220kV变电站电气主接线设计

邵阳学院毕业设计（论文）

枢纽变电站电气主接线

摘要：

电能作为一种二次能源，是一种不能储存的能量。电能的开发应用是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就，而现在，电能已成为工业生产不可缺少的动力，并广泛应用到生产部门和日常生活方面。

而电能的传输离不开变电站，电经过升压变电站、传输线路、降压变电站，

然后才能到用户。这其中变电站担当着一个极其重要的枢纽。

而对于枢纽变电站，它位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。

本次《发电厂电气部分》课程设计的题目正是枢纽变电站的电气主接线设计，按照老师上课所将设计步骤，首先分析原始资料，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。

目录

内容提要......................................................................... 错误！未定义书签。Summary (Ⅱ)

1 概述 (1)

1.1所址情况 (1)

1.2变电站出线情况 (1)

1.3变电站的基本数据 (1)

2 电气主接线的设计 (2)

2.1单母线接线及单母线分段接线 (2)

2.2双母线接线及双母分段接线 (3)

2.3主接线设计原则 (4)

2.4主接线选择 (4)

3 主变压器的选择 (6)

3.1变压器台数选择 (6)

3.2主变容量选择 (6)

3.3主变压器型式的选择 (7)

3.4主变压器的配置原则 (8)

3.5主变压器选择结果 (9)

4 变电站电气部分短路计算 (10)

4.1短路计算目的及假定 (11)

4.2各种短路电流计算步骤 (12)

4.3短路计算过程 (13)

5 导体和电气设备的选择 (19)

5.1按正常工作条件选择电气设备 (19)

5.2按短路状态校验 (20)

5.3断路器与隔离开关的选择 (21)

5.4互感器的选择 (28)

5.5母线的选择 (33)

5.6避雷器的选择 (40)

总结 (46)

参考文献 (46)

附录 (48)

致谢 (49)

附图1

附图2

附图3

1 概述

本次设计的课题是某地区220kV 变电站电气主接线设计，该站主要承担

220kV 、110kV 及35kV 三个电压等级功率的交换，把接受的功率全部送往110 kV

与35kV 侧线路。因此此次220 kV 降压变电所的设计具有220 kV 、110kV 及35kV 三个电压等级。220kV 侧为主功率输出，110kV 、35kV 侧以接受功率为主。本次设计的变电站是地区变电站，全站停电后，将影响整个地区的供电。

1.1 所址情况

变电所所在地区为平原地区，气象条件一般，非地震多发区。无高产农作物,年雷暴日为165天, 年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，历年最高气温为38.5°C 。海拔高度200m ，温度校正系数为0.83，最大负荷利用小时数5300小时。

1.2 变电站出线情况

本次变电所设计为一区域性变电站，以供给附近地区的工业，农业，民用电。本工程分为近期与远期，设计中留有扩建的余地；考虑到实际情况，先建220kV 出线远期6回，近期3回；110kV 出线远期10回，近期4回；35kV 出线远期8回，近期4回。

1.3 变电站的基本数据

⑴220kV 侧负荷情况，近期输送容量是300MW ，远期输送容量是500MW 。

0.006569x X *=，cos =0.9θ。

⑵110kV 侧负荷情况，近期负荷是120MW ，远期负荷是300MW ，cos =0.85θ。

⑶35kV 侧负荷情况，近期负荷30MW ，远期负荷为60MW ，cos =0.8θ。

2.负荷统计及计算

根据任务书，对变电站负荷统计和计算如下。线路中l～4为500kV 进线，5~6为500KV联络线，7~14为220KV出线，15~20为110KV 出线。

2.1 负荷统计

根据任务书对负荷统计，见表2.1

2.2 负荷计算

2 电气主接线的设计

变电站电气主接线根据变电站电能输送和分配的要求，表示主要电气设备相互之

间的连接关系[1]，以及本变电站与电力系统的电气连接关系，通常以单线图表示。电

气主接线中表示的主要电气设备有：电力变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、

电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。常用的主接线方式

有：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线、双母线接线、双母线带

旁路母线接线、双母分段接线、双母线分段带旁路母线、桥形接线、双断路器接线等。

电气主接线通常是根据变电站在电力系统中的地位和作用，首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求，然后根据规划容量、供电负荷、电力系统短路容量、线路回路数以及电气设备特点等条件确定，并具有相应的可靠性、灵活性和经济性。

变电站电气主接线方式的选择，将直接影响着变电站电气设备的选择。因此，必须在合理选择确定变电站的主接线方案后，才能做到合理选择变电站的电气设备。2.1 单母线接线及单母线分段接线[2]

2.1.1 单母线接线

单母线接线的母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。

单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：①可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，这样全厂或全站都得长期停电。②调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流[3]。

综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。

2.1.2 单母分段接线

单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。

这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站6～10kV接线中。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用[4]。

2.1.3 单母线分段带旁路母线的接线

单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。

2.2 双母线接线及双母分段接线

2.2.1 双母线接线

双母接线方式有主母线和副母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点[5]。

由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的6～10kV配电装置；35～60kV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110～220kV出线数为5回及以上时。

2.2.2 双母线分段接线

为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必长期停电[6]。

双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220～550kV 大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双母线分四段接线[1]。

2.2.3 双母线带旁路母线的接线

双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[7]。

2.3 主接线设计原则

电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主题。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合

