2018本科毕业设计-10kV变电站的电气部分及继电保护设计

作为常见的小型输电线路终端，10kV变电站担负着输送电力和变压分配的重要任务，是当今社会中，工农业生产和城乡居民生活供电系统中的枢纽。由于其属于小型电路终端，设计和建立成本相对较低，并且应用广泛，所以在我国经济发展中起着重要作用。此次设计主要介绍10kV变电站的电气部分及继电保护设计。设计的内容包括电气一次部分主接线，设备的选择计算。在设计中，综合考虑到安全、经济和可靠性，对系统进行了短路计算和设备的选择、校验，除此之外，还对变电站继电保护系统配置做了简单的闸述。在设计中绘出主线图等相关图文信息，从而完成了10kV变电站电气一次部分和继电保护的设计。

关键词：电气设备;电流计算;电气主接线;继电保护

As a common small transmission line terminal, 10 kv substation for the important task of the power and pressure distribution, are in today's society, industrial and agricultural production power supply system of hub and urban and rural residents. Due to its terminal belongs to the small circuit, design and set up cost is relatively low, and widely used, so play an important role in the economic development of our country. This design mainly introduces 10 kV transformer substation electrical part and the relay protection design. The content of the design including a part of the main electrical wiring, equipment selection calculation. In design, comprehensive considering the safety, economy and reliability of the system short circuit calculation and selection of equipment, calibration, in addition, also for substation relay protection did simply expounds the system configuration. Draw lines in the design diagram and related graphic information, so as to complete the 10 kV transformer substation electrical part and the design of relay protection at a time.

Keywords: Electrical equipment; Current calculation; The main electrical wiring; Relay protection

1 绪论 (1)

1.1 电力能源在当今社会的发展和前景 (1)

1.2 课题设计的目的、要求及原则 (2)

1.2.1 设计目的 (2)

1.2.2 设计要求 (2)

1.2.3 设计原则 (2)

2 变电站选址 (3)

3 电气一次部分设计 (3)

3.1 主变压器的选择 (3)

3.1.1 电气一次设备介绍 (3)

3.1.2 主变压器的选定 (4)

3.2 电气主接线设计 (4)

3.2.1 电气主接线的要求 (4)

3.2.2 电气主接线的形式与比较选择 (5)

3.2.3 中性点的接地方式 (7)

3.3 短路电流计算 (7)

3.3.1 短路电流计算和分析的目的 (7)

3.3.2 有名值的归算 (7)

3.3.3 标么值的归算 (7)

3.3.4 短路电流计算 (7)

4 电气一次设备选择 (9)

4.1 电气设备和载流导体选择的一般条件： (9)

4.1.1 校验热稳定、动稳定和开断电流 (10)

4.1.2 依据机械负荷选择端子 (10)

4.1.3 按电器工作的特殊要求校验 (10)

4.2 设备的选择与校验 (10)

4.2.1 电气一次设备的选择 (10)

4.2.2 断路器的选择 (10)

4.2.3 隔离开关的选择 (12)

4.2.4 电流互感器的选择 (13)

4.2.5 站用变压器的选择 (13)

4.2.6 避雷器的选择 (13)

5 继电保护 (14)

5.1 保护装置 (14)

5.1.1 保护装置的类型和任务 (14)

5.1.2 保护装置的基本要求 (14)

5.2 瓦斯保护 (14)

5.3 变压器的后备过电流保护 (16)

6 结论 (17)

参考文献 (17)

致谢 (19)

1 绪论

依照当今社会的发展，众所周知，电力能源是目前工农业生产的重要动力能源，它是实现物质生产的重要基础。在电力传输中，电力能源从变电站进入用电单位时，首先要解决的就是如何对所传输电能进行控制、变换、分配以及传输的问题。然而在这一过程中，解决这些问题的就是供电系统，变电站则是供电系统的核心部分。若是变电站因事故造成损坏，那么连接该变电站的整个电力系统都将停止运行，重者将会引起安全事故。综上而言，将“安全、可靠、经济、优质”作为一个变电站设计和建立的标准，来保障电力能源的安全输送，从而使得社会生产安全，人民生活便利。

1.1 电力能源在当今社会的发展和前景

当今社会，由于国民经济的迅速发展以及人民生活水平的提高，使得电力负荷也快速加大。由于近年来电力负荷压力增长迅速，而我国现有的设施造成发电量和输配电能力不足，使得部分地区电力供应紧张，甚至出现了拉闸限电的现象。然而在存在这种现象的前提下，随着电力市场的开放，用户对所需电能质量的要求也越来越高。因此，电能生产和电力供应等企业对如何更加经济高效的运行电力系统更加重视。

在我国现有的常规变电站主要存在占地面积大、设备陈旧、与城乡结合不适应的问题，为了改善这一问题，城乡之间的变电站已经开始采用全封闭组合电器，向小型化发展。目前GIS的发展趋势是将变压器一次系统的开关与二次系统的开关全部合为一体，形成气体绝缘组合供电系统，在今后的发展与改善过程中，GIS也会向小型、智能、易维护、易施工等方向发展。

近年来，我国城乡电力供应事业发展迅速，据2013年国家电力统计年报显示:我国已全面建成33150座35kV-110kV农村变电站，农村电力总供应量上升至5286亿kW/h。我国乡与村的通电率分别达已到100%和96.5%之高。农村电力供应网的全面建设，使得农牧业生产、乡镇企业、个体经营等迅速发展，也大大提高了农村人民群众的生活水平。但是，应全面深化改革开放、全面建成小康社会的形势，现有城乡电力供应系统已经无法承受目前城乡用电负荷高速增长的重担。近年来，我国对农村电力供应系统进行了较大的改造，尤其是对农村变电站进行了技术方面的重大改善，并取得了较好的成效。但是从整体来看，我国农