青岛理工大学毕业设计（论文）
第1章 工程概况
1.1 设计题目
变电所设计任务书（6）：220kV 降压变电所一次系统初步设计
1.2 变电所原始资料
（1）变电所性质：地方性降压变电所
（2）地理位置：有色金属矿区新建的变电所，在新兴城市附近
（3）自然条件：所区地势：半山区 海拔：300m 交通：比较方便，有铁路、公路经过本所附近 最高气温：+30℃，最低气温-35℃，年平均气温：+5℃ 最大风速：20m/s覆冰厚度：5mm 地震裂度：＜6 级 土壤电阻率：400??m 雷电日：25 周围环境：较好，不受污染影响 冻土深度：1.8m
夏季东南风，冬季西北风
（4）负荷资料：
220kV 侧，共 2 回线与电力系统联接60kV 侧，共 12 回架空出线，最大综合负荷 90MW，cos q = 0.85
表1.1负荷资料表
（5）远景发展：本所 60kV 侧不再发展，10kV 侧装设 TT-30-6 调相机两台
1.3 系统情况分析
1.3.1对系统、待设计变电所、负荷的分析
（1）系统性质
本变电所为地区性降压变电所，在新兴城市附近，由水电厂、火电厂两联合系统供电。 水电系统：4×TS854/210-40，升压变：4×SFPSL-120/220 火电系统：4×TQN-100-2，升压变：4×SFPSL-120/220
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变电所系统图1.1所示
图1.1 变电所系统图
1.3.2变电所性质
该变电所有两回进线，向 60KV 地方负荷供电。以远景发展看，10KV 装设两台 TT-30-6调相机。
1.3.3负荷性质
220kV 侧：共 2 回线与系统相连
60kV 侧：共 12 回架线与负荷相连，最大综合负荷为 90MV，cos q = 0.85 10kV 侧：2 回出线与调相机相连
1.4 环境分析
所处地势为半山区，海拔 300m，交通比较方便，有铁路、公路经过本所附近，可以考虑选择廉价、较笨重的设备。空气清洁，周围环境条件较好，故可采用屋外配电装置，考虑到土 地的经济性，地表裂度等因素，屋外配电装置拟采用半高型装置。所区海拔低于 1000m，电气 设备绝缘可不考虑修正。
本所所在地区主导风向夏季为东风，冬季为西北风，所以变电所间隔及母线布置应为东西或西北走向，最大风速 20m/s 小于 35m/s，因此对屋外配电装置可不考虑风速对布置形式的影 响。地区最高温度+30℃，最低气温-25℃，可以考虑在冬季时对变压器油加热，防止变压器等 设备被冻坏。地震裂度小于 6 级，无需特殊设计。雷电日 25 日，对防雷也无需特殊考虑。冻 土深度 1.8m，接地装置必须深入 1.2m 以下，才能可靠接地。
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1.5 发电机、电厂升压变压器的参数
选取基准值：SB=100MVA, UB=Uav见表1..2、表 1.3、表1.4
表 1.2 发电机参数
表 1.3 升压变压器参数
表1.4 调相机参数
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第2章 主变压器的选择
根据《电力工程设计手册》的要求，并结合本所的具体情况和可靠性的要求，选用 2 台同样型号的无励磁调压三相三绕组变压器。
2.1 主变压器台数的确定
主变台数的考虑原则：
（1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，以装两台主变为宜。 （2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，设计时应考 虑装三台主变的可能性。
（3）对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜按大于变压器容量 的 1-2 级设计，以便符合发展时更换主变。
综上，结合任务书，确定主变压器台数为 2 台。
2.2 主变压器容量的选择
条件一：
当所选两台主变有一台停运时，另一台主变应满足 70%最大综合计算负荷
SN ≥0.7 max=0.7×105.88=74.116MVA （2.1）
条件二：
当所选两台主变有一台停运时，另一台主变应满足全部 I 类负荷和大部分Ⅱ类负荷，220KV 以及上电压等级变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应能满足全部 I 类负 荷和大部分Ⅱ类负荷，在本设计中，60kV 侧回路数为 2 的属于Ⅰ、Ⅱ类负荷即：
SN ≥SⅠ + SⅡ=(12+10+20+18)/0.85=70.59MVA （2.2）
综上，由于变压器容量没有 80MVA 且满足本题条件的，故取SN =90MVA
2.3 主变压器型式的选择
2.3.1相数的确定
330kV 及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为 1 台三相式较同容量 的 3 台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便。如果受到 制造、运输等条件（如桥梁负重、隧道尺寸等）限制时，可选用 2 台容量较小的三相变压器， 在技术经济合理时，也可选用单项变压器。 综上，选择三相变压器。
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2.3.2绕组数的确定
有两种升高电压向用户供电或与电力系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以 采用双绕组变压器或三绕组变压器（包括自耦变压器）。具体方法如下：
（1）当最大机组容量为 125MW 及以下，而且变压器各绕组的通过容量均达到变压器额定 容量的 15%以及上时（否则绕组利用率太低），应优先考虑采用三绕组变压器。因为两台双绕 组变压器才能起到联系三种电压等级的作用，而 1 台三绕组变压器的价格、所用的控制电器及 辅助设备比 2 太双绕组变压器少，运行维护也较方便。但一个电厂中的三绕组变压器一般不超 过 2 台。当送电方向主要由低压侧送向中、高压侧，或由低、中压侧送向高压侧时，优先采用 自耦变压器。
（2）当最大机组容量为 125MW 及以下，但变压器某绕组的通过容量小于变压器额定容量 的 15%时，可采用发电机~双绕组变压器单元和双绕组联络变亚器。
（3）在有三种电压的变电所中，如变压器各绕组的通过容量均达到变压器额定容量的 15%以及上；或低压侧虽无负荷，但需要在该侧装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。当变 压器需要与 110kV 及以上的两个中性点直接接地系统相连时，可优先选用自耦变压器。
综上分析，待设计变电所共有 220kV、60kV、10kV 共 3 个电压等级，其中只有 220kV 侧 是中性点直接接地系统，故不能采用自耦变压器，而采用三绕组变压器。 （4）绕组接线组别（联结方式）的确定 110kV 及以上的电压侧均为“YN”，即有中性点引出并直接接地；35~60kV 作为高、中压 侧时都可采用“Y”或者“D”；35kV 以下电压侧（不含 0.4kV 及以下）一般为“D”，也有“Y”方式。 变压器绕组接线组别（各侧绕组连接方式的组合），一般考虑系统或机组同步并列要求及限制3次谐波对电源的影响等因素。
综上分析，本题采用 YN，y0，d11 接线。 （5）调压方式
变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。 不带电切换，即无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有 10%（±2×2.5%）， 且分接头必须在停电的情况下才能调节。有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达 30%， 且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵，通常在下列情况下采用：（1）出力变化大或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。（2）具有可逆工作特点的联络 变压器。（3）电网电压可能有较大变化的 220kV 及以上的降压变压器。（4）电力潮流变化大 和电压偏移大的 110kV 变电所的主变压器。（5）变配电综合自动化系统要求分接头实现遥调 的变压器。
综上分析，选择带负荷切换的有载调压方式。 （6）结构型式
60kV 侧最大综合计算负荷为 90MW，变压器高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为 辅，故选降压型。降压型的绕组排列为铁芯-低压绕组-中压绕组-高压绕组，其中。高、低绕组 间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。 （7）容量比
220kV 以及上变电所的变压器容量大，其低压绕组主要带无功补偿电容器和所用电，容量 较小，为降低造价，一般选择 100/100/50 容量比。 （8）变压器各侧电压的选择
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