110kv变电站电气一次设计(毕业设计)

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目： 110kV变电站电气一次设计学习中心：层次：专科起点本科专业：电气工程及其自动化年级：年春季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日内容摘要110kV变电站是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。

变电站设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。

随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电站。

变电站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。

电气主接线是发电厂变电站的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

随着变电站综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，继而实现“无人值班”变电站已成为电力系统新的发展方向和趋势。

本次设计为湖南某110kV变电站电气一次设计包括变电站总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。

关键词：变电站变电部分，变压器，电气主接线，设备选择目录内容摘要 (1)1 绪论 (3)1.1 110kV变电站的发的发展现状与趋势 (3)1.2 110kV变电站的研究背景 (3)1.3 本次论文的主要工作 (4)2 变电站电气设计的主要内容 (5)2.1 变电站的总体分析及主变选择 (5)2.2 电气主接线的选择 (5)2.3 短路电流计算 (5)2.4 电气设备选择 (5)2.5 配电装置设计 (6)3 变电站的总体分析及主变选择 (9)3.1 变电站的总体情况分析 (9)3.2 主变压器容量的选择 (10)3.3 主变压器台数的选择 (12)4 电气主接线设计 (12)4.1 引言 (14)4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (14)4.3 电气主接线设计说明 (16)5 短路电流计算 (17)5.1 短路计算的目的 (17)5.2 变电站短路电流计算 (17)6 结论 (21)参考文献 (23)1 绪论1.1 110kV变电站的发展现状与趋势随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平的不断提高。

电力系统在整个行业中站占的比例逐渐增大，现代电力系统是一个巨变电站分工完成整个电力系统的发电，变电和配电任务。

电力系统是我国经济的重要能源部门，而变电站的设计是大的，严密的整体。

当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电站技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电站都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给站有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。

另外高压变电站的最终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，站以变电站在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电技术行业。

1.2 110kV变电站的研究背景电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。

电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。

变电站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。

变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330—500kv的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。

中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。

或使长距离输电线路分段，一般汇聚2—3个电源，电压为220—330kv，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。

全所停电后，将引起区域电网解列。

地区变电站：高压侧一般为110—220kv，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。

全所停电后，仅使该地区中断供电。

终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。

全所停电后，只是用户受到损失。

1.3 本次论文的主要工作本次论文主要研究110kv变电站的一次部分的电气设计，着重对以下方面进行详细研究。

①主变压器选择：包括台数、容量、型式及参数；②电气主接线设计：包括各级电压接线及方案比较；③短路电流计算：包括短路点选择、短路电流计算。

④主要电气设备选择：包括断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、避雷器、站用变压器等。

⑤各级电压配电装置选型及电气总平面布置方案；⑥站用电及直流系统。

⑦主变保护的配置。

2 变电站电气设计的主要内容变电站是电力系统的重要组成部分。

变电站电气一次部分设计包括变电站总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。

2.1 变电站的总体分析及主变选择本变电站的电压等级为110kV，其地位处于地区网络的中间位置，高中压侧同时接收和交换功率，供35kV负荷和附近10kV负荷，属于一般降压变电站。

变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能2.2 电气主接线的选择电气主接线是发电厂变电站的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（站）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

2.3 短路电流计算在设计电气主接线时，为了比较各种方案，确定某种接线方式是否有必要采取限制短路电流的措施等，需要进行短路电流的计算。

2.4 电气设备选择在电力系统中，虽然各种电气设备的功能不同，工作条件各异，具体选择方法和校验项目也不尽相同，但对它们的基本要求却是一致的。

电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路条件来校验动、热稳定性。

本设计中，电气设备的选择包括：导线的选择，高压断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择，避雷器的选择。

由于电气设备和载流导体的用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。

但是，电气设备和载流导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。

电气设备选择的一般原则为：1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。

2.应满足安装地点和当地环境条件校核。

3.应力求技术先进和经济合理。

4.同类设备应尽量减少品种。

5.与整个工程的建设标准协调一致。

6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式鉴定合格的特殊情况下选用，未经正式鉴定的新产品应经上级批准。

2.5 配电装置设计2.5.1 配电装置概述配电装置是发电厂与变电所的重要组成部分，是发电厂与变电所电气主接线的具体实现。

配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成，辅助设备包括安装布置电气设备的构架、基础、房屋、和通道等。

配电装置的功能是正常运行时用来接受和分配电能，发生故障时通过自动或手动操作，迅速切除故障部分，恢复正常运行。

可以说，配电装置是具体实现电气主接线功能的重要装置。

2.5.2 配电装置类型按配电装置的设备装设地点，可分为屋内配电装置与屋外配电装置两大类。

屋内配电装置的特点是：所有电气设备放置在屋内，安全净距小，可采用分层布置，占地面积小；外界污秽气体及灰尘对电气设备的影响较小；操作、维护与检修都在室内进行，工作条件好，不受气候影响；土建工程量大，投资较大。

屋外配电装置的特点是：所有电气设备放置在屋外，土建工程量小，相应的投资较小，建设工期短；扩建方便；相间及设备之间距离大，便于带电作业；受外界环境影响，设备的运行条件及人员进行操作维护的工作条件较差，而且占地面积大。

按照配电装置的安装方法，又可以分为装配式配电装置和成套式配电装置。

2.5.3 对配电装置的基本要求和设计步骤一、基本要求（1）在配电装置设计中，必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循国家颁发的有关规程、规范、及技术规定，做到安全可靠、技术先进、经济合理和维修方便。

（2）根据其在电力系统中的地位、环境条件和运行、安装检修的要求，合理的制定布置方案和选用设备，保证足够的安全距离。

应采用行之有效的新技术、新设备、新布置和新材料（3）保证运行安全和操作巡视方便。

（4）必须坚持节约用地的原则，应布置紧凑、少占地（尤其是良田）（5）节省材料、降低造价。

（6）根据工程特点、规模和发展规划，远近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的要求。

二、设计基本步骤（1）选择配电装置的型式根据电压等级、电气设备的型式、出线多少和方式，有无电抗器、地质、地形及环境条件等因素选择配电装置的型式（2）拟定配置图（3）设计配电装置的平面图和断面图2.5.4 屋内配电装置屋内配电装置的类型按其布置型式分为单层式、两层式和三层式。

单层式屋内配电装置将所有电气设备都布置在一层房屋内，建筑结构简单、投资低、运行维护与检修工作方便，但占地面积大。

多层式屋内配电装置是将各回路电气设备的轻重，自上而下的分层布置在多层楼房内，占地面积小，但建筑结构复杂、投资高、运行维护与检修工作不方便，与三层式相比，两层式占地面积略有增加，但运行维护与检修均较方便，造价也明显下降。

2.5.5 屋外配电装置根据母线和电气设备布置的高度，屋外配电装置可分为中型、高型、半高型和GIS型，中型配电装置又分为普通中型和分相中型两类。

一、中型配电装置（1）屋外普通中型配电装置屋外普通中型配电装置的特点是将所有电气设备均安装在同一水平面上，并安装在一定高度的基础上，而母线一般采用软导线安装在构架上，稍高于电气设备所在平面。

中型配电装置应设备安装位置较低，便于施工、安装、检修与维护操作，构架高度低，抗震性能好；布置清晰，不易发生误操作，运行可靠；所用的钢材比较少，造价低。

主要缺点是占地面积大。

普通中型配电装置是我国有丰富设计和运行经验的配电装置，广泛应用于220kV及以下的屋外配电装置中。

（2）分相中型配电装置隔离开关分相布置在母线正下方的中型配电装置，称为分相中型配电装置。