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毕业设计
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某110KV区域变电所电气部分初步设计,毕业设计
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毕 业 设 计 (论 文 ) 电气与电子工程 系（院） 毕业设计（论文）题目 某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 2 毕业设计（论文）任务书 一、毕业设计 (论文 )题目： 某 110kV 区域变电所电气部分初步设计 二、毕业 设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 1、根据电力系统规划需新建一座 110kV 区域变电所。该所建成后与 110kV电网相连，并供给近区用户。该变电站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网。（小部分就地消化外） 2、工程远期 （最终） 建设规模为： （主接线 远期部分 为虚 线） 1）主变压器 1 31.5MVA +1 31.5MVA。 2）电压等级采用 110KV/35KV/10KV。 3） 110kV 出线 2 回。 4） 35kV 出线 8 回。 5） 10kV出线 14回。 6）不考虑无功补偿。 3、工程本期建设规模为： （主接线为实线） 1）主变压器 1 31.5MVA。 2） 110kV 出线 1 回； 3） 35kV线路 6回，其中 3 回专线由用户出资建设； 4） 10kV线路 7回，其中 3 回专线由用户出资建设； 5） 110kV 出线取最大负荷利用小时数为 Tzd=4500h； 6）水电站上网负荷 数据附表 4、 设计水平年 设计水平年为 2006年，现状为 2007 年，远景水平年为 2012 年。 5、设计范围 1）所区总平面及所外 150 米以内的进所道路； 2）所内各级电压配电装置和主变压器的一、二次接线，继电保护和远动装置。 nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 3 6、系统阻抗： 110kV 侧电源容量为 1000MVA，归算至本所 110kV母线侧阻抗为 0.32。 S1=100MVA 7、该地区历年最高温度为 39.5，历年最低温度为 -9.5，年平均气温16.2，最高内涝水位 2.3米。 8、该变电所位于镇郊，地势平坦，交通便利，无环境污染 。 三、毕 业 设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1、主接线设计： (2.5 周 ) 分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线方式， 选择变压器型式及接线方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案 2、短路电流计算：（ 1周） 根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并 列表表示出短路电流的计算结果 3、主要电气设备选择（ 1.5周） 4、所用电设计（ 0.5 周） 1）根据要求计算所用电负荷 2）选择所用变压器型式、台数及容量 3）设计所用电接线 5、主变保护配置（ 0.5 周） 6、编制 设计成果（ 1 周） 1）编制设计说明书 2）编制设计计算书 3）绘制变电站主接线图纸 1张（ A2图纸） 4）绘制主变三侧交流（电流、电压）回路展开图 3张（ A2图纸） 5）绘制主变三侧保护、控制回路展开图 1 张（ A2图纸） 6）绘制 110kV、 35kV、 10kV出线保护、控制回路展开图 3张（ A2 图纸） 7）绘制 10kV配电装置配置图 1张（ A2图纸） nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 4 四、主 要参考资料： 1、电力工程设计手册第一册、第二册 上海科技出版社 2、发电厂电气部分华中工学院 范锡普 3、短路电流实用计算中国电力出版社 李瑞荣 4、电气工程专业毕业设计指南 电力系统分册中国水利电力出版社 陈跃 5、电气工程专业毕业设计指南 继电保护分册中国水利电力出版社 韩笑 日期：自 2008年 4月 1 日至 2008年 10月 10 日 指导教师： 华 助理指导教师 (并指出所负责的部分 )： 教研室： 电气工程 教研室主任： nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 5 某区 水电上网负荷预测表 单位 :kW(负 荷 ) 万 kWH(电量 ) 上网负荷 /年份 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 2012 年 2015 年 35kV 营盘圩线 0 0 2600 2600 2600 2600 2600 2600 35kV 兴水岭线 6500 6500 6500 6500 6500 6500 6500 6500 35kV 上湾线 2460 2460 2460 2460 2460 2460 2460 2460 35kV 利民线 0 0 3400 3400 3400 3400 3400 3400 35kV 立 新线 0 0 0 0 0 0 2000 2000 35kV 燕子崖线 0 0 0 0 0 4000 4000 4000 10kV 阡陌线 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 10kV 双山线 