110KV变电站（所）电气一次部分设计

课程论文

变电站（所）电气一次部分设计

课 程 名 称 发电厂电气部分课程设计 专 业 电气工程及其自动化 成 绩 指 导 教 师 孔莲芳

学习时间：2012年7月

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目 录

第一部分 变电站（所）电气一次部分设计说明书

一、原始资料............................................................................................. 3

二、电气主接线设计................................................................................ 4 三、主变压器变的选择............................................................................ 7 四、站（所）用变压器的选择................................................................ 8 五、高压电气设备选择............................................................................ 9 高压断路器的选择及校验.............................................................. 9 隔离开关的选择及校验.................................................................. 11 电流互感器的选择及校验.............................................................. 12 电压互感器的选择及校验.............................................................. 14 高压熔断器的选择及校验.............................................................. 15 母线选择及校验.............................................................................. 16 电缆选择及校验.............................................................................. 17 六、防雷及过电压保护装置设计............................................................ 17

第二部分 变电站（所）电气一次部分设计计算书

一、负荷计算............................................................................................ 19

主变负荷计算................................................................................... 19 站用变负荷计算............................................................................... 19 二、短路电流计算................................................................................... 20 三、电气设备选择及校验计算............................................................... 25 高压断路器的选择及校验............................................................... 26 隔离开关的选择及校验................................................................... 29 电流、电压互感器的选择及校验................................................... 31 高压熔断器的选择及校验............................................................... 33 母线选择及校验............................................................................... 34 电缆选择及校验............................................................................... 37 四、防雷保护计算....................................................................................... 37

结束语.................................................................................... 39

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第一部分 变电站（所）电气一次部分设计说明书 一、原始资料

（一）

110KV 2×30km（LGJ-120架空线 0.5欧/km 待设变电所 （二）建站规模

电压 负荷 名称 乡镇变1 汽车厂 35KV 砖厂 镇变2 备用 体育馆 纺织厂1 医院 10KV 化肥厂 塑料厂 材料厂 备用 每回最大负荷（KW） 6000 4300 5000 6000 2000 10000 500 1000 1200 800 功率因数 0.9 0.88 0.85 0.9 0.9 0.89 0.88 0.9 0.89 0.9 回路数 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 2 供电方式 架空 架空 架空 架空 架空 电缆 架空 架空 架空 架空 线路长度（km） 15 7 11 10 5 3 7 5 10 2 3

（三）环境条件

变电所位于某城市， 地势平坦，交通便利，空气较清洁，区平均海拔300米，最高气温40℃，最低气温5℃，年平均气温23℃。年平均雷电日55日/年，土壤电阻率高达1000?.M

（四）短路阻抗

系统作无穷大电源考虑

二、电气主接线设计

（一） 主接线的设计原则和要求

1. 主接线的设计原则

(1) 考虑变电站在电力系统的地位和作用

变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

(2) 考虑近期和远期的发展规模

变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。

(3) 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响

对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。

(4) 考虑主变台数对主接线的影响

变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。

(5) 考虑备用量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

2. 主接线设计的基本要求

根据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。 (1) 可靠性

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所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，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。主接线的可靠性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，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。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：

1) 断路器检修时是否影响供电；

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，以及能否

保证对重要用户的供电；

3) 变电站全部停电的可能性。

(2) 灵活性

主接线的灵活性有以下几方面的要求：

1）调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

2）检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。

3）扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。

(3) 经济性

可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。

1）投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路

电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kV）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。

2）年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。

3）占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。 4）在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

（二） 主接线的设计 1. 设计步骤

电气主接线设计，一般分以下几步：

(1) 拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留2个技术上相当的较好方案。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/umeh.html