摘要
电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必须从工程的设计来提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电站是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，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电气部分的主体，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方式的确定，对电力系统的安全、可靠、经济运行起着决定的作用。
本设计针对110kV降压变电站进行电气部分设计，电压等级110kV/35kV/10kV；设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电站防雷等。
设计中依据《电力工程设计手册，电气一次部分》、《发电厂、变电站电气部分》，《电力继电保护原理》《中小型变电所实用设计手册》《电气设备设计计算手册》《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》、《高压配电装置设计技术规程》等国家和电力行业有关110kV变电所设计、标准、规程、规范及国家有关安全、环保等强制性标准。
关键词：降压变电站电气设计
目录
第一章绪论 (1)
第一节选题背景 (1)
第二节选题意义 (1)
第三节变电站发展概况 (1)
第四节设计原始资料 (2)
一、变电站的出线 (2)
二、负荷情况 (2)
三、线路长度 (2)
第二章电气主接线设计及短路电流计算 (3)
第一节电气主接线设计及主变压器容量选择 (3)
一、电气主接线方案初选 (3)
二、主接线方案比较 (3)
三、主变压器的选择 (4)
四、站用变压器的选择 (5)
第二节短路电流计算 (5)
一、短路电流的计算目的 (5)
二、短路电流计算点的确定 (6)
三、计算步骤 (6)
四、变压器、线路及电抗器的参数计算 (6)
五、系统网络化简 (8)
K的短路计算 (8)
六、110kV母线短路点1
K的短路计算 (10)
七、35KV母线短路点2
K的短路计算 (11)
八、10KV母线短路点3
K的短路计算 (12)
九、10KV出线短路点4
第三章电气主设备的选择及校验 (14)
第一节选择原则及规定 (14)
一、一般原则 (14)
二、校核电器的基本使用条件 (14)
三、各回路最大持续工作电流 (14)
第二节主设备选择及校验 (15)
一、断路器的选择及校验 (15)
二、隔离开关的选择及校验 (18)
三、电流互感器的选择及校验 (21)
四、电压互感器的选择 (26)
五、避雷器的选择及检验 (28)
六、母线的选择及校验 (30)
七、熔断器的选择 (32)
第四章主变保护整定计算及防雷接地计算 (34)
第一节变压器继电保护 (34)
一、变压器差动保护计算 (34)
二、变压器过流保护及过负荷保护计算 (36)
第二节防雷接地计算 (37)
一、防雷计算 (37)
二、接地计算 (39)
总结 (41)
致谢 ...........................................................................错误！未定义书签。参考文献.. (42)
附录A 主接线方案图 (43)
附录B 系统正序等值图 (45)
附录C 设备选择参照图 (46)
附录D 短路电流计算结果表 (47)
附录E 变电所主体设备型号一览表 (48)
第一章绪论
第一节选题背景
电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的使用及分配电力，必须从工程的设计来提高电力系统的安全性、可靠性和运行效率，从而达到降低成本，提高经济效益的目的。变电站是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分，它直接影响整个电力网络的安全和电力运行的经济成本，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电气部分的主体，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方式的确定，对电力系统的安全、可靠、经济运行起着决定的作用。
目前，110KV、35KV常规变电站在城农网中仍占有较大的比重，其一次、二次设备都比较落后，继电保护装置多为电磁式继电器组合而成，一般只具有当地控制功能，多为有人值班运行方式。随着电网运行自动化系统的提高,变电站综合自动化系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电站将成为今后变电运行的主流方式，对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲，我们只有不断提高自身素质，才能跟得上电力系统的飞速发展，为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。
