第一章原始资料分析1.1 目的与意义1.2 原始资料1.2.1 拟建变电所联网情况如下图1所示图1变电所与系统联网图1.2.2 地区环境条件海拔700米，年最高气温：45℃；年最低气温：-5℃；年平均气温：28℃；年雷暴日小于30天；污秽程度轻级1.2.3 负荷资料（1）220kV线路5回，预留1回备用，最大负荷利用时间为5200h。
（2）110kV线路10回，另外备用2回，最大负荷利用时间为5500h。
具体情况如下表1所示表1 110kV线路负荷情况名称最大负荷(MW)功率因数回路数线路(架空)石化厂 52 0.89260 km炼油厂 40 0.89240 km甲县变 20 0.89165 km乙县变 22 0.91180 km丙县变 23 0.85180 km丁县变 22 0.85185 km水泵厂 350.89260km 上述各负荷间的同时系数为0.85。
（3）10kV线路共16回线路，另外2回备用，最大负荷利用时间为5600h，负荷具体情况如下表2所示表2 10kV线路负荷情况名称最大负荷(MW)功率因数回路数线路(架空)氮肥厂 5.2 0.8515km机械厂 2.5 0.8516km纺织厂 2.3 0.8518km 化工厂 3.5 0.8516km 造纸厂 3.0 0.8514km水厂 6.4 0.8927km 建材厂 3.2 0.9116kmＡ变 6.5 0.8928kmＢ变 6.2 0.9124kmＣ变 5.5 0.9128km上述各负荷同时系数为0.8。
（4） 110kV负荷与10负荷的同时系数为0.85。
（5）所用电负荷统计如下表3所示表3 所用电负荷统计名称容量(kW)功率因数台数备注主变风扇0.200.7560连续经常主充电机400.891连续不经常浮充电机150.861连续经常蓄电池进风 1.40.881连续不经常蓄电池排风 1.70.881连续不经常锅炉房水泵 1.70.892连续经常空压机240.851短时经常载波室 1.70.751连续经常220kV配电装置电源2511短时不经常110kV配电装置电源2011短时不经常220kV断路器冬天加热 1.511连续110kV断路器冬天加热111连续室外配电装置照明201连续室内照明251连续续表3（6）保护：各电器主保护动作时间为0s，后备保护动作时间为4秒。
1.2.4课题任务要求：根据所学的知识、参考文献和给定的课题内容（原始资料）对220kV降压变电所的电气一次部分进行设计。
具体为：1．确定电气主接线（进行3～4种方案比较论证）2．确定变电所主变压器的台数和容量3．确定所用电接线（进行2～3种方案比较论证）4．确定所用变压器的台数和容量5．确定各电压级配电置6．确定各电压级各主要的电气设备7．确定电压互感器和电流互感器的配置8．按时独立完成设计任务书规定的内容，对设计中所出现的问题进行综合分析并加以解决；9．按设计要求撰写课程设计论文报告书，文字通顺，排版合理，图纸符合国家规范。
第二章 设计说明书第一部分电气主接线的选择电气主接线基本要求：变电站的电气主接线应根据变电站在电力系统中的地位、变电站的规划容量、负荷性质、线路和变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。
原始资料分析：该变电所110kV线路10回，另外备用2回，最大负荷利用时间为5500h。
10kV线路共14回线路，另外2回备用，最大负荷利用时间为5600h。
1 220kv主接线选择：⑴配电装置，当在系统中据重要地位、出线回路数为4回及以上时，宜采用双母线接线；当出线和变压器等连接元件总数为10～14回时，可在一条母线上装设分段断路器，15回及以上，在两条主母线上装设分段断路器；宜可根据系统需要将母线分段。
⑵220kV配电装置，出线回路数在4回及以下时，可采用其它简单的主接线。
⑶220kV终端变电站的配电装置，能满足运行要求时，宜采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。
⑷当电力系统继电保护能满足要求时，也可采用线路分支接线。
②110kv主接线选择⑴110kV配电装置，当出线回路数在6回以上时，宜采用双母线接线，不设置旁路母线；当出线回路数在6回以下时，宜采用单母线分段接线。
⑵110kv主接线也可选择二分之三接线。
③10kv主接线选择⑴10kV配电装置采用单母线分段接线。
⑵建议改为当10kV出线时，采用单母线分段接线。
⑶当10kV不出线仅接无功补偿装置和站用变压器时，采用单元制单母线接经过以上220kv，110kv，10kv的几种方案，经过分析确定：220kv采用：双母线分段接线110kv采用：单母线分段接线1 0kv采用：单母线分段接线第二部分主变压器和所用变压器的选择主变压器容量和台数的选择，应根据现行的SDJ161有关规定和审批的电力系统规划设计决定。
变电所同一电压网络内任一台变压器事故时，其他元件不应超过事故过负荷的规定。
凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70％时不过载，并在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。
如变电所有其他电源能保证变压器停运后用户的一级负荷，则可装设一台（组）主变压器。
并且根据任务书要求考虑未来5年负荷的发展，年负荷增长率取4%。
以最终负荷计算主变压器的容量。
主变压器台数的选择由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。
