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
（a）近期负荷如下表：
（b）远期预计尚有5MW的新增负荷
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。
4、主要电气设备的选择。
5、绘制变电所电气平面布置图，并对110kV、35kV户外配电装置及10kV 户内配电装置进行配置。
6、选择所用变压器的型号和台数，设计所用电接线。
7、变电站防雷布置的说明。
四、设计成品
1、设计说明书一本。
2、变电所电气主接线图一张。
3、变电所电气总平面布置图一张。
4、短路电流计算及主要设备选择结果表一张。
5、110kV出线及主变压器间隔断面图一张。
6、主变、线路继电保护及测量仪表配置图及其说明。
7、防雷装置及接地装置配置说明。
第二章：负荷分析及计算和主变的选择
一、 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意义重大。
二、负荷分析：
１、35kV 侧负荷
近期负荷：P 近35 = 5.5+15.5 =21MW 远期负荷：P 远35 = 6 MW
∑=n
i Pi 1
＝21+6=27MW
P 35＝∑=n
i Pi 1
k ˊ(1+k ")＝27×0.9×(1+0.08)＝26.24(MW)
Q 35＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85) ＝16.26(MVar) 视在功率：（供电容量） S g35＝φcos P
＝85.024.26＝30.89(MVA) I N35＝
N
U S 3＝
35
389
.30?＝0.509(kA) ＝509(A)
２、10kV 侧负荷
近期负荷：P 近10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56
= 10.9MW
远期负荷：P 远10 = 5 MW
∑=n
i Pi 1
＝10.9+5=15.9MW
P 10＝∑=n
i Pi 1
k ˊ(1+k ")＝15.9×0.85×(1+0.08)＝14.596(MW)
Q 10＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85) ＝9.05(MVar) 视在功率：（供电容量） S g10＝φ
cos P
＝85.0596.14＝17.17(MVA)
I N10＝
N
U S 3＝
10
317
.17?＝0.991(kA) ＝991(A)
3、所用电供电容量 S g 所＝
φ
cos P
＝85.005.0＝0.057(MVA)
4、等设计变电所供电总容量
S ∑= S g35+ S g10+ S g 所= 30.89+17.17+0.057＝48.12(MVA) P ∑= P 35+ P 10+ P 所=26.24+14.596+0.05＝39.15(MW)
三、主变压器的确定
1、绕组数量的确定
确定原则：在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，但在变电所内需设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
在本变电所中:
S g35／S ∑=30.89／48.12=0.64 ＞ 15% S g10／S ∑=17.17／48.12=0.36 ＞ 15% 因此，主变压器选为三绕组变压器。
2、主变压器台数的确定 确定原则：
（1）对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。
（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。
（3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1—2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。
选择：
由前设计任务书可知、正常运行时，变电所负荷由110kV系统供电，考虑到重要负荷达到9.9MW。而附近35kV火电厂装机容量只有12MW，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台容量相同的变压器并联运行。
由110kV系统供电，考虑到重要负荷达到9.9MW。而附近35kV火电厂装机容量只有12MW，为提高负荷供电可靠性，并考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高，应采用两台容量相同的变压器并联运行。
3、变压器容量和型号确定
确定原则：
（1）主变压器容量一般按变电所建成后5~10 年规划负荷选择，并适当考虑到远期10~20 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。
（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所应考虑，当一台变压器停止运行时，其余变压器容量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，对一般性变电所，当一台主变停止运行时，其余变压器应能保证全部负荷的60%~70%。
（3）同一个等级的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系统化、标准化、简单化、方便灵活化。
确定：
（1）变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的60%，即
/
S=S∑60% =28.87(MVA)
B
（2）应保证用户的一级和二级负荷（单台运行时）I、II 类负荷的总和为：
5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW 还加上负荷的同时率9.9+0.8=11.64MW
综合（1）（2）并考虑到两台容量之和必须大于S∑、再分析经济问题，查表得所选择变压器容量S B= 31.5MVA
查110kV三相三绕组电力变压器技术时数据表，选择变压器的型号为
4、绕组连接方式的确定
原则：
