220kV樞紐變電站電氣部分設(shè)計2020年9月28日1220kV樞紐變電站電氣部分設(shè)計2020年9月28日1內(nèi)容提要1、設(shè)計要求2、主變壓器的選擇3、主接線設(shè)計

4、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)5、配電裝置6、防雷及接地網(wǎng)7、無功補(bǔ)償2020年9月28日2內(nèi)容提要1、設(shè)計要求2020年9月28日21、設(shè)計要求變電站的規(guī)劃、設(shè)計與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國家發(fā)展計劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理的開發(fā)和利用電力資源，用最少的支出為國民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。同時，根據(jù)本地區(qū)特點(diǎn)，積極慎重的推廣采用成熟的新設(shè)備、新材料、新工藝、新布置、新結(jié)構(gòu)。本設(shè)計課題是一個地區(qū)性的樞紐變電站，它主要承擔(dān)220kV功率分配、220kV及110kV兩個電壓等級之間的功率交換。因此，本次設(shè)計的變電站應(yīng)具有220kV、110kV、35kV三個電壓等級，220kV側(cè)為主功率輸出，110kV側(cè)以接受功率為主，35kV側(cè)用于本站用電。本設(shè)計的變電站為地區(qū)樞紐站，若全站停電，將影響整個地區(qū)以及下一級變電站的供電，因此要突出它的安全性和可靠性。。2020年9月28日31、設(shè)計要求變電站的規(guī)劃、設(shè)計與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國家發(fā)展

2、主變壓器的選擇主變壓器的選擇要同時兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)

電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將

造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。1、臺數(shù)選擇：一般裝設(shè)兩臺，互為備用。2、容量選擇：按照建站負(fù)荷，適當(dāng)考慮5~10年負(fù)荷發(fā)展。

并在一臺故障時保障一級負(fù)荷或70%全部供電負(fù)荷。3、型式選擇：規(guī)范中規(guī)定，330kv以下均使用3相變壓器；4、調(diào)壓選擇：本變電站為樞紐地位，電壓波動較大，采用有載調(diào)壓。5、連接組號：與系統(tǒng)相位一致。110kv以上中性點(diǎn)直接接地。

采用YN/yn/6、主變冷卻方式:自然風(fēng)冷卻只適用于小容量變壓器。

選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。2020年9月28日42、主變壓器的選擇主變壓器的選擇要同時兼顧電力

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2020年9月28日5主變型號：SFPSZ7-150000/220三繞組電力變壓器2020年9月28日6主變型號：SFPSZ7-150000/220三繞組電力變壓器3、主接線設(shè)計我國《變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5218-2005規(guī)定：變電站的主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、容量、線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作和檢修方便、節(jié)約投資等要求，還要便于擴(kuò)建。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。例如，系統(tǒng)中的超高壓、大容量樞紐變電所，因停電會對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小，故對其主接線的經(jīng)濟(jì)性就特別重視?？紤]本變電站所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，進(jìn)而確定220kv和110kv均采用雙母線接線形式，35kv側(cè)根據(jù)規(guī)范采用單母線分段形式2020年9月28日73、主接線設(shè)計2020年9月28日7主接線方案CAD軟件制圖2020年9月28日8主接線方案CAD軟件制圖2020年9月28日84、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠茐膶τ脩舻恼９╇姾碗姎庠O(shè)備的安全運(yùn)行。目的：（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。（3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。2020年9月28日94、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行

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單位短路點(diǎn)d1d2d3短路點(diǎn)

220KV母線110KV母線35KV母線基準(zhǔn)容量SjMVA100100100基準(zhǔn)電壓VjkV23011537基準(zhǔn)電流IjkA0.2510.5021.56短路電流有效值Id(3)kA2.513.50318.831短路全電流最大有效值IchkA3.79015.289713.3348短路電流沖擊值ichkA6.40058.932922.5191短路容量SMVA999.8836673.7475565.95842020年9月28日12

