《电力系统工程基础》
课程设计报告。
题目：220kv降压变电所电气一次部分初步设计。
系别： 机电与自动化所学院
专业班级： 电气0903
学生姓名。学生学号。
指导教师。课程设计时间：2023年11月25日——2023年12月09日）
华中科技大学武昌分校。
1. 变电所的要求。
本次变电所设计为一区域性变电所，以供给附近地区的工业，农业，民用电。本期工程一次建成，设计中留有扩建的余地；初步设计调相机为2×60mva，本期先建成一台。考虑到实际情况，先建220kv出线本期5回，最终8回；110kv出线共10回，10kv出线以一次建成所用电的拖动设备为主来考虑。
1.1 变电所的基本数据。
1.1.1 220kv侧基本数据。
系统负荷功率因数为0.9，最大负荷利用小时数为5300小时，同时率为0.9，系统阻抗为0.0328,每回最大负荷为：
第一回输送200mw 第二回输送200mw
第三回输送180mw 第四回输送150mw
第五回与系统相连第六回与系统相连。
第七回 （备用第八回 （备用）
1.1.2 110kv侧基本数据。
110 kv的最大地区负荷，近期为500mw，远期为800mw，负荷功率因数为0.85,系统阻抗为0.0502,最大负荷利用小时数为5300小时，同时率为0.
9,每回最大负荷为：
第一回输送80mw 第二回输送80mw
第三回输送40mw 第四回输送45mw
第五回与系统相连第六回输送60mw
第七回输送40mw 第八回输送40mw
第九回输送40mw 第十回与系统相连。
1.2 所址情况。
变电所所在地区为平原地区，无高产农作物，土壤电阻率为，年雷暴日为165天，历年最高气温为38.5°c。
1.3 系统和保护要求。
220kv各线在b、c相有载波通道，在a、b相有保护通道。线路对侧有电源，要求同期，电压互感器装于a相。
110kv第。
一、第三两回路对侧有电源，要求同期，电压互感器装于各线路a相。
1.4设计依据。
规程（包括《变电所（或发电厂）设计技术规程》、《继电保护和自动装置设计技术规程》、《电气测量仪表装置设计技术规程》等），《电力工程设计手册》[1]，《电力工业常用设备用册》，《发电厂电气部分》[6]等教材。
2 主变压器容量，台数的选择。
2.1 主变压器台数的选择。
由原始资料可知，本次所设计的是220kv降压变电所，它是以220kv输出功率为主。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，因此选择主变压器台数时，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。而且还会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。
考虑到两台主变压器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。故近期选择两台主变压器互为备用，远期再加一台变压器以提高供电的可靠性。
2.2 主变压器容量的选择。
2.2.1 主变压器容量的确定计算。
根据变电所的基本数据可得：
1） 110kv侧最大负荷：近期为500mw，同时率为0.9，其中一台事故停用后，其余主变压器的容量应保持该所全部负荷的60％以上。
=229.5（mva）
因选择两台主变压器，选择型号为：osfps7 —120000/220
额定电压： 高压220±2×2.5%kv，中压121kv，低压10.5kv
阻抗电压%： 高—中：28－34% 高—低：8－10% 中—低：18－24%
容量比为： 100/100 /50
连接组标号：y0 / y0 / 12－11
空载电流： 0.8％
空载损耗： 70kw
短路损耗： 320kw
2.3 主变压器型式的选择。
2.3.1 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，应根据变电所的基本数据以及所设计变电所的实际情况来选择。
本次设计的变电所，位于市郊区，交通便利，不受运输等条件限制，所址建在平原地区，故本次设计的变电所应选用三相变压器。
2.3.2 绕组数的选择。
在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变压器宜采用三绕组变压器。
2.3.3 主变调压方式的选择。
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，220kv及以上网络电压应符合以下标准：
枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的1～1.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。
电网中任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%～100%。
调压方式分为两种，一种是不带负荷切换，称为无载调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。
由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。
2.3.4 连接组别的选择。
变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。
全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点，而且全星形接法，零序电流没有通路，相当于与外电路断开，对限制单相及两相接地短路都有利，同时便于接消弧线圈限制短路电流。但是三次谐波无通路，将引起正弦波的电压畸变，对通讯造成干扰，也影响保护整定的准确度和灵敏度。所以应选择yo/yo/△接线方式。
故本次设计的变电所选用主变压器的接线组别为：yo/yo/△－12－11。
2.3.5 容量比的选择。
由原始资料可知，110kv中压侧为接受功率绕组，而10kv侧主要用于本身所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：100/100/50。
2.3.6 主变压器冷却方式的选择。
主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。
2.4 所用变压器容量的选择。
对于枢纽变电站，总容量为60mva及以上的变电所，装有水冷却或强迫油循环冷却的主变压器以及装有同步调相机的变电所，均装设两台所用变压器，分别接在最低一级母线的不同分段上，对装有两台所用变压器时，采用单母线分段接线方式。由于本次设计的变电所，采用两台120mva的主变压器，故采用两台所用变压器，互为备用。且容量相等，一台停运时，另一台承受全部负荷。
2.4.1 所用变压器容量的选择计算。
名称第一段母线容量（kw） 第二段母线容量（kw）
变压器修理动力 p1 34.29
其他动力 p2 42.646.9
变电所空调动力 p3 1515
电热 p4 43.843.92
照明 p5 27.1327.57
调相机拖动设备 p6
即第一段母线总容量： =0.85（p1 + p2 + p3）+ p4 + p5
0.85（34.29+42.6+15）+43.8+27.13 = 149（kva）
第二段母线总容量： =0.85（p2 + p3）+ p4 + p5
0.85（46.9+15）+43.
92+25.57 = 122.1（kva）变电站所用变压器的总容量为：
=149 + 122.1= 271.1（kva）
所以选择两台sq－315/10型号的所用变压器互为备用。
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