(毕业设计)220-kV降压变电所电气部分设计

毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目： 电气部分设计题目类型： 工程设计型学 院： 电力工程学院专 业： 电气工程及其自动化专业年 级：学生姓名： XXX指导教师：日 期： 2011 年 3 月 6 月教 务 处 制设计（论文）专用纸II 毕业设计（论文）任务书电 力 工 程 学 院 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专业 2007 级学生姓名： 毕业设计（论文）题目： 2 20 kV 降 压 变 电 所 电 气 部 分 设 计 毕业设计（论文）内容：一、原始参数：1、待建变电所基本资料（1）设计变电所在城市近郊，向开发区的某炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。（2）确定本变电所的电压等级为 220/110/10 kV,220 kV 是本变电所的电源电压，110 kV 和 10 kV 是二次电压。（3）待设计变电所的电源，有双回路 220kV 线路送到本变电所；在中间侧 110kV 母线，送出 4 回线路；在低压侧 10kV 母线送出 18 回线路；在本变电所 220kV 母线有三回输出线路。该变电所的所址，地势平坦，交通方便。2、110kV 和 10kV 用户负荷统计资料（1）110kV 和 10kV 用户负荷统计资料见下表一及表二；表一 110kV 用户负荷统计资料序号 用户名称 最大负荷（kW ） cos 回路数 重要负荷百分数%1 炼钢厂 120000 0.95 4 70表二 10kV 用户负荷统计资料设计（论文）专用纸III 序号 用户名称 最大负荷（kW ） cos 回路数 重要负荷百分数%1 矿机厂 1700 0.92 2 602 机械厂 1050 0.90 2 643 汽车厂 2000 0.92 2 644 电机厂 2200 0.90 2 685 炼油厂 2100 0.92 2 686 饲料厂 800 0.90 2 603、待设计变电所与电力系统连接情况（1）待设计变电所与电力系统连接情况如下图 待 设 计 20kV变 电 所1出 线20kV2x5km4x75MWCOS2x150MWCOS8VAu%20kV20kV系 统 20kV炼 钢 厂 10kV母 线2x4km2x7m2x4m490MVAu%x7m 6MAx=.2（ SB）二、设计条件 （1）年极端最高温度 38.7C，年最高日平均温度 18C，年极端最低温度2.1C ，最热月地面下 0.8m 处土壤平均温度 25C。（2）年平均雷电日 T87.6 日/ 年，土壤电阻率1000m；地震烈度在 6 度以下，海拔高度小于 2000m。设计（论文）专用纸IV 三、设计内容待设计变电所与系统连接分析；变电所电气主接线方案优化设计，绘制电气主接线图；变电所所用电接线优化设计；短路电流计算；变电所导体和电气设备选择设计；变电所高压配电装置设计，绘制配电装置平面布置图、断面图；变电所过电压保护及防雷规划设计，绘制直击雷保护范围图；变电所仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设计说明书（含计算书） 。专题（子课题）题目： 无 专题（子课题）内容：无毕业设计（论文）指导教师（签字）： 主 管 教 学 院 （部） 长（签字）： 2 0 1 1 年 0 3 月 2 0 日题 目： 220kV 降 压 变 电 所 电 气 部 分 设 计设计（论文）专用纸V 设计作者学 校： 昆 明 理 工 大 学班 次： 电气工程及其自动化姓 名： XXX指导教师单 位： 昆 明 理 工 大 学姓 名：职 称： 高 级 实 验 师设计（论文）专用纸VI Topic ： Design of the 220 KV step-down substation Design AuthorSchool： Kunming University of Science and TechnologySchool grade order：Electrical Engineering and its Automation2007，class4 Name： Pu shixuInstructorUnit： Kunming University of Science and TechnologyName： Zhu JianpingTitle： Senior engineer设计（论文）专用纸VII 设计（论文）专用纸目 录摘 要 1ABSTRACT 2前 言 30.1 毕业设计目的意义 30.2 原始资料简要分析 3第 1 章 电气主接线的设计 .51.1 电气主接线设计概述 51.1.1 对电气主接线的基本要求 51.1.2 变电所电气主接线的设计原则 61.1.3 电气主接线的设计步骤 71.1.4 主接线的基本接线形式及其特点 81.2 电气主接线的初步方案选择设计 .111.3 电气主接线方案的经济技术比较 .131.4 最优电气主接线方案的确定 .151.5 主变压器的选择 .161.5.1 主变压器台数和容量的确定 .161.5.2 主变压器型式的选择 .171.5.3 主变压器的选择结果 .181.6 所用电设计 .191.6.1 所用电源数量及容量 .191.6.2 所用电源引接方式 .191.6.3 所用变压器低压侧接线 .201.6.4 所用电接线 .20附：电气主接线方案图 22设计（论文）专用纸第 2 