110KV终端变电站一次系统设计

110kV降压变电所电气初步设计摘要：变电所是电力配送的重要环节，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，本文设计建设一座110kV降压变电所，主要是对该变电所的电气一次部分进行设计、计算。

由于电气主接线是变电所的主要环节，本文选出数个电气主接线方案进行了技术经济综合比较，确定了一个较佳方案，并根据此方案对全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护等，进行了详细的设计和说明。

本设计分为两部分：第一部分为设计说明书，说明书中介绍了个所选电气设备型号，技术参数等。

第二部分为设计计算书，计算书中主要是对所选短路点进行短路电流计算及设备选型和校验。

关键词：变电所电气主接线电气设备配电装置继电保护110kV Stepdown Substation ElectricPreliminary DesignABSTRACT：Substation is the important link of electric power distribution. Designing quality of substation is directly referred to the security, stabilization, flexibility and economical operation of electric system. In order to feed the evergrowing cities and towns’ load requirements, enhance the reliability and quality of power supply to consumers, this thesis designs an 110kV stepdown substation and its electric primary part.Due to the fact that main electrical scheme is the main part of substation, this thesis synthetically compares several main electrical schemes from technical and economic aspects and picks up one preferable scheme. According to the chosen scheme, detailed design and instruction are carried out about the electric apparatus selection, distribution equipment arrangement, relay protection, and so forth.This thesis consist of two parts, the first part is design specification, which introduces the selection electric apparatus’ type, technical parameter, etc; the second part is design calculation, which conducts short circuit current calculation, equipment lectotype, and verification on the selection short dot.Key Words: substation, main electrical scheme, electric apparatus, distribution equipment,relay protection目录中文摘要 (I)英文摘要 (Ⅱ)第一部分设计说明书 (1)1 电气主接线设计 (1)1.1 变压器的选择 (1)1.1.1 主变压器的选择 (1)1.1.2 站用变压器的选择 (1)1.2 电气主接线概述 (2)1.3 110kV侧接线方式的选取 (3)1.4 10kV侧接线方式的选取 (5)2 短路电流计算 (8)2.1 短路电流概述 (8)2.2 电网的等值电路图 (9)2.3 短路电流计算结果 (9)2.3.1 三相对称短路电流计算结果 (9)2.3.2 110kV不对称短路计算结果 (10)3 电气设备的选择 (11)3.1 发电厂主要电气设备 (11)3.2 断路器的选择 (11)3.3 隔离开关的选择 (12)3.4 互感器的选择 (13)3.4.1 电流互感器的选择 (14)3.4.2 电压互感器的选择 (14)3.5 高压熔断器的选择 (15)3.6 母线的选择 (16)3.7 绝缘子和穿墙套管的选择 (16)4 继电保护规划 (17)5 防雷规划 (18)6 配电装置规划 (21)6.1 配电装置概述 (21)6.2 配电装置设计 (22)第二部分计算书 (25)1 短路电流计算 (25)1.1 等值电路图 (25)1.2 参数化简 (25)1.3 短路电流的计算 (26)1.3.1 三相对称短路 (26)1.3.2 110KV侧不对称短路 (32)2 电气设备的选择 (35)2.1 断路器的选择 (35)2.1.1 110kV侧断路器的选择 (35)2.1.2 10kV侧断路器的选择 (37)2.2 隔离开关的选择 (41)2.2.1 110kV侧隔离开关的选择 (41)2.2.2 10kV侧隔离开关的选择 (42)2.3 互感器的选择 (44)2.3.1 110kV侧互感器的选择 (44)2.3.2 10kV侧互感器的选择 (45)2.4 母线的选择 (49)2.4.1 110kV侧母线的选择 (49)2.4.2 10kV侧母线的选择 (51)参考文献 (56)附录 (57)附录1 英语原文 (57)附录2 汉语翻译 (61)附录3 变电所电气主接线图 (65)附录4 继电保护装置配置图 (66)第一部分设计说明书1 电气主接线设计1.1 变压器的选择1.1.1 主变压器的选择根据原始资料：1.变电所类型：110KV终端变电站2.电压等级: 110/10 kv3.负荷情况：10kv侧：最大负荷： 26MW 最小负荷：15MWcosф=0.85 T max=5000h 负荷类型：一、二类，90％变压器采用有载调压双绕组电力变压器，为了满足用户最大负荷，则计算变压器容量为:Se=26MW/0.85=30588KVA同时给变压器留有一定的裕度则取：Se=30588*1.2=36706KVA现有三种方案：（1）、根据负荷要求选用一台变压器，型号为三相双绕组SZ10—40000KVA/110。

