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220kV变电所电气部分设计

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1 电力系统自动化专业 毕业设计

设计题目：

220kV变电所电气部分设计 2

目 录 一、毕业设计任务书 ........................................ 3 二、毕业设计说明书 ........................................ 5 三、参考文献 ............................................. 19 四、后记 ................................................. 24 五、计算书 ............................................... 26 六、图纸 ................................................... 3

毕业设计任务书 一. 设计题目:220kV变电所电气部分设计 二. 待建变电所基本资料 1. 设计变电所在城市近郊,向开发区的炼钢厂供电,在变电所附近还有地区负荷。 2. 确定本变电所的电压等级为220kV/110kV/10kV，220kV是本变电所的电源电压，110kV和10kV是二次电压。 3. 待设计变电所的电源，由对侧220kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；在中压侧110kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出11回线路至地区负荷。 4. 该变电所的所址，地势平坦，交通方便。 5. 该地区年最高气温40℃，最热月平均最高气温36℃。 三．用户负荷统计资料如下： 110kV用户负荷统计资料如下： 表1 110kV用户负荷统计资料 用户名称 最大负荷（kW） cosΦ 回路数 重要负荷百分数（％） 炼钢厂 42000 0．95 2 50

10kV用户负荷统计资料如下： 表1 10kV用户负荷统计资料 序号 用户名称 最大负荷（kW） cosΦ 回路数 重要负荷百分数（％） 1 矿机厂 1900 0．91 2 70 2 机械厂 1200 2 40 3 汽车厂 2100 2 35 4 电机厂 2100 2 55 5 炼油厂 1900 2 60 -

最大负荷利用小时数Tmax=5256h，同时率取0.9，线路损耗取6％。 4

四．待设计变电所与电力系统的连接情况： 图中线路参数如下：L1=18km、L2=15km、L3=20km、L4=19km、L5=10km 图1 待设计变电所与电力系统的连接电路图 五．设计任务 1．选择本变电所主变的台数、容量和型号； 2．设计本变电所的电气主接线； 3．进行必要的短路电流计算； 4．选择和校验所需的电气设备； 5．选择和校验10kV硬母线； 6．进行继电保护的规划设计； 7．进行防雷保护的规划设计； 8．配电装置设计。 六．图纸要求 1． 绘制变电所电气主接线图 2． 220kV或110kV高压配电装置平面布置图 3． 220kV或110kV高压配电装置断面图（进线或出线） 5

第二部分 设 计 说 明 书 一.待设计变电所简要介绍 待建变电所位于城市南郊，所址地势平坦，交通方便。变电所电源由对侧220kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；以110kV双回线路向炼钢厂送电，炼钢厂以阻性负荷为主，功率因数0.95；以10kV共11回线路向地区负荷供电，负荷最大利用小时数5256小时，同时率为0.9。该变电所为220kV降压变电所，没有转功。变电所所处地区年最高气温40℃，最热月平均最高气温36℃。 二.主变压器的选择 根据《电力工程电气设计手册》的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性的要求，选用两台同样型号的有载调压三绕组自耦变压器。 1) 主变容量的选择 110kV最大负荷为 Pm1=K0∑P=1.0×42000=42000 kW 110kV重要负荷 Pi1=Ki×P=0.50×42000=21000 kW

10kV最大负荷为 Pm2=K0∑P=0.9×(P1+P2+P3+P4+P5) =0.9×(1900+1200+2100+2100+1900)=8280 kW 10kV重要负荷 Pi2=∑Ki×P=K1×P1+K2×P2+K3×P3+K4×P4+K5×P5 =0.7×1900＋0.4×1200＋0.35×2100＋0.55×2100＋0.6×1900 =1330+480+735+1155+1140 =4840 kW 对于具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于等于70％的全部负荷或全部重要负荷，两者中，取最大值作为确定主变容量的依据。 70％负荷容量为 Se=0.7×￠cosmP =0.7×(95.042000 + 91.08280)=37316 kVA

