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。
1.2 原始资料
待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。
1.2.1 电压等级
变电站的电压等级分别为110kV、35kV、10kV。
110kV ：2回
35kV ：5回(其中一回备用)
10kV ：12回(其中四回备用)
1.2.2 变电站位置示意图：
图1-1 变电站位置示意图
1.2.3 待建变电站负荷数据(表1-1)：
表1-1 待建成变电站各电压等级负荷数据
注：
(1).35kV,10kV 负荷功率因数均取cos￠=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数均为Tmax=3500小时/年 (4).网损率为 A%=8%
(5).站用负荷为 50kW cos￠=0.87
(6).35kV 侧预计新增远期负荷20MV 10kV 侧预计新增远期负荷6MV 1.2.4 地形 地质
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
电压等级 用电单位 最大负荷(MW) 用电类别 回路数 供电方式
距离(km) 35kV 铝厂 15 1 1 架空 39 钢铁厂
10 1，2 1 架空 25 A 变电站 15 3 1 架空 35 B 变电站 20 3 1 架空 40 备用 1 10kV
无线电厂 0.56 3 1 电缆 4 仪表厂 0.5 3 1 电缆 5 手机厂
0.63 2 2 电缆 4 电机厂 0.42 2 1 电缆 3 电视机厂 0.8 3 1 架空 14 配电变压器A 0.78 1 1 架空 15 配电变压器B
0.9 3 1 架空 16 其它
0.7 3 2 电缆 4 备用
2
1.2.5 水文气象
年最低气温为5度，最高气温为40度，月最高平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。
1.2.6 环境
站区附近无污染源
1.3 原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110千伏，35千伏，10千伏三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农闲期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
第2章 负荷分析
2.1 负荷分析的目的
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。对供电的可靠性非常重要。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过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。
2.2 待建变电站负荷计算
2.2.1 35kV 侧
近期负荷：P 近35=15+10+15+20=60MW (2.1) 远期负荷：P 远35=20MW (2.2)
∑=n
i Pi 1
=60+20=80MW (2.3) P 35＝
∑=n i Pi 1
k ˊ(1+k")=80*0.9*(1+0.08)=77.76MW (2.4)
Q 35＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85)=48.20 MVar (2.5) 视在功率 S g35＝
φ
cos P
=
85
.076.77=91.482 MVA (2.6)
I N35 =N
U S 3=353482
.91?=1.509kA (2.7)
2.2.2 10kV 侧
近期负荷：P 近10=0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW (2.8) 远期负荷：P 远10=6MW (2.9) ∑=n
i Pi 1=5.29+6=11.29MW (2.10)
P 10＝∑=n
i Pi 1
k ˊ(1+k")=11.29*0.85*(1+0.08)=10.364MW (2.11)
Q 10＝P ·tg φ＝P ·tg(cos －10.85)=6.423 MVar (2.12) 视在功率
S g10＝φcos P
=85.0364
.10=12.192 MVA (2.13) I N10 =N U S
3=103192
.12?=0.7039kA (2.14)
2.2.3 站用电容量
S g 所＝cos φP ＝87.005
.0＝0.057MVA (2.15)
2.2.4 待建变电站供电总容量
S ∑=S g35+S g10+S g 所= 91.482+12.192+0.057＝103.731(MVA) (2.16) P ∑=P 35+P 10+P 所=77.76+10.364+0.05＝88.174(MW) (2.17)
第3章变压器的选择
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。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。
3.1 变电所主变压器的选择有以下几点原则：
(1).在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设3~4台主变压器。
(2).对于330kV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器。500kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。
(3).装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台是当停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。
