第一篇降壓變電所設計任務書
第二篇降壓變電所設計說明書
第三篇降壓變電所計算書
第一篇畢業設計任務書
一、設計題目：220kv降壓變電所電氣部分初步設計
二、待建變電所基本資料
1. 設計變電所在城市近郊，向開發區的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區負荷。
2. 本變電所的電壓等級為220 kv/110 kv /10kv，220kv是本變電所的電源電壓，110kv和10kv是二次電壓。
3. 待設計變電所的電源，由對側220kv變電所雙回線路及另一系統雙回線路送到本變電所；在中壓側110kv母線，送出2回線路至煉鋼廠；在低壓側10kv母線，送出11回線路至地區負荷。
4. 該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。
三、使用者負荷統計資料如下：
表1 110kv使用者負荷統計資料
表2 10kv使用者負荷統計資料
最大負荷利用小時數= 5600 h（見p137b），同時率取 0.9 ，線路損耗取 6 %。
四．待設計變電所與電力系統的連線情況：
圖1 待設計變電所與電力系統的連線電路圖
第二篇降壓變電所設計說明書
一、該變電所在系統中的地位以及所供使用者分析
該變電所為220kv降壓變電所，地處城市近郊，地勢平坦、交通方便，向開發區煉鋼廠供電負荷約42mw，在變電所附近還有地區負荷.電壓等級為220kv/110kv/10kv，220kv是本變電所電源電壓，有4回線路，110kv送出兩回線路，10kv送出11回線路，由此可見該變電所為樞紐變電所，使用者中重要負荷約佔65%，均採用雙迴路供電方式。
二、主變壓器的選擇
1、主變台數：
根據《電力工程電氣設計手冊》的要求，根據本變電所的具體情況及保證供電可靠性，避免一台主變壓器故障或檢修時影響對重要使用者的供電，故選用兩台同樣型號的主變。
2、主變容量：
根據選擇原則和已確定選用兩台主變壓器，主變壓器總容量可取最大負荷pmax的1.6倍，且計及每台變壓器有40%的過負荷能力，當一台變壓器單獨執行時能滿足70%以上的負荷的電力需要。初期裝兩台變壓器：
相關的設計規範規定：選擇變壓器容量se需同時滿足下列兩個條件：
∑s=42/0.95+（1.3+1.7+1.7+1.7+1.1+0.9）/0.87=53.87（mva）
同時率取0.9：smax =k∑s=0.9×53.87=48.48
1)單台執行： se≥0.7smax=0.7×48.48=33.94（mva）
2)重要負荷： se＞k｛0.65×42/0.
95+（0.5×1.3+0.
45×1.7+ 0.72×1.
7+0.36×1.7+0.
76×1.1）/0.87｝=30.
1（mva）
考慮到變壓器每天的負荷不是均衡的，計及欠負荷期間節省的使用壽命，可用於在過負荷期間中消耗，故選較小容量的主變作過負荷能力計算，以節省主變投資。但是為了有所發展的餘地，選擇的主變壓器的容量為40mva，因此該變電所選取兩台sfs10-40000/220變壓器。
3、主變型式：
（1）相數的選擇
變壓器的相數有單相和三相，主變壓器是採用三相還是單相，主要考慮變壓器的製造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。規程上規定，當不受運輸條件限制時，在330kv及以下的發電廠用變電站，均選用三相變壓器。同時，因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、執行損耗也較大，而不作考慮。
本變電站為乙個220kv降壓變電站，所以應選用三相變壓器。
（2）繞組數
繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。規程上規定在選擇繞組形式時，一般應優先考慮三繞組變壓器。因為一台三繞組變壓器的**及所用的控制電器和輔助裝置，比兩台雙繞組變壓器都較少。
同時三繞組變壓器比同容量的雙變壓器**要貴40%~50%，對深入引進負荷中心，具有直接從高壓變為低壓供電條件的變電站，為簡化電壓等級或減少重複降壓容量，可採用雙繞組變壓器。根據本變電站的實際條件選擇三繞組變壓器。
（3）中性點的接線方式
電網的中性點接地方式，決定了主變壓器中性點的接地方式。規程上規定；凡是110kv~500kv側其中性點必須要直接接地或經小阻抗接地；主變壓器6~63kv採用中性點不接地。所以主變壓器的220kv、110kv側的中性點均採用直接接地方式。
（4）繞組接線組別
變壓器三繞組的接線組別必須與系統秒年電壓相位一直，否則，不能並列執行。電力系統採用的組別接線方式只有星行「y」和三角形「d」兩種。因此，變壓器三繞組的連線方式應根據具體工程來決定。
在發電廠和和變電站中，一般考慮系統或機組的同步並列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，根據以上變壓器繞組連線方式的原則，主變壓器接線組別一般選用yn，d11常規接線。因此選用連線組別為yn，yn0，d11的三繞組自耦變壓器。