章 短路电流计算 232.1 短路电流计算概述 .232.1.1 短路电流计算的目的 .242.1.2 短路电流计算的内容 .242.1.3 短路电流计算方法 .252.2 短路电流计算过程 252.2.1 电路各元件参数标幺值的计算 .252.2.2 等效电路图简化 .282.2.3 220kV 母线发生三相短路时的短路电流计算 .302.2.4 110kV 母线发生三相短路时的短路电流计算 .322.2.5 10kV 母线发生三相短路时的短路电流计算 37附：短路电流计算成果表： 43第 3 章 变电所导体和电器选择设计 443.1 导体和电器选择设计概述 .443.1.1 按正常工作条件选择电气设备 .443.1.2 按短路状态校验 .453.2 导体的选择和校验 .463.2.2 导体的选择 .473.2.3 截面的选择 .473.3 主要电气设备的选择和校验 .513.3.1 断路器、隔离开关的选择 .513.3.2 互感器的选择 .553.4 无功补偿装置选择设计 .623.4.1 概述 .623.4.2 补偿装置的分类 .623.4.3 功率因数定义 .64设计（论文）专用纸3.4.4 功补偿容量计算 .64附：导体和设备选择成果汇总 67第 4 章 屋外高压配电装置优化设计 684.1 高压配电装置概述 .684.1.1 对配电装置的基本要求是 .684.1.2 配电装置的类型及特点 .684.1.3 配电装置的设计原则 .694.1.4 配电装置设计的基本步骤 .704.2 高压配电装置优化设计 .714.2.1 电气总平面布置 .72附：平面配置图及断面图 73第 5 章 防雷保护规划设计 755.1 变电所过电压及防护分析 .755.2 避雷器的配置规划与选择 .765.2.1 配置原则 .765.2.2 避雷器的选择 .765.3 避雷针配置规划及保护范围计算 .805.3.1 避雷针配置规划 .805.3.2 避雷针保护范围计算 .82附：直击雷保护范围图 84第 6 章 继电保护的配置规划设计 856.1 继电保护的配置规划概述 .856.1.1 基本原理 .856.1.2 对继电保护装置的要求 .866.1.3 组成 .87设计（论文）专用纸6.1.4 分类 886.2 继电保护规划设计 .88附：继电保护配置图 89结 论 90总结与体会 .91谢 辞 92参考文献 .93附录一 图纸 94附录二 外文资料原文 95附录三 外文资料翻译 .104设计（论文）专用纸第 1 页 共 117 页 摘 要本设计书主要介绍了 220 kV 降压变电所电气部分设计内容和设计方法。设计的内容有 220kV 枢纽变电所的电气主接线的选择，主变压器、所用变压器的选择，母线、断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kV、110kV、10kV 线路的选择和短路电流的计算。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、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性。关键词：变电站；主接线；变压器设计（论文）专用纸第 2 页 共 117 页 ABSTRACTThe design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 10kV line choice and short-circuit current calculations. 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 and so on. In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety of the entire substation.Keywords: substation; main connection; transformer设计（论文）专用纸第 3 页 共 117 页 前 言0.1 毕业设计目的意义毕业设计是高等学校技术科学专业及其他需培养设计能力的专业或学科应届毕业生的总结性独立作业。要求学生针对某一课题，综合运用本专业有关课程的理论和技术，作出解决实际问题的设计。毕业设计是高等学校教学过程的重要环节之一。相当于一般高等学校的毕业论文。目的是总结检查学生在校期间的学习成果，是评定毕业成绩的重要依据；同时，通过毕业设计，也使学生对某一课题作专门深入系统的研究，巩固、扩大、加深已有知识，培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。毕业设计也是学生走上国家建设岗位前的一次重要的实习。毕业设计的目的有：(1)培养学生综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。 (2)对学生的知识面，掌握知识的深度，运用理论结合实际去处理问题的能力，实验能力，外语水平，计算机运用水平，书面及口头表达能力进行考核。 0.2 原始资料简要分析（1）设计变电所在城市近郊，向开发区的某炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。根据以上所址概述，可了解到该设计中变电所接近负荷中心，则要求供电的可靠性、调度的灵活性更高（2）确定本变电所的电压等级为 220/110/10 kV,220 kV 是本变电所的电源电压，110 kV 和 10 kV 是二次电压。