电力系统和发电厂和变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术比较，合理地选择主接线方案。

电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则[8]。

2.4 主接线选择

2.4.1本站主接线设计方案

经过对原始资料的分析可以了解到，本次设计的变电站属于地区比较重要的变电站。电压有220kV、110kV、35kV三个等级，220kV为电源侧，110kV侧和35kV 侧为负荷侧。220kV侧出线近期3回，远期6回；110kV侧出线近期4回，远期10回；35kV侧出线近期4回，远期8回。其中220kV侧负荷情况，近期输送容量是300MW，远期输送容量是500MW；110kV侧负荷情况，近期负荷为120MW，远期负荷是300MW；35kV侧负荷情况，近期负荷是30MW，远期负荷是60MW。

⑴为保证供电可靠性，变电所装设三台主变。

⑵220kV侧出线近期3回，远期6回，不允许停电检修断路器，采用六氟化硫断路器，性能好且检修周期长，因此采用双母接线，不带旁路，既满足了供电可靠与调度灵活，而且也减少了占地面积，同时也便于今后的扩建与发展。由规程易知，对于变电站的电气主接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线。由于220kV专用旁路短路器价格昂贵，而本站220kV侧进出线回路又不多。因此，综合考虑经济性和可靠性，根据规程220kV侧选用双母接线。

⑷110kV侧出线近期4回，远期10回，不允许停电检修断路器，须保证其供电可靠性，根据规程同样亦采用双母接线。

⑸35kV侧出线近期4回，远期8回，根据规程选择单母分段接线[9]。

2.4.2 本站主接线特点

本站220kV与110kV侧均采用双母线分段的接线方式。每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线相连接，有两组母线后使运行的可靠性和灵活性

大为提高；35kV采用单母分段的接线方式，具体电气主接线图见附图1。

该主接线的主要特点如下：

⑴供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以不停电检修母线一组母线故障后，能迅速恢复供电，不停电检修隔离开关。

⑵调度灵活，各个电源和各个回路的负荷可以任意分配在某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要。

⑶扩建方便，本站将扩建为3台150MV A主变，届时将实行倒闸操作，不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有的回路停电。

⑷无压自投，在110kV母线的母联断路器和35kV母线的母联断路器处加装无压自投装置。当一段母线发生故障时确保其负荷能够继续运行。

⑸中性点接地，变压器220kV和110kV侧绕组采用中性点直接接地，35kV 侧中性点不接地。本站避雷器按小电阻接地系统的过电压水平降低了雷电冲击残压等相关参数,有益于变电站的安全运行,并提高了配电装置的绝缘裕度。

3 主变压器的选择

在各级电压等级的变电站中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系

统的稳定性[10]。因此，确定合理的变压器的容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。

在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、普通、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电站以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。

3.1 变压器台数选择

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，变电站中一般装设两台主变压器，有条件的应考虑设三台主变 [11]。由原始资料可知，本次设计的变电站是市郊区220kV变电站，它是以220kV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110kV与35kV母线上。若全所停电后，将引起该地区电网瓦解，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和该站的负荷要求，并结合该变电站自身的特点，最终选择三台主变。当一台主变压器故障或检修时，其余两台主变压应能保证全变电站70%的负荷正常供电，且三台主变压器互为备用。

3.2 主变容量选择

同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化[12]。而主变容量的大小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，对于城郊变电站主变压器容量应当与城市规划相结合。该站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。该系统中有110kV和35kV两个负荷等级，其中110kV侧近期负荷为120MW，远期负荷为300MW，cos=0.85

θ；35kV侧近期最负荷30MW，远期为60MW,cos=0.8

θ。

近期负荷需要选择的变压器总容量

12030

=+=179MVA

0.850.8

S

远期负荷需要选择的变压器总容量

30060

=0.7+=299MVA

0.850.8

S?

??

?

??

综合以上可知，从长远考虑总共选择三台主变，容量都为150MV A，近期先上

两台，另一台备用，其主变总容量为450MV A。

3.3 主变压器型式的选择

3.3.1 主变压器相数的选择

当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电站，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，这样该站选择三相变压器。

3.3.2 绕组数数量和连接方式的选择

1.主变压器绕组数量的选择

在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器[5]。本次所设计的变电站具有三种电压等级，且通过主变压器的各侧绕组的功率均达到了该变压器容量的15%以上，所以该站选择三绕组变压器。

2.变压器绕组的连接方式和组别选择

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只要有Y和△，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国35kV及以上电压，变压器绕组多采用Y连接；35kV以下电压，变压器绕组多采用△连接，于是该站主变采用全星型连接。

根据以上原则，该站主变选YN/yn0/ yn0接线。

3.3.3 主变中性点接地方式

⑴所有普通变压器中性点都应经隔离开关接地，以便于运行调度灵活选择接地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按线电压设计，应在中性点装设避雷器保护。

⑵选择接地点时应保证任何故障形式都不应使电网解列成为中性点不接地的系统。双母线接线有两台及以上变压器时，可考虑两台主变压器中性点接地。

3.3.4 主变调压方式的选择

电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%～100%。为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变

变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无励磁调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。

根据规程规定，在电网电压可能有较大变化的220kV及以上的降压变压器及联络变压器，可采用有载调压，一般不宜采用带负荷调压，于是该变电站采用无励磁调压。

3.3.5 主变压器冷却方式的选择

主变压器常用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却，强迫、导向油循环冷却。

小容量变压器一般采用自然风冷却，大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，为了压缩占地面积，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却。

强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。

近年来随着变压器制造技术的发展，在大容量变压器中，采用了强迫油循环导向风冷却方式。它是用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油道中，故此冷却效率更高。所以，该站主变选择强迫油循环导向风冷却方式。

3.4 主变压器的配置原则

⑴电力变压器外壳不带电，故采用落地布置，安装在变压器基础上。

⑵变压器基础一般制成双梁形并铺以铁轨，轨距等于变压器的滚轮中心距。为了防止变压器发生事故时，燃油流失使事故扩大，单个油箱油量超过1000kg以上的变压器，按照防火要求，在设备下面需设置贮油池或挡油墙，其尺寸应比设备外廓大1m，贮油池内一般铺设厚度不小于0.25m的卵石层。

