1、1、指导教师评语：本论文根据某地区的用电需求及电力系统的可靠性、经济性要求，按照给出的原始资料和供应电能的相关情况，设计出能够满足负荷增长需要的运行灵活、检修维护安全方便、接线简单清晰、操作方便、投资少、运行费用低和有扩建可能性的变电站主接线方案，并通过短路电流计算，选择和校验其他电气设备。该论文选题符合电力系统工程实际需要，结构合理，数据资料充分，写作进度安排合理，文字表达较流畅，已达到毕业设计（论文）水平。 指导教师签名 年 月 日2、评阅教师评语：随着对电力系统电能质量、发供电可靠性、技术经济指标等的相关要求的日益提高，变电站的规划设计成为电网发展的关键一环，并将进一步影响到整个社会的稳
2、定和国民经济的发展。本论文通过对原始资料的分析，结合电力系统的运行实际情况，比较各种主接线设计方案，以确定最为可靠经济的的电气主接线方案和主变容量。随后通过短路电流计算，来选择和校验主要电气设备。论文结构合理，思路清晰，计算数据翔实，结论合理，已达到毕业设计（论文）要求的水平。 评阅教师签名 3、答辩小组评语：答辩小组组长签名 电气工程及其自动化专业 110kV区域变电站电气部分设计中 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
3、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
4、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AbstractPower 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 aggregatio
5、n 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
6、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 und
7、er 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 thre
8、e-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 select
9、ion 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. Keywords Electrical main wi
10、ring design; short-circuit current calculation; electrical equipment selection; design drawings- 2 -目 录第1章 设计的内容和要求11.1 原始资料分析11.2 设计原则和基本要求21.3 设计内容2第2章 主变压器的选择32.1 主变台数的确定32.2 本变电站站用变压器的选择42.3 小结5第3章 电气主接线的选择63.1 选择原则63.1.1 主接线设计的基本要求及原则63.1.2 主接线的基本形式和特点73.2 变电站的各侧主接线方案的拟定73.3 小结11第4章 短路电流计算124.1
11、 短路计算的目的及假设124.2 短路电流计算的步骤124.3 短路电流计算及计算结果134.4 小结16第5章 导体和电气设备的选择175.1 电气设备的选择原则175.2 断路器和隔离开关的选择175.3 互感器的选择205.4 母线的选择225.5 高压熔断器的选择245.6 消弧线圈的选择245.7 小结25第6章 变电站防雷保护及其配置266.1 直击雷的过电压保护266.2 雷电侵入波的过电压保护266.3 避雷器和避雷线的配置266.4 小结27第7章 高压配电装置及平面布置287.1 设计原则与要求287.2 高压配电装置297.3 小结30结 论31参考文献32致 谢33附录
12、1 避雷针保护范围图34附录2 变电所总体平面布置图35附录3 110KV/35KV/10KV降压变电站电气一次主接线图3536第1章 设计的内容和要求1.1 原始资料分析1、变电站的建设规模（1）、类型：110kV地方变电站。（2）、最终容量：根据电力系统的规划需要安装两台容量为31.5 MVA，电压为110kV/35kV/10kV的主变压器，主变各侧容量比为100/100/100，一次设计并建成。2、电力系统与本所的连接情况（1）、待设计的变电站是一座降压变电站，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。（2）、本变电站有两回平行线路与110kV电力系统连接，有两回35kV电力系统连接。图1
13、 变电所连接示意图（3）、本变电站在系统最大运行方式下的系统正、负阻抗的标么值示意图如图1（Sj=100MVA）,110kV及35kV电源容量为无穷大，阻抗值各包含平行线路阻抗在内。电所不考虑装调相机、电容器等无功补偿设备，35kV因电网线路的电容电流较少，也不装设消弧线圈。110kV出线无电源。电力负荷水平110kV进出线共2回，两回进线为110kV的平行供电线路，正常送电容量各为35000KVA。35kV进出线共2回，两回进线连接着35kV电源，输送容量各为35000KVA。10kV出线共12回，全部为架空线路，其中3回每回输送容量按5000KVA设计；另外5回每回输送容量为4000KVA
14、，再预留四个出线间隔，待以后扩建。本变电站自用电主要负荷如表1-2 表12 110kV变电站自用电负荷序 号设备名称额定容量（kW）功率因数（cos）安装台数工作台数备 注1主充电机200.85周期性负荷2浮充电机4.5经常性负荷3主变通风0.15324蓄电池通风2.75检修、试验用电156载波通讯用电7屋内照明5.28屋外照明9生活水泵10福利区用电1.5计算负荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 （kVA）5、环境条件（1）当地年最高温度39.1，年最低温度5.9，最热月平均最高温度29；最热月平均地下0.8m土
15、壤温度21.5。（2）当地海拔高度1518.3m。（3）当地雷电日T=25.1日/年。1.2 设计原则和基本要求 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）选择主变压器台数、容量和型式（一般按变电站建成5-10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力）； 2）设计变电所电气主接线；3）短路电流计算；4）主要电气设备的选择及各电压等级配电装置类型的确定;1.3 设计内容本次设计的是一个降压变电站，有三个电压等级（110kV35kV10kV），1
16、10kV主接线采用双母线接线方式，两路进线，35kV和10kV主接线均采用单母线分段接线方式。主变压器容量为2*315MVA，110kV与35kV之间采用YoYo12连接方式，110kV与10kV之间采用Yo11连接方式。本设计采用的主变压器有两个出线端子，一端接35kV的引出线，另一端接10kV的引出线。设计中主要涉及的是变电站内部电气部分的设计，并未涉及到出线线路具体应用到什么用户，所以负荷统计表相对比较简洁，也减少了电气主接线图的制作难度。第2章 主变压器的选择2.1 主变台数的确定待设计变电站在电力系统中的地位：本变电站为一降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工