（3）待设计变电所的电源，有双回路 220kV 线路送到本变电所；在中间侧设计（论文）专用纸第 4 页 共 117 页 110kV 母线，送出 4 回线路；在低压侧 10kV 母线送出 18 回线路；在本变电所220kV 母线有三回输出线路。该变电所的所址，地势平坦，交通方便。根据建厂规模，对本变电所的电气主接线进行设计确定出 23 种方案，进行技术和经济比较，确定出最佳方案。根据以上所址概述，可了解到该设计中变电所的周边环境情况，可推测该所地处平原地区，占地面积大，由此根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对本变电所进行高压配电系统及配电装置设计（1）110kV 和 10kV 用户负荷统计资料根据负荷预测及发展情况，可了解该地区的负荷情况及发展，根据负荷情况对主变压器的台数、容量等进行选择。设计（论文）专用纸第 5 页 共 117 页 第 1 章 电气主接线的设计发电厂和变电所的电气主接线是指由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路。电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。1.1 电气主接线设计概述1.1.1 对电气主接线的基本要求电气主接线的基本要求：（1）电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类负荷以一个电源供电即可。对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。电压和频率是电能质量的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。（2）电气主接线应具有一定得灵活性和方便性，以适应电气装置的各种运行状态。不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。（3）电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。应尽量减少设备投资费用和运行费用，并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用、安装费用和外汇费用。设计（论文）专用纸第 6 页 共 117 页 （4）具有发展和扩建的可能性。电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施。1.1.2 变电所电气主接线的设计原则变电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求，以设计任务书为依据，一国家经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点，准确地掌握基础资料，做到既要技术先进，又要经济实用。在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书事必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计的变电所的容量、电压等级、出线回路数、主要是负荷要求、电力系统参数和对变电所的而具体要求，以及设计的内容和范围，这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。结合对主接线的基本要求，设计的主接线应供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时，在进行论证分析阶段，更应该辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，以使设计的主接线具有先进性和可行性。我国变电所设计技术规程对主接线设计作了如下规定：在满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少的或不用断路器的接线。在 110220kV 变电所中，当出现为 2 回时，一般采用桥型接线；当出线不超过4 回时，一般采用单母线分段接线；当枢纽变电所的出线在 4 回及以上时，一般采用双母线。在 35kV 变电所中，当出线为 2 回时，一般采用桥型接线；当出线为 2回以上时，一般采用单母线分段或单母线接线。出线回路数和电源数较多的污秽环境中的变电所，可采用双母线接线。在 610kV 变电所中，一般采用单母线接线或单母线分段接线。设计（论文）专用纸第 7 页 共 117 页 旁路设施可按主接线基本形式中所述的情况设置。1.1.3 电气主接线的设计步骤电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，经历可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度，广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。对原始资料进行综合分析（1）变电所的情况，包括变电所的类型，在电力系统中的地位和作用，近期及远景规划容量，近期和远景与电力系统的连接方式和各级电压中性点接地方式、最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。（2）负荷情况，包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。