发电厂变电站电气设计说明

发电厂变电所电气部分课程设计1. 引言本文档旨在对发电厂变电所电气部分课程设计进行详细介绍和说明。

本课程设计旨在培养学生对发电厂变电所电气部分的了解与掌握，为学生将来的工作打下坚实的基础。

2. 设计目标本课程设计的目标是：通过对发电厂变电所电气系统的详细了解，掌握变电站的运行、维护、故障排除等实际操作技能，培养专业电气工程技术人才。

3. 设计具体内容3.1 课程设置本课程的设置应包括课程开设的时间、地点、方案、教学目标、教学形式、学习方法等方面。

应该考虑到学生的特点和实际需要，制定科学、合理的课程设计方案。

3.2 课程教学计划本课程的教学计划应该明确教学目标和内容，安排教学时间和教学方法，合理安排实验和实践环节。

同时，也应该考虑到学生的学习特点和实际情况，避免过于繁琐和枯燥。

3.3 实践环节的设计本课程设计必须包括实践环节的设计和实践教学计划。

应该安排一定的时间进行实践训练，让学生能够通过实践操作来掌握电气知识和技能。

3.4 课程评估方式本课程的评估方式应该考虑到学生的实际情况，采取多种形式进行评估，如考试、实验报告、作业等方式，以全面了解学生的学习情况。

4. 教学方法通过多种教学方法，如理论教学、案例教学、实验教学、模拟教学等来进行教学。

应着重注重讲解实际应用中的知识和技能，使学生更好的掌握发电厂变电所电气系统的实际运行情况。

5. 课程总结本课程设计旨在培养学生对发电厂变电所电气部分的了解和掌握，为学生将来走向职场的道路打下坚实的基础。

教师要注重理论知识和实际应用的结合，提高学生的综合素质和实际操作技能。

6. 参考文献•《电气工程基础》张广泰等著，电力出版社，2008年版•《模拟与数字电路》朱鹏，电子工业出版社，2004年版•《电气工程基础实验》张广泰等著，电力出版社，2010年版。

第一部分.设计说明书一、设计题目110KV降压变电站部分的设计二、所址概况1、变电站的电压等级 110/35/10KV2、电力负荷水平35KV电压级：共计4回出线，2回最大输送功率6MW，送电距离30公里；2回最大输送功率8MW，送电距离25公里，功率因数COSΦ =0.83，一、二类负荷所占比重65％。

10KV 电压级：共计12回出线，5回最大输送功率1.5MW，送电距离8公里；7回最大输送功率1.3MW，送电距离10公里，功率因数COS Φ=0.78，一、二类负荷所占比重60％.变电站综合负荷曲线见图一，其中最大负荷同时率为0.9，负荷曲线上部为冬季213天，下部为夏季152天。

3、系统情况系统接线图及参数见图二，系统最小运行方式为接线图左边电源侧停运一台100MW机组；系统中性点接地方式为两台主变只一点接地；110KV侧两回架空进线方向，正西一回，西南一回；35KV侧出线方向正北两回，东北两回；10KV侧出线方向待定。

4、自然条件：站址为农田，土质为砂质粘土；海拔150米；地震裂度为4，处于IV 类气象区；污秽等级为1；土壤电阻率50Ω/m.三、负荷情况：第二章：负荷分析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。

4、35KV侧：ΣP1＝8MW+6MW＝14MW计及五年规划14MW*1.276=17.86 MWΣQ1=8000*0.64+6000*0.64=8960Kvar5、10KV侧：ΣP2＝1.5MW+1.3MW＝2.8MW计及五年规划2.8MW*1.276=3.57MWΣQ2=1500*0.809+1300*0.809=2265KvarΣP＝ΣP1+ΣP2=17.86MW+3.3.57MW=19.32MWΣQ=ΣQ1+ΣQ2=8960+2265=11225Kvar 17.86/0.83=21.20MVA3.57/0.78=4.58MVA所以：ΣS＝21.20+4.58=25.78MVA 变电站用电按总负荷的0.4%计25.78*0.4%=0.103MVA 考虑线损：25.88*35%=0.776MW本站总负荷为：ΣS=25.78+0.103+0.776=26.66MVA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。