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 10kV 营盘圩线 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 10kV 滁洲线 0 0 1590 1590 1590 1590 1590 1590 10kV 清秀线 0 0 0 1000 1000 1000 1000 1000 10kV 川桃线 0 0 0 0 1200 1200 1200 1200 10kV 营盘乡线 0 0 3000 3000 3000 3000 3000 3000 35kV 河下线 0 0 18000 18000 18000 18000 18000 18000 装机容量合计 14610 14610 43200 44200 45400 49400 51400 51400 上网容量合计 11688 11688 34560 35360 36320 39520 41120 41120 上网电量合计 5662 5662 16636 17016 17454 19086 19838 19838 某区 水电上网 负荷预测表 单位 :kW 10kV 上网容量 5650 5650 10240 11240 12440 12440 12440 12440 35kV 上网容量 8960 8960 32960 32960 32960 36960 38960 38960 装机容量合计 14610 14610 43200 44200 45400 49400 51400 51400 上网容量合计 11688 11688 34560 35360 36320 39520 41120 41120 用电负荷 151 181.2 217.4 260.9 313.1 375.7 450.9 541.1 变电容量合计 11537 11507 34343 35099 36007 39144 40669 40579 计算容载比 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 需 110kV 变电容量(kVA) 16152 16110 48080 49139 50410 54802 56937 56811 已有 110kV 变电容量(kVA) 0 0 40000 40000 40000 40000 80000 80000 应增 110kV 变电容量(kVA) 16152 16110 8080 9139 10410 14802 23063 23189 实增 110kV 变电容量(kVA) 0 0 40000 0 0 0 40000 0 实际容载比 0 0 1.165 1.14 1.111 1.022 1.967 1.971 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 6 目 录 摘 要 . 9 第一章 主变压器选型 . 11 1.1 概述 .11 1.2 主变台数的选择 .11 1.3 主变压器容量的确定 .11 1.3.1 110KV侧负荷 . 12 1.3.2 35KV侧负荷 . 12 1.3.3 10KV侧负荷 . 12 1.3.4 上网容量计算 . 13 1.3.5 主变压器容量的确定 . 13 2.4 主变压器形式的选择 . 13 2.4.1主变相数的选择 . 13 2.4.2绕组的选择 . 14 2.4.3主变调压方式的选择 . 15 2.4.4连接组别的选择 . 15 2.4.5容量比的选择 . 15 2.4.6主变冷却方式的选择 . 15 第二章 电气主接线的选择 . 17 2.1概述 . 17 2.2各种主接线接线方式的特点 . 18 2.2.1单母线接线 . 18 2.2.2 单母线分段接线 . 18 2.2.3 单母分段带旁路母线 . 18 2.2.4 桥型接线 . 18 2.2.5 角形接线 . 19 2.2.6 一台半断路器接线 . 19 2.2.7 双母线接线 . 19 2.2.8 双母线分段接线 . 20 2.3 主接线接 线方式选择 . 20 2.3.1 110kV侧主接线方式选择 . 20 第三章 短路电流计算目的、条件及一般规定 . 22 3.1 短 路电流计算的目的和条件 . 22 3.1.1 短路电流计算的目的 . 22 3.1.2短路电流计算条件 . 22 3.1 一般规定 . 22 3.2短路电流计算 . 23 3.2.1 线路阻抗计算 . 23 3.2.2变压器阻抗计算 . 24 3.2.3 系统网络图 . 24 nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 7 3.2.4 110KV侧母线短路计算 . 25 3.2.5 35KV侧母线短路计算 . 28 3.2.6 10KV母线短路计算 . 30 第四章 电气设备的选择 . 33 4.1 导体和电气设备选择的一般条件 . 33 4.1.1一般原则 . 33 4.1.2技术条件 . 33 4.1.3 环境条件 . 34 4.2 断路器的选择 . 34 4.2.1 110KV侧断路器 . 35 4.2.2 35KV侧断路器 . 36 4.3 隔离开关的选择 . 38 4.3.1 110KV隔离开关的选择 . 38 4.3.2 35KV侧隔离开关 . 39 4.4 高压 熔断器的选择 . 39 4.5 互感器的选择 . 40 4.5.1 互感器的作用 . 40 4.5.2 电流互感器的特点 . 40 4.5.3 电压互感器的特点 . 40 4.5.4 电流互感器的选择 . 41 4.5.4.1 110KV侧 . 42 4.5.4.2 35kV侧 . 43 4.5.5 电压互感器的选择 . 43 4.5.5.1 110KV侧电压互感器 . 44 4.5.5.2 35KV侧电压互感器 . 