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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）110kV变电站的初步设计摘 要根据对原始资料背景和设计要求的分析，110kV变电站初步设计的主要内容包括：先试选电气主接线方案，然后进行技术性和经济性的比较，最终选择最合理的主接线形式；通过经济截面电流法，先选择变电所进线导线，为后续三相短路电流计算做铺垫；根据三相短路电流计算结果，选择符合使用要求的各种电气设备；最终是对变压器、线路进行保护。通过综合分析，110kV侧入线是双电源供电，35kV和10kV母线选择的都是单母线接线。导线选择后，采用标幺值法计算等效电抗，通过查电源运算曲线的图表，找出短路瞬间、4s后的短路电流标幺值，而后将其转换成有名
2、值，通过公式计算出冲击电流。至于电气设备的选择则是通过最大负荷电流和开断电流进行选择，根据4s后电流有名值和短路冲击电流有名值进行热稳定性和动稳定性校验；至于保护方面，主要是变压器的保护，通过延时时间不同，来让不同断路器动作，进而起到保护作用。关键词：电气主接线，三相短路电流，变压器，线路保护，标幺值 PRELIMINARY DESIGN OF 110 kV SUBSTATIONABSTRACT According to the analysis of raw data background and design requirements, the main content of the pr
3、eliminary design of the 110 kV substation including: Try to choose the main electrical wiring scheme, then carries on the technical and economical comparison, and finally choose the most appropriate form of the main wiring. Through the economical section current method, choose the substation into li
4、ne conductor, which will pave for the subsequent three-phase short-circuit current calculation. According to the results of the three-phase short-circuit current calculation to choose all kinds of electrical equipment, which conform to the requirements. Transformer and line are ultimately to be prot
5、ected.Through the comprehensive analyse, the side into line of 110 kV is double power supply, while 35 kV and 10 kV busbar selection are single busbar wiring. Use standard per unit method to calculate the equivalent reactance after selecting wire, and to find out the per units short-circuit current
6、value of short circuit instantaneous and after 4s through checking the power operation curve chart, and then convert them into actual value, calculate the shock current based on the formula. As for the selection of electrical equipment, which is through the choice of maximum load current and open ci
7、rcuit current, carries on the thermal stability and dynamic stability check according to the after 4s current actual value and short circuit impact current actual value. The protection of transformer is mainly in protection, which protects further through the different delay time to make the differe
8、nt circuit breaker action. KEY WORDS: main electrical wiring, three-phase short-circuit current, transformer, line protection, per unitI目录前言1第1章 原始资料分析及变压器的选择21.1 原始资料简介及分析21.1.1 原始资料简介21.1.2 原始资料分析21.2 变压器的选择31.2.1 变压器数量的选择31.2.2 变压器容量的选择3第2章 电气主接线的设计52.1 电气主接线52.1.1 电气主接线的基本要求52.2 母线制52.2.1 单母线接线5
