1、目錄第一章 緒論1第二章 電源進線與主變的選擇2 2.1 方案介紹及選取3 2.2 負荷概念及等級分4 2.3 負荷的計算5 2.4 主變選擇的原則6 2.5 主變選取6第三章 電氣主接線方案7 3.1 主接線的主要形式 7 3.2 接線方案與選取 7第四章 短路計算9 4.1短路的類型 9 4.2短路計算 9第五章 電氣設備選擇 13 5.1設備的概念13 5.2斷路器隔離開關等設備選擇13 第六章 總語16參考文獻17第一章 緒論電力系統中，發電廠將天然的一次能源轉變成電能，向遠方的電力用戶送電，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將

2、電壓降低，并分配給各個用戶，這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯系發電廠和電力用戶的中間環節，同時通過變電所將各電壓等級的電網聯系起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統及必要的附屬設備組成。變壓器是變電所的中心設備，它利用電磁感應原理。 配電裝置是變電所中所有的開關電器、載流導體輔助設備連接在一起的裝置。其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器開關、電抗器線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設備及必要的其他輔助設備所組成。 二次設備是指一次

3、系統狀態測量、控制、監察和保護的設備裝置。由這些設備構成的回路叫二次回路，總稱二次系統。 二次系統的設備包含測量裝置、控制裝置、繼電保護裝置、自動控制裝置、直流系統及必要的附屬設備。負荷等級可以分為一，二，三等級。負荷的等級不同，對供電的要求也不同。對于一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。這些變電所按電壓等級可分為中壓變電所（千伏及以下）、高壓變電所（千伏）、超高壓變電所（330765千伏）和特高壓變電所（1000千伏及以上）。按其在電力系統中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。該變電

4、所包含了一二級負荷,所以是一個需要兩個電源的終端配電變電所。第二章 電源進線與主變的選擇2.1方案介紹及選取某企業總降壓變電站站址位于高新開發區CD鎮SX村，地處TX大道中段的東面，距離500kVA變直線距離約4公里，距離220kV B變電站的直線距離約10公里，距離220kV C變電站的直線距離約11公里，距離220kV D變電站約19公里，距離籌建中的220kV E變電站的直線距離約2.7公里。500kV A變電站：電壓等級500/220kV。 B變電站：目前該站總裝機420MVA，給七個110kV變電站提供電源，分別為YS變、QSH變、GX變、GY變、X廠專變和Y廠I、II專變，上述七個

5、變電站總裝機容量為486MVA。 C變電站：主變容量有空余，且有110kV出線間隔， 220kV C變與本企業之間隔著某天然湖泊。 D變電站：建設中的220kV D變電站主要用戶為Y廠II、BQ、YS等變電站，距離本企業約19公里，沿途住宅區密集。 E變電站：距離本企業公里。分析：鑒于變電站的負荷含有一二級負荷，所以需要考慮兩個電源供電，而不是一個，其次E變電站在建，所以考慮，而A變電站等級偏高，但不排除，D變電站沿途住宅偏多，所以排除，綜上所述：本變電站考慮從A,E變電站兩處引出電源，變電站等級為220kV的電壓等級。2.2 負荷概念及等級分類在電力系統中，按負荷性質可分為兩大類：供電負荷

6、和 用電負荷 。用電負荷 是指用戶用電設備總容量，也就是對電力系統的需求容量；供電負荷 是指發電廠對外承受的總容量，也是用電負荷 加上同一時刻線路中消耗的功率。按對供電可靠性要求分為： 一類負荷 、二類負荷 、三類負荷。荷的重要程度分為：先保證供電的重點負荷一般性供電的非重點負荷 可以暫時限電或停止供電的負荷。一級負荷：中斷供電時將造成人身傷亡，或經濟、政治、軍事上的重大損失的負荷。二級負荷：中斷供電時將造成嚴重減產、停工，局部地區交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打亂。三級負荷：除一、二級負荷之外的一般負荷，這級負荷短時停電造成的損失不大。2.3負荷的計算負荷級別：消防用電設備，事故排

7、風、排煙、補風用電設備系統，一小部分工藝及配套的動力用電設備，重要控制系統以及應急照明等為一級用電負荷；大部分工藝及配套的公用設備等屬二級用電負荷；其余用電設備均屬三級用電負荷。）大宗氣體站為10kV負荷，均從變電站引入雙電源。一、二廠高壓電源柜及大宗氣體站高壓電源柜（各10路電源）考慮備用，三、四、五廠計算負荷各，大宗氣體站另計，只預留土建位置。負荷的等級不同，對供電的要求也不同。對于一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且任何一個電源失去后，能保證對全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個獨立電源供電，且一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負荷供電；對于三級負荷一般只需要一個電源供電

