毕业设计(更名翔安)

1、 成人高等学历教育毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）题题 目：目： 2120MVA 220kV 翔安变电站设计翔安变电站设计 姓姓 名：名： 蔡有志蔡有志 学学 号：号： 060763095 专专 业：业： 电气工程与自动化电气工程与自动化 级别专业（形式层次）：级别专业（形式层次）： 专生本专生本 指导教师： （签名） 2008 年 11 月 13 日福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计 成人高等学历教育 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 2008 年 8 月 1 日至 2008 年 11 月 10 日题 目： 2180MVA 220kV 翔安变电站设计

2、 姓 名： 蔡 有 志 学 号： 060763095 学 院： 福州大学成人教育学院 专 业： 电气工程与自动化 年 级： 2006 级 指导教师： （签名）系主任（或教研室主任）： （签章）福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 1 页毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书题题 目目 2180MVA220/110/10kV 降压变电站（翔安变电站）设计 一、设计内容一、设计内容 根据电网规划和鹭江经济特区建设负荷发展的需要，决定在鹭江新建一座 2180MVA220/110/10kV 降压变电站，简称翔安变电站。二、设计原始资料二、设计原始资料（一）电力系统部分 1.与电

3、力系统联接的接线图如图 1。 2.本变电站远期描述通过 4 回 220kV 线路与电力系统相连，本期 2 回路分别与李林变电站、半兰山变电站 220kV 电压级侧相连，并由其供电。 3.系统参数如图 1 所示。 （二）系统对本变电站技术要求 1.变电站建设规模 （1）远期规模 a.主变台数及容量 2180MVAb.电压等级 220/110/10kVc.各电压等级进出线回路 220kV 线路：李林、半兰山各一回路，备用两回，计四回 110kV 线路：县后、高殿、嘉园、华容、江头各一回路，备用七回，计十二回福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 2 页 10kV 线路：20 回

4、d.无功补偿：并联电力电容器 60Mvar （2）本期规模a.主变台数及容量 1180MVAb.各电压等级进出线回路 220kV 回路：李林、半兰山各一回路，计二回 110kV 回路：县后、高殿、嘉园、华容、江头各一回路，备用一回，计六回 10kV 线路：10 回c.无功补偿：并联电力电容器 30Mvar 2.主变型式：三相三绕组有载调压电力变压器，有载调压范围22081.25%/121/10.5kV 3.主变中性点直接接地 （三）电气参数及负荷资料 1.220kV 母线穿越功率：800MVA 2.220kV 线路最大的输送容量：320MVA 3.110kV 母线穿越功率：200MVA 4.1

5、10kV 线路：每回线最大输送容量 18000kVA 5.10KV 线路：每回线最大输送容量 2500kVA 6.负荷同时率取 0.8，考虑有无功补偿设备取 cos=0.95，最大年利用小时数 Tmax=4000 小时/年。站用电率 0.12%。 7.继电保护参数 变压器差动 0.1 秒 母线差动 0.1 秒 无死区10kV 线路 电流速断 0.1 秒 过流 1.5 秒110kV 线路 距离 0.1 秒 过流 1.5 秒220kV 线路 高频 0.1 秒 距离 0.5 秒 （四）本变电站在系统中所处的地理位置、供电范围示意图如图 2 所示。 （五）所址位置及环境条件 1.所址概况拟建的鹭江市翔

6、安 220kV 变电站位于鹰厦铁路的东面、翔安公路的西面、规划中的湖里大道的南面，场地已有相当部分由于取土被开挖，没有种植作物，但是场地上堆放了大量的工业生活垃圾，地形比较开阔，李林变至半兰山变的 220kV 线路可以就近开断后接入变电站。由于本址紧靠翔安公路和规划中的湖里大道，交通非常方便。 2.气象条件极端最高气温：38.5极端最低气温：2福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 3 页月平均最高气温：28.3月平均最低气温：12.5强风向风速：28m/s多年平均风速：3.2m/s雷暴日：40 日/年本变电站污秽等级：3 级三、设计任务三、设计任务1、变电站电气主接线设计

7、。2、站用电接线设计（结合电气主接线一起考虑） 。3、短路电流计算。4、主要电气设备选择。5、变电站电气布置220kV 屋外配电装置平面（断面）布置图，10kV屋内配电装置平面布置图，全所总平面布置图 。6、主要电气设备材料汇总表。四、设计产品1、设计说明书（包括计算书）2、图纸：（1）变电站电气主接线图（包括站用高压接线） 。*（2）变电站电气平面布置图。*（3）220kV 屋外配电装置平面布置及剖面图。*（4）10KV 屋内配电装置平面布置图（高压开关柜及平面布置图、配置图、定货图） 。（5）主要电气设备材料汇总表（清单） 。 注：*（2） （3） （4）任选一项；（1） （5）必做。五、