我国110kV及以上电压、变压器都采用Y。连接，35kV采用Y连接，其中性点经消弧线圈接地、35kV以下电压变压器绕组都采用△连接。
根据选择原则可确定所选择变压器绕组接线方式为Y。／Y／△接线。
第三章：变电所主接线的选择
一、对电气主接线的基本要求
（1）供电可靠性：如何保证可靠地（不断地）向用户供给符合质量的电能是发电厂和变电站的首要任务，这是第一个基本要求。
（2）灵活性：其含义是电气主接线能适应各种运行方式（包括正常、事故和检修运行方式）并能方便地通过操作实现运行方式的变换而且在基本一回路检修时，不影响其他回路继续运行，灵活性还应包括将来扩建的可能性。
（3）操作方便、安全：主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽量避免用隔离开关操作电源。
（4）经济性：即在满足可靠性、灵活性、操作方便安全这三个基本要求的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。
根据以上的基本要求对主接线进行选择。
二、110kV侧接线的选择
方案（一）: 采用单母线接线
考虑到110kV侧只有两条进线和有两条出线，因而可以选用单母线接线。
其优点：简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。
缺点是：（1）当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，各回路必须在检修和短路时事故来消除之前的全部时间内停止工作，造成经济损失很大。
（2）引出线电路中断路器检修时，该回路停止供电。
方案（二）: 桥形接线
110kV侧以双回路与系统相连，而变电站最常操作的是切换变压器，而与系统联接的线路不易发生故障或频繁切换，因此可采用外桥式线，这也有利于以后变电站的扩建。
优点是：高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线分段或双母线分接线。
缺点是：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。
方案（三）：双母线接线
优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。
（2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。
（3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。
缺点：（１）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投次大。
（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。
对于110kV侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。
对比以上三种方案，单母线接线供电可靠性、灵活性最差，不符合变电所的高可靠性的要求；桥形接线比单母线接线供电可靠性高，且有利于以后扩建，虽然可靠性比双母线接线稍低，但双母线接线复杂，使用设备多、投资较大；110kv母线放置较高，且相与直之间距离大，因而各种小动作不能造成故障，同时母线放在防雷区内，不会遭受雷击，因此桥形接线比较可靠，也能够满足要求。因此，对于110kV侧选用外桥式接线。
二、35kV侧接线选择
方案（一）：单母线接线
优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。
缺点：可靠性、灵活性差、母线故障时，各出线必须全部停电。
方案（二）：单母线分段
优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。
（２）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。
缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，
这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。
方案（三）：分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段
优点：有较大的可靠性和灵活性，且检修断路器时合出线不中断供电。
缺点：投资增大、经济性能差。
对比以上三种方案：
单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II 类负荷供电性的要求，故不采纳；将I、II 类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、经济性能差，故采用方案（二）单母线分段接线。
四、10kV侧主接线选择
方案（一）：单母线分段
优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电。
（2）当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电。
（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。
（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。
方案（二）：单母线分段带旁路
优点：具有单母线分段的全部优点，并在检修断路器时不至于中断对用户供电。
缺点：与单母线分断的缺点相比少了缺点。
方案（三）：双母线接线
优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。
（2）调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
（3）扩建方便可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的
电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。
（4）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。
