毕业设计110∕35∕10kV降压变电站电气一次系统设计毕业论文

1、毕 业 设 计（ 论文 ）题 目 110/35/10kV 降压变电站一次系统设计系别电力工程系专业班级学生姓名指导教师二一年六月本科毕业设计（论文）110kV降压变电站一次系统设计摘要城市供电系统的核心部分是变电站。因此，设计和建造一个安全、经济的变电站，是 极为重要的。 110kV 变电所设计以生产实际为依据，以变电所的最佳运行状态为基础，系 统的阐明了 110kV 变电所设计的基本方法和步骤，经过多方面的校验，是满足实际生产需 要的一套最优设计方案。本变电站设计除了注重变电站设计的基本计算外，对于主接线的 选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括：变电站主接线方案的选择，进出线的 选择

2、；变电站主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的计算，电气 设备的选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器） ；配电装置设计和 总平面布置；防雷保护与接地系统的设计。另外，绘制了七张图纸，包括：电气主接线图， 电气总平面布置图，防雷接地图， 110kV接线断面图， 110kV 内桥断面图， 35kV 接线断面 图，10kV 室内配电图等。 图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸要求来进行绘 制。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词 ：变电站；电气主接线；电气设备；设计本科毕业设计（论文）A DESIGN OF ELETRIC SYSTEMFOR 110kV TER

3、MINAL TRANSFORMERSUBSTATIONAbstractThe core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build1one safe and economical transformer substation . The actual design for the production, based on the best operation to substations based system designed to clarify the 110k

4、V substations basic methods and steps, after multiple access, is a set of solutions to meet the needs of actual production design programs. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design makes satisfying narration toward choice and argumentation of mai

5、n connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice

6、electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing seven blueprints include the ma

7、in wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kV connection; the drawing of 35kV connection; the drawing of 10kV indoor distribution and so on. Both the specification of drawing and the criterion of disposal i

8、s based on requirement of drawing to electric power system.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Keywords: Transformer substation; Main connection; Electric equipment; Design残骛楼諍锩瀨濟溆 塹籟。II本科毕业设计（论文）目录摘要 . I 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。ABSTRAC.T II 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1 绪论 . 1 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.1 课题背景 1 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2 变电站设计发展概况 1 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.3 本文主要研究内容 1 鹅

9、娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2 电气主接线设计 . 2 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.1 主接线的设计原则 2 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.2 主接线设计的基本要求 3 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.2.1 主接线可靠性的要求 . 3 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.2.2 主接线灵活性的要求 . 3 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.2.3 主接线经济性的要求 . 3 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.3 电气主接线的选择和比较 3 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.3.1 主接线方案的拟订 . 3 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.3.2 主接线各方案的讨论比较 . 6 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.3.3 主接线方案的初选择 . 83 主变压器的

10、选择与论证 . 9 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.1 主变压器容量的确定 9 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.2 主变压器台数的确定 9 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.3 主变压器型式的确定 10 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.4 主变压器的计算与选择 10 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.4.1 容量计算 . 10 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。3.4.2 变压器型号的选择 . 10 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。4 短路电流的计算 . 11 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。4.1 网络的等值变换与简化 11 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。4.2 短路点的选择与各短路点的短路电流的计算 11 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。5 重要的电气设备选择 . 14

11、鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。5.1 断路器的选择 14 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。5.1.1 断路器选择原则与技术条件 . 14 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。5.1.2 断路器型号的选择及校验 . 15 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。5.2 隔离开关的选择 16 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。5.2.1 隔离开关的选择原则及技术条件 . 16 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。5.2.2 隔离开关型号的选择及校验 . 17 谚辞調担鈧谄动禪泻類。6 方案 D与方案 E的技术经济比较 . 18 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。本科毕业设计（论文）6.1 方案的总投资比较 18 熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。6.2 方案的综合投资比较 18 鶼渍螻偉阅劍鲰腎

12、邏蘞。6.3 方案的年运行费比较 18 纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。6.4 最终方案的确定 20 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。7 其它电气设备的选择 . 21 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。7.1 电流互感器的选择 21 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。7.2 电压互感器的选择 24 挤貼綬电麥结鈺贖哓类。7.2.1 110kV 母线电压互感器的选择 24 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。7.2.2 35kV 母线电压互感器的选择 24 塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。7.2.3 10kV 电压互感器的选择 25 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。7.3 避雷器的选择 25 仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。7.3.1 110kV 侧避雷器的选择 25 绽萬璉轆娛閬

