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1、郑州轻工业学院课程设计说明书 110/10KV变电站电气局部设计 姓 名： 院 系： 专业班级 学 号： 指导教师： 成 绩： 时间：2021年12月20日至 2021年01月12日目录摘要1第一章 变电站在电力系统中的地位和作用2第二章 主变压器的选择3第一节 主变容量、台数的选择3第二节 主变压器型式的选择3第三章 电气主接线与配电装置5第一节 对电气主接线的根本要求、主接线形式和选择5第二节 限制短路电流的措施5第三节 电气主接线中的设备配置8第四章 短路电流计算10第五章 变压器一次侧电气设备选择与校验13第一节 高压断路器13第二节 高压隔离开关15第三节 电流互感器17第四节 电压
2、互感器20第五节 避雷器21第六节 母线22结束语25参考文献26摘要 本课程设计是一个110/10KV的变电所，首先根据各个电压等级的负荷进行变压器容量的计算，进而选择主变压器的容量、台数及型号等。其次根据主接线的可靠性及其运行的灵活性选择各个电压等级的接线方式，并从经济和技术方面进行比拟，选取最优接线方式。再次，根据主接线选择短路点，并画出等值网络图进行短路计算，根据各短路点计算三相短路电流、短路流量和短路冲击电流的值。最后根据短路计算选取各个电压等级的母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷针，并进行校验。同时进行变压器的继电保护，并简单的做防雷保护。 关键词：变压器 短路电
3、流 电气设备 继电保护第一章 变电站在电力系统中的地位和作用变电站的作用：1） 变换电压等级2） 聚集电流3） 分配电能4） 控制电能的流向5） 调整电压按变电所在电力系统中的地位可分为：1枢纽变电所 枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高.中压的几个局部，聚集有多个电源和多回大容量的联络线，变电容量大，高压侧电压为330-500kv。蜷缩停电时，将引起系统解列，甚至瘫痪。2中间变电所 中间变电所一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处，聚集有2-3个电源，高压侧以交换潮流为主，同时又降压供应当地用户，主要起中间环节作用，高压电压为220-330kv。全所停电，将引起区域电网
4、解列。3地区变电所 地区变电所对地区用户供电为主，是一个地区或城市的主要变电所，高压侧电压一般为110-220kv。全所停电时，仅该区域中断供电。4终端变电所 终端变电所位于输电线终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承当功率转送任务，高压侧电压为110kv及以下。全所停电时，仅使其所供用户中断供电本次变电站为地区变电站，系统为无穷大系统。地区变电站是一个地区和城市的主要变电站，高压侧一般为110KV-220KV。全站一旦停电，将使该地区中断供电。本次变电站为地区变电站，系统为无穷大系统。110KV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷
5、等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站上下压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本次设计的变电所属于地区变电站，主要满足该地区工业和居民用电。变电站电源来自两台发电机和系统电源。110KV有两回出线。第二章 电气局部设计变压器是电力系统中的主要电气设备。变压器的选择包括变压器容量、台数确实定和型式的选择。变压器的容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。如果台数选的过多，那么会增加投资、占地面积和损耗，增加控制和保护设置的数量，增加
6、运行和检修的工作量;如果选的容量过小、台数过少，那么可能封锁发电站剩余功率的输送，或限制变电站负荷的需要，影响系统不同电压等级之间的功率交换及运行的可靠性等。因此，合理选择主变压器是电气主接线设计中的一个重要方面。第一节 主变容量、台数的选择变压站主变的容量一般按变电站建成后510年的规划负荷考虑，并应按照其中一台停用时其余变电站能满足变电站最大负荷的60%70%35110KV变电站为60%或全部重要负荷。为了保证供电的可靠性，变压器一般装设2台变压器。本次所设计的变电站，负荷P为30MW，其中重要负荷率为66%。S=30.0MVA按重要负荷选择： S=19.8MVA按经济性选择： S=21.