⑶主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m，且距变压器5m以内的建筑物，在变压器总高度以下及外廓两侧各3m的范围，不应有门窗和通风孔。当变压器油量超过25000kg以上时，两台变压器之间的防火净距不应小于5～10m，如布置有困难，应设防火墙。

⑷主变压器在工程的具体布置见附图1所示。

3.5 主变压器选择结果

查《电力工程电气设计手册电气一次部分》、《电力设备选型手册》选定主变型号为：SFPSZ10-150000/220。

主要技术参数如下：

额定容量：150/150/75MV A 调压方式：无励磁调压

额定电压（kV）：高压220±8×1.25%中压117 低压37±5%

连接组标号：YN/yn0/ yn0 空载损耗：96kW

阻抗电压（%）：高中：13 高低：23 中低：8

负载损耗：491 kW 冷却方式：ODAF强油导向风冷所以选择三台SFPSZ10-150000/220型变压器为主变,本期先上一台。

4 变电站电气部分短路计算

⑴电力系统短路概述

在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会破坏用户的正常供电和影响电气设备的正常运行。

短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。

在三相系统中，可能发生的短路有，三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。

⑵常见短路因素

①设备绝缘损坏，正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但电气设备在制造时可能存在某些缺陷；在运输、保管和安装的过程中，绝缘可能受到机械损伤；长期低电压过电流运行的设备绝缘会迅速老化等原因，使电气设备的绝缘受到削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路。

②恶劣的自然条件，大气过电压（雷击）引起闪络，大风和覆冰引起倒杆和断线等造成短路。

③工作人员误操作如设备检修未拆除地线就加电压、运行人员带负荷拉刀闸等。

⑶三相短路计算值

电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，可其情况却比较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定。

选择和校验电气设备、载流导体，一般应计算下列短路电流值。

I为短路电流周期分量有效值，单位为kA；

k

I

为稳态短路电流有效值，单位为kA；

i为短路全电流最大瞬时冲击值，单位为kA；

b

I为短路全电流最大有效值，单位为kA；

b

S为短路容量，单位为MV A。

k

4.1 短路计算的目的及假定

4.1.1 短路电流计算的目的

⑴在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。

⑵在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。

⑶在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。

⑷接地装置的设计，也需用短路电流。

4.1.2 短路电流计算的一般规定

⑴验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5～10年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

⑵选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

⑶选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。

⑷导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。

4.1.3 短路计算基本假定

⑴正常工作时，三相系统对称运行；

⑵所有电源的电动势相位角相同；

⑶电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；

⑷不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

⑸元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；

⑹系统短路时是金属性短路。

4.2 各种短路电流计算步骤

4.2.1 短路计算应考虑的因数

⑴接线方式，计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

⑵计算容量，应按本工程设计规划容量计算，考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑工程建成后5～10年）

⑶短路种类，一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的进行校验

⑷短路计算点，在正常接线方式中，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。对于带电抗器的6～10kV出线与厂用分支线回路母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取电抗器前。选择其导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。

4.2.2 短路电流计算方法

供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法。

⑴标幺值法是一种相对单位制，它是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。

⑵有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1kV以下低压供电系统短路电流的计算。

4.2.3 短路电流的计算步骤

⑴短路故障选取

⑵基准值选择与系统电抗标幺值计算；

⑶各短路电流值计算公式；

⑷变压器电阻标幺值、电抗标幺值计算；

⑸各故障点短路电流计算。

4.3 短路计算过程

4.3.1短路故障点选取

根据电气设备选择的需要，选择短路情况最严重的三相短路来进行短路电流计算；结合该站的实际情况，按最大运行方式，即三台主变同时投入运行考虑，且主变绕组的接线方式为全星型连接；故障点分别选择在220kV母线上k1点、110kV母线上k2点和35kV母线上k3点，故障点的具体分布见图4.1。

4.3.2 基准值选择与系统电抗标幺值计算

⑴基准值选择

基准容量： 100MVA j S =

基准电压： j V （kV ） 37 115 230

由基准电流公式j S I =

可得1kA j I =

=1.56 同理可得

各基准电流：j I （kA ） 1.56 0.50 0.25 ⑵系统短路容量的计算

系统电抗标幺值： 0.006569x X *= 则短路容量： 10015244MVA 0.006569

j k x

S S X *==

=

4.3.3 各短路电流值计算公式

⑴短路电流冲击系数

=1+e t

T b K -

T12T3=R ++R =0.528+0.528+3.6967=4.7527T R

R ∑

()()T12T3111

=

X ++X +=45.173 3.227+29.04+0.006569=23.6643

3

3

T x X X X *-∑

在工程设计中，当短路电路的总电阻较小，即1

3

R X ≤

∑∑时，0.05s f

T ≈，

t ＝0.01，则: 0.01

0.05

=1+e =1.8b K -

⑵三相短路冲击电流

(

)()()

3

3

3

==2.55b b k k k i K I I ? （4.1）

⑶三相短路全电流最大有效值

(

)()(

)

3

3

31.51b k k k I I ===

（4.2）

⑷三相短路容量

()

3

1=k n k S U I ? （4.3）

4.3.4 变压器电阻、电抗标幺值计算

⑴变压器电阻标幺值的计算

负载损耗：k P ?=491kW ，该变压器低压侧容量为75MV A ，而额定容量为

150MV A ，则将变压器负载损耗k P ?换算到额定容量时的负载损耗

2

2

′1133150==491=1964kW 75n k k n S P P S -??????? ? ?????

