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1、 毕 业 论 文题 目：220KV变电站电气部分设计 院 （系）： 专 业： 电气工程及其自动化 I摘 要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行电气总平面的布置及配电装置的设计，变压器的选择
2、，然后进行短路计算，导体电气设备的选择，继电保护的设计和配备，最后进行防雷接地以及保护设计。关键字：变电站；短路计算；设备选择；继电保护；防雷接地；IIIABSTRACTWith the development of economy and the rapid rise of the modern industrial construction, the design of the power supply system is more and more comprehensive, system, plant power consumption growing rapidly, the po
3、wer quality, technical and economic conditions, the power supply reliability index also is increasing day by day, therefore also has a bigger, better for power supply design requirements. Design is reasonable, not only directly affect the capital construction investment, operation cost and the consu
4、mption of non-ferrous metal, also reflected in the power supply reliability and safety production, and it is closely related to the enterprises economic benefits, equipment safety.The design is refer to the part of 220kV electrical substation design. First of all, analyze the original data ,based on
5、 it , design the main wiring and then the design of the electrical general layout of the arrangement and distribution equipment and choose the main transformer, then the short circuit calculation ,the choice of conductor electrical equipment, the design of relay protection and are equipped with,at l
6、ast, Lightning protection grounding and protection design .Key Words: Substation；Short Circuit Calculation；Equipment Selection；Relay protection；Lightning protection grounding；III目录引言61 电气主接线的设计71.1 主接线概述71.2 主接线设计原则91.3 主接线选择92 电气总平面布置及配电装置的选择122.1 概述122.1.1 配电装置特点122.1.2 配电装置类型及应用122.2 配电装置的确定132.3
7、 电气总平面布置152.3.1电气总平面布置的要求152.3.2电气总平面布置163 主变压器的选择123.1 主变压器的选择原则173.1.1 主变压器台数的选择173.1.2 主变压器容量的选择173.1.3 主变压器型式的选择183.1.4 绕组数量和连接形式的选择183.2 主变压器选择结果184 220KV变电站电气部分短路计算204.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算204.2 10KV侧短路计算214.3 220KV侧短路计算244.4 110KV侧短路计算265 导体和电气设备的选择285.1 断路器和隔离开关的选择295.1.1 220KV出线、主变侧305.1.2 主变110
8、KV侧345.1.3 10KV限流电抗器、断路器隔离开关的选择375.2 电流互感器的选择425.2.1 220KV侧电流互感器的选择435.2.2 110KV侧的电流互感器的选择445.2.3 10KV侧电流互感器的选择465.3 电压互感器的选择475.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择485.3.2 110KV母线设备PT的选择485.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择495.4 导体的选择与校验495.4.1 220KV母线495.4.2 110KV母线505.4.3 10KV母线的选择515.4.4 变压器220KV侧引接线的选择与校验535.4.5 变压器110KV侧引
9、接线的选择与校验545.4.6 变压器10KV侧引接线的选择与校验556 继电保护的配备576.1 变压器继电保护配置576.2 母线保护577 防雷接地设计587.1 防雷设计587.1.1 防雷设计原则587.1.2 避雷器的选择587.1.3 避雷针的配置627.2 接地设计637.2.1 接地设计的原则637.2.2 接地网型式选择及优劣分析64总结65参考文献66附 录67V 引 言毕业设计是我离开大学校园后第一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我严格的要求。使我综合能力有一个整体的提高。它不但使我巩固了本专业所学的专业知识，还使我了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技
10、术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我以后的学习、工作打下良好的基础。能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电
11、压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。220KV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计；2、配电装置设计；3、主变压器的选择；4、短路计算；5、导体和电气设备的选择；6、继电保护的配置；7、防雷接地设计等。1 电气主接线的设计1.1 主接线概述： 电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。主接线代表了发电厂或
12、变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系1。1.1.1 单母线接线及单母线分段接线2 (1) 单母线接线：单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工
13、作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流3。综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。 （2） 单母分段接线：单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站610K
14、V接线中。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用4。 （3） 单母线分段带旁路母线的接线：单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。1.1.2 双母线接线及分段接线 （1） 双母线接线： 双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点5。由于双母
15、线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的610KV配电装置；3560KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110220KV出线数为5回及以上时。 （2） 双母线分段接线：为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必短期停电6。双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220550KV大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双
