摘  要

电能在现代社会中发挥着重要的作用,在社会生活中使用广泛。工厂是现代社会中的一个重要单元,与社会生活的关系更为密切。电站输送的电能不能一次就满足工厂的需要这其中需要经过一定的能量转化,使之能达到工厂的用电规范。电能的输送和分配需要既简单经济又便于控制调配。工厂供电变电站在这一过程中起着十分重要的作用,要优化它的使用,对其进行最优设计就十分必要。

随着电力行业的逐渐发展,电气自动化开始成为220kV变电站运行的重点内容,对自动化相关的问题深入分析可促进变电站变电性能的改善。在变电站运行过程中,各种接地与等电位连接是很关键的环节,本文从220kV变电站电气自动化角度分析这方面的问题。文章介绍了为工厂供电的220/110/10 kV变电站的初步设计,对其特点以及在变电工程设计中实行典型供电气设备、接线方案和主变压器的选择进行详细的分析,为工厂供电降压变电站的设计提供了一套可行的设计方案。

关键词：220Kv；降压；变电站；自动化；计算

Abstract

Electric energy plays an important role in modern society and is widely used in social life. Factory is an important unit in modern society and is more closely related to social life. The electric energy delivered by the power station can not meet the needs of the factory at one time, which requires a certain amount of energy conversion, so that it can meet the power requirements of the factory. The transmission and distribution of electric energy need to be simple, economical and easy to control. Plant power supply substation plays a very important role in this process, to optimize its use, it is necessary to optimize its design.

As the development of electric power industry, electrical automation has become the key content of 220 kV substation operation, and in-depth analysis of automation related problems can promote the improvement of substation substation performance. During the operation of substation, all kinds of grounding and equipotential connection are the key links. This paper analyzes this problem from the point of view of 220 kV substation electrical automation. A preliminary design of the 220/110/10 kV substation which supplies power to the factory is introduced in this paper. Its characteristics and the selection of typical power supply gas equipment, wiring scheme and main transformer are analyzed in detail.  The design of power supply voltage-relief substation provides a feasible design scheme.