（2）、根据负荷要求选用两台变压器，型号均为三相双绕组SZ10—40000KVA/110。

（3）、根据负荷要求选用两台变压器，一台型号为SZ10—40000KVA/110，另一台型号为SZ10—20000KVA/110。

现对三种方案进行比较：为了满足系统N—1的运行方式，以保证电网安全运行为前提，故选择方案二。

查《35-110kV变电所设计规范》选择SZ10—40000/110型号的变压器，连接组别为YN，d11。

其技术参数：表1-1 所选主变压器的技术参数主变压器的接地方式采用直接接地方式，此接地方式过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，经济效益显著。

变电所绕组连接方式：变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致。

电力系统采用的绕组连接方式只有Y和△，我国110kV及以上电压，变压器绕组采用Y 连接。

35kV亦采用Y连接。

35kV以下电压，变压器绕组都采用△连接。

所以本设计110kV侧、10kV侧绕组分别采用Y、△连接。

1.1.2 站用变压器的选择因站用负荷较重要，为提高站用电的可靠性和灵活性，需装设一台站用变压器。

站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。

根据要求站用变容量按主变容量的（0.5～1.0）%进行选择, 这里应该取 1.0%进行计算以确保站用电。

S=40000×1.0%=400KVA。

考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。

站用变压器的技术参数如下表所示：表1-2 所选站用变压器的技术参数1.2 电气主接线概述在发电厂和变电所中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能生产、汇集和分配的电气主回路。

这个电气主回路被称为电气一次系统，又叫做电气主接线。

用规定的设备图形和文字符号，按照各电气设备实际的连接顺序而绘成的能够全面表示电气主接线的电路图，称为电气主接线图。

发电厂、变电站的电气主接线可有多种形式。

选择何种电气主接线，是发电厂，变电站电气部分设计中的最重要问题。

主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。

对电气主接线设计的基本要求是可靠性、灵活性和经济性。

（1）可靠性要求供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，现在已经可以进行定量的评价。

电气主接线不仅能保证在正常运行时，还要考虑到检修和事故时，都不能导致一类负荷停电，一般负荷也要尽量减少停电时间。

为此，应考虑设备的备用，并有适当的裕度，此外，选用高质量的设备也能提高可靠性。

（2）灵活性要求满足调度时的灵活性要求，灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，灵活地调配电源盒负荷，满足系统正常运行的需要；满足检修时的灵活性要求，在某一设备需要检修时，应能方便地将其退出运行，并使该设备与带点运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时方便和安全；满足扩建时的灵活性要求，从初期的主接线过度到最终的主接线，每次过渡都应比较方便，改建的工程不大。

（3）经济性要求在主接线满足必要的可靠性和灵活性的前提下，应尽量做到经济合理。

努力节省投资，高压设备的数量力求较少，不必有多余的设备，减少出线电缆的截面，继电保护和二次回路不过分复杂，以节省二次设备和控制电缆，主变压器的型号、容量、台数的选择要经济合理，尽量少占土地。

1.3 110kV侧接线方式的选取方案一单母线分段兼旁路接线接线特点:优点:当检修在一出线断路器时，可不中断该路的供电，即合上旁路断路器两侧隔离开关后再合上该断路器，使旁路母线带电，再合上欲检修的出线断路器所在回路的旁路隔离开关，然后断开被检修的断路器及其两侧的隔离开关，对其进行检修，在正常运行情况下，旁路母线不带电，主接线系统可并列运行也可分列运行，运行方式比较灵活，这种接线方式广泛应用于出线回路不多的场合。