220kV变电所电气部分设计毕业设计论文.doc

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 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420000．9525010kV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19000．912702机械厂12002403汽车厂21002354电机厂21002555炼油厂1900260-最大负荷利用小时数Tmax=5256h，同时率取0.9，线路损耗取6％。

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）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 kW110kV重要负荷 Pi1=Ki×P=0.50×42000=21000 kW10kV最大负荷为 Pm2=K0∑P=0.9×(P1+P2+P3+P4+P5)=0.9×(1900+1200+2100+2100+1900)=8280 kW10kV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× =0.7×( + )=37316 kVA 全部重要负荷容量为Si== + = + =27424 kVA Se＞Si 应根据Se选择主变容量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4000022012111YN，a0，d11331350.81001005093020三.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：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× =1.05×=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Imax=1.05×=1.05×=102.83 A根据以上条件,选择GW7-220/1250隔离开关 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=31.5 KA INbr2 t=31.52×4=3969 kA2s INbr2 t≥Qk 所以选择4s热稳定电流=31.5 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=80 KA＞28.9068 KA 故选择GW7-220/1250型隔离开关能满足要求 考虑到变电所远景发展、各个设备间性能相配合以及从经济技术等多方面考虑，选择GW7-220/2000型（或GW7-220/2500型）隔离开关2) 110 kV电气设备选择 a. 110kV断路器形式：室外SF6额定电压：UN≥UNS额定电流：IN≥Imax按一条线路带110kV全部负荷考虑Imax=1.05×=1.05×=243.65 A根据以上条件,选择SFM110-110/2000型FS6断路器 额定开断电流校验 INbr=31.5 KA＞I＂=3.9361 KA 热稳定校验： Qk=Qp= tk×（I＂2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3.1×（3.93612+10×3.93612+ 3.93612）/12 = 48.03 kA2s 选择：3s热稳定电流=31.5 KA INbr2 t=31.52×3=2976 kA2s INbr2 t≥Qk 所以选择3s热稳定电流=31.5 KA 满足要求 动稳定校验 极限通过峰值电流ies=80 KA＞10.0371 KA 故选择SFM110-110/2000型SF6断路器能满足要求 b. 110kV隔离开关 形式：室外额定电压：UN≥UNS额定电流：IN≥Imax按一条线路带110kV全部负荷考虑Imax=1.05×=1.05×=243.65 A根据以上条件,选择GW5-110/630隔离开关 热稳定校验： Qk=Qp= tk×（I＂2+10Itk/22+ Itk2）/12 = 3。