110KV变电站电气一次部分初步设计说明书第一部分设计说明书第1章原始资料该课题来源于工程实际，建设此变电站是为了满足该地区输变电的需要。

本次设计的变电站高压侧从相距 6.5km 的 PX110kV变电站受电，经过降压后分别以35kV、10kV 两个电压等级输出。

它在系统中起着重要的作用，它是变换电压、汇集和分配电能的电网环节，可以降低输电时电线上的损耗，主要的作用是将高压电降为低压电，经过降压后的电才可接入用户。

1.1 建站规模（1）、变电站类型：待建电站属于110kV 变电工程。

（2）、主变台数及容量：待建DK110kV 变电站主变台数及容量为：本期2×31.5MVA，远景规划： 2× 31.5MVA。

（3）、主变台数及容量：待建DK110kV 变电站主变台数及容量为：本期2×31.5MVA，远景规划： 2× 31.5MVA。

（4）、进出线：待建DK110kV变电站从相距6.5km 的 PX110kV变电站受电，线径 LGJ-240；变电站进出线 ( 全部为架空线 ) ，110kV共 2 回；35kV 共 4 回；10KV 共16回。

（5）负荷情况：待建 DK110kV变电站年负荷增长率为 5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。

（6）无功补偿：待建DK110kV变电站无功补偿装置采用电力电容两组，容量为 2×3000kvar 。

（7）建站规模：待建DK110kV变电站所占地面积可采用半高型布置。

1.2 、短路阻抗系统作无穷大电源考虑，归算到本站110kV 侧母线上的阻抗标幺值X1= X 20.06 ， X 00.154 （取 S B100 MVA， E S 1.0 ）。

1.3 、地区环境条件待建 DK110kV变电站所在地区年最高气温35℃，年最低气温－ 15℃，年平均气温 15℃。

第 2 章电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。

随着电力行业的不断开展，人们对电力供给的要求越来越高，特别是供稳固性、可靠性和持续性。

然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。

一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。

本设计为35KV变电所电气局部的一次设计，变电所是电力系统的重要组成局部，它直接影响整个电力系统的平安与经济运行，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。

主要容包括:负荷计算与无功补偿，确定变压器的型式，变电所的主接线方案，短流电路计算，主要用电设备选择和校验，变电所整定继电保护和防雷保护与接地装置的计算等。

电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。

电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置确实定，是变电站电气局部投资大小的决定性因素。

该变电站设有两台主变压器，站主接线分为35kV和10kV二个电压等级。

各个电压等级分别采用单母线不分段接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路接线。

关键词：变电所；电气主接线；电气设备；继电保护1 引言11.1 设计目的11.2 设计意义11.3设计容与要求12 主接线的选择22.1 主接线的设计原那么与要求22.2主接线的根本接线形式22.3电气主接线方案的选择23负荷分析计算53.1电力负荷的概述53.2电力负荷分类的方法53.3电力系统负荷确实定63.4负荷计算64变电站主变压器的选择74.1 变压器的选取原那么74.2 变电站变压器台数的选择74.3主变压器容量确实定原那么和计算74.4主变压器绕组数确实定84.5主变压器形式的选择85短路电流的计算95.1 短路电流的概述105.2 计算短路电流的目的105.3短路电流实用计算的根本假设115.4短路电流的计算步骤115.4.110kV侧短路电流的计算115.4.2 35kV侧短路电流的计算136设备的选择与校验146.1 电气设备的选择条件146.2断路器的根本要求和选择条件146.2.1 35kV侧断路器、隔离开关的选择146.2.210kV侧断路器、隔离开关的选择166.3电流互感器的选择176.4电压互感器的选择187无功补偿197.1 无功补偿装置的概述197.2无功补偿装置的种类197.3无功补偿的计算208防雷接地设计218.1防雷保护的必要218.2变电所中可能出现大气过电压的种类218.3雷电波的危害218.4 变电所防雷接线的根本方式219设计总结22参考文献231 引言1.1 设计目的变电所作为电力系统的重要组成局部，它直接影响整个电力系统的平安与经济运行，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。

220KV变电站电气设计说明书第1章引言1.1 国内外现状和发展趋势(1) 数字化变电站技术发展现状和趋势以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟，智能化一次设备技术不成熟，网络安全性存在一定隐患。

但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。

目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。

(2) 当前的变电站自动化技术20世纪末到21世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。

其重要特点是：以分层分布结构取代了传统的集中式；把变电站分为两个层次，即变电站层和间隔层，在设计理念上不是以整个变电站作为所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计依据，在中低压系统采用物理结构和电器特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出线，在高压超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔设备；变电站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心，配大容量内存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件系统；现场总线以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了技术基础；网络尤其是基于TCP/IP的以太网在变电站自动化系统中得到应用；智能电子设备（IED）的大量应用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电度表等可视为IED而纳入一个统一的变电站自动化系统中；与继电保护、各种IED、远方调度中心交换数据所使用的规约逐渐与国际接轨。

