220kV变电站初步设计——毕业设计.docx

2023 届毕业设计〔论文〕220kV 变电所电气一次局部初步设计第一篇 设计说明书1 设计有关内容1.1 原始资料拟建变电所的概况（1） 建所的目的：由于某地区电力系统的进展和负荷的增长，拟建一个 220kV 变电所，向该地区用110kV 和 10kV 电压供电2） 与系统接线状况〔见图 1—1〕:10S1 1500MVAS2 1000MVAX =0.38*X =0.45*LGJQ-300 180kM5L M80kMGJQ0-30120预留 kM0k10Q-3GJL220kVLGJQ-30060kMS3 750MVAX =0.5*110kV10kV图 1—1：系统接线简图（3） 地区自然条件：年最高气温：40℃ ，年最低气温：-5℃，年平均气温：18℃4） 出线方向：220kV 向北，110kV 向西，10kV 向东南负荷资料〔1〕220kV 线路 5 回，其中 1 回备用〔2〕110kV 线路 10 回，其中 2 回备用〔见表 1—1〕工程名称最大负荷(MW)cosØ回路数线路长路(架空)备 注表 1—1 110kV 侧负荷石化厂40250km炼油厂35230km甲县变20160km需要考虑熔乙县变22190km冰措施续表 1-1工程名称丙县变丁县变最大负荷(MW)1020cosØ回路数线路长度〔架空〕 备注11110km85km注：上述各负荷间的同时系数为 0.85。

〔3〕10KV 线路 14 回，其中 2 回备用〔见表 1—2〕项目最 大 负 荷〔MW〕cosØ回路数线路长度〔架空〕 备注表 1—2 10kV 侧负荷表名称氮肥厂315机械厂313纺织厂18化工厂316造纸厂2.514水厂527建材厂16A 变3110B 变314C 变318D 变316注：上述各负荷间的同时系数为 0.8；且 110kV 负荷与 10kV 负荷同时系数为 0.85〔4〕所用负荷资料〔见表 1—3〕名称容量〔kW〕台数备注表 1—3 所用负荷主变风扇2×66连续常常主充电机201连续不常常浮充电机141连续常常蓄电池进风1连续不常常蓄电池排风1连续不常常锅炉房水泵空压机载波率220KV 配电装置电源22202连续常常短时常常连续常常短时不常常110KV 配电装置电源20短时不常常220KV 断路器冬天加热1连续110KV 断路器冬天加热1连续室外配电装置照明20连续室内照明10连续2 变电所电气主接线初步设计变电所电气主接线是依据电能输送和安排的要求表示主要电气设备相互之间的连接 关系，以及本变电所与电力系统的电气连接关系因此，电气主接线是构成电力系统的重要环节，是电力系统设计和发电厂、变电站设计的主要局部。

主接线确实定对电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的牢靠性、灵敏性和经济性亲热相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和把握方式的拟定有较大影响因此，必需正确处理好各方面的影响，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案本章主要从电气主接线的方式及特点等方面分析，确定220kV、110kV、及10kV 母线承受的主接线方式， 确保该变电所满足牢靠性、灵敏性和经济性三大要求2.1 变电所电气主接线设计的根本要求在选择发电厂或变电所的电气主接线时,应留意其在系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件，并考虑以下根本要求：供电的牢靠性当个别设备发生事故或需要停电检修时不宜影响对系统供电；断路器、母线等故障， 母线检修时尽量削减停运回路数和停运时间，并保证对一级负荷或大局部二级负荷的供 电运行上的安全性和灵敏性电气主接线要尽可能适应各种运行方式不但在正常运行时能很便利地投入或切换某些设备，而且在其中一局部电路检修时，应能尽量保证未检修的设备连续供电，同时又要保证检修工作的安全进展接线简洁操作便利电气主接线要在各种倒闸操作中操作步骤最少过于简洁的接线，会使运行人员操作困难，简洁造成误操作而发生事故。

电气设备增多，也增加了事故点，同时简洁的接线也给继电保护的选择带来很大困难建设及运行的经济性设计主接线除考虑技术条件外，还要考虑经济性，即基建投资和年运行费用、年电能损耗的多少，一般要对满足技术要求的几个方案，进展技术经济比较，然后从中选定 电气主接线应考虑将来远景进展扩建的可能性2.2 变电所电气主接线的设计原则变电所在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电全部系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型一般系统枢纽变电所集合多个大电源，进展系统功率交换和以中压供电，为330—500kV；地区重要变电所，电压为 220—330kV；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为 110kV， 但也有 220kV变电所的分期和最终建设规模变电所依据 5—10 年电力系统进展规划进展设计一般装设两台〔组〕主变压器；当技术经济比较合理时，330—500kV 枢纽变电所也可装设 3—4 台〔组〕变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器负荷大小和重要性（1） 对于一级负荷必需有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不连续供电2） 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部或大局部二级负荷的供电。

