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1、 西南交通大学毕业设计（论文） 第 1 页 摘 要 本文以220KV地区变电站设计为例， 论述了电力系统工程中变电站电气一次部分 的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备 动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保 护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，较为详细地完 成了电力系统中变电站设计。 限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制， 本毕业设计只对变电站电气一次部 分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及，这有待于在今后的学 习和工作中进行研究。 关键词：变电站 短路电流 动稳定 热稳定
2、过电压保护装置 无功补偿 西南交通大学毕业设计（论文） 第 2 页 ABSTRACT The statement about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring desig
3、n stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood,
4、and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system. Limited to the specific design requirements and design time of constraints, The design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve, which research it in future study and
5、 work. KEY WORDS: Substation, Short circuit currents , Moving stability，Thermal stability，Over-voltage protection devices，Without power compensation 西南交通大学毕业设计（论文） 第 3 页 目 录 摘摘摘摘 要要要要 1 1 1 1 ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT 2 2 2 2 第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪论绪论绪论绪论 5 5 5 5 第第第第 2 2 2 2 章章章章 . . . .变电所变电所变
6、电所变电所的电气的电气的电气的电气主接线设计主接线设计主接线设计主接线设计 6 6 6 6 2.1 电气主接线的基本要求 7 2.2 电气主接线的设计原则 8 2.3 主接线方案设计 8 2.3.1 方案拟定及技术比较 . 8 2.3.2 方案的经济性比较 11 2.3.4 主变压器的选择 . 15 2. 3. 4. 1 选择原则 16 2.3.4.2 容量计算 . 17 本章小结本章小结本章小结本章小结 17171717 第第第第 3 3 3 3 章章章章 站用电接线及设备用电源站用电接线及设备用电源站用电接线及设备用电源站用电接线及设备用电源接线方案接线方案接线方案接线方案 1818181
7、8 3.1 所用电源数量及容量. 18 3.2 所用电源引接方式 . 18 3.3 所用变压器低压侧接线. 19 3.4 所站用电接线 . 19 3.5 备用电源 . 19 本章小结本章小结本章小结本章小结 20202020 第第第第 4 4 4 4 章章章章 短路计算短路计算短路计算短路计算 21212121 4.1 短路故障产生的原因 . 21 4.2 短路故障的危害. 22 4.3 短路电流计算的目的. 23 4.4 短路电流计算的内容 . 23 4.5 短路电流计算方法. 24 4.6 三相短路电流周期分量起始值的计算 . 24 4.6.1 短路电流计算的基准值 . 24 4.6.2
8、网络模型 . 24 4.6.3 三相短路电流周期分量起始值的计算步骤 . 24 本章小结本章小结本章小结本章小结 29292929 第第第第 5 5 5 5 章章章章 设备的选择及动设备的选择及动设备的选择及动设备的选择及动、热稳定校验热稳定校验热稳定校验热稳定校验 30303030 5.1.按正常工作条件选择电气设备 30 5.2.按短路状态校验 30 5.3 断路器、隔离开关的选择原则. 30 5.4.互感器的选择 35 5.4.1 电流互感器的选择 . 35 西南交通大学毕业设计（论文） 第 4 页 5.4.2 电压互感器的选择 37 5.4.3 熔断器的选择 38 5.4.4 所设备如
9、下表 . 39 5.5.5.5.5.5.5.5.裸导体的选择裸导体的选择裸导体的选择裸导体的选择 41414141 5.5.1 一般要求: 41 5.5.2 导体的选择 . 41 5.5.3 截面的选择 41 5.6.运行方式分析 45 本章小结本章小结本章小结本章小结 45454545 第第第第 6 6 6 6 章章章章 配电装置配电装置配电装置配电装置 46464646 6.1 配电装置的基本要求: 46 6.2 配电装置的类型及特点 . 46 6.3 配电装置的设计原则 . 47 6.4 配电装置设计的基本步骤. 48 6.5 配电装置的选用 . 49 6.6 电气总平面布置 . 50