电力负荷的原始资料室设计主接线的基础数据，应在电力负荷预测的基础上确定，其准确性直接影响主接线的设计质量。（3）环境条件，包括当地的气温、湿度、污秽、覆冰、风向、水文、地质、海拔高度及地震等因素。这些对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响，必须予以重视；此外，对重型设备的运输，也应充分考虑。（4）设备情况。为使所设计的主接线可行，必须对各主要电器的性能、制造能力、供货情况和价格等资料汇集并进行分析比较，保证设计具有先进性、经济性和可行性。确定主变压器的容量和台数变电所主变压器的容量，一般应按 510 年规划负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定。对重要变电所，应考虑当 1 台主变压器停运时，其余变压器容量在记及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电；对一般性变电所，当 1 台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70至 80。设计（论文）专用纸第 8 页 共 117 页 变电所主变压器的台数，对于枢纽变电所在中、低压侧已形成环网的情况下，以设置 2 台主变压器为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可设 3 台主变压器，以提高供电可靠性。主接线方案的拟定与选择根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源盒出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等，可拟定出若干个主接线方案。依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留23 个技术上相当，又都能满足任务书要求的方案，在进行经济比较。对于在系统中占有重要地位的大容量变电所的主接线，还应进行可靠性定量分析计算比较，最终确定出在技术上合理、经济上可行的最终方案。4、所用电源的引接确定所用电源的引接方式。短路电流计算和主要电气选择对所选的电气主接线进行短路电流计算，并选择合理的电气设备。6、绘制电气主接线图对最终确定的主接线，按工程要求绘制工程图。1.1.4 主接线的基本接线形式及其特点电气主接线的型式是多种多样的，按有无母线可分为有母线型的主接线和无母线型的主接线两大类。1.1.4.1 有母线型的电气主接线1、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。设计（论文）专用纸第 9 页 共 117 页 单母接线的优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便和采用成套配电装置。缺点：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。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。适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：610kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回；3563kV 配电装置的出线回路数不超过 3 回；110220kV 配电装置的出线回路数不超过两回。（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。单母线分段接线的缺点是当一段母线或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；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。（3）单母线带旁路母线的接线为了检修出线断路器，但不中断对该出线的供电，可增设旁路母线。当检修电源回路断路器期间不允许断开电源时，旁路母线还可以与电源回路连接，此时还需在电源回路加装旁路隔离开关。有了旁路母线，提高了供电的可靠性，但旁路系统造价昂贵，同时使配电装置运行复杂化，另外检修母线或母线故障期间中断供电。2、双母线接线及分段接线（1）双母线接线双母接线有两组母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络，设计（论文）专用纸第 10 页 共 117 页 通过母线联络断路器来实现。由于有了两组母线，时运行的可靠性和灵活性大为提高。其优点主要有：检修母线时不影响正常供电；检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属回路和与此隔离开关相连的该组母线，其他回路均可通过另一组母线继续运行；工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；检修任一出线断路器时，可用母联断路器代替检修的断路器，回路只需短时停电；调度灵活；扩建方便等特点。缺点:在倒母线的操作过程中，隔离开关作为操作电器，容易发生误操作；检修任一回路的断路器或母线故障时，仍将短时停电；所使用的设备多（母线隔离开关的数目多） ，并且使配电装置结构复杂，所以经济性能差。（2）双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。