郑州电力职业技术学院毕业生论文题目：＿110kV变电所及低压配电系统设计
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目录
第一章电力系统及变电所总体分析 (1)
第二章变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (2)
（一）主接线的设计原则和要求 (2)
1.主接线的设计原则 (2)
2.主接线设计的基本要求 (2)
（二）主接线的设计 (3)
1.设计步骤 (3)
（
2.初步方案设计 (3)
3.主变压器容量的选择 (5)
（三）站用变压器的选择 (8)
第三章短路电流计算 (9)
（一）变压器的参数计算及短路点的确定 (9)
1.变压器参数的计算 (9)
2.短路点的确定 (9)
（二）各短路点的短路计算 (10)
(
1.短路点d-1的短路计算(110kV母线) (10)
2.短路点d-2的短路计算(35kV母线) (10)
3.短路点d-3的短路计算(10kV母线) (12)
4.短路点d-4的短路计算 (11)
第四章电气设备选择与校验 (13)
（一）电气设备选择的一般规定 (13)
1.一般原则 (13)
2.有关的几项规定 (13)
%
3.各回路持续工作电流的计算 (13)
（二）高压电气设备选择 (14)
1.断路器的选择与校验 (14)
2.电压互感器的选择及校验 (18)
第五章配电装置及电气设备的配置与选择 (20)
（一）高压配电装置的配置 (20)
1.高压配电装置的设计原则与要求 (20)
2. 高压断路器的配置 (20)
<
（二）110kV侧断路器的选择 (21)
1.电压互感器的选择 (22)
2.电流互感器的选择 (22)
（三）避雷器的选择 (23)
1.避雷器的配置 (23)
2.避雷器的选择 (24)
3.接地刀闸的配置 (24)
(25)
*
致谢 (26)
参考文献 (27)
^
摘要
$
变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的坚实、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110kV变电所属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。
关键词：110KV 电气电流配电装置
第一章电力系统及变电所总体分析
变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控．电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上变电所的建立促使变电所建筑结构和设计不断地改进和发展。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。
第二章变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
（一）主接线的设计原则和要求
1.主接线的设计原则
(1)考虑变电站在电力系统的地位和作用
变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。
(2)考虑近期和远期的发展规模
变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。
(3)考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响
对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。
(4) 考虑主变台数对主接线的影响
变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。
(5)考虑备用量的有无和大小对主接线的影响
发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。
2.主接线设计的基本要求
根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。
可靠性
所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：
(1)断路器检修时是否影响供电；
(2)线路、断路器、母线故障和检修
(4)绘制最优方案电气主接线图。
2.初步方案设计时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；
(3)变电站全部停电的可能性。
灵活性
主接线的灵活性有以下几方面的要求：
(1)调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
(2)检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。
(3)扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。
经济性
可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满
足技术要求前提下，做到经济合理。
(1)投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kv）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。
(2)年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。
(3)占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。
(4)在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。（二）主接线的设计
1.设计步骤
电气主接线设计，一般分以下几步：
(1)拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留2个技术上相当的较好方案。
(2)对2个技术上比较好的方案进行经济计算。
(3)对2个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。
根据原始资料，此变电站有三个电压等级：110/35/10kV ，故可初选三相三绕组变压器，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电可靠性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。
方案一：110kV侧采用双母线接线，35kV侧采用单母分段接线，10kV侧采用单母分段接线。
方案二：110 kV侧采用单母分段接线，35kV侧采用双母线接线，10kV侧采用单母分段。
两种方案接线形式如下：
图1-1 主接线方案一
图1-2 主接线方案二
3.主变压器容量的选择
变电站主变压器容量一般按建站后5~10年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷max S 的50%~70%（35~110kV 变电站为60%），或全部重要负荷（当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择。
即 MVA N S S N )1(%)51(6.0max 8-+= （1-1） 式中 N ——变压器主变台数 主变压器型号的选择
Sjs=Ke(∑Pimax/cosφi)（1+α%）
Sjs----最大计算负荷（kVA）
Pimax ----每个用户的最大负荷（KW）
Cosφi---功率因数
Ke----同时系数
α%----线损率（取为5%）