把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。
若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。
为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。
当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。
而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。
考虑到两台主变同时发生故障机率较小。
适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。
故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。
主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。
而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。
单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。
所以本次设计的变电所选用三相变压器接地方式110kv-220kv侧接地方式根据电力系统实际情况应选择中性点直接接地方式。
110kv-10kv侧接地方式单相接地电流小雨30A，中性点不解地，超过30A，中性点经过消弧线圈接地。
110kv电压等级负荷计算结果名称有功功率功率因数无功功率（MW）石化厂520.8926.63炼油厂400.8920.49甲县变200.8910.24乙县变220.9110.02丙县变230.8514.25丁县变220.8513.63水泵厂350.8917.93最大负荷181.9视在功率96.21205.7810kv电压负荷计算结果名称有功功率(MW)无功功率功率因数氮肥厂 5.2 3.220.85机械厂 2.5 1.550.85纺织厂 2.3 1.420.85化工厂 3.5 2.170.85造纸厂 3.0 1.860.85水厂 6.4 3.280.89建材厂 3.2 1.460.91Ａ变 6.5 3.330.89Ｂ变 6.2 2.820.91Ｃ变 5.5 2.510.91最大负荷35.4418.90视在功率40.25用电负荷计算结果表名称有功功(kW)无功功率功率因数主变风扇0.20*6012.240.75主充电机4020.490.89浮充电机158.900.86蓄电池进风 1.40.760.88蓄电池排风 1.70.920.88锅炉房水泵 1.70.920.89空压机2414.870.85载波室 1.7 1.500.75220kV配电装置电源251110kV配电装置电源2011220kV断路器冬天加热 1.501110kV断路器冬天加热101室外配电装置照明2001室内照明2501合计130.3851.51视在功率141.26方案如下：①220kV变压器若不受运输条件的限制，一般宜选用三相变压器，但应根据变电所在系统中的地位、作用、可靠性要求和制造条件、运输条件等，经技术经济比较确定。
当选用单相变压器时，可根据系统和设备情况确定是否装设备用相，此时，也可根据变压器参数、运输条件和系统情况，在一个地区设置一台备用相。
②根据电力负荷发展及潮流变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的危险影响、调相调压和设备制造等具体条件允许时，应采用自耦变压器。
当自耦变压器第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率潮流，校核公用绕组的容量。
③ 220～330kV具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率达到该变压器额定容量的15%以上，或者第三绕组需要装设无功补偿设备时，均宜采用有三个电压等级的三绕组变压器或自耦变压器。
④对深入市区的城市电力网变电所，结合城市供电规划，为简化变压层次和接线，也可采用双绕组变压器。
经过分析计算变压器容量:110KV：205.93×1.04×4×0.7=175.25MVA10KV： 40.25×1.04×0.7+0.141=34.36MVA220KV：（175.25+34.36）×0.85=178.17MVA根据电气设备手册P306 表4-63选取SFPZ7-180000/220型号的变压器。
2.3 短路电流计算短路电流计算结果如下（具体计算过程见计算书）表2.1 变压器短路阻抗标幺值电压等级22011010（kV）符号*短路类型短路点位置0S（KA）2S（KA）4S（KA）三相短路220kV母线 1.802 1.875 1.875 110kV母线 2.598 2.598 2.598 10kV母线16.45616.45616.456短路阻抗标幺值0.0920．0470.0055表2.2 主变压器额定电流值电压等级（kV）22011010额定电流（A）5726762977表2.3变电站短路电流计算结果表2.4 设备选择2.4.1 断路器型式的选择（1）按额定电压选择断路器的额定电压，应不小于所在电网的额定电压，即U zd≥U g （2）按额定电流选择断路器的额定电流应不小于回路的持续工作电流，即Ie≥Ig。