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1、 前 言可以说，变电站就是国家电网中的中枢，一方面它连接外网，在这里进行着电压转换，另一方面再把汇集的电力源源不断的输向终端用户。本论题所设计的区域终端变电站为新建的110KV站，所面向的用户为周边居民和工业厂区，以保证人们生活和经济发展的基本动力。变电站的设计是依据电气设计类国家和地方标准，以带动地方发展和满足人民生产生活的需求为根本目的，同时结合区域的规划设计和工程的实际情况，在满足基本需求的基础上，尽可能的节约用地和降低成本费用，争取以最小的投入带来更多的经济效益。同时在设计过程中要把灵活性和易操作性融入进去，后期维护的便捷也是设计考虑的因素之一。110kV 变电站电气设计涉及的内容比较
2、广，既有变压器等主要设备、线路与线路连接、配电装置等的选择，也包括了短电流、直流系统、消弧与过压保护等方面的计算与设计，材料与设备的硬件设施是变电站最基本的结构单元，而设施选择的各类计算与设计就是保障变电站技术层面的平稳可靠、安全经济的核心部分，是变电站技术上的优势所在。所以在具体的设计任务中，最先应该就是分析技术资料和标准要求，进一步论证与确立技术参数，进而选择适合技术要求的设备数量、规格型号、容量大小，以及对电气设备、继电保护等方面还需要规划、计算、矫验这些必不可少的过程。摘 要随着我国科学技术的快速发展，变电站不仅从设备和技术上，都有了新的革新，110KV变电站是我国变电站的重要组成部分
3、，其电气设计工作十分重要。在整个电力系统中，变电站在实际上发挥着其监控和中转机构的作用，是从高压输电向终端输电的重要模块，所以如何在变电站的新建过程中，在基于现代科学技术和规范的基础上，电气主接线、重要设备类型和连接方式等都直接影响着使用过程中的经济、安全和可靠性等，这不仅体现了建设设计的重要性和可持续发展，也体现了在设施设备选择上的科学严谨的态度。对于设计人员来说，把握这些内容做到心里有数才能更好的完成任务。本论文就是基于110kV 变电站电气部分的整体设计，把握设计过程中的每一个部分，包括了设施设备的选择、设计与论证以及安全与检修方面等内容，其目标主要是在合乎技术规范的基础上，集约、经济、
4、有效、安全、可靠的完成电气化设计工作，同时也是为行业技术领域的发展提供一个参考模板，共同努力把这块工作做的更好。关键词：变电站 电气设计 短路电流 目 录前 言1摘 要2第1章 某110kV变电站一次部分电气设计项目任务41.1 任务描述41.2 任务要求41.3 原始资料分析5第2章 制作某110kV变电站一次部分电气设计的工作计划72.1 工作计划安排72.2 某110kV牵引变电所设计的内容和要求8第3章 主变压器的选择93.1 变电所主变压器台数的选择93.2 功率因数和无功功率补偿10第4章 主接线的选择与设计144.1变电站主接线设计的基本要求144.2 变电站主接线设计原则154
5、.3 主接线的基本形式和特点164.4 110KV侧接线的方案选择164.5 35KV侧接线的选择184.6 10KV侧接线的选择19第5章 短路电流计算205.1 短路计算的目的及假设205.2 短路电流计算的步骤215.3 短路电流计算及计算结果225.4 小结25第6章 导体和电气设备的选择266.1 电气设备的选择原则266.2 断路器和隔离开关的选择266.3 互感器的选择296.4 电压互感器的选择316.4 母线的选择316.5 高压熔断器的选择326.6 消弧线圈的选择336.7 小结33第7章 防雷及过电压保护347.1 避雷器347.2 避雷器的选择计算347.3 变电所的
6、防雷保护36第8章 高压配电装置及平面布置378.1 设计原则与要求378.2 高压配电装置388.3 小结39第9章 项目总结409.1 内容总结409.2 心得体会42致 谢44参考文献45第1章 某110kV变电站一次部分电气设计项目任务1.1 任务描述变电站是输电系统的核心部分，保障110kV变电站的安全稳定是变电站电气设计最为重要的问题且一直被研究者。从传统的110kV变电站项目来看，其设计更多的侧重于设备的安装和设计，这是因为变电站有着比较大的体量，放在户外的设备又容易腐蚀，如此发生污闪事故的概率就增大，从而影响用电。本文从降低事故发生率和提高设备使用效率角度出发，以110kV变电
7、站作为研究的对象，充分利用现代较为尖端的科学技术，以变电站的标准化设计典型为目标，争取把电气化设计做到更加充分与完善。1.2 任务要求1.2.1 任务要求由于110kV变电站的一次电气设计涉及的设备种类较多，所以设计工作系统、复杂，而且要全盘考虑，牵一发而动全身。这对设计人员提出了很高的要求，必须掌握变电站一次电气设备的设计要点,遵循电气化设计的基本原则。在变电所总体设计时第一步就是进行设计分析，分析110kV变电站一次电气设备的设计要点，分析变压器的选择和主接线方式的选择，进行电气设备的选择校验。最后研究了继电保护及自动装置，并对全文进行总结，作出远景计划。1.2.2 任务过程要求（1）对任