第二节选题意义
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。
本设计针对变电站进行设计，设计内容包括：变压器台数和容量的选择、主接线的选择、短路电流的计算、主要电器设备的选择和校验、继电保护及变电站防雷等。通过对110KV降压变电所电气部分的设计，使我明白其目的在于使我们通过这次毕业设计，能够得到各方面的充分训练，结合毕业设计任务加深了对所学知识内在联系的理解，并能灵活的运用。
第三节变电站发展概况
随着计算机技术的飞速发展，微型计算机技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用，它集变电站中的控制、保护、测量、中央信号、故障录波等功能于一身，替代了原常规的突出式和插件式电磁保护、晶体管保护、集成电路保护。常规控制、保护
装置已逐步从电力系统中退出，取而代之的则是这种新型的微机监控方式，它运用了自动控制技术、微机及网络通信技术，经过功能的重新组合和优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工,利用变电站中的远动终端设备来完成对站中设备的遥信、遥测、遥调、遥控即四遥功能。这就为实现变电站无人值守提供了前提条件。变电站、所综合自动化和无人值守是当今电网调度自动化领域中热门的话题，在当今城、农网建设改造中正被广泛采用。
第四节设计原始资料
一、变电站的出线
变电站的电压等级为110kV/35kV/10kV，设两台主变，变电站最终规模的进出线回路数为：
110kV：2回（双电源进线）
35kV：6回（终端用户）
10kV：12回（终端用户）
二、负荷情况
35kV、10kV负荷情况见下表。
表1-1 负荷情况表
三、线路长度
110kV：架空线，170公里
35kV：架空线，76 公里
10kV：架空线，27 公里
第二章电气主接线设计及短路电流计算
第一节电气主接线设计及主变压器容量选择
一、电气主接线方案初选
根据GB50059-92《35—110KV变电站设计规范》，设计任务书中站给资料中要求，变电站的主接线，应根据变电站在电力网中的地位，出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠，运行灵活，操作检修方便，节约投资和便于扩建，同时应满足以下条件：
1．当能满足运行要求时，变电站高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。
2．35—110KV线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。
3．当变电站装有两台主变时，6—10KV侧宜采用分段单母线。线路12回及以下时，变电站10KV可用双母线；当不许停电检修断路器时，可装设旁路设施。
4．接在母线上的：避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关，对接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。
根据以上要求初步选择主接线如下：
（一）方案一（接线图见：附录A）
1．110KV侧、35KV侧和10KV侧均采用单母分段的接线方式。
2．主变容量及台数的选择：2台主变容量相同。
（二）方案二（接线图见：附录A）
1．110KV侧采用桥形接线，35KV侧和10KV侧采用单母分段的接线。
2．主变容量及台数的选择：2台主变容量同方案一。
二、主接线方案比较
综上所述，由于方案二采用桥形接线，使用的断路器比方案一少。主变台数、型号、参数均相同，同时又不降低用电和供电可靠性，又符合现场实际和设计规程的要求，从经济角度考虑选择方案二比较合适，达到了工程造价较低，同时考虑了变电站随着负荷的增加，进行扩建和增容的可能性，因为桥式接线在负荷增加时，可很方便的改造为单母线分段，以适应负荷增加和供电可靠性的要求。
同时，从技术角度，方案一中断路器3、断路器4之间及母线发生短路，则断路器3、断路器4、断路器5分别跳闸，即所有负荷由1号主变承担；方案二中当断路器3至变压器绕组内及断路器2右侧发生短路，则断路器2、断路器3及变压器中、低侧分别跳闸，即所有负荷由1号主变承担。再如，方案一如母线发生短路，断路器4、断路器5、断路器3分别跳闸，2号主变停止向负荷供电；方案二中内桥断路器2侧母线发生短路，断路器2、断路器3、2号主变中、低压侧分别跳闸，停止向负荷
供电。
由以上分析，方案一和方案二在技术上是相当的，而从经济上讲，方案一比方案二多用了两组断路.两组隔离开关和母线，所以，最终确定方案二为本设计的主接线。
三、主变压器的选择
1. 运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。由于任务书给定的是一个三个电压等级的变电站，而且每个电压等级的负荷均较大，故采用三绕组变压器2台，运行主变压器的容量应根据电力系统10—20年的发展规划进行选择。并应考虑变压器正常运行和事故过负荷能力，以变压器正常的过负荷能力来承担变压器遭受的短时高峰负荷，过负荷值以不缩短变压器的寿命为限。通常每台变压器容量应当在当一台变压器停用时，另一台容量至少保证对60%负荷的供电，并考虑事故过负荷能力选择变压器容量，亦即短路时可承担100%的负荷。
