信息工程学院
课程设计报告书题目:110kv变电所一次电气设计
专业：电气工程及其自动化
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2010年9月25日
信息工程学院课程设计任务书
学号学生姓名专业（班级）电气工程设计题目110kv变电所一次电气设计
设
计
技
术
参
数
设
计
要
求
工
作
量
工
作
计
划
参考资料[1] 王世新.农村发电厂变电站电气部分.北京:中国农业出版社,2009：81-125。
[2] 赵文清,朱永利.电厂变电站的可靠性接线方式.国际电力,2005年第2期：54-60。
[3] 国家电力公司农电工作部.35kV及以上工程.北京:中国电力出版社,2002:：45-76。
[4] 陈尚发,吴志祥.论山西阳城电厂电气主接线.电力建设,2005年第5期:9-11。
[5]纪建伟,黄丽华,房俊龙,孙国凯.电力系统分析.北京:中国水利水电出版社,2002:152-164。
指导教师签字教研室主任签字
学生姓名：学号：专业（班级）：电气工程课程设计题目：110kv变电所一次电气设计
指导教师评语：
成绩：
指导教师：
年月日
摘要
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越来全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
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。
电力技术高新化、复杂化的迅速发展，使电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
关键字：变电所；电气设备；配电网络；负荷；功率
Abstract
With economic development and the rapid rise of modern industrial building, power supply system design more and more to a comprehensive, systematic, plant rapid consumption growth, power quality, technical and economic conditions, reliability of electricity supply are increasing, therefore also have higher power supply design, better requirements. Design is reasonable, not only directly affect the infrastructure investment, operation costs and the consumption of non-ferrous metals, will reflect the reliability and safety of electricity production, it and the economic benefits, closely related to personal safety equipment.
Power system substation is an important component of the electrical equipment and distribution network at a certain wiring posed, his power from the electric power systems round, through its transformation, distribution, transportation and protection functions, and then power Anquan , reliable and economical electricity delivered to each set of equipment to switch places. As the hub of power transmission and control, substation must change the traditional design and control mode, to adapt to the modern power system, modernization of industrial production and the development trend of social life. With computer technology, modern communication and network technology development, the firm currently substation, control, protection and measuring devices and systems to provide a separate state of Optimization and system integration technology base. 110KV substation is high pressure network of substations in the region in more involved, analysis of tasks and users substation load, etc., using the user data load calculation to determine the reactive power compensation device users.
With the development of high power technology, the rapid development of complex, power system from generation to supply all areas, through the use of new technologies, are constantly changing. Substation and its power system is also a key part of the new technology has been fully developed.
Keywords：substation；electrical equipment；power distribution networks；load；power
目录
1.前言
1.1 发展概况.............................................. 错误！未定义书签。
1.2 选题目的 (2)
1.3 背景和意义 (2)
2.变电所概况 (3)
2.1 工程概况 (3)
2.2 变电所位置分 (3)
2.3 负荷计算 (3)
2.4 变压器的选择 (4)
3.电气主接线设计 (7)
3.1 设计原则 (7)
3.2 方案比较 (7)
4.短路电流计算 (10)
4.1 计算目的 (10)
4.2 计算步骤 (10)
4.3 计算过程 (11)
5.母线及电气设备的选择 (17)
5.1 母线的选择 (18)
5.2 断路器与隔离开关的选择 (19)
5.3 互感器的选择 (29)
5.4 并联电容器组的选择 (37)
6.防雷设计 (38)
6.4防雷保护措施 (38)
6.5 进线保护 (40)
6.6 防雷设计 (40)
总结 (43)
参考文献 (44)
1.前言
1.1发展概况
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。
1.1 选题目的
我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法，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。电力工业的迅速发展，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，综合应用所学理论知识，开拓思路，锻炼独立分析问题及解决问题的能力。
1.2 背景和意义
110KV区域降压变电所是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好110KV变电所的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在110KV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以110KV变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。
110KV变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，110KV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，110KV变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。基于此，我以节约资源、保护环境、设计高安全、高质量的110KV变电所为目的，从电源设置、主接线形式确定、设备选择和配电装置布置等方面提出了新的设计思路。
2.变电所概况
2.1工程概况
根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电所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 ，10KV 以及站用电的主接线，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，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，然后根据短路电流及冲击电流进行相关的校验，从而完成了110KV 电气一次部分的设计，并力求在可靠性的前提下，做到运行操作简便，运行灵活，经济合理。
2.2变电所位置分
待建的城中110KV 降压变电所在城市近郊并向加工厂、机械厂、棉纺厂、药棉厂、水厂、化工厂
供电。110KV 进线2回，在10KV 侧有10回出线，则可以看出这所变电所是一所普通的终端变电所，在电力系统中的作用不是很重要，只是对周边负荷供电。变电所的选址一般要求地势平坦且交通方便，以便施工和设备的运输。本变电所占地面积3720平方米。系统至城中变110KV 母线的短路容量为3984MVA.。
2.3负荷计算
变电所进行电力设计的基本原始资料是根据各用电负荷所提供，但往往这些统计是不齐全的，所以在设计时必须考虑5到10年的负荷增长情况并如何根据这些资料正确估计变电所所需要的电力、电量是一个非常重要的问题。负荷计算直接影响着变压器的选择，计算负荷是根据变电所所带负荷的容量确定的，预期不便的最大假想负荷[1]
。这个负荷是设计时作为选择变电所电力系统供电线路的导线截面，母线的选择，变压器容量，断路器，隔离开关，互感器额定参数的依据。计算方法：根据原始材料给定的有功功率P 、功率因素cos ?，求出无功功率。
tan Q P ?=?,P ∑=1P +2P +3P +……+n P , Q ∑=1Q +2Q +3Q +……+n Q ()21-
计算负荷:2
2
c S P Q =??
