设计最终版

华北电力大学成人教育学院

题 目

毕 业 设 计(论文)

降压变电站电气一次系统设计

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

二○一四年九月

110kV

华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文）

110kV降压变电站电气一次系统设计

摘要

变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。

本说明书以110kV变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。通过对变电站的主接线设计，短路电流计算，主要电气设备型号和参数的确定，电气设备的动热稳定校验，备用电源的自动投入设计，无功补偿设计，防雷和过电压保护装置的设计以及电气总平面和配电装置的设计，较为详细地完成了电力系统中变电站的设计。

随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断地发生变化。变电站作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域取得了充分的发展。

关键词：变电站；短路电流；动热稳定；输电系统；配电系统

I

华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文）

A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM FOR 110kV STEP-DOWN TRANSFORMER

SUBSTATION

Abstract

The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of power’s transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the modern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.

The statement introduces the 110kV transformer of a campus design, discussed some electrical transformer substations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, short circuit current calculation , set the main electrical equipment models and the parameters, check electrical equipment moving and thermal stability, emergency power supply，without power compensation, design over voltage protection and mine devices, design general electric graphic and distribution devices flood. Lastly, completed substation design in power system.

Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generatation of the electricity to the supply the power.

Key Words：Substation; Short circuit currents; Moving and Thermal stability;transmission

system; distribution

II

华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文）

变电站原始资料

1变电站类型 地方降压变电站。 2 电压等级

110/35/10 kV。

3 负荷情况

35kV侧：最大 30 MW，最小 16 MW，Tmax=6000h，cosφ=0.85。 10kV侧：最大 18 MW，最小 12 MW，Tmax=6000h，cosφ=0.85。 负荷性质：工农业生产及城乡生活用电。

4 出线回路

110kV侧 2回（架空线） LGJ-300/20km。 35kV侧 6回（架空线）。 10kV侧 10回（电缆）。

5 系统情况

系统经双回路给变电站供电。

系统110kV母线短路容量为2000MVA。 系统110kV母线电压满足常调压要求。

6 气象条件

最高气温40℃，最低气温－30℃，年平均气温20℃。 土壤电阻率 ρ< 250 欧?米。 当地雷暴日：40日/年。

III

华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文）

目 录

摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 变电站原始资料 ........................................................................................................................... III 目 录 ............................................................................................................................................. 1 1 前言 ............................................................................................................................................. 1

1.1 课题背景 ........................................................... 1

1.1.1 我国电力工业现状 ............................................... 1 1.1.2 发展形势 ....................................................... 1 1.2 主要解决的问题 ...................................................... 1 1.3 本文主要研究内容 .................................................... 2 2 变电站的设计 ............................................................................................................................. 3

2.1 电气主接线的选择 .......................................................................................................... 3

2.1.1 电气主接线的设计原则 ........................................... 3 2.1.2 主接线设计的基本要求 ........................................... 3 2.2 主接线方式的初步选择 .................................................................................................. 4

2.2.1 几种主接线方式的简介 ........................................... 4 2.2.2 选择初步设计方案 ............................................... 6 2.3 主变压器台数、容量及形式的选择 ............................................................................ 11

2.3.1 概述 .......................................................... 11 2.3.2 主变压器台数的选择 ............................................ 11 2.3.3 主变压器容量的选择 ............................................ 11 2.3.4 主变压器型式的选择 ............................................ 12 2.3.5主变压器的选择 ................................................ 14

3 变电站短路电流计算 ............................................................................................................... 15

3.1 短路故障产生的原因 ................................................. 15 3.2 短路电流计算目的 ................................................... 15 3.3短路故障的类型 ...................................................... 15 3.4短路故障的危害 ...................................................... 16 3.5短路电流计算的内容 .................................................. 16 3.6 短路电流计算方法 ................................................... 16 3.7 短路电流计算的步骤 ................................................. 17 3.8 短路电流计算 ....................................................... 17 4 电气设备的选择 ....................................................................................................................... 21

4.1 概述 ................................................................................................................................ 21

4.1.1 一般原则 ...................................................... 21 4.1.2 技术条件 ...................................................... 21 4.2 断路器的选择 ................................................................................................................ 22

4.2.1 按开断电流选择 ................................................ 22 4.2.2 短路关合电流的选择 ............................................ 22 4.2.3 断路器选择计算 ................................................ 22 4.3 隔离开关的选择 ............................................................................................................ 27

4.3.1 隔离开关选择标准 .............................................. 27 4.3.2 隔离开关选择计算 .............................................. 27

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