(最新版)110KV变电站电气主接线设计(毕业课程设计)

110KV变电站电气主接线设计

目录

1.电气主接线设计

1.1 110KV变电站的技术背景 (3)

1.2 主接线的设计原则 (3)

1.3主接线设计的基本要求 (3)

1.4高压配电装置的接线方式 (4)

1.5主接线的选择与设计 (8)

1.6主变压器型式的选择 (9)

2.短路电流计算

2.1 短路电流计算的概述 (11)

2.2短路计算的一般规定 (11)

2.3短路计算的方法 (12)

2.4短路电流计算 (12)

3.电气设备选择与校验

3.1电气设备选择的一般条件 (15)

3.2高压断路器的选型 (16)

3.3高压隔离开关的选型 (17)

3.4互感器的选择 (17)

3.5短路稳定校验 (18)

3.6高压熔断器的选择 (18)

4.屋内外配电装置设计

4.1设计原则 (19)

4.2设计的基本要求 (20)

4.3布置及安装设计的具体要求 (20)

4.4配电装置选择 (21)

5.变电站防雷与接地设计

5.1雷电过电压的形成与危害 (22)

5.2电气设备的防雷保护 (22)

5.3避雷针的配置原则 (23)

5.4避雷器的配置原则 (23)

5.5避雷针、避雷线保护范围计算 (23)

5.6变电所接地装置 (24)

6.无功补偿设计

6.1无功补偿的概念及重要性 (24)

6.2无功补偿的原则与基本要求 (24)

7.变电所总体布置

7.1总体规划 (26)

7.2总平面布置 (26)

结束语 (27)

参考文献 (27)

1.电气主接线设计

1.1 110KV变电站的技术背景

近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组成部分，其使命包括发电、输电及向用户的配电的全部过程。完成这些任务的实体是电力系统，电力系统相应的有发电厂、输电系统、配电系统及电力用户组成。110KV变电所一次部分的设计，是主要研究一个地方降压变电所是如何保证运行的可靠性、灵活性、经济性。而变电所是作为电力系统的一部分，在连接输电系统和配点系统中起着重要作用。我们这次选题的目的是将大学四年所学过的《电力工程》、《电力系统自动化》、《电机学》、《电路》等有关电力工业知识的课程，通过这次毕业设计将理论知识得以应用。

1.2 主接线的设计原则

在进行主接线方式设计时，应考虑以下几点：

变电所在系统中的地位和作用；

近期和远期的发展规模；

负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；

主变压器台数对主接线的影响；

备用容量的有无和大小对主接线的影响。

1.3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。

a.可靠性

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。

b.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。

c.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（1106～10kV）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。

1.4高压配电装置的接线方式

a.单母线接线

图1 单母线接线方式

优点：接线简单清晰、设备少、操作方便；隔离开关仅在检修设备时作隔离电压用，不担任其它任何操作，使误操作的可能性减少；此外，投资少、便于扩建。

缺点：不够灵活可靠，任意元件的故障或检修，均需使整个配电装置停电，单母线可