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
∽ с 待设变电所
10KV
2×30km
110KV
4×240MVA
4×200MW (1×200MW)
75k m
80k m
220KV
Xc=0.04 Sj=1000MVA
2×120MVA
cos Ψ=0.06 Xd ″=0.167
注：括号内为最小1、主变压
四、负荷情况：
电压负荷
名称
每回最大负
荷（KW）
功率因数回路数供电方式
线路长度
（km）
35KV 乡镇变1 6000 0.9 1 架空15 乡镇变2 7000 0.92 1 架空8 汽车厂4300 0.88 2 架空7 砖厂5000 0.85 1 架空11
10KV
乡区变1000 0.9 3 架空 5 纺织厂1 700 0.89 1 电缆 3 纺织厂2 800 0.88 2 架空7 纺织厂3 600 0.88 1 架空 4 加工厂700 0.9 1 架空 5 材料厂800 0.9 2 架空 2
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。
化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。
砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。
镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。
机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。
纺织厂1、2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。
农药厂：农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。
面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。
三、35KV及10KV各侧负荷的大小
1、35KV侧：
ΣP1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW
ΣQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+
5000*0.62=19186Kvar
2、10KV侧：
ΣP2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW
ΣQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+
600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar
ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW
ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar
所以：ΣS＝（454002+24095.62）1/2＝51398KVA
考虑线损、同时系数时的容量：
ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA
第三章主变压器的选择
（参考资料：《电力工程电气设计手册》电器一次部分，第五章：主变压器选择）一、主变台数的确定
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，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。
二、主变容量的确定
1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量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，应考虑到当一台主变压器停运时，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，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。此变
电所是一般性变电所。
有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：
S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA
所以应选容量为40000KVA的主变压器。
三、主变相数选择
1、主变压器采用三相或是单相，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。
2、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。
社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。
四、主变绕组数量
1）、在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：
高压侧：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15
中压侧：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15
低压侧：K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15
由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。
五、主变绕组连接方式
变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系
统采用的绕组连接方式只有y和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。
我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用△连接。
有以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线
35KV侧采用Y连接，10KV侧采用△接线
主变中性点的接地方式：
选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。
35KV系统，I C<=10A；10KV系统；I C<=30A（采用中性点不接地的运行方式）35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A
10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A
所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式
35、10KV采用中性点不接地方式
六、主变的调压方式
《电力工程电气设计手册》（电器一次部分）第五章第三节规定：
调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范
围通常在+5％以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到+30％。
对于110KV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。
由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。
七、变压器冷却方式选择
参考《电力工程电气设计手册》（电器一次部分）第五章第四节
主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。
小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风
冷却方式。
故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。
附：主变型号的表示方法
第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料
第一部分：相数S----三相；D------单相
第二部分：冷却方式J----油浸自冷；F----油浸风冷；
S----油浸水冷；G----干式；N----氮气冷却；
FP----强迫油循环风冷却；SP----强迫油循环水冷却
本设计中主变的型号是：SFPSL—40000/110
第四章无功补偿装置的选择
一、补偿装置的意义
无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。
二、无功补偿装置类型的选择
（参考资料：教材----《电力系统》第五章第四节：
《电力工程电器设计手册》电器一次部分第九章）
1、无功补偿装置的类型
无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。
目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。
2、常用的三种补偿装置的比较及选择
这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电所的母线上。
同步调相机：
同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。
装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MV A的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电所，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。
静止补偿器：
静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿其输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性能、使用方便、经纪性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，不在本设计中不宜采用）。
电力电容器：
电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比。
电力电容器的装设容量可大可小。而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。
综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。
三、无功补偿装置容量的确定
（根据现场经验）
现场经验一般按主变容量的10％--30％来确定无功补偿装置的容量。
此设计中主变容量为40000KV A
故并联电容器的容量为：4000KV A—12000KV A为宜，在此设计中取12000KV A。
四、并联电容器装置的分组
（参考资料：《电力工程电气设计手册》电气一次部分第九章第四节）
1、分组原则
1）、并联电容器装置的分组主要有系统专业根据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素确定。
2）、对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。
对于110KV—220KV、主变代有载调压装置的变电所，应按有载调压分组，并按电压或功率的要求实行自动投切。
3）、终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5％。
2、分组方式
1）、并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差
容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。2）、各种分组方式比较
a
、等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。既可用比等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。但会在改变容量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增加。因而应用范围有限。