2

2

′223

3150==491=1964kW 75n k k n S P P S -???????

? ?????

变压器三绕组负载损耗

()()11213231

=

+21 =491+196419642

=245.5kW k k k k P P P P ---???-?- ()()21223131

=

+21 =491+196419642

=245.5kW

k k k k P P P P ---???-?- ()()31323121

=

+21 =1964+19644912

=1718.5kW

k k k k P P P P ---???-?- 则变压器三绕组的电阻值

23

223T312

1728.5220R =10/10150000k n

n

P U S ????=

?=0.528Ω2

3223T222245.5220R =10/10150000k n n P U S ????=

?=0.528Ω

2

3

2

2

3

T332

1718.5220R =10/10150000

k n n P U S ????=

?=3.6967Ω

⑵变压器电抗标幺值的计算

变压器阻抗电压（%）： U 12%：13； U 23%：8； U 13%：23 则主变是全星型连接，则三侧绕组电抗

()()1121323

1

1

%=%+%%=13+238=14%2

2U U U U --

()()21223131

1

%=

%+%%=13+823=1%2

2U U U U --- ()()313231211

%=

%+%%=23+813=9%2

2U U U U --

所以 ()3

2112142203=10%100=

10=45.173100150000T n

N X U U S ?????Ω?

()23

2322122010%10010 3.227100150000T n

N X U U

S -?=???=?=-Ω

?()23

2323122010%1001029.0410*******

T n

N X U U

S -?=???=

?=Ω?

而变压器三侧绕组电抗标幺值

()11j 14100=U %S /100=

0.0933*******

T N X S *??=?

()22j

1100

=U %S =

0.00667100150/100T N X S *-?=-?? ()33j

9100

=U %S =

0.06100150

/100T N X S *?=??

短路系统电抗标幺值等效电路图如图4.1

图4.1 短路系统电抗标幺值等效电路图

4.3.5 各短路点具体计算过程

⑴220kV 母线上k1点短路电流的计算

三相短路电流周期分量有效值

()13

10.25=

=

=38.06kA 0.006569

j k x

I I X *

三相短路电流周期分量稳态值

()()3

3

1

1==38.06kA k k I I ∞ 三相短路冲击电流最大值

()

3

1=2.55=2.5538.06=97.05kA b k i I ?

三相短路冲击电流有效值

()()3

3

1

1=1.51=1.5138.06=57.47kA b k I I ? 三相短路容量

(

)

3

1=

322038.06=14

485M V A k n k

S U I ??? ⑵110kV 母线上k2点短路电流的计算 先计算k2点短路处电抗标幺值总和

()()121=

++3

1

=

0.093340.00667+0.0065693

=0.035459

T T x

X X X X ****-∑

三相短路电流周期分量有效值

()2

3

20.5=

=

=14.10kA 0.035459

j k I I X

*

∑

三相短路电流周期分量稳态值

()()3

3

2

2==14.10kA k k I I ∞ 三相短路冲击电流最大值

()

3

2

=2.55=2.5514.10=

35.955k A b k i I ? 三相短路冲击电流有效值

()3

2=1.5114.10=21.291kA k I ?

三相短路容量

(

)

32=311014.10=2686.3M V A k n k

S U I ??? ⑶35kV 母线上k3点短路电流的计算，则k3点短路处电抗标幺值

()()131=

++3

1

=

0.09334+0.06+0.0065693

=0.057683

T T x

X

X X X *

***∑ 三相短路电流周期分量有效值

()

3

33 1.56=

=

=27.044kA 0.057683

j k I I X

*

∑

三相短路电流周期分量稳态值

()()3

3

3

3==27.044kA k k I I ∞ 三相短路冲击电流最大值

()

3

3=2.55=2.5527.044=68.96kA b i Ik ?

三相短路冲击电流有效值

()3

33=1.51=1.5127.044=40.836kA b k I I ?

三相短路容量

(

)

33=33527.044=1639.41M V A k n k

S U I ??? 由以上计算结果，可得表4.1即该变电站三相短路电流计算值。

表4.1 变电站三相短路电流计算值

短路点编号

短路点额定电压

n U /kV 短路点平均电压

av U /kV

短路电流周期分量 短路冲击电流 短路容量

k S /MVA

有效值

稳态值

有效值

最大值

()

3k

I /kA ()

3I ∞

/kA b I /kA

b i /kA

1k 220 230 38.06 38.06 57.47 97.05 14485 2k 110 115 14.10 14.10 21.29 35.955 2686.3 3k

35

37

27.044

27.044

40.836

68.96

1639.41

《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告

电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告

《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠

110kva变电站电气主接线图分析

把变电站内的电气设备都要算上啊 一次设备：主变（中性点隔离开关、间隙保护、消弧线圈成套设备）、断路器（或开关柜、GIS等）、电压互感器（含保险）、电流互感器、避雷器、隔离开关、母线、母排、电缆、电容器组（电容、电抗、放电线圈等等），站用变压器（或接地变），有的变电站还有高频保护装置 二次设备：综合自动化、. 、逆变0000.、小电流接地选线、站用电、直流（蓄电池）、逆变、远动通讯等等 其他：支持瓷瓶、悬垂、导线、接地排、穿墙套管等等，消防装置、SF6在线监测装置等等 好像有点说多了，也可能有少点的，存在差异吧 35KV高压开关柜上一般都设有哪些保护各作用是什么？ 过电流保护：1.速断电流保护：用于保护本开关以后的母排、电缆的短路故障。 2.定时限电流保护：用于下一电压级别的短路保护。 3.反时限电流保护：作用与2相同，但灵敏度比2高。 4.电压闭锁过电流保护：防止越级跳闸和误跳闸，提高供电可靠性。 5.纵联差动电流保护：专用于变压器内部故障保护。 6.长延时过负荷保护：用于保护专用设备或者电网的过负荷运行，首选发信，其次跳闸。 零序电流保护：1.零序电流速断保护：保护线路和线路后侧设备对地短路、严重漏电故障。 2.定时限零序电流保护：保护线路和线路后侧设备的轻微对地短路和小电流漏电，监测绝缘状况。可以选择作用于跳闸或发信。 过电压保护：1.雷电过电压保护。 2.操作过电压保护。1、2两种过电压通常都是用避雷器来保护，可防止线路或设备绝缘击穿。