單位短路點(diǎn)d1d2d3短路點(diǎn)

220KV母線110KV母線電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性能，所選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓，過電流的情況下保持正常運(yùn)行。電器設(shè)備選擇的一般原則為：（1）應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求；（3）應(yīng)滿足短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的要求；（4）應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)；（5）對電流互感器的選擇應(yīng)按其負(fù)載確定準(zhǔn)確度級別；（6）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（7）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；（8）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。2020年9月28日13電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路高壓斷路器的選擇說明

（1）額定電壓選擇：UN≥UNS

（2）額定電流選擇：IN≥Igmax

（3）開斷電流選擇：INbr≥I’’

（4）短路關(guān)合電流的選擇：iNcl≥ish

（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2tt≥Qk

（6）動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies≥ish

隔離開關(guān)的選擇說明（1）額定電壓選擇：UN≥UNS

（2）額定電流選擇：IN≥Igmax（3）動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies≥ish

（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2tt≥Ｑk

2020年9月28日14高壓斷路器的選擇說明2020年9月28日14設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號斷路器220kV側(cè)LW(OFPI)-220110kV側(cè)LW(OFPI)-110隔離開關(guān)220kV側(cè)母線GW6-220220kV側(cè)出線：GW4-220110kV側(cè)母線GW6-110110kV側(cè)出線GW4-110電流互感器220kV側(cè)LB6-220110kV側(cè)LCWB5-110電壓互感器220kV側(cè)JDCF-220110kV側(cè)JDCF-1102020年9月28日15設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號斷路器220kV側(cè)LW(OFPI)-5、配電裝置變電站的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定。在確定配電裝置型式時，必須滿足下列四點(diǎn)要求：節(jié)約用地；運(yùn)行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節(jié)約三材、降低造價。運(yùn)行要求：1）各級電壓配電裝置之間，以及它們和各種建（構(gòu)）筑物之間的距離和相對位置應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運(yùn)行的安全和便利。2）配電裝置的布置應(yīng)該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限，對同一用途的同類設(shè)備，盡可能布置在同一中心線上（指屋外），或處于同一標(biāo)高（指屋內(nèi)）。2020年9月28日165、配電裝置變電站的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型和高型等。中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(shè)備。2020年9月28日17根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高設(shè)備配置要求隔離開關(guān)的配置（1）接在變壓器引出線上或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；（2）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜全用一組隔離開關(guān)；（3）短路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電流；（4）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均宜配置隔離開關(guān)。電壓互感器的配置（1）電壓互感器與主接線有關(guān)，應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求；（2）110～220kV電壓等級的每組主接線的三相應(yīng)裝電壓互感器；（3）監(jiān)視和檢測線路有、無電壓時，出線側(cè)的一組上應(yīng)設(shè)電壓互感器。電流互感器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量滿足測量儀表、保護(hù)和自動化的要求；（2）在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)電流互感器；（3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對非直接接地系統(tǒng)依具體要求配置兩相或三相。2020年9月28日18設(shè)備配置要求隔離開關(guān)的配置2020年9月28日18接地刀閘的配置（1）為保證電器和母線的檢修安全，35kV以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1-2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路；（2）63kV及以上的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置一組接地隔離開關(guān)，雙母線接線兩組母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組接地隔離開關(guān)；（3）110kV及以上主變母線隔離開關(guān)的主變側(cè)宜裝設(shè)一組接地隔離開關(guān)。避雷器的配置（1）配電裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除外；（2）220kV及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器；（3）下列情況下的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：①中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分級絕緣且有隔離開關(guān)時；②不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)；③110～220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。2020年9月28日19接地刀閘的配置2020年9月28日196.防雷及接地網(wǎng)發(fā)電廠及變電站防雷保護(hù)主要是兩個方面：（1）對直擊雷的防護(hù)；（2）對沿線路侵入的雷電沖擊波的防護(hù)。發(fā)電廠及變電站為防護(hù)直擊雷，一般用避雷針加以保護(hù)，避雷針的主要作用是主動引導(dǎo)雷電流安全入地，從而保護(hù)發(fā)電廠變電站免受直擊雷害。裝設(shè)避雷針的基本原則（1）一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，即要求避雷針高于被保護(hù)物，且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn)，以保證雷擊避雷針，而被保護(hù)物免遭雷擊。（2）避雷針遭受雷擊時，強(qiáng)大的雷電流流過避雷針引下線和接地體，其上會產(chǎn)生很高的對地電位，如果它們距被保護(hù)物過近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊，使高電位引向被保護(hù)物。因此避雷針和引下線、接地體與被保護(hù)物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。2020年9月28日206.防雷及接地網(wǎng)發(fā)電廠及變電站防雷保護(hù)主要是兩個方面：202在220kV變電站中，一般采用水平接地線為主，由于220kV變電站接地網(wǎng)采用一般只能在圍墻內(nèi)采取措施，特別是一些變電站站土壤率比較高。按其作用，可以分為工作接地、保護(hù)接地、防雷保護(hù)接地和防靜電接地。①工作接地，在正?；蚴鹿是闆r下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行而必須在電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行接地。②保護(hù)接地，即電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備安全而設(shè)的接地;③雷電保護(hù)接地，即為雷電保護(hù)裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設(shè)的接地;④防靜電接地，即為防止靜電對易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險作用而設(shè)的接地。接地網(wǎng)2020年9月28日21在220kV變電站中，一般采用水平接地線為主，由于220kV