2. 主变容量选择S n＝0.6S m。(S m为变电站最大负荷)
3. 两台主变可方便于运行维护和设备的检修同时能满足站用负荷的供电要两台求。
4.主变压器形式的选择：
①．相数的确定
为了提高电压质量最好选择有载调压变压器。
②．绕组的确定
本站具有三种电压等级，且通过主变各侧绕组功率均达到该变压器容量的15%以上，故选三绕组变压器。
③．绕组的连接方式
考虑系统的并列同期要求以及三次谐波的影响，本站主变压器绕组连接方式选用Y0/Y/△－11。
采用“△”接线的目的就是为三次谐波电流提供通路，保证主磁通和相电势接近正弦波，附加损耗和局过热的情况大为改善，同时限制谐波向高压侧转移。
5.主变容量的确定：
考虑变压器有1.3倍事故过负荷能力，则0.6*1.3=78%，即退出一台时，可
以满足78%的最大负荷。本站主要负荷占60%，在短路时（2小时）带全部主要负荷和一半左右Ⅰ类负荷。在两小时内进行调度，使主要负荷减至正常水平。
S n=0.6P max/
cos（2-1）
=0.6×(22+16)/0.92
=24.783MV A=24783KV A
选SSPSL-25000型，选择结果如表2-1：
表2-1主变压器参数表
四、站用变压器的选择
由主变压器容量为25000KV A，站用电率为0.5%，可选用变压器容量。
S n=25000×0.5%=125KV A
选SJL1—160型，选择结果如表2-2：
表2-2 站用变压器参数表
第二节短路电流计算
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：
在选择电气主接线时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。接地装置的设计，也需要短路电流。
一、短路电流的计算目的
1．电气主设备的选择和比较
2．电气设备和载流导体的选择和校验
3．继电保护整定计算
二、短路电流计算点的确定
1．确定原则：计算短路电流时，短路点的选择，应使站选择的电气设备和载流
导体通过可能最大的短路电流。
2．短路点的确定，根据以上原则，选择了4个短路点。
3．基准值的选取：S b＝100MV A U b取各侧平均额定电压
三、计算步骤
1．选择计算短路点
2．画等值网络（次暂态网络）图
首先去掉系统中的所有负荷分支，线路电容、各元件的电阻，发电机电抗用次暂态电抗Xd”
3．选取基准容量Sb和基准电压Ub（一般取后级的平均电压）
4．将各元件电抗换算为同一基准值的标么值
5．给出等值网络图，并将各元件电抗统一编号
6．化简等值网络，为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗X。
nd
7．求计算电抗
X。
js
8．由运算曲线查出（各电源供给的短路电流周期分量标么值运算曲线只作到
X=3.5）。
js
X=3）的电源供给的短路电流周期分量。
9．计算无限大容量（或
js
10．计算短路电流周期分量有名值和短路容量。
11．计算短路电流冲击值。
12．计算异步电动机攻击的短路电流。
13．绘制短路电流计算结果表。
四、变压器、线路及电抗器的参数计算
（一）变压器参数的计算
X B*.1—高压绕组电抗
X B*.2—中压绕组电抗
X B*.3—低压绕组电抗
U d(1-2)%—高压与中压绕组短路电压百分值
U d(1-3)%—高压与低压绕组短路电压百分值
U d(2-3)%—中压与低压绕组短路电压百分值
1．主变压器参数计算
由表2-1查明，选SSPSL —25000型号参数： U d(1-2)%=10.5 U d(1-3)%=18 U d(2-3)%=6.5 U d1%= 1/2(U d(1-2)%+ U d(1-3)%- U d(2-3)%)
=1/2(10.5+18-6.5) =11
U d2%= 1/2(U d(1-2)%+ U d(2-3)%- U d(1-3)%)
=1/2(10.5+6.5-18) =-0.5
U d3%= 1/2(U d(2-3)%+ U d(1-3)%- U d(1-2)%)
=1/2(6.5+18-10.5) =7 X B*.1=
25
100
10011100%1?
=?n b d S S U =0.44 (2-1) X B*.2=25100
1005.0100%2?
-=?n b d S S U =-0.02 (2-2) X B*.3=
25
100
1007100%3?
=?n b d S S U =-0.28 (2-3) 3．站用变压器参数计算
由表2-2查明：选SJL I —160型号参数： U d %=4 X B*.4=16
.0100
1004100%?
=?n b d S S U =8 (2-4)
（二） 线路参数计算
110kV 线路：X L *1 =X OL1?2
b b U S =168?0.2?