8、。計算電力負荷的定義：負荷不是恒定值，是隨時間而變化的變動值。因為用電設備并不同時運行，即使用時，也并不是都能達到額定容量。另外，各用電設備的工作制也不一樣，有長期、短時、重復短時之分。因此負荷計算也只能力求接近實際。即根據已知的工廠的用電設備安裝容量確定的、預期不變的最大假想負荷，其熱效應與同時間內實際變動負荷產生的熱效應相等。表3.1企業負荷2.4 主變選擇的原則變壓器的臺數和容量，應根據地區供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等綜合考慮確定 主變壓器容量一般按變電所、建成后510年的規劃負荷選擇，并適當的考慮到遠期的負荷發展，對于城網變電所，主變壓器容量應與城市規劃相結合。&

9、#160;在有一二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器，當技術經濟比較合理時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中低壓測電力網取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并應保證用戶的一、二級負荷。 具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側繞組的功率達到該變壓器容量的以上，主變壓器宜采用三相三繞組變壓器。2.5 主變確定臺數:由于此終端變電站來字兩個不同的電站，且考慮雙電源，所以就選用兩臺或三臺主變。繞組：該變電站就兩個電壓等級，所以就考慮用雙繞組變壓器。相數：300MVA以下的變

10、壓器一般采用三相變壓器。調壓：該處因為是廠用電，負荷不是固定，故采用有載調壓方式。主變是兩臺三相雙繞組變壓器：負荷的計算 = 變壓器容量/每臺 且 每臺變壓器的容量選擇為。主變是三臺三相雙繞組變壓器：負荷的計算 = 變壓器容量 且 取每臺主變容量為90000kVA，則2*90000kVA=18000kVA>150000kVA綜上所述，鑒于考慮到后面選主變10kV側的斷路器和隔離開關，其額定電流不能超過一定范圍，所以此處選用三臺變壓器。選到的主變型號為SFZ11-90000/220其參數如表4.1：表4.1主變技術參數型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）空載電流(%)空載損耗(kVA)負

11、載損耗(kVA)阻抗電壓(%)高壓低壓SFZ11-90000/22090000220100.357.528910.5 第三章 電氣主接線3.1 主接線的主要形式電氣主接線的基本要求就是八個字：“安全、經濟、可靠、靈活”：具體地說，就是：1、滿足用電要求；2、接線簡單；3、運行經濟、可靠；4、操作方便、運行靈活；5、設備選擇合理；6、便于維護檢修；7、故障處理能保證安全；簡單地說，電氣主接線的基本形式包括：有母線接線和無母線接線兩大類：有母線接線包括：1、單母線接線（含單母線刀閘分段、單母線開關分段、單母線帶旁路等）；2、雙母線接線（含雙母線刀閘分段、雙母線開關分段、雙母線帶旁路等）；3、3/2

12、臺斷路器接線 4、4/3臺斷路器接線 5、變壓器母線組接線無母線接線包括：6、線路變壓器組接線； 7、橋型接線（內橋、外橋、全橋等） 8、角形接線等。3.2 接線方案與選取220kV側進線2回，選用以下幾種接線方案：（1） 單母線分段接線。母線分段后重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，一段母線故障，另一段母線仍可正常供電。（2） 帶旁路母線的單母線分段接線。母線分段后提高了供電可靠性，加上設有旁路母線，當任一出線斷路器故障或檢修時，可用旁路斷路器代替，不使該回路停電。10kV側出線20回，大部分為類負荷，選用以下幾種接線方案：（1）單母線分段接線，它投資少，在10kV配電裝置中它基本可以滿足

13、可靠性要求。（2）單母線分段帶旁路母線，這種接線方式雖然提高了供電可靠性，但增大了投資。綜上所述：方案確定采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求，且節約了投資。而因為有三臺主變，故高壓側不宜采用橋形接線，應該采用單母分段，所以220kV/10kV側均采用單母線分段接線。接線圖如圖5.1。 圖5.1 220kV變電站電氣主接線第四章 短路計算4.1短路的概述故障類型短路分對稱短路和不對稱短路，對稱短路即三相短路，而對稱短路包括兩相短路，兩相接地短路，單相接地短路。發生短路故障的主要原因（1）短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣損壞。（2）誤操作及誤接。（3）飛禽跨接裸導體。（4）其它原因。電