缺点：（1）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关。
（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免隔离开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。
对比以上三种方案，以上三种方案均能满足主接线要求，但采用双母线接线要多用十二个隔离开关，采用单母线带旁路要多用2 个断路器，它们的经济性能较差，单母线分段接线既能满足负荷供电要求又有节省大量资金，是一种较理想的接线方式。
综合以上三种主接线所选的接线方式，画出主接线图，如电气主接线图所示。
第三章：短路电流的计算
一、计算各回路电抗（取基准功率S d = 100MVA U d =U av ）
根据前所选择变压器各参数得
X 1＝X 2＝ｘ
2
av
U Sd
＝0.4×63.37×2115100＝0.192 X 3＝X 6＝1/200×(U K12%＋U K31%－U K23%)N
d S S
＝1/200×(17.5＋10.5－6.5) ×5
.31100
＝0.341
X 4＝X 7＝1/200×(U K12%＋U K23%－U K31%)N
d
S S ＝1/200×(17.5＋6.5－10.5) ×5
.31100
＝0.214
X 5＝X 8＝1/200×(U K23%＋U K31%－U K12%)N
d
S S ＝1/200×(6.5＋10.5－17.5) ×5.31100
＝－0.0079≈0 X 9＝ｘ
2
av
U Sd
＝0.4×12×237100＝0.355 查火电厂设备有关资料《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》可得 变压器：S N ＝16MVA ；U K %＝8
汽轮机（QF2－12－2）：S N ＝12MW ；cos φ＝0.8；ｘ//
d ＝0.1133 X 10＝100%K U N N S U 2
2
av
U Sd ＝1008×18100＝0.50 X 11＝ｘ//d N
d
S S ＝0.1133×?cos /12100＝0.76
因为两台变压器型号完全相同，其中性点电位相等，故等值电路图可化简
为如图所示：
X 12＝X 1／2＝0.19／2＝0.096 X 13＝X 3／2＝0.341／2＝0.171 X 14＝X 4／2＝0.214／2＝0.107
X 15＝X 9＋X 10＋X 11＝0.355＋0.5＋0.76＝1.615
二、计算各点短路点的最大短路电流
1、K １点短路时
(1)、对于110kV 系统电源（无穷大容量） X Σ*＝X 12＝0.096
I ” *＝I S ∞*＝1／X Σ*＝1／0.096＝10.417 短路次暂态电流：I ”S ＝I S ∞＝I ”S *I d ＝10.417×
115
3100?＝5.23（kA ）
短路冲击电流： i sh.S ＝2.55 I ”S ＝2.55×5.23＝13.34（kA ） (2)、对于火电厂侧电源
X Σ*＝X 13＋X 14＋X 15＝0.171＋0.107＋1.615＝1.893 X ca *＝X Σ*d
N S S ＝1.893×
100
8
.0/12＝0.284 查短路电流运算曲线[(一) t=0]，得 I ”*＝3.8
I ”G ＝I ”*av
N U S 3＝3.8×115
38
.0/12?＝0.286（kA ）
短路冲击电流：i sh.G ＝2.55 I ”G ＝2.55×0.286＝0.729（kA ） (3)、由此可得K 1点
总次暂态电流：I ”Σ＝I ”S ＋I ”G ＝5.23＋0.286＝5.516（kA ） 总冲击电流： i sh Σ＝i sh.S ＋i sh.G ＝13.34＋0.729＝14.069（kA ）
2、K 2点短路时
(1)、对于110kV 系统电源（无穷大容量）
X Σ*＝X 12 ＋X 13＋X 14＝0.096＋0.171＋0.107＝0.374 I ” *＝I S ∞*＝1／X Σ*＝1／0.374＝2.674 短路次暂态电流：I ”S ＝I S ∞＝I ”S *I d ＝2.674×
37
3100?＝4.173（kA ）
短路冲击电流： i sh.S ＝2.55 I ”S ＝2.55×4.173＝10.641（kA ） (2)、对于火电厂侧电源 X Σ*＝X 15＝1.615 X ca *＝X Σ*d
N S S ＝1.615×
100
8
.0/12＝0.242 查短路电流运算曲线[(一) t=0]，得 I ”*＝4.6
I ”G ＝I ”*av
N U S 3＝4.6×37
38
.0/12?＝1.076（kA ）
短路冲击电流：i sh.G ＝2.55 I ”G ＝2.55×1.076＝2.744（kA ） (3)、由此可得K 2点
总次暂态电流：I ”Σ＝I ”S ＋I ”G ＝4.173＋1.077＝5.25（kA ） 总冲击电流： i sh Σ＝i sh.S ＋i sh.G ＝10.641＋2.746＝13.387（kA ）
3、K 3点短路时
(1)、对于110kV 系统电源（无穷大容量） X Σ*＝X 12＋X 13＝0.096＋0.171＝0.267 I ” *＝I S ∞*＝1／X Σ*＝1／0.267＝3.745 短路次暂态电流：I ”S ＝I S ∞＝I ”S *I d ＝3.745×
5
.103100?＝20.59（kA ）
短路冲击电流： i sh.S ＝2.55 I ”S ＝2.55×20.59＝52.505（kA ） (2)、对于火电厂侧电源
X Σ*＝X 14＋X 15＝0.107＋1.615＝1.722 X ca *＝X Σ*d
N S S ＝1.722×
100
8
.0/12＝0.258 查短路电流运算曲线[(一) t=0]，得 I ”*＝4.2
I ”G ＝I ”*av
N U S 3＝4.2×5
.1038
.0/12?＝3.464（kA ）
短路冲击电流：i sh.G ＝2.55 I ”G ＝2.55×3.464＝8.833（kA ）
(3)、由此可得K3点
总次暂态电流：I”
Σ＝I”S＋I”G＝20.59＋52.505＝73.096（kA）总冲击电流：i sh
Σ＝i sh.S＋i sh.G＝3.464＋8.833＝12.297（kA）
第四章：配电装置及电气设备的配置与选择