2115100=0.222 (2-5) 35kV 线路：X L *2 =X OL2?2
b
b U S =78?0.4?2115100
=0.236 (2-6) 10kV 线路：X L *3 =X OL3?2
b
b U S =26?0.4?2115100
=0.078 (2-7)
（三） 电抗器的参数计算
1．出线电抗器电抗标幺值参数计算： I n = X *N
100
33003max ,?=
N
N U U =173.210 A (2-8)
所以取I n =200 A 由表4-2查得：I b =5.5 A
X K.* = X K 5.1010
200105.510063?
??=??b N N b U U I I =1.565 (2-9) 2．分段电抗器电抗标幺值参数计算： I n =200 A X K =10
查表可得：X K.*=2.62
五、 系统网络化简
依据本变电站选定的接线方式及设备参数，进行网络化简如下：
（系统最大运行方式时，归算到S b ＝100MV A 的等值电抗X s ＝0.5）
图2-2
六、 110kV 母线短路点1K 的短路计算
网络化简如图2-3：
图2-3
X ∑*=X s= X L *1=0.222 X js =X md
100
233517.0?=b n S S = 0.517 (2-10) 因为X js =0.517〈 3 所以查表得："I * =1.913
"
2.0I * =1.655
∞I * =1.953
"1I * =1.635
b I =
115
3100
3?=
b b U S = 0.502 KA (2-11) n I =b I 100
233502.0?=b
n S S =1.170 KA (2-12)
"I ="I *n I =1.913×
1.170=
2.238 KA (2-13) "2.0I ="
2.0I * n I =1.665×
1.170=1.947 KA (2-14) ∞I =∞I * n I =1.953×1.170=
2.285 KA (2-15)
"1I ="1I * n I =1.635×1.170= 1.913 KA (2-16)
i ch =2.55"I =2.55×2.238=5.707 KA (2-17) i oh =1.52"I =1.52×2.238=3.402 KA (2-18)
"S =3"I U n =3?2.238×110=426.384 MV A (2-19)
七、 35KV 母线短路点2K 的短路计算
图2-4 图2-5 网络化简如图2-4、2-5： X ∑*=X 3=X S
2
02
.044.00222221-+=+X X =0.432 (2-20) X js =X md 100
233432.0?
=b
n S S =1.007
因为X js =1.007〈 3 所以查表得："I * =0.985
"2.0I * =0.910
∞I * =1.067
"1I * =1.003
b I =
37
3100
3?=
b
b U S =1.56 KA n I = b
I 100
23356.1?=b n S S =3.635 KA
"I ="I *n I =0.985×
3.635=3.580 KA "2.0I ="
2.0I * n I =0.910×
3.635=3.308 KA ∞I =∞I * n I =1.067×3.635=3.879 KA
"1I ="1I * n I =1.003×3.635=3.646 KA
i ch =2.55"I =2.55×3.580=9.129 KA i oh =1.52"I =1.52×3.580=5.442 KA
"S =3"I U n =3?3.580×35=217.020 MV A
八、 10KV 母线短路点3K 的短路计算
图2-6 图2-7 网络化简如图2-6、2-7： X ∑*=X 4=3
1133131131)
)((X X X X X X X X X X X X D D S +++++++++
(2-21)
=28
.044.062.228.044.0)
28.044.0)(62.228.044.0(222.0++++++++
=0.814
X js =X md 100
233814.0?
=b
n S S =1.897
因为X js =0.517〈 3 所以查表得："I * =0.540
"2.0I * =0.511
∞I * =0.550
"1I * =0.550
b I =
5
.103100
3?=
b
b U S =5.499 KA
n I = b
I 100
233499.5?=b n S S =12.812 KA
"I ="I *n I =0.540×
12.812=2.238 KA "2.0I ="
2.0I * n I =0.511×
12.812=6.547 KA ∞I =∞I * n I =0.550×12.812=7.047 KA
"1I ="1I * n I =0.550×
12.812=7.047 KA i ch =2.55"I =2.55×6.918=17.641 KA i oh =1.52"I =1.52×6.918=10.515 KA
"S =3"I U n =3?6.918×10=119.820 MV A
九、 10KV 出线短路点4K 的短路计算
网络化简如图2-8、2-9：
图2-8 图2-9
X ∑*=X 4=23
1133131131)
)((D D D S X X X X X X X X X X X X X ++++++++++
(2-22)
=565.128
.044.062.228.044.0)
28.044.0)(62.228.044.0(222.0+++++++++
=2.379
X js =X md 100
233379.2?
