220KV降压变电所电气一次部分初步设计

《电气专业核心课综合》课程设计报告题目：220KV降压变电所电气一次部分初步设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气工程1004学生姓名：方鑫学号：20101131178指导教师胡胜2013年6月16日至2013年7月5日华中科技大学武昌分校制1目录课程设计任务书........................................................31电气主接线设计.....................................................61.1主接线设计要求...................................................61.2主接线基本接线方式...............................................71.3主接线的接线方案确定............................................122主变压器选择......................................................162.1主变压器的选择原则..............................................162.2主变压器台数的选择..............................................162.3主变压器容量的选择..............................................173短路电流计算......................................................203.1概述............................................................203.2短路电流计算目的................................................203.3短路电流计算基本假设............................................203.4各元件电抗标么值计算............................................213.4.1各电气元件标幺值的计算.........................................213.4.2线路标幺电抗总图及化简图.......................................213.5系统最大运行方式下短路电流计算..................................233.5.1最大最小运行方式的含义..........................................233.5.2220KV侧短路计算...............................................233.5.3110KV侧短路计算...............................................253.5.410KV侧短路计算.................................................274主要电气设备选择..................................................304.1概述............................................................304.1.1按正常工作条件选电气设备......................................304.1.2按短路状态进行校验.............................................314.2高压断路器的选择................................................324.2.1220KV侧断路器的选择...........................................334.2.1110KV侧断路器的选择...........................................344.2.210KV侧断路器的选择............................................354.3隔离开关的选择...................................................364.3.1220KV侧隔离开关的选择.........................................374.3.1110KV侧隔离开关的选择.........................................384.3.210KV侧隔离开关的选择..........................................3924．4母线的选择......................................................404.4.1220KV侧母线的选择.............................................414.4.1110KV侧母线的选择.............................................424.4.210KV侧母线的选择..............................................434.5互感器的选择....................................................494.5.1电流互感器选择依据............................................504.5.2电流互感器的选择...............................................514.5.3电压互感器的选择依据............................................544.5.4电压互感器选择..................................................555防雷及接地体设计...................................................575.1概述.............................................................575.2防雷保护的设计....................................................575.3接地装置的设计...................................................585.4主变压器中性点间隙保护...........................................585.5变电所防雷设计...................................................596.设计总结..........................................................60参考文献.............................................................61附录1主要设备选择汇总表...........................................62成绩评定表...........................................................633课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目220KV降压变电所电气一次部分初步设计二、设计（调查报告/论文）主要内容本设计只作电气部分的初步设计，不作施工设计。主要设计内容：①确定电气主结线；②确定电气布置原则；③短路电流计算，④主导体和电气设备的选择，⑤继电保护配置方案；⑥确定防雷和接地保护方案，⑦所用电。三、原始资料1、待建变电所基本资料(1)设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂、化纤厂供电，在变电所附近还有10KV地区负荷。(2)本变电所的电压等级为220／110／10kV，220kV是电源侧电压，110kV和10kV是二次负荷侧电压。(3)待设计的变电所，220kV线路5回，其中2回与系统、2回与电厂相连、备用一回；110kV送出4回线路，备用一回；10kV送出12回线路；该变电所的所址，地势平坦，交通方便。2、110kV和10kV用户负荷统计资料110kV和10kV用户负荷统计资料见下表。最大负荷利用小时数Tmax＝5500h，同时率取0.9，线路损耗取6％。表一110KV用户负荷统计资料用户名称最大负荷(kW)cosφ回路数线路全长（KM)重要负荷百分数(％)炼钢厂420000.9525065化纤厂320000.9280704表二10KV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷(kW)cosφ回路数重要负荷百分数(％)1矿机厂18000．952622机械厂19000．9523汽车厂17000．9524电机厂20000．9525炼油厂22000．9526饲料厂8000．9523、待设计变电所与电力系统的连接情况待设计变电所与电力系统的连接情况如图所示。可用参数：⑵系统至本变电所220kV母线的标么电抗(Sd=1OOMVA)为；⑵最高气温40℃、最低气温-20℃，主导风向冬季为西北风，夏季为东南风，最大风速25m／S、海拔600m，最大冻土层厚0.6m，地震级为6度。5四、要求的设计（调查/论文）成果(1)选择本变电所主变的台数、容量和类型。(2)设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个较佳方案。(3)进行必要的短路电流计算。(4)选择和校验典型的电气设备。(5)设计和校验母线系统。(6)进行继电保护的设计。(7)进行防雷保护规划设计。（8）绘制变电所电气主接线图。五、进程安排内容时间下达课程设计任务书。讲解课程设计的任务与要求、进度安排、指导时间、注意事项、提供参考资料。学生到实验室熟悉实验室平台。1天搜集资料、方案论证、初步设计。3天系统设计、绘制系统接线图及进行计算。7天方案优化、总结完善、整理资料、撰写课程设计报告3天答辩、课程设计总结。1天共计15天（3周）61电气主接线设计1.1主接线设计要求电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了变电站高电压、大电流的电器部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最终方案。电气主接线设计的基本要求，概况地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。(1)可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面:①断路器检修时，不宜影响对系统供电。②线路、断路器或母线故障时，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线回路数和停电时间，并能保证对全部I类及全部或大部分II类用户的供电。③尽量避免变电站全部停电的可能性。④大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。(2)灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性