摘 要
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。
本设计主要介绍了220kV变电站一次部分的设计。首先通过对原始资料进行分析，设计主接线形式，综合比较各种接线方式的特点、优缺点，根据电气主接线设计的基本要求选择两种较其它方案可靠的主接线方案；再对两种方案进行全面的可靠性、灵活性和经济性比较，确定最优的主接线方案；然后根据题目要求选择主变压器的台数以及容量，再进行短路电流计算，为设计中需要的高压电气设备的选择、整定、校验等方面做准备；继而进行主要电气设备的选择与校验，最后进行防雷保护设计。
关键词：变电站；主变压器；短路计算；电气设备选择。
ABSTRACT
With the development of economy and the rapid rise of the modern industrial construction, design of power supply system is more and more comprehensive, system, factory power consumption increased rapidly, the power quality, technical and economic conditions, power supply reliability index is increasing, so the design of power supply also mainly introduces the design of 220 kv substation a part. Through analyze the raw data first, design main wiring forms, comprehensive comparison of various characteristics of wiring method, advantages and disadvantages, choose according to the basic requirement of the main electrical wiring design two kinds of main wiring scheme than other solutions and reliable; Again to the reliability of the two plans to conduct a comprehensive, flexible and economical comparison, to determine the optimal main wiring scheme; Then the sets and the capacity of main transformer according to the request of topic selection, short-circuit current calculation again, needed for the design of , setting, calibration, etc; And then to the main electrical equipment selection and calibration, finally carries on the lightning protection design.
Keywords: substation; The main transformer; Short circuit calculation; Equipment selection.
目 录
1 引 言 ................................................................. 1 2 电气主接线的设计 ...................................................... 2
2.1 主接线概述 ....................................................... 2
2.2 主接线设计原则 ................................................... 3 2.3 主接线选择 ....................................................... 4 3 主变压器的选择 ........................................................ 6
3.1负荷计算 ......................................................... 6 3.2主变压器的选择原则 ............................................... 6
3.2.1主变压器台数的选择 .......................................... 7 3.2.2主变压器容量的选择 .......................................... 7 3.2.3主变压器型式的选择 .......................................... 8 3.2.4绕组数量和连接形式的选择 .................................... 8 3.3 主变压器选择确定 ................................................. 9 4 短路电流计算 .......................................................... 9
4.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算 ..................................... 9 4.2 10kV侧短路计算 ................................................. 10 4.3 220kV侧短路计算 ................................................ 13 4.4 110kV侧短路计算 ................................................ 14 5 导体和电气设备的选择 ................................................. 15
5.1 断路器和隔离开关的选择 .......................................... 17 5.2 电流互感器的选择 ................................................ 26 5.3 电压互感器的选择 ................................................ 30 5.4 导体的选择与校验 ................................................ 31 6 防雷接地设计 ......................................................... 37
6.1 防雷设计 ........................................................ 37
6.1.1 防雷设计原则 .............................................. 37 6.1.2 避雷器的选择 .............................................. 38 6.1.3 避雷针的配置 .............................................. 41 6.2 接地设计 ........................................................ 42
6.2.1 接地设计的原则 ............................................ 42 6.2.2 接地网型式选择 ............................................ 42 7 结论与展望 ........................................................... 43 致谢 ................................................................... 44 参考文献 ............................................................... 45
1 引 言
随着经济的发展,工业水平的进步,人们生活水平的不断提高。电力系统在整个行业中所占的比例逐渐增大,现代电力系统是一个巨大的,严密的整体。电力系统是我国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。
变电站对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用，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，作为电能输送与控制的枢纽，设计是否合理，不仅直接影响了基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
通过对原始资料的分析，查阅相关资料，结合发电厂电气部分、工厂供电等所学专业课以及其他人的设计，根据要求拟定以下设计，该设计包括以下任务：1、主接线的设计：根据电气主接线的基本要求，从可靠性、灵活性以及经济性对所选的两种主接线进行比较，确定最优的主接线方案；2、主变压器的选择：确定主变压器的容量、台数以及型式和结构；3、短路计算：采用标幺值的方式分别对220kV、110kV、10kV侧短路计算；4、导体和电气设备的选择：分别对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器导体进行选择和校验；5、防雷接地设计。
2 电气主接线的设计
2.1 主接线概述
电气主接线又称电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系 。
单母线接线及单母线分段接线 （1）单母线接线
单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。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，也就成了全厂或全站长期停电。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。
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）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、小容量发电厂电压配电装置，一般每段母线上所接发电容量为12mV左右，每段母线上出线不多于5回；变电站有两台主变压器时的6～10kV配电装置；35～63kV配电装置出线4～8回；110～220kV配电装置出线3～4回。 （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。