全所最大计算负荷：Sjs∑=Ke'∑Sjs（35,10kV）
线路负荷计算
表1-1 10 kV负荷
表格中各负荷间同时系数为
Sjs=*(3500/+2*5000/+2*1500/+2000/+1500/*(1+5%) =21(MVA)
35KV线路负荷计算
表1-2 35 kv负荷
表格中各负荷间同时系数为
Sjs=*（8000/+5000/）*(1+5%)=(MVA)
110KV级负荷计算
35KV各负荷与10kV各负荷间的同时系数为
Sjs∑=（21+）=(MVA)
所用电负荷计算
Sjs=（K1*∑P1+∑P2）
K1----所用动力负荷换算系数，一般取
∑P1---所用动力负荷之和
∑P2---所用照明负荷之和
表1-3 110 kV变电站自用电负荷
Sjs=（*32+*1+*2）+20++15+1+++=（MVA）
由上述计算结果可知：
10KV侧 PLMAX=21(MVA)
35KV侧 PLMAX=(MVA)
高压侧 PLMIN=*(21+= (MVA)
变电站用电负荷Pz为：
Pz=(MVA)
所以变电站最大负荷Smax为： Smax=+=(MVA)
由以上计算，查《发电厂电气部分》选择主变压器型号如下：
表1-4 主变压器型号及参数
（三）站用变压器的选择
1.站用变压器的选择的基本原则
(1)变压器原、副边额定电压分别与引接点和站用电系统的额定电压相适应； (2)阻抗电压及调压型式的选择，宜使在引接点电压及站用电负荷正常波动范围内，站用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的%5.0±；
(3)变压器的容量必须保证站用机械及设备能从电源获得足够的功率。
2.站用变压器型号的选择
参考《发电厂电气部分》，选择站用变压器如下：
表1-5 站用变压器型号及参数
第三章 短路电流计算
（一）变压器的参数计算及短路点的确定
1.变压器参数的计算
基准值的选取：MVA S b 100=，b U 取各侧平均额定电压 (1)主变压器参数计算
由表查明可知：U 12%= U 13%= U 23%= U 1%=(U 12%+U 13%-U 23%)=+所以U 2%=0
U 3%=(U 13%+U 23%-U 12%)=+电抗标幺值为：X 1=U 1%/100*S B /S N =100*100/= X 2=U 2%/100*S B /S N =-0/100*100/=0 X 3=U 3%/100*S B /S N =100*100/= (2)站用变压器参数计算 由表查明：4%=d U
X 4=Ud%/100*S B /S N =4/100*100/=50 (3)系统等值电抗
454.021
1==b
U
S l r X B S
2.短路点的确定
此变电站设计中，电压等级有四个，在选择的短路点中，其中110kV 进线处短路与变压器高压侧短路，短路电流相同，所以在此电压等级下只需选择一个短路点；在另外三个电压等级下，同理也只需各选一个短路点。
依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择，网络等值图如下：
图2-1 短路等值图（二）各短路点的短路计算
1.短路点d-1的短路计算(110kV母线)
网络化简如图所示：
图2-2 d-1点短路等值图Xf1=Xs＝x0l （Sj/U j2）＝×150×（100/1152）＝Xjs1=Xf1×Sn/Sb=×1000/100=
因为Xjs1=>3
所以I"*=I∞*=*= 1/Xjs1=1/=
Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×115)=(KA)
In=Ib×Sn/Sb =×1000/100=(KA)
I"= I∞==I"*In=I∞*In=*In=×=(KA)
ich=×I"=×=(KA)
ich=×I"=×=(KA)
S"=√3×I"×Un=√3××110=(MVA)
2.短路点d-2的短路计算(35KV母线)
网络化简为：
图2-3 d-2点短路等值图
Xf2=Xs+(X1+X2)路点d-3的短路计算(10kV母线)
网络化简为：
图2-4 d-3点短路等值图
4.短路点d-4的短路计算
网络化简只需在图上加站用变压器的电抗标幺值即可，如下图所示：
图2-5 d-4点短路等值图
Xf4=Xf3+X4=+50=
Xjs2=Xf4×Sn/Sb=×1000/100=
I"*=I∞*=*= 1/Xjs3=
Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×=(KA)
In=Ib×Sn/Sb =×1000/100=(KA)
I"= I∞==I"*In=I∞*In=*In=×=(KA)
ich=×I"=×=(KA)
ich=×I"=×=(KA)
S"=√3×I"×Un=√3××=(MVA)
第四 章电气设备选择与校验
导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。
（一）电气设备选择的一般规定
1.一般原则
应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。
2.有关的几项规定
导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条校核电器的基本使用条件。
(1)在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。
表3-1 各回路持续工作电流
注： n n n I U P ,,等都为设备本身的额定值。
3.各回路持续工作电流的计算
依据表，各回路持续工作电流计算结果见下表：
表3-2 各回路持续工作电流结果表
（二）高压电气设备选择
1.断路器的选择与校验
断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220 kv的电网一般选用少油断路器，断路器选择的具体技术条件如下：
(1)电压：
Ug(电网工作电压)≤Un （3-1）
(2)电流：
(最大持续工作电流)≤In （3-2）
(3)开断电流：
Idt≤Ikd （3-3）
式中：Idt——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；
Ikd ——断路器的额定开断电流。
(4)动稳定：
ich ≤imax （3-4） 式中：ich ——断路器极限通过电流峰值；
imax ——三相短路电流冲击值。 (5)热稳定：
I ∞2tdz ≤It2t （3-5） 式中：I ∞——稳态三相短路电流；
其中：2
05.0β+=z dz t t ，由
∞'
'=
''I I β和短路电流计算时间t ，可从《发电厂电气部
分课程设计参考资料》第112页，查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出
dz
t 。
断路器的选择
根据如下条件选择断路器： 电压：n
g U U ≤)(电网工作电压
电流：
n
g I I ≤?)(max 最大持续工作电流，各回路的
max
?g I 见表。
各断路器的选择结果见下表：
表3-3 断路器的型号及参数
其中：OFPI-110号断路器见《发电厂电气部分》第491页；
HB35号断路器见《发电厂电气部分》第490页；
HB-10号断路器见《发电厂电气部分》第489页；
ZN4-10C号断路器见《电力工程电气设备手册—电气一次部分》第649页。
断路器的校验
(1)校验110kV侧断路器
①开断电流：Idt≤Ikd Idt=(KA)
Ikd=(KA)