一、高压配电装置的配置
（一）、高压配电装置的设计原则与要求
1、总的原则
高压配电装置的设计必须认真贯彻国家技术经济政策，遵循上级颁布的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修，施工方面的要求，合理制定布置方案和使用设备，积极慎重地选用亲布置新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新做到技术先进，经济合理运行可靠、维护方便。
火力发电厂及变电所的配置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地并结合运行检修和安装要求通过技术经济比较予以确定，在确定配电装置形式时，必需满足下列4 点要求。
A、节约用地
B、运行安全和操作巡视方便。
C、便于检修和安装。
D、节约材料、降低造价。
2、设计要求
A、满足安全净距要求。
B、施工、运行和检修要求。
C、噪声的允许标准及限制措施。
D、静电感应的场强水平和限制措施。
E、电晕条件无线电干扰的特性和控制。
（二）、高压配电装置的配置。
1、35 kV、110 kV配电装置采用屋外普通中型配电装置，其优点是：布置比较清晰，不易误操作；运行可靠，施工和维修都比较方便；构架高度较低，所用钢材较少，造价低；经过多年实践已积累了丰富的经验。
2、10 kV配电装置，采用单层屋内成套配电装置，即用制造厂成套供应的高压开关柜，高压开关柜为单列独立式布置、电气主接线为单母线分段接线，共有12 组出线。
二、高压断路器的选择
(一)、高压断路器的配置与选择 1、高压断路器的配置
（1）、110kV 侧由于采用外桥式接线，故选用三台断路器。
（2）、35 kV 、110 kV 侧的变压器至每一条母线均分别安装一台断路器；母线分段也各安装一台断路器。
（3）、35 kV 、110 kV 侧每条出线均安装一台断路器。
2、高压断路器按下列条件进行选择和校验
（1）、选择高压断路器的类型，按目前我国断路器的生产情况，少油断路器的构造简单、价格便宜、维护工作量少，6 —220kV 一般选用少油断路器。
（2）、根据安装地点选择户外式或户内式。
（3）、断路器的额定电压不少于装设电所所在电网的额定电压。 （4）、断路器的额定电流不少于通过断路器的最大持续电流。
（5）、校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。
（6）、按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额定关合电流不少于短路冲击电流i sh ，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。
（7）、动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一般在产品目录是给出的极限过电流峰值。
（8）、热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在 t K 时间内的允许热效应。
（9）、根据对断路器操作控制要求、选择与断路器配用的操作机构。 按上述原则选择和校验断路器
（二）、110kV 侧断路器的选择
1、该回路为 110 kV 电压等级，故可选用少油断路器。
2、断路器安装在户外，故选户外式断路器。
3、回路额定电压U e≥110kV 的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的最大持续电流 I maX =1.05×
115
312.48 ＝0.253（kA ）
4、为方便运行管理及维护，选取3台110kV少油断路器为同一型号产品，初选为SW3-110G少油断路器，其主要技术参数如下：
5、对所选的断路器进行校验
（1）断流能力校验
因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，断路器的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短，选择断路器短路电流时应考虑在断路器两侧发生短路时通过断路器的短路电流，选较大者进行校验。由短路电流计算可知，系统提供的短路电流较大，故选I =5.23kA进行校验。
所选断路器的额定开断电流I。= 15.8kA＞I =5.23kA，则断流能力满足要求。
（2）短路关合电流的校验
所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为41kA，流过断路器的冲击电流为13.34kA，则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样，因而动稳定也满足要求。
（3）热稳定校验
设后备保护动作时间1.9s，所选断路器的固有分闸时间0.07s，选择熄弧时间t =0.03S。则短路持续时间t =1.9+0.07+0.03 =2s。
因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于1s而忽略不计，则短路热效应Q k = I”2t =5.232×2=54.71kA2.s
允许热效应I r2t = 15.82× 4 = 998.56kA2.s
Ir2t＞Q k 热稳定满足要求。
以上各参数经校验均满足要求，故选用SW3- 110G 型少油断路器。
（4）断路器配用CD5-XG型电磁操作机构。
（三）、 35kV侧断路器的选择
1、该回路为35 kV电压等级，故可选用少油断路器
2、断路器安装在户外，故选用户外式断路器
3、回路电压35 kV，因此选用额定电压U e≥35kV的断路器，且其额定电流
大于通过断路器的最大持续电流 I max =1.05×
37
330890?＝506.12（A ）
4、为方便运行管理及维护，选同一型号产品，初选SW 2—35 II /1500型沙
5、对所选的断路器进行校验
（1）断流能力的校核
流过断路器的短路电流 I K =4.173+1.076=5.249 kA 。所选断路器的额定开断电流 I =24.8kV ＞ I K ，即断路器的断流能力满足要求。
（2）动稳定校验
所选断路器的动稳定电流等于极限通过电流峰值i dw =63.4kA,流过断路器的冲击电流i sh =10.641+2.744=13.385kA ＜i dw ，则动稳定满足要求。