8、设计参考文献资料五、设计参考文献资料1、牟道槐等，发电厂变电站电气部分，重庆大学出版社，1996 年 4月。2、范锡普,发电厂电气部分，水力电力出版社第二版，1995 年 11 月。3、蒲如兰，发电厂（变电站）电气部分设计、指导参考资料，福州大学自编，1996 年 6 月。4、西北电力设计院，电力工程设计手册，水利电力出版社，1989 年12 月。5、西北电力设计院，发电厂变电站电气接线和布置，水利电力出版社，1984 年。6、变电站设计技术规程，水利电力出版社，1979 年。7、导体与电器选择设计技术规定，电力工业出版社，1980 年。8、火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程，水利电力出版

9、社，福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 4 页1979 年。福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 1 页 摘摘 要要由于鹭江市经济特区建设的需要，在鹰厦铁路、翔安公路、湖里大道之间，为了满足其周围用电需要，决定建立一个 2180MVA220/110/10kV降压变电站，简称翔安变电站。翔安变电站通过李林变至半兰山变的 220kV 线路开断后接入，分别与李林变电站、半兰山变电站 220kV 电压级侧相连，并由其供电。通过对设计任务书中的原始资料的分析，初步了解本期变电站设计的总体内容：（一）电气主接线的选择：根据系统的要求，保证必要的供电可靠性和电能

10、质量，以及电气主接线运行维护的灵活性和方便性，对主变台数、容量、型式进行选择、计算与校验；电气主接线方案的技术、经济比较与确定，使其在满足技术要求的前提下，力求经济合理。电气主接线还考虑到了将来发展和扩建的可能性；（二）站用电接线的选择：站用电电压等级的确定：380/220V；站用电接线、电源的确定，根据厂用电设计的一般原则，翔安变电站站用电接线采用单母线分段接线；站用变压器台数、容量的选择，为保证供的电可靠性，选用 2 台站用变互为备用；（三）短路电流的计算：110kV 母线短路时的短路计算； 10kV 母线合上时母线短路的计算；10kV 母线分断开时母线短路点的计算；站用电系统并列运行时母

11、线短路的计算；站用电系统分列运行时母线短路的计算；（四）电气设备的选择：10kV 配电装置电气设备的选择； 110kV 配电装置电气设备的选择；（五）变电站电气设备的布置：10kV 配电装置的选型； 110kV 配电装置的布置；110kV 配电装置平面布置图说明；（六）主要电气设备材料汇总。关健字：毕业设计关健字：毕业设计 翔安变电站翔安变电站 电气主接线电气主接线 电气设备电气设备福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 1 页 目目 录录摘摘 要要.1第一章概述.1一、设计的依据一、设计的依据.11.1、依据 .11.2、设计内容 .1二、电力系统概述二、电力系统概述.1

12、2.1、本变电站与电力系统联系 .12.2、翔安变电站在电力系统中的地位和作用 .2三、翔安变电站各级电压负荷情况分析三、翔安变电站各级电压负荷情况分析.23.1、供电方式 .23.2、负荷资料 .2四、翔安变电站的自然条件四、翔安变电站的自然条件.24.1、地形地质资料 .24.2、气象条件 .24.3、所址地理位置与交通运输情况 .3第二章电气主接线.4一、电气主接线设计的基本要求一、电气主接线设计的基本要求.4二、主变压器台数、容量、型式的选择二、主变压器台数、容量、型式的选择.42.1、主变压器的选择原则 .42.2、计算、选择、校验 .5三、电气主接线设计方案的技术经济比较与确定三、

13、电气主接线设计方案的技术经济比较与确定.63.1、各级电压配电装置接线方式的拟定 .63.2、翔安变电站可能采用的电气主接线方式如下： .73.3、方案的技术比较 .93.4、方案、方案的经济比较 .10目 录第 2 页3.5、最佳方案的确定 .12四、翔安变电站主接线图四、翔安变电站主接线图.134.1、翔安变电站电气主接线图 .134.2、翔安变电站电气主接线特点 .14第三章站用电接线.15一、站用电电压等级的确定一、站用电电压等级的确定.15二、站用电接线二、站用电接线.152.1、站用电接线基本要求 .152.2、站用电接线 .15三、站用电工作电源和备用电源三、站用电工作电源和备用

14、电源.153.1、站用电工作电源 .153.2、备用电源 .15四、站用变压器台数、容量的选择四、站用变压器台数、容量的选择.164.1、站用变压器台数的选择 .164.2、站用变压器容量的选择 .16五、翔安变电站的站用电接线五、翔安变电站的站用电接线.165.1、翔安变电站的站用电接线图 .165.2、翔安变电站的站用电接线特点 .17第四章短路电流计算.18一、短路电流计算的条件一、短路电流计算的条件.18二、短路电流计算方法和步骤二、短路电流计算方法和步骤.182.1 短路电流的计算方法 .182.2 短路电流的计算步骤 .18三、本变电站短路电流计算三、本变电站短路电流计算.193.