14、力系統發生短路，短路電流數值可達幾萬安到幾十萬安。（1）產生很大的熱量，很高的溫度，從而使故障元件和其它元件損壞。（2）產生很大的電動力，該力使導體彎曲變形。（3）短路時，電壓驟降。（4）短路可造成停電。（5）嚴重短路要影響電力系統運行的穩定性，造成系統癱瘓。（6）單相短路時，對附近通信線路，電子設備產生干擾。短路電流計算的主要目的是為選擇和校驗各種電氣設備的機械穩定性和熱穩定性提供依據。為此計算短路沖擊電流校驗設備的機械穩定性，計算短路電流的周期分量以校驗設備的熱穩定性；為設計和選擇發電廠的電氣主接線提供必要的數據；為配合電力系統中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數提供可靠的依據。這次設

15、計主要是220kV側的短路和10kV測的短路計算。相關計算如后面所示。4.2短路計算短路電流計算，需要各元件的技術參數和相關參數等，然后繪制計算電路圖。根據對短路點做出等值電路圖，利用網絡變化規則，將其逐步簡化，求出短路回路總電抗。根據總電抗即可求出短路電流值。以下分別討論計算電路圖、等值電路圖和短路總電抗的確定。基準容量可以選擇100MVA，基準電壓可以選擇短路點所在的電網額定電壓,系統阻抗標幺值取，線路單位阻抗0.33/km,。系統：變壓器:線路： 短路模型圖如圖6.1所示。K-2K-1E220kVA10kV圖6.1 短路模型圖等值模型如圖6.2所示。10kV220kVK-1K-2圖6.2

16、系統短路等值模型圖電路等值模型簡化如圖6.3。 K-1K-2220kV10kV 220kV10kVK-1K-2圖6.3 系統短路等值模型簡化圖220kV側(K-1點)短路時：接入系統側的電源是相同的，次暫態電動勢，采用近似計算法,等值電路圖如圖6.4。短路電流基準有名值： 短路電流標幺值： 起始次暫態電流：沖擊電流：短路功率： ）220kVK-1圖6.4 220kV側短路等值電路圖10kV側（K-2）短路時：采用近似計算法，忽略負荷， 其計算如下，等值電路圖如圖6.5。10kVK-2圖6.5 10kV側短路等值電路圖其簡化圖如圖6.6。10kVK-2圖6.6 10kV側短路等值電路圖短路電流基

17、準有名值： 短路電流標幺值： 起始次暫態電流：沖擊電流：短路功率：短路電流匯總表如下表6.1所示表6.1 短路電流匯總短路側短路電流220kV10kV基準有名值0.502kA5.5kA電流標幺值16/0.3782.89起始次暫態電流4.86kA15.8kA沖擊電流12.38kA40.45kA短路功率1938.7MVA289MVA第五章 電氣設備選擇5.1設備的概念電氣設備主要指變壓器、電抗器、電容器、組合電器、斷路器、互感器、避雷器、耦合電容器、輸電線路、電力電纜、接地裝置、發電機、調相機、電動機、封閉母線、晶閘管等。 配電箱屬于電氣設備中的一次設備。電氣設備包括一次設備和二次設備。

18、一次設備主要是發電、變電、輸電、配電、用電等直接產生、傳送、消耗電能的設備，比如說發電機、變壓器、架空線、配電柜、開關柜等等。二次設備就是起控制、保護、計量等作用的設備。 大樓里的或者一般廠房比如說電纜、配電柜、電動機、開關插座、燈具、空調、電熱水器、電表、攝像機、電話、電腦等等都是電氣設備。電氣設備可以分為一次設備和二次設備:一次設備: 它包括發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、自動開關、接觸器、刀開關、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動機等。二次設備: 是指對一次設備的工作進行監測、控制、調節、保護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需的低壓電氣設備。如熔斷器、按鈕

19、、指示燈、控制開關、繼電器、控制電纜、儀表、信號設備、自動裝置等。高壓斷路器和隔離開關是發電廠與變電站中主系統的重要開關電器，高壓斷路器主要功能是：正常運行時倒換運行方式，把設備或線路接入電路或退出運行，起控制作用；當設備或線路發生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用，高壓短路器最大特點是能斷開電氣設備中負荷電流和短路電流。而高壓隔離開關的主要功能是保證高壓電氣設備及裝置在檢修工作時的安全，不能用于切斷，投入負荷電流或開斷短路電流，僅可允許用于不產生強大電弧的某寫切換操作。5.2斷路器,隔離開關等設備選擇高壓斷路器的額定電壓和電流選擇需滿足 式中：、分別為斷路器和電網