+∑∑()22-，?为需要系数一般取0.85。
根据原始资料：cos 0.85?=，则tan tan(arccos0.85)0.62?==，由公式()21-可计算出： 工厂1回：
C1C1C11500,tan 15000.62930var P KW Q P k ?==?=?= 机械厂2回：
C2C3C2C3C21200,tan 12000.62744var P P KW Q Q P k ?====?=?=
药棉厂1回：
42000,C P KW =C4C4tan 20000.621240var Q P k ?=?=?= 棉纺厂2回：
C5C6C5C5C61800,tan 18000.621116var P P KW Q Q P k ?====?=?= 水厂2回 ：
787871600,tan 16000.62992var C C C C C P P KW Q Q P k ?====?=?= 化工厂2回：
C9C10C910C91600,tan 20000.621240var P P KW Q Q P k ?====?=?= C1245792222C C C C C P P P P P P P ∑=+?++?+?+?
31500120021800216002200021670016.710KW kw =+?+?+?+?==?
C1C2C4C9C5C72222Q Q Q Q Q Q Q ∑=+?++?+?+?
10
9302744124011162992212402 1.0345410var k =+?++?+?+?=?
由公式()22-得出：42210.8516702 1.6702101670010354C S KW KW =?+==?
2.4变压器的选择
变电所主变压器容量一般应按5-10年规划负荷来选择。根据城市规划，负荷性质，电网结构等综
合考虑确定其容量。对于重要变电所应考虑以1台主变压器停运时其余变压器容量在计及负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电[2]
。对于一般变电所，当一台主变停运时，其余变压器的容量应能满足全部负荷的70%-80%，在目前实际的运行情况变电所中一般均是采用两台变压器互为暗备用并联运行。变压器容量首先应满足在C S 下，变压器能够可靠运行。
对于单台： NT C S S ≥()23- 对于两台并联运行： 12NT NT C S S S +>()24- 112NT C C S S S ≥+()25- 212NT C C S S S ≥+()26-
变压器除满足以上要求外还需要考虑变电所发展和调整的需要，并考虑5-10年的规划，并留有一定的裕量并满足变压器经济运行的条件。
根据现实运行的经验，一般是采用两台变压器互为备用。对于两台互为备用并联运行的变压器，变电所通常采用两台等容量的变压器，单台变压器容量视它们的备用方式而定：
暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压器各承担负荷的50%，此时，变压器的容量应按变压器最大负荷的70%选择，其有显著的优势：1.正常情况下，变压器的最大负荷率为70%，符合变压器经济运行并留有一定的裕量。2.若一台变压器故障，另一台变压器可以在承担全部最大负荷下（过负荷40%）继续运行一段时间[3]
。这段时间完全有可能调整生产，切除不重要负荷，保证重要负荷的正常供电。这种暗备用的运行方式具有投资省，能耗小的特点，在实际中得到广泛应用。 明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。此时，两台变压器按最大负荷时变压器负荷率为100%考虑，较暗备用能耗大，投资大，故在实际中不常采用。
变压器选择方法：根据负荷计算出的c S ，由于采用两台变压器互为暗备用并联运行，单台变压器容量按70%C S ?选择，并考虑5-10年规划，留有15%的发展余地。 ()0.7115%NT C S S =??+()27- 可知所选择的变压器容量()0.7115%NT C S S >??+即可。
考虑两台主变压器互为暗备用，单台容量按计算容量C S 的70%选择。考虑5-10年的计算规划并留有一定的裕量[4]
。
(115%)0.716700 1.150.713443.5C S S KW =+?=??=总 则所选的变压器容量大于13443.5KW 即可。
本设计所以选择两台：2*SFZ9—16000/110型变压器。其技术参数如表2.1：
表2.1 2*SFZ9—16000/110型变压器技术参数
型号
额定容量KVA 高压KV 高压分接范围 低压KV SFZ9-16000/110 16000 110 110±8?1.25% 6.3 6.6 10.5 空载损耗KW 负载损耗KW 空载电流I% 阻抗电压s %U 联结组标号
20.24
77.4
1.2
10.5
11N Y d
表2.2 所用变压器的选择
序号 名称 额定容量（KW ） 负荷类型 1 通信 4 经常、连续 2 充电屏 7.5 经常、连续 3 监控电源 1 经常、连续 4 保护电源 1 经常、连续 5 动力电源 11.5 不经常、断续 6 取暖、通风电源 32 经常、连续 小计 动力负荷1P 57
7 110KV 加热 0.7 经常、连续 8 10KV 加热 1.6 经常、连续 小计 加热负荷2P 2.3
9 10KV 配电装置照明 4 短时、连续 10 二次设备照明 3 短常、连续 11 屋外配电装置照明 10 短时、连续 小计
照明负荷3P
17
则所用变压器的容量可选80kw ，则所用变压器选择SC —80/10型，%4K U =的干式变压器，380/220
所用配电屏GGD1—54型，共3面。
3.电气主接线设计