Keywords :220 Kv; buck; substation; automation; calculation

目  录

摘  要I

AbstractII

前  言1

1 设计内容及要求2

1.1 设计的原始资料及依据2

1.2 负荷统计3

1.2.1 站用复合3

1.2.2 110kV负荷3

1.2.3 10kV负荷3

1.3 工程概况4

2 电气主接线的设计5

2.1 电气主接线设计概述5

2.1.1 对电气主接线的基本要求5

2.1.2 变电所电气主接线的设计原则5

2.2 主接线的基本接线形式及其特点7

2.2.1 有母线型的电气主接线8

2.2.2 无母线型的电气主接线10

2.2.1 220 kV侧主接线方案10

2.2.2 110 kV侧主接线方案12

2.2.3 10 kV主接线设计方案13

2.3变电所主接线图最终方案14

3 主变压器的选择15

3.1负荷计算15

3.1.1 110kV侧负荷计算15

3.1.2 10千伏侧负荷计算16

3.1.3 站用负荷计算18

3.2 主变压器台数和容量的确定18

3.2.1 主变压器台数的确定18

3.2.2 主变压器容量的选择18

3.3 主变压器型式的选择20

3.3.1 主变压器相数的的选择20

3.3.2绕组数量和连接方式的选择20

3.3.3变电站主变压器型式的选择21

3.3.4调压方式的确定21

3.3.5主变压器的冷却方式21

3.3.6是否选用自耦变压器22

3.3.7变压器各侧电压的选择22

3.3.8全绝缘、半绝缘、绕组材料等问题的解决22

3.4主变压器的选择结果22

4 短路电流的计算24

4.1 概述24

4.1.1 短路的危害24

4.1.2 短路计算的基本假设24

4.1.3 短路电流的计算程序25

4.2 短路计算说明26

4.3 电路各元件参数标幺值的计算26

4.4 初步等效电路图27

4.5 K1点短路分析28

4.6 K2点短路分析29

4.7 K3点短路时30

4.8 短路计算成果表31

5 导体和电气设备的选择32

5.1 总则32

5.1.1 一般规定32

5.1.2 按额定电压选择的要求33

5.1.3 按额定电流选择的要求33

5.1.4 短路热稳定校验的要求33

5.1.5 校验动稳定校验的要求33

5.2 断路器和隔离开关的选择34

5.2.1 220kV主变侧35

5.2.2 110kV主变、出线侧38

5.2.3 10kV主变、出线侧41

5.3 母线的选择与校验43

5.3.1 220kV母线的选择与校验44

5.3.2 110kV母线的选择与校验46

5.3.3 10kV母线的选择与校验48

5.4 绝缘子和穿墙套管的选择校验50

5.4.1 220kV绝缘子的选择与校验50

5.4.2 110kV侧支柱绝缘子的选择与校验51

5.4.3 10kV侧支柱绝缘子的选择与校验51

5.4.4 220kV穿墙套管的选择与校验51

5.4.5 110kV穿墙套管的选择与校验52

5.5  电流互感器的选择52

5.5.1 电流互感器按以下技术条件进行选择52

5.5.2  220kV侧电流互感器的选择53

5.5.3 110kV侧电流互感器的选择55

5.5.4 10kV侧电流互感器的选择57

5.6 电压互感器的选择58

5.6.1电压互感器的选择和配置按下列条件58

5.6.2 220kV侧母线电压互感器的选择59

5.6.3 110kV侧母线电压互感器的选择59

5.6.4 10kV母线设备电压互感器的选择59

5.7 互感器在主接线中的配置60

5.8 熔断器的选择及校验60

6 高压配电系统及配电装置设计62

6.1 配电装置的要求62

6.2 配电装置的分类63

6.3 配电装置的应用63

6.4 配电装置的设计要求及步骤64

6.5 屋内配电装置的布置原则65

6.6 本设计中配电装置的确定68

7 所用电的设计70

7.1 所用电源数量及容量70

7.2 所用电源引接方式71

8 防雷和接地设计72

8.1 防雷设计72

9.2.5变压器零序电流保护72

8.1.1变电站的直击雷保护73

8.1.2 变电站的侵入雷电波保护74

8.1.3 变压器的防雷保护77

8.1.4内部过电压保护78

8.2 接地设计78

8.2.1 接地概述78

8.2.2 接地网型式的选择78

9 保护配置79

9.1 变压器的保护配置80

9.1.1电力变压器继电保护的配置原则80

9.2设计所选用的继电保护装置81

9.2.1瓦斯保护81

9.2.2变压器差动保护82

9.2.3 变压器过电流保护86

9.2.4变压器的过负荷保护87

9.2.6 变压器温度保护88

9.3控制回路89

9.3.1断路器控制回路的基本要求89

9.3.2控制开关89

9.3.3断路器的“防跳”闭锁90

9.4 信号回路91

9.4.1信号回路的作用91

9.4.2信号回路的基本要求91

9.5 继电保护的信号回路的分类92

9.5.1事故信号92

9.5.2预告信号92

2) 对预告信号装置提出以下要求93

9.5.3位置信号94

9.5.4指挥信号和联系信号94

9.5.5光子牌信号94

9.6检测回路94

9.6.1 测量方式和要求94

9.6.2 测量的主要要求95

9.6.3变电站测量回路配置95

9.7 主变压器继电保护整定计算95

9.7.1 变压器差动保护整定计算及校验95

9.7.2 变压器过电流保护整定计算98

9.7.3 零序过电流整定计算及校验99

9.7.4 过负荷保护整定计算及校验101

9.8 瓦斯保护101

9.9 变压器继电保护继电器的选型及参数102

9.9.1 继电保护中各继电器的选型102

9.9.2 各继电器的参数介绍102

9.10 母线的保护配置105

9.10.1 220 kV母线保护105

9.10.2 110 kⅤ母线保护106

9.10.3 10 kV母线保护107

10 自动重合闸配置108

10.1 装设重合闸的规定108

10.2 使用重合闸的不利影响109

10.3 对自动重合闸装置的基本要求109

总  结111

致  谢113

参考文献114

附件主要电气设备清单115