13、蛏鬮绾瀧。7.3.2 110kV 侧避雷器的选择及校验 25 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。7.3.3 35kV 母线接避雷器的选择及校验 26 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。7.3.4 10kV 母线接避雷器的选择及校验 26 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。7.3.5 避雷器型号一览表 . 27 栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。7.4 母线与导线的选择与校验 27 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。7.4.1 110kV 侧进线的校验 27 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。7.4.2 110kV 母线的选择及校验 28 詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。7.4.3 35kV 母线的选择及校验 28 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。7.4.4 35kV 进线的选择及校验

14、 29 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。7.4.5 35kV 出线的选择及校验 29 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。7.4.6 10kV 母线的选择及校验 30 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。7.4.7 10kV 进线的选择及校验 30 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。7.4.8 10kV 出线导线的选择及校验 31 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。7.4.9 10kV 出线电缆的选择及校验 31 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。7.6 高压熔断器的选择 32 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。7.7 无功补偿与补偿装置的选择 32 謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。7.7.1 电容器的选择 . 32 呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。7.7.2 限流电器的选择 . 33 莹谐龌蕲賞

15、组靄绉嚴减。8 配电装置的选择 . 34 麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。8.1 配电装置的选择要求与分类 34 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。8.2 配电装置设计选择 35 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。9 防雷保护设计 . 36 灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。9.1 避雷针的作用 36 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。本科毕业设计（论文）9.2 避雷针的设计 36 攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。9.2.1 四支避雷针的保护范围及计算公式 . 36 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。9.2.2 本所避雷针的设计过程. 36 夹覡闾辁駁档驀迁锬減。10 接地网的设计 . 39 视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。10.1 设计说明 39 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。10.2

16、接地体的设计 39 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。10.3 典型接地体的接地电阻计算 39 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。10.4 接地网设计计算 40 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。结论 . 42 镞锊过润启婭澗骆讕瀘。参考文献 . 43 榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。致谢 . 44 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题背景目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也 正不断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监 测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是 根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设

17、计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业 设计的内容为 110kV 终端变电所电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电所，根据变 电所设计的基本原理设计，要求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计过程。 嵝硖贪 塒廩袞悯倉華糲。1.2 变电站设计发展概况变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的 作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管 理模式的需求。同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急控制装置，不 能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。建国以来，我国的 电力事业已经获得了长足的发展。随

18、着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户 对电能的质量的要求进一步提高，电网自动化就显得极为重要。近年来我国计算机和通信 技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在 配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全 和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一， 也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化 EMS 和 DMS 的基础。 该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。1.3 本文主要研究内容本变电所设计除了注重变电所设计的基本计算外，对于主接线的选择与论证等都作了

19、充分的说明，其主要内容包括：变电所主变压器台数、容量和型式的确定；变电所主接线 方案的选择；短路点的确定与短路电流的计算，电气设备的选择；初选方案的经济比较； 配电装置设计和总平面布置； 防雷保护与接地系统的设计。 另外，绘制了七张图纸， 包括： 电气主接线图，电气总平面布置图，防雷接地图， 110kV接线断面图， 110kV内桥断面图， 35kV 接线断面图， 10kV 室内配电图。图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸 要求来进行绘制。由于在设计中查阅了大量的相关资料，所以开始逐步掌握了查阅，运用 资料的能力，又可以总结四年来所学的电力工业的部分相关知识，为我日后的工作打下了 坚实的

20、基础。 劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。本科毕业设计（论文）2 电气主接线设计2.1 主接线的设计原则 2 电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的 确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气 设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟订有较大影响。因此必须正确处理好 各方面的关系，全面分析有关影响，通过技术经济比较，合理确定主接线。在选择电气主 接线时，应以下各点作为设计依据：变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小和重要 性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性和经济性等多项基本要求。 臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。（1）运行的可靠性。

21、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。 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。（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， 并且在检修时可以保证检修人员的安全。 穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。隶誆（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