电力系统是有发电厂，变电所，线路及用户组成。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，而主接线代表了变电所的电气部分的主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电所设计的首要部分。关系着电力系统的安全和稳定，灵活经济运行。由于电能生产的特点是：发电，变电，输电，用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏也影响工、农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下正确处理好各方面的关系，全面分析有关因素，力求使其技术先进，经济合理，安全可靠。同时，主接线是保证电网安全可靠，经济运行的关键，是电气设备布置，选择自动化水平和二次回路设计的原则和基础。
3.1设计原则
应根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量，本期建设规模，输送电压等级，进出线回路数，供电负荷的重要性，保证供电平衡，电力系统线路容量，电气设备性能和周围环境及自动化规划与等级条件确定，应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。
3.2方案比较
方案一：110KV采用带母线型内桥接线，10KV采用带有母联断路器的双母线接线型式，母联断路器和桥联断路器均带有备用电源自动投入装置。
方案二：110KV采用单母线分段，10KV侧采用单母线分段和带专用旁路断路器的旁路母线接线型式。
单母线分段用断路器进行分段，这种接线方式可以提高可靠性和灵活性，对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电。根据实际的运行经验，两母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。对110KV 等级进出线回数为3-4回时可以采用此接线方式，本设计变电所110KV进线为两回。
110KV带母线型内桥接线方式用于两台变压器进出线回路为两回的情况。由于本变电所的容量不是很大，根据运行经验可以知道，变压器的故障率很小，且不经常切换，并通过桥联断路器将两母线和变压器联系起来。内桥接线在线路的切除或投入时，不影响其余回路的工作，且操作简单。虽然其在切入或投入变压器时，要使相应的线路停电，并考虑复杂。但由于现实中变压器的故障率很小且不经常切换，所以不予考虑。虽然单母线分段较内桥接线操作较为方便，灵活，但其增加了两台高压断路器的投资。内桥接线的可靠性也比较高，对于本设计的变电所已经足够。从本次设计的变电所的地位可知，该变电所是一般的变电所，且是一个向负荷供电的终端变电所。因此可靠性要求不是极高，所以内桥接线可以满足要求。故110KV本设计采用内桥接线。
断路器经长期运行和切断数次断路电流，都需要进行检修，为了能使采用单母线分段或双母线的配电装置检修断路器时，不致中断该回路供电，可增设旁路。方案二中采用了单母线分段带专用旁路母线的接线，从给定的原始资料可以知道，本变电所的出线回路为10回，由于回路数较多则可以考虑架设专用的旁路母线。该接线方式的优点有：其提高了供电的可靠性性和灵活性，并可以通过旁路母线在保证向负荷不间断供电的情况下检修出线上的断路器。但这种接线一旦母线故障，有50%的停电率，这种接线增加了一格旁路断路器的投资，并且在检修断路器时其倒闸操作繁琐，根据长期的运行经验可以知道，变电所，发电厂出现的事故，多数是由人为误操作所致。单母线分段带旁路的接线出现误操作的几率很大，所以本设计不予采纳。
10KV采用带有母联断路器的双母线接线的分析：
T=5000h 则可以知道：负荷对供电的可靠性要求比较高。双母线接线有由原始资料出线10回，
max
两组母线，并可以互为备用。每一电源和出线都装有一台断路器，并有两组母线隔离开关，分别与两组母线相连，两组母线则通过母联断路器进行联系起来。双母线接线较单母线接线具有更高的可靠性和灵活性。其有显著的特点：
1.供电可靠通过两组母线的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开隔离开关所属的一条线路与此隔离开关相连的该组母线其他电路则可以通过另一母线继续运行。如：欲检修工作母线，则把全部电源倒在另一母线上。其操作步骤是：先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合上母联断路器，向备用母线充电至两组母线等电位，为保证供电不中断，先合上备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关，完成母线切换后再断开母联断路器及其两侧的隔离开关，即可对原工作母线进行检修。
2.调度灵活：各个电源和负荷可以任意分配到任一母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要，通过倒闸操作可以组成各种运行方式：1.当母联断路器断开，一组母线工作，另一母线作为备用，相当于单母线运行。2.两组母线同时工作，并通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，这是目前采用最广泛的运行方式，它的继电保护相对较简单。
有时为了系统需要，亦可以将母联断路器断开（处于热备用状态）两组母线同时运行，此时这个变电所相当于分裂为两个电厂向各负荷送电，这种运行方式常用于最大运行方式时，以限制断路电流。根据调度的需要，双母线还可以完成一些特殊的功能。如：母联与系统进行同期或解列操作，个别回路要进行单独试验时，可以将该回路单独接到备用母线上运行，当线路利用短路方式熔冰时，亦可以将备用母线作为熔冰母线不影响其他回路工作。[6]
双母线接线的运行方式则可以根据实际的需要进行选择，其运行的灵活性远比单母线分段带旁路母线的高，这亦是本设计采用双母线接线的一个原因。
3.扩建容易：在扩建时可以向双母线左右两方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中不会造成其他回路的停电。
由于双母线具有较高的可靠性且应用广泛，其继电保护也相对简单，继电保护对线路部分主要是保护母线，并根据实际长期的运行经验，双母线同时故障的几率很小，所以不予考虑双母线同行停运的可能性。
方案一：使用110KV高压断路器3台，110KV高压隔离开关8台，SFZ9—16000/110型变压器，10KV 等级断路器13台，隔离开关36台，双母线。