全部重要负荷容量为Si=cosiP= 1cosi1P + 2cosi2P=95.021000 + 91.0

4840

=27424 kVA Se＞Si 应根据Se选择主变容量。 6

经计算一台主变应接带的负荷为37316 kVA，应选用两台40000 kVA的三相自耦变压器。因 40000 kVA＞37316 kVA,故所选主变容量满足大于等于70％的全部负荷要求。 因此确定选用主变型号为OSFSZ-40000/220，主要参数如下表： 额定容量 kVA 电压组合和分接范围 连接组别号 空载损耗kW 负载损耗kW 空载电流％ 容量分配％ 阻抗电压（％） 高压kV 中压kV 低压kV 高-中 高-低 中-低

40000 220 121 11 YN，a0，d11 33 135 0.8 100 100 50 9 30 20

三.主接线选择 1） 220kV配电装置主接线选择。根据SDJ2-88《220～500kV变电所设计技术规程》规定，“220kV配电装置出线在4回及以上时，宜采用双母线及其他接线”。由于待建变电所有6回出线，可采用双母线接线。两台主变分别接在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上的设备检修，均不需停掉线路。同时，本工程220kV断路器采用SF6断路器，其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。又由于每个电源点都有两回线路，一回线路停运时，仍满足N-1原则。因此，本设计220kV配电装置采用双母线接线。 2） 110kV配电装置主接线选择。110kV出线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥式接线。以双回线路向炼钢厂供电。考虑到主变不会经常投切和对线路操作及检修的方便性，110kV配电装置采用内桥式接线。 3） 10kV配电装置主接线选择。10kV出线共11回，按照规程要求，采用单母线分段接线，对重要回路，均以双回线路供电，保证供电的可靠性。考虑到减小配电装置占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患及环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，且断路器选用性能比少油断路器更好的真空断路器，配电装置采用封闭性好集成度高的成套配电装置。 本设计的变电所电气主接线图如下图所示。 7

#1主变#2主变220kVⅠ段220kVⅡ段

相临所一线相临所二线至系统一线至系统二线炼钢厂一线

炼钢厂二线

110kV

矿机厂一线机械厂一线机械厂二线矿机厂二线备用所用变饲料厂一线炼油厂一线电机厂一线汽车厂一线备用所用变炼油厂二线电机厂二线汽车厂二线

备

用 四.短路电流计算 根据本变电所电源侧5～10年的发展规划，计算出系统最大运行方式下的短路电流。系统最大运行方式为:4×50MW机组满负荷，2×200MW机组满负荷，系统容量为100MVA，220kV各条线路均投入运行。 计算过程见《短路电流计算书》。 参考数据：断路器的全分闸时间为0.1秒 短路电流最大持续时间： 8

220kV侧为3.6秒 110kV侧为3.1秒 10kV侧为2.1秒 短路电流计算结果见附表。 五.电气设备的选择 1) 220kV电气设备选择 a. 220kV断路器 形式：室外SF6 额定电压：UN≥UNS

额定电流：IN≥Imax

按一台主变最大持续工作电流考虑

Imax=1.05×ee*3US =1.05×220*337316=102.83 A 根据以上条件,选择LW1-220/2000型FS6断路器 额定开断电流校验 INbr=40KA＞I＂=11.336 KA 热稳定校验： Qk=Qp= tk×（I＂2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3.6×（11.3362+10×11.24452+ 11.18422）/12 = 455.39 kA2s 选择：4s热稳定电流=40 KA INbr2 t=402×4=6400 kA2s INbr2 t≥Qk 所以选择4s热稳定电流=40 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=100 KA＞28.9068 KA 故选择LW1-220/2000型SF6断路器能满足要求 b. 220kV隔离开关 形式：室外 额定电压：UN≥UNS

额定电流：IN≥Imax

按一台主变最大持续工作电流考虑

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220kV变电站电气一次部分毕业设计论文

220kV变电站电气一次部分毕业设计论文

220kV变电站电气一次部分毕业设计论文毕业设计（论文）课题名称220kV变电站电气一次部分初步设计学生姓名学号系、专业电气工程系、电气工程及其自动化指导教师职称内容提要本次设计为220kV变电站电气一次部分的初步设计。

