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1、 . 毕业设计 题目名称：110kV变电站一次部分设计 院系名称：电气工程与自动化学院 / 摘要 本毕业设计主要根据所给数据和要求进行110kV变电站一次部分设计。首先根据任务书所给系统与线路负荷的有关技术参数，通过对所建变电站出线的考虑和对负荷资料的分析，在满足安全性、经济性与可靠性的前提下确定了110kV、35kV、10kV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算与对供电围一级负荷供电可靠性的考虑与对N-1原则的应用，确定了主变压器台数、容量与型号，并依据N+1原则设计了变电所所用电，为以后的计算和设备选取做好准备，又进行等值网络化简，选择短路点做出短路等值电路并进行短路计算，根据短路电流计算结
2、果与最大持续工作电流，对包括母线、高压断路器、高压隔离开关、互感器在的电气设备进行了选择和校验，并根据工程情况参考有关技术手册确定了变电所的配电装置。本文同时对变电所防雷保护尤其是雷电沿导线进入变电所的侵入波保护进行了简单的分析并且还考虑了变电所接地网的设计，最后绘出了电气主接线图与配电装置图。关键词：电气主接线 短路计算 电气设备 变电所设计 配电装置Abstract This paper designs a 110kV substation.Firstly,according to the given material,electricity line and the parameters
3、 of the load which is provided by the assignment book,through considering the would-be substation,analyzing electrical data,confirming the Main electrical bus formation of 110kV、35kV、10kV side based on security,economy and reliability,under the guide of dispiline N-1 then conform the numbers,volume
4、and type of the main transformer through circuit calculation and supply district,thus getting the parameters of all the component,at the same time with the use of displine N+1,my paper designs the consume of substation ,simplify electric circuit,select short point to carry on short circuit calculati
5、ons operation circuit, select and check out electrical equipment, including bus,breaker, disconnect switch, voltage transformer, current transformer and so on,so that conform the distribution apparatus.Configurating relay protection and setting-calculation for the electricity line,transformer and bu
6、s according to the load and short calculations.At the same time,this paper analyses simply lightning protection and grounding system.Finally,two pictures are given including main electrical wiring diagram and 110kV power distribution equipment sectional drawing Keywords: Substation design,Transforme
7、r,Main electrical wiring,Equipment election目录摘 要第1章 绪论11.1 变电站概述11.1.1变电站在电力系统中的地位11.1.2负荷对变电所供电的要求21.1.3电力系统的额定电压21.2 我国变电站与其设计的现状、发展趋势与新变化31.3 变电站设计的主要原则5第2章电气主接线设计62.1 电气主接线设计基础62.1.1对电气主接线的基本要求62.1.2变电站电气主接线的设计原则72.1.3电气主接线设计步骤82.2 电气主接线的基本形式102.3 电气主接线选择10第3章 变电站主变压器选择153.1主变压器台数的选择153.2无功补偿措施1
8、63.2.1无功功率补偿的必要性163.2.2无功功率补偿的方法163.3主变压器容量的选择173.4主变压器型号的选择193.5 主变压器选择型号213.6变电所所用电设计213.6.2 直流系统223.6.3 所用电选择22第4章 短路电流计算234.1短路形成原因234.2 短路的危害与预防办法244.3短路电流计算的目的244.4 短路电流计算方法254.5短路电流计算254.5.1 110kV侧母线短路计算284.5.2 35kV侧母线短路计算304.5.3 10kV侧母线短路计算33第5章 电气设备的选择365.1 导体的选择和校验365.1.1 110kV母线选择与校验385.1