=b
n S S =5.443
因为X js =0.517 〉3
所以"I *="2.0I *=∞I *="
1I *=
js X 1
=544
.51=0.180 I n = I b
100
90
5.5?
=b n S S =4.95KA I ″= I ∞= I 0.2="
*I I n = I ∞*I n = I 0.2*I n =0.072×4.95=0.355KA
b I =
5
.103100
3?=
b
b U S =5.499 KA
n I = b
I 100
233499.5?=b n S S =12.812 KA
"I ="
2.0I =∞I ="
1I ="I *n I =0.180?12.812=2.331 KA i ch =2.55"I =2.55×2.331=5.893 KA i oh =1.52"I =1.52×2.331=3.513 KA
"S =3"I U n =3?2.331×10=40.027 MV A
第三章电气主设备的选择及校验
第一节选择原则及规定
一、一般原则
1．应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑发展。
2．应按当地环境条件校核。
3．应力求技术先进和经济合理。
4．与整个工程的建设标准应协调一致。
5．同类设备应尽量减少品种。
6．选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格，在特殊情况下，用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。
二、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Ig.max；
2．按短路电流的有关规定来验算导体和电器设备；
3．验算110KV以下电缆短路热稳定时，所用的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间，断路器全分闸时间和电弧燃烧。
三、各回路最大持续工作电流
表3-1最大持续工作电流表
第二节 主设备选择及校验
一、 断路器的选择及校验
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6－220kV 的电网一般选用少油断路器，电压110－330kV 电网，可选用SF 6或空气断路器，大容量机组釆用封闭母线时，如果需要装设断路器，宜选用发电机专用断路器。 （一） 母线断路器110的选择及校验 1．电压：因为U g =110KV
U n =110KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =0.138KA ＝138A 选出断路器型号为SW 4－110－1000型，如表3-2：
表3-2 110KV 母线断路器参数表
因为I n =1000A I g.max ==138A
所以I g.max < I n
3．开断电流：I dt ≤I kd (3-1)
因为I dt =2.238KA I kd =18.4KA 所以I dt
因为i ch =5.707KA i max =55KA
所以i ch
5．热稳定：I ∞2t dz ≤I t 2t
(3-3)
979.0285
.2238
.2""
===∞I I β (3-4)
t=2.5+0.06=2.06s(t 为后备保护动作时间和断路器固有分闸时间之和) 查书得t z =1.85s>1s
故t dz =t z +0.05"β=1.85+0.05×0.9792=1.898 (3-5) 因为I ∞2t dz =2.2852×1.898=9.910 I t 2t=212×5=2205
所以I ∞2t dz
经以上校验此断路器满足各项要求。
（二） 110KV 进线断路器111、112的选择及校验 1．电压：因为U g =110KV
U n =110KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =0.108KA ＝108A 选出断路器型号为SW 4－110－1000型。
故I g.max < I n ，此断路器型号与断路器110型号一样，故这里不做重复检验。 （三） 35KV 母线断路器130、131、132的选择及校验 1．电压：因为U g =35KV
U n =35KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =0.433KA ＝433A 选出断路器型号为ZW2-35－600型，如表3-3：
表3-3 35KV 母线断路器参数表
因为I n =600A I g.max ==433A
所以I g.max < I n 3．开断电流：I dt ≤I kd 因为I dt =3.580KA I kd =6.6KA
所以I dt
4．动稳定：i ch ≤i max 因为i ch =9.129KA i max =17KA
所以i ch
5．热稳定：I ∞2t dz ≤I t 2t
923.0879
.3580.3""
===∞I I β
t=2.5+0.06=2.56s
由"β和t 查书112页图5-1得，t z =1.85s>1s 故t dz =t z +0.05"β=1.85+0.05×0.9232=1.893 因为I ∞2t dz =3.8792×1.893=28.483
I t 2t=6.62×4=128
所以I ∞2t dz
经以上校验此断路器满足各项要求。 （四） 35KV 出线断路器133的选择及校验 1．电压：因为U g =35KV
U n =35KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =0.108KA ＝108A 选出断路器型号为ZN －35－630型
故I g.max < I n ，此断路器型号与断路器130型号一样，故这里不做重复检验
（五） 10KV 母线断路器120、121、122、的选择及校验 1．电压：因为U g =10KV
U n =10KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =1.516KA ＝1516A 选出断路器型号为ZN12-10-2000型，如表3-4：
表3-4 10KV 母线断路器参数表
因为I n =2000A
I g.max =1516A
所以I g.max < I n 3．开断电流：I dt ≤I kd 因为I dt =6.918KA I kd =50KA 所以I dt
5．热稳定：I ∞2t dz ≤I t 2t
982.0047
.7918.6""
===∞I I β
t=2.5+0.06=2.56s 查书得，t z =1.85s>1s
故t dz =t z +0.05"β=1.85+0.05×0.9822=1.898 因为I ∞2t dz =7.0472×1.898=94.255