Idt ②动稳定：ich≤imax ich=(KA) imax=80(KA) ich ③热稳定： I∞2tdz≤It2t β"=I"/I∞==1 t=2+=(s) 查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得：tz=(s) tdz=tz+β"=+=(s) I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=×= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此断路器满足各项要求。 (2)校验变压器35KV侧断路器 ①开断电流：Idt≤Ikd Idt=(KA) Ikd=25(KA) Idt ②动稳定：ich≤imax ich=(KA) imax=80(KA) ich ③热稳定： I∞2tdz≤It2t β"=I"/I∞==1 t=2+=(s) 查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得：tz=(s) tdz=tz+β"=+=(s) I∞2tdz=×=[（KA）2s] It2t=252×= [（KA）2s] 则：I∞2tdz≤It2t 经以上校验此断路器满足各项要求。 (3)校验35KV出线侧断路器 此断路器与35kV变压器侧断路器型号相同，且短路电流与校验35kV变压器侧断路器为同一短路电流，则：校验过程与校验35KV变压器侧断路器相同。 (4)校验变压器10kV侧断路器 ①开断电流：Idt≤Ikd Idt=(KA) Ikd=40(KA) Idt ②动稳定：ich≤imax ich=(KA) imax=100(KA) ich ③热稳定： I∞2tdz≤It2t β"=I"/I∞==1 t=2+=(s) 查《发电厂电气部分课程设计参考资料》第112页得：tz=(s) 110KV降压变电站电气一次部分初步设计 一、变电站的作用 1.变电站在电力系统中的地位 电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 2.电力系统供电要求 （1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。 （2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ 等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。 （3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。 二、变电站与系统互联的情况 1.待建变电站基本资料 （1）待建变电站位于城郊，站址四周地势平坦，站址附近有三级公路，交通方便。 （2）该变电站的电压等级为110KV,35KV,10KV三个电压等级。110KV是本变电站的电源电压，35KV，10KV是二次电压。 （3）该变电站通过双回110KV线路与100公里外的系统相连，系统容量为1250MVA，系统最小电抗（即系统的最大运行方式）为0.2（以系统容量为基准），系统最大电抗（即系统的最小运行方式）为0.3。 110kv变电站110kv线路保护及主系统设计 1课题来源 本课题为某110kv中心变电站110kv线路保护记主系统设计课题。该变电站是最末一个梯级电站，装机容量600万千瓦，年发电量301亿千瓦时，用地总面积为8070.1374公顷。向家坝水电站110kV中心变电站为向家坝水电站提供施工供电电源和电站建成以后作为厂用电备用电源的一座变电站。设计容量为3 50MVA，电压等级为110/35/10kV, 110kV进出线有5条，中压35kV侧有10 回出线，低压10kV侧有20 回出线. 2 设计的目的和意义 110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。它是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所主要环节，电气主接线连接直接影响运行的可靠性、灵活性。它的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定。 随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。 3 国内外的现状和发展趋势 目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。 当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、 发电厂电气部分课程设计 级专业班级 题目 姓名学号 指导教师 题目BY市110kV降压变电所设计 一、设计内容 设计一110kV降压变电所，该所位于BY市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电。 电压等级： 110kV：近期2回，远景发展2回； 10kV：近期13回，远景发展2回。 电力系统接线简图、负荷资料及所址条件见附件。 二、设计任务 1．变电所总体分析； 2．负荷分析计算与主变压器选择； 3．电气主接线设计； 4．短路电流计算及电气设备选择。 三、设计成品要求 1．课程设计说明书1份； 2．电气主接线图1张。 1 变电站总体分析 市变电站位于市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电，是新建地区变电所。变电站做为电力系统中起着重要的连接作用，是联系发电厂与负荷的重要环节。本课程设计主要是关于本变电站的一次设计，为了是变电站的一次设计能够很好的接入电力系统，使电力系统安全可靠的运行，下面对本变电站做初步分析的原始数据进行分析。1．变电站类型：110KV地方降压变电站 2．电压等级：110/10KV 3．线路回数：110KV：2回，备用2回； 10KV：13回，备用2回； 4．地理条件：平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42℃，年最低气温-18℃，年平均温度+16℃，最热月平均最高 温度+32℃。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度10mm 。 5．负荷情况：主要是一、二级负荷，市内负荷主要为市区生活用电、棉纺厂、印染厂 等工业用电；郊区负荷主要为郊区变电站及其他工业用电。 6．系统情况：根据任务书中电力系统简图可以看到，本变电站位于两个电源中间，有 两个发电厂提供电能，进而经过该变电站降压后用于工业、农业等负荷用电，需要一定的可靠性。 2 负荷分析及主变压器的选择 2．1 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 2．2负荷分析 10KV 侧: 近期负荷：P 近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MW=17.5MW 远期负荷: P 远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MW ∑=n i Pi 1 =17.5MW+30MW=47.5MW 综合最大计算负荷计算公式: S js =Kt*1 cos n i i i P φ=∑ *(1+α%) (注:Kt:同时系数，取85%; α%:线损,取5%) S js 近=Kt*max 1 cos n i i i P ?=∑ 近 *(1+α%) =Kt*( 2211232 1.5 1.5 1.5 0.80.80.80.780.750.780.80.80.750.8 +++++++++ ) *(1+α%) =0.85*17.755*(1+0.05)=15.85MVA 目錄 摘要 (3) 概述 (4) 第一章電氣主接線 (6) 1．1110kv電氣主接線 (7) 1．235kv電氣主接線 (8) 1．310kv電氣主接線 (10) 1．4站用變接線 (12) 第二章負荷計算及變壓器選擇 (13) 2．1 負荷計算 (13) 2．2 主變台數、容量和型式的確定 (14) 2．3 站用變台數、容量和型式的確定 (16) 第三章最大持續工作電流及短路電流的計算 (17) 3．