17、厂、农村供电的重要任务，地位比较重要。待设计变电站的建设规模：（1）电压等级110kV/35kV10kV （2）线路回路数量 10kV进出线共12回，全部为架空线路，其中3回每回输送容量按5000KVA设计；（3）主变选择 由第一章概况及负荷统计可知：主变压器选为两台110kV级低损耗三绕组有载调压变压器，每台容量为31.5MVA，两变压器同时运行。电压等级：110KV35KV/10KV，各侧容量比：100：100。1）变压器容量：装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70%，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证80%负荷供电
18、。 2）在330KV及以下电力系统中，一般选三相变压器，采用降压结构的线圈，排列成铁芯低压中压高压线圈，高与低之间阻抗最大。 3）绕组数和接线组别的确定： 该变电所有三个电压等级，所以选用三绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，110kV以上电压，变压器绕组都采用Y0连接，35KV采用Y形连接，10KV采用连接。4）调压方式的选择：普通型的变压器调压范围小，仅为5%，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且要向
19、系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。5）冷却方式的选择：主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。所以用两台SFSZ731500/110型有载调压变压器，采用暗备用方式，查变压器的参数如下：表2-1 变压器技术数据型 号（kVA）额定电压（kV）损 耗（kW）阻抗电压（%）空载电流连接组别高压中压低压空载短路SF
20、SZ731500/110315001108*1.25%354*1.25%10.58.241U12=10.5%U13=17.5%U23=6.5%YN、yno、dn2.2 本变电站站用变压器的选择变电站的站用电是变电站的重要负荷，因此，在站用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电站发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电站安全，经济的运行。一般变电站装设一台站用变压器，对于枢纽变电站、装有两台以上主变压器的变电站中应装设两台容量相等的站用变压器，互为备用，如果能从变电站外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装
21、设一台站用变压器。根据如上规定，本变电站选用两台容量相等的站用变压器。站用变压器的容量应按站用负荷选择： S照明负荷+其余负荷*0.85（kVA）站用变压器的容量：SeS0.85P十P照明（kVA）根据任务书给出的站用负荷计算：S5.2+ 4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.8549.725 （kVA） 考虑一定的站用负荷增长裕度，站用变10KV侧选择两台SL712510型号配电变压器，互为备用。根据容量选择站用电变压器如下：型号：SL712510；容量为：125（kVA）连接组别号：Yn，yn0 调压范围为：高压：5阻抗电压为（%）：2.3 小
22、结在本章中，根据本变电站的实际情况选择了变电站的主变压器和站用变压器：主变压器为两台SFSZ731500/110型有载调压变压器；站用变压器两台SL712510型号配电变压器。第3章 电气主接线的选择3.1 选择原则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。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。3.1.1 主接线设计的基本要求及原则变电站主接线设计的基本要求：1）可靠性
23、供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。 2）灵活性 电气主接线不但在正常运行情况下能根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。 3）操作应尽可能简单、方便 电气主接线应简单清晰、操作方
24、便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。4）经济性 主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用最小，占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。 5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选择主接线时，应考虑到有扩建的可能性。变电站主接线设计原则：1）变电站的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网
25、上不得采用分支接线。2）在6-10kV配电装置中，出线回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在6回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 3）在35-66kV配电装置中，当出线回路数不超过3回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为48回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。 4）在110-220kV配电装置中，出线回路数不超过2回时，采用单母线接线；出线回路数为34回时，采用单母线分段接线；出线回路数在5回及以上，或当“0220KV配电装置在系统中居重要地
26、位；出线回路数在4回及以上时，一般采用双母线接线。 5）当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。 总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。3.1.2 主接线的基本形式和特点主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。在电厂或变电站的进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电站。有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。3.2 变电站的各侧主接线方案的拟定
