110KV降压变电所设计毕业设计.doc

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河海大学（论文）

摘要

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置等，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

本次设计建设一座110KV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。

其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流。

然后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验。

最后作出平面布置图和防雷保护设计。

关键字变电站主接线短路计算电气设备选择

THEDESIGNOFTHEJIAOZUODIGGINGS110KV

STEP-DOWNSUBSTATION

ABSTRACT

Electricitysubstationisanimportantcomponentofthesystem,itdirectlyaffectthepowersystemsecurityandeconomicoperationofpowerplantsarelinkedandusersofintermediatelinks,transformationanddistributionofpowerplaysarole.Themasterdocumentofsubstationisthemainlinkinthemainelectricalwiring,whichdirectlyrelatedtothedevelopmentofthewholeplant（subtations）thechoiceofelectricalequipment,powerdistributiondevicesandsoon,suchasthearrangementispartoftheinvestmentthesizeoftheelectricalsubstationdecisivefactor.

Thedesignoftheconstructionofa110KVstep-downsubstation.Firstofall,accordingtothemainterminaloftheeconomicandreliableoperationofallflexibilitytochoosetheconnectionmodevoltage,inthetechnicalaspectsandeconomicaspectsofcomparison,theflexibilitytoselecttheoptimumconnectionmode.Second,Ihavetocarryoutshort-circuitcurrentcalculation,accordingtopointouttheshort-circuitshort-circuitalltheshort-circuitcurrentandtheimpactofsteady-statecurrent.Then,accordingtothevoltagelevelofratedvoltageandmaximumcontinuousoperatingcurrentequipmentchoice,andthenproceedtocheck.Tomakeafinalfloorplananddesignoflightningprotection.

Keyword：

subtationmasterdocumentcalculationofshortcircuitelectricequipmentselection

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目录

引言 1

1电力系统分析及变电站总体分析 2

1.1电力系统分析 2

1.2变电站总体分析 3

2负荷分析和主变压器的选择 5

2.1负荷分析 5

2.2负荷计算 7

2.3主变压器的选择 8

3电气主接线的设计 14

3.1电气主接线的概况 14

3.2电气主接线的基本要求 15

3.3电气主接线时的设计依据 16

3.4电气主接线的主要形式 17

4短路电流计算 24

4.1短路的原因及其后果 24

4.2短路的种类 25

4.3短路电流计算的意义 25

4.4短路电流计算的一般规定 26

4.5短路电流的标幺值计算法 26

4.6短路电流计算 29

5电气设备选择 37

5.1电气设备选择的一般要求 37

5.2电气设备选择的一般原则 37

5.3高压断路器的选择 40

5.4高压隔离开关的选择 42

5.5导线的选择 44

5.6电流互感器的选择 48

5.7电压互感器的选择 52

5.8避雷器的选择 53

6配电装置及电气总平面图设计 55

6.1配电装置设计原则 55

6.2配电装置的分类 56

6.3各种配电装置的特点 57

6.4配电装置设计的基本步骤 57

6.5各电压级配电装置的确定 58

6.6总平面设计 58

7防雷保护设计 61

7.1防雷保护的特点 61

7.2防雷设计的原则 61

7.3避雷针 62

7.4避雷器的设置 66

7.5变电所的防雷保护 67

7.6变电所防雷设计 69

8结论 71

致谢 73

引言

电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。

因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。

《电力系统设计技术规程》[1]第1.0.2条规定系统设计应在国家计划经济指导下，在审议后的中期、长期电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究并提出系统的具体发展方案；应合理利用能源，节约能源；合理布局电源网络，使发、输、变电及无功建设配套协调，并为系统继电保护设计、系统安全自动装置设计及下一级电压的系统设计等创造条件；设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合格和充足的电能满足国民经济各部门于人民生活不断增长的需要。

变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

在进行变电所设计时，须遵照变电所设计规范所规定的原则，根据《35~10kV变电所设计规范》[2]的要求：

第一、变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远近结合、以近为主，正确处理近期建设与远景发展的关系，适当考虑扩建的可能性。

