220kv變電所設計畢業(yè)設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設計）</b></p><p>　　220kV變電所設計</p><p>　　姓 名　 　　　　　　　　　</p><p>　　學 號　　　　 </p><p>　　年 級　 　</p><p>　　專

2、 業(yè)　　　 電氣工程及其自動化 　</p><p>　　系?。ㄔ海　　?</p><p>　　指導教師　 　　　 　 </p><p><b>　　2007年6月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、　　變電所是電力轉換站，用以提高或降低電壓，并分配用電量。本選題所設計的是某220kV降壓變電所電氣部分規(guī)劃設計，主要擔任220kV及110kV兩電壓等級功率交換，把接受功率全部送往110kV側線路。根據(jù)變電所的設計任務，對主變變壓器容量、臺數(shù)，電氣主接線，電氣設備及無功補償裝置進行了選擇分析，對短路電流等主要參數(shù)進行了計算，在此基礎上設計了相關保護系統(tǒng)，最后給出了電氣總平面布置方案。</p><p>　　關鍵詞

4、：變電所；變壓器；短路電流 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The substation is a station that changes electric power, improves or reduces voltage, and distributes electricity consumption. The el

5、ectrical planning and design of a 220kV dropping voltage transformer is carried on in this paper. Its main function is to exchange power between the 220kV and 110kV two voltage grades and to send all power accepted to 11

6、0kV。According to the substation design task, this paper analysis and choose the capacity and number of major transformer, the power main circuits, </p><p>　　Key words: substations；transformers；short-circuit

7、current</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 變電所設計任務1</p><p>　　1.1 變電所的規(guī)模1</p><p><b>　　1.2 回路1</b></p><p>　　1.3 系統(tǒng)計算資料1</p>&

8、lt;p>　　2 變電所具體設計內(nèi)容2</p><p>　　2.1 主變壓器容量，臺數(shù)及形式的選擇2</p><p>　　2.2 電氣主接線的選擇3</p><p>　　2.3 短路電流計算4</p><p>　　2.4 電氣設備的選擇9</p><p>　　2.5無功補償及補償裝置的選擇15<

9、/p><p>　　2.6 變電所主變保護的配置16</p><p>　　2.7 防雷保護的設計17</p><p>　　2.8 接地裝置的設計18</p><p>　　2.9 電氣總平面布置18</p><p><b>　　3 總結19</b></p><p><

10、;b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　附錄21</b></p><p><b>　　謝辭23</b></p><p><b>　　1 變電所設計任務</b></p><p>　　本次所設計變電所以110kV側向地區(qū)負荷供電，除220

11、kV側電源與系統(tǒng)聯(lián)系之外，110kV側電源的部分出線也與系統(tǒng)有聯(lián)系。</p><p>　　1.1 變電所的規(guī)模</p><p>　　近期主變初步設為2×120MVA，電壓比為220/121/10.5kV，容量比為100/100/50，本期工程一次建成，設計中留有擴建的余地，110kV出線共8回，一次建成。</p><p><b>　　1.2 回路

12、</b></p><p>　　110kV的最大地區(qū)負荷，近期為200MW，遠期300MW，負荷功率0.85,最大負荷利用小時數(shù)為5300小時,同時率為0.6,每回最大負荷見表1。</p><p>　　表1 變電所輸出功率表</p><p>　　1.3 系統(tǒng)計算資料</p><p>　　系統(tǒng)阻抗，當取基準容量 ﹦100MVA，基準電

13、壓為各級電壓平均值（230，115，37，10.5……）時,系統(tǒng)的阻抗按兩臺變壓器的總阻抗考慮，如圖1所示。 </p><p>　　圖1 系統(tǒng)阻

14、抗簡化圖</p><p>　　2 變電所具體設計內(nèi)容</p><p>　　2.1 主變壓器容量，臺數(shù)及形式的選擇</p><p>　　我們所設計的變電所是市郊220kV降壓變電所，它是以220kV受功率為主。把所受的功率通過變壓器輸送至110kV及10kV母線上。若全所停電后，將引起下一級變電所與地區(qū)電網(wǎng)瓦解，影響整個市區(qū)的供電。因此選擇主變臺數(shù)時，要確保供電的可靠