9、2.2.2 单母线分段接线62.2.3 双母线接线72.2.4 桥形接线72.3 电气主接线设计方案的比较及选择7第3章 短路电流的计算93.1 概述93.1.1 短路类型93.1.2 短路计算步骤93.2 变电站电源进线的选择93.2.1 变电站容量补偿后的初步估计93.2.2 变电站进线的选择103.3短路计算103.3.1 各元件电抗标幺值的计算113.3.2 K1点（35kV母线）短路电流计算133.3.3 K2点（10kV母线）短路电流计算163.3.4 K3点（110kV母线）短路电流计算193.3.5 K4点（110kV母线）短路电流计算213.4 短路电流计算总结22第4章 变
10、电所电气设备的选择及校验234.1 断路器和隔离开关的选择与校验234.1.1 断路器的选择234.1.2 断路器的校验244.1.3 隔离开关的选择244.1.4 隔离开关的校验254.2 电压互感器的选择264.2.1 电压互感器264.2.2 电压互感器的选择274.3 电流互感器的选择284.3.1 电流互感器的特点284.3.2 电流互感器的选择及校验294.3.3 各电压侧电流互感器的选择及校验304.4 母线的选择324.4.1 母线324.4.2 母线的分类及各颜色含义324.4.3 母线的截面尺寸选择及短路稳定性校验334.4.4 35kV、10kV、110kV侧母线的选择及
11、校验344.5 避雷器的选择364.5.1 避雷器的特点364.5.2 避雷器的配置原则364.5.3 避雷器的选择374.6 熔断器的选择374.6.1 熔断器的特点374.6.2 熔断器的选择384.6.3 各电压侧熔断器的选择384.7 电气设备选择汇总39第5章 继电保护的配置405.1 继电保护及其基本要求405.1.1 继电保护装置405.1.2 继电保护的基本要求405.2 变压器的保护405.2.1 保护类型405.2.2 变压器的电流速断保护415.2.3 变压器的过电流保护415.2.3 变压器的过负荷保护425.3 母线的保护435.3.1 母线故障原因435.3.2 母
12、线的保护方法435.4 线路的保护435.4.1 各电压侧保护概述435.4.2 线路的三段式保护43结论47谢 辞48参考文献49附录50外文资料翻译52前言我国电力工业近年来发展迅速，其技术水平和管理水平正在朝着集中控制和计算机监控的方向迈进,电力系统也已经实现了分级集中调度。各电力企业正以节能高效高产为目标，努力做到安全高效远行。目前国内外110kV以上变电站及相当一部分35kV变电站都不同规模地实现了远动及自动化控制，而未来变电站的发展趋势也是向着智能化，网络化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。根据对原始资料和设计要求的分析，110kV变电站的设计主要包括电气主接线方案的分析和选
13、择、三相短路电流的计算、主要电气设备的选择及变压器保护等。通过技术性和经济性比较、论证，110kV侧采用双回路供电，35kV侧采用单母线接线，10kV侧也采用单母线接线的设计方案；短路电流的计算是为了选择各种合适的电气设备，并进行有关的校验。通常三相短路产生的短路电流最大，在选取短路点之后，采用运算曲线法完成三相短路电流的计算；在短路电流计算的基础上对电气设备进行选择，电气设备一般按正常工作条件进行选择，并按照短路状况来校验热稳定和动稳定。重点对高压断路器、高压隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、避雷器等设备进行了选择。由于变压器在电力系统中占有十分重要的地位，其故障会对供电可靠性和系统的
14、正常运行带来严重的影响，必须进行各种保护。 第1章 原始资料分析及变压器的选择1.1 原始资料简介及分析1.1.1 原始资料简介1. 设计变电所在城市近郊，在变电所附近有地区负荷。2. 确定本变电所的电压等级为110/35/10kV，110kV是本变电所的电源电压，35kV和10kV是二次电压。3. 待建变电所的电源，由双回110kV线路送到本变电所；在中压侧35kV母线，送出6回线路,每回路输送容量2MW,功率因数0.85；在低压侧10kV母线，送出12回线路，为近区负荷，每回路输送容量1.5MW，自然功率因数0.85；该变电所的所址，地势平坦，交通方便。其对应如图1-1所示：图1-1 待建
15、变电所示意图1.1.2 原始资料分析所建变电所既然在城市近郊，说明是向城市供电，城市中一级、二级负荷比较多。由图中变电所出线有三条线，结合本变电所的电压等级为110/35/10kV，可以知道本变电所一条代表10kV，一条代表35kV，另外一条直接供电。结合电源是双电源双回路供电，地区一、二级负荷比较多，可以考虑用两台变压器供电。根据每条回路的传输容量和功率因数，可以选择合适的变压器。1.2 变压器的选择1.2.1 变压器数量的选择由于变电所在城市近郊，其主要向城市及其郊区的企业供电。可以认为该地区一、二级负荷较多，为了满足供电可靠性，应采用两台变压器供电。1.2.2 变压器容量的选择变压器容量选择时需要注意的几个问题1：1. 变电站运行需要消耗电能，故厂用电取为5%。2. 由于两台变压器互为暗备用，当一台变压器故障或检修时，另一台变压器承担负荷取为70%。3. 为了适应城市发展和调整的需要，变压器容量应保留15%25%的裕
