1、摘 要本设计是对220kV降压变电所电气部分初步设计。包括对电气主接线的确定，主要电气设备的选择，包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，母线，站用变压器等。全设计详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。 变压器的选择包括：主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以及主接线的比较选择，并制定了适合要求的主接线； 短路电流计算是最重要的环节，本设计详细的介绍了短路电流的计算；高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的选择原则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关
2、介绍 。关键词：220KV 变电站 电气主系统设计AbstractThe topic that I design is that a topic designed this time is that “ electric a part of transformer substation is designed “, its main task is a preliminary design of a part to the transformer substation of He Dong.Including to the electric sureness that mainly wire,
3、 the choice of the main electric equipment, including circuit breaker, isolate the switch, the mutual inductor of electric current, voltage mutual inductor, bus bar, stand with the voltage transformer and wait. Whole thesis besides summary graduate to design the book outside, returned the expatiatio
4、n every kind of most basic request that equipments choose with principle according to. The choice of the transformer includes: Main transformer use the main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the transformer to really settle; The electricity lord connected the line to in
5、troduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of merit and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, the lord that combine to establish the in keeping with my plant the request conne
6、cts the line; The short-circuit galvanometer is regarded as the most important link, this thesis introduced the calculating purpose in short-circuit electric current, assumption term, general provision, the calculation, network transformation of a parameter detailed, and each calculation etc.Keyword
7、s：Transformer substation; Power system; Mainly wire; power transmission systems目 录1 绪 论 .11.1 原始资料 .11.2 设计原则 .32 变电所电力负荷计算 .42.1 负荷计算的目的 .42.2 负荷计算 .42.3 无功补偿方案 .53 变压器台数和容量的选择 .103.1 主变压器的选择 .103.2 主变压器的确定 .104 电气主接线方案的确定 .144.1 电气主接线的概况 .144.2 电气主接线基本要求 .144.3 变电所主接线的选择 .155 短路电流计算 .215.1 短路电流计算的
8、目的 .215.2 短路计算点的选择 .215.3 三相短路电流冲击值的计算 .226 高压电气设备及载流导体选择 .326.1 电气设备的选择原则 .326.2 断路器的选择 .336.3 隔离开关的选择 .386.4 电流互感器的选择 .426.5 电压互感器的选择 .486.6 母线的选择 .507 避雷器的选择 .557.1 避雷器的参数 .557.2 避雷器的配置 .567.3 220kV 侧避雷器选择 .577.4 35kv 侧避雷器选择 .577.5 变压器避雷器选择 .58总 结 .59致 谢 .60参考文献 .61附录 I 电气主接线图 .62发电厂电气主系统课程设计01 绪
9、 论1.1 原始资料在 21 世纪中叶基本实现社会主义现代化是我国社会主义建设的战略目标，也是全国人民在新时期的总任务。实现社会主义现代化，就是逐步用当代先进的科学技术来武装我国的农业、工业、国防和科学技术事业，使之达到国际先进水平。工业要现代化，就要重点发展作为基础和先行工业的电力工业。目前国外电力技术的先进水平主要表现为超高压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化以及核电技术。高电压、大系统：系统容量在（48） kW 以上，交流输电电压810500、750kV 和 1150kV，直流为 500kV 和 750kV。大电厂、大机组：火电厂容量（460640） kW，最大机组容量：单轴4（601
10、30） kW，双轴（ 100165） kW；水电厂容量：4104101260 kW，最大机组容量：（7080） kW；抽水蓄能电厂容量：210 kW，最大机组容量：45.7 kW；核电厂容量：（400800） kW，4104 410最大机组容量（100145 ） kW 。10我国电力工业今后发展的目标是：优化发展火电，规划以 30 、604kW 火力发电厂为主干，进一步发展 80、100 kW 的大型火力发410 4104电机组，建设一批（400500） kW 的大规模发电厂；积极发展核电，在410沿海和燃料短缺的地区，加快建设一批占地面积少，节省人力和燃料、不污染环境的大型核电厂；因地制宜发