I t 2t=31.52×4=3969
所以I ∞2t dz
经以上校验此断路器满足各项要求。 （六） 10KV 出线断路器123的选择及校验 1．电压：因为U g =10KV
U n =10KV
所以U g = U n
2．电流：查表3-1得：I g.max =0.475KA ＝475A 选出断路器型号为ZN18－10－630型，如表3-5：
表3-5 10KV 出线断路器参数表
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500MVA，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：
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) 结束语 (25)
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
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
第1章原始资料分析 1.变电站的地址和地理位置选择：建设一个变电站要考虑到地理环境、气象条件等因素，包括： ⑴年最高温度、最低温度。 ⑵冬季、夏季的风向以及最大风速。 ⑶该地区的污染情况。 2.确定变电站的建设规模设计⑴电压等级有两个：110kV 10kV。⑵主变压器用两台。⑶进出线情况：110kV有两回进线，10kV有18回出线。 3.设计110kV和10kV侧的电气主接线：通过比较各种接线方式的优缺点、适用范围，确定出最佳的接线方案。 ⑴110kV侧有两回进线，为电源进线，此时宜采用桥形接线，根据桥断路器的安装位置，可分为内桥和外桥接线两种，比较这两种接线的特点，适用范围，确定110kV侧的接线方式为内桥接线。 ⑵10kV侧有18回出线，可供选择的接线方式有： ①单母线分段接线。 ②双母线以及双母线分段。 ③带旁路母线的单母线和双母线接线。 比较这几种接线方式的优缺点，适用范围，确定出10KV侧的接线方式为单母线分段接线。 4.计算短路电流及主要设备选型。 ⑴主变压器的型号、容量、电压等级、冷却方式、结构、容量比和中性点接地方式的选择等。 ①主变的容量： 主变容量的确定应根据电力系统5-10年发展规划进行。当变电所装设两台 第0页共30 页
及以上主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60-80%。 ②接线方式： 我国110kV及以上电压，变压器三相绕组都采用“YN”联接；35kV采用“Y”联接，其中性点多通过消弧线圈接地。因此，普通双绕组一般选用YN，d11接线；三绕组变压器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。 5.绘制电气主接线图；总平面布置图；110kV和10kV的进出线间隔断面图等有关图纸。 6.简要设计主变压器继电保护的配置、整定计算 选择几个特殊的短路点：如110kV侧、10kV母线上。根据系统的短路容量进行整定计算。 7.防雷接地设计 防雷设计要考虑到年雷暴日，保护范围等因素。接地设计考虑到主要的电气设备能可靠的接地，免受雷电以及短路。 第1页共30 页
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。
实验一机械厂降压变电所的电气设计 1.1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，并适当考虑到工厂的发展，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形式，确定变电所主要变压器的台数与容量，类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 1.2设计依据： 1.2.1工厂总平面图： 1.2.2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4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示：
1.2.3气象资料 本场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-9℃，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处平均气温为25℃，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.4地质水文资料 本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为1m。 1.2.5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该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等腰三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级符合要求，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80km，电缆线路总长度为25km。 1.2.6电费制度
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
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
、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。 二、设计要求<1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应工程分析，需求预测说明。 <2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。 <3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算 <4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 <一）设计主体内容 <1）负荷计算及无功功率补偿 <2）变电站位置及形式的选择。 <3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的选择。 <4）短路电流计算。 <5）变电所一次设备的选择及校验。 <6）变电所高低压线路的选择。 <7）变电所二次回路方案及继电保护的整定。 <二）设计任务 1．设计说明书，包括全部计算过程，主要设备及材料表；