3.设备异常过电压保护：通过电压继电器和综保定值整定来实现跳闸或发信，用于保护设备在异常过压下运行造成的发热损坏。 低电压保护：瞬时低电压保护只发信不跳闸，用于避免瞬间短路或大负荷启动造成的正常设备误跳闸。俗称躲晃电。 非电量保护：1.重瓦斯保护：用于变压器内部强短路或拉弧放电的严重故障保护。选择跳闸。 2.轻瓦斯保护：用于变压器轻微故障的检测，选择发信报警。 3.温度保护：用于检测变压器顶层油温监测，轻超温发信报警，重超温跳闸。 以上都是针对一次侧设计的保护。 二次侧的保护：1.直流失压保护，用于变电所直流设备故障时防止设备在保护失灵状况下运行。一般设备通常选择发信报警。重要设备选择跳闸。 2.临柜直流消失保护，用于监测相邻高压柜的直流电压状态，选择发信报警。 随着技术的发展，继电保护的内容越来越多，供人们在不同情况下选用。 目前使用的微机型综合保护器内都设计了各种保护功能，可以通过控制字的设定很方便地选择所需要的保护功能组合。

(110kv变电站电气主接线设计)复习过程

(110k v变电站电气主 接线设计)

110KV电气主接线设计 姓名： 专业：发电厂及电力系统 年级： 指导教师：

摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35～110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，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。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型

目录 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (11) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (12) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12) 2.3.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线) (13) 2.3.3 短路点d-3的短路计算(10KV母线) (14) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4绘制短路电流计算结果表 (15) 3 电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。 (16) 3.1.2 有关的几项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16) 3.3高压电气设备选择 (17) 3.3.1 断路器的选择与校验 (17) 3.3.2 隔离开关的选择及校验 (21)

110kv变电站电气主接线设计

110KV电气主接线设计 专业：发电厂及电力系统 年级：

指导教师： 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV. 35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV 电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35?门OkV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35?"OkV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，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。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型 摘要 .................................................................. I 1变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1主接线的设计原则 (1) 1.1.2主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5)

1.3.1主变压器台数的选择 (5) 1.3.2主变压器型式的选择 (5) 1.3.3主变压器容量的选择 (6) 1.3.4主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2站用变压器型号的选择 (9) 2短路电流计算 (10) 2.1短路计?算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1短路电流计算的目的 (10) 2.1.2短路计算的一般规定 (10) 2.1.3计算步骤 (10) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1变压器参数的计算 (11) 2.2.2短路点的确定 (11) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1短路点d?1的短路计算（110KV母线） (12) 2.3.2短路点d-2的短路计算（35KV母线） (13) 2.3.3短路点d-3的短路计算（10KV母线） (13) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4 绘制短路电流计算结果表 (14) 3电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 3.1.2有关的儿项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16)

220kV变电站电气一次部分设计

毕业设计（论文）任务书

220kV变电站设计 摘要 本设计书主要介绍了220kV区域变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有220kV区域变电所的电气主接线的选择，主变压器、所用变压器的选择，母线、断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kV、110kV、35kV线路的选择和短路电流的计算。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。 关键词：变电站；主接线；变压器

220kV substation design ABSTRACT The design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and short-circuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety of the entire substation. Keywords: substation; main connection; transformer

220KV变电站电气设计说明书

220KV变电站电气设计说 明书 第1章引言 1.1 国外现状和发展趋势 (1) 数字化变电站技术发展现状和趋势 以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟，智能化一次设备技术不成熟，网络安全性存在一定隐患。但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。 (2) 当前的变电站自动化技术 20世纪末到21世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。其重要特点是：以分层分布结构取代了传统的集中式；把变电站分为两个层次，即变电站层和间隔层，在设计理念上不是以整个变电站作为所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计依据，在中低压系统采用物理结构和电器特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出线，在高压超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔设备；变电站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心，配大容量存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件系统；现场总线以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了技术基础；网络尤其是基于TCP/IP的以太网在变电站自动化系统中得到应用；智能电子设备（IED）的大量应用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电度表等可视为IED而纳入一个统一的变电站自动化系统中；与继电保护、各种IED、远方调度中心交换数据所使用的规约逐渐与国际接轨。这个时期国代表产品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。 (3) 国外变电站自动化技术 国外变电站自动化技术是从20世纪80年代开始的，以西门子公司为例，该公司第一套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威正式投入运行，至1993年初，已有300多套系统在德国和欧洲的各种电压等级的变电站运行。在中国，1995年亦投运了该公司的LSA678变电站自动化系统。LSA678的系统结构有两类，一类是全分散式，另一类是集中和分散相结合，两类系统均由6MB测控系统、7S/7U保护系统、8TK开关闭锁系统三部分构成。 (4) 原始变电站自动化系统存在的问题 资料分目前国际上关于变电站自动化系统和通讯网络的国际标准还没有正式公布，国也没有相应的技术标准出台。标准和规的出台远落后于技术的发展，导致变电站自动化系

