110千伏变电站一次侧设计 毕业论文

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摘 要

为满足经济发展的需要，根据有关部门的决定修建1所110kV郊区变电站。本工程初步设计内容为变电站电气一次部分设计，新建的变电站从一条110kV架空线路受电，其负荷仅有10kV一个电压等级。本设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势，并通过对负荷资料的分析，安全、经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、10kV以及站用电的主接线；然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号；再确定无功补偿；最后，根据最大持续工作电流及短路电流计算的计算结果，对母线、高压断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器进行了选型，确定防雷保护，从而完成了110kV电气一次部分的设计。其中涉及概念、计算、电路图等要素。论文采用列举、对比等分析方法。综合各方面情况对110kv变电站的合理化运行进行了反复验证和总结，确保理论的正确性。

关键词：变电站； 主接线； 主变压器； 短路电流计算； 设备选型

I

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Abstract

For satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a suburban transformer substation of 110kV.This engineering first step design content is the transformer substation of electric Design. This new transformer substation obtain power from a circuit (110kV) .There is only one low voltage degree in the substation ——10kV.Firstly，according to the parameter of system, circuit and all loads provided in the task-book. Loads′ developing, consider loads′ case and the safety，economic and reliability of the programme, confirm the construction of circuit. Secondly，confirm the main transformer′s quantity，capacity and types by the area covered and calculating loads ，so do the transformer inside. Then confirm the reactive power compensation. Finally，select the appropriate model of bus，high-voltage circuit breakers, isolating switches, voltage transformer, current transformer according the maximum sustained current and the short-circuit current calculation，confirm the Lightning Protection，and finish a part of 110kV electric at last.

Key words：substation ，main connection， main transformer，short-circuit current calculation， equipment selection

II

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目录

1 绪论 ................................................................ 1 2 变电站总体分析 ...................................................... 2

2.1建设性质及规模 ................................................ 2 2.2所址地理位置及地理、气象条件 .................................. 2 2.3 系统情况 ...................................................... 2 2.4 负荷情况 ...................................................... 2 3 电气主接线设计 ...................................................... 3

3.1 110kV侧电气主接线 ............................................ 4 3.2 10kV侧电气主接线 ............................................. 5 3.3 站用电接线 .................................................... 6 3.4 远期扩建 ...................................................... 7 4 负荷计算及主变的选择 ................................................ 8

4.1 负荷分类及定义 ................................................ 8 4.2 负荷组成 ...................................................... 8 4.3 负荷计算 ...................................................... 8 4.4 主变台数、容量和型式的确定 .................................... 9 5 无功补偿及电压调整 ................................................. 11

5.1 无功补偿 ..................................................... 11 5.2 电压调整 ..................................................... 11 6 短路电流的计算 ..................................................... 12

6.1 短路电流的危害 ............................................... 12 6.2 短路电流实用计算的基本假设条件 ............................... 12 6.3 短路电流的发生 ............................................... 12 6.4 计算短路电流的必要性 ......................................... 13 6.5 计算短路电流 ................................................. 13 7 主要电气设备选择 ................................................... 15

7.1 各级电压母线的选择 ........................................... 16 7.2 高压断路器的选择 ............................................. 17

7.2.1 110kV断路器的选择 ..................................... 18 7.2.2 主变10kV侧断路器 ...................................... 19

III

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7.2.3 10kV出线断路器的选择 .................................. 19 7.3 隔离开关的选择 ............................................... 20

7.3.1 110kV隔离开关的选择 ................................... 20 7.3.2 主变10kV侧隔离开关 .................................... 21 7.3.3 10kV出线断路器两侧隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择 21 7.4 电流互感器的选择和配置 ....................................... 21

7.4.1 参数选择 ............................................... 22 7.4.2 型式选择 ............................................... 22 7.4.3 CT的配置 .............................................. 23 7.5 电压互感器的选择和配置 ....................................... 23

7.5.1 参数选择 ............................................... 24 7.5.2 型式选择 ............................................... 24 7.5.3 PT的配置 .............................................. 26 7.6 绝缘子和穿墙套管的选择 ....................................... 27 8 防雷保护设计 ....................................................... 28

8.1 雷电直击的防护 ............................................... 28 8.2 雷电过电压的防护 ............................................. 29 8.3 雷电侵入波过电压的防护 ....................................... 29 8.4 避雷器的选型 ................................................. 29 致谢 ................................................................. 31 参考文献 ............................................................. 32 附录1 ............................................................... 33 附录2 ............................................................... 34

IV

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1 绪论

本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对新建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV、10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号；最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器、隔离开关、母线、绝缘子和穿墙套管、电压互感器、电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的初步设计。

按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在该市郊新建一所中型110kV变电站。本设计属中间变电站该变电所建成后，它的主要任务是把110kV变成10kV电压供周边城乡使用。

变电站主要设备的组成主要有主变压器、电气主接线、控制装置、避雷装置以及无功补偿设备。主变压器是变换电压的主要设备。在110kV变电站中它主要用于降压，此变电站中我们采用了双绕组变压器，在功率和电压等级上完全满足了我们的设计需要。电气主接线由于直接影响着电力系统的可靠性，至关重要，因此对它的选择应加以足够的重视。考虑到系统的可靠性、灵活性、经济性等因素，所以在本变电站中我们采用了单母分段的接线形式。控制装置是变电站的中枢神经，控制着整个电气元件。值班员可通过集中监视系统了解系统的运行状态。避雷装置是电力系统稳定运行的一个重要部分。它的故障能够导致整个电力系统的瓦解。给国民经济带来重大损失。在电力系统中为了减少电能在线路中的损耗，我们采用了无功补偿装置来调整系统中的无功功率。

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