15、1、电力系统与翔安变电站接线图 .193.2、绘制等值电路图 .203.3、网络中各元件阻抗标么值计算 .20四、简化等值电路四、简化等值电路.214.1、三相短路电流及短路冲击电流 .22福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 3 页 4.2、短路电流计算结果表: .25第五章电气设备选择.26一、电气设备选择的一般条件、电气设备选择的一般条件.261.1、按正常工作条件选择 .261.2、短路状态校验 .26二、二、10kV10kV 配电装置电气设备的选型配电装置电气设备的选型.262.1、10kV 主母线选型 .262.2、主变压器低压侧支母线选型 .282.3、10

16、kV 馈线电缆选型 .282.4、10kV 高压断路器热备用选型 .292.5、#1、#2 站用变高压侧熔断器的选型 .312.6、10kV 高压开关柜的选型 .312.7、高压开关柜配电设备的选型 .32三、三、110kV110kV 配电装置电气设备的选型配电装置电气设备的选型.353.1、110kV 软母线的选型 .353.2、110kV 高压断路器的选型 .363.3、110kV 高压隔离开关的选型 .373.4、110kVPT 的选型 .383.5、110kV CT 的选型 .383.6、110kV 避雷器的选型 .38四、四、220kV220kV 配电装置电气设备的选型配电装置电气设

17、备的选型.394.1、220kV 软母线的选型 .394.2、220kV 高压断路器的选型 .404.3、220kV 高压隔离开关的选型 .414.4、220kV PT 的选型 .424.5、220kV CT 的选型 .424.6、220kV 避雷器的选型 .43第六章电气设备的布置.42一、配电装置布置的要求一、配电装置布置的要求.42目 录第 4 页二、配电装置的分类二、配电装置的分类.42三、配电装置的选型与布置三、配电装置的选型与布置.423.1、10kV 配电装置的选型 .423.2、110kV 配电装置的布置 .423.3、220kV 配电装置的布置 .43第七章主要电气设备材料清

18、单.44第八章结束语.48福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 1 页 第一章 概述一、设计的依据一、设计的依据1.1、依据根据设计任务书下达的任务和原始资料设计。1.2、设计内容由于鹭江市经济特区建设的需要，在鹰厦铁路、翔安公路、湖里大道之间，为了满足其周围用电需要，决定建立一个 2180MVA220/110/10kV的降压变电站，简称翔安变电站。二、电力系统概述二、电力系统概述2.1、本变电站与电力系统联系1 1、接线图2 2、说明第一章 概 述第 2 页翔安变电站通过李林变至半兰山变的 220kV 线路开断后接入，再与电力系统相连。2.2、翔安变电站在电力系统中的地

19、位和作用1、根据翔安变电站与系统联系的情况来看，属于终端变电站。2、翔安变电站主要供电给本地区用户，还有一些外资企业，一旦停电会造成直接经济损失或政治上较大影响。用电负荷属于类负荷。三、翔安变电站各级电压负荷情况分析三、翔安变电站各级电压负荷情况分析3.1、供电方式 220kV 侧：本期 2 回进线，由系统连接李林变电站、半兰山变电站通过线路分别对翔安变电站供电，备用 2 回路。110kV 侧：本期出线 6 回，远期出线 12 回。由翔安变电站降压后供电。10kV 侧：本期出线 10 回，远期出线 20 回。由翔安变电站降压后供电。3.2、负荷资料1 1、110kV 线路每回最大输送容量为 1

20、8000kVA， 10kV 线路每回最大输送容量为 2500kVA。本期 110kV 出线 6 回，10kV 出线 10 回，则本期用电负荷为 133MVA；远期 110kV 出线 12 回，10kV 出线 20 回，则远期用电负荷为266MVA。2 2、负荷同时率取 0.8，cos=0.95，年最大利用小时数 Tmax=4000 小时/年。3 3、站用电率取 0.12%。四、翔安变电站的自然条件四、翔安变电站的自然条件4.1、地形地质资料1 1、所址处于砂质粘土的丘陵地，地势平坦、开阔，无种植作物，但场地上堆放了大量的工业生活垃圾。2 2、土壤电阻率 =1104/CM。4.2、气象条件福福州

21、州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 3 页 1 1、月平均最高气温 28.32 2、月平均最低气温 12.53 3、年最高气温 38.54 4、年最低气温 25 5、强风向风速 28m/s6 6、多年平均风速 3.2m/s7 7、雷暴日数40 日/年8 8、污秽等级级4.3、所址地理位置与交通运输情况1 1、地理位置 位于鹭江市鹰厦铁路东面、翔安公路西面、规划中的湖里大道南面之间。2 2、交通运输情况 交通方便有公路可达。第二章 电气主接线第 4 页第二章 电气主接线一、电气主接线设计的基本要求一、电气主接线设计的基本要求对电气主接线有以下几方面的基本要求：1 1、根据系统和