11、展新能源，同步发展电网，认真治理对环境的污染。这一符合我国国情的规划目标，将使我国的电力工业走向低能耗结构、低环境污染、高效率运营的发展道路。我国的电力系统从 50 年代开始迅速发展。到 1991 年底，电力系统装机容量为 14600 万千瓦，年发电量为 6750 亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220 千伏、 330 千伏和 500 千伏为网络骨干，形成 4 个装机容量超过 1500 万千瓦的大区电力系统和 9 个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。1.2 设计原则（1） 保证供电安全、可靠、经济；发电厂电气主系统课程设计1（2）功率因数达到 0.9 及以上。（3）设本
12、变电所主要是给工业区的工厂供电。该工业区是新建工业区，负荷增长比较迅速，本变电所的电压等级为 220KV/35kv。（4）变电所 220KV 电源进线 4 回，35kv 出线 10 回，从 220KV 母线转送线路 2 回，向变电所供电，所需输送功率 120MW，COS=0.8。（5）址地区的年平均温度为 7，最高温度为 38，最低为-22。变电所 35kv 的用户负荷表表 1.1 变电所 35kv 的用户负荷表最大符合（KW）序号 负荷名称 近期 远期功率因素 出线出线回数附注有重要负荷1 石油化工联合企业 20000 30000 0.95 架空 2 有重要负荷2 重型机械厂 125000
13、19500 0.95 架空 2 有重要负荷3 选矿厂 12000 15000 0.95 架空 2 有重要负荷4 纺织厂 12000 15800 0.95 架空 2 有重要负荷5 拖拉机厂 9000 14000 0.95 架空 2 有重要负荷最大负荷利用小时数 T=5600 小时，负荷同时系数 0.82，线损率为 5。重要负荷占 60。发电厂电气主系统课程设计22 变电所电力负荷计算2.1 负荷计算的目的整体来看，负荷分为三级，分别是一级、二级和三级负荷。一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：
14、中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区） ，允许有一回专用架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。为正确选择变电所的变压器容量、各种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学依据。根据计算负荷选择的电气设备和导线、电缆，如以计算负荷连续运行时，其发热温度不会超过允许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负
15、荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。2.2 负荷计算常用的计算方法有需用系数法、二项式法、利用系数法、ABC 法、单位产品耗电量法和单位面积功率法等。用需要系数法计算公式如下：有功计算负荷 式（2-ijPjK,1）无功计算负荷 式（2-ijqjQ,2）视在计算负荷 式（2-3）2jjjPS发电厂电气主系统课程设计3计算电流 式（2-NjjUSI34）式中：有功计算负荷（KW） ； 视在计算负荷（KVA） ；jPjS无功计算负荷（Kvar） ； 有功负荷的同时系
16、数取jQPK0.82无功负荷的同时系数取 0.82； 计算电流（A） 。qK jI根据表 1.1 中数据用需要系数法可以计算出设计变电所的总的计算负荷： P6030000+19500+15000+15800+14000=94300kWtan(arccos)=0.62Q600.62*(30000+19500+15000+15800+14000)=58466kvar 有功计算负荷 =0.82 94300=77326kwijPjK,无功计算负荷 =0.82 58466=47942kvarijqjQ,视在计算负荷 = =90982KVA2jjjS2247936计算电流 = ANjjUI30982.3
17、无功补偿方案功率因数 cos 是工业企业电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，提高功率因数是节能的一项重要技术措施。目前大多数负载都是感性负载，如异步电动机、变压器、电焊机等，以致供电系统除供给有功功率外之外，还需供应无功功率以生产必须的交变磁场，此外电抗器、架空线路等亦消耗一部分无功功率。无功功率的增大使供电系统功率因数偏低。若功率因数达不到需要标准就要进行功率因数补偿。通常提高功率因数的方法有两种：一种是提高自然功率因数；另一种是人工补偿提高功率因数。发电厂电气主系统课程设计4提高自然功率因数是指设法降低用电设备本身所需的无功，从而改善其功率因数。主要是合理的选择和使用电气设备
18、，改善其运行方式，提高检修质量等方面入手，不需要额外增加补偿设备，这是提高功率因数积极有效的方法。当采用提高电气设备自然功率因数的方法后仍然达不到要求时，就需要装设专门的人工补偿装置。发电厂电气主系统课程设计52.3.1 无功补偿装置的种类提高功率因数的无功补偿装置通常有以下几种：同步补偿机同步补偿机（又叫同步调相机）实质上是一种不带机械负载的同步电动机，它是最早采用的一种无功补偿设备，通过调节其励磁电流可以起到补偿电网无功功率的作用。在并联电容器得到大量采用后，已很少使用。其主要缺点是投资大，运行维护复杂。因此已经很少使用。二、并联电容器并联电容器又称移相电容器，是一种专门用来功率因数的电力
19、电容器，作为无功补偿设备，电容器有以下几种显著优点：电容器是最经济的设备。它是一次性投资和运行费用都比较低，且安装调试简单。电容的损耗低、功率高。现代电容器的损耗只有本身容量的 0.02%左右。电容器是静止设备，运行维护简单没有噪声。电容器应用范围广，可以集中安装在变电站，也可以分散安装在配电系统和厂矿用户。并联电容器是电网中用得最多的一种无功补偿设备。目前，国内外电力系统中 90%的无功补偿设备是并联电容器。进行无功补偿的并联电容器，通常采用三角形（）和星形（丫）接线方式，一般都是采用三角形接线。供电系统并联电容器的装设位置有：高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿三种方式。高压集中补偿 将电容器组集中装设在变电所的高压母线上，这种补偿只能只能补偿母线前所有线路的无功功率。而母线后的出线线路得不到补偿。此方式投资较小，便于集中运行维护，能满足用户功率因数的要求。一些大中型用户广泛应用这种方式。低压集中补偿 将电容器组集中装设在变电所低压母线上。这种补偿能补偿变电所低压母线前的所有线路上的无功功率。这种补偿方式使变压器的视在功率减小，较经济、运行维护方便。对于 6-10KV 供电的中小型工厂广泛应用这种接线方式。单独就地补偿 将补偿电容器装设在需要补偿的用点设备附近。补偿范围大、效果好，但投资较大。适用于负荷稳定、长期工作且容量大的设备。