22、且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。 荧鉴獫纲鴣攣駘賽。（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，使其尽可能地发挥经济效益。 浹繢腻叢着駕骠構砀湊。（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、出线数目的多少、电网的结构等。 鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。对于 6220kV 电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母 线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线

23、；其二为无母线类，包括单元接线、 桥形接线和多角形接线等。应视电压等级和出线回数，酌情选用。 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。旁路母线的设置原则：（1）采用分段单母线或双母线的 110kV 配电装置，当断路器不允许停电检修时，一 般需设置旁路母线。因为 110kV 线路输送距离长、功率大，一旦停电影响范围大，且断路 器检修时间较长（平均每年 57 天），故设置旁路母线为宜。当有旁路母线时，应首先采 用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。（2）35kV 配电装置中，一般不设旁路母线，因重要用户多系双回路供电，且断路器 检修时间短，平均每年 23 天。如线路断路器不允许停电

24、检修时，可设置其它旁路设施。 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。3）10kV 配电装置，可不设旁路母线。对于出线回路数多或多数线路系向用户单独本科毕业设计（论文）供电，以及不允许停电的单母线、分段单母线的配电装置，可设置旁路母线。 薊镔竖牍熒浹醬 籬铃騫。对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器少或不 用断路器的接线。当出线为 2 回时，一般采用桥形接线。 齡践砚语蜗铸转絹攤濼。2.2 主接线设计的基本要求变电站的电气主接线应根据该变电站所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负 荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运 行灵活、操作检修方便

25、、投资节约和便于过渡或扩建等要求。 绅薮疮颧訝标販繯轅赛。2.2.1 主接线可靠性的要求可靠性的工作是以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。主 接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅 要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的 影响。评价主接线可靠性的标志是： 饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。（1）断路器检修时是否影响停电；（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及 能否对重要用户的供电；（3）变电站全部停电的可能性。2.2.2 主接线灵活性的要求主接线的灵活性有以下几个方面的

26、要求：（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足 系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且 不致影响对用户的供电。（3）扩建要求。在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少。2.2.3 主接线经济性的要求在满足技术要求的前提下，做到经济合理。（1）投资省：主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资；（2）占地面积小：为配电装置布置创造条件，节约用地、导线、绝缘子及安装费用。（3）电能损耗少：经济选择变压器型式、容量和台数，避免两次变压增加电能损

27、失。2.3 电气主接线的选择和比较2.3.1 主接线方案的拟订110kV 高压侧是 2 回出线，可选择线路变压器组接线，单母分段带旁路母线接线，桥本科毕业设计（论文）型接线，双母接线，单母线分段接线等。 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。35kV中压侧有 6回出线， 10kV低压侧有 12回出线，均可以采用单母线接线， 单母分 段接线，单母分段带旁路接线和双母线接线。 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。在比较各种接线的优缺点和适用范围后，提出如下五种方案：方案 A （图 3-1） 高压侧：内桥接线；中压侧，低压侧：双母线接线。图 3-1 方案 A 主接线图方案 B（图 3-2） 高压侧：单母分段接线；中压侧，低压侧：

28、双母线接线图 3-2 方案 B 主接线图方案 C（图 3-3） 高压侧，中压侧：单母线分段带旁路母线接线；低压侧：单母线接线本科毕业设计（论文）图 3-3 方案 C 主接线图方案 D（图 3-5） 高压侧：内桥接线；中压侧，低压侧：单母线分段带旁路母线接线图 3-4 方案 D 主接线图方案 E（图 3-6） 高压侧：内桥接线；中压侧，低压侧：单母线分段接线图 3-5 方案 E 主接线图本科毕业设计（论文）2.3.2 主接线各方案的讨论比较1变压器线路单元接线（1）优点：接线最简单，设备最少，不需高压配电装置。（2）缺点：线路故障或检修时，变压器要停运；变压器故障或检修时，线路要停运。（3）适用