第二、变电所的设计必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。

第三、变电所的设计，必须节约用地的原则。

变电站设计的内容力求概念清楚，层次分明，结合自己设计的原始资料，参考变电站电气设计工程规范，经过大量翻阅工作，了解设计基本过程，从而进一步指导设计内容的开展。

现将自己查阅文献的工作归述为：

通过查阅馆藏书籍，课本和网络资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己的设计思路，查询有关电气设备等最新动态价格及参数，从而为自己的设计提供有力的依据。

通过查阅文献，提出我的设计思路和具体设计内容，以便于为设计工作提供有理可据的参考价值。

通过查阅变电站设计规程，了解发变电站设计的一般过程及相关的设计规程，明白了要设计一个变电站的设计内容，清楚设计任务。

电气主接线设计，短路计算，设备的选择，配电装置，防雷保护设计等。

1电力系统分析及变电站总体分析

1.1电力系统分析

为满足焦作铁矿生产生活的供电要求，决定新建一个110KV降压变电所。

变电所的站址选择靠近公路，位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠有良好的交通运输条件，同时也为变电站职工的生活提供了方便。

由电力系统S向铁矿变、钢厂变、化肥变、区域变供电，构成环网。

S的容量为2360MVA，焦作矿区变电站的变电压等级为110/6.3KV。

《电力系统设计技术规程》[1]中规定系统设计应在国家计划经济指导下，在审议后的中期、长期电力规划的基础上，从电力系统整体出发，进一步研究并提出系统的具体发展方案；应合理利用能源，节约能源；合理布局电源网络，使发、输、变电及无功建设配套协调，并为系统继电保护设计、系统安全自动装置设计及下一级电压的系统设计等创造条件；设计方案应技术先进、过度方便、运行灵活、切实可行，以经济、可靠、质量合格和充足的电能满足国民经济各部门于人民生活不断增长的需要。

图1-1电力系统接线简图

附注：

1、图中系统容量，系统阻抗均相当于最大运行方式。

2、最小运行方式时：

S=2000MVA.Xs=1.10;

3、系统可保证本站110KV母线电压波动在±5%以内。

1.2变电站总体分析

1.2.1建站规模

电压等级：

110/6.3KV

线路回数：

110KV：

2回，备用1回；

6.3KV：

13回，备用2回；

1.2.2变电所概况

图1-2地理位置示意图

地理条件：

所址位于某山区一个南北狭长山谷中，地形平缓，土质贫瘠，平均海拔400米，邻近负荷中心，水源充足，交通便利。

土质为含砂黏土，土壤热阻系数度ρT=120℃•CM/W，土温20℃，地震烈度8度，有利于变电站的经济运行，另外，也降低对防雷保护装置的要求。

气象条件：

年最高气温+40℃，所最低气温-22℃，最热月平均最高温度+32℃。

风速32m/s，主导风向西北，覆冰厚度15mm。

微风风速3.5m/s,属于我国Ⅷ类标准气象区。

站址条件：

依据《35—110kV变电站设计规范》[2]第2.0.1条，变电站所址的选择，根据下列要求综合考虑确定：

第一、靠近负荷中心。

第二、节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地。

第三、与乡或工矿企业规划相协调，便于架空线和电缆线路的引入和引出。

第四、交通运输方便。

第五、具有适应地形，地貌，地址条件。

变电所选址还考虑了变电站与附近设施的影响。

因此，若变电站选址不当，必将影响企业供电系统的主接线方式，电网的损失及投资的大小，还可能引起电力倒流，甚至产生更严重的后果。

河南理工大学成人高等教育毕业设计（论文）

2负荷分析和主变压器的选择

2.1负荷分析

2.1.1负荷分类和定义

根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。

等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同。

如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或引起对周围环境严重污染对工厂将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。

二级负荷会造成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序混乱或较严重的政治影响。

三级负