这个时期国内代表产品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。

(3) 国外变电站自动化技术国外变电站自动化技术是从20世纪80年代开始的，以西门子公司为例，该公司第一套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威正式投入运行，至1993年初，已有300多套系统在德国和欧洲的各种电压等级的变电站运行。

220kv变电站电气部分设计说明书第1章原始资料分析1、建设规模：该电力系统需建一座220kv降压变电站，建成后与110kv和220kv电网相连，规划装设两台容量为120MVA主变压器。

该所有220kv、110kv和10kv三个电压等级，220kv侧出线6回，110kv侧出线8回，10kv侧出线12回。

根据建厂规模，对本电所的电气主接线进行设计，确定2～3种方案，进行技术和经济比较，确定最佳方案。

2、该地区负荷情况：110kv有两回出线供给远方大型冶铁厂，其容量为40MVA，10kv侧总负荷为30MVA。

根据负荷情况，确定主变压器台数及容量。

3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kv侧 T=3800小时/年110kv侧 T=4200小时/年10kv侧 T=4500小时/年根据最大负荷利用小时，可查表得出导体经济电流密度，进而按经济电流密度进行母线截面的选择。

4、系统阻抗：220kv侧电源近似为无穷大容量系统，归算至本所220kv母线为0.16（S=100MVA），110kv侧电源侧容量为1000MVA，归算至本所110kv母线侧阻抗0.32（S=100MVA），10kv侧无电源。

计算短路电流，对主要电气设备和导体进行选择。

5、该地区最热平均温度为28度，年平均气温16度，绝对最高温度为40度，土壤温度为18度海拔153米。

根据以上数据对导体及母线进行选择。

6、该变电所位于市郊荒土地上，地势平坦，交通便利，环境污染小。

根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对配电所进行高压配电系统设计，接近负荷中心，则要求供电的可靠性，调度的灵活性更高，有10kv电压送电，该负荷侧可采用双回路供电。

第2章电气主接线的设计电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。

220KV变电站电气一次部分初步设计说明书第一章电气主接线设计1.1主接线设计要求电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。

主接线代表了变电站高电压、大电流的电器部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。

它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。

因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最终方案。

电气主接线设计的基本要求，概况地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。

1.可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。

主接线可靠性的基本要求通常包括以下几个方面。

(1)断路器检修时，不宜影响对系统供电。

(2)线路、断路器或母线故障时，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线回路数和停电时间，并能保证对全部I类及全部或大部分II 类用户的供电。

(3)尽量避免变电站全部停电的可能性。

(4)大型机组突然停运时，不应危及电力系统稳定运行。

2.灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。

灵活性包括以下几个方面。

(1)操作的方便性。

电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至在操作过程中出差错。

(2)调度的方便性。

可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。

(3)扩建的方便性。

可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。

3.经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。

(1)投资省。

主接线应简单清晰，并要适当采用限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。

摘要变电所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，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。