方案二：使用110KV高压断路器5台，110KV高压隔离开关10台，SFZ9—16000/110型变压器，10KV 等级断路器14台，隔离开关39台，单母线分段，一组旁路母线。由此可以知道，方案的得投资较省，经济性较好。
综合可靠性，灵活性和经济性三方面，从以上的分析可以知道，方案一具有很显著的优势，所以本次设计的电气主接线选择方案一。
4.短路电流计算
4.1计算目的
在发电厂、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，也是电气设计的主要计
算项目，其目的有以下几个方面：
1.在选择电气主接线时，为比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流措施等均要进行必要的短路电流计算。
2.在选择电气设备时，如高压断路器，隔离开关等，为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；计算短路电流的冲击值，用以校验设备的动稳定。
3.在计算屋外高压配电装置时，需要短路条件校验的相间和相对地的距离。在选择继电保护方式和进行整定计算时，需要以各种短路时的短路电流为依据。
4.接地装置的设计，也需要短路电流计算。
4.2计算步骤
在本设计中短路电流计算采取实用计算曲线法，其具体步骤如下：
1.计算系统，线路，发电机在基准容量下的标幺值并绘制等值网络： 本设计选择基准容量100MVA B S =， B U =av U
发电机电抗，"X 略去网络各元件的电阻输电线路电容和变压器的励磁支路，只用其 标幺值。无限大功率电源内阻抗等于零，系统"
d B =S /S X 系统
2.按网络变换的原则，将网络中的电源合成为几组，每一组用一个等值发电机代表。无限大系统另成一组。求出各等值发电机对短路点的转移电抗，以及系统对短路点的转移电抗。
3.将求出的转移电抗按相应的等值发电机容量进行归算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗
js X 。
4.进行化简，最终化成系统，发电机对短路点的等值电路。对发电机求出的计算电抗js X 。并查气轮机的js X 曲线查出等效电流标幺值"
*I
最终的短路电流为：
k G I I I =+系统()41- ()(
)12/
3G G G av
I S S U =+?()42-
(
)"
/
3B d av
I S X U =??系统()43-
图4-1 系统的等值电抗图
4.3计算过程
设基准容量：100B
MVA S
=，基准电压B av U U =,则基准电流：
3B
B B
S I U =
()44- 1K 点短路电流计算
当1
K 点发生短路时，系统对短路点的基准电流为：
100
0.50233B B B B
S KA I
U U =
==??系统
短路电抗标幺值计算： *
1
100
0.0253984
B S x S =
=
=系统
线路LGJ —240/12KM 经查表得其电抗2x 为0.401/ΩKM ，则其电抗的标幺值为：
*2
222
1000.401120.036115
B B
S x x L
U
=?=??
=
线路LGJ —240/10KM ，电抗值3
0.401/x km =Ω
*
32
2
3
1000.401100.03115
B B
S x L
x U =?=??
=
由原始资料给定的三绕组容量为：31.5MVA 由查表得SFSZ9—31500/110 , I%=0.6升压变压器
(12)%17S V -=，(31)%10.5S V -=,(23)% 6.5S V -=
()()()()
()1S 1-2S 3-12311
%V %+V %%1710.5 6.510.522S S V V -=
-=?+-= ()()()()()212233111
%%%%17 6.510.5 6.522S S S S V V V V ---=+-=?+-=
()()()(
)
()323311211
%%%%10.5 6.517022
S S S S V V V V ---=+-=?+-=则：
1*4
%10.5100
0.33310010031.5
S B
NT
V S x S
?=
=
=?
*
25% 6.5100
0.20610010031.5
S NT NT
V S x S ?=
==?
2*6
%0100
010010031.5
S B
NT
V S x S
?=
=
=?
30kMW 汽轮机的电抗标幺值： *
7100
"
0.130.347/cos 30/0.8
B G S x X d P ?==?=
由双绕组变压器容量为16MVA 可以查变压器的相关手册：SF9—16000/35，16N
MVA S
=，
%12.8S V =，双绕组变压器的电抗标幺值为：
*
8
%12.8100"0.89
10010016
S B
N V S x x S ?===? 两台并联的发电机的电抗标幺值为：
*
10100
"
0.1250.8/cos 12.5/0.8
B d
G S X
x P ?
==?
=，下面进行化简：
当1
K 点发生短路时：
***
12120.0250.0360.061x x x ===+= ***13340.030.3330.363x x x =+=+=
***
*
81014
50.40.40.206 1.00622
x x x x =++=++=，对下面等值网络的进行合并 发电机组
系统
×12×13×14
×7
发电机组
k1
图4-2 等值网络的合并图
发电机组
系统k1
×12
×15
图4-3 系统及发电机对短路点的等值网络 *15/cos 2/cos 30/0.8212.5/0.8
0.6210.43100
js
B
P P x X
S ??
+?+?=?
=?
=
查汽轮机的js
X
曲线在js
X
=0.43时在0S 时等效电流标幺值为：
"
* 2.531 2.411
2.53110 2.47120
I -=-
?=
则发电机组对短路点的短路电流为： "30/0.8212.5/0.8
0.3450.85233115
NG B
S I KA I G U +?=?
=?
=?