b、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。
c、等容量分作方式，是应用较多的分作方式。
综上所述，在本设计中，无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。
五、并联电容器装置的接线
并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（△）两种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也采用有由三角形派生出来的双三角形。
从《电气工程电气设计手册》（一次部分）P502页表9-17中比较得，应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10KV及以上的大容量并联电容器组。
中性点接地方式：对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。
六、并联电容器对10KV系统单相接地电流的影响
10KV系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的中性点也是不接地的，当发生单相接地故障时，构不成零序电流回路，所以不会对10KV 系统造成影响。
第五章电气主接线的初步设计及方案选择
参考资料：1、《发电厂电气设备》（于长顺主编）第十章
2、《电力工程电气设计手册》（一次部分）第二章
一、电气主接线的概况
1、发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
2、在选择电气主接线时的设计依据
1）、发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用
2）发电厂、变电所的分期和最终建设规模
3）、负荷大小和重要性
4）系统备用容量大小
5）系统专业对电气主接线提供的具体资料
3、主接线设计的基本要求
1）、可靠性
2）、灵活性
3）、经济性
4、6-220KV高压配电装置的基本接线
有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。
无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。
6-220KV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。
二、110KV侧主接线的设计
110KV侧初期设计回路数为2，最终为4回
由《电力工程电气设计手册》第二章第二节中的规定可知：
110KV侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。
110KV侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：
（1）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；
（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：
（3）扩建方便；
（4）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。
故110KV侧采用单母分段的连接方式。
三、35KV侧主接线的设计
35KV侧出线回路数为7回
由《电力工程电气设计手册》第二章第二节中的规定可知：
当35—63KV配电装置出线回路数为4—8回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。
故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。
四、10KV侧主接线的设计
10KV侧出线回路数为12回
由《电力工程电气设计手册》第二章第二节中的规定可知：
当6—10KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接
故10KV采用单母分段连接
五、主接线方案的比较选择
由以上可知，此变电站的主接线有两种方案
方案一：110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连接，10KV侧采用单母分段连接。
方案二：110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用双母线连接，10KV侧采用单母分段连接。
此两种方案的比较
方案一110KV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35KV、10KV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。
方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。
由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连线，10KV侧采用单母分段连接。
六、主接线中的设备配置
1、隔离开关的配置
（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（2）在出线上装设电抗器的6—10KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。
（3）接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关。
2、接地刀闸或接地器的配置
（1）为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设1—2组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。
（2）63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。
3、电压互感器的配置
（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。
（2）6—220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。
旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。
（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。（4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。
（5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，
可再增设一组电压互感器。
4、电流互感器的配置
（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。
（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。
（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。
（4）一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。
5、避雷器的装置
（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。（2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。
（3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。
（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。
（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器
1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。
2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。
3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。
（6）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。
（7）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。
（8）110—220KV线路侧一般不装设避雷器。
第六章各级配电装置的配置
（参考资料：《发电厂电气设备》于长顺主编）
发电厂和变电站主接线中，所装开关电器、载留导体以及保护和测量电器等设备，按一定要求建设而成的电工建筑物，称为配电装置。它的作用是接受电能和分配电能，所以它是发电厂和变电所的重要组成部分。
一、配电装置的要求
（1）配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。
（2）保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。
（3）便于检修、操作和巡视。（4）便于扩建和安装。
（5）
在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。
二、配电装置的分类及使用范围
配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装置。
屋内配电装置是将电气设备安装在屋内，它的特点是占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受污秽和气候条件影响较小；但需建造房屋，投资较大。
屋外配电装置是将电气设备装置在屋外，它的特点是土建工程量小，投资小，建造工程短，易扩建，但占地面积大，运行维护条件较差，易受污秽和气候条件影响。
在发电厂和变电所中，一般35KV及以下的配电装置采用屋内配电装置，110KV及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但110KV及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，也可采用屋内配电装置。
成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造价较高。目前我国生产的3—35KV各种成套配电装置，在发电机和变电站中已广泛应用。
由以上各种方案比较得：
在本设计中，10KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
35KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜
110KV采用屋外半高型配电装置
第七章 短路电流的目的及结果
一、短路电流计算的目的
在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案：选择电气设备，校验设备提供依据，为继电保护整定计算提供依据等。
二、计算结果 短路
电压
d (3)
d (2)
d (1.1)
d (1)
I ″(KA)
ich(KA)
I ″(KA)
ich(KA)
I ″(KA)
ich(KA)
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110kv 2.70 6.88 2.335 5.943 2.903 7.388 3.036 7.272
35kv 3.434 8.741 10kv 8.779 22.349
第八章 电气设备选择
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)
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、
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.