根据原始资料，以设计任务书和国家及行业有关电力工程设计的规程规范为设计依据，并结合该地区实际情况设计该变电站，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。

本期该变电站设有两台主变压器，远期该变电站设有三台主变压器。

站内主接线分为220kV、110kV和10kV三个电压等级。

设计正文分设计说明书和设计计算书两个部分，设计说明书包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计；设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等，并附有电气主接线图及其它相关图纸。

关键词：220kV变电站；短路计算；主接线；设备选择。

SummaryThe design of 220 kV substation electrical part of the preliminary design at a time. According to the original data, a design specification and country and industry relevant power engineering design procedure specification for design basis, and combined with the region's actual condition, the design of the substation design in conformity with the relevant economic and technological policies of the state, the contents of the selected equipment for all countries recommend new products, advanced technology, reliable operation, economic and reasonable.. The substation is equipped with two sets of the main transformer, forward the has three main transformer substation. station connection is divided into 220 kV, 110 kV and 10 kV voltage grade three.This text points design specifications and design calculation of two parts, the design specifications, including the main electrical wiring design of transformer selection, the short circuit current calculation, electrical equipment selection, design of power distribution equipment, electrical total plane layout and lightning protection design; Design calculation includes the choice of transformer, the short-circuit current calculation, electrical equipment selection and calibration, etc., with the main electrical wiring diagram and related drawings.Key words: 220 kV substation; Short circuit calculation; The main wiring; Equipment selection.目录内容摘要 (I)Summary (II)第一部分设计说明书1 原始资料 (1)1.1 建站的必要性 (1)1.2 系统接入方式 (1)1.3 变电工程规模 (2)1.4变电站站址选择 (2)1.5系统短路阻抗及本期出线潮流估计 (2)2 变压器选择 (5)2.1 主变压器选择 (5)3 电气主接线设计 (9)3.1 主接线设计的原则和要求 (9)3.2 主接线基本接线方式 (9)3.3 主接线设计步骤 (10)3.4 本站主接线设计方案 (11)4 短路电流计算说明 (18)4.1 短路电流计算概述 (18)4.2 常见短路电流计算 (19)4.3 短路电流计算结果 (21)5 高压电器设备选择 (23)5.1 电气设备选择一般条件 (23)5.2 高压断路器的选择 (24)5.3 隔离开关的选择 (26)5.4 互感器的选择 (27)5.5 母线的选择 (28)6 配电装置设计 (29)6.1配电装置应满足以下基本要求 (29)6.2配电装置设计的基本步骤 (29)6.3配电装置的种类及应用 (29)6.4本变电站配电装置设计 (29)7 防雷保护设计 (31)7.1变电站防雷保护的特点 (31)7.2防雷防护类型 (31)第二部分设计计算书8 短路电流计算 (33)8.1 等值电路计算 (33)8.2 对称短路电流计算 (34)8.2 不对称短路电流计算 (43)9 电气设备选择及校验计算 (51)9.1 高压断路器选择及校验计算 (51)9.2 隔离开关选择及校验计算 (53)9.3 互感器选择及校验计算 (54)9.4 母线选择及校验计算 (55)10 防雷保护计算 (58)总结 (59)参考文献 (60)致谢 (62)第一部分设计说明书1 原始资料1.1 建站的必要性考虑到目前花垣县供电现状及将来的网络发展格局，提高了电源外送和用户供电的可靠性，加强了地区220KV电网，新建花垣220KV变电站主要为地区中间变电站，给花垣县供电并为保靖、水顺、龙山4县水电外送提供接入点。

220KV区域变电所的设计方案

220KV区域变电所的设计方案

220KV区域变电所的设计方案220KV区域变电所是电力系统中的一个重要组成部分，主要负责将输电线路上输送的高压电能通过变压器进行升降压转换，然后分配到各个用户终端。