29、范围：只有一台变压器和一回线路时；当发电厂内不设高压配电装置、直接 将电能送至系统枢纽变电所时。 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。2桥形接线 当两个变压器线路单元接线相互连接时，可接成桥形接线。连接桥断路器装于靠 近主变压器侧，称内桥接线；连接桥断路器装于靠近出线侧，称外桥形接线。 婭鑠机职銦夾簣 軒蚀骞。（1）内桥形接线：a）优点：高压断路器数量少，四个元件只需三台断路器。b）缺点：变压器的切除和投入较复杂，需操作两台断路器并影响一回线路暂时停运； 连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行；出现断路器检修时，线路要在此期间停运。 譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。c）适用范围： 适用容量较小的变电所， 变压器不常切

30、换或线路较长、 故障率较高情况。（2）外桥形接线：a）优点：同内桥形接线。b）缺点：线路的切除和投入较复杂，需操作两台断路器，并有台变压器暂时停运； 连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器侧断路器检修时，变压器需在此期间 停运。 俦聹执償閏号燴鈿膽賾。c）适用范围： 适用于容量较小的发电厂、 变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较 短、故障较少的情况。当线路有线路穿越功率时，也宜采用外桥形接线。 缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。 33-5 角形接线为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行可靠性，以采用 3-5 角形 为宜，并且变压器与出线回路宜对角对称布置。 骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。（

31、1）优点：a）投资省，平均每回路只需装设一台断路器。b）没有汇流母线，在接线的任一段上发生故障，只需切除一段与其相连接的元件， 对系统运行的影响较小。c）接线成闭合环形，在闭环运行时，可靠性、灵活性较高。d）每回路由两台断路器供电，任一台断路器检修，不需中断供电，也不需旁路设施。隔离开关只作为检修时隔离之用，以减少误操作的可能性。 癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。e）占地面积小。多角形接线占地面积是普通中型双母线带旁路母线接线的40%，对地形狭窄地区和地下洞内布置较合适。 鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。（2）缺点：a）任何一台断路器检修都成开环运行，因而降低了接线的可靠性。b）每个进出线都连接着两台断路器，每台

32、断路器又连着两个回路，从而是继电保护 和控制回路接线复杂。（3）适用范围：适用于能一次建成的、最终进出线为 3-5回的 110kV 及以上电压的配 电装置，不宜用于有再扩建可能的发电厂、变电所中。 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。4单母线接线（1）优点：接线简单清晰、设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。（2）缺点：不够灵活可靠，母线或隔离开关故障或检修，均需使整个配电装置停电。本科毕业设计（论文）（3）适用范围：a）35-63kV 配电装置的出现回路数不超过 3 回时；b）110-220kV 配电装置的出线回路数不超过 2 回时。5单母线分段接线（1）优点：a）用断路器把母线分段后，对重要用户

33、可从不同端引出两个回路，有两个电源供电； b）当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证正常段母线不间断 供电和不致使重要用户停电。（2）缺点： a）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都在检修期间内停电； b）当出线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越；c）扩建时需向两个方向均衡扩建。（3）适用范围：a）35-63kV 配电装置出线回路数为 4-8 回时；b） 110-220kV 配电装置出线回路数为 3-4 回时。 6双母线接线由于母线保护要求，一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定连接方式运行。（1）优点：a）供电可靠， 通过两组母线隔离开关的倒换操作， 可轮

34、流检修一组母线而不致使供电 中断， 一组母线故障后， 能迅速恢复供电， 检修任一回路的母线隔离开关， 可只停该回路； 逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。b）调度灵活，各个电源和各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和潮流变化的需要； 幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。c）扩建方便， 向双母线的左右任何一个方向扩建均不影响两组母线的电源和负荷的均 匀分配，不会引起原有回路的停电，当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同 的母线段时，也不会产生出线的交叉跨越； 誦终决懷区馱倆侧澩赜。d）运行中便于安排设备进行调试。（2）缺点： a）每一回路都要增加一组母线隔离开关，故该接线使用隔离开

35、关多； b）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。（3）适用范围：a）35-63kV 配电装置当出现回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时； b）110-220kV配电装置出线回路数为 5回及以上时，或当 110-220kV配电装置在系统 中居重要地位、出线回路数为 4 回以上时。 医涤侣綃噲睞齒办銩凛。7双母线分段接线当 220kV 进出线回路数甚多、双母线需要分段时，分段原则是：（1）当进出线回路数为 10-14 回时，在一组母线上用断路器分段。（2）当进出线回路数为 15 回及以上时，两组母线均用断路器分段。（3）为了限制某种运行方式下 220kV 母线短