22、用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。2 2、具有运行、维护的灵活性和方便性。3 3、具有经济性：在满足技术要求的前提下，力求经济合理。4 4、具有将来发展和扩建的可能性。二、主变压器台数、容量、型式的选择二、主变压器台数、容量、型式的选择2.1、主变压器的选择原则1 1、主变压器台数1）为了保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。2）当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。3）对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，可安装 2 至 4 台变压器。2 2、主变压器的容量1）主变压器的容量应根据 5 至 10 年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运

23、行和事故时的过负荷能力。2）对装有一台变压器的变电站，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择：SnKSM或 SnKPMcos。式中，Sn变压器额定容量（kVA） ，SM， PM变电站最大负荷的视在功率和有功功率（kVA，KW） ，cos 负荷功率因数，K负荷率，可取 0.85。3）对装有两台变压器的变电站中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证 60%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。每台变压器容量一般按下式选择：Sn0.6SM或 Sn0.6PM/ cos。4）主变压器容量选择还应考虑周围环境温度的影响。福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计

24、计第 5 页 Sn0.6SM/K式中，K周围环境修正系数。3 3、主变压器的型式1）一般情况下采用三相式变压器。2）具有三种电压等级的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到 15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。2.2、计算、选择、校验1 1、安兜一带总负荷计算1） 近期根据负荷资料，近期 110kV 6 回出线，每回按 18MVA 计，10kV 10 回出线，每回按 2.5MVA 计，近期总负荷PM=618+102.5=133MVA。2)远期根据负荷资料，远期 110kV 12 回出线，每回按 18MVA 计，10kV 20回出线，每回按 2.5MVA 计，远期总负荷PM=1218+20

25、2.5=266MVA。2 2、主变压器台数、容量选择计算近期：a、SnKSM=0.8133=106.4MVAb、选一台主变压器，查产品目录，选主变容量Sn=120MVA106.4MVA。c、校验：由于系统对本变电站的技术要求：本期主变容量为 1180MVA，所以最终选择翔安变电站主变容量 Sn=180MVA。考虑周围环境影响：=（max+min）/2=21K=（20）/100+1=0.95SK106.4K0.95=112MVASn=180MVA112MVA故所选变压器容量满足要求。远期：a、SnKSM=0.8266=212.8MVA。第二章 电气主接线第 6 页b、选 2 台主变压器，则每台主

26、变容量 SnKSM/2=106.4MVA。根据系统对本变电站的技术要求，远期选用 2180MVA 的主变压器。查产品目录，选每台主变容量 Sn=180MVA。c、校验：两台主变，一台停运，则另一台容量要达 60%即0.62660.8=127.68MVA。考虑周围环境影响：0.6266/0.95=168MVA所选的每台主变容量 Sn168MVA,故所选的主变压器容量满足要求。3 3、主变型式选择按任务书要求并查产品样本。近期主变压器型式选择 SFSZ10180000/22081.25%；远期主变压器型式选择 SFSZ10180000/22081.25%。如表 2-1：表 2-1 主变压器的技术数

27、据表额定电压（kV）阻抗电压（%）型号额定容量（kVA）高压中压低压空载损耗(kW)负载损耗(kW)高-中高-低中-低连接组别SFSZ10180000/22081.2525%12110.55224013.021.47.4YN,yn0，d11外形尺寸：780064006700mm 总重量：137 吨 三、电气主接线设计方案的技术经济比较与确定三、电气主接线设计方案的技术经济比较与确定3.1、各级电压配电装置接线方式的拟定根据电气主接线设计的基本要求及设计基本原则来拟定各级电压配电装置接线方式。1、220kV 电压母线接线方式 1） 双母线带旁路 2） 单母分段带旁路2、

28、110kV 电压母线接线方式 1） 双母线带旁路 2） 双母线带简旁福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 7 页 3、10kV 电压母线接线方式 1） 单母线分段3.2、翔安变电站可能采用的电气主接线方式如下：表 2-2 主接线分段方案表方案220kV双母线带旁路双母线带旁路单母分段带旁路单母分段带旁路110kV双母线带旁路双母线带简旁双母线带旁路双母线带简旁10kV单母线分段单母线分段单母线分段单母线分段主变2 台2 台2 台2 台翔安变电站主接线方案简图如图 2-1、2-2、2-3、2-4：方案方案:第二章 电气主接线第 8 页方案方案:方案方案:福福州州大大学学成成

