1、 设 计 说 明 书 第 1 页 共 23 页设计说明书一、概 述1.1 设计依据及原则根据江苏省 35-220 kV 变电所设计技术导则 （2002） 、 220-500kV变电所所用电设计技术规程 （DL/T 5155-2002） 、 220-500kV 变电所设计技术规程 （DL/T 5218-2006） 、 35-110 kV 变电所设计规范 （GB50059-1992） 、继电保护和安全自动装置技术规范 （GB14285-2006） 、 高压配电装置设计技术规程 （DL/T 5352-2006）以及给定的“电力系统自动化专业”毕业设计任务书 ，并依据 5-10 年电力系统发展规划进行
2、设计，力求做到供电可靠、调度灵活、检修方便和投资经济。1.2 系统概况待建变电所的电压等级为 220kV/110kV/10kV，220kV 是本变电所的电源电压，110kV 和 10kV 是二次电压。待建变电所位于城市近郊，地势平坦，交通方便，主要承担开发区炼钢厂供电任务，另外还有变电站附近的汽车厂、电机厂、矿机厂、机械厂、炼油厂、饲料厂等重要用户。220kv 4 回出线作为本所电源，2 回线来自系统，2 回线来自相临变电站，110kv 2 回出线供炼钢厂负荷，10kv 11 回出线供周围负荷。该变电所为枢纽变电所。1.3 设计规模1.110KV 线路 2 回，最大负荷为 43MW. 负荷功率
3、因数 0.95.2.10KV 出线共 11 回，本侧最大出线总负荷为 9.3MW，负荷功率因数平均为 0.85。3.年最大负荷利用小时数 Tmax=5600 小时，同时率 0.9，线路损耗6。1.4 环境条件1.当地年最高温度 40 。设 计 说 明 书 第 2 页 共 23 页2.最热月（7 月）平均温度 28。二、主变压器的选择1.主变压器形式的选择1.1 相数的确定根据220500kV 变电所设计技术规程 （DL/T 5222-2005）第7.7.2 条规定， “与电力系统连接的 220330kV 变压器若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。 ”本变电所“地势平坦，交通方便” ，应当选
4、用三相变压器。1.2 绕组数确定根据220500kV 变电所设计技术规程 （DL/T 5222-2005）第 7.2.4条 220330kV 具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器额定容量的 15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用三绕组变压器，当中性点接地方式允许时采用自耦变压器。根据待建变电所电压等级和负荷情况，选择三绕组变压器。1.3 调压方式的确定用户为钢厂、厂矿生产企业，电压波动大，用户对供电质量要求较高，需要经常调压，故选择有载调压变压器2.主变容量和台数的确定相关的设计规范规定：选择的变压器容量 Se 需要满足下列两个条件：Se0.7S
5、max;SeSimp。其中，Smax 为变电所的最大负荷容量；Simp为变电所的全部重要负荷容量通过计算（详见计算书） ，最后选择变压器的容量 Se=40000KVA。考虑到重要负荷较多及今后的发展，故选择 2 台主变压器综上所述：该变电所选择 2 台 3 相 3 绕组有载调压变压器型号为 SFSZ-40000KVA/220+81.25%/121/10.5设 计 说 明 书 第 3 页 共 23 页主要技术参数如下：额定容量比：100/100/50 额定电压比：220+81.25%/121/10.5联系组标号：YN，a 0，d 11空载损耗 P0：38KW空载电流 I0：0.9%阻抗电压：U
6、（1-2） % = 10 U（1-3） % =30 U（2-3） % = 20设 计 说 明 书 第 4 页 共 23 页三、主接线的确定变电所主接线的设计应根据变电所在电力系统中的地位、出线回路数、设备特点、负荷性质、周围环境及变电所的规划容量等条件和具体情况确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方面、节约投资和便于扩建等要求。主接线的可靠性和经济性应综合考虑，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积少，电能损耗少，年费用（投资与运行）为最小。1.220KV 接线方式方案一：采用单母线带旁路母线，该接线简单清晰，投资较小，运行操作简单，任一出线或主变间隔短路器检修，不需对外停电，但母线检
7、修或故障时 220KV 配电装置需要全停。考虑到钢厂、厂矿用户的重要性，该接线方式不宜采用。方案二：采用双母接线，该接线双回电源进线，两台主变运行在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一母线检修不会影响线路送电，母线故障时也只影响部分负荷。由于考虑到负荷重要性，目前 SF6短路器可靠性较高，采用双母接线供电可靠性亦能得到可靠保证，故采用双母接线方式。2.110KV 接线方式(110KV 2 回出线)方案一:可采用线路变压器组，投资少，接线简单清晰，缺点变压器检修或故障时，线路只有一条运行，降低了用户的供电可靠性。方案二:采用内桥接线，也是比较经济的接线方式，线路停电方便，变
