110kV变电站电气一次部分课程设计大纲

题目：110kV变电站电气一次部分设计专业班级学生姓名学号摘

要设计的重要性变电站的作用本设计的主要思路……[关键词]变电站

……目

录第

1章

原始资料及其分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31原始资料

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙32原始资料分析

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4第

2章

负荷分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5第

3章

变压器的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8第

4章

电气主接线

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10第

5章

短路电流的计算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙131短路电流计算的目的和条件

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙132短路电流的计算步骤和计算结果

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14第

6章

配电装置及电气设备的配置与选择

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙171导体和电气设备选择的一般条件

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙172设备的选择

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙173高压配电装置的配置

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙18结束语

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙41致谢

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42参考文献

∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙43附录一：一次接线图第一章

原始资料及其分析1.原始资料待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用

3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。1.1电压等级变电站的电压等级分别为

110kV，10kV。110kV

：

2回10kV

：

8回

（其中两回备用）1.2变电站位置示意图：A待建变电站B图

1

变电站位置示意图1.3待建变电站负荷数据（表

1）表

1

待建成变电站各电压等级负荷数据最大负荷（MW）0.56距离电压等级用户名称回路数

供电方式负荷性质（km）陶瓷厂化肥厂仪表厂配电变压器A121电缆电缆电缆443ⅡⅡⅢ0.630.4210kV0.780.91架空架空1516ⅠⅢ配电变压器B12备用注：（1）10kV负荷功率因数取

cos¢=0.85（2）负荷同期率：

kt=0.9（3）年最大负荷利用小时数均为

Tmax=3500小时/年(4）网损率为

k"=5%（5）站用负荷为

50kW

cos¢=0.87（6）10kV侧预计新增远期负荷

6MW。1.4地形

地质站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在

50年一遇的洪水位以上，地震烈度为

6度以下。1.5水文

气象年最低气温为-2度，最高气温为

40度，月最高平均气温为

37度，年平均气温为22度。1.6环境站区附近无污染源2.

原始资料分析要设计的变电站由原始资料可知有

110kV，10kV两个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农闲期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的

60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。第二章

负荷分析1.

负荷分析的目的2.

待建变电站负荷计算2.110kV

侧2.2站用电容量2.3待建变电站供电总容量第三章

变压器的选择主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。1.

变电所主变压器的选择有以下几点原则：2.

主变台数的确定3.

主变压器容量的确定4.

变压器类型的确定4.1相数的选择4.2

绕组形式4.3

普通型和自耦型的选择4.4

中性点的接地方式综上所述和根据表

3-1变压器型号，所选主变压器为表

3-1

变压器型号第四章

电气主接线电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。1.

对电气主接线的基本要求1.1可靠性1.2灵活性1.3经济性2.

电气主接线的基本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、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，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.

待建变电站的主接线形式3.1

110kV侧方案（一）:

采用接线考虑到

110kV侧有两条进线，因而可以选用接线。其优点：缺点是：方案

（二）：采用接线方案（三）：优点：缺点：对比以上三种方案，…………故经过综合考虑采用方案……。3.2

10kV侧方案（一）:

采用

接线优点：缺点：方案（二）：优点：缺点：综合以上几种主接线所选的接线方式，画出主接线图。见附图

4-1。第五章

短路电流计算1.

短路电流计算的目的和条件短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量的电气设备。这不仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的电气设备。因此要求我们在设计变电站时一定要进行短路计算。1.1短路电流计算的目的1.2短路电流计算条件2.短路电流的计算步骤和计算结果2.1计算步骤2.2

计算各回路电抗（取基准功率

S

=100MVAU

=U

=115kV）B

avB根据上面所选的参数进行计算：由于两台变压器型号完全相同，其中性点电位相等，因此等值电路图可化简为计算各短路点的最大短路电流（1）K

点短路时１X

＝Σ*I”

＝*短路次暂态电流：I”

＝I”

×I

＝（kA）S*d短路冲击电流峰值：ich.S＝

2k

I”

=

2

×1.8I”

＝（kA）（kA）chSS全电流最大有效值：Ich.S

＝

1

2(kch

1)2I”

=1.51I”

＝SS短路电流容量：

S

”=

3

I”

Un=（MVA）dS(2)

K点短路时2X

＝Σ*I”

＝（kA）*短路次暂态电流：I”

＝I”

×I

＝（kA）S*d短路冲击电流峰值：ich.S＝2.55I”

＝（kA）（kA）S全电流最大有效值：Ich.S

＝1.51I”

＝S短路电流容量：

S

”=

3

I”

Un=（MVA）dS从计算结果可知，三相短路较其它短路情况严重，它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大，因此，在选择电气设备时，主要考虑三相短路的情况。第六章

配电装置及电气设备的配置与选择1.

导体和电气设备选择的一般条件1.1

一般原则1.2技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1.2.1长期工作条件1.2.2绝缘水平1.3环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40ºC时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40ºC时，每增加

1ºC建议额定电流减少

1.8%

；当低于+40ºC时，每降低

1ºC，建议额定电流增加

0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的

20%。2.

设备的选择2.1断路器的选择2.1.1

高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。2.1.2

高压断路器按下列条件进行选择2.1.3按上述原则选择断路器（一）110kV侧断路器的选择（二）10kV侧断路器的选择2.2隔离开关的选择隔离开关也是发电厂变电站中常用的开关电器。它需要与断路器配合使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下，分、合电路。其主要功能为：隔离电压、倒闸操作、分、合小电流。2.2.1、隔离开关的配置2.2.2、隔离开关按下列条件进行选择