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1、华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）110kV降压变电站一次系统设计摘 要电能是现代城市发展的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。城市供电系统的核心部分是变电站。因此，设计和建造一个安全、经济的变电站，是极为重要的。本变电站设计除了注重变电站设计的基本计算外，对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括：变电站主接线方案的选择，进出线的选择；变电站主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的计算，电气设备的选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器）；配电装置设计和总平面布置；防雷保护与接地
2、系统的设计。另外，绘制了六张图纸，包括：电气主接线图，电气总平面布置图，防雷接地图，110kV接线断面图，35kV接线断面图，10kV室内配电图。图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸要求来进行绘制。关键词：变电站；电气主接线；电气设备；设计A DESIGN OF ELETRIC SYSTEMFOR 110kV TERMINAL TRANSFORMER SUBSTATIONAbstractElectric energy is the main energy and dynamism of modern city development. With development and prog
3、ress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. The core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build one safe and economical transformer substation.
4、 Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and ou
5、t line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design
6、 for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing six blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kV co
7、nnection; the drawing of 35kV connection; the drawing of 10kV indoor distribution. Both the specification of drawing and the criterion of disposal is based on requirement of drawing to electric power system.Keywords: Transformer substation; Main connection; Electric equipment; DesignII目 录摘要Abstract1
8、 前言12 电气主接线设计22.1主接线的设计原则22.2 主接线设计的基本要求22.3 电气主接线的选择和比较33 主变压器的选择63.1 台数和容量的确定原则63.2 主变形式确定原则63.3 主变压器的选择64 主接线方案的经济比较84.1 方案2与方案3综合投资84.2 方案2与方案3年运行费用94.3 最终方案的确定105 短路电流计算115.1 短路电流计算目的115.2 计算步骤115.3 变压器及电抗器的参考计算115.4 变电站网络化简126 电气设备的选择及校验166.1 各回路最大持续工作电流一览表166.2 断路器选择及校验166.3 隔离开关的选择216.4 电流互感
9、器的选择236.5 电压互感器的选择276.6 母线的选择及校验296.7 避雷器的选择337 配电装置的选择378 防雷保护设计398.1 避雷针的作用398.2 避雷针的配置398.3 避雷针的方案399 接地网的设计429.1设计说明429.2接地体的设计429.3典型接地体的接地电阻计算429.4接地网设计计算43结论45参考文献46致谢471前言目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电站也正不断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电站依然存在，小型变电站，微机监测变电站，综合自动化变电站相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是根据变电设计
10、的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业设计的内容为110kV终端变电站电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电站，并根据变电站设计的基本原理设计，务求掌握常规变电站的电气一次系统的原理及设计设计过程。2电气主接线设计2.1主接线的设计原则变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经
11、济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。对于6220KV电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。2.2主接线设计的基本要求变电站的电气主接线应根据该变电站所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。2.2.1主接线可靠性的要求可靠性的工作是以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括
12、一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。评价主接线可靠性的标志是：（1）断路器检修时是否影响停电；（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否对重要用户的供电；（3）变电站全部停电的可能性。2.2.2主接线灵活性的要求主接线的灵活性有以下几个方面的要求：（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户
13、的供电。（3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少。2.2.3主接线经济性的要求在满足技术要求的前提下，做到经济合理。（1）投资省：主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资；占地面积小：电气主接线设计要为配电装置布置创造条件，以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。（2）电能损耗少：经济选择主变压器型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失1。2.3电气主接线的选择和比较2.3.1主接线方案的拟定110KV侧是3回出线，可选择单母线分段，双母线，五角接线，单母线。35KV侧有8回出线，10KV侧有12回出线，均可以采用单母线、单母分段和双
14、母线接线。方案1：高压侧，中压侧，低压侧：单母分段方案2：高压侧：双母线；中压侧，低压侧：单母分段方案3：高压侧：五角接线；中压侧，低压侧：单母分段方案4：高压侧：单母线；中压侧，低压侧：单母分段 2.3.2主接线各方案的讨论比较四个方案的不同之处在于110KV侧的接线形式，35KV侧与10KV侧均采用单母线分段接线。35kV和10kV侧：采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同母线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证
15、正常母线继续运行。当然这种接线也有它本身的缺点，那就是在检修母线或断路器时会造成停电，特别在夏季雷雨较多时，断路器经常跳闸，因此要相应地增加断路器的检修次数。但所设计的变电站属于小型变电站，单母线分段的可靠性足以保证对一、二类负荷的供电要求。方案1：110KV侧采用单母线分段接线。因为有3回进线，采用单母线分段接线形式，结构不对称，不宜采用。方案2：110KV侧采用双母线接线。双母线接线供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于试验。但增加了电气设备的投资，倒闸操作繁琐，易误操作。对于该变电站，可以采用。方案3：110KV侧采用五角形接线。多角形接线所用设备少，投资省，运行的灵活性和可靠性较好。正常情况下为双重连接，任何一台断路器检修都不影响送电，由于没有母线，在连接的任一段故障时，只需切除这一段及与其相连接的元件，对电网的运行影响都较小。方案4：110KV侧采用单母线。单母线接线一般可靠性和灵活性都不高，所以该变电站不适宜采用2。2.3.3主接线方案的初步选择通过分析原始资料,可以知道该变电站在系统中的地位较重要,年运行小时数较高,因此主接线要求有较高的可靠性和调度的灵活性.根据以上各个方案的初步经济与技术性综合比较,兼顾可靠性，灵活性,
