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1、郑州电力职业技术学院毕业生论 文110kV 变电所及低压配电系统设计系别专业班 级学号姓 名论文成绩指导教师答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任目录第一章 电力系统及变电所总体分析 1 第二章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择. 21. 主接线的设计原则2. 主接线设计的基本要求 2 31. 设计步骤 32. 初步方案设计 33. 主变压器容量的选择 5 8第三章 短路电流计算1. 变压器参数的计算. 91短路点d-1的短路计算(110kV母线)102.短路点(35kV 母线d-2 的短路计算 ) .103.短路点(10kV 母线d-3 的短路计算 ) .10114.短路点 d-4 的
2、短路计算第四章 电气设备选择与校验.11. 132. 短路点的确定 131 .一般原则 132. 有关的几项规定 133. 各回路持续工作电流的计算 131. 断路器的选择与校验 142. 电压互感器的选择及校验 18第五章 配电装置及电气设备的配置与选择 20（一）高压配电装置的配置 201. 高压配电装置的设计原则与要求 202. 高压断路器的配置20（二）110kV侧断路器的选择211. 电压互感器的选择 222. 电流互感器的选择 22（三）避雷器的选择 231. 避雷器的配置 232. 避雷器的选择 243. 接地刀闸的配置 24第六章 结论 25致谢 26参考文献 27摘要变电所是
3、电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按 定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护 等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为 电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代 电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯 和网络技术的发展，为目前变电站的坚实、控制、保护和计量装置及系统分隔的 状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。 110kV 变电所属于高压网络， 该 地区变电所所涉及方面多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，利用用户数 据进行负荷计算，确定用户无功功率
4、补偿装置 。关键词： 110KV 电气 电流 配电装置第一章 电力系统及变电所总体分析变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全 与经济运行，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。我国电力工 业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多变电站实现了集中控制和采用 计算机监控电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降 低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平 的行列。变电所是生产工艺系统严密、 土建结构复杂、 施工难 度较大的工业建筑。 电力工业的发展单机容量的增大、 总容量在百万千瓦以上变电所的建立
5、促使变电所建筑 结构和设计不断地改进和发展。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施 工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水 平也相应地随之不断提高。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定 直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变 电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步， 变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变 电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。第二章 变电站电气主接线设计及主变压器的选择变电站电气主接线是指变电站的变压
6、器、输电线路怎样与电力系统相连 接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主 接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配 电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。(一)主接线的设计原则和要求1. 主接线的设计原则(1) 考虑变电站在电力系统的地位和作用 变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢 纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力 系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。(2) 考虑近期和远期的发展规模变电站主接线设计
7、应根据510 年电力系统发展规划进行。应根据负荷的 大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式， 来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。(3) 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 对一、 二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。(4) 考虑主变台数对主接线的影响 变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通 常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵 活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可
8、靠性、灵活性要 求低。(5) 考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检 修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同， 例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切 除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。2. 主接线设计的基本要求根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电 站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电 可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。可靠性 所谓可靠性是指主接线
9、能可靠的工作，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。主接线的可靠性是由其组成元件(包括一次和二次设备) 在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，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。同时，可靠性并不是绝 对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可 靠的。评价主接线可靠性的标志如下：(1) 断路器检修时是否影响供电；(2) 线路、断路器、母线故障和检修(4)绘制最优方案电气主接线图。2) 初步方案设计时，停运线路的回数和停运时间的长短 以及能否保证对重要用户的供电；3) ) 变电站全部停
10、电的可能性。灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：(1) 调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源 和负荷； 能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。(2) 检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安 全检修， 且不影响对用户的供电。(3) 扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站 进行扩建，从 变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应 能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。 经济性可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往 发生矛盾，即
11、欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考足技术要求前提下，做到经济合理。(1) 投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资； 要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制 短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式(110/610kv)变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。(2) 年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维 护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台 数以及避免两次变压而增加电能损失。(3) 占地面积小。电
12、气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用 地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压(4) 在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。二)主接线的设计1. 设计步骤电气主接线设计，一般分以下几步：(1)拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础 上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装 置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留 2 个技术上相当的较好方案。(2)对 2 个技术上比较好的方案进行经济计算。(3) 对 2 个方案进行全面的技术
13、，经济比较，确定最优的主接线方案。根据原始资料，此变电站有三个电压等级：110/35/10kV，故可初选三相三绕 组变压器，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电可靠性， 可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供 最优方案的选择。方案一：110kV 侧采用双母线接线， 35kV 侧采用单母分段接线， 10kV 侧采用单母分段接线。方案二： 采用双母线接线， 分段。110 kV侧采用单母分段接线，35kV侧10kV侧采用单母两种方案接线形式如下：工X图M主接线方案一lOKVllwk VIM吭V进螢I 0MUI ifttt LI MX1-2主
14、接3. 主变压器容量的选择变电站主变压器容量一般按建站后 510年的规划负荷考虑，并按其中一台 停用时的50%70（%35110kV变电站为 60%）,或全部重Smax即SN 0.6(1 5%) S (N 1) MVA( 1-N8 max1)式中N变压器主变台数主变压器型号的选择Sjs二Ke(工 Pimax/cos (p i) ( 1+a %)Sjs 最大计算负荷( kVA)Pimax 每个用户的最大负荷( KW)Cosp i- 功率因数Ke- 同时系数a %线损率(取为5%)全所最大计算负荷：Sjs工=KeE Sjs(35,10kV)线路负荷计算表 1-1 10 kV 负荷名称最大负荷(KW)cosp回化工厂35000.851铝厂50000.852医院15000.852氮肥厂20000.851印刷厂1 J11 115000.851表格中各负荷间同时系数为0.85Sjs=0.85*(3500/0.85+2*5000/0.85+2*1500/0.85+2000/0.85+1500/0.85)*(1+5%)=21(MVA)35KV线路负荷计算表 1-2 35 kv 负荷名称最大负荷(KW)cose回路数火电厂一80000.91火电厂二50000.9