电气主接线设计原则和设计程序

电气主接线设计原则和设计程序 4.5．1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求,以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据,必须进行详细的分析和研究,从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时,在进行论证分析阶段，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系,以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下： １.对原始资料分析 (１）工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂，热电厂，或者堤坝式、引

220kV变电站电气设计

摘要 随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的更要求也越来越高。 本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。 关键字：变电站；短路计算；设备选择；防雷保护。

目录 摘要 (1) 引言 (4) 任务书 (5) 第一章主变压器的选择 (6) 1.1主变压器的选择原则 (6) 1.1.1 主变压器容量和台数的选择原则 (6) 1.1.2 主变压器容量的选择 (6) 1.1.3 主变压器型式的选择 (7) 1.1.4 绕组数量和连接形式的选择 (7) 1.2主变压器选择结果 (8) 1.3所用变选择 (8) 第二章电气主接线的设计 (10) 2.1主接线概述 (10) 2.2主接线设计原则 (10) 2.3主接线的选择 (10) 第三章 220KV变电站电气部分短路计算 (14) 3.1变压器的各绕组电抗标幺值计算 (14) 3.210KV侧短路计算 (15) 3.3220KV侧短路计算 (18) 3.4110KV侧短路计算 (20) 第四章导体和电气设备的选择 (22) 4.1断路器和隔离开关的选择 (23) 4.1.1 220KV出线、主变侧 (23) 4.1.2 主变110KV侧 (27) 4.1.3 10KV断路器隔离开关的选择 (29) 4.2电流互感器的选择 (34) 4.2.1 220KV侧电流互感器的选择 (34) 4.2.2 110KV侧的电流互感器的选择 (36) 4.2.3 10KV侧电流互感器的选择 (37) 4.3电压互感器的选择 (38) 4.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择 (38) 4.3.2 110KV母线设备PT的选择 (39) 4.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择 (39) 4.4导体的选择与校验 (39)

110kV变电站电气主接线及运行方式

110kV变电站电气主接线及运行方式 变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 一变电所主接线基本要求 1．1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求，当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快，电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换，能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化，在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展，调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三 110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分析。 3. 1 110kV终端变电所主接线模式分析

110KV变电站电气主接线设计(课程设计)

110KV变电站电气主接线设计 目录 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 (3) 1.2 主接线的设计原则 (3) 1.3主接线设计的基本要求 (3) 1.4高压配电装置的接线方式 (4) 1.5主接线的选择与设计 (8) 1.6主变压器型式的选择 (9) 2.短路电流计算 2.1 短路电流计算的概述 (11) 2.2短路计算的一般规定………………………………………………………………………… 11 2.3短路计算的方法……………………………………………………………………………… 12 2.4短路电流计算………………………………………………………………………………… 12 3.电气设备选择与校验 3.1电气设备选择的一般条件…………………………………………………………………… 15 3.2高压断路器的选型…………………………………………………………………………… 16 3.3高压隔离开关的选型………………………………………………………………………… 17 3.4互感器的选择………………………………………………………………………………… 17 3.5短路稳定校验………………………………………………………………………………… 18 3.6高压熔断器的选择…………………………………………………………………………… 18 4.屋外配电装置设计

4.1设计原则……………………………………………………………………………………… 19 4.2设计的基本要求……………………………………………………………………………… 20 4.3布置及安装设计的具体要求………………………………………………………………… 20 4.4配电装置选择………………………………………………………………………………… 21 5.变电站防雷与接地设计 5.1雷电过电压的形成与危害…………………………………………………………………… 22 5.2电气设备的防雷保护………………………………………………………………………… 22 5.3避雷针的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.4避雷器的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.5避雷针、避雷线保护围计算 (23) 5.6变电所接地装置……………………………………………………………………………… 24 6.无功补偿设计 6.1无功补偿的概念及重要性…………………………………………………………………… 24 6.2无功补偿的原则与基本要求………………………………………………………………… 24 7.变电所总体布置 7.1总体规划……………………………………………………………………………………… 26 7.2总平面布置…………………………………………………………………………………… 26 结束语 (27) 参考文献 (27) 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组

220kv变电站电气部分设计

220kv变电站电气部分设计

******毕业生论文 题目：220kV降压变电所电气部分设计 系别电力工程系＿ 专业供用电技术 班级 ********** 学号*********** ＿ 姓名

Keywords: main electrical wiring；transformers；short circuit current；lightning protection。 目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 引言 (6) 第一章电气主接线选择 (7) 第1节概述 (7) 第2节主接线的接线方式选择 (6) 第二章主变压器容量、台数及型式的选择 (9) 第1节概述 (9) 第2节主变压器台数的选择 (9) 第3节主变压器容量的选择 (10) 第4节主变压器型式的选择 (10) 第三章短路电流计算 (12) 第1节概述 (14) 第2节短路计算的目的及假设 (15) 第四章电气设备的选择 (18) 第1节概述 (18)

第2节断路器的选择 (19) 第3节隔离开关的选择 (21) 第4节高压熔断器的选择 (23) 第5节互感器的选择 (23) 第6节母线的选择 (25) 第7节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (27) 第8节限流电抗器的选择 (29) 第五章电气总平面布置及配电装置的选择 (30) 第1节概述 (30) 第2节高压配电装置的选择 (31) 第六章继电保护配置规划 (33) 第1节变电所主变保护的配置 (37) 第2节 220KV、110KV、10KV线路保护部分 (34) 第七章防雷设计规划 (35) 第1节概述 (35) 第2节防雷保护的设计 (36) 第3节主变中性点放电间隙保护 (37) 结论 (38) 致谢 (38) 参考文献 (38)