44 4.5.5.3 10KV侧电压互感器 . 44 4.6 所用变压器的选择 . 44 4.7 母线的选择 . 45 4.7.1 110KV侧母线 . 45 4.7.2 35KV侧母线 . 46 4.7.3 10KV侧母线 . 46 4.8 10KV 高压开关柜的选择 . 47 4.8.1 进线回路开关柜的选择 . 47 4.8.1.1 断路器的选择 . 47 4.8.1.2隔离开关的选择 . 48 4.8.1.3电流互感器的选择 . 49 4.8.1.4 10KV侧电压互感器 . 49 4.8.2 出线回路开关柜的选择 . 49 第五章 主变压器的保护 . 50 5.1 主变压器的主保护 . 51 5.1.1 瓦斯保护 . 51 5.1.2 差动保护 . 51 5.1.3 主变 压器的后备保护 . 52 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 8 5.1.4 主变压器的过负荷保护 . 52 5.2 主变压器主保护的整定计算 . 52 5.2.1 差动 保护计算 . 52 第六章 变电站的接地设计 . 55 6.1 变电站接地装置的设计原则 . 56 6.2 接地设计一般程序 . 57 6.3 变电站的接地装置 . 57 附 图 . 60 结 语 . 61 参考资料 . 62 致 谢 . 63 nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 9 摘 要 本次设计的课题是一个 110KV变电站初步电气设计，该站建成后与 110KV电网相连，具有 110KV、 35KV、 10KV 等三个电压等级， 35KV、 10KV线路以接受区域 小水电电力为主，区域小水电电力大部分向 110KV主网输送，小部分就地消化。 本站位于镇郊，地势平坦，交通便利，无环境污染，站址工程地质良好。 由于该站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网，停电对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响，因此，本次设计的变电站主变采用 一 台SFSZ10-31500/110KV型三绕组有载调压变压器，容量比为 100/100/100，两台互为备用，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部外送电力的 70%以上，提高了供电的可靠性。远期设计的变电站主变采用两台 SFSZ10-31500/110KV 型三绕组有载调压变压器，容量比为 100/100/100，两台互为备用。 110KV 侧主接线最后采用单母线接线， 35KV 侧采用单母线分段接线， 10KV 侧也采用单母线分段接线。 工程本期建设， 110KV 出线 1回，预留 1回 110KV出线位置。 35KV 电源进线 5回，分别为营盘圩线、兴水岭线、上湾线、利民线、河下线。预留 2回 35KV 电源进线位置，即：立新线、燕子崖线。 10KV 电源进线 5回，分别为阡陌线、双山线、营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。预留 2回 10KV 电源进线位置，即：清秀线、川桃线。 10KV 负荷出线 2回。 35KV、10KV线路侧电源进线及负荷出线将大致均匀地分布于各分段母线上。 10KV侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。由于本站 35KV、 10KV线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。 本变电站配电装置采用普通中型配电装置， 110KV及 35KV采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。 主变中性点及出线均 装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。 本变电站 110KV配电装置 （朝向） ， 35KV配电装置 （朝向） ，主变位于于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为巡视小道。 110KV 配电装置有 间隔， 35KV配电装置有 间隔。 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 10 本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。 nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 11 第一章 主变 压器 选型 1.1 概述 变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需的各级低电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统 5 10 年发展规划，综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如主变容量选择 得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便。设备亦未能充分发挥效益。若容量选择得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响变压器的使用寿命 ,同时还限制了变电所负荷的需要，显然技术上是不合理的。在生产上电力变压器有制成单相，三相，双绕组，三绕组，自耦，分裂变压器等。在选择变压器时，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，在满足变压器可靠性的前提下，充分考虑到经济性来选择主变压器。 