36、路电流或系统解列运行的要求，可根据需 要将母线分段。（4）在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器。 8增设旁路母线为保证采用单母线分段或双母线的配电装置在进出线断路器检修时不中断对用户的供 电，可增设旁路母线。旁路母线有三种接线方式，即设有专用旁路断路器、母联断路器兼作旁路断路器、分本科毕业设计（论文）段断路器兼作旁路断路器。2.3.3 主接线方案的初选择通过分析原始资料 ,可以知道该变电站在系统中的地位较重要 （供给工农业生产及城乡 生活用电） ,年运行小时数较高（ 5800小时/年以上） ,因此主接线要求有较高的可靠性和调 度的灵活性。高压 110kV 侧有两回出线（架空线） ，不

37、必考虑扩建和穿越功率，所以高压 侧可采用内桥接线；再根据以上各方案的初步经济与技术性综合比较，兼顾可靠性，灵活 性,我选择方案 D 与方案 E，待选择完电气设备及潮流计算后再进行更详尽的技术经济比较 来确定最终方案。 舻当为遙头韪鳍哕晕糞。本科毕业设计（论文）3 主变压器的选择与论证在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，成为主变压器。在 各级电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力 传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。 特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠

38、供电的基础上， 确定变压器的经济容量， 提高网络的经济运行素质将具有明显的经济效益。 鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。3.1 主变压器容量的确定 3（1）主变容量一般按变电站建成后 5-10年的规划负荷选择， 并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展，对于城郊变电站，主变压器应与城市规划相结合。 筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。（2）根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负 荷的变电所，应考虑当一台主变停运时，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性质变电 站，当一台主变停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。（3）同级电压的单台降压变压器通量的级别

39、不宜太多，应从全网出发，推行系列化、 全网化。（4）变压器最大负荷按下式确定：PM K0 P式中 K0 负荷同时系数；P 按负荷等级统计的综合用电负荷。对于两台变压器的变电站，其变压器的容量可以按下式计算：Se 0.6PM如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为 40%，则可保证 84%的负荷供 电。3.2 主变压器台数的确定（1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设 2 台为宜。（2）对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站， 在设计时应考虑装设 3-4 台 主变压器的可能性。（3）对于规划只装设两台变压器的变电站，应结合远景负荷的发展，研究其变

40、压器 基础是否需要大于变压器容量的要求设计，以便符合发展时，有调换更大容量的变压器的 可能性。 涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。本科毕业设计（论文）3.3 主变压器型式的确定（1）当不受运输条件限制时，在电压为 330kV 及以下的发电厂和变电站中主变一般采用三相变压器。具有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。 钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。（2）当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。对新建的变电站，从网络经济 运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。 戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。（43）我国110kV及以上变压器绕组都采用 Y连接； 35kV宜采用 Y连接，其中性点 多通过消弧线圈接地。 35kV 以下电

41、压，变压器绕组都采用 连接。 購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。3.4 主变压器的计算与选择3.4.1 容量计算在发电厂电气部分可知：装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一 台主变时，其余主变压器的容量在记及过负荷能力允许时间内，应能保证用户的一级和二 级负荷的供电；对一般性质变电站，当一台主变压器停运时，其余主变压器容量应满足全 部负荷的 70%-80%。 嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。已知 35kV 侧最大负荷为 38MW ，最小负荷为 20MW ， cos 0.85； 10kV 侧最大负荷为 18MW ，最小负荷为 12MW， cos 0.85；SN 0.6mSax （S max 为变电站最大负荷 ）

42、=0.6（380.85+180.85）=39.5MVA 虚龉鐮宠確嵝 誄祷舻鋸。结论：选择两台 50MVA 的变压器并列运行。3.4.2 变压器型号的选择因为本次设计中有三个电压等级，为降压变电站。且当变压器最小负荷侧通过的容量 大于主变容量的 15%时，宜选用三绕组降压变压器。 與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。因为： S35 / S110=（25/0.85）/30/0.85+25/0.85=45.4%15%， 所以本设计用三绕组 結释 鏈跄絞塒繭绽綹蕴。变压器，绕组排列顺序为（由内向外） ：10 kV、35 kV、110 kV。 综上所述： 主变压器选用三相三线圈有载调压、节能型降压变压器。型 号：

