1、220kV220kV变电站一次部分设计变电站一次部分设计答辩人：李刚指导老师：钟建伟设计背景设计背景： 为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，就需要做到变电所整体的稳定、可靠并采取相应的措施提高供电可靠性和提高电能质量。随着人民经济水平的提高，必定要求增加供电容量，模拟新建220kV变电所。根据系统规划需建一座220kV变电站，建成后与S1、S2二个220kV电网系统相连，向110kV、10kV地区供电。此变电所的设计主要包括负荷分析及主变的选择、电气主接线的确定、短路电流计算、各级电压配电装置设计、主要电气设备的选择与校验。设计内容：设计内容： 本变电站设计可以满足
2、该地区的供电需求，在设计过程中需要考虑到该地区的发展，并且可以满足长远发展的原则。本设计包括以下部分：1.电气主接线的设计2.变压器的选择3.短路电流计算4.电气设备的选择5.防雷保护及配置6.继电保护及配置7.变电站相关图纸绘制电气主接线的设计电气主接线的设计主接线设计原则：可靠性，灵活性，经济性和可发展性。方案一：220kV段接线方式为双母线接线，110kV段接线方式也为双母线接线，10kV段接线方式为单母线接线。方案二：220kV段接线方式是采用双母线带旁路母线，110kV段接线方式采用一般双母线，10kV段接线方式是采用单母分段。 方案一方案一方案二方案二可靠性可靠性1.1.一组母线故
3、障时仍短时停电，影一组母线故障时仍短时停电，影响范围大；响范围大；2.2.检修任一回路的断路检修任一回路的断路器，该回路仍停电。器，该回路仍停电。检修母线或任一接入旁路的进、出线的断路器检修母线或任一接入旁路的进、出线的断路器时，该回路不停电，可靠性高时，该回路不停电，可靠性高灵活性灵活性运行方式相对简单，灵活性差运行方式相对简单，灵活性差 运行方式多，灵活性好运行方式多，灵活性好经济性经济性设备相对少，投资小。设备相对少，投资小。1.1.设备相对多，投资较大；设备相对多，投资较大；2.2.母线采用双母线母线采用双母线带旁路，占地面增加。带旁路，占地面增加。根据可靠性，经济性，安全性原则考虑，
4、对以上两种方案对比，确定第二方案为此次设计的最终方案。.电气主接线图：变压器的选择变压器的选择根据原始材料可知，我们需设计的变电所是220kV降压变电所，它是以220kV的为主功率，把功率通过主变压器输送到110kV及10kV的的母线上，如果主变压器出现了问题，必定影响下一级的变电所和整个电网的稳点运行，所以必须选择安全合理的台数。项目参数型式三相三绕组，油浸式有载调压容量180/100/100MVA额定电压22081.25%/115/10.5kV接线组别YN，yn0，d11阻抗电压Uk1-2%13，Uk1-3%23，Uk2-3%8冷却方式自然油循环风冷（ONAN/ONAF）短路电流计算短路电
5、流计算在电气系统设计中，最为重要的一个阶段就是进行短路电流计算，进行计算的目的有以下几个方面：(1) 在选择电气主接线的时候，需要通过计算比较选择合理的接线方式需要用到短路电流计算。(2) 在选择电气设备的时候，需要保证设备在工作中（正常运行和故障运行）都要满足安全性，可靠性。还要考虑到经济性。此时需要用到短路电流计算。(3) 设计屋外高压配电设施时，需要通过短路计算得出相对的安全距离。(4) 在选择继电保护方式时，需要以短路电流计算后的结果为依据。(5) 接地装置的设计，也需用短路电流。短路点基准电压(KV)短路电流(KA)冲击电流(KA)短路容量S(MVA)10kv侧10.584.6215
6、.731538.54220kv侧23117.8545.527141.64110kv侧11533.4785.356666.55经过短路计算可得下表参数：.系统等值电路如图：S1=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为13，23，8。计算得各绕组的电抗标幺值为：9)13238(21%)%(21%1)23813(21%)%(21%14)82313(21%)%(21%)21()13()32(3)13()32()21(2)32()13()21(1KKKKKKKKKKKKUUUUUUUUUUUUS2=100MVA S2=S305. 01801001009100%006. 0180100100
7、1100%078. 018010010014100%3*32*21*1NBKTNBKTNBKTSSUXSSUXSSUX10kV侧：短路时, 示意图如图025. 005. 0212103. 006. 02121039. 0078. 02121*3322*1TTTIXXXXXX由图可计算得：065. 025. 0)03. 017. 0/()039. 00187. 0(*X因此：385.15065. 011*XIP短路容量：kAkAIIIKAUSIBPPNBB6 .845 . 5385.155 . 55 .1031003*冲击电流：73.2156 .8455. 2shIMVASk54.15386 .