（3）热稳定校验
设后备保护动作时间 1.9s ，所选断路器的固有分闸时间 0.06s ，选择熄弧时间 t =0.03s 。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s 。
以前述的方法算得 Q z =5.2492×1.99=59.204 kA 2s
因为短路持续时间1s ，非周期分量忽略不计， 即Q k =Q z =54.83 kA 2s 允许热效应Ir 2t=24.82×4=2460.16kA 2s ＞Q k 所以热稳定满足要求。 从以上校验可知断路器满足使用要求，故确定选用 SW 2—35 II/1500型少油断路器。
（4）断路器配用CD 3—XG II 型弹簧操作机构。
（四）、10 kV 侧断路器的选择
1、该回路为 10kV 电压等级，故可选用少油断路器。
2、该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。
3、回路额定电压为 10kV ，因此必须选择额定电压 U e ≥ 10 kV 的断路器，且其额定电流不小于流过断路器的最大持续电流 I max =1.05×
5
.10317170?＝991.34
（A ）
4、初选 SN 10-10 III/2000-40 少油断路器，主要数据如下：
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。
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
山东理工大学供配电实用技术课程设计任务书 设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计 电气与电子工程学院 2011.11.1
一、设计题目 某机械厂降压变电所的电气设计 二、设计要求 要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 三、设计依据 1）工厂负荷情况： 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用时数为4000h，日最大负荷持续时间为4h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如图所示。 2）供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参考工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-95,导线为等边三角形排列，线距为1m，干线首端距本厂8km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为 1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达150km，电缆线路总长度25km。 3）气象资料： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为15℃，年最热月平均最高气温为32℃，年最热月平均气温为28℃，年最热月地下0.8m处平均气温为21℃。年主导风向为东北风，年雷暴日数为12。 4）地质水文资料： 本厂所在地区平均海拔120m，地层为沙粘土为主，地下水位为3m。 5）电费制度：
毕业设计（论文、作业）毕业设计（论文、作业）题目： 110kV变电站电气部分设计 分校（站、点）： 年级、专业： 09秋机械 教育层次：本科 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 2012年5月5日
中文摘要 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 本论文《110kv变电站一次部分电气设计》，首先通过对原始资料的分析及根据变电站的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。 其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。 最后，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。 关键词电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择；设计图纸 Abstract Power system substation as an important part of the entire power system directly affects the safety and economic operation. To be designed in this paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network structure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purposes. The paper "110kv substation once part of the electrical design," the first original data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, out of poor program to determine the main electrical substation connection program. Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. According to the results and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.). Finally, the main draw of the electrical wiring diagram, electrical general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings.