15、性，為了保證供電可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所中一般裝設兩臺主變壓器。</p><p>　　主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ山谪摵煽紤]，對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺變壓器停運時，其余變壓器容量在過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的一級和二級負荷正常運行，對一般性能的變電所，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量應保證承擔全部負荷的70%～80%[1,4]。該變電所是按承擔70%的全部負荷來選

16、擇。因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量為：∑SN﹦2×0.7PM﹦1.4PM。</p><p>　　110kV側負荷為最大地區(qū)負荷，近期200MW，同時率為0.6。其中一臺事故停用后，其余主變的容量應保該所全部負荷的60％以上。</p><p>　　表2 變電所內(nèi)部消耗功率</p><p>　　∵S =∑P1＋∑P2</p><p&g

17、t;　　即第一段母線總容量：</p><p>　　S1﹦0.85＋P4＋P5</p><p>　　﹦0.85＋43.8＋27.13﹦149kVA</p><p><b>　　第二段母線總容量：</b></p><p><b>　　S2﹦0.85</b></p><p>　　﹦

18、0.85＋43.92＋25.57﹦124.1kVA</p><p>　　故變電站所用變的總容量為：</p><p><b>　　S總﹦S1＋S2</b></p><p>　　﹦149＋124.1﹦273.1kVA</p><p>　　因選擇兩臺主變壓器，選擇型號為：OSFPS7 —120000/220，其參數(shù)：</

19、p><p>　　額定電壓：高壓220±2×2.5%kV，中壓121kV，低壓10.5kV；阻抗電壓%：高-中28-34%，高-低：8-10%，中-低：18-24%；容量比為：100/100/50；聯(lián)結組標號：Y0/Y0/△-12-11；空載電流：0.8％；空載損耗：70kW；短路損耗：320kW。</p><p>　　2.2 電氣主接線的選擇</p><

20、p>　　主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對電力系統(tǒng)整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系。變電所的主接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等

21、要求[5,6]。</p><p>　　為了保證雙母線配電裝置，在對進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設旁路母線，或旁路斷路器。根據(jù)可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的原則，我們采取以下方案：220kV、110kV都采用雙母帶旁路，并且設計專用的旁路斷路器，使檢修或故障時，不致破壞雙母接線的固有運行方式，及不影響停電[2,5]。</p><p>　　其接線方式的特

22、點：雙母線帶旁母，并設專用的旁路斷路器，其經(jīng)濟性相對提高，而且保證了各段出線斷路器檢修和發(fā)生故障時不致影響供電，也不會破雙母運行的特性，繼電保護也比較容易配合，相對來說可靠性也提高了[3]。</p><p>　　2.3 短路電流計算</p><p>　　（1）在短路計算的基本假設前提下，取﹦100MVA，UB﹦UA</p><p>　　系統(tǒng)阻抗歸算到基準容量：﹦10

23、0MVA，由原始資料可知220kV側系統(tǒng)阻抗為0.0328，110kV側為0.0502，即系統(tǒng)圖1。</p><p><b>　?。?）計算參數(shù)</b></p><p>　　由所選擇變壓器的參數(shù)可得：</p><p>　　表3 各繞組等值電抗</p><p>　　﹪取10％，％取20％，﹪取30％，</p>

24、<p><b>　　Us1﹪﹦</b></p><p><b>　　﹦﹦10</b></p><p><b>　　Us2﹪＝</b></p><p><b>　　﹦﹦0</b></p><p><b>　　Us3﹪﹦</b&g

25、t;</p><p><b>　　﹦﹦20</b></p><p>　　各繞組等值電抗標幺值為：</p><p><b>　　X1﹦×</b></p><p><b>　　﹦×＝0.083</b></p><p><b>　

26、　X2﹦×</b></p><p><b>　　﹦×﹦0</b></p><p><b>　　X3﹦×</b></p><p><b>　　﹦×﹦0.167</b></p><p>　?。?）根據(jù)系統(tǒng)圖可以制訂系統(tǒng)網(wǎng)絡圖2如下

27、：</p><p>　　圖2 系統(tǒng)簡化網(wǎng)絡圖</p><p>　?。?）根據(jù)等值網(wǎng)絡進行簡化及計算</p><p>　　a.當220kV母線發(fā)生三相短路，即d1點短路時，其等值網(wǎng)絡為圖3：</p><p>　　圖3 d1點短路等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　把X1∥X2∥X3計為X6即</p><p