20、的額定電壓（KV）；、分別為斷路器的額定電流和電網的最大負荷電流（A）。開斷電流選擇：高壓斷路器的開斷電流是指在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流，它是表征高壓斷路器開斷能力的重要參數，高壓斷路器在低于額定電壓下，開斷電流可以提高，但由于滅弧裝置機械強度的限制，故開斷電流仍有一極限值，該極限值成為極限開斷電流，即高壓斷路器開斷電流不能超過極限開斷電流，一般中小型變電站采用中，慢速斷路器，開斷時間較長（）=0.1s），短路電流非周期分量衰減較多，可不計非周期分量影響，采用起始次暫態電流校驗，即短路開合電流的選擇：在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在短路氣合閘過程中，動，靜觸頭間在末

21、接觸時即有巨大的短路電流通過（預擊穿），更容易發生觸頭熔焊和遭受點動力的損壞；而且斷路器在關合短路電流時，不可避免地接通后又自動跳閘，此時還要求能夠切斷短路電流，因此，額定關合電流是斷路器的重要參數之一，為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定短路關合電流不應小于短路電流最大沖擊值，即。短路熱穩定和動穩定的校驗，校驗式為 ，短路時間。220kV側斷路器和隔離開關的選擇： 動穩定校驗：熱穩定：根據上述參數，選到斷路器LW-220(技術參數如下表7.1)表7.1 斷路器LW-220技術參數額定電壓（kV）額定電流（kA）最高電壓（kV）開斷電流（kA）關合電流（kA）4s熱穩定電流（kA）4

22、s動穩定電流（kA）2201.62524010040100根據上述參數，選到隔離開關GW4-220W(技術參數如下表7.2)表7.2 隔離開關GW4-220W技術參數額定電壓（kV）額定電流（kA）動穩態電流（kA）熱穩定電流（kA）22018021.510kV側斷路器和隔離開關的選擇： = 動穩定校驗： 熱穩定：根據上述參數，選到斷路器ZN-10/3150-40(技術參數如下表7.3)表7.3 斷路器ZN-10/3150-40技術參數額定電壓（kV）額定電流（kA）最高電壓（kV）開斷電流（kA）關合電流（kA）4s熱穩定電流（kA）4s動穩定電流（kA）10315011.540100401

23、00根據上述參數，選到隔離開關GW4-10(技術參數如下表7.4)表7.4 隔離開關GW4-10技術參數額定電壓（kV）額定電流（kA）動穩態電流（kA）熱穩定電流（kA）1065015.8第六章 總語本次設計的220KV變電站的的設計，主要是對電氣族接線及電氣設備的選擇和校驗。本次設計的變電站選用三臺變壓器，。電氣主接線是變電站電氣部分的主體，是保證出力、連續供電和電能質量的關鍵環節，它適應供電可靠、調度靈活、運行檢修方便切具有經濟性和擴建發展的可能性等基本要求。根據系統的負荷的要求和用戶的負荷的大小 設計是學生在校期間最后一個重要綜合性實踐教學環節，是全面運用所學基礎理論、專業知

24、識和基本技能，對實際問題進行設計的綜合性訓練。通過畢業設計，可以培養學生運用所學知識解決實際問題的能力和創新精神，增強工程觀念，以便更好的適用工作的需要。在這個一個多月的畢業設計中給我留下深刻的印象，此次的畢業設計檢查了我四年所學的專業知識，初步的使我熟悉了國家能源開發的方針、政策和有關技術規程、規定，導則等，樹立工程設計、工程計算、工程繪圖等相關設計任務。此次設計使我培養以及根據電力系統設計的原則，我的設計使用的是220KV側，10KV側采用單母分段的接線方式，使用單母線接線的優點是在檢修是時不會使系統全部失電，從而保證重要用戶的不間斷供電。 電氣設備的選擇條件概括起來可分為兩大部

25、分：第一部分是電器所必需滿足的基本條件；第二部分是根據不同電器的特點而提出的選擇和校驗項目。變壓器的容量選用SFZ3-90000型的雙繞組的油循環風冷式變壓器，此容量雖然小于近期負荷但是變壓器具有一定的過負載的能力，所以可以滿足負荷的要求。 在以后的技術發展過程中， 220KV變電站必將發展為自動化程度較高的無人值班電站，變電站綜合自動化必然成為未來變電站發展的主要發展方向。因此在以后的工作和學習過程中，我一定要認真的學習這方面的知識，努力使自己成為一個合格的電力系統的工作者。這次的設計，時間長、內容多，幾乎涵蓋了大學中所學的知識。我經過了題目的選擇，到收集資料、設計、繪圖、修改、審核的整個過程。實事求是、嚴肅認真和刻苦鉆研的工作作風。鞏固了四年我