1
K 点的短路电流为系统对短路点的短路电流加上发电机对短路点的短路电流
之和： 1
"12110.8520.5029.0820.061
K G
B KA I
I I x =+
?=+?=系统 1K 点的冲击电流：1
1 2.55 2.559.08223.16K ishK KA I ==?=
2
K 点短路电流计算：
当将所选择的两台主变SFZ9—16000/110放入到系统中时，在上面计算的基础上
%10.5S U =，16NT S MVA =并将两台变压器合并后的电抗标幺值：
2"
16
%1110.5100
0.3282100210016
S B NT
V S x S ?=?
=?=?
k2
10KV
×16
发电机组
系统
×12×15
图4-4 两台主变运行等值网络的合并图
当短路点在变压器的10KV 侧的2
K 点时：将"
12x 、"
15x 、"
16x 进行Y -?变换：
发电机组
系统
k2
×18
×17
图4-5 系统及发电机对短路点的等值网络
"
"""""17
12161216150.0610.328
/0.0610.3280.4210.621
x x x x x x ?=++=++
=
""""""
1815161516120.3280.621
/0.6210.328 4.2880.061x x x x x x ?=++=++
=
*18/cos 2/cos 30/0.8212.5/0.8
4.288 2.95100
js
B
P P x X
S ??
+?+?=?
=?
=
查汽轮机的js X 曲线，当js X =2.95时的电流的标幺值："
*0.344I = 则10KV 侧的短路电流：
110k V变电站初步设 计
一、可研阶段 1、变电站站址选择 应结合系统论证工作，进行工程选站工作。应充分考虑站用水源、站用电源、交通运输、土地用途等多种因素，重点解决站址的可行性问题，避免出现颠覆性因素。（常规变电站投资2200~2400万，其中土建部分500万左右，线路投资70万/公里(轻冰)，110万/公里(重冰)。） 变电站选择应尽量避开基本农田，无法避让的应优先选用占地少的变电站技术方案。 1.1 基本规定 1.1.1 工程所在地区经济社会发展规划及站址选择过程概述。 1.1.2 根据系统要求，原则上应提出两个或两个以上可行的站址方案，如确实因各种难以克服的困难只能提供一个站址方案时，应提供充分的依据并作详细说明。 1.2 站址区域概况 1.2.1 站址所在位置的省、市、县、乡镇、村落名称。 1.2.2 站址地理状况描述:站址的自然地形、地貌、海拔高度、自然高差、植被、农作物种类及分布情况。 1.2.3 站址土地使用状况:说明目前土地使用权，土地用途(建设用地、农用地、未利用地)，地区人均耕地情况。 1.2.4 交通情况:说明站址附近公路、铁路、水路的现状和与站址位置关系，进所道路引接公路的名称、路况及等级。 1.2.5 与城乡规划的关系及可利用的公共服务设施。
1.2.6 矿产资源：站址区域矿产资源及开采情况，对站址安全稳定的影响。1.2.7 历史文物:文化遗址、地下文物、古墓等的描述。 1.2.8 邻近设施：站址附近军事设施、通信电台、飞机场、导航台与变电站的相互影响；以及变电站对环境敏感目标(风景旅游区和各类保护区、医院、学校等)影响的描述。 1.3 站址的拆迁赔偿情况 应说明站址范围内己有设施和拆迁赔偿情况。 1.4 出线条件 按本工程最终规模出线回路数，规划出线走廊及排列秩序。根据本工程近区出线条件，研究确定本期一次全部建设或部分建设变电站出口线路的必要性和具体长度。 1.5 站址水文气象条件 1.5.1 水位:说明频率2%时的年最高洪水位；说明频率2%时的年最高内涝水位或历史最高内涝水位，对洪水淹没或内涝进行分析论述。 1.5.2 气象资料:列出气温、湿度、气压、风速及风向、降水量、冰雪、冻结深度等气象条件。 1.5.3 防洪涝及排水情况：应说明站区防洪涝及排水情况。（避免出现颠覆性条件） 1.6 水文地质及水源条件 1.6.1 说明水文地质条件、地下水位情况等。 1.6.2 说明水源、水质、水量情况。 1.7 站址工程地质（避免出现颠覆性条件）
110kv变电站一次电气部分初步设计 毕业设计 题目110KV变电站一次电气初步设计 学生姓名谭向飞学号20XX309232 专业发电厂及电力系统班级20XX3092 指导教师陈春海评阅教师完成日期 20XX 年11月6日 三峡电力职业学院 毕业设计课题任务书 课题名称学生姓名指导教师谭向飞陈春海 110kV 变电站一次电气初步设计专业指导人数发电厂及电力系统班号 20XX3096 课题概述：一、设计任务 1.选择110kV变电站接线形式； 2.计算110kV变电站的短路电流； 3.选择110kV变电站的变压器，高/低压侧断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器，并校验。二、设计目的掌握变电站一次电气设计的计算，能选择电气设备。三、完成成果110kV变电站一次电气接线及设备选择。 I 原始资料及主要参数： 1、110kV渭北变所设计最终规
模为两台110/10kV主变，110kV两回进线路，变压器组接线线，10kV8回馈线，预计每回馈线电流为400A， 2、可行研究报告中变压器调压预测结果需用有载调压方式方可满足配电电压要求，有载调压开关选用德国MR公司M型开关，#2主变型号SZ9-40000/110， 5×110＋－32%/，YNd11，Uk%=。 3、110kV配电装置隔离开关GW5-110ⅡDW/630；断路器3AP1-FG-145kV， 3150A﹑40kA；复合绝缘干式穿墙套管带CT 2×300/5；中心点隔离开关GW13-63/630，避雷器HY5W-108/268及中心点/186。 4、出八回线路、10kVⅡ段母线设备﹑变二侧开关分段以及电容补偿。10kV断路器选用ZN28E-12一体化弹簧储能操作，支架落地安装；主变10kV 侧及分段隔离开关用GN22-10G手动操作；10kV线路及电容器隔离开关用GN19-10Q手动操作；出线CT两相式，二组次级绕组，用作测量和保护；电容器回路三相式；变二侧CT 三组次级用作测量﹑纵差﹑过流及无流闭锁。参考资料及文献： 1、3～110kV高压配电装置设计规范 2、35～110kV 变电所设计规范 3、变电所总布置设计技术规程 4、中小型变电所实用设计手册丁毓山主编 5、低压配电设计规范 6、工业与民用电力装置的接地设计规范 7、电力工程电缆设计规范 8、并联电容器装置的电压、容量系列选择标准设计成果要求： 1、说明书：≥6000 字 2、图纸：A3 号 1 张号张号张 3、实习报