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变电所电气设计说明 所址选择： 首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。 主变压器的选择： 变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统5-10年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。 选择主变压器型式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用YN，d11常规接线）、调压方式、冷却方式。 由于本变电所具有三种电压等级110KV、35KV、10KV，各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，所以主变压器采用三绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式，在运行中可改变分接头开关的位置，而且调节范围大。由于本地区的自然地理环境的特点，故冷却方式采用自然风冷却。 为保证供电的可靠性，该变电所装设两台主变压器。当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用，最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。 所以选择的变压器为2×SFSZL7-31500/110型变压器。 变电站电气主接线： 变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。 通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。6~10KV馈线应选轻型断路器，如SN10型少油断路器或ZN13型真空断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器，一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。 故综合从以下几个方面考虑： 1 断路器检修时，是否影响连续供电； 2 线路能否满足Ⅰ,Ⅱ类负荷对供电的要求； 3大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。 主接线方案的拟定： 对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各
110KV变电站电气部分设计 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
110kv变电站安全距离110kv变电站设计规范 110kv变电站安全距离 国家《电磁辐射管理办法》规定100千伏以上为电磁强辐射工程，第二十条规定：在集中使用大型电磁辐射设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。 不过，据环保部门介绍，我国目前对设备与建筑物之间的距离有一定要求。比如一般10KV —35KV变电站，要求正面距居民住宅12米以上，侧面8米以上；35KV以上变电站的建设，要求正面距居民住宅15米以上，侧面12米以上；箱式变电站距居民住宅5米以上。 北京市规划委（2004规意字0638号）110千伏的地下高压变电站工程项目，明确要求距离不得少于300米。 35～110KV变电站设计规范 第一章总则 第1.0.1条为使变电所的设计认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求，制订本规范。 第1.0.2条本规范适用于电压为35～110kV，单台变压器容量为5000kV A及以上新建变电所的设计。 第1.0.3条变电所的设计应根据工程的5～10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 第1.0.4条变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。 第1.0.5条变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。 第1.0.6条变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。第二章所址选择和所区布置 第2.0.1条变电所所址的选择，应根据下列要求，综合考虑确定： 一、靠近负荷中心； 二、节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地； 三、与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出； 四、交通运输方便； 五、周围环境宜无明显污秽，如空气污秽时，所址宜设在受污源影响最小处； 六、具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），所址宜避免选在有重要文物或开采后对变电所有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门的同意； 七、所址标高宜在50年一遇高水位之上，否则，所区应有可靠的防洪措施或与地区（工业企业）的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位； 八、应考虑职工生活上的方便及水源条件； 九、应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。 第2.0.2条变电所的总平面布置应紧凑合理。 第2.0.3条变电所宜设置不低于2.2m高的实体围墙。城网变电所、工业企业变电所围墙的高度及形式，应与周围环境相协调。 第2.0.4条变电所内为满足消防要求的主要道路宽度，应为3.5m。主要设备运输道路的宽度可根据运输要求确定，并应具备回车条件。 第2.0.5条变电所的场地设计坡度，应根据设备布置、土质条件、排水方式和道路纵坡确定，
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%)
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)