8、务内容进行初步分析；（2）查阅所有相关的资料文件，知识储备；（3）工作计划与方案的拟定；（4）计划与方案的实施；（5）实施过程中问题的纠错；（6）按照既定的格式整理分析研究成果和技术报告，形成毕业设计。1.3 原始资料分析1.3.1 变电站设计基本概况（1）类型概况：本次设计属于地方变电站，用电110kV。（2）容量概况：规划一次设计并建成容量为31.5 MVA两台，主变压器电压为110kV/35kV/10kV，100/100/100的主变各侧容量比。1.3.2 电力连接概况（1）变电站功能描述：从类型上看属于降压变电站，服务功能为周边有限地区的居民、厂区供电服务。（2）电力连接：35kV与平
9、行线路各两回，以上即为电力系统连接线路。（3）连接示意：我们通过示意图来表示系统的正、负阻抗的标么值（系统运行最大化情况下，同时在电源容量和线路都表示无穷大的阻抗值）。示意图1（）：图1 变电所连接示意图图1 变电所连接示意图假设：在无功补偿设备如电容器、装调相机等电所方面暂时忽略，同时由于35kV所在电网线有着比较少的电容电流，当然110kV出线无电源的情况也是有可能的，所以也暂且不安装如消弧线等设备。电力负荷水平：110kV变压器：共存在2个回路的110kV进出线，平行供电线路进线也是两个回路，根据线路测定，每个回路能够最大承载35000KVA电容量。35kV两个回路进线引入电源，共设有2
10、个回路的35kV进出线，每个回路能够最大承载35000KVA电容量。本变电站共设计12个回路的10kV电源引导出线，根据设计规范和要求，因此建成的是清一色的架空线路，这包括按5000KVA/回输送容量设计的3回、4000KVA/回输送容量的有5回、另外4个目前为预留，根据今后实际需要再另行改扩建使用。自用电方面，本变电站需要承载主要负荷如表1-2 表12 本变电站自用电负荷参数可以计算出负荷：1.3.3 环境条件（1）变电站所在地区有记载的气象环境如季节温度差异较大，如冬季温度最低年份为5.9，不属于极寒地区；夏季温度最高年份达到了39.1，夏季平均温度最高的一般只有29；土壤温度方面来看，在
11、0.8m地下中且最热的月份，土壤温度为21.5。（2）从本地区海拔来看，平均海拔高度较高，达到了1716.7米。（3）从本地区雷电来看，雷电情况总体较少，仅为。第2章 制作某110kV变电站一次部分电气设计的工作计划2.1 工作计划安排2.1.1 分工计划任务序号任务名称任务分配1负责主变压器台数与容量型式的选择、变电所电气主接线设计任务陈睿2负责计算短路电流方面任务龚薇3负责选择主要电气设备、确定关于电压等级配电装置类型的任务李伟2.1.2 毕业设计进度安排表时间设计任务主要内容第13周撰写毕业设计方案阅读指定文献和其它有关文献，写出毕业设计方案第14周信息资料查询，学习变电站一次部分电气设
12、计相关知识学习110kV变电站相关知识、提升一次部分电气设计理论学习水平，并完成文章大纲第15周撰写110kV变电站主要相关联的一次部分电气设计工作110kV变电站一次部分电气设计设计内容和具体保护措施第16周毕业设计的修改完成毕业设计，对不足的地方进行修改2.2 某110kV牵引变电所设计的内容和要求2.2.1 设计内容本次任务是一个降压变电站的设计工作，包含着110kV35kV10kV三个电压等级，利用双母线接线方式作为110kV主接线，进线为两路，均利用单母线分段接线方式作为35kV和10kV主接线。2*315MVA为主变压器容量，利用YoYo12连接方式作为110kV与35kV之间连接
13、类型，利用Yo11连接方式作为110kV与10kV之间连接类型。主变压器本次设计有两个出线端子，一端与35kV的引出线相连接，一端与10kV的引出线相连接。我们把变电站内部电气部分的设计作为本次任务，而出线线路的应用方面本次暂不涉及，因此会有着相对简洁负荷统计表，同时在电气主接线图的制作难度上也有所降低。2.2.2 设计原则和基本要求 依照国家标准和电气设计技术规范与要求进行设计，本着用户供电可靠、保证电能质量的基本原则要求，同时还需要有着接线简单清晰、操作方便、运行灵活的特点，而且尽可能的低投入、低运行费用，后期方便扩建性。具体要求表现在如下几个方面： 1)根据实际考虑主变压器台数，衡量容量
14、和型式选择方面； 2)充分考虑与分析变电所电气主接线的设计； 3)模拟计算短路电流情况； 4)充分利用并选择主要电气设备，确定与选择各电压等级配电装置类型;第3章 主变压器的选择3.1 变电所主变压器台数的选择对保障供电可靠性的前提下的用电负荷要求，若变电所需要承载大量一、二级负荷的，按照两台变压器来进行设计安装，一台变压器作为备用，极端条件下一台故障或检修时，可以及时启用另一台以便保证正常的供电需求。若变电所仅仅涉及二级负荷而无一级负荷则可以采用一台变压器，同时在低压侧应敷设备用电源并与其他变电所相连。若根据地域、季节等其他因素针对负荷或昼夜负荷变动较大地区，变电所可以采用经济运行的方式，当然采用两台变压器效果会更好。综上所述，本次设计根据实际情况拟采用两台变压器并联运行。 确定变压器的最大负荷公式为：代表变电所所承受的最大负荷量；代表负荷同时系数；代表综合用电负荷（按负荷等级系统）在基于对大多数变电所和终端分支数据分析研究得出，变电所的容量估算的计算公式如下：鉴于本次变电所设计安装主变压器2台，表示每台变压器的容量，那么在以下几个方面须同时满足：其中单独运行一台变压器时，其容量应满足约70%的计算负荷负荷值，即：具体负荷计算结果为：那么：由于前期设计明确了需要选择满足调压要求的变压器，因此宜采用110KV（参数=100MVA）三绕组有载调压电力变压器较为