1 各回路最大持續工作電流 (17) 3．2 短路電流計算點的確定和短路電流計算結果 (18) 第四章主要電氣設備選擇 (19) 4．1 高壓斷路器的選擇 (21) 4．2 隔離開關的選擇 (22) 4．3 母線的選擇 (23) 4．4 絕緣子和穿牆套管的選擇 (24) 4．5 電流互感器的選擇 (24) 4．6電壓互感器的選擇 (26) 4．7各主要電氣設備選擇結果一覽表 (29) 附錄I 設計計算書 (30) 附錄II 電氣主接線圖 (37) 10kv配電裝置配電圖 (39) 致謝 (40) 參考文獻 (41) 摘要 本文首先根據任務書上所給系統與線路及所有負荷的參數，分析負荷發展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然後通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，並通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，然後又通過負荷計算及供電範圍確定了主變壓器台數，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最後，根據最大持續工作電流及短路計算的計算結果，對高壓熔斷器，隔離開關，母線，絕緣子和穿牆套管，電壓互感器，電流互感器進行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設計。 關鍵字：變電站變壓器接線 110KV变电所电气设计说明 所址选择： 首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。 主变压器的选择： 变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统5-10年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。 选择主变压器型式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用YN，d11常规接线）、调压方式、冷却方式。 由于本变电所具有三种电压等级110KV、35KV、10KV，各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，所以主变压器采用三绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式，在运行中可改变分接头开关的位置，而且调节范围大。由于本地区的自然地理环境的特点，故冷却方式采用自然风冷却。 为保证供电的可靠性，该变电所装设两台主变压器。当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用，最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。 所以选择的变压器为2×SFSZL7-31500/110型变压器。 变电站电气主接线： 变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。 通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。6~10KV馈线应选轻型断路器，如SN10型少油断路器或ZN13型真空断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器，一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。 故综合从以下几个方面考虑： 1 断路器检修时，是否影响连续供电； 2 线路能否满足Ⅰ,Ⅱ类负荷对供电的要求； 3大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。 主接线方案的拟定： 对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各 110kv变电站安全距离110kv变电站设计规范 110kv变电站安全距离 国家《电磁辐射管理办法》规定100千伏以上为电磁强辐射工程，第二十条规定：在集中使用大型电磁辐射设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。 不过，据环保部门介绍，我国目前对设备与建筑物之间的距离有一定要求。比如一般10KV —35KV变电站，要求正面距居民住宅12米以上，侧面8米以上；35KV以上变电站的建设，要求正面距居民住宅15米以上，侧面12米以上；箱式变电站距居民住宅5米以上。 北京市规划委（2004规意字0638号）110千伏的地下高压变电站工程项目，明确要求距离不得少于300米。 35～110KV变电站设计规范 第一章总则 第1.0.1条为使变电所的设计认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求，制订本规范。 第1.0.2条本规范适用于电压为35～110kV，单台变压器容量为5000kV A及以上新建变电所的设计。 第1.0.3条变电所的设计应根据工程的5～10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 第1.0.4条变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。 第1.0.5条变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。 第1.0.6条变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。第二章所址选择和所区布置 第2.0.1条变电所所址的选择，应根据下列要求，综合考虑确定： 一、靠近负荷中心； 二、节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地； 三、与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出； 四、交通运输方便； 五、周围环境宜无明显污秽，如空气污秽时，所址宜设在受污源影响最小处； 六、具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），所址宜避免选在有重要文物或开采后对变电所有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门的同意； 七、所址标高宜在50年一遇高水位之上，否则，所区应有可靠的防洪措施或与地区（工业企业）的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位； 八、应考虑职工生活上的方便及水源条件； 九、应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。 第2.0.2条变电所的总平面布置应紧凑合理。 第2.0.3条变电所宜设置不低于2.2m高的实体围墙。城网变电所、工业企业变电所围墙的高度及形式，应与周围环境相协调。 第2.0.4条变电所内为满足消防要求的主要道路宽度，应为3.5m。主要设备运输道路的宽度可根据运输要求确定，并应具备回车条件。 第2.0.5条变电所的场地设计坡度，应根据设备布置、土质条件、排水方式和道路纵坡确定， 110k V降压变电站电气部分初步设计 前言 设计是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后从事供电技术工作奠定基础。 第一章：毕业设计任务 一、设计题目：110kV降压变电所电气部分初步设计 二、设计的原始资料 1、本变电所是按系统规划，为满足地方负荷的需要而建设的终端变电所。 