10、本章小结本章小结本章小结本章小结 51515151 第第第第 7 7 7 7 章章章章 防雷及过电压保护装置设计防雷及过电压保护装置设计防雷及过电压保护装置设计防雷及过电压保护装置设计 51515151 7.1 避雷针 . 51 7.2 避雷器 . 53 7.3 防雷接地 . 54 7.4 变电所的防雷保护 . 55 7.5 变电所的进线段保护 . 56 7.6 接地装置. 56 本章小结本章小结本章小结本章小结 56565656 第第第第 8 8 8 8 章章章章 无功补偿无功补偿无功补偿无功补偿 56565656 8.1 提高功率因数的意义. 57 8.2 补偿装置的确定：. 57 8.3
11、 功补偿容量计算 . 58 8.3.1 补偿的最大容性无功量计算 . 58 8.3.2 变压器补偿的最大的容性无功量 . 59 本章小结本章小结本章小结本章小结 61616161 第第第第 5 5 5 5 章章章章 结束语结束语结束语结束语 61616161 致致致致 谢谢谢谢 62626262 参考文献参考文献参考文献参考文献 63636363 附录附录附录附录 64646464 西南交通大学毕业设计（论文） 第 5 页 第 1 章 绪论 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行 业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站
12、分工完成整个电力系统的发电、 变电和配电的任务。 电力系统是国民经济的重要能源部门， 而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围 广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是 不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电 力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为 四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和 管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需
13、要我们提高知识理解 应用水平，认真对待。 电力工业是国民经济的重要部门之一， 它是负责把自然界提供的能源转换为供人 们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提 供不可少的动力， 又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。 电力是工业的先行。 电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。 我国具有极其丰富的能源。 这些优越的自然条件为我国电力工业的发展提供了良 好的物质基础。但是，旧中国的电力工业落后，无法将其利用。不过，随着改革开放 的深入发展，我国电力工业的发展很快。到 2000 年，我国电力工业已跃升世界第 2 位，电力工业的发展为我国
14、的国民经济的高速发展做出了巨大的贡献。不仅如此，目 前我国的电力工业已开始进入“大电网” 、 “大机组” 、 “超高压 交、直流输电”等新技术发展的新阶段，一些世界水平的先进的高新技术，已在我国 电力系统中得到了相应的应用。 但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力工 业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用，仅以 2004 年 夏季的供电负荷高峰期为例，全国预计总共缺电 3000 万 KW 左右，有 24 个省区都先 后出现拉闸限电的的情况，这样的局面预期还要过 23 年才可能得到较好的解决 。 西南交通大学毕业设计（论文） 第 6 页 另外，
15、由于我国人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不仅仍远远落后于 一些发达国家，即使在发展中国家中，也只处于中等水平，尚不及全世界平均人口用 电量的一半。因而，要实现在 21 世纪初全面建设小康社会的要求，我国的电力工业 必须持续、稳步地大力发展，一方面是要大力加强电源建设，搞好“西电东送” ，以 确保电力先行，另一方面，要继续深化电力体制改革，实施厂网分开、竞价上网，并 建立起符合社会主义市场经济法则的、规范的电力市场。 展望未来，我们坚信，在新世纪中，中国的电力工业必须持续、高速地发展，取 得更加辉煌的成就。 第 2 章 变电所的电气主接线设计 变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等
16、级和变电所的性质,选择出一 种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。 变电所的电气主接线是电力系 统接线的重要组成部分，它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设 备以最优化的接线方式与电力系统连接， 同时也表明在变电所内各种电气设备之间的 连接方式。 一个变电所的电气主接线包括高压侧、 中压侧， 低压侧以及变压器的接线。 因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。 电气主接线是由高压电器通过连接线，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。用规定的设 备文字和图形符号并按工作顺序排列， 详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组 成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路