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2020年9月28日221）為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向發(fā)電廠、變電站或?qū)⒌碗娢灰虬l(fā)電廠、變電站內(nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施。例如：對外的通信設(shè)備加隔離變壓器；向廠、站外供電的低壓線路采用架空線，其電源中性點(diǎn)不在站內(nèi)接地，改在站外適當(dāng)?shù)牡胤浇拥兀煌ㄏ蛘就獾墓艿啦捎媒^緣段、鐵路軌道分別在兩處加絕緣板等。2）考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時，變電站內(nèi)的10KV閥式避雷器不應(yīng)動作或動作后應(yīng)承受被賦予的能量。3）設(shè)計接地網(wǎng)時，應(yīng)驗(yàn)算接觸電壓和跨步電壓。本站土壤條件為碳酸鹽褐土，腐蝕輕，土壤電阻率102Ω.M,應(yīng)用扁鋼截面積大，散流性好的特性進(jìn)行設(shè)計，可以降低一次投資2020年9月28日231）為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向發(fā)電7、無功補(bǔ)償

電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓質(zhì)量的根本保證。在電力系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的自然無功負(fù)荷總大于原有的無功電源，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。合理的無功補(bǔ)償和有效的電壓控制，不僅可保證電壓質(zhì)量，而且將提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。功率因數(shù)降低以后，將帶來以下不良后果：（1）使電力系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的容量不能充分利用，因發(fā)電機(jī)和變壓器電流是一定的，在正常情況下是不允許超過的，功率因數(shù)降低，則有功出力將降低，使設(shè)備容量不能得到充分利用。（2）由于功率因數(shù)降低，如若傳輸同樣的有功功率，就要增大電流，而輸電線路和變壓器的功率損耗和電能損耗也隨之增加。（3）功率因數(shù)過低，線路上電流增大，電壓損耗也將增大，使用電設(shè)備的電壓也要下降，影響異步電動機(jī)和其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)變電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，節(jié)省有色金屬，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。2020年9月28日247、無功補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓（1）同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運(yùn)行時，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電源作用，能提高系統(tǒng)電壓，在欠勵磁運(yùn)行時，它從系統(tǒng)吸收感性的無功功率起無功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。（2）串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置：在長距離超高壓輸電線路中，電容器組串入輸電線路，利用電容器的容抗抵消輸電線的一部分感抗，可以縮短輸電線的電氣距離，提高靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定度。（3）靜止補(bǔ)償器補(bǔ)償裝置：它由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補(bǔ)償器（4）并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器是無功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡便可靠等優(yōu)點(diǎn)，故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于本次設(shè)計的變電站為220KV降壓變電站，以補(bǔ)償?shù)慕嵌葋磉x擇，以上四種均能滿足要求，但是從維護(hù)和性能的角度來考慮，選用靜止補(bǔ)償裝置比較合適。