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
一、设计任务书 （一）设计题目 某机械厂降压变电所电气一次设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 （三）设计依据 1.工厂总平面图 2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂筹造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 3.供电电源情况： 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图（附图1-4）。该干线的导线品牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为2.0m。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约10km.干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100km，电缆线路长度为25km。
表1 工厂负荷统计资料 4.气象条件： 本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处的平均温度为25℃。当地主导风向为东北向风，年暴日数为20。 5.地质水文条件： 本厂所在的地区平均海拔500m。地层以砂粘土（土质）为主；地下水位为4m。 6.电费制度： 本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费交电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元/KVA，动力电费为0.3元/kwh，照明（含家电）电费为0.5元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书1份，需包括： 1）封面及目录 2）前言及确定了赋值参数的设计任务书 3）负荷计算和无功功率补偿 4）变电所位置和型式的选择
110KV变电站电气部分设计 二〇〇九年八月 目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节 10kV无功补偿的选择 (26) 第五章 10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八 10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46)
二、心得体会 (47) 设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24.5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75.5兆瓦,实际用电负荷 34.66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。 第一章主变容量、形式及台数的选择 主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。 第一节主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的江西洪都钢厂厂用电变电站，主要是接受由220kV双港变110kV的功率和220KV盘龙山变供110kV的功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 第二节主变压器容量的选择 主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70--80%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两
1 引言 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：首先是安全，在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。其次是要可靠，应满足电能用户对供电可靠性的要求。再者就是优质，电力系统应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。还有就是要经济，供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利于电气设备制造和运行业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自
