某110KV终端变电所电气部分设计毕业设计说明书

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题 目：某110KV终端变电所电气部分设计 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 姓 名： 指导老师： 时 间：

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摘 要

变电所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。本设计一个110KV终端降压变电所，首先根据各个电压等级的负荷进行计算变压器的容量，选取主变压器的台数﹑型号及其容量等各个参数。其次根据主接线的可靠性及其运行的灵活性，选择各个电压等级的的接线方式。并从经济和技术方面进行比较，选取最优接线方式。再次,根据主接线选择短路点，并画出等值网络图进行短路计算，根据各短路点计算出三相短路电流，短路容量，短路冲击电流的值。最后根据短路计算选取各个电压等级的母线，断路器，隔离开关，电流、电压互感器，避雷器，并进行校验,同时还做了变压器的继电保护;并简单的做了防雷保护。

关键词：主接线；短路电流；电气设备选择；继电保护；防雷

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Abstract

Electricity substation is an important component of the system, it has a direct impact on the entire power system's security and economy, users are connected power plants and the intermediate links, transformation and distribution of electric energy to play the role. This design is the construction of a 110 KV substations terminal buck, first of all based on the reliability of the main cable and run the flexibility to choose various voltage levels of the connection mode. And from the economic and technical aspects to compare, select the optimal connection mode. Second according to various levels of load voltage transformer to calculate the capacity to select the main transformer of Taiwan and its capacity, and other models ﹑ various parameters. Once again, according to choose the main form of short-circuit wiring, paint and network equivalent to short-circuit, according to calculate the three-phase short circuit, short circuit current, short-circuit capacity, short-circuit the impact of current value. According to select the final calculation of the various short-circuit the bus voltage, circuit breakers, switches isolation, current, voltage transformers, arresters, and check to see whether the appropriate selection of devices, and also done a transformer relay.

Key words: main electrical connection ；short circuit current ; choice of main electrical equipment ; relay protection;anti-lightning;

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目 录

摘 要 ....................................................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................................................... II 第一章 引 言 ......................................................................................................................................... 1 1.1设计在工程建设中的作用 ............................................................................................................. 1 1.2设计工作应遵循的主要原则 ......................................................................................................... 1 1.3设计的基本程序 ............................................................................................................................. 1 第2章 原始资料 ................................................................................................................................... 2 第3章 电气主接线 ............................................................................................................................... 4 3.1变电所主接线设计的基本要求： ................................................................................................. 4 3.2主接线的设计依据 ......................................................................................................................... 4 3.3变电所主接线设计原则： ............................................................................................................. 5 3.4配电装置的基本接线及适用范围 ................................................................................................ 5 3.5电气主接线方案的拟定 ................................................................................................................. 9 3.6两种方案的比较 ............................................................................................................................11 3.7 方案的确定 ...................................................................................................................................11 3.8主接线的设备配置 ........................................................................................................................11 第4章 主变压器台数和容量的选择 ................................................................................................. 13 4.1主变压器台数的选择 ................................................................................................................... 13 4.2.主变压器容量的选择 .................................................................................................................. 13 4.3.各电压等级容量计算 ................................................................................................................. 13 4.4主变压器型号的选择 ................................................................................................................... 14 4.5无 功 补 偿 ................................................................................................................................. 14 4.6无功补偿并联电容器容量的选择 .............................................................................................. 15 4.7主变压器的中性点接地 ............................................................................................................... 16 4.8所用变压器的选择 ....................................................................................................................... 16 第5章 短路电流计算 ..................................................................................................................... 18 5.1绘计算电路图 ............................................................................................................................... 18 5.2.绘制等值网络图 ........................................................................................................................... 19 5．3 短路计算 ................................................................................................................................... 20 第6章 高压电气设备的选择 ........................................................................................................... 29 6.2 110KV 侧电气设备的选择.......................................................................................................... 31

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6.3 35KV侧电气设备的选择 ............................................................................................................ 33 6.4 10KV电气设备的选择 ................................................................................................................ 36 6.5电抗器的选择与校验 ................................................................................................................... 38 第7章 导线的选择 ....................................................................................................................... 40 7.1 母线的选择与检验 .................................................................................................................. 40 7.2 架空线的选择 .............................................................................................................................. 45 7.3电缆截面的选择 ........................................................................................................................... 46 第8章电流互感器、电压互感器选择与校验 ............................................................................ 48 8.1 10KV侧互感器选择与校验 ........................................................................................................ 48 8.2 35KV侧互感器选择与校验 ..................................................................................................... 49 8.3 110KV侧互感器选择与校验 ................................................................................................... 50 第9章 防雷保护 ............................................................................................................................ 52 9.1防雷保护 ....................................................................................................................................... 52 9.2防雷装置 ....................................................................................................................................... 52 9.3变电所的防雷保护 ....................................................................................................................... 53 9.4设备的接地 ................................................................................................................................... 55 第10章 主变压器继电保护的整定与计算 ....................................................................................... 56 10．1 主变压器继电保护 ............................................................................................................. 56 10．2 主变压器继电保护整定计算 ............................................................................................. 60 总 结 .................................................................................................................................................... 63 参考文献 ............................................................................................................................................. 64 外文翻译 ............................................................................................................................................. 65 致 谢 .................................................................................................................................................... 79

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第一章 引 言

在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中有着重要作用，它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。

1.1设计在工程建设中的作用

设计工作是工程建设的关键环节。做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性作用。设计是工程建设的灵魂。