2020年9月28日25（1）同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額結(jié)論本設(shè)計說明書以220kv變電站為例，介紹了電力系統(tǒng)中變電站電氣部分的一次設(shè)計：1）對原始資料進(jìn)行分析，設(shè)計出技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都比較滿意的主接線設(shè)計。2）設(shè)計出站用電接線形式和備用電源方案。3）選擇電氣設(shè)備，然后校驗(yàn)動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性。4）設(shè)計出本站的防雷和接地網(wǎng)裝置，主要是防雷和接地的理論性說明。本次設(shè)計把我所學(xué)專業(yè)的理論與實(shí)際緊密的連接起來，學(xué)習(xí)并掌握了傳統(tǒng)的設(shè)計手段，培養(yǎng)了自己對電力系統(tǒng)的基本設(shè)計能力及四年來所學(xué)專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力；培養(yǎng)了獨(dú)立分析和解決問題的能力，提高了工作能力和工程設(shè)計的基本技能，對我的專業(yè)知識有了一個新的提高。2020年9月28日26結(jié)論2020年9月28日26致謝

感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。

歷時幾周的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！

此外，我還要對在這次設(shè)計中，幫助和支持我的同學(xué)，表示感謝！

由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師批評和指正。2020年9月28日27致謝2020年9月28日271、母線2、母線3、隔離開關(guān)4、支持絕緣子5、斷路器6、電流互感器7、懸式絕緣子8、避雷器9、阻波器2020年9月28日281、母線2、母線3、隔離開關(guān)4、支持絕緣子5、斷路器6、電流1、母線2、母線3、隔離開關(guān)4、支持絕緣子5、斷路器6、電流互感器7、懸式絕緣子串8、避雷器9、阻波器2020年9月28日291、母線2、母線3、隔離開關(guān)4、支持絕緣子5、斷路器6、電流1、母線3、隔離開關(guān)4、斷路器5、電流互感器6、懸式絕緣子串7、避雷器8、補(bǔ)償裝置及二次室2020年9月28日301、母線3、隔離開關(guān)4、斷路器5、電流互感器6、懸式絕緣子串演講完畢，謝謝觀看！Thankyouforreading!Inordertofacilitatelearninganduse,thecontentofthisdocumentcanbemodified,adjustedandprintedatwillafterdownloading.Welcometodownload!匯報人：XXX匯報日期：20XX年10月10日2020年9月28日31演講完畢，謝謝觀看！Thankyouforreadin220kV樞紐變電站電氣部分設(shè)計2020年9月28日32220kV樞紐變電站電氣部分設(shè)計2020年9月28日1內(nèi)容提要1、設(shè)計要求2、主變壓器的選擇3、主接線設(shè)計

4、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)5、配電裝置6、防雷及接地網(wǎng)7、無功補(bǔ)償2020年9月28日33內(nèi)容提要1、設(shè)計要求2020年9月28日21、設(shè)計要求變電站的規(guī)劃、設(shè)計與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國家發(fā)展計劃的統(tǒng)籌規(guī)劃下，合理的開發(fā)和利用電力資源，用最少的支出為國民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活提供充足、可靠和質(zhì)量合格的電能。同時，根據(jù)本地區(qū)特點(diǎn)，積極慎重的推廣采用成熟的新設(shè)備、新材料、新工藝、新布置、新結(jié)構(gòu)。本設(shè)計課題是一個地區(qū)性的樞紐變電站，它主要承擔(dān)220kV功率分配、220kV及110kV兩個電壓等級之間的功率交換。因此，本次設(shè)計的變電站應(yīng)具有220kV、110kV、35kV三個電壓等級，220kV側(cè)為主功率輸出，110kV側(cè)以接受功率為主，35kV側(cè)用于本站用電。本設(shè)計的變電站為地區(qū)樞紐站，若全站停電，將影響整個地區(qū)以及下一級變電站的供電，因此要突出它的安全性和可靠性。。2020年9月28日341、設(shè)計要求變電站的規(guī)劃、設(shè)計與運(yùn)行的根本任務(wù)，是在國家發(fā)展