28、>　　X6﹦X1∥X2∥X3﹦0.083∥0.083∥0.083﹦0.028</p><p>　　把X4 ＋X5 計為X6即</p><p><b>　　X7﹦X5 ＋X6</b></p><p>　　﹦0.0502＋0.028﹦0.0782</p><p><b>　　Id1#﹦＋</b>&

29、lt;/p><p><b>　　﹦43.28</b></p><p>　　換算到220kV短路電流有名值</p><p>　　﹦ Id1#×﹦43.28×﹦10.86kA</p><p>　　取Kch﹦1.8 </p><p>　　短路電流全電流最大有效值</p>

30、<p>　　Ich﹦﹦﹦1.51</p><p>　　Ic﹦1.51×10.39﹦16.29kA</p><p>　　當不計周期分量衰減時</p><p><b>　　沖擊電流：</b></p><p>　　ich﹦﹦﹦﹦2.55×10.86﹦27.69kA</p><

31、p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　S﹦﹦﹦4326.2MVA</p><p>　　b.當110kV母線發(fā)生三相短路時，即d2點短路時，其等值網(wǎng)絡為圖4。</p><p>　　圖4 d2點短路等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　X6﹦X1∥X2∥X3﹦0.028</p><p&g

32、t;　　把X4＋X6﹦X7 即：</p><p>　　X7﹦X4＋X6﹦0.0328＋0.028﹦0.0608</p><p>　　Id2﹦＋﹦52.16</p><p>　　換算到110kV的短路電流有名值：</p><p>　　﹦Id2×﹦52.16×﹦26.18kA</p><p>　　短路電

33、流全電流最大有效值：</p><p>　　Ich﹦﹦1.51×26.18﹦39.53kA</p><p><b>　　短路電流的沖擊值：</b></p><p>　　ich﹦2.55I﹦2.55×26.18﹦66.76kA</p><p><b>　　短路容量為：</b><

34、/p><p>　　S﹦﹦×115×26.18﹦5214.5MVA</p><p>　　c.10kV母線發(fā)生三相短路，即d3點短路時，它的等值網(wǎng)絡如圖5。</p><p><b>　　.</b></p><p>　　圖5 d3點短路等值網(wǎng)絡圖</p><p>　　把X1∥X2∥X3﹦

35、X9 X4∥X5∥X6﹦X10 </p><p>　　X9﹦X1∥X2∥X3﹦0.28</p><p>　　X10﹦X4∥X5∥X6﹦﹦0.0557</p><p>　　X11﹦X7＋X9﹦0.0328＋0.028﹦0.0608</p><p>　　把X11、X8、X10星形變換成三角形，即：</p><p&g

36、t;　　X12﹦X11＋X10＋</p><p>　　﹦0.0608＋0.0557＋﹦0.184</p><p>　　X13﹦X8＋X10＋</p><p>　　﹦0.0502＋0.0557＋﹦0.152</p><p>　　Id3*﹦＋﹦12.01</p><p>　　換算到10kV側有名值</p>&

37、lt;p>　　I″﹦Id3*×﹦12.01×﹦66.04kA</p><p>　　短路電流全電流最大有效值及沖擊值：</p><p>　　Ich﹦1.51﹦1.51×66.04﹦99.72kA</p><p>　　ich﹦2.55﹦2.55×66.04﹦168.4kA</p><p><b&

38、gt;　　短路容量：</b></p><p>　　S﹦﹦×10.5×66.04﹦1201.00MVA</p><p>　　表4 各短路點計算數(shù)據(jù)</p><p>　　2.4 電氣設備的選擇</p><p>　　導體和電器的選擇是變電所設計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟的重要

39、條件。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設備[6,7]。</p><p>　　2.4.1 斷路器的選擇</p><p>　　變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和斷開負荷電流，在電氣主接線中，還擔任改變主接線運行方式的任務。故障時，斷路器通常和繼電器配合使用，

40、斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　高壓斷路器應根據(jù)斷路器的安裝地點、環(huán)境和使用技術條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器與少油斷路器相比，可靠性更好，維護工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣。故35～220kV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應于10kV電壓等級，10kV采用真空斷路器[12]。</p><p&

41、gt;　?。?）220kV側斷路器</p><p>　　（a）額定電壓選擇：</p><p>　　Umax≥UN＝220×1.15＝253kV</p><p>　?。╞）額定電流選擇：IN＞Igmax </p><p>　　考慮到變壓器在電壓降低5%時其輸出功率保持不變，所以相應回路的Igmax﹦1.05IN即：Igmax﹦﹦0.6