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变电所设计 第一章任务书 第一节的主要内容 本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有12张图纸加以说明。该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。 第二节应完成的成果 说明书：电气主接线，短路电流计算及主要设备的选择，各电压级的配电装置及保护，微机监控系统等。 计算书：短路电流，主要设备选择（DL、G、CT、母线），变压器差动保护整定计算。 图纸：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护及综合自动化系统配置图，间隔断面图，直流系统接线图，所用电系统图，GIS电气布置图等共12张。 第三节应掌握的知识与技能 1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。 2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。 3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。 4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。 5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。 第二章说明书 第一节概述 一、设计依据 1、中华人民共和国电力公司发布的《35kV～110kV无人值班变电所设计规程》（征求意见稿） 2、110kV清河输变电工程设计委托书。 3、电力工程电气设计手册（电气一次部分） 二、设计范围 1、所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。 2、所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。 3、系统通信及远动。
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。
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
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
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。。
总说明 一、主要内容简介及适用范围 (1) 35kV~110kV变电所只考虑单回进线。 (2)变压器选用新型节能型有载调压变压器。 (3)各种方案均适用于无人值班变电所。 (4)章节内容如下： 第一章设计程序、内容及要求 第二章110kV户外无人值班变电所 适用于户外小型化变电所，单台主变容量5000kV A及以下，馈出回路6回及以下。 第三章66kV变电所 第一节户外式带旁路母线的变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路8回及以上的变电所） 第二节单台主变户外式小型化变电所（适用于单台主变，容量5000kV A及以下，馈出回路4回及以下变电所） 第三节户外式10kV侧箱式变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以下，馈出回路8回及以下变电所） 第四节常规变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以上，馈出回路8回及以上变电所（ 第五节全户内式变电所（适用于两台及以上主变，总容量20000KV A及以上馈出回路8回以上，环境条件差或负荷密度大的城镇变电所） 第四章35kV变电所 第一节户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上的变电所） 第二节半高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上的变电所）
第三节高层布置的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000kV A及以上，馈出回路6回及以上，占地面积小的城镇变电所） 第四节负荷隔离开关控制的户外小型化变电所（适用于两台主变，总容量10000KV A及以下馈出回路6回及以下的变电所）第五章变电所二次回路 第一节常规变电所二次回路直流系统改造方案（适用于直流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案） 第二节常规变电所二次回路交流系统改造方案（适用于交流操作、控制、保护等二次回路为无人值班改造方案） 第三节WKT—F2综合自动化系统二次回路方案（适用于无人值班集中组屏方案） 第四节无人值班变电所全户外布置型二次回路方案（适用于无人值班全户外单元化设置方案） 第五节CR—21B综合自动化系统二次回路方案（适用于无人值班分布式组屏控制方案） 第六章电气设备结构及安装尺寸图 第一节开关电器（适用于35kV～110kV开关设备的安装与施工） 第二节互感器（适用于35kV～110kV互感器的安装与施工） 二、设计要点说明 1.电气主接线 i.110kV变电所电气主接线只列出了单台主变单母线接线方案。主变采用熔丝保护，10kV侧进出线采用真空断路器。其特点是110kV直接改为10kV配电，省略了35kV中间环节，占地面积少，节省投资。 ii.66kV变电所电气主接线列出了五种方案。其一为两台主变10kV侧单母分段带旁路母线的主接线方案，并考虑未来的发展在66kV侧预留了旁路加桥型接线的进线方式。其特点是供电可靠性高。其二为单台主变10kV侧单母线的主接线方案，主变采用熔断器保护方式，10kV进出线采用六氟化硫断路器。此方案具有结构简单、投资少、占地面积小的特点。其三为两台主变，10kV 侧单母线主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧进出线采用真空断路器安装在高压箱式柜内。其特点是施工周期短，10kV设备不受外界环境的影响。其四为两台主变10kV侧采用单母分段带旁路母线的主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧采用成套高压开关柜安装在室内。其特点是供电可靠性高，10kV设备不受外界环境的影响。其五为两台主变10kV侧为单母分段的主接线方案，主变采用六氟化硫断路器保护方式，10kV侧采用成套式高压开关柜。其特点是主变容量大，占地面积小，建筑费用高，适用于负荷密度高，地皮费用大的城镇变电所。