29、人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 9 页 方案方案:3.3、方案的技术比较1 1、四种方案的技术比较方案方案：220kV、110kV 电压母线均采用双母线带旁路接线，在进出线断路器检修时（包括其保护装置的检修和调试） ，不中断对用户的供电，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要，向母线左右任何一个方向扩建，均不影响母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电，当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点是投资增加很多，母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，

30、容易误操作。可以考虑采用此接线方式。10kV 电压母线采用单母线分段接线，对重要用户可以从不同段母线引出两回路，有两个电源供电，增加了供电的可靠性。缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电。可以考虑采用此接线方式。第二章 电气主接线第 10 页方案方案：220kV 电压母线采用双母线带旁路接线，根据上述分析，可考虑采用。110kV 电压母线采用双母线带简旁接线，优点如上所述。缺点是进出线断路器检修时，就要用母联断路器代替旁路断路器，双母线变成单母线，破坏了双母线固定连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。可以考虑采用此接线方式。10kV

31、 电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。方案方案：220kV 电压母线采用单母线分段带旁路接线，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电，在进出线断路器检修时（包括其保护装置的检修和调试） ，不中断对用户的供电。缺点是当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建。可以考虑采用此接线方式。110kV 电压母线采用双母线带旁路接线，根据上述分析，可考虑采用。10kV 电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。方案方案：220kV 电压母线采用单母线分段带旁路接线，根据上述分析，可考虑采用。110kV 电压母线采用双母线带简旁接线，根据

32、上述分析，可考虑采用。10kV 电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。2 2、选用两台主变的优缺点优点：可以满足全部用电负荷的需要，供电可靠性高。缺点：投资大，占地面积大。3 3、从上述分析比较确定两个较好方案：方案：220kV、110kV 电压母线均采用双母线带旁路接线；10kV 电压母线采用单母线分段接线。方案：220kV 电压母线采用单母线分段带旁路；110kV 电压母线采用双母线带旁路接线；10kV 电压母线采用单母线分段接线。3.4、方案、方案的经济比较1 1、从电气设备数目及配电装置比较福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 11 页 表 2-3

33、 电气设备数目及配电装置比较图 方案项目方案方案220kV 配电装置双母线带旁路单母线分段带旁路110kV 配电装置双母线带旁路双母线带旁路10 kV 配电装置单母线分段单母线分段主变台数22220kV87高压断路器110kV1616220kV3225高压隔离开关110kV646410kV 高压开关柜3838综合投资（万元）10300.99810.4722 2、计算综合投资Z=Z0(1+a)Z0主体设备投资，包括主变、高压断路器、高压隔离开关及配电装置综合投资等。a附加投资，220kV 电压等级取 45.4%，110kV 电压等级取 45.8%。主体设备参考价格如下：180MVA 主变压器每台

34、投资 1405 万元220kVSF6 断路器每台投资 56 万元110kVSF6 断路器每台投资 18.8 万元220kVGW4-220 隔离开关每台投资 14.3 万元110kVGW4-110 隔离开关每台投资 3.8 万元220kV 双母线投资 280.6 万元单母线分段投资 180.2 万元110kV 双母线投资 520.5 万元10kV 高压开关柜每面投资 8.6 万元方案：第二章 电气主接线第 12 页主体设备投资Z0=21405+856+1618.8+3214.3+643.8+388.6+280.6+520.5=5387.5 万元综合投资 Z= Z0(1+a/100)=5387.5

35、1+（45.4+45.8)/100=10300.9 万元方案：主体设备投资Z0=21405+756+1618.8+2514.3+643.8+388.6+180.2+520.5=5131 万元综合投资 Z= Z0(1+a/100)=51311+（45.4+45.8)/100=9810.472 万元3 3、年运行费用 U年运行费用 U=aA+ U1 + U2a电能电价A变压器电能损失U1检修维护费，一般取（0.0220.042）Z，Z 为综合投资额。U2折旧费，一般取（0.050.058）Z。取 U1=0.042Z，U2=0.058Z，则年运行费 U= aA+0.1U先计算电能损耗A:A=nP0+

36、P /n(S/Se)2t查产品目录，型号为 SFSZ10-180000/22081.25%，各参数如下：空载损耗P0=52kW负载损耗P=240kWA=252+240/2(1218000+202500)0.8/36000024000=58.372 万 kW.h取 a=0.1 元/kW.h方案:U=aA+0.1Z=0.158.372+0.110300.9=1035.93 万元方案: U=aA+0.1Z=0.158.372+0.19810.472=986.88 万元3.5、最佳方案的确定从技术上讲，220kV 电压母线主接线采用单母线分段带旁路接线，当福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业

37、业设设计计第 13 页 一段母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，在进出线断路器检修时，就要用分段断路器代替旁路断路器，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作，从经济上分析采用双母线带旁路接线比采用单母分段带旁路接线增加了部分元件，增加了综合投资额，年运行费用也增加许多。从技术上考虑故优先选用 220kV 母线接线为双母线带旁路接线。因此，方案为最佳方案即 220kV、110kV 母线均采用双母线带旁路接线，10kV 母线采用单母分段接线。四、翔安变电站主接线图四、翔安变电站主接线图4.1、翔安变电站电气主接线图第二章 电气主接线第 14 页4.2、翔安变电站电气主接线