本变电所的设计首先是要进行负荷的分析与计算，负荷分析的方法有许多，需用系数法，二项式法等等。

经过分析，采用需用系数法更加的适合。

接着就是无功补偿，通过公式和查阅无功补偿率的表可以求出所需的无功补偿容量。

在变压器台数及容量的选择时，为了提高大连老虎滩变电所供电的可靠性，采用的是两台型号相同的变压器，而主接线的设计，在高低压侧都采用了单母线分段接线。

短路计算中最终采用了更为普遍的标么值法。

对于设备的选择可分为高压侧（10kV 侧）和低压侧（380V侧）两种。

并根据不同的要求看是否需要进行动稳定或热稳定的校验。

从而选择更适合的设备以及电缆，母线等。

接下来是变压器的继电保护，对于容量小于800kVA的油浸式变压器可采用了电流速断，过电流，以及过负荷三种保护。

最后就是防雷与接地的设计，常用的防雷设备有避雷针，避雷带和避雷线。

最终经过分析，采用了四支避雷针作为大连老虎滩变电所电气部分的防雷保护。

[关键词] 变电站、负荷、输电系统、配电系统、补偿装置AbstractSubstation power system is an important component of the electrical equipment and distribution by the network connection mode according to a certain pose, he obtained power from the power system, through its transformation, distribution, transmission and protection functions, and then power safe, reliable and economical electricity supply to each device to set up places.First of all, the design of the substation is necessary to carry out the analysis and calculation of load, the load method of analysis there are many, need to factor method, binomial method and so on. The analysis required a more suitable method. Reactive power compensation and then, through the formula and check the rate of reactive power compensation can be obtained form the necessary reactive power compensation capacity. In the number and capacity of the transformer of choice, Dalian Tiger Beach in order to improve the reliability of power substations, the two models using the same transformer, the design of the main terminal, in the high and low pressure side bus using a single sub - wiring. Short circuit calculation of the final adoption of a more general method S Mody. For the choice of equipment can be divided into high-pressure side (10kV side) and low-voltage side (380V side) of two. And in accordance with the requirements of different activities to see if the need for stability or thermal stability of the calibration. In order to select more suitable equipment and cables, bus, etc.. Followed by the transformer relay protection, the capacity of less than 800kVA transformer oil-immersed current speed can be broken, over-current, as well as three types of overload protection. Finally, is the design of lightning protection and grounding, lightning protection equipment used a lightning rod, lightning protection and lightning protection zone line. After the final analysis, the use of a lightning rod 4 Dalian Tiger Beach as part of the electrical substation lightning protection.[key words] substation ,load ,transmission system ,correction equipment.目录第1章绪论 (1)1.1 大连老虎滩变电所的设计意义 (1)1.2 大连老虎滩变电所的设计要求 (2)1.3 大连老虎变电所电气部分的设计应达到的目的 (2)1.4 大连老虎滩变电所电气部分的设计方案 (3)第2章负荷的分析与计算及无功补偿 (4)2.1 负荷分析的意义 (4)2.2 负荷的分类及各自的供电要求 (4)2.3 负荷计算方法的比较及选用 (5)2.4 无功补偿的意义及方法 (6)2.5 无功补偿的计算 (7)第3章变压器台数及容量的选择 (9)3.1 变压器的分类与联结组别 (9)3.2 变压器的容量及过负荷能力 (9)3.3 变电所主变压器容量及台数，型号的确定 (10)第4章主接线的设计 (12)4.1 主接线的概述 (12)4.2 主接线的分类及其各的特点 (13)4.3 大连老虎滩变电所主接线的设计 (16)第5章短路计算 (19)5.1 短路的原因，形成及危害 (19)5.2 短路计算的方法及其采用 (20)第6章电气设备的选择及其校验 (24)6.1 高压设备的选择及校验 (24)6.2 低压设备的选择及校验 (25)6.3 母线及电缆的选择校验 (28)第7章继电保护的设计 (31)7.1 继电保护的基本知识 (31)7.2 供配电线路的继电保护 (31)7.3 中性点不接地系统的单相接地保护 (32)7.4 变压器的继电保护及计算 (32)7.5 备用电源自动投入装置 (35)第8章防雷与接地的设计 (37)8.1 防雷的基本概念 (37)8.2 老虎滩变电所防雷的设计 (38)8.3 老虎滩变电所设备接地的设计 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录Ⅰ (44)附录Ⅱ (45)附录Ⅲ (46)第1章绪论1.1大连老虎滩变电所的设计意义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。

XXXX学校课程设计说明书题目：A1# 110/10KV变电站电气一次部分设计姓名：院（系）：XXXXXXXXX学院专业班级：电气工程及其自动化20XX级X班学号：指导教师：成绩：时间：20XX年XX月XX日至20XX年XX月XX日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 A1# 110/10KV变电站电气一次部分设计专业学号姓名 XX 主要内容、基本要求、主要参考资料等：一、设计内容1.对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析。