42、61kA</p><p>　?。╟）按開斷電流選擇：Iekd≥﹦10.86 kA 即Iekd≥10.86kA</p><p>　?。╠）按短路關合電流選擇：ieg≥ich﹦27.69kA 即ieg≥27.69kA</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇LW6－220型SF6斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，最高工作電壓245kV，額定電流3150A，

43、額定開斷電流為40kA，短路關合電流55kA，動穩(wěn)定電流峰值55kA，4s熱穩(wěn)定電流40kA，固有分閘時間0.042s，合閘時間0.2s，全開斷時間0.075s。</p><p>　?。╡）校驗熱穩(wěn)定，取后備保護為5s</p><p>　　td ﹦tkd＋tb﹦0.075＋5﹦5.07s </p><p><b>　　﹦﹦1</b></p

44、><p>　　因td＞1，故不考慮非周期分量，查周期分量等值時間曲線，查得tz﹦4.3s</p><p>　　tdz﹦＋tz﹦＋4.3﹦4.37s</p><p>　　Qd﹦I2×dz﹦10.862×4.37﹦515.40kA2s</p><p>　　Qr﹦Ir2t﹦402×4﹦5400kA2s</p>

45、<p>　　即Qr > Qd 滿足要求</p><p>　　Ir≥﹦10.86﹦10.95＜40滿足要求</p><p>　?。╢）檢驗動穩(wěn)定：icj≤idw</p><p>　　icj﹦27.69＜55 滿足要求</p><p>　　故選擇戶外LW6－220型SF6斷路器能滿足要求。</p><p&g

46、t;　?。?）110kV側斷路器</p><p>　　考慮到2臺主變壓器及一定的交換功率</p><p>　?。╝）額定電壓：UN≥Ugmax Ugmax﹦1.15×110﹦126.5kV；</p><p>　　（b）額定電流：IN≥Igmax </p><p>　　Igmax≥﹦﹦﹦1.323kA；</p>&l

47、t;p>　　（c）按開斷電流選擇：Iekd≥﹦26.18KA 即Iekd≥26.18kA；</p><p>　?。╠）短路關合電流：ieg≥icj﹦66.76kA 即ieg≥66.76KA；</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SW6－110I型少油斷路器，其參數(shù)為：最高工作電壓126kV，額定電流2000A，額定開斷電流31.5kA，短路關合電流80kA，動穩(wěn)定電流峰值

48、80KA，4s熱穩(wěn)定電流3/5kA，固有分閘時間為0.035s，合閘時間0.2s，全開斷時間0.06s。</p><p>　　（e）檢驗熱穩(wěn)定，取后備保護為5s</p><p>　　﹦＋tb﹦0.06＋5﹦5.06s </p><p><b>　　﹦﹦1</b></p><p>　　因td>1，故不考慮非周期分量

49、，查周期分量等值時間表，查得tz﹦4.3s</p><p>　　﹦＋tz＋4.3﹦4.36s</p><p>　　Qd﹦﹦26.182×4.36﹦2988.3KA2s</p><p>　　Qr﹦Ir2t﹦31.52×4﹦3969KA2s</p><p>　　即Qr＞Qd 滿足要求</p><p>　

50、　由以上計算表明選擇戶外SW6－110I少油斷路器能滿足要求</p><p>　　2.4.2 隔離開關的選擇</p><p>　　隔離開關裝設在主接線上時，保證了在線路及設備檢修時形成明顯的斷口，與帶電部分隔離。由于隔離開關沒有滅弧裝置并且分斷能力低，所以操作隔離開關時，必須遵守倒閘操作順序。送電時首先合上母線隔離開關，其次合上線路側隔離開關，最后合上斷路器，停電則與上述相反。</p

51、><p><b>　　隔離開關的配置：</b></p><p>　　（1）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側隔離；</p><p>　?。?）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地；</p><p>　　（3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，為了保證電器和母線

52、的檢修安全，每段母線上宜裝設1～2組接地刀閘或接地器。63kV及以上斷路器兩側和線路的隔離開關，應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘[11]；</p><p>　　（4）接在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關。</p><p>　　選擇隔離開關方法與選擇斷路器相同，其校驗有所不同。為了維護及操作方便，同理220kV、110kV、10kV都選同類型。</p><p&