1.2 主变台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个位于镇郊区的 110kV 升压变电站，主要是接受 35kV和 10kV 线路的电能，通过主变向 110kV电网输送，是一个较为重要的区域性升压变电站。由于 35KV、 10KV 进线回路多，汇聚到变电站的容量大，停电后对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响。因此，选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂 ，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成中压侧短路容量过大，不宜选用轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合远期小水电电力供应的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可输送全部小水电电力的 65%以上（远期为 55%以上），能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 1.3 主变压器容量的 确定 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 12 主变压器容量一般按变电所建成后 5 10 年规划负荷选择，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近近期和远期总负荷来选择 主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的 70 80%。该变电所的主变压器是按全部负荷的 70%来选择，因此装设两台变压器后的总的容量 Se=2 0.7 Pm=1.4Pm。当一台变压器停运时 ,可保证对 70%负荷的供电。考虑到变压器的事故过负荷能力为 40%，则可保证 98%负荷供电。该区域小水电电力经变 电站 35kV 和 10KV 侧进线引进，经高压侧 110kV 母线外送至主网，因此，主变压器的容量为 Se=0.7（ S35+S10-S近区负荷 ）。（ S35+S10 为考虑了上网同时率后 k、 k侧的总的上网变电容量， S 近区负荷为近区用电负荷与计算容载比的积） 。 1.3.1 110KV侧负荷 110KV侧电源容量为 1000MVA 1.3.2 35KV侧负荷 2007年投入水电装机容量： 营盘圩进线： P1=2600KW 兴水岭进线 : P2=6500KW 上湾 进线 : P3=2460KW 利民 进线 : P4=3400KW 河下 进线 : P5=18000KW 2012年投入水电装机容量： 立新 进线 : P6=2000KW 燕子崖进线 : P7=4000KW 1.3.3 10KV侧负荷 2007年投入水电装机容量： 阡陌 进线： P8=1050KW 双山 进线 : P9=2900KW 营盘圩进线 : P10=1700KW 滁洲 进线 : P11=1590KW 营盘乡进线 : P12=3000KW 2012年投入装机容量： nts南昌工程学院专科毕业设计（论文） 13 清秀 进线 : P13=1000KW 川桃 进线 : P14=1200KW 1.3.4 上网容量计算 2007年用电负荷 217.4KW,2008年用电负荷增至 450.9KW（该部分用电负荷不经过主变）。 上网同时率取值为 0.8，则 2007年水电上网总容量为： P2007 = (P1 +P2 +P3 +P4 +P5 +P6 + P8 +P9 +P10 +P11 +P12) 0.8-217.4 =(2600+6500+2460+3400+18000+1050+2900+1700+1590+3000) 0.8-217.4 =34.3426(MW) 2012年水电上网总容量为： P2012 = (P1 +P2 +P3 +P4 +P5 +P6+P7 + P8 +P9 +P10 +P11 +P12+P13+P14) 0.8-217.4 =(2600+6500+2460+3400+18000+2000+4000+1050+2900+1700+1590+3000+1000+1200) 0.8-450.9=40.669(MW) 1.3.5 主变压器容量 的 确定 主变容量按 35KV、 10KV侧总的上网容量的 70%来选 择 ,计算容载比取值为 1.4: 1) 本期 S= P2007 1.4 0.7=34.3426 1.4 0.7=33.656(MVA) 故本期 主 变容量为 31500KVA。 2) 远期 S= P2012 1.4 0.7=40.669 1.4 0.7=39.856(MVA) 故 远 期 主变容量为 40000KVA。 考 虑到远期两台 主变 同时投入运行的时间较多 ， 仅 在故障或检修时一台主变运行，可输送全部负荷的 55%，而主变的故障率是很低的，主变检修时间可合理安排 在 平水或枯水季节，故侧重于经济上节省投资的原则， 最后确定主变压器的 容量为 31500KVA。 2.4 主变压器形式的选择 2.4.1主变相数的选择 主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素，尤其是大型变压器需要考虑其运输可能性，确保运 毕 业 设 计 (论 文 ) 电气与电子工程 系（院） 函授吉安供电管理 专业 毕业设计（论文）题目 某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 2 毕业设计（论文）任务书 一、毕业设计 (论文 )题目： 某 110kV 区域变电所电气部分初步设计 二、毕业 设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 1、根据电力系统规划需新建一座 110kV 区域变电所。