(4).具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。
(5).与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运行方式下，限制自耦变压器输出功率。
(6).500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。
(7).对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。
3.2 主变台数的确定
由原始资料可知，待建变电站是在农网改造的大环境下建设的。负荷大，出线多，且农用电受季节影响大，所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。
3.3 主变压器容量的确定
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。此待建变电站坐落在郊区，10kV主要给某开发区供电，35kV主要给下面乡镇及几个大企业供电。考虑到开发区及其乡镇的发展速度非常快，所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。
确定变压器容量:
(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%=103.731×60%＝62.241(MVA)
B
(2).单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要
一，二级负荷为:15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA
所以变压器的容量最少为62.241MVA
3.4 变压器类型的确定
3.4.1 相数的选择
变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV 及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。因此待建变电站采用三相变压器。3.4.2 绕组形式
绕组的形式主要有双绕组和三绕组。
规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。
三绕组变压器通常应用在下列场合：
(1).在发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电。
(2).在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由高压向中压和低压供电，或高压和中压向低压供电。
(3).在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。
(4).在星形-星形接线的变压器中，需要一个三角形连接的第三绕组。
本待建变电站具有110kV,35kV,10kV三个电压等级所以拟采用三绕组变压器。
3.4.3 普通型和自耦型的选择
自耦变压器是一种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕组除有电磁联系外，在电路上也有联系。因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可利用电的联系，电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面积和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著。由于自耦变压器的结构简单、经济，在110kV级以上中性点直接接地系统中，应用非常广泛，自耦变压器代替普通变压器已经成为发展趋势。因此，综合考虑选用自耦变压器。
3.4.4 中性点的接地方式
电网的中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。
本变电站所选用的主变为自耦型三绕组变压器。规程上规定：凡是110kV-500kV 侧其中性点必须要直接接地或经小阻抗接地(大电流接地系统)；主变压器6-63kV采用中性点不接地(小电流接地系统)。
中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。
所以主变压器的110kV侧中性点采用直接接地方式，35kV，10kV侧中性点采用不接地方式。
3.4.5 变压器类型的确定
综上所述和查有关变压器型号手册所选主变压器的技术数据如下表：
表3-1 变压器型号
型号及容量(kVA)
额定容比
高压/中压
/低压(%)
额定电压
高压/中压
/低压(kV)
空载损
耗(kW)
-
负载损
耗(kW)
空载
电
流%
阻抗电压(% )
高中高低中低
SFS7-6300 0/110 100/100/5
121/38.5/
10.5
77 300 0.8 10.5 18 6.5
表3-2 变压器型号
绕组排列方式:
由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。因此选择降压结构，能够满足降压要求，主要根据的依据的《电力系统分析》，其绕组排列方式如下图所示
图3-1 绕组排列方式
根据以上分析结果，最终选择型号如下：SFSZ7－63000/110，其型号意义及技术参数如下：
图3-2 型号意义及技术参数
型号
额定容量(kVA)
重量(T)
外形尺寸(MM)
油重
运输重
总重
L
B
H
HL
T
SSZ9-63000/110
63000
15.9
72.1
81.2
7880
4890
6050
8720
2000
第4章电气主接线
电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。4.1 对电气主接线的基本要求
对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三方面