38、特点1 1、220kV 母线接线220kV 母线采用双母线带旁路接线，其优点是：1）通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电；当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。4）当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。5）进出线断路器检修时，由专用旁路断路

39、器代替，通过旁路母线供电，对双母线的运行没有影响。缺点是：1）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。2 2、110kV 母线接线110kV 母线亦采用双母线带旁路接线，其优缺点如上所述。3 3、10kV 母线接线10kV 母线采用单母分段接线，其优点是：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致于使重要用户停电。缺点是：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线的回路福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 15 页 都要在

40、检修期间停电。2）当母线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。第三章第三章 站用电接线站用电接线第 16 页第三章 站用电接线一、站用电电压等级的确定一、站用电电压等级的确定根据厂（所）用电设计基本要求及设计一般原则，对于翔安变电站电压等级确定为 380/220V。二、站用电接线二、站用电接线2.1、站用电接线基本要求1 1、厂用电接线应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便。2 2、尽量缩小厂用电系统的故障范围，并应尽量避免引起全厂停电事故。3 3、充分考虑发电厂正常、事故、检修、起动等运行方式下的供电要求，切换操作简便。4 4、便于分期扩建或连续

41、施工，对公用负荷的供电要结合远景规模统筹安排。2.2、站用电接线根据厂（所）用电设计的一般原则，翔安变电站站用电接线采用单母线分段接线。有利于从不同段母线引出两回线路供给重要负荷如刀闸操作电源等，提高了供电的可靠性。三、站用电工作电源和备用电源三、站用电工作电源和备用电源3.1、站用电工作电源1、为了满足供电可靠性，翔安变电站设计两台站用变做为站用电工作电源。2、站用电工作电源分别从 10kV、段母线引接，供给接在各段母线上的站用负荷。3.2、备用电源福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 17 页 两台站用电源互为备用，备用方式采用暗备用。四、站用变压器台数、容量的选择四

42、、站用变压器台数、容量的选择4.1、站用变压器台数的选择1 1、站用变压器台数的选择原则：保证供电的可靠性。2 2、按上述设计原则选用 2 台站用变互为备用。4.2、站用变压器容量的选择1 1、根据负荷资料，站用电率取 0.12%，采用 D，yn11 接线组别。2 2、容量计算单台站用变容量 S 所N=0.12SN0.12180000216（kVA）3 3、站用变型式的选择查 110kV 变电站设计手册 SC 系列干式变压器，选型号为 SC10-250/10型电力变压器作为站用变压器，装于室内。技术数据如表 3-1：表 3-1 电压器技术数据列表电 压 组 合型 号额定容量高压低压联结标号阻抗

43、电压()空载电流()空载损耗（kW）负载损耗（kW）SC10250/10250kVA10.5kV5%0.4kVD,yn1141.20.632.4外形尺寸：11507401340 mm 总重量：1.14 吨五、翔安变电站的站用电接线五、翔安变电站的站用电接线5.1、翔安变电站的站用电接线图第三章第三章 站用电接线站用电接线第 18 页5.2、翔安变电站的站用电接线特点翔安变电站站用电接线采用单母分段接线，平时分裂运行，以限制故障范围，对重要负荷可以从不同段引出两个回路供电，增加了供电的可靠性。所用变负荷所用变所用变图3-1 翔安变电所所用电接线图福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设

44、设计计第 19 页 第四章 短路电流计算一、短路电流计算的条件一、短路电流计算的条件1 1、因为系统电压等级较高，输电线截面较大，电阻较小，在计算短路电流过程中忽略 R，计及 X。2 2、计算短路电流时站用的接线方式，按可能发生最大短路电流的正常运行方式，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3 3、计算容量按无穷大系统容量进行计算。4 4、短路种类按三相短路进行计算。5 5、短路计算点如下：d-1220kV 母线短路时的短路计算点d-2110kV 母线短路时的短路计算点d-310kV 母分合上时母线短路的计算点d-410kV 母分断开时母线短路的计算点d-5站用电系统并列运行时母线短

45、路的计算点d-6站用电系统分列运行时母线短路的计算点二、短路电流计算方法和步骤二、短路电流计算方法和步骤2.1 短路电流的计算方法在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。2.2 短路电流的计算步骤1、选择计算短路点；2、画出等值网络（次暂态网络）图；1）首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电抗 Xd”。2）选取基准容量 Sj 和基准电压 Uj（kV） （一般取各级的平均电压） ，计算基准电流 Ij= Sj/Uj（kA） 。33）计算各元件换算为同一基准值的标么电抗。4）绘制等值网络图，并将各元件统一编号，分子标各元件编号，分母第四章第四章 短路电流计