2、主變壓器的選擇主變壓器的選擇要同時兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增長情況，并根據(jù)

電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃綜合分析，合理選擇，否則，將

造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。1、臺數(shù)選擇：一般裝設(shè)兩臺，互為備用。2、容量選擇：按照建站負(fù)荷，適當(dāng)考慮5~10年負(fù)荷發(fā)展。

并在一臺故障時保障一級負(fù)荷或70%全部供電負(fù)荷。3、型式選擇：規(guī)范中規(guī)定，330kv以下均使用3相變壓器；4、調(diào)壓選擇：本變電站為樞紐地位，電壓波動較大，采用有載調(diào)壓。5、連接組號：與系統(tǒng)相位一致。110kv以上中性點(diǎn)直接接地。

采用YN/yn/6、主變冷卻方式:自然風(fēng)冷卻只適用于小容量變壓器。

選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。2020年9月28日352、主變壓器的選擇主變壓器的選擇要同時兼顧電力

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2020年9月28日5主變型號：SFPSZ7-150000/220三繞組電力變壓器2020年9月28日37主變型號：SFPSZ7-150000/220三繞組電力變壓器3、主接線設(shè)計我國《變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5218-2005規(guī)定：變電站的主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、容量、線路和變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作和檢修方便、節(jié)約投資等要求，還要便于擴(kuò)建。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用的不同，對變電所主接線的性能要求也不同的側(cè)重。例如，系統(tǒng)中的超高壓、大容量樞紐變電所，因停電會對系統(tǒng)和用戶造成的損失較小，故對其主接線的經(jīng)濟(jì)性就特別重視。考慮本變電站所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，進(jìn)而確定220kv和110kv均采用雙母線接線形式，35kv側(cè)根據(jù)規(guī)范采用單母線分段形式2020年9月28日383、主接線設(shè)計2020年9月28日7主接線方案CAD軟件制圖2020年9月28日39主接線方案CAD軟件制圖2020年9月28日84、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種形式的短路，因?yàn)樗鼈儠茐膶τ脩舻恼９╇姾碗姎庠O(shè)備的安全運(yùn)行。目的：（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計算。（3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流。2020年9月28日404、短路電流計算及設(shè)備選擇校驗(yàn)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行

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單位短路點(diǎn)d1d2d3短路點(diǎn)

220KV母線110KV母線35KV母線基準(zhǔn)容量SjMVA100100100基準(zhǔn)電壓VjkV23011537基準(zhǔn)電流IjkA0.2510.5021.56短路電流有效值Id(3)kA2.513.50318.831短路全電流最大有效值IchkA3.79015.289713.3348短路電流沖擊值ichkA6.40058.932922.5191短路容量SMVA999.8836673.7475565.95842020年9月28日43

單位短路點(diǎn)d1d2d3短路點(diǎn)

220KV母線110KV母線電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性能，所選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓，過電流的情況下保持正常運(yùn)行。電器設(shè)備選擇的一般原則為：（1）應(yīng)滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求；（2）應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境條件要求；（3）應(yīng)滿足短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定的要求；（4）應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)；（5）對電流互感器的選擇應(yīng)按其負(fù)載確定準(zhǔn)確度級別；（6）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；（7）選擇導(dǎo)體時應(yīng)盡量減少品種；（8）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。2020年9月28日44電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路高壓斷路器的選擇說明

