新疆农业大学机械交通学院《发电厂电气设备》课程设计说明书课程名称： 220 /35kV变电站课程设计专业班级：电气114 班学号： 113736404 学生姓名：何正霖指导教师：李春兰、艾海提时间： 2014年11月目录1 电气主接线的设计 (1)1.1 电气主接线的概述 (1)1.2 变电所电气主接线的设计 (1)1.2.1 气主接线的基本要求电 (1)1.2.2 电气主接线设计的原则 (1)1.2.3 电气主接线的选择 (2)2 变电站主变压器的选择 (3)2.1主变压器的选择 (3)2.1.1主变压器容量的选择要求 (3)3.主变压器容量和台数的选择 (4)3.1选择结果 (4)4 短路电流的计算 (5)4.1 短路电流 (5)4.1.1短路电流计算的目的 (5)4.2 各回路最大持续工作电流 (5)4.3 短路电流计算点的确定 (6)4.4 短路点的短路计算 (6)5 设备选择 (9)5.1 选择设计的一般规定 (9)5.1.1 电气设备选择的一般原则： (9)5.1.2 其它相关的一些规定 (9)6.电气设备的选择与校验 (9)6.1主变压器最大持续工作电流的计算: (9)6.2断路器的选择要求 (10)6.2.1 按开断电流选择 (10)6.2.2 短路分断电流的选择 (10)6.2.3 开断时间的选择 (10)6.2.4断路器的选择 (11)6.3隔离开关的选择 (11)6.4互感器的选择 (13)6.4.1电流互感器选择 (14)6.5电压互感器的选择 (15)6.6 绝缘子的选择及校验 (17)6.7熔断器的选择 (17)7 继电保护 (18)7.1 继电保护分类和介绍 (18)7.1.1 继电保护的分类 (18)7.1.2 继电保护的基本要求 (18)7.1.3 设计方案的要求 (19)7.2 变压器继电保护 (19)7.2.1 电力变压器故障及不正常运行状态 (19)7.2.2 电力变压器继电保护的配置原则 (19)8 继电保护装置的选择 (20)8.1 变压器的差动保护 (20)8.2 变压器的瓦斯保护 (22)8.2.1 瓦斯保护的原理及接线 (22)8.2.2 气体继电器构成和动作原理 (23)8.3 变压器的后备过电流保护 (23)8.4 变压器的过负荷保护 (24)8.5 变压器的零序电流保护 (25)8.6变压器的温度保护 (26)9 各保护装置的整定计算 (27)9.1变压器纵差动护整定及其校验 (27)9.1.1 纵差动保护的整定计算 (27)9.1.2 纵差动保护灵敏系数的校验 (28)9.2 变压器过电流保护的整定计算 (28)9.2.1 过电流保护整定原则 (28)9.2.2 保护装置的灵敏校验 (28)9.2.3 过电流保护整定计算 (29)9.2.4 过负荷保护整定计算 (29)9.3 变压器一次侧零序过电流保护的整定计算 (29)10 防雷保护设计 (30)10.1 雷电过电压 (30)10.2 雷电的危害 (30)10.3 防雷保护装置 (31)10.4 防雷设计 (31)11.心得体会 (32)参考文献 (33)220 /35kV变电站设计引言：本变电站的电压等级为220/35kV。
变电站由2个系统供电，负荷功率因数为0.8，总容量为300MVA,一类负荷0.3，二类负荷0.7。
该地区自然条件：海拔高度为100米，土壤电阻系数Р＝2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃；该地区年最高温度40℃，年最低温度－25℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为－17℃；年雷暴日数为250天。
本设计主要通过分析上述资料，和最大持续工作电流、短路电流以及变压器的额定工作电流的计算，对变电站进行了设备选型和主接线选择，进而完成了变电站一次部分设计。
1 电气主接线的设计1.1 电气主接线的概述电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。
主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。
因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。
1.2 变电所电气主接线的设计1.2.1 气主接线的基本要求电对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。
这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性。
但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也不同的侧重。
1.2.2 电气主接线设计的原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则。
1.2.3 电气主接线的选择220kV 侧电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。
那么负荷为地区性负荷。
当不允许停电检修断路器时，可选择分段母线。
负荷中包含一、二类负荷，母线故障检修必须维持供电，根据以上分析对220kv 侧采用双母线分段接线方案，如下图1-1：图1-1 双母线分段接线表1-1 方案特点双母线分段接线 优点 、 ①用断路器把母线分段后对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。
、 ②有两条母线，当其中一条母线发生故障，另一条能保证母线不间断供电和不致使重要用户停电。
