110kv变电站电气设计说明

第一章：毕业设计任务书

一、设计题目

110KV XXX 降压变电站部分的设计

二、所址概况

1、地理位置及地理条件的简述

变电所位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，站区平均海拔200米，最高气温

40℃，最低气温-5℃，年平均气温14℃，最热月平均最高气温30℃，土壤温度25℃。

三、系统情况如下图

注：括号内为最小运行方式

五、设计任务

1、负荷分析及主变压器的选择。

2、电气主接线的设计。

3、变压器的运行方式以及中性点的接地方式。

4、无功补偿装置的形式及容量确定。

5、短路电流计算（包括三相、两相、单相短路）

6、各级电压配电装置设计。

7、各种电气设备选择。

8、继电保护规划。

9、主变压器的继电保护整定计算。

六、设计目的

总体目标：培养学生综合运用所学各科知识，独立分析各解决实际工程问题的能力。

七、设计成果

1、设计说明书：说明设计思想，方案比较及最终结果，并附有必要的图表。

2、设计计算书：设计参数选取的依据、计算公式、计算过程、计算结果、结论。

3、图纸：（共七）

（1）所有设计图均采用2或3号图；可用CAD出图；

（2）电气主结线图部分3，其中主接线图一、变电所平面布置图一、立面图一；

（3）二次部分要求：选作发电机保护的必须有一保户配置图和一主保护原理图；

选作变压器保护的必须有一保户配置图和一主保护原理图；

选作输电线路保护的必须有一保户配置图和一主保护原理图；

（4）自动化设计部分要求：

选做自动重合闸装置的必须有一重合闸工作原理图；

选做自动准同期装置的必须有一重合闸工作原理图；

选做备用电源自动投入装置的必须有一重合闸工作原理图；

（5）发电厂变电所防雷设计要求一防雷平面布置图和一立面图。

八、参考文献

列出10篇以上（格式如下）

1《电气工程电气设备手册》上册下册电力工业部西北电力编

2《继电保护和自动装置》王秀英编

3《电力系统继电保护》电专骏年编

4《发电厂电气设备》电力高等专科学校于长顺编

第二章：负荷分析

一、负荷分类及定义

1、一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失

者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。

2、二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，

重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。

3、三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，

可用单回线路供电。

二、本设计中的负荷分析

市镇变1、2：市镇变担负着对所辖区的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。

煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。

化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。

砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。

镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。

机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。

纺织厂1、2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。

农药厂：农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。

面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。

耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。

三、35KV及10KV各侧负荷的大小

1、35KV侧：

ΣP1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW

ΣQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar

2、10KV侧：

ΣP2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW

ΣQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+

600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar

ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW

ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar

所以：ΣS＝（454002+24095.62）1/2＝51398KVA

考虑线损、同时系数时的容量：

ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA

第三章主变压器的选择

（参考资料：《电力工程电气设计手册》电器一次部分，第五章：主变压器选择）

一、主变台数的确定

对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。

二、主变容量的确定

1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。此变电所是一般性变电所。

有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：

S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA

所以应选容量为40000KVA的主变压器。

三、主变相数选择

1、主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。

2、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。

社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。

四、主变绕组数量

1）、在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15％以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。

根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：

高压侧：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15

中压侧：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15

低压侧：K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15

由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。

五、主变绕组连接方式

变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。

我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用△连接。

有以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线

35KV侧采用Y连接，10KV侧采用△接线

主变中性点的接地方式：

选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。

35KV系统，I C<=10A；10KV系统；I C<=30A（采用中性点不接地的运行方式）

35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A

10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A

所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式