第一章变电所电气主接线的设计

前言 电力工业为现代化生产提供主要动力。电力科学的发展和广泛应用，对我国工农业的迅速发展及人民生活水平的提高起到了巨大的作用和深远的影响。 通过对理论的学习理解以及实际的工作，我对变电所的原理和设备有了初步的解了。为了增加自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了110kV/35kV/10kV系统设计作为自己的毕业课题。 随着大规模农网发行事业的深入实施，一个优质、安全、可靠、宽松的供电环境已实步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。为了适应我国电力事业的发展及将所学的知识运用到实际生产中去，我进行了变电所设计。 我国大部分电网薄弱，变电所数量少，供电半径长，线路损耗大，致使线路末端用户电压过低，影响人民正常的生活和生产，为了达到迅速改变我国农村电网目前的状况，满足人民生活用电兼顾工农业发展，本变电所属于中小型变电所，进线端电压为110kV变电所。 本文首先根据老师所给的设计任务书上所给的材料系统及线路所给的负荷参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建立变电所的必要性，然后通过对拟定建设的变电所的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济方面及可靠性方面来考虑，确定了110kv、35kv 、10kv以及变电所用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了变电所用变压器的容量吉型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器进行了选择型号，从而完成110kv西海变电所的电气一次设备的设计。 由于知识的欠缺及设计资料的不足,设计中必然存在着很多问题,希望各位老师能够热情帮助,提出宝贵意见。

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 substation Abstract The 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

变电站电气主接线设计设计论文

变电站电气主接线设计设计论文

毕业设计（论文）题目 110KV变电站电气主接线设计 专业电气自动化技术

成人教育学院2012年09月10日

本次设计为110kV降压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有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。在本变电站的设计中，包括对变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线、电气设备选择、短路电流计算等部分的分析计算以及防雷设计。在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。 本次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：110kV变电站；短路电流；一次部分；设备选择

摘要 (Ⅰ) 第一部分设计说明书 1原始资料 (1) 1.1变电站的基本情况 (1) 1.2设计任务 (2) 2 变压器选择 (3) 2.1 变压器绕组与调压方式的选择 (3) 2.2 变压器相数的选择 (3) 2.3 变压器容量和台数的选择 (3) 2.4变压器的冷却方式 (4) 3电气主接线设计 (5) 3.1主接线的设计原则 (5) 3.2主接线设计的基本要求 (6) 3.3 主接线方案的比较和确定 (7) 4短路电流计算 (11) 4.1短路电流计算的目的 (11) 4.2短路电流计算的规定 (11) 4.3短路电流计算的步骤 (12) 4.4短路类型及其计算方法 (12) 5高压电器选择 (14) 5.1高压断路器的选择 (14) 5.2隔离开关的选择 (14) 5.3各级电压母线的选择 (15) 5.4 电流互感器的选择 (15) 5.5电压互感器的选择 (16) 5.6避雷器的选择 (16)

课程设计kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计

电气工程及其自动化专业 电力系统方向课程设计任务书和指导书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计 指导教师：江静 电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置 平面布置图的设计 一、课程设计的目的要求 使学生巩固和应用所学知识，初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。二、题目： 110kV变电所电气主接线设计 三、已知资料 为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料：1变电所的建设规模 ⑴类型：降压变电气 ⑵最终容量和台数：2×31500kV A：年利用小时数：4000h。 2电力系统与本所连接情况 ⑴该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所； ⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV，出线回路数2回，分别为18公里与电力 系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量：2800 MV A； 3、电力负荷水平 ⑴高压10 kV负荷24回出线，最大输送2MW，COSΦ＝0.8，各回出线的最小负荷 按最大负荷的70％计算，负荷同时率取0.8，COSΦ＝0.85，Tmax＝4200小时/年； ⑵24回中含预留2回备用； ⑶所用电率1％ 4、环境条件 该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高度为86米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－10℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为1℃； 年雷暴日数为58.2天。

四、设计内容 1、设计主接线方案 ⑴确定主变台数、容量和型式 ⑵接线方案的技术、经济比较，确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。 2、计算短路电流 3、选择电气设备 4、绘制主接线图 5、绘制屋内配电装置图 6、绘制屋外配电装置平断面图 五、设计成果要求 1、设计说明书1份 编写任务及原始资料 ⑴编写任务及原始资料 ⑵确定主变压器台数、容量和型式 ⑶确定主接线方案（列表比较） ⑷计算短路电流（包括计算条件、计算过程、计算成果） ⑸选择高压电气设备（包括初选和校验，并列出设备清单）。 2、变电站电气主接线图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上标明设备的型号、规范。 3、屋内10kV配电装置图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示开关柜的排列顺序、各柜的接线方案编号、柜内的一次设备内容（数量的规格）及其连接，设备在柜内的大致部位，以及走廊的大致走向等。 4、屋外110kV配电装置平断面图1份 采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示各主要设备的布置位置及走廊的大致走向等。 5、编制设计说明书及计算书 六、日程安排 第一天：布置任务、介绍电气设备选择 第二天：电气主接线最佳方案的确定 第三天：短路电流计算 第四、五天：电气设备选择

220KV变电站电气部分设计(初设)

毕业设计任务书 一、设计题目 220KV变电站电气部分设计（初设） 二、毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1.主接线设计：分析原始材料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，选 择变压器型式及连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案； 2.短路电流计算，根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流 并列表示出短路电流计算结果。 3.主要电气设备选择 4.电气设备配置 5.进行继电保护的规划设计，进行防雷保护的设计，220KV高压配电装置设计。 三、设计内容 1.电气主接线设计（包括电气设备选择）； 2.主变压器容量、台数、型式选择； 3.计算短路电流； 4.户内、外配电装置的配置和选择； 5.无功补偿设计； 6.防雷和接地设计。 四、设计成果 1.初步设计说明书一份; 2.短路电流、设备选择计算说明书一份; 3.电气主接线图纸一张 4.变电所总布置及户内、外设备布置图（包括断面图）； 5.户内配电装置接线图； 6.变电所接地装置平面布置图 7.避雷针保护范围图