9、.2 35kV母线选择与校验395.1.3 10kV母线选择与校验405.2 断路器和隔离开关的选择与校验415.2.1 110kV侧断路器与隔离开关的选择与校验425.2.2 35kV侧断路器与隔离开关的选择与校验455.2.3 10kV侧断路器与隔离开关的选择与校验485.2.4 10kV侧母联断路器的选择和校验505.3 互感器的选择525.3.1 电流互感器的选择535.3.2电流互感器的校验555.3.3电压互感器的选择56第6章 防雷保护596.1直击雷保护596.2 侵入波保护596.3变电所接地装置60第7章配电装置617.1配电装置概述617.1.1配电装置的类型与其特点61
10、7.1.2配电装置型式的选择627.2 对配电装置的基本要求和设计步骤637.3 屋配电装置637.4 屋外配电装置64参考文献67附录69附录1 电气主接线图69附录2 配电装置平面图70第1章 绪论1.1 变电站概述1.1.1变电站在电力系统中的地位 电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电气的或机械的方式连接在网络中的所有设备。变电站是电力系统的至关重要的组成部分，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，其工作状况直接影响整个电力系统的安全与经济运行，电力系统中的这些互联元件可以分为两类：一类是电力元件，它们能实现电能生产、变换、输送和分配，消费任务
11、称之为电力系统一次部分；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如电力系统的保护、监控与远动等功能组成等称之为电力系统二次部分。 根据变电站在系统中的地位和作用，可将变电站分为下列几类： （1) 枢纽变电站 枢纽变电站是位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压部分起汇集多个电源作用的电压为330500kV的变电站，枢纽变电站是整个系统的神经系统，枢纽变电站一旦停电，将引起大面积停电事故，严重影响国民经济的发展和人民生活，重者将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电站 中间变电所的高压侧以交换潮流为主，起系统变换功率的作用。系统中为了使长距离输电线路分段，一般汇聚23个电源，电压等级为
12、220330kV，同时又降压供当地负荷用电，中间变电所停电以后，将引起本区域的部分负荷供电，重者引起区域电网解列。（3）地区变电站地区变电站是以向地区用户供电为主的变电站，是一个地区或城市的主要变电站，其高压侧一般为110或220kV，全所停电后，仅使该地区中断供电。 （4）终端变电站终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，其高压侧的电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站，全所停电后，只是用户受到损失，一般不会对系统造成较大影响。1.1.2负荷对变电所供电的要求(1)保证可靠的持续供电：电力系统供电的可靠性是其能不间断供电的可靠程度。对于系统中的一级负荷，一旦出现供电中断，不仅影响生
13、产，而且可能使设备损坏，进而影响社会稳定甚至会因断电而引起人员伤亡事故，更有甚者将造成整个系统的的瘫痪，停电给国民经济和人民生活造成的损失远远大于电力系统本身的损失。 (2)保证良好的电能质量即满足供电的技术合理性。良好的电能质量即供电的技术合理性是指电能的电压、频率、波形等技术指标要达到一定的标准。国家标准规定：35kV与以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的5%，10kV与以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7%，220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。频率质量的偏差会影响到某些电气设备如电动机和军用雷达的正常工作。国家标准规定：3000MW以与上系统不超过0
14、.2Hz，3000MHZ以下系统不超过0.5Hz，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。 (3)保证系统运行的经济性：衡量电力系统经济性的两个重要指标是煤耗率和网损率。即便是损耗的比率不是特别大，但电能生产的规模很大，消耗的一次能源源总消耗占的比重约为70，输送和分配时的损耗绝对值也非常巨大。因此，降低每向用户供应一度电能损耗的能源和降低变换、输送、分配时的损耗对于提高电力系统的经济性又十分重要的意义。1.1.3电力系统的额定电压为了使电力设备的生产实现标准化、系列化并实现各设备间互换，系统中发电机、变压器、电力线路与各种设备都是按规定的额定电压进行设计和制造的。 电力系统的额定电压等级是国
15、家根据国民经济发展的需要与电力工业的发展、运行水平，经全面经济技术分析后确定的。我国现阶段电力设备的额定电压分三类：第一类额定电压在100V以下，这类电压主要用与国民经济的照明、蓄电池与开关设备的操作电源中；第二类额定电压高于100V，低于1000V，这类电压主要用于低压三相电动机与照明设备，常见的有380V和660V；第三类额定电压高于1000V，这类电压主要用于发电机、变压器、输配电线路与设备。三相视在功率S=3UI，当输出功率为定值时，电压升高，电流降低，线路、电气的载流部分所需的截面积就变小，有色金属的投资也降低，同时由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损耗也较小；另一方面，电压越高，对设备和导线绝缘水平的要求就越高，变压器、开关等设备绝缘方面的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，当从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化