2、该变电所的电压等级为110/35/10kV，进出线回路数为： 110kV：2 回 35kV：4 回（其中 1 回备用） 10kV：12 回（其中三回备用） 3、待设计变电所距离110kV系统变电所（可视为无限大容量系统）63.27km。 4、本地区有一总装机容量 12MW的35kV出线的火电厂一座，距待设计变电所 12km。 5、待设计变电站地理位置示意如下图： 6、气象条件：年最低温度：－5℃，年最高温度：＋40℃，年最高日平均温度：＋32℃，地震裂度 6 度以下。 7、负荷资料 （1）正常运行时由110kV系统变电所M向待设计变电所N供电。 （2）35kV侧负荷： （a）35kV侧近期负荷如下表： （b）在近期工程完成后，随生产发展，预计远期新增负荷 6MW。 （3）10kV侧负荷 （a）近期负荷如下表： （b）远期预计尚有 5MW的新增负荷 注：（1）35kV及10kV负荷功率因数均取为cosΦ=0.85 （2）负荷同时率： 35kV： kt=0.9 10kV： kt=0.85 （3）年最大负荷利用小时均取为T maX=3500小时／年 （4）网损率取为A%=5%~8% （5）所用电计算负荷 50kW，cosΦ=0.87 三、设计任务 1、进行负荷分析及变电所主变压器容量、台数和型号的选择。 2、进行电气主接线的技术经济比较，确定主接线的最佳方案。 3、计算短路电流，列出短路电流计算结果。 BY市110kv降压变电所设计--牛 课程设计 电气工程及其自动化_专业班级 题目BY市110kV降压变电所设计 姓名 学号 指导教师 二О年月日 一．变电站概括 1.1变电站总体分析 BY市变电站位于市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电，是新建地区变电所。变电站做为电力系统中起着重要的连接作用，是联系发电厂与负荷的重要环节。本课程设计主要是关于本变电站的一次设计，为了是变电站的一次设计能够很好的接入电力系统，使电力系统安全可靠的运行，下面对本变电站做初步分析的原始数据进行分析。 1．变电站类型：110KV地方降压变电站 2．电压等级：110/10KV 3．线路回数：110KV：2回，备用2回；10KV：13回，备用2回； 4．地理条件：平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42℃，年最低气温-18℃，年平均温度+16℃，最热月平均最高温度+32℃。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度。5．负荷情况：主要是一、二级负荷，市内负荷主要为市区生活用电、棉纺厂、印染厂等工业用电；郊区负荷主要为郊区变电站及其他工业用电。 6．系统情况：根据任务书中电力系统简图可以看到，本变电站位于两个电源中间，有两个发电厂提供电 能，进而经过该变电站降压后用于工业、农业等负荷用电，需要一定的可靠性。 1.2 负荷分析及主变压器的选择 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 负荷分析 10KV 侧: 近期负荷：P 近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MW=17.5MW 远期负荷: P 远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MW ∑=n i Pi 1=17.5MW+30MW=47.5MW 综合最大计算负荷计算公式: S js =Kt*1 cos n i i i P φ =∑*(1+α%) (注:Kt:同时系数，取85%; %:线损,取5%) S js 近=Kt*max 1cos n i i i P ? =∑近 *(1+α%) 第1章原始资料及其分析 1.1 绪论 电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。 由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。 变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。 变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所，是联系发电厂和用户的中间环节。变电站有升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂，降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是110KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。 变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全有利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。 110kV变电所设计 第一章任务书 第一节的主要内容 本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有12张图纸加以说明。该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。 第二节应完成的成果 说明书：电气主接线，短路电流计算及主要设备的选择，各电压级的配电装置及保护，微机监控系统等。 计算书：短路电流，主要设备选择（DL、G、CT、母线），变压器差动保护整定计算。 图纸：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护及综合自动化系统配置图，间隔断面图，直流系统接线图，所用电系统图，GIS电气布置图等共12张。 第三节应掌握的知识与技能 1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。 2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。 3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。 4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。 5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。 第二章说明书 第一节概述 一、设计依据 1、中华人民共和国电力公司发布的《35kV～110kV无人值班变电所设计规程》（征求意见稿） 2、110kV清河输变电工程设计委托书。 3、电力工程电气设计手册（电气一次部分） 二、设计范围 1、所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。 2、所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。 3、系统通信及远动。 110KV变电站设计 学院： 专业： 年级: 指导老师： 学生： 日期： 摘要：本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路 和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制。 