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1、摘 要 随着经济的发展和现代工业的建设的迅速崛起，供电系统的设计越来全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。 变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式才
2、能适用现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展,为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。 110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及的方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，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。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中通
3、过新技术的使用都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中的一个关键环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词 ： 变电站; 负荷; 输电系统; 配电系统; 高压网络; 补偿装置目录第一章 绪 论11.待设计变电所地位及作用12.变电站负荷情况及所址概况1第二章 电气主接线设计22.1 110kV电气主接线22.2 35kV电气主接线42.3 10kV电气主接线52.4 站用电接线8第三章 负荷计算及变压器选择83.1 负荷计算83.2 主变台数、容量和型式的确定83.3 站用变台数、容量和型式的确定10第四章 最大持续工作电流节短路计算114.1 各回路最大持续工作电流114.2 短路电流计
4、算点的确定和短路电流计算结果11第五章 主要电气设备选择135.1 高压断路器的选择145.2 隔离开关的选择155.3 各级电压母线的选择155.4 绝缘子和穿墙套管的选择165. 5电流互感器的配置和选择165.6 电压互感器的配置和选择17参 考 文 献21致 谢22第一章 绪 论1.待设计变电所地位及作用按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建1中型110kV变电所。该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行供电。改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网，提高了本地供电质量和可靠性。 待设计变电站 110kV出线4回，2回备用 35kV出线8回，2回备
5、用 10kV线路12回，另有2回备用2.变电站负荷情况及所址概况本变电站的电压等级为110/35/10。变电站由两个系统供电，系统S1为600MVA，容抗为0.38, 系统S2为800MVA，容抗为0.45.线路1为30KM, 线路2为20KM, 线路3为25KM。该地区自然条件：年最高气温 40摄氏度，年最底气温- 5摄氏度，年平均气温 18摄氏度。出线方向110kV向北，35kV向西，10kV向东。所址概括，黄土高原，面积为100100平方米，本地区无污秽，土壤电阻率7000.cm。本论文主要通过分析上述负荷资料，以及通过负荷计算，最大持续工作电流及短路计算，对变电站进行了设备选型和主接线
6、选择，进而完成了变电站一次部分设计。第二章 电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、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以下基本要求。1.运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2.具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且
7、再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3.操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4.经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5.应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出
8、线数目的多少、电网的结构等。2.1 110kV电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧和10kV侧，均为单母线分段接线。110kV220kV出线数目为5回及以上或者在系统中居重要地位，出线数目为4回及以上的配电装置。在采用单母线、分段单母线或双母线的35kV110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图1.1及图1.2所示。 图2-1单母线分段带旁母接线 图2-2双母线带旁路母线接线对图2.1及图2.2所示方案、综合比较，见表2-1。表2-1 主接线方案比较表项
9、目 方案 方案方案技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出线断路器工作经济 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 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节省投资在技术上（可靠性、灵活性）第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第种方案为设计的最终方案。2.2 35kV电气主接线 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。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和
10、双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限（35kV60kV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为23天。）所以，35kV60kV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关。据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图1.3及图1.4所示。 图2.3单母线分段带旁母接线 图2.4双母线接线对图2.3及图2.4所示方案、综合比较。见表2-2表2-2 主接线方案比较项目 方案方案单方案双技术简单清晰、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 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验
11、 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 投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案。2.3 10kV电气主接线610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线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。上述两种方案如图2.5及图2.6所示。 图2.5单母线分段接线 图2.6双母线接线对图2.5及图2.6所示方案、综合比较，见表2-3 表2-3 主接线方案比较项目 方案方案单分方案双技
12、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，该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济 占地少 设备少设备多、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。所以选用方案。2.4 站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。上述两种方案如图2.7及图2.8所示。 图2.7单母线分段接线 图2-8单母线接线对图2.7及图2.8所示方案、综合比较，见表2-4。表2-4 主接线方案比较项目 方案方案单分方案单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，该回路必须停止工作扩建时需向两个方向均衡发展 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差经济占地少设备少设备少、投资小经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案。第三章 负荷计算及变压器选择3.1 负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kV负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。由公式