第一章电气主接线的设计 一、原始资料分析 本设计的变电站为降压变电站,有三个电压等级：高压侧电压为110kv,有二回线路；中压侧电压为35kv,有六回出线；其中有四回出线是双回路供电。低压侧电压为10kv,有八回出线,其中有六回是双回路供电。从以上资料可知本变电站为配电变电站。 二、主接线的设计 配电变电站多为终端或分支变电站，降压供给附近用户或一个企业，其接线应尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资和减少占地面积。随着出线数的不同，可采用桥形、单母分段等。低压侧采用单母线和单母线分段。可按一下几个原则来选： 1 运行的可靠 断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 2 具有一定的灵活性 主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 3 操作应尽可能简单、方便 主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 4 经济上合理 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 5应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考
虑到具有扩建的可能性。 变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。 1．110KV侧 根据原始资料，待设变电站110kv侧有两回线路。按照《发电厂电气部分课程设计参考资料》规定：在110~220kv配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。待设变电所可考虑以下几个方案，并进行经济和技术比较。 方案1：采用单母线分段带旁路接线 其优缺点：⑴对重要用户可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。 ⑵当母线发生故障或检修时，仅断开该段电源和变压器，非故障段仍 可继续工作，但需限制一部分用户的供电。 ⑶单母线分段任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作。 ⑷单母线分段便于过渡为双母线接线。 ⑸采用的开关、刀闸较多，某一开关检修时，对有穿越电流的环网线 路有影响。 〔6〕开关检修时，可用旁路代路运行，无需停电。 〔7〕易于扩建，利于以后规划。 方案2：采用内桥接线 其优缺点：⑴两台断路器1DL和2DL接在电源出线上，线路的切除和投入是比较方便。 ⑵当线路发生故障时，仅故障线路的断路器断开，其它回路仍可 继续工作。 ⑶当变压器故障时，如变压器1B故障，和变压器1B连接的两台 断路器1DL和3DL都将断开，当切除和投入变压器时，操作也 比较复杂。 ⑷较容易影响有穿越功率的环网系统，内桥接线适用于故障较多 的长线路，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。 方案3：采用外桥接线 其优缺点：⑴当变压器发生故障或运行中需要切除时，只断开本回路的断路器即可。 ⑵当线路故障时，例如引出线1X故障，断路器1DL和3DL都将 断开，因而变压器1B也被切除。 ⑶外桥接线适用于线路较短、变压器按经济运行需要经常切换且
110k V变电站电气一次部分课程设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
课程设计任务书 设计题目： 110kV变电站电气 一次部分设计 前言 变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远
距离输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。 随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。 目录 第1章原始资料及其分析 (4) 1原始资料 (4) 2原始资料分析 (6) 第2章负荷分析 (6) 第3章变压器的选择 (8) 第4章电气主接线 (11) 第5章短路电流的计算 (14) 1短路电流计算的目的和条件 (14) 2短路电流的计算步骤和计算结果 (15) 第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18) 1 导体和电气设备选择的一般条件 (18) 2 设备的选择 (19)
二、设计原始资料 1、电力系统接线及参数如图1所示，待设计的变电站为丙变电站，是一个110系统的枢纽变电站。 2、待设计的变电站的电压等级为：110kV、35kV、10kV。5～10年规划负荷如下： 2.1 35kV电压级：架空出线6回，每回出线最大输送功率5MW，送电距离30km，功率 因数,Ⅰ、Ⅱ类负荷所占比例为60％. 负荷同时率取0。9。 2.2 10kV电压级：架空出线10回，每回架空出线最大输送功率2MW，送电距离6km，功 率因数:cosΦ=0.8。,Ⅰ、Ⅱ类负荷所占比例为70％.负荷同时率取0.9。 3、自然条件：站址为农田，土质为黏土，土壤电阻率ρ=60m海拔高度.处于 Ⅳ类气象区。 4、各电压级进出线方向110kV进线为同一方向进线；35kV出线为两个方向出线；10kV 出线为多方向出线。 5、各电压级母线后备保护的动作时间：10kV母线1s；35kV母线2s；110kV母线3s。 6、依据负荷曲线，变电站最大负荷利用小时数。 7、电力系统直流分量电流衰减时间常数，（冲击系数）。 8、系统运行方式：最大运行方式为发电厂机组全部投入，变电站110kV为4回进线、 最小运行方式为每个电厂停一台发电机，变电站110kV各发电厂只有一回进线。 .