这种接线具有单母线分段和双母线的特点，较双母线接线具有更高的可靠性和灵活性。正常运行时工作母线工作，备用母线不工作，它是单母线分段接线方式，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路倒至备用母线上，即可恢复供电，这样，只是部分短时停电，而不必短期停电，仍是单母线分段运行方式。双母线分段接线主要用于大容量进出线较多的配电装置中，如 220KV 进出线达1014 回时，就可采用双母线三分段的接线。在 330500KV 的配电装置中，也有采用双母线四分段的。（3）双母线带旁路母线的接线为了不停电检修出线断路器，双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这种接线运行操作方便，不影响双母线正常运行，但多装了一组断路器和隔离开关，增加了投资和配电装置的占地面积，设计（论文）专用纸第 11 页 共 117 页 然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。1.1.4.2 无母线型的电气主接线无母线型的电气主接线在电源与引出线之间或接线中各元件之间没有母线连接，常用的有桥型接线、多角形接线和单元接线。1、桥型接线适用于仅有两台变压器和两条引出线的发电厂和变电所中。因此，它不适合本设计中对主接线进出线的要求。2、多角形接线没有集中地母线，相当于将单母线用断路器按电源和引出线的数目分段，且连接成环形的接线。这种接线一般适用于最终规模已确定的 110kV 及以上的配电装置中，且以不超过六角形为宜。多角形接线的缺点之一就是扩建困难，因此，此接线型式亦不适合本设计的要求。3、单元接线一般适用于只有一台变压器和一回线路时的小容量终端变电所和小容量的农村变电所，因此，此接线也不适合本设计的要求。1.2 电气主接线的初步方案选择设计根据对原始资料的分析以及对主接线的认识，现列出以下三种主接线方案。方案一：220KV、110KV 侧采用双母线接线，10KV 侧单母线分段接线。220kV 进出线五回，而双母接线带旁路母线使用范围是 110220KV 出线数为5 回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。110kV 进出线四回，110kV 侧出线可向大功率负荷用户供电。根据条件选择双母接线方式。10kV 进出线十八回，可向重要用户采用双回路供电。选择单母线分段接线方式。方案主接线图如图 1-1 所示：设计（论文）专用纸第 12 页 共 117 页 图 1-1 方案一的电气主接线方案二：220KV 侧双母线接线，110KV、10kV 侧单母线带旁路母线接线, 检修出线断路器时，可不中断对该出线的供电，提高了供电的可靠性。主接线如图 1-2 所示：设计（论文）专用纸第 13 页 共 117 页 图 1-2 方案二的电气主接线方案三：220KV 侧双母线带旁路接线，110KV 侧双母接线，10kV 侧单母线分段接线。220kV 进出线五回，由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。主接线如图 1-3 所示：图 1-3 方案三的电气主接线1.3 电气主接线方案的经济技术比较方案经济技术方案一 方案二 方案三设计（论文）专用纸第 14 页 共 117 页 比较单价（万元）数量主变 820 2 2 2220KV 105 8 8 9110KV 65 7 7 7断路器10KV 30 21 20 21220KV 5.5 21 21 29110KV 2.5 18 16 16隔离开关 10KV 1.7 40 56 40单母分段 560 1 0 1双母线 940 2 1 1单母带旁路 900 0 2 0配电装置双母带旁路 1200 0 0 1主体设备投资合计（万元）6233 6528 6637经济性不明显投资及年运行费用各方案基本相等。设计（论文）专用纸第 15 页 共 117 页 技术性1、双母线接线检修母线时不影响正常供电。2、检修任一组母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属回路和与此隔离开关相连的该组母线，其他回路均可通过另一组母线继续运行。3、结构紧凑，占地面积小。1、单母线带旁路母线接线，检修母线或母线故障期间不中断供电。2、但旁路系统造价昂贵，同时使配电装置运行复杂化，1、220kV 进出线五回，由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。1.4 最优电气主接线方案的确定综合考虑三种电气主接线的可靠性，灵活性和经济性，结合实际情况，确定第一种方案为设计的最终方案。主接线如图 1-4 所示：图 1-4 最优电气主接线设计（论文）专用纸第 16 页 共 117 页 1.5 主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。1.5.1 主变压器台数和容量的确定1.5.1.1 主变压器台数的确定主变压器的台数选择原则为：（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，变电所以装设两台主变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。（3）对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。