7、0MVA那么其最大负荷为30.0MVA。满足其重要负荷为21.0MVA。 由前设计任务书可知、正常运行时，变电所负荷由110kV系统供电，考虑到现今社会用户需要的供电可靠性的要求更高和将来开展，应采用两台容量为25MVA的变压器并联运行，互为备用。第二节 主变压器型式的选择 主变压器应根据安装位置的条件，按用途、绝缘介质、绕组形式、相数、调压方式及冷却方式确定变压器的型式，在可能的条件下，优先选择三相变压器、自耦变压器、低损耗变压器和无励磁变压器。一相数确实定不受运输条件限制时，在330kv及其以下的发电厂和变电所中，均采用三相变压器。因为一台三相芯式变压器较同容量的三相组式变压器的三台单相变
8、压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护方便。二、绕组数确实定由于本变电站只有两个电压等级，为了节约资源，因此选用双绕组变压器。三、绕组连接方式的选择变压器的绕组连接方式必须考虑电力系统或机组同步并列的要求及限制3次谐波对电源的影响等因素。我国110KV及以上的电压级别，变压器绕组均用“YN的接法，即星型有中性点引出并直接接地。35KV及以下不含0.4KV及以下一般用三角形方式，那么选用“YNd11绕组型式。四、调压方式的选择变压器的电压调整使用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。对于110KV及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压采用有载调压。综上考虑，并查表?
9、电气工程根底?冯建勤 冯巧玲，中国电力出版社，2021年2月第一版，第338页，表-5选择SFZ10-25000/110型变压器。变压器的参数如下表：表2.1 主变SFZ10-20000/110变压器参数表型号额定容量KVA额定电压KV联结组号空载损耗KW)短路损耗KW)空载电流%短路阻抗%SFZ10-25000/110250001108* 1.25%，11YNd1124.9104.60.910.5第三章 电气主接线和设备配置第一节 对电气主接线的根本要求、主接线形式与选择变电所电气主接线选择是一个综合性问题，应根据其在电力系统中的地位与作用、建设规模、电压等级、线路回数、负荷等具体情况来确定
10、，电气主接线设计应满足平安、可靠、灵活、经济等方面的要求。对电气主接线的根本要求1、平安性 平安性包括设备平安和人身平安。要满足这一点，必须按照国家标准和标准的规定，正确选择电气设备及正常情况下的监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种保障人身平安的技术措施。2、 可靠性 电气主接线的可靠性可以用主接线无故障工作时间占全部时间的比例来表示。 1研究主接线的可靠性应注意的问题。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。 2对电气主接线可靠性的具体要求。电气主接线的可靠性可以定量计算，也可以定性分析，一般对地位重大的大型发电站枢纽发电站才要进行可靠性的定量
11、计算。在定性分析主接线的可靠性时，主要考虑一下方面： 1)断路器检修时，不宜影响对系统的供电。 2)母线故障以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路和停电时间，并保证对重要负荷的供电。3、灵活性电气主接线应满足在调度、检修及扩建时操作方便、运行灵活的要求。 4、经济性即在满足平安性、可靠性、灵活性、操作方便这四个根本要求的前提下，应力求投资节省、占地面积小、电能损失少、运行维护费用低、电器数量少、选用轻型电器是节约投资的重要措施。根据以上的根本要求对主接线进行选择。 电气主接线的类型和选择有汇流母线的接线形式使用的开关电器较多，配电装置占地面积大，投资较大，母线故障或检修时影响范围
12、较大，适用于进出线较多并且有扩建和开展可能的发电厂和变电站，接线形式主要有以下几种。一、 单母线接线 单母线接线，所有电源和引出线回路都连接与同一组母线上，为了便于每回路的投入和切除，在每回进出线都装有断路器和隔离开关。1、主要优点：接线简单清晰，采用设备少，投资少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。2、主要缺点：运行不够灵活、可靠；任一回路的断路器检修或故障时，该回路停电；母线任一元件故障、检修都要使整个配电装置停电。3、适用范围：1610kv配电装置，出线回路数不超过5回。 23563kv配电装置，出线回路数不超过3回。3110220kv 配电装置，出线回路数不超过2回。 二、 单母线
13、分段接线1、主要优点：母线发生故障时仅故障母线停止供电非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。对双回路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。是目前中间变电所最常用的主接线方式。2、主要缺点：任一回路的断路器检修或故障时，该回路停电；当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。3、适用范围：1610kv配电装置，出线回路数为6回及以上时；变电站有两台主变时。 23563kv配电装置，出线回路数为48回。3110220kv 配电装置，出线回路数为34回。三、 双母线接线1、主要优点：1供电可靠，通
14、过两组母线隔离开关得到换操作，可以轮流检修一组母线而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。2扩建方便，可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的平均分配，不会引起原有回路的停电，以至连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。3便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。2、主要缺点：1增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。2当母线故障或检修时，利用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较复杂，容易误操作。3任一回路的断路器检修或故障时，该回路停电3、适用范围：1610kv配电装置，当短路电流较大、出现需带电抗器时。 23563kv配电装置，出线回路数为8回及以上时。 3110kv配电装置，出线回路数为6回及以上时。4220kv配电装置，出线回路数为4回及以上时四、 双母