8、845 .103110kV和220kV侧同理可计算出。电气设备的选择电气设备的选择电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则 需要满足各种运行情况下（正常运行、检修、短路和过电压）的要求，并且需要做长远发展考虑。 应按当地环境条件校核。 应力求技术先进和经济合理。 与整个工程的建设标准应协调一致。 同类设备应尽量减少品种。.防雷保护及配置防雷保护及配置在电力系统中，过电压分为以下两种：（1）外部过电压：会引起雷电放电。（2）内部过电压：电力系统操作不当或发生故障造成的，对电气设备造成不必要的损坏常用的避雷器分为以下四种: 保护间隙：用于配电系统及其线路以及电厂和变电站进线的保护。 管式避雷器
9、：用于变电所、发电厂的进线保护和线路绝缘弱点的保护。 阀型避雷器：用于保护发电站或者变电站变电设备的保护。 氧化锌避雷器：用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏。 本工程选用三绕组电力变压器，主变220、110、10kV进线均设置避雷器进行保护。具体工程应对220、 110、10kV三侧的避雷器保护范围进行校验。 根据计算后可得：220kV选择FZ-220J型阀型避雷器 110kV选择FZ-110J型阀型避雷器 10kV选择FZ-10型阀型避雷器.变电所的防雷保护设计计算220kV避雷器:(1) 避雷器的灭弧电压：kVVCVmdmi4 .2022538 . 0(2) 避雷器的工频放电电压
10、：kVVgf2 .4383/2533（3) 避雷器的残压：kVVKVmibhbc66.6722(4) 避雷器的冲击放电电压：kVVVbcchfs03.63995. 0根据以上计算数据选取FZ-220J型阀型避雷器能满足要求。110kV避雷器:避雷器的灭弧电压避雷器的工频放电电压：避雷器的残压：避雷器的冲击放电电压kVVCVmdmi2 .1015 .1268 . 0kVVgf2193/5 .1263kVVKVmibhbc3 .3362kVVVbcchfs5.31995.0根据以上计算数据选取FZ-110J型阀型避雷器能满足要求。10kV避雷器:（1）避雷器的灭弧电压：（2）避雷器的工频放电电压（
11、3）避雷器的残压：（4）避雷器的冲击放电电压：kVVCVmdmi65.125 .111 . 1kVVgfx2 .293/65.124kVVKVmibhbc422kVVVbcchfs4095.0根据以上计算数据选取FZ-10型阀型避雷器能满足要求。型号额定电压有效值kV灭弧电压kV工频放电电压有效值KV冲击放电电压峰值(1.5/20s及1.5/40s)不大于kV8/20s雷电冲击波残压峰值不大于kV不小于不大于5KA00KAFZ-220J22020044853662065215FZ-110J11010022426832632658FZ-101012.72631454550继电保护及配置继电保护及配置（1）线路保护的规划： 220kV系统：220kV线路配置高频距离保护，要求能快速反应相间及接地故障。 110kV系统：110kV线路配置阶段式距离保护，要求能反应相间及接地故障。 10kv系统：10kV侧电网由于为不接地系统，故只配置速断和过流保护。（2）母线保护规划： 220kV系统：母联相位比较差动保护。 110kV系统：母联相位比较差动保护。 10kv系统：低阻抗的电流差动保护。变电站相关图纸绘制变电站相关图纸绘制电气主接线图：.断面图：.感谢各位老师的观看！