53、gt;　?。?）220kV側隔離開關</p><p>　?。╝）UN≥Umax Umax﹦1.25UN UN≥1.15×220﹦253kV</p><p>　?。╞）額定電流：IN≥Igmax﹦﹦661A</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW7－220DW型隔離開關，其參數(shù)如下：額定電壓220kV，3s熱穩(wěn)定電流為32kA，并帶接

54、地刀閘。</p><p>　?。╟）校驗熱穩(wěn)定：td﹦tkd＋tb﹦0.07＋5﹦5.07s</p><p>　　跟斷路器一樣：tdz﹦4.37s</p><p>　　Qd﹦×tdz﹦10.862×4.37﹦515.40kA2.s</p><p>　　Qr﹦Ir2.t﹦322×3﹦3072kA2.s</p&

55、gt;<p>　　Qr≥Qd　滿足要求</p><p>　?。╠）校驗動穩(wěn)定：icj≤idw icj﹦27.69KA idw﹦80kA </p><p>　　即：idw＞icj 滿足要求</p><p>　　由上述計算表明，選擇GW7－220DW型隔離開關能滿足要求。</p><p>　?。?）110kV側隔離開關&

56、lt;/p><p>　?。╝）額定電壓：UN≥Umax﹦1.5×110﹦126.5kV</p><p>　　（b）額定電流：IN≥Igmax﹦＝﹦1323A</p><p>　　根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶外GW5－110型隔離開關，其參數(shù)如下：額定電壓110kV，最高工作電壓126kV，額定電流2000A，動穩(wěn)定電流100kA，4s熱穩(wěn)定電流有效值31.5

57、kA。</p><p>　?。╟）檢驗熱穩(wěn)定，同110kV側斷路器相同﹦4.36s</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　Qd﹦I2∞﹦26.182×4.36﹦2988.3KA2.s</p><p>　　Qr﹦Ir2＝31.52×4.36＝3969kA2s</p>

58、<p>　　Qr＞Qd 滿足要求</p><p>　?。╠）檢驗動穩(wěn)定：icj≤idw</p><p>　　icj﹦66.76kA idw﹦100kA</p><p>　　即：idw＞icj 滿足要求</p><p>　　由于上述計算選擇GW4－110Ⅱ型戶外隔離開關能滿足要求。</p><p>

59、　　2.4.3 互感器的選擇</p><p>　　互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的測量器件，分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的運行情況，其作用有[9][10]：</p><p>　　（a）將一次回路的高電壓和高電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并使其結構輕巧、價格便宜，便于房內(nèi)安裝。</

60、p><p>　?。╞）使二次設備與高電壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證了設備和人身的安全。</p><p>　?。?）電流互感器的選擇：

61、

62、 </p><p>　　電流互感器的一次側工作電流應盡量接近額定電流</p><p>　?。╝）220kV側

63、電流互感器</p><p>　　額定電流：IN≥Imax﹦＝﹦661A </p><p>　　額定電壓：UN≥Uw UN＝220kV</p><p>　　根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可以初步選擇LB7－220型電流互感器，其參數(shù)為：額定電流比1200/5，準確級次為0.5，二次負荷阻抗為2，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)26.25，動穩(wěn)定倍數(shù)67。</p><p&

64、gt;　　熱穩(wěn)定校驗：Qd﹦I2∞tdz﹦10.862×4.37﹦515.40kA2.s</p><p>　　﹦﹦992.25 kA2.s</p><p>　　即 ＞I2∞tdz 滿足要求</p><p>　　動穩(wěn)定校驗：Ielkd﹦×1.2×67﹦113.7kA</p><p>　　icj﹦27.69kA&

65、lt;/p><p>　　即：Ielkd＞icj 滿足要求</p><p>　?。╞）110kV側電流互感器</p><p>　　額定電流：IN≥Igmax﹦﹦﹦1323A</p><p>　　額定電壓：UN≥Uw﹦110kV</p><p>　　根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可初步選擇LB7－110W型電流互感器，其參數(shù)為：額定電流

66、比2×1200/5，準確級次為0.5，二次負荷阻抗為2，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為30，動穩(wěn)定倍數(shù)75。</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：Qd﹦I2∞tdz﹦26.182×4.37﹦2995.16kA2.s</p><p>　　﹦﹦1296kA2.s</p><p>　　即 ＞I2∞tdz 滿足要求</p><p>　　動穩(wěn)定校