该所建成后与 110kV电网相连，并供给近区用户。该变电站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网。（小部分就地消化外） 2、工程远期 （最终） 建设规模为： （ 主接线 远期部分 为虚线） 1）主变压器 1 31.5MVA +1 31.5MVA。 2）电压等级采用 110KV/35KV/10KV。 3） 110kV 出线 2 回。 4） 35kV 出线 8 回。 5） 10kV出线 14回。 6）不考虑无功补偿。 3、工程本期建设规模为： （主接线为实线） 1）主变压器 1 31.5MVA。 2） 110kV 出线 1 回； 3） 35kV线路 6回，其中 3 回专线由用户出资建设； 4） 10kV线路 7回，其中 3 回专线由用户出资建设； 5） 110kV 出线取最大负荷利用小时数为 Tzd=4500h； nts毕业设计（论文） 3 6）水电站上网负荷数据附表 4、 设计水平年 设计水平年为 2006年，现状为 2007 年，远景水平年为 2012 年。 5、设计范围 1）所区总平面及所外 150 米以内的进所道路； 2）所内各级电压配电装置和主变压器的一、二次接线，继电保护和远动装置。 6、系统阻抗： 110kV 侧电源容量为 1000MVA，归算至本所 110kV母线侧阻抗为 0.32。 S1=100MVA 7、该地区历年最高温度为 39.5，历年最低温度为 -9.5，年平均气温16.2，最高内涝水位 2.3米。 8、该变电所位于镇郊，地势平坦， 交通便利，无环境污染。 三、毕 业 设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1、主接线设计： (2.5 周 ) 分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线的接线方式， 选择变压器型式及接线方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案 2、短路电流计算：（ 1周） 根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并 列表表示出短路电流的计算结果 3、主要电气设备选择（ 1.5周） 4、所用电设计（ 0.5 周） 1）根据要求计算所用电负荷 2）选择所用变压器型式、台数及容量 3）设计所用电接线 5、主变保护配置 （ 0.5 周） nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 4 6、编制设计成果（ 1 周） 1）编制设计说明书 2）编制设计计算书 3）绘制变电站主接线图纸 1张（ A2图纸） 4）绘制主变三侧交流（电流、电压）回路展开图 3张（ A2图纸） 5）绘制主变三侧保护、控制回路展开图 1 张（ A2图纸） 6）绘制 110kV、 35kV、 10kV出线保护、控制回路展开图 3张（ A2 图纸） 7）绘制 10kV配电装置配置图 1张（ A2图纸） 四、主 要参考资料： 1、电力工程设计手册第一册、第二册 上海科技出版社 2、发电厂电气部分华中工学院 范锡普 3、短路电流 实用计算中国电力出版社 李瑞荣 4、电气工程专业毕业设计指南 电力系统分册中国水利电力出版社 陈跃 5、电气工程专业毕业设计指南 继电保护分册中国水利电力出版社 韩笑 电气与电子工程 系 函授吉安 供电管理 专业 2006级供电 班 学生： 日期：自 2008年 4月 1 日至 2008年 10月 10 日 指导教师： 助理指导教师 (并指出所负责的部分 )： nts毕业设计（论文） 5 教研室： 电气工程 教 研室主任： nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 6 某区 水电上网负荷预测表 单位 :kW(负 荷 ) 万 kWH(电量 ) 上网负荷 /年份 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 2012 年 2015 年 35kV 营盘圩线 0 0 2600 2600 2600 2600 2600 2600 35kV 兴水岭线 6500 6500 6500 6500 6500 6500 6500 6500 35kV 上湾线 2460 2460 2460 2460 2460 2460 2460 2460 35kV 利民线 0 0 3400 3400 3400 3400 3400 3400 35kV 立新线 0 0 0 0 0 0 2000 2000 35kV 燕子崖线 0 0 0 0 0 4000 4000 4000 10kV 阡陌线 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 1050 10kV 双山线 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 2900 10kV 营盘圩线 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 10kV 滁洲线 0 0 1590 1590 1590 1590 1590 1590 10kV 清秀线 0 0 0 1000 1000 1000 1000 1000 10kV 川桃线 0 0 0 0 1200 1200 1200 1200 10kV 营盘乡线 0 0 3000 3000 3000 3000 3000 3000 35kV 河下线 0 0 