根据以上主变压器台数的选择原则以及本设计的要求，该变电所装设两台主变压器。1.5.1.2 主变压器容量的选择1、主变压器容量的确定原则（1）主变压器容量一般按变电所建成后 510 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主设计（论文）专用纸第 17 页 共 117 页 变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70%80%。（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。2、本变电所主变压器容量的确定当年该地区负荷的视在功率为：。)(42.90 6.098.20168.94.026.9051.27.51cosMVAPS 根据该地区负荷水平增长率 10%，可确定未来 510 年的规划负荷，如一年后该地区的视在功率 ；)(46.9%)10(42.9MVAS二年后该地区的视在功率 ；)(46.109.2三年后该地区的视在功率 ；3)(3十年后该地区的视在功率 ；)(5.24%)10(42.9MVAS根据主变压器容量的确定原则，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70%80%，可以确定单台变压器的额定容量。十年后变电所单台主变压器的额定容量: SN=0.7234.52=163.8(MVA)综合考虑以上选择原则和本变电所的负荷情况，确定变电所单台主变压器的额定容量： SN=150MVA 。1.5.2 主变压器型式的选择1.5.2.1 主变压器相数的的选择选择主变压器的相数，需考虑如下原则：当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。根据以上选择原则以及原始资料分析，本变电站选用三相变压器作为主变压器。设计（论文）专用纸第 18 页 共 117 页 1.5.2.2 绕组数量和连接方式的选择在具有三种电压等级的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器额定容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有丫和，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国 110KV 及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；10KV 亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。10KV 以下电压，变压器绕组多采用连接。由于10KV 采用丫连接方式，与 220、110 系统的线电压相位角为 0，这样当变压变比为220/110/10KV，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有 10KV 系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器，全国投运这类变压器约 4050 台。本设计中变电所具有三种电压等级，即 220kV、110kV 和 10kV，需选用三绕组变压器，变压器绕组的连接方式为丫/丫/。1.5.3 主变压器的选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分 ，选定变压器的额定容量为250MVA。这里选择三绕组变压器，所选变压器的技术参数如下所示：型号：SFPS3-150000/220额定容量(kVA)：150000/150000/75000额定电压（kV）: 高压 2.5% 20中压 121 低压 11连接组标号：YN/yn0/d11设计（论文）专用纸第 19 页 共 117 页 空载损耗(kW)：270负载损耗（kW）：高-低：150阻抗电压（%）： 高-中：15；高-低：25；中-低：8空载电流（%）：0.8所以选择两台 SFPS3-150000/220 型变压器为主变压器。1.6 所用电设计1.6.1 所用电源数量及容量(1)枢纽变电所总容量为 60MVA 及以上的变电所装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的边点所，均装设两台所用变压器。采用整流操作电源或无人值班的变电所,装设两台所用变压器,分别接在不同等级的电源或独立电源上。如果能够从变电所外引入可靠的 380V 备用电源，上述变电所可以只装设一台所用变压器。(2)500kV 变电所装设两个工作电源.当主变压器为两台时,可以分别接在每一台主变压器的第三绕组上。两台所用变压器的容量应相等,并按全所计算负荷来选择.当建设初期只有一台主变压器时,可只接一台工作变压器。(3)当设有备用所用变压器时,一般均装设备用电源自动投入装置。1.6.2 所用电源引接方式(1)当所内有较低电压母线时,一般均由这类母线上引接 12 个所用电源,这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上可分别引接两个电源,则更可保证所用电的不间断供电.当有旁路母线时,可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。正常运行时,则倒换到旁路上供电。(2)由主变压器第三绕组引接,所用变压器高压侧要选用大断流容量的开关设备，