46、算短路电流计算第 20 页标各元件电抗标么值。3、化简等值网络图；为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形的等值网络。求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗 Xnd。4、求计算电抗 Xjs，即将各转移电抗换算为各电源容量（等值发电机容量）为基准的计算电抗 Xjs1，Xjs2；5、由 Xjs1，Xjs2值从适当的运算曲线中查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到 Xjs=3） ；6、计算无限大容量（Xjs3）的电源供给的短路电流周期分量；7、计算短路电流周期分量有名值和短路容量；8、计算短路电流冲击值；9、绘制短路电流计算结果表。三、本变电站短路

47、电流计算三、本变电站短路电流计算3.1、电力系统与翔安变电站接线图福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 21 页 3.2、绘制等值电路图3.3、网络中各元件阻抗标么值计算选 Sj=100MVA，Uj=230kV。X1=0.0104(已知)本设计选180000kVA180MVABS， ，则%0 .13% dU%4 .21% dU%4 . 7% dUXI% = (+)=(13.0+21.47.4)=13.521% dU% dU%dU21 X% = (+)=(13.0+7.421.4)021% dU%dU% dU21 X% = (+)=(21.4+7.413.0)=7.921%

48、 dU%dU% dU21主变 220kV 侧计算电抗2*3*0.075BjKSSU%180100%5 .13主变 10kV 侧计算电抗6*7*0.044BjKSSU%180100%9 . 78*9*=4%100/(25010-3)=16第四章第四章 短路电流计算短路电流计算第 22 页四、简化等值电路四、简化等值电路d-1d-1：d-2d-2：d-3d-3： d-4:d-4:福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 23 页 d-5:d-5:d-6:d-6:4.1、三相短路电流及短路冲击电流1 1、d-1d-1Xjs1= X1=0.0104I”=I0.2= I=1/0.010

49、4=96.15第四章第四章 短路电流计算短路电流计算第 24 页I有名=96.15100/(230)=24.14kA3icj=2.55I” =2.5596.15=245.18icj.有名=2.5524.14=61.55kA2 2、d-2d-2Xjs2=0.0104+0.075/2=0.0479I”=I0.2= I=1/0.0479=20.88I有名=20.88100/(115)=10.48kA3icj=2.55I” =2.5520.88=53.244icj.有名=2.5510.48=26.73kA3 3、d-3d-3Xjs3=0.0104+(0.075+0.044)/2=0.0699I”=I0

50、.2= I=1/0.0699=14.31I有名=14.31100/(10.5)=78.68kA3icj=2.55I” =2.5514.31=36.48icj.有名=2.5578.68=200.65kA4 4、d-4d-4Xjs4=0.0104+0.075+0.044=0.1294I”=I0.2= I=1/0.1294=7.73I有名=7.73100/(10.5)=42.50kA3icj=2.55I” =2.557.73=19.71icj.有名=2.5542.50=108.39kA5 5、d-5d-5Xjs5=0.0104+(0.075+0.044+16)/2=8.07I”=I0.2= I=1/

51、8.07=0.124I有名=0.124100/(0.4)=17.90kA3icj=2.55I” =2.550.124=0.316福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 25 页 icj.有名=2.5517.90=45.64kA6 6、d-6d-6Xjs6=0.0104+(0.075+0.044)/2+16=16.07I”=I0.2= I=1/16.07=0.062I有名=0.062100/(0.4)=8.95kA3icj=2.55I” =2.550.062=0.159icj.有名=2.558.95=22.82kA分析：10kV 母线处的短路电流大，规定要把短路电流限制在 4

52、0kA 以内，故要在主变 10kV 低出口侧安装电抗器。电抗器的选择1、按正常电压和最大工作电流选择 XKGKL-10-4000 型电抗器，拟将短路电流降到 31.5KA，则XL（Id/I”- Xjs4*）INUd/IdUN=(5.5/31.5-0.1294)410.5/（5.510）=3.45%因为两台主变 10kV 低出口处都需要安装电抗器，故单台电抗器的XL=6.9%.选用 XKGKL-10-4000-8 型计算加了电抗器的短路电流XL=0.085.510/（410.5）=0.1047Xjs7=0.1294+0.1047=0.2341I”=I0.2= I=1/0.2341=4.27I有名

53、=4.27100/(10.5)=23.48kA3icj=2.55I” =2.554.27=10.89icj.有名=2.5523.48=59.87kA2.校验条件UNUNs ，INImaxU%= XLImax/INsin=0.0693637/40000.6100%=3.76%5%3.校验第四章第四章 短路电流计算短路电流计算第 26 页计算数据/设计参数设备型号UNs / UNImax / INU/5XKGKL-10-4000-810/103637/40003.76%/5所选的电抗器合格计算加了电抗器的短路电流7 7、d-5d-5Xjs5=0.0104+(0.075+0.044+0.1047+1

