电气论文

学校代码：12677学 号：080601036锡林郭勒职业学院毕业论文题 目：220/110/35K 地区变电所电气主接线设计学 生 姓 名：刘乃铭系 别：机械与电力工程系专 业：电厂设备运行与维护班 级：08热电一指 导 教 师：玉花 副教授二〇一一年五月锡林郭勒职业学院毕业论文摘要随着现代化进程的快速推进，电力工业发展水平和电气化程度是国家国民经济发展的重要标志。

我国的电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。

随着人们对电能的需求量日益增加，电能由发电厂发出要经过变压器变压供给用户，这时变电所就成为了发电厂到用户的媒介。

这样就必须合理的规划变电所以保证向用户可靠、安全的供电。

本次设计题目为“地区220kV降压变电站电气部分设计”，包括：220kV降压变电站电气主接线设计；选择确定主变压器的型号、容量；短路电流计算；主要电器设备选择、（包括母线，断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，避雷器，熔断器等。

）；防雷接地的设计；变压器保护。

为了使变电所顺利完成变电、输配电任务，主接线设计要满足供电可靠性、运行的灵活性和经济性、先进性等项基本要求。

根据负荷的大小确定既经济又实用的变压器，通过进行变电所短路电流计算，有助于我们选择能安全、可靠工作又经济的电气设备，也有助于设计和选择屋内、屋外配电装置。

当变电所在运行时出现故障时而不间断地对Ⅰ、Ⅱ类负荷供电，就要对变电所的设备，尤其是对主要设备进行相应的保护，对变电所进行防雷接地计算和利用WBZ-500H微机型变压器保护装置对变压器进行相应的保护计算，从而保证变电所安全、经济地供电。

【关键词】变电所主接线设备选择设计目录第一章变电所电气主接线设计 (1)1.1电气主接线的一般要求 (1)1.2主接线选择的主要原则 (2)1.3主接线的接线方式选择 (2)第二章主变压器容量台数及形式的选择 (3)2.1主变压器台数的选择 (3)2.2主变压器容量的选择 (4)2.3主变压器型式的选择 (4)2.4主变压器调压方式的选择 (6)2.5主变压器冷却方式的选择 (6)第三章短路电流计算 (6)3.1概述 (6)3.2短路计算的目的及假设 (7)3.3短路计算的基本假设 (7)第四章电气设备的选择 (8)4.1断路器的选择 (8)4.2隔离开关的选择 (9)4.3高压熔断器的选择 (10)4.4互感器的选择 (10)4.5母线的选择 (12)第五章继电保护配置规 (14)5.1 系统继电保护自动置 (14)5.2 主变压保护 (14)第六章防雷设计规划 (15)6.1 防雷保护的设计 (15)6.2 主变中性点放电间隙保护 (16)结论 (17)参考文献 (18)谢辞 (19).第一章变电所电气主接线设计变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器，各等级的线路，无功补偿设备以最优化的接线方式鱼电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。

电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。

随着电力系统的不断发展，新技术的采用，电气设备的可靠性不断提高，设计主接线的观念也应与时俱进，不断创新。

电气主接线的设计是根据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。

变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。

它表明变电所内的变压器，各电压等级的线路，无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。

一个变电所的电气主接线包括高压侧，中压侧，低压侧以及变压器的接线。

因各侧所接的系统情况不同，进出线回路不同，其接线方式也不同。

1.1电气主接线的一般要求1）应按电源情况，负荷性质，容量大小及邻近所联系等因素确定直接线型式。

力求简单可靠，维护方便，使用灵活，便于发展。

2）空架进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处，电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。

3）一段母线设一组电压互感器。

当分段的单母线在正常运行时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。

4）设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。

5）按电业局要求必须设置高压计费时，则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。

6）在所有进出线回上按指示计量，继电保护的要求装设电流互感器。

7）单电源的主接线，可以仅在断路器靠电源侧装设隔离开关或隔离触头。

8）在电源进线上应装设带电指示装置。

若采用真空断路器时，为防止操过电压，应在供电变压器的35—110KV线路上装设阻容吸收器或氧化锌避雷器。

另外，对电气主接线还要求单电源的主接线，可以仅在断路器靠电源侧装设隔离开关或隔离触头。

这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一个特性，也不能忽略其中的某一种特性。

但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也有不同的侧重。

例如，系统中的超高压，大容量枢纽变电所，因停电会对系统和用户造成的损失较小，故对其主接线的经济性就特别重视。

1.2主接线选择的主要原则1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位，作用向适应。

根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性，灵敏性，经济性的要求。

2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足出故障时应处理的要求。

3）各种装配接线的选择，要考虑该装置所在的变电所性质，电压等级，进出线回路数，采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。

4）近期接线和远景接线相结合，方便接线的过程。

5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。

1.3.主接线接线方式的选择电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。

1.3.1单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。

单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。

单母接线适用于：220～330KV配电装置的出线回路数不超过两回，110～220KV，配电装置的出线回路数不超过3回，35～63KV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式，故不选择单母接线。

1.3.2单母分段用断路器，把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路；有两个电源供电。

当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：220KV～330KV配电装置的出线回路数为3～4回，110～220KV配电装置的出线回路数为4～8回，35～110KV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。

1.3.3单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为110～220KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。

1.3.4双母接线它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。

如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。

对于，220K～330KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，220KV～330KV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（220KV）或5回（330KV）时，一般应装设专用旁路母线。

1.3.5双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。

而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。

为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。

当220KV出线为7回及以上，330KV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。

第二章主变压器容量、台数及形式的选择2.1 主变压器台数的选择本次所设计的变电所是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。

把所受的功率通过主变传输至63KV及35KV母线上。

若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。

为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。

当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。

而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。

考虑到两台主变同时发生故障机率较小。

适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。

故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。

2.2 主变压器容量的选择主变容量一般按变电所建成近期负荷，5～10年规划负荷选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%～80%。

该变电所是按70%全部负荷来选择。

因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：∑se = 2（0.7PM） = 1.4PM。

当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。

其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。