关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择 Abstract:This paper mainly carries on the design of 110KV substation. According to the mandate given by the system and the load line and all parameters of the substation and line consideration and the data of load analysis, meet the safety, economy and reliability requirements of 110KV, 35KV, 10KV side of the main connection form is determined, and then through the load calculation and determine the scope of supply the number, size, and type of the main transformer, thus obtains the parameters of each element, the equivalent network simplification, and then select the short circuit short circuit calculation, the calculation results and the maximum continuous working current according to short-circuit current, selection and calibration of electrical equipment, including bus, circuit breaker, isolating switch, voltage transformer, current transformer etc., and determine the distribution device. According to the load and short circuit calculation for the line, transformer, bus configuration of relay protection and setting calculation. At the same time, this paper makes a simple analysis of lightning protection and grounding and compensation device, and finally carries out the electrical main wiring diagram and the 110KV distribution unit interval section drawing. Key words: substation design, transformer, electrical main wiring, equipment selection 信息工程学院 综合课程设计报告书 题目:110KV 降压变电所电气一、二次设计 专业：电气工程及其自动化 班级：___________________ 学号：____________ 学生姓名：______________ 指导教师：__________ 声明：本作品用以交差之用无实 际理论意义不确保准确性与实践性 2012 年10 月10 日 、八 前言 变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。 110KV 变电站属于高压网络，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式来选择。根据主变容量选择适合的变压器，主变压器的台数、容量及形式的选择是很重要，它对发电厂和变电站的技术经济影响大。 本变电所的初步设计包括了：（1 ）总体方案的确定（2）短路电流的计算（3 ）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（4 ）继电保护的选择与整定（5）防雷与接地保护等内容。 最后，本设计根据典型的110kV 发电厂和变电所电气主接线图，根据厂、所继 电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，而后进行校验 第1章短路电流的计算 1 ．1 短路的基本知识 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值的大电流。 短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠 总说明 一、主要内容简介及适用范围 (1) 35kV~110kV变电所只考虑单回进线。 (2)变压器选用新型节能型有载调压变压器。 (3)各种方案均适用于无人值班变电所。 (4)章节内容如下： 第一章设计程序、内容及要求 第二章110kV户外无人值班变电所 适用于户外小型化变电所，单台主变容量5000kV A及以下，馈出回路6回及以下。 第三章66kV变电所 第一节户外式带旁路母线的变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路8回及以上的变电所） 第二节单台主变户外式小型化变电所（适用于单台主变，容量5000kV A及以下，馈出回路4回及以下变电所） 第三节户外式10kV侧箱式变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以下，馈出回路8回及以下变电所） 第四节常规变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以上，馈出回路8回及以上变电所（ 第五节全户内式变电所（适用于两台及以上主变，总容量20000KV A及以上馈出回路8回以上，环境条件差或负荷密度大的城镇变电所） 第四章35kV变电所 第一节户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上的变电所） 第二节半高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上的变电所） 第三节高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上，占地面积小的城镇变电所） 第四节负荷隔离开关控制的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以下馈出回路6回及以下的变电所）第五章变电所二次回路 第一节常规变电所二次回路直流系统改造方案（适用于直流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案） 第二节常规变电所二次回路交流系统改造方案（适用于交流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案） 第三节WKT—F2综合自动化系统二次回路方案（适用于无人值班集中组屏方案） 第四节无人值班变电所全户外布置型二次回路方案（适用于无人值班全户外单元化设置方案） 第五节CR—21B综合自动化系统二次回路方案（适用于无人值班分布式组屏控制方案） 第六章电气设备结构及安装尺寸图 第一节开关电器（适用于35kV～110kV开关设备的安装与施工） 第二节互感器（适用于35kV～110kV互感器的安装与施工） 二、设计要点说明 1.电气主接线 i.110kV变电所电气主接线只列出了单台主变单母线接线方案。主变采用熔丝保护，10kV侧进出线采用真空断路器。其特点是110kV直接改为10kV配电，省略了35kV中间环节，占地面积少，节省投资。 ii.66kV变电所电气主接线列出了五种方案。其一为两台主变10kV侧单母分段带旁路母线的主接线方案，并考虑未来的发展在66kV侧预留了旁路加桥型接线的进线方式。其特点是供电可靠性高。其二为单台主变10kV侧单母线的主接线方案，主变采用熔断器保护方式，10kV进出线采用六氟化硫断路器。