穿越功率，考慮到220 KV線路的重要性，為保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，適用的接線方式只有雙母線接線。(3) 10KV有12回出線，帶電抗器限制短路電流，適用的接線形式為雙母接線和雙母線分段接線,單母線分段。 220KV/110KV雙母,10KV單母分段 220KV采用雙母線接線，110KV單母線帶旁路母線線接線，10KV采用單母線分段接線。 220KV/10KV雙母，110KV 雙母分段， 3種方案均采用三相三繞組變壓器，對3種方案進(jìn)行技術(shù)比較如下表：表11 主接線方案比較表 項目方案 可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性方案I:220KV采用雙母線接線，110KV采用雙母線接線，10KV采用單母線分段接線。 運(yùn)行方式相對簡單，靈活性一般；，盡量減少停運(yùn)出線回路數(shù)和停電時間，并能保證對全部I類及全部或大部分II類用戶的供電，能減小母線故障或檢修時的停電范圍！，投資性價比高！方案II：220KV采用雙母線接線，110KV單母線帶旁路母線線接線，10KV采用單母線分段接線。1，投資相對較大，投資性價比相對比較小,2，Ⅰ類用戶實(shí)用性較大方案III：220KV采用雙母線接線，110KV采用單母線分段帶旁路接線，10KV采用雙母線接線。，保證了在變壓器檢修或故障時，不致使該側(cè)不停電，提高了可靠性。1，前期投資比較大，操作計較復(fù)雜但是系統(tǒng)相對最好！2，實(shí)用于對電力要求特別高的區(qū)域 通過對3種主接線可靠性，靈活性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，現(xiàn)確定第I方案為設(shè)計初選可靠方案方案I特點(diǎn)：220KV 110KV采用雙母線接線形式，調(diào)度靈活方便，而任一母線故障時，可通過另一母線供電。10KV采用單母線分段接線，由于雙母線故障機(jī)率較小，故不考慮，單母線相對而言的性價比最好，對穩(wěn)定性影響和ⅡⅢ方案相差不大！??！綜觀以上3種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的原始資料選擇方案I為最優(yōu)方案，滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 （2）根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。 （3）為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。 （2） 對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器的可能性