3×120MVA_220kV变电站电气部分设计论文

3×120MVA 220kV变电站电气部分设计

（220kV,10kV 电压等级部分）

摘要

本次设计是为解决该地区用电的日益增长，提高电网供电能力和可靠性，因此在该市中部新建一座220/110/10kV降压变电所。变电站主变规模：本期1×120MVA，终期3×120MVA。220kV本期出线2回，终期出线4回。110kV本期出线4回，终期出线8回。10kV 本期出线10回，终期出线20回。

为了完成此次变电站的设计，首先选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质及对供电可靠性要求拟定主接线设计。为了保证机组的设备正常运行进行了所用电源的选择包括所用电源的引接以及所用变压器的选择。考虑到无功补偿的影响，设计中还进行了无功补偿容量计算。设计中进行了短路电流的计算包括短路点选择，短路电流计算方法的确定，短路电流计算，限制短路电流的方法。根据所算出的短路电流确定变电站的最大运行方式。设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、绝缘子、母线等。最后根据选出的主要电气设备完成配电装置的布置（包括配电装置类型的选择，间隔大小，安全距离，各电气设备布置的关系）。

通过本次毕业设计，让我们掌握变电站电气部分设计的基本方法，巩固我们所学的专业知识，提高了学习的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力。

关键词：变电站、电气主接线、设备选择、电气布置

3×120MVA 220kV electrical substation design

- 220kV, 10kV voltage class part

Abstract

The design is to address the growing use of electricity in the region to improve capacity and reliability of power supply, so central in the city to build a new substation 220/110/10kV buck.The size of main transformer substation: the current 1 × 120MVA, the end of 3 × 120MV A. 220kV current round 2 back, back to the end of round 4. 110kV current round 4 times, back tothe end of round 8. 10kV current round of 10 back to the end of round 20.

In order to complete the design of the substation, the first election of the main changes required model, then load the nature and reliability of power supply design requirements to develop the main terminal. In order to ensure the normal operation of the equipment units were used in the choice of power including the use of power transformer connection as well as the choice. Taking into account the impact of reactive power compensation, the design was also carried out the calculation of reactive power compensation capacity. The design of a short-circuit current calculation, including short-circuit point of choice, short-circuit current method of calculating the determination of short-circuit current calculation, limiting short-circuit current method. According to the calculated short-circuit current to determine the best operation mode substation. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers, surge arresters, fuses, insulators, bus and so on. Finally, according to the main electrical equipment selected to complete the arrangement of power distribution devices (including the choice of the type of distribution device, interval size, a safe distance, the relationship between the layout of electrical equipment).

The adoption of the graduation project, let us grasp the design of electrical substation the basic method, we have learned to consolidate professional knowledge and to improve the level and learning ability, we use the knowledge to analyze and resolve with the professionals of the practical problems related and train our independent analysis and problem-solving abilities.

Keywords: Substation、the main electrical wiring、equipment selection、layout of electrical

目录

摘要................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... II 第1章绪论 (1)

1.1 变电站的设计背景与目的 (1)

1.2 变电站的发展趋势 (1)

1.3 变电站的设计任务 (1)

第2章电气主接线的设计 (3)

2.1 电气主接线的基本要求 (3)

2.2 电气主接线的设计方案 (3)

2.4 主变压器的选择 (6)

第3章所用变系统 (7)

3.1 所用电接线形式与引接 (7)

3.2 所用变压器的选择 (7)

3.3 无功补偿 (7)

3.3.1 无功补偿的必要性 (7)

3.3.2 无功补偿的方式 (7)

第4章短路电流的计算 (8)

4.1 短路电流计算步骤 (8)

4.2 短路电流的计算 (8)

4.2.1 基准容量，电压，电流的选取 (8)

4.2.2 主变短路阻抗、系统阻抗值及其标幺值计算 (8)

4.2.3 各短路点的电流计算 (9)

4.2.4 限流电抗器的选择 (10)

4.2.4 加入电抗器后系统等值网络图 (12)

4.2.5 计算各个短路点的短路电流 (13)

