220kV变电站电气设计

1. 绪论

1.1 设计目的及意义

1.1.1 设计目的

• 设计目的在于通过变电站的设计，运用和加深理解大学四年所学知识，包括电力系统继电保护、工厂供电、高压电技术等重要课程。
• 设计目的也在于学习变电站电气部分设计的基本方法和思路，培养解决实际问题的能力。

1.1.2 设计意义

• 设计意义在于改善变电站的供电品质，提升电力利用效率，对改善人民群众的生产生活具有非常重要的意义。
• 设计意义还在于变电站的设计直接影响企业的正常生产及电网的安全、经济运行。

1.2 设计任务

1.2 设计任务

• 设计任务是根据电网规划的要求，新建一个220 kV分区变电所。
• 设计任务是变电所建造完成后，接入电网，为邻近变电所的用电客户提供电力。

1.3 原始资料分析

1.3.1 地理位置简述

• 地理位置描述了通海县五山村的气候、土壤和交通等条件，为电气设备的选择和变电站的运行提供了良好的条件。

1.3.2 电压等级简述

• 电压等级描述了变电所的220 kV、110千伏、10千伏三个电压等级，并简述了各电压等级的出线回路数和容量。

2. 变电站的总体概况

2.1 设计任务

2.1 设计任务

• 设计任务是根据电网规划的要求，新建一个220 kV分区变电所。
• 设计任务是变电所建造完成后，接入电网，为邻近变电所的用电客户提供电力。

2.2 原始资料分析

2.2.1 地理位置简述

• 地理位置描述了通海县五山村的气候、土壤和交通等条件，为电气设备的选择和变电站的运行提供了良好的条件。

2.2.2 电压等级简述

• 电压等级描述了变电所的220 kV、110千伏、10千伏三个电压等级，并简述了各电压等级的出线回路数和容量。

3. 电气主接线设计

3.1 电气主接线的基本接线方式

3.1 电气主接线的基本接线方式

• 电气主接线的基本接线方式包括无母线接线方式、有母线接线方式和角形接线、单元接线等。

3.2 各电压等级的主接线的选择

3.2 各电压等级的主接线的选择

• 220kV变电所为中间变电所，采用双母线接线方式。
• 110kV侧采用SF6断路器和N-1或N-2的配置，采用双母线分段接线方式。
• 10kV侧向一些小型工厂和用户供电，采用单母线分段接线方式。

3.3 变压器的选择

3.3.1 主变压器台数的选择

• 主变压器台数的选择需要考虑电力负载、季节、日、日负荷变化、通用操作等因素。
• 对于220 kV变电所，采用两台主变压器以提高可靠性。

3.3.2 变压器容量的选择

• 变压器容量的选择需要保证在任意一台变压器单独运行的情况下，变压器的容量要为总计算负荷的大约60%～70%。
• 结合变电站的实际情况，选择容量为90000 kVA的主变压器。

3.3.3 主变压器相数的选择

• 主变压器相数的选择需要考虑安装条件和重要负载等因素，采用三相变压器。

3.3.4 主变压器连接组别的选择

• 主变压器连接组别的选择需要与电网电压相一致，采用YN、yn0、d11作为主变联结组。

3.3.5 主变压器调压方式的选择

• 主变压器调压方式的选择需要考虑电压的调节，采用有载调压的方案。

3.3.6 主变压器冷却方式的选择

• 主变压器冷却方式的选择需要考虑散热效能和安装条件，采用强制油循环风冷法。

4. 变压器的选择

4.1 主变压器的选择

4.1 主变压器的选择

• 主变压器选择SFPSZ7-90000/220的220 kV三相三绕组有载调压变压器。

4.2 站用变压器的选择

4.2 站用变压器的选择

• 站用变压器台数选择为两台，容量相同的站用变压器。

5. 短路电流计算

5.1 短路计算

5.1 短路计算

• 选择短路计算点：在等值网中选择了3个短路点，即110 KV汇流条（d1）、35 KV汇流条（d2）、10 kV汇流条（d3）。

6. 电气设备选择

6.1 10kV电压互感器选择

6.1 10kV电压互感器选择

• 选择JsJw-10型变压器，最高额定容量640 VA，一次电压为10千伏，二次为0.1千伏，一级0.5，原边绕组为120 VA，最高为960 VA。

6.2 220kV及110kV互感器选择

6.2.1 220 kV侧变压器选型

• 在LB-220W1系列中，选择了1250/5的额定动稳电流62.5 KA〉826.7 A，满足设计要求。

6.2.2 110 kV侧变压器选型

• 选用LCWB6-110B型LCWB6-110 B型变压器，按其最大值为1.65 KA，在2000/5的情况下，额定动稳定电流2.8 KA〉1.65 KA即可。

7. 防雷设备设计

7.1 直击雷保护

7.1.1 保护对象

• 保护对象包括户外配电装置、组合导线、母线等。

7.1.2 注意事项

• 注意事项包括独立避雷针及避雷器接地引下线必须分别接地，各电气设备应将其接地，避雷针不得有歪斜现象，避雷器动作计数器引下至便于观察位置等。

7.1.3 防雷设备结构

• 防雷设备由本体、绝缘子、引线接头、放电计数器和泄漏电流监测仪组成。

8. 母线保护与线路保护

8.1 母线保护

8.1.1 母线基本信息

• 母线基本信息包括220 kV配电网为双母线配电网，110 kV配电网为带旁路双母线，10 kV配电网为单母线分段配网。

8.1.2 母线运行注意事项

• 母线运行注意事项包括新投、更换电流互感器或二次回路工作，应由专业人员检查极性无误后，方可投入差动保护等。

8.2 线路保护

8.2.1 220线路保护装置

• 220线路保护装置采用CSC-103B型数字线路保护，用于220 kV线的一次保护。

8.2.2 110线路保护装置

• 110线路保护装置均采用江苏金智科技有限公司生产的iPACS-5911D型，其他装置均采用国电南京自动化有限公司生产的PSL621C型微机保护装置。

8.2.3 直流系统

• 直流系统采用珠海瓦特电力设备有限公司生产的GZDW—300AH/220V—160A型直流电源。

8.2.4 线路保护主义事项

• 线路保护主义事项包括220kV线路保护的注意事项和110kV线路保护的注意事项等。

9. 结论

• 结论总结了设计过程，包括总体设计思路、负荷和限电的确定、主变的选择、电气主接线的设计、短路电流的计算、电气设备的选型、防雷设备的设计、母线保护与线路保护的设计等。
• 结论强调了理论与实践的结合，增强了查阅文献资料、设计手册、设计规范、计算机绘图等方面的能力，对变压器设计有了新的认识。