2．变电所主接线图。 四、设计时间安排 查找相关资料<1 天）、总降压变电站设计<3天）、车间变电所设计<2天）、 厂区配电系统设计<1天）、撰写设计报告<2天）和答辩<1天）。 五、主要参考文献 [1]电力工程基础 [2]工厂供电 [3]继电保护. [4]电力系统分析 [5]电气工程设计手册等资料 指导教师签字：年月日 一．负荷情况某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂的供电任务，负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下：<一）一号车间 一号车间接有下表所列用电设备
＜二）二号车间 二号车间接有下表所列用电设备 ＜三）三号车间 三号车间接有下表所列用电设备 ＜四）办公楼 办公楼接有下表所列用电设备负荷 ＜五）食堂
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%)
毕业设计某纺织厂降压变电所 电 气 毕 业 设 计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
某纺织厂降压变电所的电气设计 （一）设计要求 要求根据本厂所能起得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，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，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，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，绘出设计图样。 （三）设计依据 Ⅰ.工厂总平面图（参看图一） 2.工厂生产任务，规模及产品规格本厂生产化纤产品，年生产能力为2300000米，其中厚织物占50%，中织物占30%，薄织物占20%。全部产品中以腈纶为主体的混合物占60%，以涤纶为主体的混合物占40%。 3. 工厂负荷情况本厂的供电除二级负荷（制条车间，纺纱车间，锅炉房）外，均为三级负荷，统计资料如表所示
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。。
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：电力工程课程设计指导教师（签名）：杜露露 班级：姓名：学号：
目录 引言........................................................... 任务书.................................................... - 0 - 一、设计题目： (1) 二、设计要求： (1) 三、设计依据： (1) 第一章负荷计算和无功功率补偿............................. - 2 - 第二章变压器台数容量和类型的选择......................... - 6 - 第三章变电所主接线方案设计............................... - 7 - 第一节变压器一次侧主接线 (7) 第二节变压器二次侧主接线 (7) 第四章短路电流计算....................................... - 8 - 第五章变电所一次设备及进出线的选择与校验................ - 10 - 第一节变压器的选择与校验.. (10) 第二节低压两侧隔离开关的选择与校验 (10) 第三节高压断路器的选择与检验 (11) 第六章选择整定继电保护装置.............................. - 11 - 第七章防雷保护和接地装置的设计.......................... - 12 - 结束语................................................... - 14 - 参考文献................................................. - 15 -
目录 第一章课程设计任务书 第二章负荷分析 第三章变压器的选择 第四章无功补偿装置的选择 第五章电气主接线的选择与方案比较第六章各级电气配置的选择 第七章短路电流计算结果及目的 第八章继电保护规划及整定
第一部分.设计说明书 第一章：毕业设计任务书 一、设计题目 110KV降压变电站部分的设计 二、所址概况 1、地理位置及地理条件的简述 变电所位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平 均海拔200米，最高气温40℃，最低气温-18℃，年平均气温14℃， 最热月平均最高气温30℃，土壤温度25℃。 三、系统情况如下图 注：括号内为最小1、主变压
四、负荷情况： 五、设计任务 1、负荷分析及主变压器的选择。 2、电气主接线的设计。 3、变压器的运行方式以及中性点的接地方式。 4、无功补偿装置的形式及容量确定。 5、短路电流计算（包括三相、两相、单相短路） 6、各级电压配电装置设计。 7、各种电气设备选择。 8、继电保护规划。 9、主变压器的继电保护整定计算。 六、设计目的
总体目标 培养学生综合运用所学各科知识，独立分析各解决实际工程问题的能力。 第二章：负荷分析 一、负荷分类及定义 1、一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回， 带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独 立电源供电。 2、二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时 间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二 级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许 有一回专用架空线路供电。 3、三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特 殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 二、本设计中的负荷分析 市镇变1、2：市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。 煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。
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