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1、郑州大学本科自考助学毕业设计（论文）题 目 110kV变电站电气一次设计院 校 郑州大学电气工程学院 专 业 学生姓名 准考证号 指导教师（本科） 指导教师（专科） 2013年 4 月 16日目录摘 要4绪论5第一章 设计说明61.1 环境条件61.2 电力系统情况61.3 设计任务8第二章 电气主接线设计82.1电气主接线设计原则82.2电气主接线设计的基本要求82.3设计方案进行比较102.3.1、110KV主接线的设计102.3.2、10KV侧主接线的设计11第三章 主变压器的选择113.1 负荷分析113.2 主变压器台数的确定123.3 主变压器相数的确定123.4 主变压器容量的确
2、定133.5 站用电设计13第四章 短路电流计算134.1 短路电流计算的目的及规定134.2 短路电流计算的基本假定和计算方法144.3 短路点的选择144.4 短路电流计算过程15第五章 主要电气设备的选择215.1 电气设备选择概述215.2 高压断路器及隔离开关的选择225.3 母线的选择245.4 绝缘子和穿墙套管的选择255.5 电流互感器的选择285.6 电压互感器的选择295.7 熔断器的选择305.8 避雷器选择31（1） 型式选择31（2） 避雷器灭弧电压选择31第六章 继电保护设计及整定326.1主变压器保护设计与整定326.2母线保护设计34第七章 防雷保护和接地装置3
3、47.1变电多额防雷原则347.2变电所的防雷设计34第八章 配电装置及电气总平面布置设计35附录:电气设备选型39展望58参考文献59摘 要变电站是输电和配电的集结点。其设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。本文将设计一个地区终端变电站，并设计终端保护。本说明书以110KV变电站为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气部分设计的大致过程。本文通过对拟建终端变电站的概括以及设备的选择，并通过对负荷资料的分析、安全、经济及可靠性方面考虑，确定了110kV， 10kV以及站用电的主接线，然后又通过计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及
4、型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型。对变压器保护整定电流进行了分析计算，设计中也配置了避雷器设计，比较详细地完成了电力系统中变电站设计。本毕业设计对变电站电气部分初步做了较为详细的理论设计，这有待于在今后的学习和工作中进行研究。 绪 论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济
5、的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。终端变电站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。这就要求变电所的能够可靠地运行，只有变电所运行工作，才能发挥它的总用，为人民大众服务，为国民经济的建设服务。因此，
6、怎么保证变电站的正常运行，尤为关键，本次设计就是针对终端变电站而进行的初步保护设计。本次设计得到了辅导老师的指导，但由于个人水平有限，设计中难免会出现瑕疵，望老师予以更正，教诲。第一章 设计说明1.1 环境条件（1）变电站所在高度200M，地势平坦，属于非强震地区。（2）最高年气温+40摄氏度，年最低气温-20摄氏度，年平均温度+15摄氏度，最热月平均最高温+32摄氏度。最大覆冰厚度b=10mm，最大风速25m/s属于我国第六标准气象区。1.2 电力系统情况及概况（1）本新建变电所属于110KV/10KV等级，建于某市市区，向市区工业区、生活区等用户供电。（2）110KV变电站，电缆进线4回，
7、近期发展2回，远景发展2回，向该地区用10KV电压等级供电。110KV以双回路与 10km外的系统相连。系统一最大方式的容量为1450 MVA，相应的系统电抗为0.6；系统二最大的方式为220 MVA，相应的系统电抗为0.7，系统一最小运行方式的容量为1300MVA，相应的系统电抗为0.65，系统二最小运行方式的容量为170MVA，相应的系统电抗为0.75。（3） 10KV电压级，电缆出线18回，近期发展12回，远景发展6回。每回输送功率由区域用电功率决定。 （4）线路从系统二110KV母线出发至变电所南墙止。全长10km。在距离系统二北墙0.25、5、8、9.98km处转角、四次进入变电所。
8、 （5）全线为黄土层地带，地耐力2.4kg/cm，天然容重=2g/。内摩擦角，土壤电阻率100cm，地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。土壤热阻系数=120Ccm/wm。土温20C。（6）110KV变电站系统接线简图 系统参数：线路阻抗按0.4欧/km3、负荷情况电压等级负荷名称最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组成（%）功率因数Tmax(h)线长(km)近期远景近期远景一级二级110kV市系线101810市甲线101810备用110备用21210kV棉纺厂12320400.7555003.5棉纺厂22320400.7555003.5印染厂12430400.7850004.5印染厂224304
9、00.7850004.5毛纺厂2320400.7550002.5针织厂1220400.7545001.5柴油机厂13425400.840003柴油机厂23425400.840003橡胶厂1230400.7245003市区11220400.825002市区21220400.825002食品厂1215300.840001.5备用12备用22备用32备用42备用52备用621.3 设计任务（1）变电所总体分析；（2）负荷分析计算与主变压器选择；（3）电气主接线设计；（4）短路电流计算及电气设备选择；第二章 电气主接线设计 2.1电气主接线设计原则 应根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系
10、统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量，本期建设规模，输送电压等级，进出线回路数，供电负荷的重要性，保证供电平衡，电力系统线路容量，电气设备性能和周围环境及自动化规划与等级条件确定，应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。1. 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在 110kV220kV 配电装置中，当出线2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110220kV出线在4回及以上时，一般采用双母接线。 2.
11、在大容量变电站中，为了限制610kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施： （1）变压器分列运行； （2）在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器； （3）采用低压侧为分裂绕组的变压器。 （4）出线上装设电抗器。 2.2电气主接线设计的基本要求1、可靠性要求供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。对可靠性应注意的问题：应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计变电所在
12、电力系统中的地位和作用。主接线可靠性的具体要求如下：1) 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2) 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。3) 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。4) 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性要求主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1、 调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2、 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3、 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压气或线路而不互相干扰，并且对一次和二次的改建工作量最少。3、经济性要求1、 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。1) 主接线应力求简单，以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。2) 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节
