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1、华北电力大学成人教育毕业设计（论文）摘 要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级：高压侧电压为110kV有四回线路；中压侧电压为35kV有十回出线；低压侧电压为10kV,有十四回出线,其中有六回是双回路供电。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台SFPSL-63000/110主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电
2、流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。 目 录第一章 电气主接线的设计41.1 原始资料分析41.2 主接线的设计41.3 主变压器的选择14第二章 短路电流计算18第三章 电气设备的选择及校验 263.1 设备选择与校验的一般原则 263.2 110kV侧设备的选择及校验273.3 35kV侧设备选择及校验 333.4 10 kV侧设备选择及校验37第四章 室内外配电装置设计394.1 配电装置特点394.2 配电
3、装置类型及应用394.3 配电装置的确定404.4 电气总平面布置414.5 电气总平面布置的要求41第五章 防雷保护和接地设计425.1 直击雷保护425.2 雷电侵入波保护43第六章体会与总结46参考文献47 附图前 言本次设计是在毕业设计任务书的基础上进行的。综合系统的考核三年来所学专业理论技术知识，旨在提高自身的技术水平，综合能力，以达到理论联系实际，学有所用，学有所成的目的。设计中依据发电厂电气设备、电力工程电气设计电气一次部分、导体和电器选择设计技术规程、继电保护及安全自动装置技术规程、35110kV变电所设计规范、10110kV高压配电装置设计规范等国家的技术规程，对本设计变电所
4、进行经济技术上的选择，主要是电气一次系统。通过本次对主变压器，电气主接线的选择及短路电流计算，高压电器设备的选择，达到理论联系实际的目的。这次设计得到了指导老师的大力帮助，同时也吸取了同学们的经验，在此向他们表示由衷的感谢。由于本人掌握的知识有限，又无设计经验，设计中难免存在不足及错误，恳请大家批评指正。第一章 电气主接线的设计1.1原始资料分析（一）原始资料： 1变电所类型：110kV降压变电所 2电压等级：110/35/10kV3负荷情况： 35kV侧：最大负荷50MW，最小负荷40MW，Tmax=5500小时，cos=0.8510kV侧：最大负荷25MW，最小负荷16MW，Tmax=55
5、00小时，cos=0.85负荷性质：工农业生产及城乡生活用电 4出线情况： 110kV侧：4回（架空线） 35kV侧：10回（架空线） 10kV侧：14回（电缆） 5系统情况： （1）系统经双回线给变电所供电； （2）系统110kV母线短路电流标幺值为25（SB=100MVA）。 6.环境条件： (1)最高温度38，最低温度-5，年平均温度20 (2)土壤电阻率 250 欧米 (3)当地雷暴日 30日/年1.2主接线的设计发电厂和变电所中的一次设备，按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线。它把各电源送来的电能汇集起来，并分配给各用户。电气主接线是发电所，变电所电气设计的首要部分，也是构成
6、电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性，灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置，继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。1.2.1 主接线设计的基本要求：主接线应满足可靠性，灵活性和经济性三项基本要求。1.2.1.1 可靠性：供电可靠性是电力生产和分配的基本要求，主接线首先应满足这个要求。主接线可靠性的具体要求：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，尽量减少停运的回数和停运时间，并保证对一级负荷及全部负荷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
7、靠性的特殊要求。1.2.1.2 灵活性：1、主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。（1）调度时一股脑可以灵活地投入和切除发电机、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。1.2.1.3 经济性：1、主接线在满足可靠性，灵活性的前提下做到经济合理。2、具体要求：（1）投资省：主接线力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；要能使继电保护和二次回路不过于
8、复杂，以节省二次设备和控制电缆；要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电气。（2）占地面积小。（3）电能损失少，经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。1.2.2 6220kV高压配电装置的接线分为：1、有汇流母线的接线：单母线、单母分段、双母线、双母分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等。2、无汇流母线的接线：变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。1.2.3 接线种类：1.2.3.1 单母线接线：1、优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。2、缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等
9、）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。3、 适用范围：一般只适用于一台主变压器的以下三种情况：a 610kV配电装置的出线回路数不超过5回；b 3563kV配电装置的出线回路数不超过3回；c 110220kV配电装置的出线回路数不超过2回。1.2.3.2单母线分段接线：1、优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同回路引出两个回路，有两个电源供电;当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户供电。2、缺点：a 当一段母线或母线隔
10、离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电;b 当出线为两回时，常使架空线路交叉跨越；c 扩建时需向两个方向均衡扩建。 3 适用范围：a 610kV配电装置出线回路数6回及以上时；b 3563kV配电装置出线回路数为48回时；c 110220kV配电装置出线回路数为34回时。1.2.3.3 双母线接线1、优点：a 供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。b 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。c 扩
11、建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回路架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越；d 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。2、缺点：增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关；当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。3、适用范围：a 610kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；b 3563kV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接的电源较多，负荷较大时；c 110220kV配电装置出线回路数为5回及以
12、上时；或当110220kV配电装置在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。1.2.3.4 双母线分段接线1、优点：这种接线具有单母线分段和双母线的特点，有较高的可靠性和灵活性。2、缺点：采用的设备多，投资多，操作起来较麻烦。1.2.3.5 变压器线路单元接线1、优点：接线最简单，设备最少，不需高压配电装置。2、缺点：线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运。3、适用范围：a 只有一台变压器和一回线路时；b 当发电厂内不设高压配电装置，直接将电能送至系统枢纽变电所时。1.2.3.6 桥形接线1、内桥形接线（1）优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。（2）缺点：a
13、 变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；b 桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；c 出线断路器检修时，线路需较长时期停运。（3）适用范围：适用于较小容量的发电厂、变电所，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高情况。2、外桥形接线（1）优点：同内桥形接线（2）缺点：a 线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；b 桥连断路器检修时，两回路需解列运行；c 变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。（3）适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥形接线。1.2.3.7 35角形接线1、优点：a 投资省，平均每回路只需要装设一台断路器；b 没有汇流母线，在接线的任一段上发生故障，只需切除这一段及其相连接的元件，对系统运行的影响较小；c 接线成闭合环形，在闭环运行时，可靠性，灵活性较高；d 每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施;e 占地面积小。2
