摘 要

电力行业的生产流程与其他行业有着比较大的不同，有着自己的特点，它从生产到运输到消费等几乎都是在一瞬间完成。这个特点就要求负荷和产能的动态平衡，如果由于故障或者不正常运行而打破了电力网络的平衡状态，就可能对电网造成伤害，严重时可能使得整个电力系统发生瓦解，使得其他行业的正常生产行为无法进行，这对于一个国家和社会的打击是致命的。由于现代经济，尤其是21世纪以后，飞速发展，以至于很多国家都出现了电力短缺的现象，这就要求电力的调度部门优化电力资源配置，尽可能满足经济生产的要求。

论文主要研究了如何设计一个220千伏变电站电力系统，包括一次系统设计和二次系统设计。通过对变电站的电线设计，短路电流的计算以及电气设备的稳定性校验等，确定一个220千伏变电站的设备参数，较全面的给出了设计一个220千伏变电站的方法和过程。

本文的特色：对变电站的自动化系统做出了明确的阐述和研究。

关键词：变电站；220kV；继电保护；自动化系统

Abstract

The processes of electric power industry production,which is so different from other industries,has its own characteristics,it always completes in a flash from production to transportation and consumption.It requires that there must be a balance between load and capacity dynamically,if the balance be broken by abnormal operation or system fault ,it’s possible that the whole power system may collapse so that other normal production behaviors in other industries can not go on,this is deadly for a society or a country.Because the modern economy especially after 21^st century develops rapidly,many countries are experiencing a electricity-shortage phenomenon,which requires scheduling department to optimize power resource distribution of electricity, as far as possible to satisfy the requirements of economic production.

This thesis, which designs a 220 kV substation power system, includes the design of first system and the secondary system design. By designing the wire of substation ,calculating the short-circuit current ,I give the parameters of equipment in a 220 kV substation , and more comprehensive design gives a 220 kV substation methods and processes.

Featured article: Give a clear exposition and research in substation automation system.

Key Words：Substation；220 kV；Relay protection；automatic system

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 目的及意义 1

1.3 国内外发展现状 2

1.4 本文主要设计内容 2

1.5 本章小结 3

第2章 变电站电气系统结构设计 4

2.1 变电站电气系统需求分析 4

2.1.1 供电区电网布置 4

2.1.2 变电站在系统中的作用及规模 5

2.1.3 变电站总体分析 5

2.2 总体结构设计 6

2.2.1 变电站的组成 6

2.2.2 变电站主要设备 6

2.2.3 变电站结构设计 7

2.3 主变压器选择 8

2.3.1 变压器台数及容量 8

2.3.2 相数选择 8

2.3.3 绕组数和绕组接线方式 8

2.3.4 主变阻抗和调压方式 9

2.3.5 容量比 9

2.3.6 主变的冷却方式 9

2.3.7 是否选自耦变 9

2.3.8 主变中性点接地方式 9

2.3.9 无功补偿需求 10

2.4 配电装置与总平面布置设计 10

2.4.1 配电装置设计 10

2.4.2 各电压级配电装置形式的选择 11

2.4.3 总平面布置设计 12

2.4.4 防雷接地 13

2.5 本章小结 14

第3章 变电站电气系统一次电路设计 14

3.1 电气主接线方案设计 15

3.1.1 主接线设计的基本要求 15

3.1.2 主接线设计应考虑的问题 15

3.1.3 主接线设计方案 15

3.2 所用电容量、接线设计 16

3.3 短路电流计算 17

3.3.1 计算的目的和内容 17

3.3.2 计算的假定条件 17

3.3.3 计算依据及结果 17

3.3.4 各回路工作电流 18

3.3.5 环境条件 18

3.3.6 各级电压设备外绝缘泄漏距离要求 18

3.4 一次系统电气设备选型设计 18

3.4.1 设备选型要求 19

3.4.2 导体和电器的选择条件 20

3.4.3 导体和电器的校验条件 22

3.4.4 电气设备选型 23

3.4.5 过电压保护及绝缘配合 24

3.5 本章小结 27

第4章 变电站电气系统二次电路设计 27

4.1 继电保护配置 28

4.1.1 电力系统继电保护在电力系统中的作用 28

4.1.2 对继电保护的基本要求 28

4.1.3 选择保护配置及构成方案的基本原则 28

4.1.4 本次设计选用保护装置的特点 29

4.1.5 本次电气二次部分设计及整定计算的主要任务 29

4.2 220/110KV线路保护的设计及整定计算 29

4.2.1 线路保护的配置原则 30

4.2.2 线路保护配置和设备选型 30

4.2.3 WXB－11型微机高压线路保护装置概述 30

4.2.4 LFP－901型超高压线路成套快速保护装置概述 31

4.2.5 线路保护定值清单 31

4.3 变压器保护的整定计算 37

4.3.1 电力变压器保护的一般原则 38

4.3.2 主变常规保护 38

4.3.3 微机保护定值清单 39

4.4 母线保护 42

4.4.1 保护配置原则 43

4.4.2 保护装置的选择及基本原则 43

4.4.3 保护定值清单 44

4.5 所用变保护 45

4.5.1 保护配置的选择 46

4.5.2 所用变保护清单 46

4.6 电容器保护 46

4.6.1 故障类型及保护方式的分析 46

4.6.2 电容器保护清单 46

4.7 本章小结 47

笫5章 总结与展望 48

参考文献 49

致谢 51

附录 52

附录 短路电流计算过程 52

1.计算各元件参数标幺值，作出等值电路 53

2.当（f-1）点（220kV母线）发生短路时的计算 54

3.当（f-2）点（110kV母线）发生短路时的计算 54

4.当（f-3）点（10kV母线）短路计算 54

附图1 电气主接线图 55

附图2 短路电流计算及设备选择表 56

附图3 电气总平面布置图 57

附图4 防雷保护布置图 58

附图5 110KV屋外配电装置平面布置图 59

附图6 220KV屋外配电装置平面布置图 60

附图7 220kV线路电流电压回路图 61

附图8 220kV系统保护及安全自动装置配置图 62

附图9 110kV线路电流电压回路图 63

附图10 110kV系统保护及安全自动装置配置图 64

附图11 主变电流电压回路图 65

附图12 主变及10kV保护配置图 66

附图13 10kV电容器开关柜接线图（一） 67