此方案具有结构简单、投资少、占地面积小的特点。其三为两台主变，10kV 侧单母线主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧进出线采用真空断路器安装在高压箱式柜内。其特点是施工周期短，10kV设备不受外界环境的影响。其四为两台主变10kV侧采用单母分段带旁路母线的主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧采用成套高压开关柜安装在室内。其特点是供电可靠性高，10kV设备不受外界环境的影响。其五为两台主变10kV侧为单母分段的主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧采用成套式高压开关柜。其特点是主变容量大，占地面积小，建筑费用高，适用于负荷密度高，地皮费用大的城镇变电所。 110kV降压变电所电气部分的初步设计(doc 6页) 2008级电气工程基础课程设计指导书 110kV降压变电所电气部分初步设计 一、设计目的 (1) 复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识； (2) 培养分析问题和解决问题的能力； (3) 学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法。 二、设计内容及设计要求 1 设计内容 本次设计的是一个降压变电站，有三个电压等级(110kV／35kV／10kV)。本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计。 (1) 主接线设计 分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线方式(可靠性、经济性和灵活性)， (2) 主变压器选择 根据负荷选择主变压器的容量、型式、电压等级等，通过技术经济比较选择主接线最优方案； (3) 短路电流计算 根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流，并列表表示出短路电流的计算结果； (4) 主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高 压熔断器、消弧线圈、避雷器等 (5) 编制设计成果 1）编制设计说明书 2）编制设计计算书 3）绘制变电所电气主接线图纸1张（A2图纸） 2 设计要求 设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，．并 且具有可扩建的方便性。要求如下： (1) 通过经济技术比较，确定电气主接线。 (2) 短路电流计算 (1) 变电站供电范围：110 kV 线路：最长100 km，最短50 km；35 kV 线路：最长70 km，最短20 km；10 kV 低压馈线：最长30km，最短10km (2) 未尽事宜按照设计常规假设。 四、要求 1．在资料一、二中任选一种情况作设计。 2．画图软件自选，手画也可。 4．主要参考资料 [1] 熊信银, 张步涵.电气工程基础.华中科技大学出版社，2005 [2] 何仰赞温增银，电力系统分析，华中科技大学出版社，2001 [3] 西北电力设计院东北电力设计院，电力工程设计手册，上海人民出版社，1972 [4] 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设备手册，中国电力出版社，1998 [5] 电力工业部西北电力设计院，电力工程电气设计手册，中国电力出版社，1998 [6] 陈跃.电力工程专业毕业设计指南.电力系统分册.中国水利水电出版 [7] 吴靓,谢珍贵.发电厂及变电所电气设备. 第一版.北京.中国水利水电出版社.2004 [8] 志溪.电气工程设计. 第一版.北京. 机械工业出版社.2002 [9] 张华.电类专业毕业设计指导.机械工业出版社 [10] 陈慈萱. 电气工程基础. 第一版.北京.中国电力出版社.2003 毕业设计(论文) 110kV降压变电所电气一次系统设计 系别电力工程系 专业班级电气08K5班 学生姓名严丽 指导教师胡永强 二〇一二年六月 摘要 随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求也日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划，城网110kV变电站的建设迅猛发展。如何设计城网110kV变电站，是成网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂与用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的中间环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计建设一座110kV降压变电站。首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较。选取灵活的最优接线方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三项短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。 最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验。关键词：变电站；电气主接线；短路电流；设备选择；校验 I 1 原始数据 1、变电站类型：110kV降压变电所 2、电压等级：110/10kV 3、负荷情况： 最大25MW，最小16MW，T max = 5000小时，cosφ= 0.85 负荷性质：工业生产用电 4、出线情况：(1) 110kV侧：2回（架空线）LGJ—185/28km；(2) 10kV侧：12回（电缆）。 5、系统情况：(1) 系统经双回线给钢厂供电； (2) 系统110kV母线短路电流标幺值为33（SＢ＝100MV A） 6、环境条件：(1)最高温度40℃，最低温度-25℃，年平均温度20℃； (2)土壤电阻率ρ<400 欧米； (3)当地雷暴日40日/年。 变电所一次系统设计探究 摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。 关键词：变电所/安全/可靠/经济 1 我国电能与变电站现状 电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。 （1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。 （2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 （3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。 （4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考 变电站电气系统课程设计说明书 题目110kV降压变电站电气系统初步设计学生姓名任铁强指导教师 一、原始资料 1、待建变电站的建设规模 ⑴变电站类型：110 kV降压变电站 ⑵三个电压等级：110 kV、35 kV、10 kV ⑶110 kV：近期进线2 回，出线2 回；远期进线3回，出线3 回 35 kV：出线近期2回；远期4回 10 kV：出线近期4回；远期8回 2、电力系统与待建变电站的连接情况 ⑴变电站在系统中地位：地区变电站 ⑵变电站仅采用110 kV的电压与电力系统相连，为变电站的电源 ⑶电力系统至本变电站高压母线的标么电抗（S d=100MV A）为： 最大运行方式时0.28 ； 最小运行方式时0.35 ； 主运行方式时0.30 ⑷上级变电站后备保护动作时间为2.5 s 3、待建变电站负荷 ⑴110 kV出线：负荷每回容量10000 kV A， cos＝0.9，T max＝4000 h ⑵35 kV负荷每回容量5000 kV A， cos＝0.85，T max＝4000 h； 其中，一类负荷0回；二类负荷2回 ⑶低压负荷每回容量1500 kW，cos＝0.95，T max＝4200 h； 其中，一类负荷0 回；二类负荷2回 (4) 负荷同时率0.78 4、环境条件 ⑴当地年最高气温400C，年最低气温-200C，最热月平均最高气温350C，年最低气温-50C ⑵当地海拔高度：600m ⑶雷暴日：10日/年 5、其它 ⑴变电站地理位置：城郊，距城区约10km ⑵变电站供电范围：110 kV线路：最长100 km，最短50 km； 35 kV线路：最长60 km，最短20 km； 10 kV低压馈线：最长30km，最短10km； ⑶未尽事宜按照设计常规假设。 6、设计任务 本课程设计只作电气系统的初步设计，不作施工设计和土建设计。 (1) 设计的最低要求（最高成绩为及格）是： 1、通过经济技术比较，确定电气主接线； 2、短路电流计算； 3、主变压器选择； 4、断路器和隔离开关选择； 5、导线（母线及出线）选择； 6、限流电抗器的选择（必要时）。 (2)设计的较高要求（最高成绩为优）是： 1、完成上述设计的最低要求； 2、选择电压互感器； 3、选择电流互感器； 4、选择高压熔断器（必要时）； 5、选择支持绝缘子和穿墙套管； 6、选择消弧线圈（必要时）； 7、选择避雷器。 7、设计成果 1、设计说明书（含计算过程和结果） 2、电气主接线图（用标准2号图纸按照工程制图要求绘制） 8、设计时间 2011年5月23日2011年6月10日 目录 摘要 (1) 第一章原始资料及其分析 (2) 原始资料 (2) 原始资料分析 (3) 第二章负荷分析 (4) 负荷分析的目的 (4) 待建变电站负荷计算 (5) 第三章变压器的选择 (6) 变电站主变压器的选择 (6) 变压器类型的确定 (8) 中性点的接地方式 (9) 第四章电气主接线 (10) 对电气主接线的基本要求 (10) 电气主接线的基本原则 (11) 待建变电站的主接线形式 (12) 第五章短路电流计算 (17) 短路电流计算的目的和条件 (17) 短路电流的计算步骤和计算结果 (18) 第六章继电保护的配置 (19) 保护原则 (19) 变电所继电保护配置 (21) 第七章防雷与接地保护 (23) 雷电的形式及防雷措施 (23) 接地的形式及作用 (24) 结束语 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) 附录 (28) 摘要 本文为110kv降压变电站电气部分设计。通过对变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV,35kv，10kV系统的主接线，然后又通过负荷计算供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量的电气设备。这不仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的电气设备。因此要求我们在设计变电站时一定要进行短路计算。同时也确定了站用变压器的容量及型号，主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。从而完成了110kV 变电站电气部分的设计。 关键词：负荷计算，短路计算，变压器，继电保护 In this paper, the design of 110kV substation electrical part. Through the summary of the substation and outlet direction to consider, and through the analysis of the data of load, security, economic and reliability considerations, determined the 110kV, 35kV, 10kV system main wiring, and then through the load calculation scope of supply identified main transformer units, capacity and models, load calculation is the basis and method of design and calculation of power supply, load calculation determined whether is correct, directly affect the choice of electrical wire and cable is economical and reasonable. Short circuit is a common fault in power system. Short circuit current directly affects the safety of the electrical equipment and the operation of the main wiring. In order to make electrical equipment withstand the impact of short circuit current, it is often necessary to use large capacity of electrical equipment. This not only increases the investment, and even can not meet the requirements of the current due to open current can not meet the requirements of the electrical equipment. It is therefore required that we must carry out short-circuit calculation in the design of substation. Also define the station transformer capacity and models, main transformer capacity and units directly influence the structure of the main wiring forms and distribution device, it is the choice of basis except on the basis of data, also depends on the transmission power of the size, connected to the system of close degree. In addition, the choice of the main transformer has a great influence on the reliability of power supply and the later expansion. Thus completed the 110kV substation electrical part design. Key words: load calculation, short circuit calculation, transformer, relay protection110KV降压变电站电气一次部分初步设计
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