（1）額定電壓選擇：UN≥UNS

（2）額定電流選擇：IN≥Igmax

（3）開斷電流選擇：INbr≥I’’

（4）短路關(guān)合電流的選擇：iNcl≥ish

（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2tt≥Qk

（6）動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies≥ish

隔離開關(guān)的選擇說明（1）額定電壓選擇：UN≥UNS

（2）額定電流選擇：IN≥Igmax（3）動穩(wěn)定校驗(yàn)：ies≥ish

（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I2tt≥Ｑk

2020年9月28日45高壓斷路器的選擇說明2020年9月28日14設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號斷路器220kV側(cè)LW(OFPI)-220110kV側(cè)LW(OFPI)-110隔離開關(guān)220kV側(cè)母線GW6-220220kV側(cè)出線：GW4-220110kV側(cè)母線GW6-110110kV側(cè)出線GW4-110電流互感器220kV側(cè)LB6-220110kV側(cè)LCWB5-110電壓互感器220kV側(cè)JDCF-220110kV側(cè)JDCF-1102020年9月28日46設(shè)備名稱安裝地點(diǎn)型號斷路器220kV側(cè)LW(OFPI)-5、配電裝置變電站的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定。在確定配電裝置型式時，必須滿足下列四點(diǎn)要求：節(jié)約用地；運(yùn)行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節(jié)約三材、降低造價。運(yùn)行要求：1）各級電壓配電裝置之間，以及它們和各種建（構(gòu)）筑物之間的距離和相對位置應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運(yùn)行的安全和便利。2）配電裝置的布置應(yīng)該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限，對同一用途的同類設(shè)備，盡可能布置在同一中心線上（指屋外），或處于同一標(biāo)高（指屋內(nèi)）。2020年9月28日475、配電裝置變電站的配電裝置型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型和高型等。中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(shè)備。2020年9月28日48根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高設(shè)備配置要求隔離開關(guān)的配置（1）接在變壓器引出線上或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；（2）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜全用一組隔離開關(guān)；（3）短路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電流；（4）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均宜配置隔離開關(guān)。電壓互感器的配置（1）電壓互感器與主接線有關(guān)，應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求；（2）110～220kV電壓等級的每組主接線的三相應(yīng)裝電壓互感器；（3）監(jiān)視和檢測線路有、無電壓時，出線側(cè)的一組上應(yīng)設(shè)電壓互感器。電流互感器的配置（1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量滿足測量儀表、保護(hù)和自動化的要求；（2）在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機(jī)和變壓器中性點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)電流互感器；（3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對非直接接地系統(tǒng)依具體要求配置兩相或三相。2020年9月28日49設(shè)備配置要求隔離開關(guān)的配置2020年9月28日18接地刀閘的配置（1）為保證電器和母線的檢修安全，35kV以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1-2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路；（2）63kV及以上的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置一組接地隔離開關(guān)，雙母線接線兩組母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組接地隔離開關(guān)；（3）110kV及以上主變母線隔離開關(guān)的主變側(cè)宜裝設(shè)一組接地隔離開關(guān)。避雷器的配置（1）配電裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除外；（2）220kV及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器；（3）下列情況下的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：①中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分級絕緣且有隔離開關(guān)時；②不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)；③110～220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。2020年9月28日50接地刀閘的配置2020年9月28日196.防雷及接地網(wǎng)發(fā)電廠及變電站防雷保護(hù)主要是兩個方面：（1）對直擊雷的防護(hù)；（2）對沿線路侵入的雷電沖擊波的防護(hù)。發(fā)電廠及變電站為防護(hù)直擊雷，一般用避雷針加以保護(hù)，避雷針的主要作用是主動引導(dǎo)雷電流安全入地，從而保護(hù)發(fā)電廠變電站免受直擊雷害。裝設(shè)避雷針的基本原則（1）一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，即要求避雷針高于被保護(hù)物，且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn)，以保證雷擊避雷針，而被保護(hù)物免遭雷擊。（2）避雷針遭受雷擊時，強(qiáng)大的雷電流流過避雷針引下線和接地體，其上會產(chǎn)生很高的對地電位，如果它們距被保護(hù)物過近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊，使高電位引向被保護(hù)物。因此避雷針和引下線、接地體與被保護(hù)物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。2020年9月28日516.防雷及接地網(wǎng)發(fā)電廠及變電站防雷保護(hù)主要是兩個方面：202在220kV變電站中，一般采用水平接地線為主，由于220kV變電站接地網(wǎng)采用一般只能在圍墻內(nèi)采取措施，特別是一些變電站站土壤率比較高。按其作用，可以分為工作接地、保護(hù)接地、防雷保護(hù)接地和防靜電接地。①工作接地，在正?；蚴鹿是闆r下，為了保證電氣設(shè)備可靠運(yùn)行而必須在電力系統(tǒng)中某一點(diǎn)進(jìn)行接地。②保護(hù)接地，即電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備安全而設(shè)的接地;③雷電保護(hù)接地，即為雷電保護(hù)裝置(避雷針、避雷線和避雷器等)向大地泄放雷電流而設(shè)的接地;④防靜電接地，即為防止靜電對易燃油、天然氣貯罐和管道等的危險作用而設(shè)的接地。接地網(wǎng)2020年9月28日52在220kV變電站中，一般采用水平接地線為主，由于220kV