43、SFSZ7-50000；容 量：50000kVA 电压比： 110 / 38.5 / 11kV；接线方式、组别： YN/ yn0/ -11 阻抗电压百分比：高 -中 10.5% 高-低 18% 中-低 6.5% 空载损耗： 71.2KW；空载电流： 1.3% 负载损耗： 高-低 250KW 容量比 ： 100 / 100 / 100 调压方式： 有载调压 冷却方式：强迫油循环风冷10本科毕业设计（论文）4 短路电流的计算4.1 网络的等值变换与简化 4方案 D 与方案 E 的短路计算的系统化简阻抗图及各阻抗值，短路点均一样1）系统阻抗图（图 4-1）4-24.2 短路点的选择与各短路点的短路电

44、流的计算选 d1,d2,d3 为短路点进行计算。已知，由 SB=100MVA, U AV =115kV ，基准电流 ： I b=0.502kA ， 系 统短路容量 为 Sd=3000MVA 餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。所以系统短路电抗S d*1 =S d/SB =3000/100=30X d*1=1/S d*1 =0.0333线路电抗X L*1=12X0LS bU b211本科毕业设计（论文）=120.395401001152=0.00299总电抗 X d* =0.0333+0.00299=0.0347 又由所选的变压器参数阻抗电压： 10.5% (高-中)，18% (高-低)，6.5%(中-低)算

45、得UK1%=1 / 2U(1-2)% +U(1-3)% - U(2-3)%=11%UK2%=1 / 2U(1-2)% +U(2-3)% - U(1-3)%= -0.5%UK3%=1 / 2 U(1-3)% +U(2-3)% - U(1-2)%= 7% 主变容量为 50MVA ， 标幺值： X1*= UK1% / 100 (SB/SN)= 0.2444X2*= UK2% / 100 (SB/SN)= -0.0111X3*= UK3 % /100 (SB/SN)=0.1556 简化后的阻抗图如图 4-3：1）当 d1 点短路时：Xjs*1=0.0347Id1*= 1 / Xjs*1 = 1/0.0

46、347= 28.815I b Sb / 3U b1 100/( 3 115)=0.502(kA)Id1=Id1*Ib =28.815 0.502= 15.075(kA)I= I d1=15.075(kA)ich= 2 KchI d1=38.4413(kA)(110kv及以上网络 Kch取 1.8)S= 3 Ub1I= 3 115 15.075=3002.7266MVA其中， Xjs*计算电抗；Id1* 短路电流周期分量标幺值；I d 起始次暂态电流； It=时的稳态电流；ich 短路电流冲击值； S短路容量。2）当 d2 短路时：12本科毕业设计（论文）( -1.513+0.0687 )0.1

47、08X js2*=0.0347+=0.15550.108 0.0687 1.513I d2*=1/ Xjs2*=1/0.1555=6.4309Ib2=Sb/ 3 Ub2=100/( 3 37)=1.560()Id2=Id2*Ib2=6.4309 1.560=10.0322 kA (kA)I= I d2=10.0322(kA)ich= 2 KchId2= 2.55 10.0322=25.582(kA)S2= 3Ub2I = 642.922(MVA)3）当 d3 点短路时：Xjs3*=0.0347+=0.2333-1.513 (0.108+0.0687 )0.108 0.0687 1.513I d

48、3*=1/ Xjs3*=1/0.2333=4.2863Ib3=Sb/ 3 Ub3=100/( 3 10.5)= 5.5(kA)Id3=Id3*Ib =4.2863 5.5=23.5765(kA)I = I d3=23.5765(kA)ich=2.55 I d3=2.55 23.5765=60.1154(kA)S3= 3 Ub3I= 3 10.5 23.5765=428.775(MVA)13本科毕业设计（论文）5 重要的电气设备选择5.1 断路器的选择5.1.1 断路器选择原则与技术条件 5在各种电压等级的变电站的设计中，断路器是最为重要的电气设备。高压断路器的工 作最为频繁，地位最为关键，结构