设计一个合理高效的220KV区域变电所，对于提高电网运行的可靠性、稳定性和安全性至关重要。

首先，在进行220KV区域变电所的设计时，需要根据实际情况对变电所所在地的用电负荷进行详细的调查和预测，确定变电所的容量和布局。

同时还需要考虑变电所周边地理环境、气候条件等因素，确保变电所建设和运行的安全性和可靠性。

其次，在变电所的设计中，应该充分考虑变电所的扩建和升级需求，留有足够的空间和资源进行未来的扩展。

在变电所的主要设备选型和布置上，应选用性能可靠、稳定运行的高品质设备，确保变电所长期稳定运行。

在变电所的外部环境设计方面，应该合理规划变电所周边道路、围墙、排水系统等设施，保证变电所外部环境整洁、安全。

同时还应在变电所周边设置安全防护设施，避免外部人员进入变电所区域，确保变电所的安全运行。

在变电所的内部布局设计中，应根据变电所的具体需求和设备布置情况，科学合理地进行电力设备的布置，确保设备之间的连接合理、通风通道畅通，保证变电所内部设备的正常运行和维护。

在变电所的接地系统设计中，应该按照国家标准和规范要求进行设计，确保接地系统的可靠性。

接地系统是变电所的重要组成部分，可以有效地消除设备运行过程中的地电压，保证变电所的安全运行。

在变电所的维护管理方面，需要建立完善的管理制度和规范，确保变电所设备的定期检查和维护。

定期对设备进行检修、清洁、润滑，确保设备的正常运行，延长设备的使用寿命。

总的来说，设计一个合理高效的220KV区域变电所需要考虑多方面的因素，如用电负荷、设备选型、外部环境、内部布局等，只有充分考虑这些因素，才能设计出一个满足需求、安全可靠的变电所。

变电所的设计不仅仅是简单的设备布置，更是对整个电力系统运行的保障和支撑，需要综合考虑多方面的因素进行设计。

某220kV变电站电气部分设计

某220kV变电站电气部分设计

某220kV变电站电气部分设计摘要本设计的主要内容是对一座220kV变电站的电气部分进行设计。

设计要求采用2回220kV进线，110kV出线7回，10kV出线9回。

分三期完成，一期完成220kV进线2回，110kV出线3回，10kV出线3回。

具体设计项目包括：主变容量选择、电气主接线方案设计、电气总平面布置、短路电流计算、一次设备的选择及校验、各级电压配电装置的布置、二次回路方案的选择及继电保护的整定所用电设计、防雷接地方案的设计。