4.1.1 可靠性
安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备的制造水平及运行经验等诸多因素。
4.1.2 灵活性
电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：
(1).操作的灵活性
(2).调度的灵活性
(3).扩建的灵活性
4.1.3 经济性
在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要通过以下几个方面考虑：
(1).节省一次投资。如尽量多采用轻型开关设备等。
(2).占地面积少。由于本变电站占用农田所以要尽量减少用地。
(3).电能损耗小。电能损耗主要来源变压器，所以一定要做好变压器的选择工作。
(4).另外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。
4.2 电气主接线的基本原则
电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
4.3 待建变电站的主接线形式
4.3.1 110kV侧
方案(一) 单母线分段接线
段段
图4-1 单母线分段接线示意图
分段的单母线的评价为:
优点:
(1).具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。
(2).较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。
(3).运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。
(4).可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。
缺点:
(1).任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。
(2).检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电
装置也是严重缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。
方案(二) 不分段的双母线
图4-2 不分段的双母线接线示意图
双母线接线的特点：
(1).可轮流检修母线而不影响正常供电。
(2).检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。
(3).工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。
(4).可利用母联断路器替代引出线断路器工作。
(5).便于扩建。
(6).由于双母线接线的设备较多、配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。
方案(三) 单母分段带旁路接线
图4-3 单母分段带旁路接线示意图
单母分段带旁路接线的特点：
优点:
(1).单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可靠性比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kv的变电所的母线。
(2).旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的SF6断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。
缺点
(1).单母分段带旁路接线倒闸操作比较复杂，占地面积比较大，花费比较高。
以上三种方案比较：方案(一)主接线供电可靠性与灵活性高，用于110KV，出线回路适合本站设计，因此此方案可行。方案(二)由于双母线接线具有较高的可靠性，这种接线在大、中型发点厂和变电站得到广泛的使用。用于电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的场合。因此此方案不可行。方案(三)在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要求，但考虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求。
4.3.2 35kV侧
方案(一) 单母线分段接线
图4-4 单母线分段接线示意图
对用断路器分段的单母线的评价为:
优点：
(1).具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。
(2).较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停
电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。
(3).运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。
(4).可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。
缺点：
(1).任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。
(2).检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。
方案(二) 内桥接线
图4-5 内桥接线示意图
内桥接线中,桥回路置于线路断路器内侧,此时线路经线断路器和隔离开关接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经过隔离开关与桥接点相连，是非独立单元。内桥接线的特点为：
(1).线路操作方便。如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余三回路可继续工作，并保持相互的联系。