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2020年9月28日221）為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向發(fā)電廠、變電站或?qū)⒌碗娢灰虬l(fā)電廠、變電站內(nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施。例如：對外的通信設(shè)備加隔離變壓器；向廠、站外供電的低壓線路采用架空線，其電源中性點(diǎn)不在站內(nèi)接地，改在站外適當(dāng)?shù)牡胤浇拥?；通向站外的管道采用絕緣段、鐵路軌道分別在兩處加絕緣板等。2）考慮短路電流非周期分量的影響，當(dāng)接地網(wǎng)電位升高時，變電站內(nèi)的10KV閥式避雷器不應(yīng)動作或動作后應(yīng)承受被賦予的能量。3）設(shè)計接地網(wǎng)時，應(yīng)驗(yàn)算接觸電壓和跨步電壓。本站土壤條件為碳酸鹽褐土，腐蝕輕，土壤電阻率102Ω.M,應(yīng)用扁鋼截面積大，散流性好的特性進(jìn)行設(shè)計，可以降低一次投資2020年9月28日541）為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向發(fā)電7、無功補(bǔ)償

電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓質(zhì)量的根本保證。在電力系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的自然無功負(fù)荷總大于原有的無功電源，因此必須進(jìn)行無功補(bǔ)償。合理的無功補(bǔ)償和有效的電壓控制，不僅可保證電壓質(zhì)量，而且將提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。功率因數(shù)降低以后，將帶來以下不良后果：（1）使電力系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的容量不能充分利用，因發(fā)電機(jī)和變壓器電流是一定的，在正常情況下是不允許超過的，功率因數(shù)降低，則有功出力將降低，使設(shè)備容量不能得到充分利用。（2）由于功率因數(shù)降低，如若傳輸同樣的有功功率，就要增大電流，而輸電線路和變壓器的功率損耗和電能損耗也隨之增加。（3）功率因數(shù)過低，線路上電流增大，電壓損耗也將增大，使用電設(shè)備的電壓也要下降，影響異步電動機(jī)和其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)變電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，節(jié)省有色金屬，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。2020年9月28日557、無功補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率平衡是系統(tǒng)電壓（1）同步調(diào)相機(jī)：同步調(diào)相機(jī)在額定電壓±5%的范圍內(nèi)，可發(fā)額定容量，在過勵磁運(yùn)行時，它向系統(tǒng)供給感性的無功功率起無功電