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1、2011 年 5 月,摘,1,要,变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行， 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。电气主接线是发电厂变 电所的主要环节，电气主接线的拟定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的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计建设一座 110kV 变电站，首先要根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求 选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线 方式。 其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流， 从三相短路计算中得到当短路
2、发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击 电流的值。 最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校 验。 关键词：变电所，主接线，电网，短路电流计算，电气设备选择,2,Abstract Substation is an important part of power system, it directly affects the whole power system security and economic operation of power plants and users, are linked to the intermediate link,
3、plays a transformation and distribution electricity role. The main electrical wiring is the key link in power substation, the main electrical wiring relates directly to the total worked electrical equipment choice, power distribution equipment arrangement, relay protection and automatic device sure
4、electrical transformer stations, is the decisive factor of the partial investment. This design building a substation, according to the first 110kV Lord wiring the economical and reliable, flexible operation requirement and the choice of all the connection mode of voltage level in terms of technology
5、 and economy, compared the optimal selection flexible connection mode. Next to short-circuit current calculation, according to each short-circuit point calculate steady current and various points short-circuit current, short-circuit impact from the three-phase short-circuit calculation short-circuit
6、 happened in each get when the bus voltage level, its work short-circuit current steady-state current and impact of value. Finally, according to the rated voltage of voltage level and maximum continuous working current equipment choice, then check. Keywords: substation, power grid, the main wiring,
7、short-circuit current calculation, electrical equipment selection,3,目录 绪论. 1 第一章 变电站主变压器选择. 2 1.1 主变压器台数的选择. 2 1.2 主变压器型式的选择. 2 1.3 主变压器容量和型号的选择. 3 第二章 变电站电气主接线的设计. 5 2.1 主接线的设计原则和基本要求. 5 2.1.1 主接线的设计原则. 5 2.1.2 主接线设计的基本要求. 6 2.2 主接线的设计. 7 2.2.1 设计步骤. 7 2.2.2 110kV 电气主接线 . 7 2.2.3 35kV 电气主接线. 9 2.2.
8、4 10kV 电气主接线. 10 2.3 电气主接线方案初步设计. 11 2.3.1 初步方案设计. 11 2.3.2 方案确定. 11 第三章短路电流的计算. 14 3.1 短路故障产生的原因. 14 3.2 短路故障的危害. 14 3.3 短路电流计算的目的. 15 3.4 短路计算的一般规定及计算步骤. 16 3.4.1 计算的基本情况. 16 3.4.2 接线方式. 16 3.4.3 计算步骤. 16,4,3.5 变压器的参数计算及短路点的确定. 17 3.5.1 变压器参数的计算. 17 3.5.2 短路点的确定. 17 3.6 各短路点的短路计算. 18 3.6.1 短路点d-1
9、的短路计算(110kV 母线). 18 3.6.2 短路点d-2 的短路计算(35kV 母线) . 19 3.6.3 短路点d-3 的短路计算(10kV 母线) . 20 3.7 绘制短路电流计算结果表. 21 第四章 电气设备的选择与校验. 22 4.1 电气设备选择的一般条件. 22 4.1.1 按正常工作条件选择电器. 22 4.1.2 按短路情况校验. 22 4.2 各回路持续工作电流计算. 23 4.3 高压电气设备的选择. 24 4.3.1 断路器的选择与校验. 24 4.3.2 隔离开关的选择及校验. 29 4.3.3 电流互感器的选择及校验. 31 4.3.4 电压互感器的选择
10、及校验. 36 4.3.5 母线与电缆的选择及校验. 38 4.3.6 熔断器的选择. 40 结论. 42 参考文献. 43 致谢. 44,1,绪论,电力给国民经济和社会的发展带来了巨大的动力和效益，是当今社会发展和人民日 常生活所不可缺少的主要消耗能源之一。电网的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成 败，它为现代工业、农业、科学技术和国防力量的发展提供了必不可少的助力。随着电 力系统和超高压大容量电网的不断发展，我们从技术上提高了电能在传输过程中的效 率，而从大电网到基本用户，我们需要有一套完整且良好的变电系统来保障用户的正常 使用和电网的稳定安全运行。220kV 变电站、110kV 变电站、
11、35kV 变电站等等各个电 压等级的变电站，将不同的地区连接起来，将千家万户连接起来。变电站，作为组成电 网的一个基本单元，是电网向用户提供可靠、充足、质量合格的电能的一个基本保证， 所以，我选择了110kV 变电站一次部分的设计这样一个题目，希望能充分运用自己 在大学四年学到的知识并通过查阅和参考资料，对变电站的设计规程，步骤和基本要求 有一个比较全面深刻的了解。 本次设计，将根据任务书所提供的设计要求和基本方向，将变压器主变的选择，变 电站电气主接线形式，短路电流的计算及电气设备的选择校验作为设计的主要内容，巩 固加强自身的理论知识，并尝试将理论实践相结合，更好地完成这次的毕业设计,2,第
12、一章 变电站主变压器选择 在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向 用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增 长情况，并根据电力系统 510 年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技 术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积， 而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小， 可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此， 确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。 在生产上电力变压器制成有单相、三相、
13、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器 等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前 提下，要考虑到经济性来选择主变压器。 选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的 台数及容量。 主变压器台数的选择 DL T5103-1999 35kV110kV 无人值班变电所设计规程规定，主变压器的台数 应根据地区供电条件、符合性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑。 为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电站中一般 装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线 网络较复杂，且投资增大，同时增大了
14、占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以 及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型 设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一 台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担 70%的负荷保证全变电所的正常供 电。且本设计中变电站有两回电源进线，且低压侧电源只能由这两回进线取得，故选择 两台主变压器。 主变压器型式的选择 1、 相数的确定 在 330kV 及以下的变电站中，一般都选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较,3,同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行 维护较方便。如果受到制
15、造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器， 在技术经济合理时，也可选用单相变压器。 2、 绕组数的确定 在有三种电压等级的变电站中，如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定 容量的 15%及以上，或低压侧虽然无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，宜采用三 绕组变压器。 3、 绕组连接方式的确定 变压器绕组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星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。 我国 110kV 及以上电压，变压器绕组都采用星接，35kV 也采用星接，其中性点多通过 消弧线圈接地。35kV 及以下电压，变压器绕
16、组都采用角接。 4、 结构型式的选择 三绕组变压器在结构上有两种基本型式。 升压型。升压型的绕组排列为：铁芯中压绕组低压绕组高压绕组，高、 中压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。 降压型。降压型的绕组排列为：铁芯低压绕组中压绕组高压绕组，高、 低压绕组间距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。 应根据功率传输方向来选择其结构型式。变电站的三绕组变压器，如果以高压 侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，则选用降压型；如果以高压侧向低 压侧供电为主、向中压侧供电为辅，也可选用升压型。 5、 调压方式的确定 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无 励磁调压变压器分接头较少，且必须在停电情况下才能调节；有载调压变分接头较多， 调压范围可达 30%，且分接头可带负荷调节，但有载调压变压器不能并联运行，因为有 载分接开关的切换不能保证同步工作。根据变电所变压器配置，应选用无载调压变压器。 1.3 主变压器容量和型号的选择 变电站主变压器容量一般按建站后 510 年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时,其余变压器能满足变电站最大负荷 S max 的 60%70