2.选择待设计变电所主变的台数、容量、型式。

3.分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式。

4.进行互感器、避雷器等电气设备配置。

5.进行短路电流计算。

6.选择变电所高、低压侧及lOkV馈线的断路器、隔离开关。

7.选择10kV硬母线。

8.编写设计说明书、计算书,绘制电气主接线图。

二、设计文件及图纸要求1.设计说明书一份；2.计算机绘制变电所主接线图一张。

三、有关原始资料1.发电厂变电所地理位置图(见附图)。

各变电站布置方式无特殊要求。

2.环境最高气温40℃，最热月最高平均气温32℃。

3.110kV输电线路电抗均按0.4Ω／km计。

4.最大运行方式时，发电机并联运行，A、B站电源线路分裂运行，C站电源线路并联运行。

5.各变电站负荷的功率因数cosφ均按0.9计。

6.设计参数条件序号输电线路长度 km 系统容量MVA各变电站10kV最大负荷 MWL1 L2 L3 L4 P1重要负荷率P2重要负荷率P3重要负荷率1 15 22 11 10 730 2865% 2670%2258%2 17 20 15 12 850 29 25 193 25 23 12 15 1020 25 23 184 28 25 17 11 780 23 22 175 22 27 19 16 690 21 19 16附图发电厂变电所地理位置图G 一汽轮发电机 QFS-50-2，10.5KV,50MW, cosΦ=O．8，X"d＊=0.195；T —变压器 SF10—63000／121±2x2.5％；YNd11;UK％=10.5；Po=45.5kW；Pk=221kW；Io(％)=O.4四、参考文献1.冯建勤.电气工程基础.北京.中国电力出版社，20102.孙丽华.电力工程基础.北京：机械工业出版社，20063.水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.北京:水利电力出版社，19894.姚春球.发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社，2004目录第一章资料分析 (1)第二章主变容量、形式及台数的选择 (2)第四章电气设备配置原则 (6)第五章短路电流计算 (8)第六章主要电气设备选择与校验 (13)参考文献 (19)致谢 (20)附录-Ⅰ电气主接线图 (21)附录-Ⅱ电气设备布局图 (22)第一章资料分析第一节变电所在电力系统的地位电力系统是由发电机、变压器、输电线路和用电设备（负荷）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。

第1篇说明书部分第1章主变压器的选择1.1 主变压器选择的相关原则1.1.1 DJ2-88规程中关于变电所主变压器选择的规定(1)主变压器容量和台数的选择，应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有关规定和审批的电力系统规划设计决定进行。

凡装有两台(组)及以上主变压器的变电所，其中一台(组)事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%，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。

(2)与电力系统连接的220～330kV变压器，若不受运输条件的限制，应选用三相变压器。

500kV主变压器选用三相或单相，应根据变电所在系统中的地位、作用、可靠性要求和制造条件、运输条件等，经经济技术比较确定。

当选用单相变压器组时，可根据系统和设备情况确定是否装备用相；此时，也可以根据变压器的参数、运输条件和系统情况，在一个地区设置备用相。

(3)对深入市区的城市电力网变电所，结合城市供电规划，为简化变压器层次和接线，也可采用双绕组变压器。

(4)主变压器的调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关技术规定。

1.1.2 主变压器选择的一般原则1. 主变压器台数的确定为保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所一般装设两台主变压器，但一般不超过两台变压器。

当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保障供电时，可装设一台主变压器。

当变电所装设两台以及以上主变压器时，每台容量的选择应按照其中任意一台主变压器停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%～75%。

通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。

2.变压器型式的选用⑴变电所的主变压器一般采用三相变压器，如因制造和运输条件限制，在220KV的枢纽变电所中，一般采用单相变压器组。

当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相。

当主变压器超过一组，且各组容量满足全所负荷的75%要求时，可不装备用相。

220kV变电站主设计和调压方式分析目录第一部分设计说明前言....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章电气主接线选择............................................................................................... 错误!未定义书签。

第一节概述............................................................................................................... 错误!未定义书签。

第二节主接线的接线方式选择............................................................................... 错误!未定义书签。

第二章主变压器容量、台数及形式的选择................................................................... 错误!未定义书签。

第一节概述............................................................................................................... 错误!未定义书签。

第二节主变压器台数的选择................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要本设计书主要介绍了220kV地区性变电站的设计内容和设计方法，论述了电力系统工程中变电站的部分电气设计（一次设备部分）的全过程。

通过对变电站的主变压器的选择，主接线设计，站用电设计，短路电流计算，电气设备动稳定、热稳定的校验，主要电气设备型号及参数的确定，防雷保护的设计，配电装置的设计及继电保护的配置，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。

