前
言
电力已成为人类历史发展的主要动力资源,要科学合理地驾驭电力,必须从电力工
程的设计原则和方法上来理解和掌握其精髓,提高电力系统的安全可靠性和运行效率,
从而达到降低成本、提高经济效益的目的。
众所周知,毕业设计是大学的最后一个教学环节,通过毕业设计既可以巩固学生在
学校学过的理论知识,又可以培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能
力;为学生走出校门后尽快适应工作岗位的要求,起到桥梁和纽带的作用。
本次设计为 220KV 枢纽变一次部分的设计,主要是从主变的选择,互感器、隔离
开关的选择,以及短路电流的计算,让我们将所学知识相互联系结合起来,使我们了解
并掌握工程设计的要求、过程和方法。
鉴于时间和水平的限制,书中难免会出现错误和不妥之处,敬请读者指正。
目 录
前
言................................................................................................................................1
第一章 基本资料的分析........................................................................................................5
1.1 原始资料.........................................................................................................................5
1.2 原始资料分析.................................................................................................................7
第二章 电气主接线的设计....................................................................................................9
2.1 电气主接线的基本原则和要求.....................................................................................9
2.2 电气主接线的选择...................................................................................................... 10
2.3 主接线方案的比较....................................................................................................... 11
2.4 主接线的确定...............................................................................................................14
第三章 主变的选择和负荷的计算......................................................................................17
3.1 主变型式的选择...........................................................................................................17
3.2 负荷的计算...................................................................................................................19
第四章 最大负荷电流及短路电流计算结果......................................................................24
4.1 短路电流计算的目的及原则.......................................................................................24
4.2 短路电流计算...............................................................................................................24
第五章 母线的选择与效验....................................................................................................32
5.1 母线的选择...................................................................................................................32
5.2 母线的效验...................................................................................................................35
第六章 主要电气设备的选择................................................................................................36
6.1 电气设备选择的一般原则...........................................................................................36
6.2 高压断路器的选择.......................................................................................................36
6.3 隔离开关的选择...........................................................................................................40
6.4 互感器的选择...............................................................................................................42
6.5 高压熔断器的选择.......................................................................................................46
6.6 避雷器的选择...............................................................................................................48
6.7 继电保护配置...............................................................................................................49
附件 1...................................................................................................................................52
附件 2...................................................................................................................................55
后 记......................................................................................................................................55
参考文献..................................................................................................................................56
摘
要
本次 220KV 枢纽变电站电气部分毕业设计主要内容包括负荷计算、主变压器的选择,
电气主接线的设计,互感器的选择,隔离开关的选择以及熔断器的选择。
本设计共分为六章;第一章为基本资料的分析;第二章为电气主接线的设计;第三
章为主变的选择和负荷的计算;第四章最大负荷电流及短路电流的计算结果;第五章为
母线的选择与效验;第六章为主要电气设备的选择。
本次设计主要是为了在即将步入社会的时候将自己这三年所学的进行一个综合与
总结,并锻炼我们独立思考、团队协作精神以及良好的工作作风。
这次设计成果可供电力专业的学生进行课题设计或毕业设计时参考用。
关键词: 短路电流;负荷计算;互感器;动稳定;热稳定;主接线
第一章 基本资料的分析
1.1 原始资料
1.1.1 设计的题目:
220KV 枢纽变电站电气部分设计
1.1.2 建所的目的:
由于某地区电力系统的发展和负荷的增长,拟建一个 220KV 变电所,向该地区
110KV 和 10KV 电压等级供电。
1.1.3 系统资料见下表:
表 1-1
项目
系
统
系统一
系统二
系统三
系统容量S 系统电抗 X 电压等级
线路电抗
线路电阻
(查 1表 得)
(查 1表 得)
1500MVA
1000MVA
750MVA
0.38
0.45
0.5
220KV
220KV
220KV
0.427Ω/KM
0.427Ω/KM
0.427Ω/KM
0.107Ω/KM
0.107Ω/KM
0.107Ω/KM
注:线路型号为 LGJQ—300
1表 为 于永源 杨绮雯 编 《电力系统分析》第二版 中国电力出版社 P317 表 II—7
1.1.4 负荷统计资料
最大容量计算公式
S=P/COSθ
110KV 侧用户负荷统计资料见下表:
表 1-2
名称
石化厂 炼油厂 甲县变 乙县变 丙县变 丁县变
汇总
最大负荷
40
35
0.9
0.9
(MW)
COSθ
最大容量
(MVA)
10KV 侧用户负荷统计资料见下表
表 1-3
44.44
38.88
20
0.9
22
0.9
10
0.85
20
0.85
147
22.22
24.44
11.76
23.53
165.27
氮
肥
厂
机
械
厂
纺
织
厂
名称
最大负荷
3
3
2.5
0.85
(MW)
COSθ 0.85
最大容量
(MVA) 3.53
所用负荷统计资料见下表:
表 1-4
3.53
0.85
2.94
化
工
厂
3
造
纸
厂
2.5
水厂
5
0.85
0.85
0.9
建
材
厂
2.5
0.9
A
变
3
B
变
3
C
变
3
D
变
3
汇总
33.5
0.9
0.9
0.9
0.9
3.53
2.94
5.55
2.78 3.33 3.33 3.33 3.33 38.12
名称
主变风扇
主充电机
浮充电机
蓄电池进风
蓄电池排风
锅炉房水泵
空压机
载波机
220KV
配电装置电源
容量(kw)
0.15
20
14
1.4
1.7
1.7
22
1.7
20
台数
2×6
1
1
1
1
2
最大容量(KVA)
2.12
23.53
16.47
1.647
2
4
25.88
2
23.53
23.53
1.18
1.18
23.53
11.76
162.35
110KV
配电装置电源
220KV
断路器冬天加热
110KV
断路器冬天加热
室外配电装置照明
室内照明
汇总
20
1
1
20
10
138
注:110KV 负荷间的同时系数为 0.85
10KV 负荷的同时系数为 0.8;
110KV 负荷与 10KV 负荷同时系数为 0.85
所用变的需用系数为 0.85
出自 杜文学 主编《供用电工程》 中国电力出版社 P43
1.1.5 待建变电站与电力系统接线情况:
1.2 原始资料分析
1.2.1 变电站的类型
变电站有三个电压等级,高压为 220KV,中压为 110KV,低压为 10KV。变电站的
性质为枢纽变电站。主要向一些大型的厂家和附近的一些地方负荷供电。
1.2.2 变电站与系统连接情况
待设计变电站的电源,由两回 220KV 线路送到本变电站,它是通过双回路与系统
连接的。
1.2.3 负荷输电回路数
1、220KV 母线有 5 回输出线路,其中 1 回线路备用。
2、110KV 母线送出 10 回线路,其中 2 回线路备用
3、10KV 母线送出 14 回线路,其中 2 回线路备用
1.2.4 变电站的气候条件
变电站待建地区年最高气温 40℃,年最低气温-5℃,年平均气温 18℃。
需要考虑熔冰措施。
1.2.5 需要考虑的设计项目
1、主接线方案选择的分析和论证
2、变压器的容量及型号的选择
3、电气设备的选择和校验
4、短路电流的计算
5、绘制电气主接线图
6、按变电站通常要求配置继电保护装置