220kV变电站毕业设计

电气与电子信息学院毕 业 设 计 说 明 书题 目 220kV 降压变电站电气一次部分设计专 业： 电气工程与自动化年 级： 2013 级学 生： 学 号： 312013xxxxxxxxx指导教师： 王萌 完成日期： 2017 年 5 月 25 日西华大学毕业设计说明书220kV 变电站电气部分设计摘 要： 本文是对 220kV 变电站进行电气部分的总体设计与综合规划。分析了相应的原始资料后，整理其相关数据，分别确立了 220Kv，110kV 以及 10kV 电压侧的主接线形式，使其满足电网稳定安全运行的基本条件。再根据负荷的数据确定其主变压器型号，台数与容量等。得到各元件的参数之后，再进行相应的网络简化，选择各电压侧的短路点进行短路电流计算，再根据最终的计算结果来选择和校验电气设备。同时本次设计简单的进行了相应的防雷接地设计以及配电装置的设计，最后再绘制了电气主接线图关键词: 220kV，变电站，电气主接线，电气设备选择Abstract：This paper is the overall design and comprehensive planning of the electrical part of the 220kV substation. The raw data were analyzed to extract the relevant data needed for the design, confirmed the main connection form of 220kV,110kV,35kV and the electrical substation main connection to meet the requirements of reliability, flexibility and economy. According to the load data, it determines the units, capacity and the model of the main transformer and the parameters of each element. By the equivalent network simplification, choice the points of short-circuit and calculate the current of short-circuit, the calculation results as a basis for selection of circuit breaker, transformer, bus and other electrical equipment; This paper has carried on the simple introduction and the analysis to the lightning protection grounding and the distribution unit, finally has carried on the electrical main wiring diagram drawing.Keywords：220kV, substation, electrical main wiring, electrical equipment selection西华大学毕业设计说明书I目 录1.前言 .11.1 选题背景 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 国内研究动态 .11.2.2 国外研究动态 .11.3 本文研究内容 .22.原始资料 .32.1 站址地理位置介绍 .32.2 建设性质和规模 .32.3 负荷侧预测表 .33.电气主接线 .43.1 主接线设计原则 .43.2 主接线设计的基本要求 .43.3 电气主接线的选择比较 .53.4 电气主接线的最终方案选择 .84.主变压器的选择 .94.1 主变压器的选择原则 .94.2 主变压器的确定 .94.3 主变压器的型号参数 .114.4 站用变压器的选择 .115.短路电流计算 .135.1 短路的类型 .135.2 短路电流计算目的 .135.3 短路电流计算方法 .135.4 云南元阳拟建变电站的短路电流计算书 .145.4.1 变电站短路电流计算条件基本假定 .145.4.2 基准值选取 .145.6.3 短路等值网络绘制 .15西华大学毕业设计说明书II5.6.4 各元件参数标幺值计算 .165.6.5 220kV 母线短路电流计算 .185.6.6 110kV 母线短路电流计算 .205.6.7 10kV 母线短路电流计算 .225.8 短路电流计算结果 .236.导体和电气设备的选择 .246.1 高压断路器和隔离开关的选择和校验 .246.1.1 220kV 侧断路器、隔离开关的选择和校验 .256.1.2 110kV 侧断路器、隔离开关的选择和校验 .286.1.3 10kV 侧断路器、隔离开关的选择和校验 .306.2 电流互感器、电压互感器的选择与校验 .336.2.1 220kV 侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 .346.2.2 110kV 侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 .366.2.3 10kV 侧电流互感器、电压互感器的选择和校验 .376.3 导体的选择和校验 .396.3.1 220kV 侧母线选择和校验 .406.3.2 110kV 侧母线选择和校验 .416.3.3 10kV 侧母线选择和校验 .426.4 电气设备选型汇总 .437.