电气工程及其自动化专业毕业设计论文--110kV区域变电站电气部分设计(最终5.5).doc
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四川大学成人教育学院
本科生（函授）毕业论文（设计）
题目110kV变电站一次部分电气设计
办学学院四川大学
教学部西藏函授站
专业电气工程及其自动化
年级2014级
指导教师魏振波
学生姓名王志永
学号20141401021
2016年5月3日
摘要
学生：
王志永 指导教师：
魏振波
变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。
本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。
该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济运行的目的。
本论文《110kv变电站一次部分电气设计》，首先通过对原始资料的分析及根据变电站的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。
其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。
再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。
最后，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。
关键词电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择
Abstract
Powersystemsubstationasanimportantpartoftheentirepowersystemdirectlyaffectsthesafetyandeconomicoperation.Tobedesignedinthispaperisastep-downsubstationsubstationinthesystemplaystheroleofaggregationanddistributionofelectricenergy,chargedwiththefactorytotheregion,theimportanttaskofruralelectrification.Thecompletionofthesubstationwillnotonlystrengthenthelocalpowergridnetworkstructure,butalsoforthelocalindustrialandagriculturalproductionprovidesenoughpower,sothattheregionalpowergridsoastoachievesafe,reliableandeconomicoperationpurposes.
Thepaper"110kvsubstationoncepartoftheelectricaldesign,"thefirstoriginaldatathroughtheanalysisandselectionbasedontotalloadofthesubstationmaintransformer,themainwiringunderbotheconomicalandreliable,flexibleoperationrequirements,selectthemainconnectionoftwoprogramstobeselectedAtechnicalcomparison,outofpoorprogramtodeterminethemainelectricalsubstationconnectionprogram.
Second,theshort-circuitcurrentcalculation,obtainedfromthethree-phaseshortcircuitcalculationoccurswhenshort-circuitthevoltagelevelofthebus,itssteady-statecurrentandtheimpactofshort-circuitcurrentvalue.Accordingtotheresultsandthevoltagelevelofvoltageandmaximumcontinuousoperatingcurrentofthemainelectricalequipmentselectionandvalidation（includingcircuitbreaker,disconnectingswitch,currenttransformer,voltagetransformer,etc.）.
Finally,themaindrawoftheelectricalwiringdiagram,electricalgenerallayoutmap,lightningprotectionandotherrelateddesignlayoutplandrawings.
keywords
Electricalmainwiringdesign;short-circuitcurrentcalculation;electricalequipmentselection;designdrawings
36
目录
第一章设计的内容和要求 1
一、原始资料分析 1
二、设计原则和基本要求 2
三、设计内容 2
第2章主变压器的选择 3
一、主变台数的确定 3
二、本变电站站用变压器的选择 4
三、小结 5
第3章电气主接线的选择 6
一、选择原则 6
二、主接线的基本形式和特点 7
三、变电站的各侧主接线方案的拟定 7
四、小结 11
第4章短路电流计算 12
一、短路计算的目的及假设 12
二、短路电流计算的步骤 12
三、短路电流计算及计算结果 13
四、小结 17
第5章导体和电气设备的选择 18
一、电气设备的选择原则 18
二、断路器和隔离开关的选择 18
三、互感器的选择 21
四、母线的选择 23
五、高压熔断器的选择 25
六、消弧线圈的选择 25
七、小结 26
第6章变电站防雷保护及其配置 27
一、直击雷的过电压保护 27
二、雷电侵入波的过电压保护 27
三、避雷器和避雷线的配置 27
四、小结 28
第7章高压配电装置及平面布置 29
一、设计原则与要求 29
二、高压配电装置 30
三、小结 31
结论 32
参考文献 33
致谢 34
附录1避雷针保护范围图 12
附录2变电所总体平面布置图 36
附录3110KV/35KV/10KV降压变电站电气一次主接线图 37
第一章设计的内容和要求
一、原始资料分析
（一）变电站的建设规模
1.类型：
110kV地方变电站。
2.最终容量：
根据电力系统的规划需要安装两台容量为31.5MVA，电压为
110kV/35kV/10kV的主变压器，主变各侧容量比为100/100/100，一次设计并建成。
（二）电力系统与本所的连接情况
1.待设计的变电站是一座降压变电站，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。
2.本变电站有两回平行线路与110kV电力系统连接，有两回35kV电力系统连接。
图1变电所连接示意图
3.本变电站在系统最大运行方式下的系统正、负阻抗的标么值示意图如图1（Sj=100MVA）,110kV及35kV电源容量为无穷大，阻抗值各包含平行线路
阻抗在内。
图1变电所连接示意图
4.变电所不考虑装调相机、电容器等无功补偿设备，35kV因电网线路的电容电流较少，也不装设消弧线圈。
110kV出线无电源。
电力负荷水平
110kV进出线共2回，两回进线为110kV的平行供电线路，正常送电容量各为35000kVA。
35kV进出线共2回，两回进线连接着35kV电源，输送容量各为35000kVA。
10kV出线共12回，全部为架空线路，其中3回每回输送容量按5000kVA
设计；另外5回每回输送容量为4000kVA，再预留四个出线间隔，待以后扩建。
本变电站自用电主要负荷如表1-2
表1－2110kV变电站自用电负荷
序号
设备名称
额定容量
（kW）
功率因数
（cosφ）
安装台数
工作台数
备注
1
主充电机
20
0.85
1
1
周期性负荷
2
浮充电机
4.5
0.85
1
1
经常性负荷
3
主变通风
0.15
0.85
32
32
经常性负荷
4
蓄电池通风
2.7
0.85
1
1
经常性负荷
5
检修、试验用电
15
0.85
经常性负荷
6
载波通讯用电
1
0.85
经常性负荷
7
屋内照明
5.2
8
屋外照明
4.5
9
生活水泵
4.5
0.85
2
2
周期性负荷
10
福利区用电
1.5
0.85
周期性负荷
计算负荷S=5.2+4.5+（20+4.5+0.15*32+2.7+15+1+4.5*2+1.5）*0.85＝49.725（kVA）
5.环境条件
（1）当地年最高温度39.1℃，年最低温度－5.9℃，最热月平均最高温度29℃；最热月平均地下0.8m土壤温度21.5℃。
（2）当地海拔高度1518.3m。
（3）当地雷电日T=25.1日/年。
二、设计原则和基本要求
设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建的方便性。
要求如下：
1.选择主变压器台数、容量和型式（一般按变电站建成5-10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力）；
2.设计变电所电气主接线；
3.短路电流计算；
4.主要电气设备的选择及各电压等级配电装置类型的确定;
三、设计内容
本次设计的是一个降压变电站，有三个电压等级（110kV／35kV／10kV），110kV主接线采用双母线接线方式，两路进线，35kV和10kV主接线均采用单母线分
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