本设计书是针对变电站电气设备的一次部分的理论设计，未涉及二次部分。

SummaryThe design sheet introduces the project contents and design methods of 220kV regional converting station mainly and expounds the overall process of segmental electrical appliance designing (primary equipment part) of converting station during the course of electrical power system. Through choosing the main transformer of converting station, designing the main wiring, devising the electricity for station, reckoning short-circuit current, checking out the dynamic stability and thermal arrest of electrical equipment, ensuring the model and parameter of main electrical equipment, designing the lightning production, devising the power distribution unit and collocating the productive relaying, I finished the design of converting station in electrical power system in details. The design sheet is a design theoretically direct at primary equipment part of electrical equipment in converting station, not involve second section.第一篇说明书 (1)第一章原始资料及分析 (1)第二章主变压器及所用变的选择 (3)第一节概述 (3)第二节主变压器台数的选择 (3)第三节主变压器容量的选择 (4)第四节变压器型式和结构的选择 (4)第五节所用变的选择 (6)第三章电气主接线设计 (8)第一节概述 (8)第二节主接线的接线方式选择 (9)第四章短路电流的计算 (14)第一节概述 (14)第二节短路电流计算的目的与假设 (14)第五章电气设备的选择 (17)第一节概述 (17)第二节断路器的选择 (19)第三节隔离开关的选择 (20)第四节互感器的选择 (21)第五节电力电缆的选择 (24)第六节母线的选择 (25)第六章配电装置的选择 (27)第一节概述 (27)第二节配电装置的选择 (29)第七章防雷保护的配置 (32)第一节概述 (32)第二节配置原则 (32)第八章继电保护的配置 (34)第一节概述 (34)第二节变压器保护配置 (34)第三节线路保护 (35)第二篇计算书 (37)第一章短路电流的计算 (37)第一节变压器参数的计算 (37)第二节短路电流的计算 (38)第三节回路最大持续工作电流的计算 (40)第二章电气设备的选择 (42)第一节断路器的选择 (42)第二节隔离开关的选择 (43)第三节互感器的选择 (44)第四节10KV电力电缆的选择 (47)第五节 10kV母线的选择 (49)第三章防雷设计的计算 (51)第一节避雷器的选择 (51)第二节避雷针的保护范围计算 (52)结束语 (54)参考资料： (55)附录：电气主接线图 (55)第一篇说明书第一章原始资料及分析一、原始资料及分析1.根据电力系统规划需新建一座220kV区域变电所。

220/110/35kV变电站电气设计说明书第1章概述 ............................................................................................................................................... - 1 -1.1 变电站电气设计的基本依据 .............................................................................................................. - 1 -1.2 原始资料分析 ...................................................................................................................................... - 1 -1.2.1 设计变电站的类型及其在电网中的地位和作用.................................................................... - 1 -1.2.2本站进线情况 .............................................................................................................................. - 1 -1.2.3设计变电站负荷情况 .................................................................................................................. - 1 -1.2.4设计变电站站址的自然环境条件............................................................................................... - 2 -1.2.5 系统情况 ..................................................................................................................................... - 2 - 第二章主变压器的选择................................................................................................................................ - 3 -2.1 主变台数的确定 .................................................................................................................................... - 3 -2.2 主变容量的确定 .................................................................................................................................. - 3 -2.3 主变型式选择 ........................................................................................................................................ - 4 - 第三章电气主接线方案拟定 ........................................................................................................................... - 6 -3.1 电气主接线的基本要求 ...................................................................................................................... - 6 -3.2 电气主接线设计 .................................................................................................................................. - 7 -3.2.1 220kV侧接线形式.................................................................................................................... - 7 -3.2.2 110kV侧接线形式.................................................................................................................... - 9 -3.2.3 35kV侧接线形式.................................................................................................................... - 10 - 第4章短路电流的计算 ................................................................................................................................. - 14 -4.1 短路电流计算目的 ............................................................................................................................ - 14 -4.2 短路电流计算的一般规定 ................................................................................................................ - 14 -4.2.1计算的基本情况： .................................................................................................................... - 14 -4.2.2 短路类型 ................................................................................................................................. - 15 -4.2.3 短路点选择 ............................................................................................................................. - 15 -4.2.4 短路计算方法 ......................................................................................................................... - 15 -4.3 三相短路电流计算的运算曲线法 .................................................................................................... - 15 - 第五章电气设备的选择 ................................................................................................................................... - 16 -5.1 高压电气设备选择的一般原则 ........................................................................................................ - 17 -5.2 断路器和隔离开关的选择 .............................................................................................................. - 17 -5.2.1 断路器的选择 ......................................................................................................................... - 17 -5.2.2 隔离开关的选择 ..................................................................................................................... - 18 -5.2.3 断路器、隔离开关及成套设备选择结果.............................................................................. - 19 -5.3 电压互感器的选择 ............................................................................................................................ - 20 -5.4 电流互感器的选择 ............................................................................................................................ - 20 -5.6 导体的选择 ........................................................................................................................................ - 22 -5.6.1 选择原则 ................................................................................................................................. - 22 -5.6.2 选择校验 ................................................................................................................................. - 22 -5.7 支柱绝缘子的选择 ............................................................................................................................ - 23 -5.8 高压熔断器的选择 ............................................................................................................................ - 23 - 第6章无功补偿及站用变的选择 ................................................................................................................. - 24 -6.1 站用变压器选择 ................................................................................................................................ - 24 -6.2 站用变压器接线 ................................................................................................................................ - 25 -6.2.1 站用变电源引接线方式 ......................................................................................................... - 25 -6.2.2 站用变压器低压侧接线 ......................................................................................................... - 25 -6.3 无功补偿装置类型 .............................................................................................................................. - 25 -6.3.1 无功补偿容量的确定 ............................................................................................................... - 26 -6.3.2并联电容器装置 ........................................................................................................................ - 26 -6.3.3 并联电容器分组容量和分组数................................................................................................ - 26 - 第7章电气布置及配电装置 ......................................................................................................................... - 26 -7.1 电气设备布置 .................................................................................................................................... - 26 -7.2 配电装置布置 .................................................................................................................................... - 26 -220/110/35kV变电站电气设计计算书9.1 系统参数的计算 ................................................................................................................................ - 29 -9.1.1 各元件参数的计算 ................................................................................................................... - 30 -9.1.2系统参数的计算 ........................................................................................................................ - 30 -9.2 系统在K1点短路 ............................................................................................................................. - 32 -9.3 系统在K2点短路 ............................................................................................................................. - 34 -9.4 系统在K3点短路 ............................................................................................................................. - 36 - 第十章电气设备的选择计算过程 ............................................................................................................... - 39 -10.1 断路器与隔离开关的选择 .............................................................................................................. - 39 -10.1.1 220kV设备的选择................................................................................................................ - 39 -10.1.2 110kV设备的选择................................................................................................................ - 41 -10.2电压互感器的选择 ............................................................................................................................. - 42 -10.3 电流互感器的选择 .......................................................................................................................... - 43 -10.4 导体的选择与校验 .......................................................................................................................... - 44 -10.4.1 220KV侧母线选择.................................................................................................................. - 44 -10.4.2 110KV侧母线....................................................................................................................... - 45 -10.4.3 35KV侧母线......................................................................................................................... - 46 -10.5 避雷器的选择 .................................................................................................................................. - 46 -10.5.2 110KV侧避雷器的选择与校验........................................................................................... - 47 -10.5.3 35KV侧避雷器的选择与校验............................................................................................. - 48 - 参考文献 ............................................................................................................................................................. - 50 - 致谢 ............................................................................................................................................... - 51 -220/110/35kV变电站电气设计说明书第1章概述1.1 变电站电气设计的基本依据根据毕业设计任务书的要求进行设计，完成基本接近于电力设计部门的初步设计阶段工作内容，主要是变电站一次部分设计，对电气二次等内容只作初步规划。