67、驗：Ielkd﹦×0.8276×75﹦87.78kA</p><p>　　icj﹦66.76kA</p><p>　　即：Ielkd＞icj 滿足要求</p><p>　?。?）電壓互感器的選擇</p><p>　?。╝）220kV側電壓互感器</p><p>　?、龠x用Jcl－220電壓互感器，

68、單相串級油浸式全封閉結構，其初級繞組額定電壓為kV，次級繞組額定電壓為kV，準確級 0.5級，二次額定負荷為300VA，其接成220000//100//100。</p><p>　?、?20kV輸電線路側，電壓互感器采用單相電容式電壓互感器，其初級繞組額定電壓為220/kV，次繞組額定電壓為100/kV，二次額定負荷200VA，準確級為0.5級，型式為TYD220－H。</p><p>　

69、　（b）110kV側電壓互感器</p><p>　?、龠x用Jcl6－110電壓互感器，單相串級油浸式全密封結構，其初級繞組額定電壓為110/kV，次級繞組額定電壓0.1/kV， 準確級0.5級，二次額定負荷為300A，其接成11000//1000//100。</p><p>　　②其110kV出線側采用TYD110/－0.01，單相單柱式，電容式電壓互感器，其初級額定電壓為110/kV，次

70、級額定電壓為0.1/kV， 準確級0.5級，二次額定負荷為150VA。</p><p>　　2.5 無功補償及補償裝置的選擇</p><p>　　由于本次設計的變電站為220kV降壓變電站，補償裝置主要補償負荷消耗的無功功率及平衡主變損耗，所以選擇并聯(lián)補償裝置。其特點：并聯(lián)電容器是無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點，故一般首先考慮裝設并聯(lián)電容

71、器。由于它沒有旋轉部件，維護也較方便，為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷的變化，分組投入或切除[15]。</p><p>　　按規(guī)定，變電所高壓側的≥0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗QT遠大于其有功功率損耗PT，一般QT﹦PT，，因此變壓器在低壓側無功補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應在0.90左右，這里取﹦0.9，Kd﹦0.8</p><p>　　P30﹦

72、KdPN﹦0.8×200MW﹦160MW。</p><p>　　變壓器的功率損耗由公式：</p><p><b>　　＝</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　其中，， 計算可求得：</p><p><b>　?。僵?24.4

73、kW</b></p><p>　?。僵?080kVar</p><p>　　110kV線路上的功率等于計算負荷與變壓器損耗之和：</p><p>　　﹦160＋0.424﹦160.424MW</p><p>　　﹦136＋4.08﹦140.08MVar</p><p><b>　　＝</b&

74、gt;</p><p>　?。剑?12.97MVA</p><p>　　此時功率因數(shù)﹦0.752≤0.9</p><p>　　負荷所需補償?shù)淖畲鬅o功容量計算：</p><p>　　Qc＝Q30－30＝</p><p>　?。?60.424MW×﹦18.254MVar</p><p>&

75、lt;b>　　補償后的計算負荷：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　﹦﹦201.438MVA</p><p>　　因此主變壓器容量可改選為10000kVA。</p><p>　　此時變壓器的功率損耗：</p><p><b>　　﹦0.

76、015</b></p><p>　　﹦0.015×201.483﹦3.022MW</p><p><b>　　﹦0.06</b></p><p>　　﹦0.06×201.483﹦12.089MVar</p><p>　　變壓器高壓側的計算負荷：</p><p>　　

77、﹦160.424＋3.022﹦163.446MW</p><p>　　﹦140.08＋12.089﹦152.169MVar</p><p>　?。僵?76.23MVA</p><p>　　補償后的功率因數(shù)：＝﹦0.927≥0.9 滿足要求</p><p>　　2.6 變電所主變保護的配置</p><p>　　2.6.1

78、 主變壓器的主保護</p><p><b>　?。?）瓦斯保護</b></p><p>　　對變壓器油箱內(nèi)的出現(xiàn)各種故障以及油面的降低，應裝設瓦斯保護，它由于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側電源斷路器。</p><p><b>　?。?）差動保護</b></p>

79、<p>　　當變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開各側電源斷路器。</p><p>　　2.6.2 主變壓器的后備保護</p><p>　　為了反應變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及變壓器內(nèi)部故障，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設過電流保護。</p><p>　　而本次所設計的變電所，電源側為220k