18000 18000 18000 18000 18000 18000 装机容量合计 14610 14610 43200 44200 45400 49400 51400 51400 上网容量合计 11688 11688 34560 35360 36320 39520 41120 41120 上网电量合计 5662 5662 16636 17016 17454 19086 19838 19838 某区 水电上网 负荷预测表 单位 :kW 10kV 上网容量 5650 5650 10240 11240 12440 12440 12440 12440 35kV 上网容量 8960 8960 32960 32960 32960 36960 38960 38960 装机容量合计 14610 14610 43200 44200 45400 49400 51400 51400 上网容量合计 11688 11688 34560 35360 36320 39520 41120 41120 用电负荷 151 181.2 217.4 260.9 313.1 375.7 450.9 541.1 变电容量合计 11537 11507 34343 35099 36007 39144 40669 40579 计算容载比 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 需 110kV 变电容量(kVA) 16152 16110 48080 49139 50410 54802 56937 56811 已有 110kV 变电容量(kVA) 0 0 40000 40000 40000 40000 80000 80000 应增 110kV 变电容量(kVA) 16152 16110 8080 9139 10410 14802 23063 23189 实增 110kV 变电容量(kVA) 0 0 40000 0 0 0 40000 0 nts毕业设计（论文） 7 实际 容载比 0 0 1.165 1.14 1.111 1.022 1.967 1.971 目 录 摘 要 . 11 第一章 主变压器选型 . 14 1.1 概述 . 14 1.2 主变台数的选择 . 14 1.3 主变压器容量的确定 . 15 1.3.1 110KV 侧负荷 . 15 1.3.2 35KV侧负荷 . 15 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 8 1.3.3 10KV侧负荷 . 16 1.3.4 上网容量计算 . 16 1.3.5 主变压器容量的确定 . 16 2.4 主变压器形式的选择 . 17 2.4.1主变相数的选择 . 17 2.4.2绕组的选择 . 17 2.4.3主变调压方式的选择 . 18 2.4.4连接组别的选择 . 18 2.4.5容量比的选择 . 19 2.4.6主变冷却方式的选择 . 19 第二章 电气主接线的选择 . 20 2.1概述 . 20 2.2各种主接线接线方式的特点 . 21 2.2.1单母线接线 . 22 2.2.2 单母线分段接线 . 22 2.2.3 单母分段带旁路母线 . 22 2.2.4 桥型接线 . 22 2.2.5 角形接线 . 23 2.2.6 一台半断路器接线 . 23 2.2.7 双母线接线 . 23 2.2.8 双母线分段接线 . 24 2.3 主接线接线方式选择 . 24 2.3.1 110kV侧主接线方式选择 . 24 第三章 短路电流计算目的、条件及一般规定 . 26 3.1 短路电流计算的目的和条件 . 26 3.1.1 短路电流计算的目的 . 26 3.1.2短路电流计算条件 . 26 3.1 一般规定 . 27 3.2短路电流计算 . 27 3.2.1 线路阻抗计算 . 27 3.2.2变压器阻抗计算 . 28 3.2.3 系统网络图 . 28 3.2.4 110KV侧母线短路计算 . 29 3.2.5 35KV侧母线短路计算 . 32 3.2.6 10KV母线短路计算 . 35 nts毕业设计（论文） 9 第四章 电气设备的选择 . 38 4.1 导体和电气设备选择的一般条件 . 38 4.1.1一般原则 . 38 4.1.2技术条件 . 38 4.1.3 环境条件 . 40 4.2 断路器的选择 . 40 4.2.1 110KV侧断路器 . 40 4.2.2 35KV侧断路器 . 42 4.3 隔离开关的选择 . 43 4.3.1 110KV隔离开关的选择 . 44 4.3.2 35KV侧隔离开关 . 45 4.4 高压熔断器的选择 . 46 4.5 互感器的选择 . 47 4.5.1 互感器的作用 . 47 4.5.2 电流互感器的特点 . 47 4.5.3 电压互感器的特点 . 47 4.5.4 电流互感器的选择 . 48 4.5.4.1 110KV侧 . 49 4.5.4.2 35kV侧 . 50 4.5.5 电压互感器的选择 . 51 4.5.5.1 110KV侧电压互感器 . 51 4.5.5.2 35KV侧电压互感器 . 51 4.5.5.3 10KV侧电压互感器 . 51 4.6 所用变压器的选择 . 52 4.7 母线的选择 . 53 4.7.1 110KV侧母线 . 53 4.7.2 35KV侧母线 . 54 4.7.3 10KV侧母线 . 54 4.8 10KV 高压开关柜的选择 . 54 4.8.1 进线回路开关柜的选择 . 55 4.8.1.1 断路器的选择 . 55 4.8.1.2隔离开关的选择 . 56 4.8.1.3电流互感器的选择 . 57 4.8.1.4 10KV侧电压互感器 . 57 4.8.2 出线回路开关柜的选择 . 58 第五章 主变压 器的保护 . 59 5.1 主变压器的主保护 . 59 5.1.1 瓦斯保护 . 59 5.1.2 差动保护 . 