摘要电力工业是国民经济的重要行业之一，它既为现代化工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力，且和广大人民群众的日常生活有着密切的联系，我国具有丰富的能源资源，发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等转换为电能的工厂，以满足人民生活的需要。

基于发电厂的重要地位，在建设它之前，就要对它进行合理的规划、设计。

设计时要切合实际、安全适用、技术先进、综合经济效益好。

本次设计共分为七部分。

第一部分是厂用变压器及主变压器的选择。

根据厂用负荷情况对厂用变压器进行选择，然后再选择主变压器。

第二部分是电气主接线和厂用电接线的选择。

电气主接线我“采用双母带旁路接线，以提高供电的可靠性。

厂用电接线按照：按炉分段”原则。

第三部分是短路计算。

短路计算分为三相对称短路电流计算和不对称短路电流计算。

计算方法采用运算曲线法。

第四部分是电器设备的选择。

主要对断路器、隔离开关、电压和电流互感器和母线进行选择。

220KV 侧的母线我选用软导线；从发电机出线端子的主回路母线，自主回路母线引出至厂用高压变压器和电压互感器、避雷器等设备柜的各分支，采用封闭母线。

第五部分是对高压配电装置进行选择。

我选用分相中型。

第六部分是防雷保护设计。

全所共采用八根避雷针进行保护。

第七部分是继电保护及自动装置的配置。

关键词: 断路器, 变压器, 母线。

AbstractElectric power industry is very important in country life.Itsupplies motivit y for our industryagriculture science technique.Wehave weath y resource.Power station makes all kinds of source intoelectricsuch as coal water powernuclear energy.Because it is so important .We should plan it before builting.Itrequires factsaft yadvanced and reasonable.The paper is divided into seven parts.The first :selecting thetransformer of factory and the main transformer.According to the loadof the factory. I can select the transformer of the factory .Then I canselect the main transformer .The second:selecting the main electricalwiring and the wiring of the factory . I select two buses with bybassinthe main wiring .It can enhance the reliabilit y .According to theprinciple of boiler subsection .I select the wiring of factory. The thirdthe count of short circuit current .The count of short circuit currentinclude the s yinmetry of three-phase and uns ymmetry. I select themethod of operation curve .The fouth : selecting the equipment .I selectbreaker insulatorcurrent transformervoltage transformer and selectingthe bus . I use the soft line in the bus of 220KV. Form the high-voltagetransformer and the voltage transformer and the lightning arrest .Iselect the sealed bus.The fifth :selecting the distribution install. Ichoose divided-phase middle install in the high-voltage distributioninstall. The sisth:the design of avoiding thunderbolt .I choose eightneedles using the protection The seventh: the protection of the relay ..Key words :breaker ,transformer ,bus .目录摘要 (I)绪论 (1)第1章概述 (2)1.1概述 (2)1.2本次设计的内容 (2)1.3本次设计的任务 (3)第2章发电厂主变压器的选择 (4)2.1发电厂主变压器台数和容量的确定 (4)2.2主变压器型式的确定和调压方式的选择 (5)2.3主变压器中性点接地方式的选择 (7)第3章电气主接线的设计 (8)3.1设计电气主接线的依据和基本要求 (8)3.2发电厂电气主接线设计 (9)第4章发电厂自用电接线设计 (13)4.1厂用电设计的基本要求和原则 (13)4.2高压厂用变压器的选择 (13)第5章短路电流计算 (17)5.1短路电流计算的目的 (17)5.2短路计算点的确定及短路电流的计算 (18)第6章载流导体和电气设备的选择及校验 (20)6.1电气设备的选择原则 (20)6.2导体的选择及校验 (21)6.3高压断路器和隔离开关的选择及校验 (25)6.4互感器的选择及校验 (29)第7章发电机—变压器组保护的特点及其配置 (37)7.1发电机—变压器组保护的特点 (37)7.2发电机—变压器组保护的配置 (38)第8章发电厂防雷规划 (39)8.1发电厂的防雷保护概述 (39)8.2发电厂防雷措施 (39)第9章展望 (41)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)绪论随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常工作中。

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。

220kV变电站电气一次部分设计设计《发电厂电气部分》课程设计220kV变电站电气一次部分设计指导老师：学院名称:工程学院专业班级：220kV变电站电气一次部分设计设计目录变电站电气一次部分设计说明书4一、原始资料4二、电气主接线设计52。

1电气主接线的概述52。

2电气主接线的基本要求 52.3电气主接线设计的原则52.4方案预定52。

5方案选择52.6电气主接线图 6三、主变的选择73。

1主变压器的选择原则73。

2主变压器容量的确定 9四、站用电设计104。

1站用变压器的选择104.2站用电接线10五、高压电气设备选择115。

1高压断路器的选择及校验115.2隔离开关的选择与校验125。

3电流，电压互感器的选择及校验135.4高压熔断器的选择及校验155。

5母线选择及校验16六、防雷及过电压保护装置设计176。

1变电站直击雷防护186.2侵入波过电压防护 186。

3进线段保护186。

4接地装置设计18220kV变电站电气一次部分设计设计变电站电气一次部分设计计算书20一、负荷计算20二、短路电流计算20三、电气设备选择及校验计算243.1断路器的选择243。

2隔离开关的选择313。

3电流互感器的选择333。

4电压互感器的选择353。

5高压熔断器的选择363。

6母线的选择36四、防雷保护计算394。

1 避雷针的选择394.2 避雷器的选择414。

3 接地电阻42变电站电气一次部分设计说明书一、原始资料220kV地区变电站电气一次部分设计原始资料一、地区电网的特点本地区变电站通过三回线（架空线50km）从系统获取电能，(每回架空线的单位长度等值电抗=0.5欧/km）二、建站规模（1）变电站类型：220kV变电工程（2)电压等级:220kV 、110kV、35kV（4）出线回数及传输容量三、环境条件变电所位于某城市，地势平坦，交通便利，空气较清洁，区平均海拔300米,最高气温36℃，最低气温-18℃，年平均雷电日45日/年，土壤电阻率高达800 .M四、电气主接线要求尽量考虑设置熔冰措施五、短路阻抗系统作无穷大电源考虑电气主接线设计二、电气主接线设计2.1电气主接线的概述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，故又称为一次接线或电气主系统.主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系.因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素,经过技术、经济论证比较后方可确定.2.2电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求,概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面.这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性.但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也不同的侧重。