(2).正常运行时变压器操作复杂。
(3).桥回路故障或检修时全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系；同时，出现断路器故障或检修时，造成该回路停电。为此，在实际接线中可采用设外跨条来提高运行灵活性。
内桥接线使用于两回进线两回出线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换的运行方式的变电站中。
方案(三) 外桥接线
图4-6 外桥接线示意示意图
外桥接线的特点为：
(1).变压器操作方便。
(2).线路投入与切除时，操作复杂。如线路检修或故障时，需断开两台断路器，并使该侧变压器停止运行，需经倒闸操作恢复变压器工作，造成变压器短时停电，这刚好与内桥相反，概括为“外桥外不便”。
(3).桥回路故障或检修时全厂分裂为两部分，使两个单元之间失去联系；同时，出线侧断路器故障或检修时，造成该侧变压器停电。此外，在实际接线中可采用设内跨条来提高运行灵活性。
外桥接线适用于两回进线两回出线且线路较短故障可能性小和变压器需要经常切换，而且线路有穿越功率通过的变电站中。
以上三种方案比较：方案(一)虽此主接线供电可靠性与灵活性高，此方案适合出线回路比较多的，因此此方案可行。方案(二)(三)两回进线，两回出线，但此方案适合出线较多，因此方案不可行。
故35kv侧应采用方案(一)的接线。
4.3.3 10kV侧
方案(一) 单母线接线
图4-7 单母线接线示意图
优点：
(1).接线简单清晰、设备少、操作方便。
(2).便于扩建和采用成套配电装置
缺点：
(1)不够灵活可靠，任一元件(母线及母线隔离开关等)故障或检修均需使整个配电装置停电。
(2)单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。
方案(二) 单母线分段接线
图4-8 单母线分段接线示意图
优点:
(1).具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。
(2).较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。
(3).运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。
(4).可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。
缺点:
(1).任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。
(2).检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。
方案(三) 单母分段带旁路接线
图4-9 单母分段带旁路接线示意图
优点:
(1).单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可靠性比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kv的变电所的母线。
(2).旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的SF6 断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。
缺点:
(1).单母分段带旁路接线倒闸操作比较复杂，占地面积比较大，花费比较高。
以上三种方案比较：方案(一)的虽接线简单、清晰、设备少、
操作方便，投资少，便于扩建，但供电可靠性差，不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，方案(三)在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要求，但考虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求，而方案(二)恰好符合本站设计所须的可靠性与经济性的要求，所以10kv侧采用方案(二)的接线。
由以上分析比较，可得变电站的主接线方案为：110KV采用单母分段接线，35KV 采用单母分段接线，10KV采用单母分段接线。
综合以上三种主接线所选的接线方式，画出主接线图,见附图一。
第5章短路电流计算
5.1 短路电流计算的目的和条件
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。
5.1.1 短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要内容。其计算的目的主要有以下几个方面：
⑴.电气主接线的比较。
⑵.选择导体和电器。
⑶.在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
⑷.在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
⑸.接地装置的设计，也需要用短路电流。
5.1.2 短路电流计算条件
5.1.2.1 基本假定:
⑴.正常工作时，三相系统对称运行；
⑵.所有电源的电动势相位、相角相同；
⑶.电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；
⑷.短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
⑸.不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
⑹.除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；
⑺.元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；