60 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 10 5.1.3 主变压器的后备保护 . 60 5.1.4 主变压器的过负荷保护 . 60 5.2 主变压器主保护的整定计算 . 60 5.2.1 差动保护计算 . 61 第六章 变电站的接地设计 . 65 6.1 变电站接地装置的设计原则 . 65 6.2 接地设计一般程序 . 66 6.3 变电站的接地装置 . 67 附 图 . 71 结 语 . 72 参考资料 . 73 致 谢 . 74 nts毕业设计（论文） 11 摘 要 本次设计的课题是一个 110KV变电站初 步电气设计，该站建成后与 110KV电网相连，具有 110KV、 35KV、 10KV 等三个电压等级， 35KV、 10KV线路以接受区域小水电电力为主，区域小水电电力大部分向 110KV主网输送，小部分就地消化。 本站位于镇郊，地势平坦，交通便利，无环境污染，站址工程地质良好。 由于该站主要用于丰水季节区域小水电电力外送主网，停电对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响，因此，本次设计的变电站主变采用 一 台SFSZ10-31500/110KV型三绕组有载调压变压器，容量比为 100/100/100，两台互为备用 ，即使有一台主变停电后，也可由另一台主变带全部外送电力的 70%以上，提高了供电的可靠性。远期设计的变电站主变采用两台 SFSZ10-31500/110KV 型三绕组有载调压变压器，容量比为 100/100/100，两台互为备用。 110KV 侧主接线最后采用单母线接线， 35KV 侧采用单母线分段接线， 10KV 侧也采用单母线分段接线。 工程本期建设， 110KV 出线 1回，预留 1回 110KV出线位置。 35KV 电源进线 5回，分别为营盘圩线、兴水岭线、上湾线、利民线、河下线。预留 2回 35KV 电源进线位置，即：立新线、燕子崖线 。 10KV 电源进线 5回，分别为阡陌线、双山线、营盘圩线、滁洲线、营盘乡线。预留 2回 10KV 电源进线位置，即：清秀线、川桃线。 10KV 负荷出线 2回。 35KV、10KV线路侧电源进线及负荷出线将大致均匀地分布于各分段母线上。 10KV侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。由于本站 35KV、 10KV线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。 本变电站配电装置采用普通中型配电装置， 110KV及 35KV采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。 主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。 本变电站 110KV配电装置 （朝向） ， 35KV配电装置 （朝向） ，主变位于于二者之间，其间有行车大道，环形小道，电缆沟盖板作为巡视小道。 110KV 配电装置有 间隔， 35KVnts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 12 配电装置有 间隔。 nts毕业设计（论文） 13 本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供 的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。 nts某 110KV 区域变电所电气部分初步设计 14 第一章 主变压器 选型 1.1 概述 变压器是变电所中的主要电器设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需的各级低电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同 时兼顾负荷的增长速度等方面，并根据电力系统 5 10 年发展规划，综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如主变容量选择得过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便。设备亦未能充分发挥效益。若容量选择得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响变压器的使用寿命 ,同时还限制了变电所负荷的需要，显然技术上是不合理的。在生产上电力变压器有制成单相，三相，双绕组，三绕组，自耦，分裂变压器等。在选择变压器时，要根据原始资料和所设计的变电站的自身特点，在满足变压器可靠性的前 提下，充分考虑到经济性来选择主变压器。 1.2 主变台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个位于镇郊区的 110kV 升压变电站，主要是接受 35kV和 10kV 线路的电能，通过主变向 110kV电网输送，是一个较为重要的区域性升压变电站。由于 35KV、 10KV 进线回路多，汇聚到变电站的容量大，停电后对小水电电力生产及整个电力系统的稳定运行造成重大影响。因此，选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器， 互为备用，可以避免因主变检修或故障而造成对用户的停电。若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并nts毕业设计（论文） 15 且会造成中压侧短路容量
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