有较高的可靠性和灵敏性。
缺点 ①保护及二次接线复杂 适用范围220kV 配电装置进出线回路总数为10~14回时，可在一组母线上分段，进、出线回路总数为15回及以上时，两组母线均可分段。
35kv侧电气主接线电压等级为35kv，出线为2回，为保证线路检修时不中断对用户的供电，且负荷中包含一、二类负荷，采用双母线接线。
35kV侧电气主接线的方案如下图1-2。
电气主接线是电力系统的重要组成部分，它的设计形式直接关系全所电气设备的选择和配电装置的布置。
它的设计应以设计任务书为依据，以国家有关经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点来确定，要图1-2双母线接线2 变电站主变压器的选择2.1主变压器的选择2.1.1主变压器容量的选择要求求安全可靠、稳定灵活、方便经济。
(1) 主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。
(2) 主变压器容量一般按变电所、建成后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。
对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。
(3) 在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。
如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。
(4) 装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于70%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。
(5)当一台事故停用时，另一台变压器事故过负荷能力查表得出过负荷倍数为1.3，允许时间为2小时。
(6)由于我国电力不足、缺电严重、电网电压波动较大。
变压器的有载调压是改善电压质量、减少电压波动的有效手段。
对电力系统，一般要求110KV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器，因此城网变电所采用有载调压变压器的较多。
3.主变压器容量和台数的选择根据本设计题目，变电站的容量300MVA,选用双绕组容量为120MVA的变压器需要4台，考虑了变电站容量的30%的余量，若考虑容量为90MW的变压器需要5台，考虑了变电站容量的30%的余量，占地面积大。
综合考虑选用8台120MVA SFPZ7-120000/220的变压器，其中4台为备用。
因为变电站负荷为一、二级负荷，保证不断电，供电可靠性。
所以选的电压器应全部带动负荷。
则:P1=300M。
考虑装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于70%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。
则P2=70%*300=210MW<360MW，符合要求。
综上P1>P2,选择的变压器满足要求。
3.1选择结果调压方式：根据地区及负荷的要求，变压器选择有载调压方式。
查阅有关资料，选择的主变压器技术数据如表：表3-1 主变压器参数表容量MVA 高压kV低压kV联结组标号负载损耗kw阻抗电压（%）120 220 35 Ynd11 385 124 短路电流的计算4.1 短路电流所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定的最大电流。
造成短路的主要原因是电气设备的绝缘损坏、误操作、雷击、过电压击穿等。
4.1.1短路电流计算的目的在发电厂和变电站的电气设计中，计算的目的主要有以下几方面：（1）在选择电气主接线时，需进行必要的短路电流计算。
（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相相对地的安全距离。
4.2 各回路最大持续工作电流各回路最大持续工作电流根据公式max max S e g I （4-1）式中max S —— 所统计各电压侧负荷容量e U ——各电压等级额定电压max g I —— 最大持续工作电流max max S /g e I = （4-2）低压侧(35kV):KA U S I n n g 078.235312005.1305.1max =⨯⨯=⨯=（4-3）高压侧(220kV): KA U S I n ng 331.022*******.1305.1max =⨯⨯=⨯=（4-4）4.3 短路电流计算点的确定短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。
短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。
因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。
按三相短路进行短路电流计算，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有2个。
如图所示。
图4-1 短路点K1，K2，图4-2 短路点的等值电路图4.4 短路点的短路计算取基准容量为：S b=100MVA，基准电压为U B1=230kV,U B2=37kV.4.4.1 计算变压器电抗每公里电力线路的电抗, 在工程计算中对于高压架空电力线路一般可近似取10.4/x km =Ω。