河南省机电高等专科学校毕业设计/论文1绪 论毕业设计是教学的重要环节，也是学校对我们所学专业知识的一次检查，通过 设计，可以使我在分析计算，掌握工程设计的技术经济规定，查阅工具书等技能方 面得以提高 变电站是电力系统的重要组成部分，担负着电能转换和电能重新分配的重要任 务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用随着电力系统的发展电网结构 越来越复杂需准确掌握电网和变电站的运行情况并逐步采用无人值班管理模式 传统变电站一般都采用常规设备二次设备中的继电保护和自动装置，远动装置采 用电磁式或晶体管式，体积大，设备重常规装置结构复杂，可靠性低，维护工作 量大因此，实现变电站综合自动化是全面提高变电站的技术水平和管理水平的重 要目标仅从变电站自动化系统的构成和所完成的功能来看，它是将传统变电站的 监视控制、继电保护、自动控制和远动等装置所要完成的功能组合在一起，用一个 以计算机硬件模块化软件和数据通信网构成的完整系统来代替 传统变电站一般都采用常规设备二次设备中的继电保护和自动装置、远动装 置等采用电磁式或晶体管式，体积大，设备笨重，因此，主控室占地面积较大常 规装置结构复杂，可靠性低，维护工作量大。
随着国民经济的持续发展，人民的生 活质量和生活水平不断提高家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的 要求越来越高但是传统变电站缺乏科学的电能质量考核办法传统变电站由于远 动功能不全一些遥测，遥信量无法实时送到调度中心，不能满足向调度中心及时 提供运行参数的要求变电站本身又缺乏自动控制和调控手段，因此无法进行实时 控制，不利于系统的安全稳定运行 本次设计是对《发电厂及电力系统》专业所学的内容进行一次系统的、全面的、 内容较多的毕业设计设计的为 110kV 变电站，分别对变电站做总体分析和负荷分 析、变电站主变的选择、主接线、短路电流计算、电力系统继电保护等五部分的分 析计算，在设计中发现所用数据不够准确，特别是在电力系统继电保护是计算中， 存在很大缺陷，力求在以后的设计中能够逐步趋于完善，相信不久能实现无人值班 高度自动化以弥补传统变电站的缺陷 它是我们大学三年的重要的一门课程之一设计包括的知识面广，需要大量了 解专业书和设计手册的内容，也是给我们一次很好的复习机会，为今后的工作打下 良好的基础，也从中摸索出一些初步的专业经脸河南省机电高等专科学校毕业设计/论文2第1章 电力系统及变电站总体分析1.1 电力系统的组成电能是现代社会中最重要的，也是最方便的能源。
电能具有许多优点，它可以 方便地转化为别种形式的能，例如，机械能、热能、光能、化学能等；它的输送和 分配易于实现；它应用规模也很灵活因此，电能被极其广泛地应用于工农业，交 通运输业，商业贸易，通信以及人民的日常生活中以电能作为动力，可以促进工 农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅度提高生产率还要指出，提高 电气化程度，以电能代替其他形式的能量，是节约总能量消耗的一个重要途径 发电厂把别种形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电 线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的别种能量 这些生产、输送、分配和消耗电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电 力系统1.2 变电站的总体分析由于我国经济的高速发展，某些市区生产和生活的供电要求越来越大，在大力 建设火力发电厂的同时，相应的配套电力设施也应跟上其变电站的建设属于设施 中较重要的一类也是决定用电质量和效率的因素之一对地区经济的发展有直接 的关系，也是反映地区经济发展水平的重要参数之一我们这里所要新建的是一所 110KV 降压变电站变电站的站址选择在市区内部，靠近负荷中心，有利于系统运 行性能的提高，降低损耗，提高经济效益；此外，这些电力负荷位于变电站的北部 和南部，避免了将变电站设在污染源的下风口，否则将会发生污闪事故和沿面放电， 影响电力系统的运行性能；变电站东部没有重要的电力负荷，这为进出线提供了广 阔的线路走廊，还有利于变电站的扩建 ；另外，变电站选址还考虑了变电站与附近 设施的影响。
因此，变电站选址不当，必将影响企业供电系统的主接线方式，送电 线路的规格和布局，电网损失及投资的大小，还可能引起电力倒流，产生严重后果变电站是电力系统的重要组成部分，它直接对电力用户馈送电能变电站在电 力系统中之所以起着十分重要的作用，是因为其运行性能的好坏直接影响到系统的 稳定性电力用户的直接利益变电站是联系发电厂和电力用户的重要纽带，是将河南省机电高等专科学校毕业设计/论文3电能从产品变成商品的中间环节它担负着电能转换和电能重新分配的重要任务 对国家经济的发展有着极其重要的作用 根据《35—110KV 变电站设计规范》第 1.0.3—1.0.6 条规定： 第 1.0.3 条 ：变电站的设计应根据工程的 5—10 年发展规划进行做到远，近期结合 以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能 第 1.0.4 条 ：变电站的设计，必须以全出发，统筹兼顾按照负荷性质，用电 容量，工程特点和地区供电条件，综合国情合理地确定设计方案 第 1.0.5 条 ：变电站的设计，必须坚持节约用地的原则 第 1.0.6 条 ：变电站设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范 的规定。
设计依据：根据省电力公司文件《ZX 市郊变电所设计任务书的批复》 1.3 变电站的负荷分析根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级 负荷、三级负荷等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同，构成 了电力系统环网如果有任何一条线路发生故障，会直接影响电力系统环网运行的 稳定性由于各条线路的最大穿越功率不同，对电力系统造成的破坏程度也有所不 同但是，它们都会影响变电站的稳定运行，电能质量下降，导致变电站变压器容 量在三相不平衡负荷下运行，产生谐波电流，造成严重的后果 对于 10KV 侧，我们可以将负荷分为工业电力负荷和非工业电力负荷，工业电 力负荷包括：焦化厂、钢厂、电站设备厂、毛纺厂、化肥厂；非工业电力负荷包括： 医院、广播电视台、宾馆、配电站甲、配电站乙、配电站丙、配电站丁及市区 等． (1)工业电力负荷，出线回路为 2 回，10KV 直接供电，以焦化厂为例进行说明 负荷分析情况： (2)非工业电力负荷，出线回路数均为 1 回，10KV 直接供电，另外还有 2 条备 用线路供扩展备用，以医院为例说明负荷分析情况： 一级负荷：手术室、急诊室、监护病房、高压氧仓、病理切片分析、区域性中 心血库的电力及照明，占负荷总数的 40%； 二级负荷：细菌培养、电子显微镜、电子计算机 X 射线断层扫描装置，放射性 同位素加速器电源、电梯，占负荷总数的 20%； 三级负荷：其他的辅助科室及设备，占负荷总数的 40%。