54、6)/2=8.12I”=I0.2= I=1/8.12=0.123I有名=0.123100/(0.4)=17.75kA3icj=2.55I” =2.550.123=0.314icj.有名=2.5517.75=45.27kA8 8、d-6d-6Xjs6=0.0104+(0.075+0.044+0.1047)/2+16=16.12I”=I0.2= I=1/16.12=0.062I有名=0.062100/(0.4)=8.95kA3icj=2.55I” =2.550.062=0.159icj.有名=2.558.95=22.82kA4.2、短路电流计算结果表:福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业

55、业设设计计第 27 页 表 4-1 短路电流计算结果表短路电流冲击电流短路点编号基准电压Ub(kV)短路地点计算电抗Xjs(标么值)标么值I*”有名值I”(kA)标么值icj*有名值icj(kA)d-1230220kV 母线0.010496.1524.14245.1861.55d-2115110kV 母线0.047920.8810.4853.24426.73d-310.510kV 母线(母合位)0.069914.3178.6836.48200.65d-410.510kV 母线(母分位)0.23414.2723.4810.8959.87d-50.4400V 母线(母合位)8.120.12317.

56、750.31445.27d-60.4400V 母线(母分位)16.120.0628.950.15922.82福福州州大大学学成成人人教教育育学学院院毕毕业业设设计计第 26 页第五章 电气设备选择一、电气设备选择的一般条件、电气设备选择的一般条件1.1、按正常工作条件选择1 1、允许电压最高工作电压UeUe.w2 2、允许电流最高持续电流IeIgmax1.2、短路状态校验1 1、热稳固性：ItdzI2ttj2 2、动稳固性：icjidw3 3、短路电流计算条件为使所选的导体或电器具有可靠性和合理性，作校验用的短路电流应按下列情况确定。1）容量和接线；2）短路种类；3）计算短路点。4 4、短路计

57、算时间热稳固短路计算时间 td等于继电保护动作时间 tb和相应断路器的开断时间 tfd之和, td= tb+tfd。二、二、10kV10kV 配电装置电气设备的选型配电装置电气设备的选型2.1、10kV 主母线选型按最大长期负荷电流选择 10kV 母线1 1、根据分析可知，10kV 母线最大持续工作电流不超过最大长期负荷(2.520=50MVA)电流，故母线最大持续电流：Igmax=1.051.250000/(10.5)=3464A3查110kV 变电站设计指导选择双槽型铝母线，技术参数如下：h=100mm，b=45mm，t=6mm，r=8mm，S=2020mm2，Ks=1.038，Ie=35

58、90A。考虑环境温度的修正系数 K第五章第五章 电气设备选择电气设备选择第 27 页 K=（g.xu-）/（g.xu-e）= =0.83770-38.5/70-25（）（）Ixu=KIe=0.8373590=3003AIgmax,故所选铝母线不满足长期工作发热要求。重新选取双槽型铝母线，技术参数如下：h=125mm，b=55mm，t=6.5mm，r=10mm，S=2740mm2，Ks=1.05，Ie=4620A。Ixu=KIe=0.8374620=3866.9AIgmax,故所选铝母线满足长期工作发热要求。2 2、热稳固校验1）短路持续时间 td= tb+ tfd=0.05+0.15=0.2s

59、，” =I” /I=1，由 td及 ”查周期分量等值时间曲线，查得 tjz=0.2s。0.1td1，取 tjf=0.05”=0.05s。短路计算时间即等效发热时间 tj =tjz+ tjf=0.2+0.05=0.25s。查110kV 变电站设计指导表 4-2，铝导体耐热系数在导体长期允许工作温度为 70时为 87。2）热稳固性最小截面为：Smin=I/Ctj=23480/87=138.2mm2。所选截面大于Ks1.05 0.25x（）Smin，满足热稳固要求。3 3、动稳固校验1）计算条间作用应力：x=(4.17/hWy)10-3ich2L2（kg/cm2）查得所选截面系数 Wy=9.5cm3

60、，取衬垫距离 L=50cm。x=4.17/（12.59.5)10-359.872502=314.7(N/cm2)2）相间允许应力 x-x=xu -x =6860-314.7=6545.3N/cm2 (铝导体xu=6860N/cm2)3）母线布置方式为水平布置，则截面系数 W=2Wy=19mm3，取母线相间距 a=70cm。动稳固性最大允许跨距 Lmax=7.6(x-xWa)/ich=7.6(6545.31970)/59.87=375cm。4）计算母线共振允许最大跨距:查得铝导体惯性半径 ry=1.65cm，材料系数 =1.55104。Lmax=0.837ry=0.8371.651.55104=