配电装置 .447.1 对配电装置的基本要求 .447.2 配电装置的类型 .447.3.1 屋外配电装置 .447.3.2 屋内配电装置 .457.4 此次设计配电方式的采用 .458防雷保护设计与接地设计 .468.1 防雷保护设计 .468.2 避雷器的选择与校验 .468.2.1 220kV 侧避雷器的选择和校验 .47西华大学毕业设计说明书III8.2.2 110kV 侧避雷器的选择和校验 .488.2.3 10kV 侧避雷器的选择和校验 .488.3 避雷针的配置 .498.4 接地 .499.结论 .5110.总结与体会 .5211.谢辞（致谢） .5312.参考文献 .54附录 1. 外文资料翻译第 1 页西华大学毕业设计说明书1.前言1.1 选题背景从改革开放至今，在我国综合国力不断提高的背景下，整个城镇居民的生活质量也越发提高，随之其城镇地区的人均用电量也是在不停地迅猛增长中。我国初期所建设成的变电站的总体容量早已不能适应如今飞速发展的经济状况所导致的电能需求的大幅度增量。为解决供电量的问题，其重要的针对方法便是新建变电站。本课题所拟建的220kV 变电站将会为所建地云南元阳带来积极的经济增长。在居民以及企业电能需求如此大的情况下，做到让电能能够有效安全的传输，供电质量的提高以及大电网的并列运行进行电能输送，以及对于自动化技术的进一步提升的空间都是如今建设变电站所需要一步步考虑的问题。因此，如何合理的设计一个在技术和管理上能同时适应电力市场化体制和竞争需要的变电站，是这次设计的主要目的。所以，我借助于这次毕业设计的机会，选择220kV 变电站电气一次部分设计这个课题作为研究方向，不管是对我个人还是社会都具有非常重大的意义。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究动态现阶段而言，对于变电站典型方案的总体设计与规划是我国研究的主要方向。在研究的过程中，对于以往已经建成的变电站进行评估与类比，在进行组合，最后制作出典型方案，并且进行相应的优化项目，最后能够满足整个电网的总体建设水平与供电能力。对于标准化的较高要求，将其典型设计与我国如今的技术与管理相互结合，统一技术标准与工程的流程，一边降低建设成本，一边加快建设的总体进度，提高了工程的总体效应。全国统一的联合电网是我国今后发展的目标。1.2.2 国外研究动态在国外，有一些国家的经济发展一直处于一种十分缓慢的进程，其中的一部分原因与电能的极度紧张是密不可分的。电力资源的紧张使得工厂企业的生产变得缓慢，也就阻碍了总体经济的增长。因此为了满足国民用电的需求，这些国家采用各种方式第 2 页西华大学毕业设计说明书例如提高电压来降低电能的损耗。而一些发达国家正是由于对于电能的高度重视，不断的提高电能的质量以及输送能力，不断地提高变电站的灵活性，其经济也随之发展迅速。1.3 本文研究内容本文基于拟建于云南元阳的 220kV 变电站向城市近郊供电的原始资料，着重对电气一次部分进行研究和设计。设计重点在以下几个方面:（1）选择变电所主变的相关类型。（2）绘制适合实际的变电所的电气主接线方案，并选择一个较佳方案。 （3）进行短路电流计算。（4）根据短路计算得出的结果所需的电气设备和导线进行选型和校验。（5）进行配电装置的相关设计。（6）进行防雷保护规划设计以及接地系统的设计。 本课题的框架结构，见图 1.1。图 1.1 本论文的整体研究思路第 3 页西华大学毕业设计说明书2原始资料2.1 站址地理位置介绍拟建的 220kV 变电站位于云南元阳，建成后主要为开发区绿春县，元阳县提供电力供应。对元阳地方经济增长产生积极作用。本工程区属于南阳地区的浅丘地貌，地势较为平坦，交通较为方便。2.2 建设性质和规模.待建的云南元阳的 220kV 变电站的电源，是有由双回的 220kV 线路送到变电站；在本所的 220kV 侧母线，向负荷处输送出 3 回线路。110kV 侧母线共向负荷输送出 2 回线路；10kV 侧母线共向负荷处输送出 12 回线路。电压等级：220/110/35kV2.3 负荷侧预测表表 2.1 110KV 用户负荷统计资料负荷 最大负荷（ ）kwcos回路数 同时率炼钢厂 40000 0.95 2 0.85表 2.2 10KV 用户负荷统计资料负荷 最大负荷（ ）kcos回路数 同时率生活园区 2700 0.95 2 0.85商业街 1000 0.95 2 0.85汽车厂 2300 0.95 2 0.85自来水厂 2700 0.95 2 0.85炼油厂 1300 0.95 2 0.85饲料厂 3700 0.95 2 0.85第 4 页西华大学毕业设计说明书第 5 页西华大学毕业设计说明书3电气主接线3.1 主接线设计原则电气主接线方案的设计与选择是变电站电气设计所需要考虑的首要部分，同时也是电力系统正常运行不可缺少的关键阶段。在设计电气主接线时，待建的变电站在电网中的主要作用和综合性的地位是需要在建设变电站前所要思考的，而变电站整体的建设规模将决定变电站以后多年的供电效应与可提高的能力，设计时也需要考虑到变电站的重要负荷与本身所带的负荷、系统备用容量大小、甲方对乙方的相关技术要求等，然后基于这几点进行综合设计判定。参照变电站所在地区电力系统未来 510 年发展规划以及该变电站未来所接负荷的特性，按照业主提供电力系统接线图进行综合设计。 一、主接线设计依据1.变电站的相关分类变电站按其重要性可分为三类。（1）系统枢纽变电站。其电压等级通常为 330kV500kV，在一般情况下有多个大型电源。（2）地区重要变电站。其电压等级通常为 220kV330kV。（3）一般变电站。此类的变电站电压等级通常为 110kV。一般为分支变电站。2.变电站的整体建设