80、V，主要負荷在110kV側，選擇裝設兩套過電流保護。</p><p>　　2.6.3 過負荷保護</p><p>　　變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設單相過負荷保護，過負荷保護經(jīng)過時一般動作于信號，而且三繞組變壓器各側過負荷保護經(jīng)過同一個時間繼電器。</p><p>　　2.6.4 變壓器的零序過流保護</p><p&

81、gt;　　對于接地的電力變壓器，一般應裝設零序電流保護，用作變壓器主保護的后備保護和相鄰元件接地短路的后備保護，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點接地運行，因此，每臺變壓器上需要裝設兩套零序電流保護，一套用于中性點接地運行方式，另一套用于中性點不接地運行方式。</p><p>　　2.7 防雷保護的設計</p><p>　　變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造

82、成大面積的停電，而且電氣設備的內(nèi)絕緣會受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復，會嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活。因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設備的安全運行[13,14]。</p><p>　　變電所的雷害來自兩個方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入。對直擊雷的保護，一般采用避雷針和避雷線，使所有設備都處于避雷針（線）的保護范圍之內(nèi)。此外還應采取措施，防止雷擊避雷針時不致發(fā)生反擊。&

83、lt;/p><p>　　一、避雷針的配置原則：</p><p>　?。?）電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000Ω/米的地區(qū)，宜裝設獨立的避雷針。</p><p>　?。?）獨立避雷針（線）宜設獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10Ω。</p><p>　?。?）35kV及以下高壓配電

84、裝置架雷擊時易引起反擊。</p><p>　　（4）在變壓器的門型構架上，不應裝設避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點的距離很難達到不小于15m的要求。</p><p>　　二、避雷器的配置原則</p><p>　?。?）配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器。</p><p>　?。?

85、）旁路母線上是否應裝設避雷器，應根據(jù)在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足允許值而定。</p><p>　?。?）220kV以下變壓器和并聯(lián)電抗器附近必須裝設避雷器，并盡可能靠近設備本體。</p><p>　?。?）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。</p><p>　　（5）三繞組變壓器低壓側的

86、一相上宜裝設一臺避雷器。</p><p>　　（6）110kV-220kV線路側一般不裝設避雷器。</p><p>　　2.8 接地裝置的設計</p><p>　　接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點通過導體與大地相連，使該物體或節(jié)點與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。</p><p>　　本變電所采用棒形和帶形

87、接地體聯(lián)合組成的環(huán)形接地裝置。接地裝置應盡可能埋在地下，埋設深度一般為0.5～1米，圍繞屋內(nèi)外的配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設接地網(wǎng)的建筑物，敷設環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互連線不應少于兩根，在接地線引進建筑物的入口處，應設標志。</p><p>　　2.9 電氣總平面布置</p><p>　　2.9.1 電氣總平面布置的要求</p><p>　　（1）

88、充分利用地形，方便運輸、運行、監(jiān)視和巡視等；</p><p>　?。?）出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設備之間的連線；</p><p>　?。?）符合外部條件，安全距離要符合要求。</p><p>　　2.9.2 電氣總平面布置</p><p>　　本變電所主要由屋外配電裝置、主變壓器、主控制室及輔助設施構成，屋外配電裝置在整個變電所布

89、置中占主導地位，占地面積大，本所將220kV、110kV各電壓等級集中布置，將220kV配電裝置布置在東側，110kV配電裝置和10kV配電裝置并列布置在西側，這樣各配電裝置位置與出線方向相對應，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變壓器位于兩電壓等級配電裝置中間，以便引線的連接和運行人員監(jiān)視控制，主控制樓布置在南側，有利于監(jiān)控220kV配電裝置及主變壓器。</p><p>　　（1）220kV高壓配電裝置

90、</p><p>　　采用屋外普通中型單列布置，且共有14個間隔，間隔寬度為14米，近期出線5個間隔，遠期出線3個間隔，2個連線間隔，母線和旁路斷路器各一個間隔，電壓互感器和避雷器各占一個間隔。</p><p>　?。?）110kV高壓配電裝置</p><p>　　110kV同樣采用屋外普通中型單列布置，它共有16個間隔，近期出線10個間隔，遠期沒有，2臺主變進線各

