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1、题目：110kV降压变电站设计设计时间： 原始资料建设性质及规模为满足某铁矿生产及矿区生活用电，拟新建一座电压等级为110/10kV降压变电站。线路回数：110kV现有2回，发展2回；10kV现有10回，发展2回所址条件新建变电站位于铁矿区中心，所区海拔200m，为非地震多发区。最高气温+39，最低气温-18，最热月平均最高气温为+30。负荷资料电压等级负荷名称穿越功率(MW)最大负荷(MW)负荷组成(MW)功率因数 同时率(%)线损率(%)近期远景近期远景一级二级三级110kV铁钢线35铁区线35发展线16发展线2100.7210kV露天矿1露天矿21.2215600.8855甲矿井1甲矿井
2、21.224040乙矿井1乙矿井21.223050水泵站1水泵站20.50.82060生活区0.51农业用电0.81.8发展线11.52060发展线21.52060注：表中功率因数栏内值为负荷处最低值，本所低压侧功率因数应补偿到0.9以上。电力系统接线简图待建变电站23km18km110kV变电所A变电所B区域变电所110kV12km15km20km5kmS=2360MVAXs=0.098110kV110kV注：1）图中系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式；2）系统可保证本变电站110kV母线电压波动在5%以内；二、设计任务变电站总体分析，选择变压器的台数、容量、型号、参数。电气主接线设计。
3、计算短路电流，选择电气设备。三、成品要求电力系统课程设计书（附计算书、电气主接线图）1份附：1、要求选择的电器设备包括：（1）110kV配电装置中的主母线、高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器等；（2）10kV配电装置中的主母线、高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、高压熔断器、导线等；2、参考资料：（1）电力系统分析，吴俊勇等主编，北京，清华大学出版社，2014，ISBN：978-7-302-36660-7（2）发电厂电气部分，姚春球主编，北京，中国电力出版社，2013，ISBN: 978-7-5123-4102-9。 （3）电力工程电气设备手册，弋东方主编 ;电力工
4、业部西北电力设计院 ;1998，ISBN: 7-80125-507-0 摘要本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图的绘制。关
5、键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择目录摘要3设计书4一、变电站整体分析61、基本情况62、所址条件63、设计内容7二、 电气主接线设计71、对电气主接线的基本要求72、变电站电气主接线的设计原则83、接线方式84、主接线设计方案确定8三、 主变压器的选择91、主变压器台数的选择92、主变压器容量的选择10四 、短路电流计算111、短路电流的危害112、计算短路电流的目的113、计算过程：124、不同短路点的短路参数12五、 电气设备的选择121、长期工作电流和热效应的计算132 母线的选择和校验133、 断路器和隔离开关的选择及校验154、 电流互感器的选择175、电压互感器的选择
6、186、低压侧限流熔断器的选择和校验：187、防雷与保护188、功率因数补偿20计算书21一、主变压器的容量的计算221、10KV侧最大综合计算负荷的计算222、10KV侧按一、二类负荷计算22二、短路计算22三、电气设备计算241、长期发热电流和短路电流热效应计算242、母线选择及校验253、断路器的选择和校验274、隔离开关的选择与校验285、无功功率的补偿计算30参考文献31结束语32附图：变电所电气主接线图33设计书一、变电站整体分析1、基本情况为了满足某铁矿生产及矿区生活用电，拟新建一座电压等级为110/10kV降压变电站。线路回数：110kV现有2回，发展2回；10kV现有10回，
7、发展2回作为新建站，除了能够满足用电的需求和基本条件外，还必须考虑到自身的建站经济性、调度灵活性和可靠性，并易于扩建和升级该进程危机综合自动化。2、所址条件新建变电站位于铁矿区中心，所区海拔200m，为非地震多发区。最高气温+39，最低气温-18，最热月平均最高气温为+30。3、设计内容本设计针对变电站设计包括了电气一次部分。电气一次部分主要包括变电站总体分析、负荷分析计算与主变压器选择、电气主接线设计、短路电流计算及电气设备选择、配电装置及电气总平面布置设计、防雷保护设计。二、 电气主接线设计发电厂和变电所的电气主接线是指由发动机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一
8、定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路，电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电站电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护装置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。1、对电气主接线的基本要求现代电力系统是一个巨大的、严密的整体，各个发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足一下基本要求。（1）运行的可靠（2）具有一定的灵活性（3）操作应尽可能简单、方便（4）经济上合理（5）具有
9、扩建的可能性变电站电气主接线的选择，主要取决于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。2、变电站电气主接线的设计原则电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行和维护的方便，尽可能地节省投资，就进取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。3、接线方式对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥型接线等。若能满足继电保护要求时，也可
10、采用线路分支接线。在110220kv配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥型接线，当出线不超过4回时，一般采用单母线接线，在枢纽变电站中，当110220kv出线在4回及以上时，一般采用双母线接线。4、主接线设计方案确定方案比较如表所示：方案一方案二方案三接线名称单母线单母分段单母分段带旁母可靠性简单，方便，但是不能进行倒闸操作，可靠性差简单清晰、设备少、设备本身故障小。线路断路器检修故障时，该线路停电；任意母线或者母线隔离开关检修时，仅停故障段。可靠性高，当接线复杂，无论检修母线或者设备均可使线路不停电。当母线断路器检修，两段母线不分列运行。灵活性不够灵活。 可以提高供电的灵活性，对重要用户可
11、以从不同段引出馈线线路，有两个电源供电。运行复杂，但是灵活性高。各个电源和负荷可以任意分配到某一母线上可组成多种运行方式。经济性投资少、年费用小、占地面积小投资少、年费用小、占地面积小投资高，年费用大，占地面积大经过技术经济综合比较后，本设计110kV有2回进线，远景发展2回进线，进线总数少，可以采用单母线分段接线方式。10kV近期12回 远景发展2回，出线回数较多，也宜采用单母分段接线形式。三、 主变压器的选择1、主变压器台数的选择在变电站设计过程中，一般需要装设两台主变压器，防止其中一台出现故障或检修时中断对用户的供电。对110kv及以下的终端或分支变电站，如果只有一个电源，或变电所的重要
12、负荷有中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器，对大型超高压枢纽变电站，可根据具体情况装设24台主变压器，以便减小单台容量。因此，在本次设计中装设两台主变压器。2、主变压器容量的选择主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%（220kV及以上电压等级的变电所应满足70%）的全部最大综合计算负荷，以及满足全部I类负荷 和大部分II类负荷 (220kV及以
13、上电压等级的变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应满足全部I类负荷 和II类负荷 )，即最大综合计算负荷的计算： 式中， 各出线的远景最大负荷； m 出线回路数； cos各出线的自然功率因数； K同时系数，其大小由出线回路数决定，出线回路数越多其值越小，一般在0.80.95之间； %线损率，取5%。根据变压器容量计算结果，变压器的容量应为16MVA，查表可知可采用SF10-16000KVA/110KV/型号变压器，其参数如下表所示：高压（KV）低压(KV)联结组空载损耗(KW)负载损耗(KW)空载电流（%）阻抗电压SF10-16000KVA/110KV11010YNd1116730.510.5%四 、短路电流计算1、短路电流的危害通过故障点的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起他们的损坏或缩短他们的使用寿命。电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量。破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至整个系统瓦解。2、计算短路电流的目的在变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下几个方面：电气主接线的比较；选择、检验导体和设备；在设计屋外髙型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离；在选择