49、最为复杂。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较 高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在 短路条件下，对短路电流有足够的遮断能力。 爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电 路或退出运行，起着控制作用；当设备或电路发生故障时，能快速切除故障回路，能起保 护作用。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。 锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器、少油断路器、压 缩空气断路器、真空断路器、 SF6断路器等。 曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。断路器选择的具体技术条件简述如

50、下：1）电压： U j （电网工作电压） Un 2）电流： I g max （最大持续工作电流） 由于高压断路器没有持续过载的能力， 3）开断电流（或开断容量）、 I d t I kd断路器型式选择，除满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，并 以技术经济比较后确认。In。其额定电流取最大工作持续电流 I g max 。5-1)或 Sd t Skd ） 式中 Id t 断路器实际开断时间 t 秒的短路电流周期分量； Sd t 断路器 t 秒的开断容量； I kd 断路器的开断容量； Skd 断路器额定开断容量。断路器的实际开断时间 t ,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时

51、间之和。固 有分闸时间查阅发电厂电气部分课程设计参考资料表5-255-296 。轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。ich4）动稳定：5-2)式中 ich 三相短路电流冲击值；im a x断路器极限通过电流峰值。5）热稳定：225-3)I 2tdz I t2t14本科毕业设计（论文）式中 I2 稳态三相短路电流；tdz 短路电流发热等值时间（又称假想时间） ；I t 断路器 t 秒热稳定电流。其中 tdz tz 0.05 ，由 I =1.0和短路电流计算时间 t， dz z I从发电厂电气部分课程设计参考资料 6中查短路电流周期分量等值时间 tz，算出 tdz5.1.2 断路器型号的选择及校验（1）电压选择

52、110kV 侧： U N Ug=110kV35 kV 侧： UNUg=35kV10 kV 侧： UN Ug=10kV5-4）（2）电流选择： IN Imax Pmax /（ 3Ug cos ）110kV 侧：I N I max 1.05Sn/（ 3 Un）=1.05*63000/（ 3 *110 ）=248A35 kV 侧：I N I max Pmax /（ 3U g cos ） =779.4A10 kV 侧：I NI max 1283.755A3）开断电流：110kV 侧：I kd Idt=15.075kASkd Sd 2799.674MVA35kV 侧：I kd Idt=10.0322kA

53、Skd Sd 642.922MVA10kV 侧：I kd Idt=23.5765kASkd Sd 428.775MVA4）最大短路冲击电流：110kV 侧：I max ich=38.4413kA35kV 侧：I max ich=25.582kA10kV 侧：I max ich=60.1154kA根据以上数据，选定断路器如下：1）110kV 侧 选定为 LW11-110.各项技术数据如下：额定电压： 110kV额定电流： 1600A额定开断电流： 31.5kA极限通过电流（峰值） ：80kA热稳定电流（ 5s有效值） 31.5kA2）35kV 侧选定为 LW8-35.各项技术数据如下：额定电压：

54、 35kV 额定电流： 1600A 额定断路开断电流： 25kA极限通过电流（峰值） ：63kA4s 热稳定电流： 25kA3）10kV 侧选定为 SN3-10.各项技术数据如下：15本科毕业设计（论文）额定电压： 10kV 额定开断电流： 29kA 热稳定电流（ 5s 有效值）： 校验：1）满足动稳定，即2）满足热稳定，即 其中（ 1）110kV 侧ich =38.4413kA imax=63kA额定电流： 2000A 极限通过电流（峰值） ： 75kA 30kAich imax2. 2Ix 2.tdz It2ttdz=tz+0.05ichimax，满足动稳定；tdz=tz+0.05 当取

55、5s 时, tdz=4.4+0.05=4.45I2tdz=15.07524.45=347.225 It2t=31.525=4961.25 显然 ： I 2tdzIt2t ，所以满足热 稳定。 嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。2）35kV 侧ich=25.582kA imax=63kAichimax，满足动稳定；tdz=tz+0.05 当取 4s 时, tdz=3.4+0.05=3.45I2tdz=10.032223.45=347.225 It2t=2524=2500 显然 ：I 2tdzIt2t ，所以满足热稳定。讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。（ 3）10kV 侧ich=60.1154kAimax=75kAichimax， 满足动稳定 ;tdz=tz+0.05 当取 5s 时