3） 对于三级负荷一般只需一个电源供电2.3 主接线的初步设计2.3.1 220kV 的接线方式确实定6～220kV 高压配电装置的接线方式，打算于电压等级及出线回路数按电压等级的凹凸和出线回路数的多少，有一个大致的适用范围依据《电力工程电气设计手册》中的明确说明：220kV 配电装置出线回路数为 5 回及以上时；或当 220kV 配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为 4 回及以上时，应选择双母线接线方式本变电所为重要的枢纽变电所，有三个电压等级即：220kV、110kV 及 10kV220kV 出线有 5 回，由于该变电所位于地区网络的枢纽点上，高压侧以交换或承受功率为主，供电给地区的中压侧和四周的低压侧负荷全所停电后，将引起地区电网瓦解，影响整个地区供电，所以，该变电所运行牢靠性要求相当高依据以上分析，可供考虑的方案有双母线接线和双母带旁路接线方式技术比较：假设承受双母线接线方式，则当母线消灭故障时，须短时切换较多电源和负荷；当检修 220kV 出线断路器时，会造成出线的停电，从原始资料中可以看出，220kV 侧为闭环运行任意一回出线的停电将会造成解裂而开环运行，这样，电流变化很大，设备选择难度大。

这会严峻影响变电所运行的牢靠性为此，必需承受增设旁路母线措施《设计手册》说明：当 110kV 出线为 7 回线及以上，220kV 出线为 5 回及以上时；或对于在系统中居重要地位的配电装置，110kV 出线为 6 回及以上，220kV 出线 4 回及以上时， 一般装设专用旁路断路器综合以上分析，所以本变电所 220kV 侧承受双母带旁路母线接线形式，且装设专用旁路断路器2.3.2 110kV 的接线方式确实定由负荷资料可知,110kV 出线共 10 回,其中 2 回备用我们对所给数据进展计算,觉察在 110kV 电压级上的负荷占变电所输出总负荷的大局部,说明要求设计的 110kV 接线方式格外重要,从 110kV 侧负荷资料中,可以看出其各回出线均比较重要如石化厂、炼油厂均由两回出线供电，属于一类负荷，是不允许停电的；甲、乙、丙、丁四个县变电站中也占有一局部一类、二类负荷，所以本变电所对 110kV 接线的牢靠性要求也是相当高的为使其出线断路器检修时不停电，应承受单母线分段带旁路接线方式或双母线带旁路接线，以保证其供电的牢靠性和灵敏性技术比较：〔1〕承受单母线带旁路接线方式，其优点是：接线简洁清楚，设备少，设备本身故障率小，投资小，年费用低，占地面积相对小一些。

其缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，将导致一半容量停运；扩建时需向两个方向均衡扩建，而不能任意向一个方向扩建；运行方式相对简洁，调度灵敏性差〔2〕承受双母带旁路接线方式，其优点为：通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮番检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能快速恢复供电运行方式比较多，从而运行调度灵敏扩建时可以向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的负荷均匀安排，不会引起原有回路的停电其缺点：投资高，设备数量多，年费用大经综合分析，打算承受双母线带旁路接线方式为最终方案，且装设专用旁路断路器2.3.3 10kV 接线方式确实定由负荷资料可知，10kV 出线共有 14 回，其中 2 回备用在 10kV 出线上的负荷占变电所总负荷的比例较小，其中除了水厂是 2 回线路供电以外，其它均为一回出线供电，不属于一类负荷，要求其牢靠性不是很高且电压较低，宜承受屋内配电装置，为节约建筑面积，降低造价，一般不设旁路母线故经济划算的接线方式初步拟定为单母接线和单母分段接线技术比较： 单母接线牢靠性太低，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必需断开它所接的电源；与之相接的全部电力装置，在整个检修期间均需停顿工作。

此外，在出线断路器检修期间，必需停顿该回路的工作而承受单母分段接线，可以提高供电牢靠性和灵敏性对重要用户〔如水厂〕可以从不同段引出两回出线，由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段隔离，保证正常段母线不连续供电，不致使重要用户停电故承受单母分段接线形式3 主变压器的选择3.1 主变压器台数确实定主变台数确实定原则（1） 对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的状况下，变电站以装设两台主变压器为宜2） 对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性3） 对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器根底宜按大于变压器容量的1～ 2 级设计，以便负荷进展时，更换变压器的容量依据以上确定原则，分析本变电所的状况，可以看出 220kV 侧与系统构成环网，呈强联系方式，在一种电压等级下，主变应不少于 2 台因此，确定本变电所的主变台数为2 台3.2 主变压器容量的选择主变容量确实定原则（1） 主变压器容量一般按变电站建成后 5—10 年的规划负荷选择，并适当考虑到 10—20 年的负荷进展对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。

2） 依据变电站所带负荷的性质和电网构造来确定主变压器的容。