⑻.输电线路的电容忽略不计。
5.1.2.2 一般规定:
⑴.验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划；
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。
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）
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
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
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。
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。
110kv变电站典型设计初设计 A方案 (一)工程建设规模 a)主变压器:终期2×31.5MVA,本期1×31.5MVA; 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 2.4.1 发电机参数 1）投资: 静态投资: 1367.45 万元,单位投资: 434 元/kVA; 动态投资: 1398.96 万元,单位投资: 444 元/kVA; 2）占地面积 所区围墙内占地面积:7695.96m2 所区围墙内建筑面积: 560m2 主控制楼面积: 422.5m2 (五)电气主接线 变电所主接线110kV、35kV及10kV终期均为单母线分段接线,初期为单母线接线。详见图“W851A02-A02-001”。 (六)电气设备布置 35kV 及110kV配电装置采用户外中型软母线布置方式，35kV配电装置与110kV配电装置成垂直布置。 两台主变位于110kV配电装置和10kV配电装置室之间。10kV配电装置采用户内成套高压开关柜,单列布置,采用架空或电缆出线。 10kV电容补偿装置为户外型，布置在10kV配电装置室左侧户外空地上,本期布置二组。变电所纵向长度为108.7m，横向宽度为70.8m，占地面积为7695.96m2。 电气总平面布置详见图“W951A02-A02-002”。 (七) 配电装置 1) 35kV及110kV配电装置 35kV及110kV断路器选用单断口瓷柱SF6断路器。
110kV变电站的初步设计 摘要 根据对原始资料背景和设计要求的分析，110kV变电站初步设计的主要内容包括：先试选电气主接线方案，然后进行技术性和经济性的比较，最终选择最合理的主接线形式；通过经济截面电流法，先选择变电所进线导线，为后续三相短路电流计算做铺垫；根据三相短路电流计算结果，选择符合使用要求的各种电气设备；最终是对变压器、线路进行保护。 通过综合分析，110kV侧入线是双电源供电，35kV和10kV母线选择的都是单母线接线。导线选择后，采用标幺值法计算等效电抗，通过查电源运算曲线的图表，找出短路瞬间、4s后的短路电流标幺值，而后将其转换成有名值，通过公式计算出冲击电流。至于电气设备的选择则是通过最大负荷电流和开断电流进行选择，根据4s后电流有名值和短路冲击电流有名值进行热稳定性和动稳定性校验；至于保护方面，主要是变压器的保护，通过延时时间不同，来让不同断路器动作，进而起到保护作用。 关键词：电气主接线，三相短路电流，变压器，线路保护，标幺值
PRELIMINARY DESIGN OF 110 kV SUBSTATION ABSTRACT According to the analysis of raw data background and design requirements, the main content of the preliminary design of the 110 kV substation including: Try to choose the main electrical wiring scheme, then carries on the technical and economical comparison, and finally choose the most appropriate form of the main wiring. Through the economical section current method, choose the substation into line conductor, which will pave for the subsequent three-phase short-circuit current calculation. According to the results of the three-phase short-circuit current calculation to choose all kinds of electrical equipment, which conform to the requirements. Transformer and line are ultimately to be protected. Through the comprehensive analyse, the side into line of 110 kV is double power supply, while 35 kV and 10 kV busbar selection are single busbar wiring. Use standard per unit method to calculate the equivalent reactance after selecting wire, and to find out the per unit's short-circuit current value of short circuit instantaneous and after 4s’through checking the power