本设计中所涉及的主要计算包括：短路计算、一次设备校验计算、继电保护整定计算。

关键词：220kV；变电站；设计；短路计算；校验Design for the electrical part of a 220kV substationAbstractThe main target of this design is the electrical part of a 220kV substation. Design requires that using two 220kV back into line, seven to 110kV line and 9 to 10kV line. The whole project is divided into tree periods while two 220kV back into line, three 110kV line and three 10kV line are planed to be accomplished in the first period. This design includes following parts: selection of the capacity of the main transfer, main connection, plane arrangement, short circuit calculation, first side facility selection and verification, plane arrangement for each voltage part, rely protection design, substation-used electricity design, lightning protection design.The main calculation mentioned in this design including: short circuit calculation, verification calculation for first part facility, rely protection calculation.Keyword: 220kV；Substation；Design；Short circuit calculation；verification目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第一章概述 (1)1.1变电站及其设计概述 (1)1.2本次设计概述 (1)第二章根据规定的容量选择主变 (2)2.1 主变选择的原则 (2)2.2 本所主变的选择 (2)第三章电气主接线方式设计 (4)3.1 电气主接线设计主要原则及初步方案 (4)3.2单母线分段接线 (4)3.3 双母线接线 (7)3.4 本所主接线方案 (9)第四章电气总平面设计 (10)4.1 变电所平面布置的一般原则 (10)4.2 本变电所的平面布置方案 (10)第五章短路电流计算 (12)5.1计算k-1短路时的情况 (12)5.2 计算k-2点短路时的情况 (13)5.3计算k-3点短路时的情况 (15)5.4计算k-l1短路时的情况 (16)5.5计算k-l2短路时的情况 (17)第六章一次设备的选择及校验 (19)6.1 220kV侧一次设备的选择 (19)6.2变电所220kV侧高压一次设备的校验 (19)6.3 110kV侧一次设备的选择 (26)6.4 110kV侧高压一次设备的校验 (27)6.5 10kV侧一次设备的选择 (27)6.6 10kV侧高压一次设备的校验 (27)6.7电缆的选择 (27)6.8电缆的校验 (27)第七章各级电压配电装置的布置 (28)7.1 220kV配电装置方案 (28)7.2 110kV配电装置方案 (31)7.3 10kV侧配电装置方案 (32)第八章二次回路方案的选择及继电保护的整定 (34)8.1 二次回路方案选择 (34)8.2 继电保护的整定 (34)第九章所用电设计 (38)9.1 所用电设计的一般原则 (38)9.2 本所所用电设计 (38)第十章防雷接地方案的设计 (40)10.1变电所接地与防雷概述 (40)10.2 变电所防雷设计 (41)10.3变电所接地设计 (43)第十一章设计总结 (45)附录 (46)参考文献 (48)第一章概述第一章概述1.1变电站及其设计概述作为现代工业生产的主要能源和动力，电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。

220kV输电线路工程电气部分设计

220kV输电线路工程电气部分设计

２２０ｋＶ输电线路工程电气部分设计黄　平（广西水利电业集团新疆克州水利发电有限公司）摘　要：本项目设计主要为目前拟建２２０ｋＶ的特高压架空输电专用线路的电气工程进行电气部分的相关设计，根据目前国家输电现有线路设计规范采用国标５０５４５ ２０１０及其相关设计原始基础材料，完成了输电线路的引线和下线结构设计、金具结构设计、杆塔结构设计、防雷防振设计等内容。

本次设计重点是地线设计，设计内容包括地线校验机械强度校验和热稳定校验，以设计原始资料为基础，对地线ＪＬＢ２０Ａ １５０铝包钢绞线的几种重要比载、临界档距、应力弧垂进行计算。

关键词：特高压架空输电；地线；比载；应力弧垂０　引言输电连接线路的材料分类连接方式有许多，按照其能够输送特定电流的各种类型和材料种类，可以依次划分为有线交流式的输电连接线路和直流式的输电连接线路，按照每种输电连接线路所用的导电材料不同，分别为有线架空式的输电连接线路和无源式有线电缆式的连接线路［１］。

１　设计原始资料（１）线路概况拟建一回２２０ｋＶ线路：１）线路所处地区海拔在３０００～３３００ｍ之间，等级为ＩＩ级。

２）外业定位工作已经完成并成平断面定位图。

３）根据系统专业论证提资，地线一根采用ＪＬＢ２０Ａ １５０铝包钢绞线，另一根采用ＯＰＧＷ地线；外业定位工作已经完成并形成平断面定位图。

（２）设计用气象条件本次设计用气象条件取值见表１。

表１　设计用气象条件一览表项目气温／℃风速／（ｍ／ｓ）覆冰厚度／ｍｍ最高气温４０００最低气温－１０００年平均气温１５００基本风速（１０ｍ高）１０２７０覆冰情况－５１５２０安装情况－５１００操作过电压１０１５０雷电过电压１５１００（续）项目气温／℃风速／（ｍ／ｓ）覆冰厚度／ｍｍ带电作业１５１００事故情况－５１０２０验算情况－５１０３０冰的密度（ｇ／ｃｍ３）０ ９年平均雷暴日６０（３）导地线选择导线管的横向纵截面的基本设计技术要求一般应从它的主要电气性能特点和它的经济实用性质两个基本方面来综合考虑，保证安全、经济有效地实现输出额定电能［２］。