设计的基本任务是，在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策，做出切合实际、安全实用、技术先进、综合效益好的设计，有效的为电力建设服务。

1.2设计工作应遵循的主要原则

1．遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。

2．要运用系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、城市与乡镇、近期与远期、技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。

3．要根据国家规范、标准与有关规定，结合工程的不同性质、要求，从实际情况出发，合理确定设计标准。

4．要实行资源的综合利用，节约能源、水源，保护环境，节约用地等。

1.3设计的基本程序

设计要执行国家规定的基本建设程序。工程进入施工阶段后，设计工作还要配合施工、参加工程管理、试运行和验收，最后进行总结，从而完成设计工作的全过程。

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第2章 原始资料

电信学院毕业设计任务书

题目 某110KV终端变电所电气部分设计 学生姓名 班级 学号 题目类型 指导教师 系主任

一、毕业设计的技术背景和设计依据：

某地区地方负荷增长很快，原来的供电方案已难以满足当地用户用电需求，急需新建一座110KV终端变电所，从而缓解供电部门的供电压力。完善和加强110KV电网功能， 提高电网安全运行水平和供电可靠性。同时考虑未来5年的的负荷发展问题。 1.变电所建设规模：

（1） 建设两台电力变压器，电压等级为：110/35/10KV

（2）10KV电压等级：8km电缆馈线8回，每回平均传输容量3000KW，最大负荷25MW，最小负荷20MW， cosφ=0.8，Tmax=4800h/a。一、二类负荷占40%。 （3）35KV电压等级：60km架空出线6回，每回平均传输容量6500KW，最大负荷50MW，最小负荷38MW，cosφ=0.8，Tmax=4800h/a。一、二类负荷占65%。 （4）110KV电压等级：系统采用两条110KV线路向本所供电，当取基准容量为100MW，系统归算为110KV母线的等值电抗为0.2

2.气象条件：年最高温度40度，平均温度26度，年平均雷暴日为40日，气象条件一般。

二、毕业设计的任务

1、熟悉题目要求，查阅相关科技文献

2、主接线方案设计（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容） 3、选择主变压器 4、短路电流计算 5、电气设备的选择 6、主变压器继电保护设计 7、撰写设计说明书，绘制图纸

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8、指定内容的外文资料翻译

三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标

主要内容：

1.确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的

2—3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案。

2.选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等。

3.短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总。

4.电气设备的选择：选择并校验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压

互感器、母线、电缆、避雷器等，选用设备的型号、数量汇总成设备一览表；

5.主变压器继电保护的整定计算及配置

主要技术指标：

1、 本设计的变电所电气部分应具有可靠性、灵活性、经济性，并能满足工

程建设规模要求。

2、变电所功率因数不低于0.9。

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第3章 电气主接线

电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。

3.1变电所主接线设计的基本要求：

1.可靠性：

为了保证供电的可靠性，主接线应考虑到在事故或检修的情况下，尽可能减少对用户供电的中断，特别是重要的负荷。但是在满足可靠性要求的情况下，就必须要增加设备和线路，使接线复杂。显而易见，提高可靠性是以增加投资为代价的。因此，要综合考虑各种因素对提高可靠性的措施做出合理的选择。

2.灵活性：主接线应满足在调度，检修及扩建时的灵活性。

(1)调度时，可以灵活地投入和切除变压器及线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修方式以极特殊运行方式下的系统调度要求。

(2)检修时，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备，而不影响电力网的运行和对用户的供电。

(3)扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新变压器或线路，并对一次部分和二次部分的改建工作量最少。 3.经济型：主接线在满足可靠性，灵活性要求的前提下做到经济合理。

(1)投资省。主接线应力求简单，以节省断路器，隔离开关，电流和电压互感器以及避雷器等一次设备；必要时要能限制短路电流，以便选择价廉的电气设备或轻型电器等。 (2)占地面积小。主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积小。

(3)年运行费用少。年运行费用包括年电能损耗和设备的维修费用等。应经济合理选择主变压器的容量和台数，应避免因两次变压而增加电能损耗。

3.2主接线的设计依据

在选择电气主接线时应以下列各点作为设计依据: 1.考虑变电所在电力系统中的地位和作用

变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。 2.考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行，一般设两台主变压器。 3.考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

(1)对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电。

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(2) 对于二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。

4.考虑主变台数对主接线的影响

对大型变电所，由于其传输容量大，对主接线的可靠性，灵活性的要求高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性，灵活性要求低。 5.考虑备用容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。

3.3变电所主接线设计原则：

1、变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支界线。

2、在 35-60kV 配电装置中，当线路为 3 回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。

3、6-10kV 配电装置中，线路回路数不超过 5 回时，一般采用单母线接线方式，线路在 6 回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大时，可采用双母线接线。

4、110-220kV 配电装置中，线路在 4 回以上时一般采用双母线接线。 5、当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规范、规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。

3.4配电装置的基本接线及适用范围

1.单母线接线

只有一组母线的接线称为单母线接线，如图2-1所示。单母线接线的主要优点是：接线简单、清新，采用设备少，投资省，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。单母线接线一般只适用于一台发电机或一台变压器的以下三种情况：

(1) 6~10KV配电装置的出线回路数不超过5回； (2)35~63KV配电装置的出线回路数不超过3回； (3)110~220KV配电装置的出线回路数不超过2回。

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