operation curve chart, and then convert them into actual value, calculate the shock current based on the formula. As for the selection of electrical equipment, which is through the choice of maximum load current and open circuit current, carries on the thermal stability and dynamic stability check according to the after 4s’current actual value and short circuit impact current actual value. The protection of transformer is mainly in protection, which protects further through the different delay time to make the different circuit breaker action. KEY WORDS: main electrical wiring, three-phase short-circuit current, transformer, line protection, per unit
目录第一章：总的部分 1.1设计依据 1.2建设规模 1.3设计内容和范围 1.4主要设计原则 1.5设计方案概述 第二章：电力系统部分 2.1供电现状及负荷预测 2.2无功补偿及电压调整 2.3主要技术参数 第三章：电气部分 3.1电气主接线 3.2短路电流计算及主要电气设备选择 3.3电气总平面布臵 3.4各级配电装臵 3.5综合自动化系统 3.6所用电及直流系统 3.7通讯系统 3.8过电压保护及接地 3.9电气照明 3.10电缆敷设 第四章：土建部分
4、土建部分 4.1 概述 4.2 站区总布臵与交通运输 4.3 建筑 4.4 结构 4.5 暖通 5、水工部分 5.1 给水系统 5.2 排水系统 5.3 排油系统 6、消防部分 7、劳动安全卫生 7.1 概述 7.2 劳动安全卫生措施 7.3 综合评价 8、环境保护 附件： 1.福建省厦门电业局计划部文件“关于下达110kV西柯输变电工程初设任 务的通知”（计划【2004】6号）。 2.建设项目选址意见书（【2005】厦规同选址第0031号） 3.西柯变土壤电阻率试验报告（2005.0 4.19）
第一章总的部分 1-1.设计依据 1.福建省厦门电业局计划部文件“关于下达110kV西柯输变电工程初设任 务的通知”（计划【2004】6号）。 2.建设项目选址意见书（【2005】厦规同选址第0031号） 1-2.建设规模 变电站终期规模为3〓40MVA，两回110kV进线，24回10kV出线。 本期工程：两台主变（容量均为40MVA），电压等级为110〒8〓1.25%/10.5kV，三相双绕组有载调压、自冷式、低损耗、低噪音变压器，两回110kV架空进线，每台主变10kV侧配八回馈线。每台主变设4800kvar 及5400kvar并联电容器组无功补偿装臵各一组，本期工程共4组并联电容器组。 终期工程：增加一台40MVA主变，增加八回10kV馈线柜及2组并联电容器组。 1-3. 设计内容和范围 根据设计任务书要求按最终建设规模考虑进行总体布臵，主设备选型、布臵设计及相应的主辅生产建筑物构筑物及辅助生产设施，110kV部分设计至出线门型架，10kV部分设计至10kV高压开关柜底部接线铜排，站内的相关建筑物，构筑物一次建成。 因本变电站主要供电对象为同安西柯工业区内的工厂企业，用电需求大，供电可靠性高，规划均采用电缆出线供电，按工业区目前发展速度，变电站送电后短期内出线电缆数量将大量增加，参考周边变电站近年电容电流测量结果，预计本站电容电流很快超过10A。故本
110KV变电站站用电负荷统计及配电计算 初步设计研究报告 变电一次 批准： 审定： 校核： 编制：
目录 摘要 (4) 前言 (5) 第一章 110KV变电站选址 (6) 第二章电气主接线设计以及主变电压器容量选择 (6) 第三章主变压器的选择 (7) 第四章变电站主接线的原则 (7) 第五章主接线设计方案 (8) 第六章负荷计算 (16) 第七章电气主设备的选择及校验 (16) 第八章隔离开关的选择及校验 (23) 第九章熔断器的选择 (28) 第十章电流互感器的选择及校验 (29) 第十一章电压互感器的选择 (36) 第十二章避雷器的选择及检验 (39) 第十三章母线及电缆的选择及校验 (49) 第十四章防雷保护规划 (47) 第十五章变电所的总体布置简图 (21)
摘要： 根据设计任务书的要求，本次设计110KV变电站站用电负荷统计及配电计算并绘制电气主接线图，防雷接地，以及其它附图。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。各电压等级配电装置设计、直流系统设计以及防雷保护的配置。本设计以《35～110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV 高压配电装置设计规范》《工业与民用配电设计手册》等规范规程为设计依据，主要内容包括：变电站负荷计算、短路电流计算、变压器的选型、保护、电气主接线的设计、设备选型以及效验！
前言 变电站的概况： 变电站是电力系统中重要的一个环节，有变换分配电能的作用。电气主接线是变电站设计的第一环节，也是电力系统中最重要的构成部分；设备选型要严格按照国家相关规范选择，设备的选型好坏直接关系到变电站的长期发展，利用效率，以及实用性。
110kV变电站新建工程初步设计说明书