4.2.6 列出各个短路点电流的计算结果 (13)

4.2.7 变电站最大运行方式的确定 (14)

第5章导体和电气设备的选择 (15)

5.1 电气设备选择的一般条件 (15)

5.2 220kV侧设备选择 (16)

5.2.1 220kV侧断路器选择与校验 (16)

5.2.2 220kV侧的隔离开关的选择与校验 (18)

5.2.3 220kV侧电流互感器的选择与校验 (19)

5.2.4 220kV侧电压互感器的选择与校验 (21)

5.2.5 220kV侧裸导体的选择与校验 (21)

5.2.6 220kV侧避雷器的选择 (22)

5.2.7 220kV侧悬式绝缘子的选择 (23)

5.3 10kV侧设备选择与校验 (23)

5.3.1 10kV侧开关柜的选择 (23)

5.3.2 10kV侧断路器的选择与校验 (24)

5.3.3 10kV侧接地开关的选择与校验 (25)

5.3.4 10kV侧电流互感器的选择与校验 (25)

5.3.5 10kV侧电压互感器的选择 (26)

5.3.6 10kV侧母线的选择与校验 (27)

5.3.7 10kV侧避雷器的选择 (28)

5.3.8 10kV侧熔断器的选择与校验 (28)

5.4 220kV侧主变压器设备选择 (28)

5.4.1 主变压器套管电流互感器的选择 (28)

5.4.2主变压器中性点间隙电流互感器的选择 (28)

5.4.3主变压器中性点避雷器的选择 (28)

5.4.4主变压器中性点隔离开关的选择 (28)

第6章变电所电气布置与配电装置的选择 (29)

6.1 配电装置的选择 (29)

6.2 220kV配电装置的选择与布置 (29)

6.2.1 220kV配电装置的选择 (29)

6.2.2 220kV配电装置布置 (29)

6.3 10kV配电装置的选择与布置 (30)

6.3.1 10kV配电装置的选择 (30)

6.3.2 10kV配电装置的布置 (30)

结论 (31)

谢辞 (32)

参考文献 (33)

附录 (34)

3×120MVA 220kV变电站电气部分设计

-- 220KV,10KV 电压等级部分

第1章绪论

1.1 变电站的设计背景与目的

变电站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，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。近年来国民经济持续快速增长，用户的用电量持续的攀升，电网结构日趋复杂，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、电网运行可靠性的要求越来越高。

近年来国民经济持续快速增长, 为解决该地区用电的日益增长，提高电网供电能力和可靠性，拟在该市中部新建一座220/110/10kV降压变电所。变电站主变规模：本期1×

120MV A，终期3×120MV A。

1.2 变电站的发展趋势

作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。

电气主接线是变电站电气设计的首要部分。在上世纪70 年代, 由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约, 为了提高系统供电可靠性, 产生了从简单到复杂的主接线演变过程。

在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用, 在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全。如今在110KV～500KV各个电压等级中广泛采用SF6全封闭组合电器。GIS将断路器、隔离开关、接地刀闸、电流互感器、电压互感器、避雷器等设备封闭组合在一起，使用SF6作为绝缘介质，占地面积小，可靠性是常规电器的10倍。故障率小，检修周期长。因此，即使进出线回路数比较多，也可以不考虑检修而引起的停电，故无需设置旁路母线，减少了母线倒闸操作。使得变电站的电气主接线更简单明了。

1.3 变电站的设计任务

首先根据变电所各电压等级的需要进行电气主接线设计，包括主变型号选择，各电压等级主接线方案确定，所用电电源引接，所用变压器选择。然后计算各电压等级计算短路电流，其中包括短路点选择，短路电流计算方法确定，短路电流计算，限制短路电流方法，变电站最大运行方式确定等。根据计算出来的短路电流选择电气设备（断路器、隔离开关、

福州大学本科生毕业设计（论文）

电流互感器、电压互感器、熔断器、避雷器、绝缘子、母线等）。最后根据选出的主要电气设备完成配电装置的布置。并列出所需要设备的清单。