此表装订在报告（论文）的前面。
摘要 本摘要主要进行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范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，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的绘制。
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%)
浅析110kV变电站电气设计 电力供应是我国生产生活能源的主要供应方式。日常生活中，电力供应保障着社会经济生活的正常运转，没有电力能源，整个社会经济生活的运转将陷入瘫痪状态。所以电力供应的充足、安全与稳定是至关重要的。文章阐述了有关变电站设计、选择和安装程序中要注意的问题以及如何实现变电站的科学有效运作，以更好的保障电力的输送和使用。 标签：电力供应；短路电流；系统设计；变电装置 引言 变电站是电力供应系统的主要环节之一，它担负着输出电流的高低压转换工作。一方面，变电站的作用是升高发电厂发出的低压电流，以更好的进行电流的安全方便的长途输送；另一方面，变电站将发电厂发出的电流降低，高压电只有通过降低电压才能供应我国居民的正常生产生活用电。现阶段，我国居民生活用电的电压是220伏，工业用电则为380伏，而直接从发电厂输出的电压会达到1000伏以上，这就要充分发挥变电站的变压作用。我国变电站电压为110千伏，在变压器的选用中，要根据实际需要进行合理适当的部件选择，并且要精准的计算通过的电流和电压值，实现安全稳定的供电。 1 主接线的选择和考虑因素 在电气输送过程中，电流的输送是依靠主接线来完成的，因此，主接线的选择是十分重要的，主接线连接着各项输电设备，如发电机，变压器和设备开关等等，起到电路连接传送的作用。主接线设计和连接的好坏直接影响到电力输送的效果，所以，在设计主电线时要满足以下几点要求：（1）转换灵活迅速。主电线要能够适应不同设备在不同条件下的正常运转，当遇到电路突发故障时能迅速转换电流的运行方式，使故障的影响率降到最低。（2）主接线的性能要安全可靠。要降低不必要的接线数量，电线本身的质量要达到使用标准，确保降低电力发生突然中断的概率，减少停电带来的损失。（3）接线设计要经济节能。设计时要尽量减小接线的占地面积和体积，要以轻巧灵便为原则，尽量减少变压器的数量，以及在电气输送过程中的电力损失。主接线的方式分为单母线，桥型接线，双母线和分段接线等几种方式，其中，双母线接线方式供电可靠，灵活性强，使用范围较广，如果发电量不大，则可以选择桥型接线的方法。 2 如何克服電力短路故障 通俗来讲，电路系统中的每个电力设备都可以看成是一个电阻部件，都具有一定的电阻，当设备在运转时突然产生电阻降低的异常情况，致使部分线路电流异常增大，就发生了整个系统的短路情况。一旦发生短路现象，会对个别设备和整个电力系统造成极具破坏力的影响，严重时会烧毁电机设备。所以要在选用变电站部件时充分考虑其抗电流短路的限量值。短路电流的极限值一般都是经过对
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
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
110kV变电站电气部分设计 第一篇：毕业设计说明书 第一章变电站总体分析 第一节变电站的基本知识 一.变电站的定义 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，是进行电压变换以及电能接受和分配的场所。 二.变电站的分类 1、根据变电站的性质可分为升压和降压变电站 （1）升压变电站是将发电厂发出的电能进行升压处理，便于大功率和 远距离输送。 （2）降压变电站是对电力系统的高电压进行降压处理，以便电气设备的使用。 2、变电所根据变电站在系统中的地位，可分为枢纽变电站、区域变电站和用户变电站 （1）枢纽变电所。位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330～500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。 （2）中间变电所。高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，电压为220～330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。 （3）地区变电所。高压侧一般为110～220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中供电停电。 （4）终端变电所。在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受
到损失。 第二节所设计变电站的总体分析 变电站电气一次部分的设计主要包含：负荷的分析计算、变压器的选型、主接线的设计、无功补偿、短路电流的计算、电气设备的选型和校验、母线的选择和校验等有关知识。因此，变电站的总体分析也应该从这几个方面着手。 1、由待设计变电站的建设性质和规模可知，所设计变电站主要是为了满足某铁矿生产生活的发展需要,是一个110/10kv降压变电站,也是一个地区性变电站，并且只有两个电压等级，因此，主变压器可选用双绕组型的。 2、由原始资料电力系统接线简图可知有来自同一个电力系统的双电源供电。 3、由原始资料负荷资料可知110kv侧线路共三回，两用一备，有穿越功率，穿越功率经过110kv母线配电装置传出。10kv侧线路共15回，13用2备，负荷较大，无功补偿应选在10kv侧，一二级负荷所占比例较大，对供电可靠性要求较高。因此110kv,10kv侧母线可考虑对供电可靠性较高的单母线分段和双母线接线两种接线形式。 4、由原始资料所设计变电站的地理位置示意图和该地地形、地质、水文、气象等条件可知，所设计变电站应选址在负荷中心且地势较平坦的山谷中，根据变电站的出线方向来设计配电装置的布置，还应考虑到变电站的防震防雷防雪等，根据110kv变电站的设计手册可知所选电气设备应优先考虑室外型。。