目录 1．总的部分 (1) 1.1设计主要依据 (1) 1.2工程建设规模和设计范围 (2) 1.2.1工程项目名称及划分 (2) 1.2.2工程建设规模 (2) 1.2.3设计范围及分工 (2) 1.3站址状况 (3) 1.3.1站址自然条件 (3) 1.3.3征地拆迁及设施移改内容 (4) 1.3.4工程地质、水文地质和水文气象条件 (4) 1.4技术原则及存在问题 (8) 1.4.1主要技术原则 (8) 1.4.2主要技术方案 (9) 1.4.3对可研审查意见的执行情况 (10) 1.4.4通用设计、通用设备和通用造价应用情况 (10) 1.5主要技术方案和经济指标 (12) 2. 电力系统 (13) 2.1张家口电力系统概述 (13) 2.2张北县电网概述 (15) 2.3接入系统方案 (16)
2.4对可研阶段的规模和设备参数校核 (16) 2.5 建设规模 (17) 2.5.1主变规模 (17) 2.5.2出线规模 (17) 2.5.3无功补偿装置 (17) 2.6主要电气参数 (18) 2.6.1主变压器容量及台数选择 (18) 2.6.2短路电流计算 (18) 2.6.3中性点接地方式 (19) 2.6.4 35kV弧线圈的补偿容量 (19) 2.6.5 10kV接地变容量的选择 (20) 3.电气部分 (21) 3.1电气主接线 (21) 3.1.1建设规模 (21) 3.1.2电气主接线方案 (21) 3.2.主要电气设备选择 (21) 3.2.1主要电气设备选择原则和依据 (21) 3.2.2主要电气设备选择结果 (21) 3.3绝缘配合及过电压保护 (24) 3.3.1 110kV电气设备的绝缘配合 (25) 3.3.2 35kV电气设备的绝缘配合 (25) 3.3.3 10kV电气设备的绝缘配合 (25) 3.3.4 雷过电压保护 (25) 3.4 电气总平面布置及配电装置 (26) 3.4.1电气总平面布置 (26) 3.4.2配电装置 (26)
国家电网公司110kV变电站典型设计技术导则 1技术原则概述 1.1 依据性的规程、规范 《35～110kV变电所设计规范》（GB 50059-1992）、《35～110kV无人值班变电所设计规范》（DL/T 5103-1999）、《35～220kV城市地下变电站设计规定》（DL/T 5216-2005）等国家和电力行业有关110kV变电站设计、通信设计和调度自动化设计的标准、规程、规范及国家有关安全、环保等强制性标准；国家电网公司《十八项电网重大反事故措施》、《输变电设备技术标准》、《预防输变电设备事故措施》、《电力系统无功补偿配置技术原则》等有关企业标准和规定。 1.2 设计对象 国家电网公司110kV变电站典型设计的设计方案暂定为国网公司系统内110kV常规中间变电站和终端变电站，包括户外、户内和半地下变电站。 1.3 运行管理模式 110kV变电站典型设计按无人值班远方监控设计。 1.4 设计范围 110kV变电站典型设计设计范围是：变电站围墙以内，设计标高零米以上（半地下变电站除外）。 受外部条件影响的项目，如系统通信、保护通道、进站道路、站外给排水、地基处理等不列入设计范围，但概算按假定条件列入单项估算费用。 1.5 设计深度 按《变电所初步设计内容深度规定》（DLGJ25-94）有关内容深度要求开展工作。 1.6 假定条件 海拔高度≤1000m； 环境温度－20℃～＋40℃；
最热月平均最高温度35℃； 覆冰厚度10mm； 设计风速30m/s（50年一遇10m高10min平均最大风速）；污秽等级Ⅲ级； 日照强度： 0.1W/cm2； 最大冻土层厚度：≤0.5m； 地震设防烈度：7度，地震加速度为0.1g，地震特征周期为 0.35s； 洪涝水位：站址标高高于五十年一遇洪水位和历史最高 内涝水位，不考虑防洪措施； 设计土壤电阻率：不大于100Ω·m； 地基：地基承载力特征值取f ak=150kPa，无地下水影响；腐蚀：地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。
一、设计题目： 110kV变电站电气一次部分初步。 二、设计（论文）要求： 编制图纸一份、说明书及计算书一份，并提供主要设备的清单、选用新技术、新设备、采用典型设备得情况介绍。 三、设计（论文）的主要内容： （1）前期准备 1）原始材料分析 2）设计依据及基础资料。 3）设计变电站在电力系统中的地理位置 （2）变压器的选择（含容量、电压、阻抗、接线组别、相数、分接头及台数等） （3）电气主接线设计 1)主接线设计的原则及要求 2)主接线的基本接线方式 3)主接线的设计步骤 4) 本变电站电气主接线设计 （4）短路电流计算 1)短路电流计算 2) 短路类型及其计算方法 3) 短路电流计算结果 （5）高压电器的选择 1) 高压断路器的选择 2) 隔离开关的选择 3) 互感器的选择 4）母线的选择 （6）配电装置设计 （7）负荷计算 1）主变压器负荷计算 2）站用变压器负荷计算 （8）短路电流计算结果 1）短路电流标幺值的计算 2）短路电流有名值的计算 （9）电气设备选择及校验计算 1）高压断路器选择及校验计算 2）隔离开关选择及校验计算
重庆邮电大学高教自考毕业设计（论文） 3）互感器选择与校验 4）支持绝缘子的选择与校验 5）母线选择及校验计算 （10）防雷保护计算 四、主要参考资料： [1] 李光琦.电力系统暂态分析（第二版）.中国电力出版社.1993：139-141． [2] 黄纯华主编：《发电厂电气部分课程设计参考资料》.中国电力出版社.1987. [3] 刘继春主编：《发电厂电气设计与CAD应用》.四川大学.2003. [4] 陈珩.电力系统稳态分析（第二版）.水利电力出版社.1995. [5] 熊信银主编：《发电厂电气部分》（第三版），中国电力出版社.2004. [6] 《电力系统故障分析》.南京电力学校徐正亚编.水利电力出社.1993 [7] 电气设备设计计算手册 .北京: 国防工业出版社，2003 [8]《电力系统运行操作和计算》.东北电业管理局编.水利电力出社.1997. [9] 杨宛辉.发电厂、变电站电气一次部分设计参考图册.郑州大学出版社.1996. [10]《电力经济管理》，中国电力出版社2002 [11] 浙江大学赵智大《高电压技术》中国电力出版社.2006.