设计最终版(2)

华北电力大学成人教育学院本科毕业设计（论文）

4.4 高压熔断器的选择 ................................................ 28 4.5 电流互感器的选择 ........................................................................................................ 29

4.5.1 电流互感器的特点 .............................................. 29 4.5.2 电流互感器的选择标准 .......................................... 29 4.5.3 电流互感器的选择计算 .......................................... 29 4.6 电压互感器的选择 ........................................................................................................ 31

4.6.1 电压互感器的特点 .............................................. 31 4.6.2 电压互感器的选择标准 .......................................... 32 4.6.3 电压互感器的选择计算 .......................................... 32 4.7 母线及导线的选择 ........................................................................................................ 33

4.7.1 裸导体的选择条件选择和校验 .................................... 34 4.7.2 母线及电缆截面的选择 .......................................... 34 4.7.3母线选择计算 .................................................. 35 4.8 绝缘子的选择 ................................................................................................................ 37

4.8.1 绝缘子选择的条件 .............................................. 37 4.8.2 绝缘子的选择 .................................................. 37 4.9 穿墙套管的选择 ............................................................................................................ 37 4.10 避雷器的选择 .............................................................................................................. 38

4.10.1 避雷器选择的条件 ............................................. 38 4.10.2避雷器的选择 ................................................. 38 4.11 最佳方案确定 .............................................................................................................. 39

4.11.1 概述 ......................................................... 39 4.11.2 计算综合投资 ................................................. 40 4.11.3 计算年运行费 ................................................. 40

5 电气总平面布置及配电装置的选择 ....................................................................................... 43

5.1 概述 ................................................................................................................................ 43

5.1.1 配电装置类型与特点 ............................................ 43 5.1.2 配电装置的基本要求 ............................................ 43 5.1.3 配电装置的设计原则 ............................................ 44 5.1.4 高压配电装置的选择 ............................................ 44 5.2 电气总平面布置 ............................................................................................................ 45

5.2.1 电气总平面布置原则 ............................................ 45 5.2.2 电气总平面布置 ................................................ 45

6 变电站防雷保护设计 ............................................................................................................... 46

6.1 防雷规划 ........................................................................................................................ 46

6.1.1 变电所的防雷设计原则 .......................................... 46 6.1.2 变电所的主要防雷设备 .......................................... 46 6.2 防雷保护 ........................................................................................................................ 46

6.2.1 变电所防雷保护的特点 .......................................... 46 6.2.2 各种设施防雷保护 .............................................. 46 6.3 防雷设计 ........................................................................................................................ 47

6.3.1 避雷针的计算 .................................................. 47 6.3.2 防雷设计的基本经验 ............................................ 48

7 接地网的设计 ........................................................................................................................... 49

7.1 设计说明 ........................................................... 49

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7.2 接地体的设计 ....................................................... 49 7.3 典型接地体的接地电阻计算 ........................................... 49 7.4 接地网设计计算 ..................................................... 50 图纸说明 ....................................................................................................................................... 52 结论 ............................................................................................................................................... 53 参考文献 ...................................................................................................................................... 54 致谢 ............................................................................................................................................... 54

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1 前言

1.1 课题背景

电力工业是国民经济的重要部门之一，它负责把自然界提供的能源转换为供人类直接使用到的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切联系，电力是工业的先行。电力工业的发展必须优先于其他部门，整个国民经济才能不断前进。

1.1.1 我国电力工业现状

我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高;而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。随着经济的快速发展，电力能源的需求持续增长，城市和农村用电量和密度越来越来高，需要更多的深入市区农村的变电站，以减少线路的功率损耗，提高电力系统的稳定性等，然而这些变电站占地面积大，而且城区地价昂贵，环境要求严格，在稠密的市区选择变电站址相当困难。在农村，农田的保护非常严格，从而使变电站的发展受到严重影响。

随着社会的快速发展，科学技术成为发展的主要动力，从而人才的培养就显得额外重要，所以我国加大教育的投入，兴建和扩建改造了许多学校。保证学校的正常工作，电力供应的可靠保证是其中的重要方面，因此校园变电站的设计和建设的好坏也就很重要，需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化，确保学校的日常工作和学校正常运作。

展望未来，我们坚信在新世纪中，我国的电力工业必能持续高速的发展，取得更加辉煌的成就。

1.1.2 发展形势

计算机的渗透已经达到每一个角落，电力系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。其技术动向主要集中在以下两个方面, 全分散式变电站自动化系统和引入先进的网络技术。

1.2 主要解决的问题

1.变电所建设规模：变电所容量和台数以及型号的选择。

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2.电气主接线的设计确定主接线的形式。 3.短路电流的计算及电气设备的选择。 4.变电所平面布置图。

1.3 本文主要研究内容

110kV供电系统研究主要内容是结合相关的设计手册，相关的专业书籍和国家有关规程，主要完成该变电站的电气一次、二次部分设计，电气主接线方案，主变压器的选择，电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，熔断器等），配电装置的选择以及防雷保护的设计。主变压器、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、避雷装置、继电保护装置进行选择。同时，完成变电站接线图、110kV变电所平面布置初步设计图和详细设计图。其中还要有相关计算的详细过程。

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2 变电站的设计

2.1 电气主接线的选择

2.1.1 电气主接线的设计原则

变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。

对于6～220kV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；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。

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5～7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。

（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2～3天。如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。

（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。

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。

2.1.2 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、投资节约和便于过渡或扩建等要求。 （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：

（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

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