110KV变电站设计文献综述 摘要：本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建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以及站用电的主接线，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，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电站变压器接线 1变电站的概述 纵观20世纪的社会和经济发展，一个突出的特点是，电力的使用已经渗透到社会经济，生活领域。发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务，而变电站更是电力工业建设中不可缺少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面不一样。 变电站是电力系统中变换电压等级、汇集电流和分配电能、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。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高，而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃。对变电站的设计提出了更高的要求，更需要我们知识应用水平。 结合我国现状，为国民经济各部门和人民提供充足.可靠.优质.廉价的电能，因此新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。在此我为满某地区重点需要，提高电能的质量。我拟建一座110KV变电站。 110KV变电站电气部分设计的内容 通过查阅书籍，了解了电力工业的有关政策，技术规程等方面的知识，理清自己的设计思路，清楚设计任务，如电气主接线，短路电流计算，设备的选择，防雷接地等，涉及以下内容： 1 现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完
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、
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
目录 摘要 (3) 概述 (4) 第一章电气主接线 (6) 1．1110kv电气主接线 (7) 1．235kv电气主接线 (8) 1．310kv电气主接线 (10) 1．4站用变接线 (12) 第二章负荷计算及变压器选择 (13) 2．1 负荷计算 (13) 2．2 主变台数、容量和型式的确定 (14) 2．3 站用变台数、容量和型式的确定 (16) 第三章最大持续工作电流及短路电流的计算 (17) 3．1 各回路最大持续工作电流 (17) 3．2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 (18) 第四章主要电气设备选择 (19) 4．1 高压断路器的选择 (21) 4．2 隔离开关的选择 (22) 4．3 母线的选择 (23) 4．4 绝缘子和穿墙套管的选择 (24) 4．5 电流互感器的选择 (24) 4．6电压互感器的选择 (26)
4．7各主要电气设备选择结果一览表 (29) 附录I 设计计算书 (30) 附录II 电气主接线图 (37) 10kv配电装置配电图 (39) 致谢 (40) 参考文献 (41)
摘要 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建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以及站用电的主接线，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，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电站变压器接线
xx 大学 毕业设计（论文） 题目110kV变电站初步设计 作者 xx 学号 xx 专业 xx 指导教师 xx 院系 xx xx年x月x日
摘要： 本文就是进行一个110kV变电站的设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建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以及站用电的主接线，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，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电站变压器接线 目录 概述 (4) 1 电气主接线 (8) 1.1 110kv电气主接线 (8) 1.2 35kv电气主接线 (10) 1.3 10kv电气主接线 (11) 1.4 站用变接线 (13) 2 负荷计算及变压器选择 (15) 2.1 负荷计算 (15) 2.2 主变台数、容量和型式的确定 (16)
2.3 站用变台数、容量和型式的确定 (17) 3 最大持续工作电流及短路电流的计算 (19) 3.1 各回路最大持续工作电流 (19) 3.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 (19) 4 主要电气设备选择 (21) 4.1 高压断路器的选择 (22) 4.2 隔离开关的选择 (23) 4.3 母线的选择 (24) 4.4 绝缘子和穿墙套管的选择 (24) 4.5 电流互感器的选择 (24) 4.6 电压互感器的选择 (25) 4.7 各主要电气设备选择结果一览表 (27) 5 继电保护方案设计 (28) 6 电气布置与电缆设施............................................................（34）7 防雷设计 (36) 8 接地及其他 (38) 致谢 (40) 参考文献 (41) 附录I 设计计算书 (42) 附录II 电气主接线图 (49) 10kv配电装置配电图 (51) 概述 变电站主接线必须满足的基本要求：1、运行的可靠；2、具有一定的灵活性；3、操作应尽可能简单、方便；4、经济上合理；5、应具有扩建的可能性。再根据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，确定110kV、35kV、10kV的接线方式，并对每一个电压等级选择两种接线方式进行综合比较，选出一种最合理的方式作为设计方案。最后确定：110kV采用双母线带旁路母线接线，35kV采用单母线分段带旁母接线，10kV采用单母线分段接线。负荷计算：要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kVφ负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑
一、110kV变电站电气一次部分设计的主要内容： 1、所址选择、负荷分级 2、选择变电所主变台数、容量和类型； 3、补偿装置的选择及其容量的选择； 4、设计电气主接线，选出数个主接线方案进行技术经济比较，确定一个较佳方案; 5、进行短路电流计算； 6、选择和校验所需的电气设备；设计和校验母线系统； 7、变电所防雷保护设计； 8、进行继电保护规划设计； 9、绘制变电所电气主接线图，变电所电气总平面布置图，110kV高压配电装置断面图（进线或出线）。 二、110kV变电站设计二次部分 一、系统继电保护 1、110kV线路保护 每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保护装置,负荷侧变电站可以不配。保护应包括完整的三段相间和接地距离及四段零序方向过流保护。 每回110kV环网线及电厂并网线、长度低于10km短线路、宜配置一套纵联保护。 三相一次重合闸随线路保护装置配置。
组屏：宜两回线路保护装置组一面屏（柜）。如110kV采用测控、保护共同组屏（柜）方式， 1个电气单元组一面屏（柜）。 2、110kV母线保护 双母线接线应配置一套母差保护；单母线分段接线可配置一套母差保护。 组屏：独立组一面屏。 3、110kV母联（分段）断路器保护 母联（分段）按断路器配置一套完整、独立的，具备自投自退功能的母联（分段）充电保护装置和一个三相操作箱。 要求充电保护装置采用微机型，应具有两段相过流和一段零序过流。 4、备用电源自动投入装置配置原则 根据主接线方式要求，母联（分段、桥）断路器、线路断路器可配置备用电源自动投入装置。 组屏： 110kV断路器保护、备用电源自动投切均为独立装置，两套装置组一面屏。 5、故障录波器配置原则 对于重要的110kV变电站，其线路、母联（分段）及主变压器可配置一套故障录波器。 组屏：组一面屏。 6、保护及故障录波信息管理子站系统 110kV变电站配置一套保护及故障录波信息管理子站系统，保护及
重庆电力高等专科学校 重庆教培中心教学点 毕业专业：电力系统自动化
内容提要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母线和单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计。电路电流计算、主要电气设备选择及效验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等）、各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置。 本设计以《电力工程专业指南》、《电力工程电气设备手册》、《高电压技术》、《电气简图用图形符号（GB/T4728.13）》、《电力工程设计手册》、《城乡电网建设改造设备使用手册》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。
目录前言 第一部分110kV变电站电气一次部分设计说明书第1章原始资料 第2章电气主接线设计 第2.1节主接线的设计原则和要求 第2.2节主接线的设计步聚 第2.3节本变电站电气接线设计 第3章变压器选择 第3.1节主变压器选择 第3.2节站用变压器选择 第4章短路电流计算 第4.1节短路电流计算的目的 第4.2节短路电流计算的一般规定 第4.3节短路电流计算的步聚 第4.4节短路电流计算结果 第5章高压电器设备选择 第5.1节电器选择的一般条件 第5.2节高压断路器的选择 第5.3节隔离开关的选择 第5.4节电流互感器的选择 第5.5节电压互感器的选择 第5.6节高压熔断器的选择 第6章配电装置设计 第7章防雷保护设计 第二部分110kV变电站电气一次部分设计计算书第1章负荷计算 第1.1节主变压器负荷计算 第1.2节站用变压器负荷计算 第2章短路电流计算 第2.1节三相短路电流计算 第2.2节站用变压器低压侧短路电流计算第3章线路及变压器最大长期工作电流计算第3.1节线路最大长期工作电流计算 第3.2节主变进线最大长期工作电流计算第4章电气设备选择及效验 第4.1节高压断路器选择及效验 第4.2节隔离开关选择及效验 第4.3节电流互感器选择及效验 第4.4节电压互感器选择及效验 第4.5节熔断器选择及效验 第4.6节母线选择及效验 第5章防雷保护计算 第三部分110KV变电站电气一次部分设计图纸电气主接线图
二．A方案 2.4.1 发电机参数 (一)工程建设规模 a)主变压器:终期2×31.5MV A,本期1×31.5MV A; b)电压等级:110/35/10kV三级; c)出线回路数: 1)110kV出线: 终期4回,本期2回; 2)35kV出线: 终期8回,本期4回; 3)10kV出线: 终期12回,本期6回; 4)无功功率补偿: 终期4×3Mvar,本期2×3Mvar； （二）设计范围 1)本典型设计范围包括变电所内下列部分: a)电力变压器及各级电压配电装置,所用电系统设备,过电压保护及接地装置,直流操作电源系统设备;相应的继电保护及自动装置,就地测量及控制操作设备,自动化系统设备以及电缆设施等。 b)与电气设备相关的建筑物、构筑物,给水排水设施,通风设施,消防设施,安全防范及环境保护措施。 2)系统通信设施、所外道路、所外上下水系统、场地平整和特殊基础处理、大件设备运输措施等不纳入本典型设计范围。其中由于通信设施需根据外部通信系统条件确定,本典型设计中仅留布置安装条件,不作具体设计。 3)设计分界点 a)变电所与线路的分界点为:110kV、35kV配电装置以架空进线耐张线夹(不含)为界。10kV 配电装置以开关柜内电缆头(不含)为界。 b)进所道路设计以变电所大门为界,大门外不属本典型设计范围。 （三）设计条件 2.4.1 发电机参数 1）所址自然条件 环境温度:-10℃~40℃ 最热月平均最高温度:35℃ 设计风速:30m/s 覆冰厚度:5mm 海拔高度:<1000m 地震烈度:6度 污秽等级:II级 设计所址高程:>频率为2%洪水位 凡所址自然条件较以上条件恶劣时,工程设计应作调整。 2）系统条件 按照系统的情况,设定110kV系统短路电流为25kA,要求10kV母线的短路电流不超过20kA (四)主要技术经济指标