綜上所述和查有關變壓器型號手冊所選主變壓器的技術資料如下：
採用三相三繞組無載調壓自耦變壓器sfs10-40000/220變壓器，額定電壓：2202×2.5％/121/11kv，接線組別yn，a0, d 11，容量比：
100/100/50，阻抗電壓：uk1-2%=14%， uk1-3%=22% ，uk2-3%=8%。
三、主接線的確定
按sdj2-88《220～550kv變電所設計技術規程》規定，220kv配電裝出線在4回及以上時宜採用雙母線及其他接線，本變電所220kv採用雙母線接線，變壓器可接在不同母線上，負荷分配均勻、排程靈活方便，執行可靠性高，任一條母線或母線上裝置檢修不需要停掉線路。由於220kv斷路器採用sf6斷路器，其檢修周期長，可靠性高，故可不設旁路母線，由於有兩回線路，一回線路停運時，仍滿足n—1原則，本設計採用雙母線接線。
對110kv側的接線方式，出線僅為兩回線，按規程要求，宜採用橋式接線，以雙回線路向煉鋼廠供電，考慮到主變不會頻繁操作和對線路操作、檢修的方便性，採用內橋式接線。
對10kv側的接線方式，按照規程要求，採用單母線分段接線，雙回線供電的使用者分別接在兩段母線上，保證供電的可靠性。
四、配電裝置選型
配電裝置分為屋內配電裝置和屋外配電裝置兩種，屋內配電裝置占地面積小、執行維護和操作條件較好，電氣裝置受氣候影響較小，但土建工作量大，投資大。屋外配電裝置，土建工作量小，投資少，建設工期短，易於擴建，但占地面積大，執行和操作條件較差，電氣裝置易受汙染和氣候條件影響，一般110kv及以上配電裝置採用屋外式，35kv及以下採用屋內配電裝置。
屋外配電裝置分為中型、半高型和高型三種，220kv多採用高型、110kv採用半高型；屋內配電裝置分為單層、二層、三層，無出線電抗器的配電裝置多採用單層式，通常採用成套、開關櫃。
根據以上選型原則，本變電所220kv側、110kv側採用普通中型屋外配電裝置，10kv側採用單層式戶內成套開關櫃配電裝置(kyn-12)。
五、短路電流的計算
1、短路電流計算的目的：為了選擇斷路器、隔離開關等電氣裝置或對這些裝置提高技術要求，評價並確定網路方案，研究限制短路電流措施，為繼電保護設計和整定除錯提供依據，分析送電線路對通訊設施的影響。
2、 短路電流的計算條件
2．1短路點的確定：系統在最大執行方式下，該點發生短路時通過裝置和載流導體的短路電流最大。
2．2採用近似計算：系統中各元件的電阻，線路對地電容，變壓器勵磁損耗忽略不計，不考慮負荷電流的影響，發電機採用xd″作為等值電抗，取ub=up（230kv、115kv、10.5kv）sb=100mva。
2．3根據計算電路作為等值電路圖，將發電機和系統分別用一台等效發電機替代，利用短路電流運算曲線,分別求出每台等效發電機提供的短路電流，短路點的總短路電流則為各等效發電機所供短路電流之和。
2．4有限容量電源系統短路電流的計算：
（1）求出短路點對等效發電機之間的轉移電抗xς*；
（2）將xς*換算以等效發電機額定引數為基準的計算電抗xjs*；
（3）根據計算電抗xjs*查相應的運算曲線求出i″*、 itk/2*、itk*乘以基準電流可得有名值i″、itk/2、itk。
2．5當xjs*＞3時，可視為無窮大電源系統，計算方法為：
求出轉移電抗xς*；
計算出以等效發電機額定引數為基準的計算電抗xjs*；
i″*=itk/2*=itk*= i∞*=1/ xjs*，並求出有名值。
3、短路電流計算步驟：
3．1各元件標麼值計算：
設ub=230kv sb=100mva
發電機xf*=xd″sb/se線路xl*=xlsb/ue2
變壓器xt*=uk%sb/100se系統xc*= xcsb/se
3．2選擇k1、k2、k3為短路點，分別計算短路電流
k1、k2、k3點分別設於待設計變電所220kv母線、110kv橋開關、10kv母線處。
（1）先計算出短路點至發電廠高壓母線的xς*；
（2）求轉移電抗
（3）將轉移電抗歸算為計算電抗xjs
（4）當xjs≥3時，i″*=itk/2*=itk*=1/xjs
當xjs＜3時，查相應的短路電流運算曲線，查得i″*、itk/2*、itk*
用標麼值分別乘以各自的基準值得出有名值，而短路點的總短路電流等發電廠和系統提供的短路電流之和。
（5）求衝擊電流ish=km i″因為短路點距發電廠較遠取km=1.8
（6）求短路電流週期分量熱效應
qp=tk/12(i″2+10itk/22+itk2)(tk>1s時，qk≈qp)
3．3短路計算說明
（1）短路電流持續時間的確定
在確定各短路點電流持續時間時，應按照各斷路器後備保護動作時限的配合來確定由設計任務書已知，10kv出線過電流保護時間為1.0s各保護之間時限配合級差△t=0.5s,短路電流持續時間tk=tpr+tab
tpr=後備保護動作時間
tab=斷路器全開斷時間取0.1s
根據以上原則確定各電壓等級短路電流持續時間為：10kv 2.1s；110kv 3.1s；220kv 3.6s。
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