8、压器停电相对复杂，但考虑供电可靠性, 故 110KV 系统采用内桥接线方式。3.10KV 接线方式10KV 11 条出线，重要用户均采用双回路，由于 10KV 断路器性能可靠，设 计 说 明 书 第 5 页 共 23 页不考虑增设旁路。考虑到系统无功负荷较大，为改善系统电压，同时提高变压器的输送能力，增设二组 10KV 电容器。10KV 系统采用单母分段接线方式亦能满足供电可靠性要求。变电所主接线见图四、短路电流计算为了保证电力系统安全运行，在设计选择电器设备时，都要用可能流经设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时
9、，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置能够自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和电气设备的选择均需要短路电流数据。因此短路电流计算是变电所设计的重要内容之一。系统在不同运行方式下的短路电流（KA）短路地点 运行方式 I“ It/2 It Ish220KV 侧 双母线并列运行 39.058 23.48 23.187 99.425两台主变并列运行 3.804 3.804 3.804 9.682110KV 侧一台主变停运 1.951 1.951 1.951 4.966两台主变并列运行 8.701 8.701 8.701 22.14910KV 侧一台主变停运 4.374 4.374 4.
10、374 11.134注：短路电流计算详见短路电流计算书设 计 说 明 书 第 6 页 共 23 页五、电器设备的选择、校验一、选断路1. 220KV 高压断路器的选择（1）选断路器型号考虑单条线路代台变压器时最大长期工作电流：Igmax=2Se/(3U e)=240000/(3220)=209.95(A)根据 Ue=220KV、I gmax=110A(线路考虑单线带两台变压器最大电流209.5A)及室外布置的要求，由于 220KV 断路器额定电流均大于 209.5A，主变断路器、线路断路器选型号为 LW1-220/2000 断路器，其额定技术数据：Ue=220KV，I e2000A，额定开断电
11、流 Ibr=40KA,动稳定电流 Imax=100KA,热稳定电流 It40（4s） 。（2） 校验开断能力Ibr=40KA I“39.058KA，断路器开断电流满足系统短路容量的要求。（3） 校验动稳定Ish=2K m I“=21.839.058=99.425KA1s,故可不计非周期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(39.058 2+1023.482+23.1872)2.6/12=1641.54KA2S I“3.804KA，断路器开断电流满足系统短路容量的要求。（2） 校验动稳定Ish=2K m I“=21.83.804=9.683KA1s,故可不计非周
12、期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(3.804 2+103.8042+3.8042)2.1/12=30.4KA2S I“8.701KA，断路器开断电流满足系统短路容量的要求。（3） 校验动稳定Ish=2K m I“=21.88.701=22.149KA1s,故可不计非周期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(8.701 2+108.7012+8.7012)2.1/12=18.27KA2S I“8.701KA，断路器开断电流满足系统短路容量的要求。（3）校验动稳定Ish=2K m I“=21.88.701=22.149KA1
13、s,故可不计非周期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(8.701 2+108.7012+8.7012)2.1/12=18.27KA2S100KA,满足要求。（3）校验热稳定因 tk=2.6s1s,故可不计非周期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(39.058 2+1023.482+23.1872)2.6/12=1641.54KA2S1s,故可不计非周期分量的发热影响。Qk（I“ 210I 2(t/2)+It2）t/12=(3.804 2+103.8042+3.8042)3.1/12=30.4KA2S2024=1600 KA2S,满足要求。