8.电气一次主要材料表 五指定查阅的主要参考文献 （1）戈东方电气工程设计手册电气二次部分北京中国电力出版社 2005 （2）曹绳敏电力系统课程设计和毕业设计参考资料东南大学出版社 2004 （3）陈生贵电力系统继电保护重庆重庆大学出版社 2003 （4）熊信银发电厂电气部分（第三版）北京中国电力出版社 2004 （5）孟祥萍电力系统分析北京高等教育出版社 2004 六、毕业论文规范 （一）撰写内容、格式 1、论文数字 论文正文不少于5000字。 2、前置部分 前置部分包括封面、扉页、摘要、关键词、目录。 封面包括论文题目、作者姓名、指导教师姓名、职称、专业名称等。论文题目要恰当、准确地反映本论文的研究内容。 摘要是论文内容的简述，还应包括本论文的创造性成果及其理论和实际意义。摘要、关键词应有中英（日、俄）文两种文字。 3、主体部分 论文主体部分包括：绪论（引言）、正文、结论、参考文献。 绪论（引言）要简要说明毕业设计（论文）中研究工作的目的、意义、设计要求、技术指标、现状与发展、主要工作内容等。 论文正包括总体方案设计及实现、数据处理分析、试验效果、理论分析等。 结论是论文最终的、总体的结论，结论中应明确本课题研究的创造性成果、创新观点、社会经济价值及研究方向的前景。结论应该准确、完整、明确、精炼。 4、附录部分 附录部分是论文主体部分的补充项目，视论文需要决定是否使用。对不便于放在正文中的附加数据、资料、详细公式推导、程序等特有特色的内容，可作为附录。 （二）书写打印 1、打印需求 学生毕业论文要求用计算机打印或誉写在设计用纸上。论文裁切后统一为16开纸（184mmX260mm）规格。页边距上20mm、下20mm、左25mm右20mm。正文每页数30X30个汉字。一律左侧装订。

220kV变电站电气主接线设计

枢纽变电站电气主接线 摘要： 电能作为一种二次能源，是一种不能储存的能量。电能的开发应用是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就，而现在，电能已成为工业生产不可缺少的动力，并广泛应用到生产部门和日常生活方面。 而电能的传输离不开变电站，电经过升压变电站、传输线路、降压变电站， 然后才能到用户。这其中变电站担当着一个极其重要的枢纽。 而对于枢纽变电站，它位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。 本次《发电厂电气部分》课程设计的题目正是枢纽变电站的电气主接线设计，按照老师上课所将设计步骤，首先分析原始资料，通过分析拟建变电站的进出线方向和负荷等原始资料，从可靠性、安全性、经济性等其他方面的考虑，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），并在选择时对电气设备进行了必要的计算和校验。同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。

目录 内容提要........................................................................... 错误!未定义书签。Summary (Ⅱ) 1 概述 (1) 1.1所址情况 (1) 1.2变电站出线情况 (1) 1.3变电站的基本数据 (1) 2 电气主接线的设计 (2) 2.1单母线接线及单母线分段接线 (2) 2.2双母线接线及双母分段接线 (3) 2.3主接线设计原则 (4) 2.4主接线选择 (4) 3 主变压器的选择 (6) 3.1变压器台数选择 (6) 3.2主变容量选择 (6) 3.3主变压器型式的选择 (7) 3.4主变压器的配置原则 (8) 3.5主变压器选择结果 (9) 4 变电站电气部分短路计算 (10) 4.1短路计算目的及假定 (11) 4.2各种短路电流计算步骤 (12) 4.3短路计算过程 (13) 5 导体和电气设备的选择 (19) 5.1按正常工作条件选择电气设备 (19) 5.2按短路状态校验 (20) 5.3断路器与隔离开关的选择 (21) 5.4互感器的选择 (28) 5.5母线的选择 (33) 5.6避雷器的选择 (40) 总结 (45) 参考文献 (46) 附录................................................................................. 错误!未定义书签。致谢 (48) 附图1 附图2 附图3

220kVGIS变电站电气设计说明

2.1 电气部分 2.1.1 变电站规模 (1)本期建设2台220kV、240MVA变压器，最终规模3台 220kV、240MVAE相三绕组变压器； (2)220kV出线，本期4回，远景6回； (3)110kV出线，本期4回，远景12回； (4)35kV出线，本期6回，远景8回； (5)无功补偿，本期装设6X 1.0万千乏电容器，电容器电抗率按3组5% 3组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器串联电抗率按12%勺位置预留。 2.1.2 电气主接线及主要电气设备选择 采用国网A1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进 行调整。 2.1.2.1 电气主接线 220kV本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。 110kV本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设2组母线 设备，远景单母线三分段接线。 35kV本期采用单母线分段接线，远景采用单母线分段+单母线接线。 根据国家电网生[2011]1223文件“关于印发《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》的通知”附件1第二章第八条“采用GIS的变电站，其同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装一个有隔离开关(配置有 就地工作电源)或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。”本工程110kV侧有出线间隔的GIS母线一次建成，建成母线的远景扩建间隔本期预装空间隔。 本工程主变220kV、110kV中性点采用经隔离开关直接接地或经避雷器、放电间隙的接地方式；35kV系统中性点采用经消弧线圈接地方式。由于主变35kV侧为