如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或回引起对周围环境严重污染；对工厂将河南省机电高等专科学校毕业设计/论文4造成经济上的巨大损失，如重要的大型的 设备损坏，重要产品或用重要原料生产的 产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响二级负荷会造成较大 的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序 混乱或较严重的政治影响三级负荷造成的损失不大或不会造成直接经济损失由 此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电的要求也不相 同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对 全部一级负荷不间断供电对特别重要的一级负荷应该由二个独立电源点供电对 于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证全部或 大部分二级负荷供电对于三级负荷，一般只需一个电源供电1.4 变电所的建设的必要性该所位于 ZX 市郊的企业集中区的中心，为满足该地区经济发展及人民生活需 要，决定再此建设此区域性变电所该变电所位于 ZX 市郊东南郊，交通便利,变电 所的西边为 10KV 负荷密集区，主要有配电站甲、配电站乙、配电站丙、配电站丁、 广播电视台、焦化厂、钢厂、宾馆、医院、电站设备厂、毛纺厂、化肥厂及部分市 区用电。
这些企业对用电的质量都是非常高的，他们都不容许随随便便的停电，一 旦停电就会造成严重的经济损失，也会给人民的造成生活造成很大的不便，故对电 有很高的质量要求本所变电站的建设满足了这一要求，有了它就保证了电能方面 的技术要求，提高了用电的可靠性、经济性等，也给居民的用电带来了方便第2章 主变选择及电气主接线设计2.1 主变容量及台数的确定变压器的容量、台数直接影响到变电站的电气主接线形式和配电装置的结构 它的确定除了依据传递容量基本原始资料外，还要根据电力系统 5—10 年的远景发 展计划，输送功率的大小、馈线回路数、电压等级以及接入电力系统中的紧密程度 等因素，进行综合分析与合理的选择如果变压器的容量选择过大，台数过多，不 仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能的损耗，设备未能充分发挥效 益；若容量选的过小，将可能满足不了变电站的电力负荷的需要，这在技术上是不 合理的可见，变电站主变压器的选择相当重要河南省机电高等专科学校毕业设计/论文5(1)根据变电站带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考 虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证 用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全 部负荷的 60％正常运行。
(2)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化， 标准化 （主要考虑备用品，备件及维修方便） (3)具有三种电压等级的变电站中，如果通过主变压器各侧绕组的功率均达到主 变压器容量的 15%时，主变电压器宜采用三绕组变压器 根据《35－110kV变压器所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所 中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器如变 电所可由是中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器 因为待设计变电所（以下简称该变电所）的负荷有医院、钢厂及配电站，较为 重要，变电所不能由低压侧取得足够的备用电源，为保证供电可靠性，故考虑安装 两台主变压器 计算详见附录12.2 负荷分析10KV线路主要针对配电站、广播电台、钢厂、焦化厂、宾馆、医院、化肥厂、 电站设备厂、毛纺厂、等供电，其负荷组成系数较高，如钢厂、医院、宾馆等，他 们都不能随便停电，否则将会造成重大事故、资金流失因此，10KV线路务必要保 证供电的质量、可靠性2.3 主变型号的选择2.3.1 相数选择依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器受。
该变压所主 动为 110kV 降压变，单台容量不大（25000kV） ，不受到运输条件限制，故采用三相 式变压器 容量为 300MW 及以下机组单元连接的主变压器和 330KV 及以下电力系统中， 一般都应选用三相变压器因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较 大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量但是，由于变压器的制作条件河南省机电高等专科学校毕业设计/论文6和运输条件的限制，特别是大型变压器，需要考察其运输可能性若受到限制时， 则可选择单相变压器组2.3.2 绕组选择电力变压器每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等形式 最大机容量为 125MW 及以下的发电厂多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每 个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15％及以上，否则绕组未能充分利用， 反而不如选用 2 台双绕组变压器在经济上更加合理 该变电所只有 110kV、10kV 两个电压等级，故采用双绕组变压器2.3.3 冷却方法电力变压器的冷却方式随变压器形式和容量的不同而异，一般有自然风冷、强 迫风冷却、强迫油循环。