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1、摘 要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。这次设计以10KV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计。关键词: 变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护目 录第1章 引 言错误！未定义书签。1.1 概述错误！未定义书签。1.2 原始资料分析错误！未定义书签。1.2.1 本所设计电压等级错误！未定义书签。1.2.2 电源负
2、荷地理位置情况错误！未定义书签。1.2.3 设计任务书错误！未定义书签。第2章 电气主接线设计- 5 -2.1 主接线接线方式- 5 -2.1.1 单母线接线- 5 -2.1.2 单母线分段接线- 5 -2.2.3 单母分段带旁路母线- 5 -2.2.4 桥型接线- 5 -2.2.5 双母线接线- 6 -2.2.6 双母线分段接线- 6 -2.3 电气主接线的选择- 7 -2.3.1 10kV电气主接线- 7 -2.3.2 35kV电气主接线- 8 -2.3.3 110kV电气主接线- 9 -第3章 主变压器的选择- 11 -3.1负荷计算- 11 -3.2 主变压器型式的选择- 11 -3.
3、2.1主变台数的选择- 11 -3.2.2 主变压器容量的选择- 12 -3.2.3 主变相数的选择- 12 -3.2.4绕组数的选择- 12 -3.2.5 主变调压方式的选择- 13 -3.2.6 连接组别的选择- 13 -3.2.7 容量比以及冷却方式的选择- 13 -第4章 所用电的设计- 15 -4.1 所用电接线一般原则- 15 -4.2 所用变容量型式的确定- 15 -4.3 所用电接线方式确定- 15 -4.4 备用电源自动投入装置- 16 -4.4.1备用电源自动投入装置作用- 16 -4.4.2 适用情况以及优点- 16 -4.4.3 BZT的工作过程及要求2- 16 -第5
4、章 短路电流计算- 18 -5.1 短路计算的目的- 18 -5.2 短路计算过程- 18 -5.2.1 110KV短路电流计算- 18 -5.2.2 35KV侧短路计算- 23 -5.2.3 10KV侧短路计算- 25 -第6章 设备选择- 27 -6.1 选择设备的一般原则和基本要求3- 27 -6.2 高压断路器的选择- 28 -6.2.1 断路器选择的具体技术条件1- 28 -6.2.2 断路器选择及校验- 29 -6.3 隔离开关的选择- 33 -6.3.1 隔离开关选择的具体技术条件- 33 -6.3.2 隔离开关选择计算- 34 -6.4 电流互感器选择- 38 -6.4.1 电
5、流互感器的选择技术条件2- 38 -6.4.2 电流互感器选择及校验- 39 -6.5 电压互感器选择计算- 42 -6.5.1 电压互感器选择技术条件1- 42 -6.5.2 电压互感器选择- 43 -6.6 各级电压母线的选择- 44 -6.6.1裸导体选择的具体技术条件- 44 -6.6.2 母线的选择计算- 45 -6.6.3 引接线的选择计算- 48 -第7章 继电保护配置- 51 -7.1 变电所母线保护配置- 51 -7.2.1 主变压器的主保护- 51 -7.2.2 主变压器的后备保护- 51 -第8章 防雷接地- 53 -8.1 避雷器的选择- 53 -8.1.1 避雷器的配
6、置原则- 53 -8.1.2 避雷器选择技术条件5- 53 -8.1.3 避雷器的选择和校验- 55 -8.2变电所的进线段保护8- 57 -8.3 避雷针的配置- 58 -8.3.1 避雷针位置的确定- 58 -8.4接地装置的设计- 60 -8.4.1设计原则1- 60 -8.4.2 接地网型式选择及优劣分析- 60 -8.4.3 降低接地网电阻的措施- 61 -8.4.4 接地刀闸的选择与校验- 61 -第9章 无功补偿装置的选择- 64 -9.1概述- 64 -9.2 补偿装置的确定- 64 -9.3 补偿装置容量的选择- 65 -第10章 电气总平面布置及配电装置的选择- 66 -1
7、0.1 配电装置应满足以下基本要求1- 66 -10.2 配电装置特点- 66 -10.3 屋外配电装置类型及应用- 66 -10.4 配电装置的确定- 67 -10.5 10KV高压开关柜选择- 67 -10.6 电气总平面布置- 68 -第11章 结束语- 69 -致 谢- 70 -参考文献- 71 -附 录- 72 -第2章 电气主接线设计电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。2.1 主接线接线方式2.1.1 单母线接线 优点：接线简单清晰，设备少，
8、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，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段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2.1.2 单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，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停电。缺点
9、：当一段母线或母线隔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。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。2.2.3 单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。2.2.4 桥型接线1、内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：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；桥连断路器
10、检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。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，故障率较高的情况。2、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：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。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。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，故障率较少的情况。2.2.5 双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，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。2）调度灵活。各个电源和各
11、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。3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，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。4）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。缺点：1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。2）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。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV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
12、；110-220KV配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110-220KV配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为4回及以上时。2.2.6 双母线分段接线双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。2.3 电气主接线的选择2.3.1 10kV电气主接线 根据资料显示,由于10KV
13、的出线为9回，其中所用电2回，且有一类负荷，可以初步选择以下两种方案：1)单母分段带旁母且分段断路器兼作旁路断路器, 610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，如果有一类负荷可采用单母线分段带旁路接线, 如图2.1。图2.1单母线分段带旁母接线2)双母接线，一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合,如图2.2。图2.2双母线接线表2.1 10KV主接线方案比较 方案 项目 方案 单母分段带旁母方案 双母接线技术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修，可以用利用旁路不会造成停电 扩建时需向两个方向均衡扩建供电可靠调度灵活扩建方便便
14、于试验易误操作经济 占地少设备少可选择用分段断路器兼作旁路断路器设备多、配电装置复杂投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。在根据此变电站的用途,所以选用方案。2.3.2 35kV电气主接线根据资料显示,由于35KV的出线为4回，一类负荷较多，可以初步选择以下两种方案：1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为35kV60kV，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。 图2.3单母线分段带旁母接线2）双母接线接线 图2.4双母线接线表2.2 35KV主接线方案比较 方案项目 方案单母分段带旁母方案双母接线技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差 旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电 扩建时需向两个方向均衡扩建 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作经济 设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面大虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济
