110kV变电站电气一次部分课程设计

课程设计任务书

设计题目：110kV变电站电气

一次部分设计

前言

变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远距离

输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。

随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。

目录

第1章原始资料及其分析 (4)

1原始资料 (4)

2原始资料分析 (6)

第2章负荷分析 (6)

第3章变压器的选择 (8)

第4章电气主接线 (11)

第5章短路电流的计算 (14)

1短路电流计算的目的和条件 (14)

2短路电流的计算步骤和计算结果 (15)

第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18)

1 导体和电气设备选择的一般条件 (18)

2 设备的选择 (19)

结束语 (25)

致谢 (26)

参考文献 (27)

附录一：一次接线图

第一章原始资料及其分析

1.原始资料

待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。

1.1电压等级

变电站的电压等级分别为110kV,35kV,10kV。

110kV ：2回

35kV ：5回（其中一回备用）

10kV ：12回（其中四回备用）

1.2变电站位置示意图：

图1 变电站位置示意图

1.3待建变电站负荷数据（表1）

表1 待建成变电站各电压等级负荷数据

注：

（1）35kV ,10kV负荷功率因数均取cos¢=0.85

（2）负荷同期率：kt=0.9

（3）年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年

(4）网损率为k"=5%

（5）站用负荷为50kW cos¢=0.87

（6）35kV侧预计新增远期负荷20MW，10kV侧预计新增远期符合6MW

1.4地形地质

站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。

1.5水文气象

年最低气温为-2度，最高气温为40度，月最高平均气温为37度，年平均气温为22度。

1.6环境

站区附近无污染源

2. 原始资料分析

要设计的变电站由原始资料可知有110kV，35kV，10kV三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。

第二章 负荷分析

1. 负荷分析的目的

负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。

2. 待建变电站负荷计算

2.1 35kV 侧

近期负荷：P 近35 =15+10+15+20=60MW 远期负荷：P 远35 =20MW

∑=n

i Pi 1

=60+20=80MW

P 35＝∑=n i Pi 1

k t(1+k ")=80*0.9*（1+0.05）=75.6MW Q 35＝P ×tg φ＝P ×tg(cos －10.85)=46.853 MVar 视在功率 S g35＝

φcos P =85.06

.75=88.941 MV A I N35 =

N

U S 3=

35

3941.88⨯=1.467kA

2.2 10kV 侧

近期负荷：P 近10 =0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW 远期负荷：P 远10 =6MW

∑=n

i Pi 1

=5.29+6=11.29MW

P 10＝∑=n i Pi 1

k t(1+k ")=11.29×0.9×（1+0.05）=10.669MW Q 10＝P ×tg φ＝P ×tg(cos －10.85)=6.612MVar 视在功率