91、一個間隔，電壓互感器及避雷器各占一個間隔，母線和旁路斷路器各占一個間隔，間隔寬度為8米。</p><p><b>　?。?）道路</b></p><p>　　因設備運輸和消防的需要，主控樓、主變220kV、110kV側配電裝置處鋪設環(huán)形行車道路，路寬4米，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設，各配電裝置主母線與旁母線之間道路寬3米，為方便維修人員檢修電器設備，屋外配電裝置內(nèi)

92、設0.8～1米環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為部分巡視小道。行車道路弧形處轉彎半徑不小于7米。</p><p><b>　　3 總結</b></p><p>　　變電所是電力轉換站，用以提高或降低電壓，并分配用電量。變電所是電力轉換站，用以提高或降低電壓，并分配用電量。從發(fā)電廠送電到用戶，電廠發(fā)出的電要先經(jīng)變電所升高電壓才能通過高壓輸電線路進行傳輸，以便減少線路損耗，到用

93、電目的地，高壓電須經(jīng)過變電所降低電壓才可依序分送各用電區(qū)，并逐段降低到用戶可使用的電壓。</p><p>　　本選題所設計的是某220kV降壓變電所電氣部分規(guī)劃設計，主要擔任220kV及110kV兩電壓等級功率交換，把接受功率全部送往110kV側線路。根據(jù)變電所的設計任務，在保證供電可靠性及系統(tǒng)靈活經(jīng)濟運行的基礎上，對主變變壓器容量、臺數(shù)，電氣主接線，電氣設備及無功補償裝置進行了選擇分析，對短路電流等主要參數(shù)進行

94、了計算，在此基礎上設計了相關保護系統(tǒng)，包括隔離開關器、互感器、避雷器等，最后給出了電氣總平面布置方案。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 劉介才.工廠供電，第四版[M].北京:機械工業(yè)出版社.2004:120-156.</p><p>　　[2] 張弦,單強. 220kV變電站主變保護雙重化保護設計

95、探討 [J]. 新疆電力,2006，(1):32-35.</p><p>　　[3] 劉學軍.繼電保護原理[M].北京:中國電力出版社.2004:80-120.</p><p>　　[4] 成兵. 220kV變電站站用電設計與應用[J].安徽電力，2006，(1):43-45.</p><p>　　[5] 王曉京，殷可.城市中心區(qū)緊湊布置220kV變電站的設計[J]

96、.華東電力，2006，34（8）：68－72.</p><p>　　[6] 電力工程電氣設備手冊1, 上、下[M].北京:中國電力出版社，1998:55-75.</p><p>　　[7] 陳艷.220kV樞紐變電所設計方案[J].攀枝花學院學報,2005，22（2）：92-94.</p><p>　　[8] 李躍主.電力安全知識(第二版)[M]. 北京:中國電力出

97、版社，2004年:88-135.</p><p>　　[9] 浙江電力工業(yè)局.變電運行技能培訓教材(220kV) [M].北京:中國電力出版社，2000:35-70.</p><p>　　[10] 許珉.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2006:43-65.</p><p>　　[11] 揚曉敏.電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)及應用[M].北京:中國電力出版社，

98、2006:57-85. </p><p>　　[12] 張德明.變壓器分接開關選型與使用[M]. 北京:中國電力出版社，2006:25-55.</p><p>　　[13] 姚文江.安全用電[M]. 北京:中國勞動社會保障出版社，2001:15-45.</p><p>　　[14] 孟慶海.供配電安全技術[M].北京:機械工業(yè)出版社，2001:65-95.</

99、p><p>　　[15] San-Yi Lee，Chi-Ji Wu. A compact control algorithm for reactive power compensation and load balancing with static var compensator[J]. Electric Power Systems Research. 58 (2001):63-70.</p>&l

100、t;p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附圖1 變電所總接線圖</p><p>　　附圖2 變電所平面布置圖</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　本設計是在老師的親切關懷和悉心指導下完成的，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W作風，都在感染和激勵著我

101、。從課題的選擇到論文的完成，都始終給予我悉心的指導和不懈的支持。老師的嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學術知識，誨人不倦的敬業(yè)精神以及寬容的待人風范使我獲益頗多。謹向李老師致以最衷心的感謝。</p><p>　　在此，我還要感謝再一起愉快度過大學生活的的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑問，直至本文的順利完成。有幸與你們同學是我大學里最大的收獲。</p><p>　　愿把