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

Abstract II

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