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
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 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。
110kV变电站典型设计应用实例 传统的110kV变电站主要以户外设计和安装为主，占地面积大，且设备容易被腐蚀，尤其在高污秽地区，还极易造成污闪事故的发生。为了建设坚强电网，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程建设效率，国家电网公司在2005年提出“推广电网标准化建设，各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资，提高效益”。典型设计坚持以“安全可靠、技术先进、保护环境、投资合理、标准统一、运行高效”的设计原则，采用模块化设计手段，做到统一性与可靠性、先进行、经济性、适应性和灵活性的协调统一。 海阳市供电公司积极响应国家电网公司的号召，积极推广110kV变电站典型设计。本文就海阳市供电公司110kV变电站典型设计的应用实例予以阐述，以说明推广典型设计的重要意义。 1 110kV变电站典型设计应用实列 海阳市供电公司2006年开始采用110kV变电站典型设计，到目前为止，已经完成3座110kV变电站的设计、建设工作。从实际效果来看，具有较好的经济效益和社会效益，下面以110kV望石变电站为例对典型设计进行分析。 110kV望石变电站位于海阳市新建的临港产业区，该区域规划面积较小，但是电力负荷较为集中。该区域包括以莱福士造船厂在内的多个用电大户正在兴建中，而山东核电设备制造公司已经投产。根据该区域负荷预测及用电负荷性质，海阳市供电公司按照安全可靠、技术先进、投资合理、运行高效的原则，结合该站用电负荷集中、土地昂贵、临近海边（Ⅳ级污秽区）、电缆出线多等客观事实，对110kV望石变电站作了如下设计。 该站为半户内无人值班变电站（半户内布置方式即除主变压器以外的全部配电装置，集中布置在一幢主厂房的不同楼层的电气布置方式），变电站主体是生产综合楼，除主变压器外所有配电装置均安装在综合楼内。以生产综合楼和主变压器为中心，四周布置环形道路，大门入口位于站区东南角，正对生产综合楼主入口。综合楼共两层，一层为10kV配电装置室、电容器室、接地变压器室及主控室，二层为110kV GIS室。 1.1 电气主接线 变电站设计规模及主接线。通过负荷资料的分析，考虑到安全、经济及可靠性，确定110kV变电站主接线。电气主接线图如图1所示。通过负荷分析和供电范围，确定变压器台数、容量及型号，该设计中主变压器总容量为2×50MVA（110/10.5kV），一期（共两期）设计为1×31.5MVA（110/10.5kV），采用双绕组油浸自冷有载调压变压器。110kV出线共2回，一期1回，采用内桥接线方式。10kV出线共24回，一期24回，采用单母线分段接线方式。无功补偿电容器为2×6000（3000+3000）kvar，分别接入10kV两段母线上。
广西电力职业技术学院电力工程系 毕业设计说明书 题目110kV降压变电所电气一次部分初步设计 专业发电厂及电力系统 班级 学号 姓名 指导教师（签名）（留空）年月日 教研室主任（签名）年月日
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）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）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章负荷分析及主变压器的选择 1.1负荷分析 各类负荷对供电的要求： (1)一类负荷为重要负荷，必须由两个或两个以上的独立电源供电，当任何 一个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电。 (2)二类负荷为比较重要负荷，一般要由两个独立电源供电，且当任何一个 电源失去后，能保证二级负荷的供电。 (3)三类负荷一般指需要一个电源供电的负荷。 负荷情况： （1）35kV和10kV本期用户负荷统计资料见表1和表2。 =5500h ，同时率取0.9，线路损耗5%。 最大负荷利用小时数T max 表1 35kV用户负荷统计资料 用户名称下里变武西变雪岭变糖厂水泥厂矿厂纸厂冶炼厂容量 （KV A）8135 3150 5000 4500 2000 2500 8000 5000
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
110kV变电所电气二次部分初步设计 一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 课题的来源：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，城网和农网110kV变电所的建设迅猛发展。在城市人口集中、高楼大厦林立、用地十分紧张的情况下，城市的高低压线路走廊受到限制，给城市高低压网络的发展和变电所建设带来一定困难。农村自身的特点也给农网和变电所建设带来一定困难。如何设计城网和农网110kV变电所，是城网和农网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。 本毕业设计为邵阳学院二○○三级电气工程及自动化专业毕业设计，设计题目为：110kV变电站（电气二次部分）设计。此设计任务旨在体现自己对本专业各科知识的掌握程度，培养自己对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习四年以来的学习结果,是毕业前的一次综合性训练，是对在大学几年所学知识的全面检查。通过本次毕业设计，既有助于提高自己综合运用知识的能力，同时也有助于以后在工作岗位能很快的适应工作环境。 目的意义：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，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。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。