【正文】 北京交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 本任務(wù)書下達(dá)給： 2021 級(jí) 電氣工程及自動(dòng)化 專業(yè)學(xué)生 設(shè)計(jì)（論文）題目：牽引 變電所 主接線 設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 二、基本要求： 三、重點(diǎn)研究的問題： 四、主要技術(shù)指標(biāo)： 五、其他要說明的問題 下達(dá)任務(wù)日期：年月日 要求完成日期：年月日 答辯日期：年月日 指導(dǎo)老師： 開 題 報(bào) 告 題目：牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 報(bào)告人：電氣 工程及其 自動(dòng)化 李倩 2021 年 8月 25 日 一、 文獻(xiàn)綜述 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平的進(jìn)步，人民生活水平的逐漸提高，電力系統(tǒng)在整個(gè)行業(yè)中占的比例逐漸增大。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的嚴(yán)密的整體，各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè) 電力 系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)，電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要能源部門，而變電站的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。 由于變電站的設(shè)計(jì)內(nèi)容多、范圍廣，邏輯性強(qiáng)，不同電壓等級(jí)、不同類型、不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站設(shè) 計(jì)側(cè)重點(diǎn)不一樣的，設(shè)計(jì)過程中要根據(jù)變電所的規(guī)模和形式，具體問題具體分析。 電氣主接線是 牽引 變電所設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成 電氣化 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié) ，它 反映了變電所基本結(jié)構(gòu)和功能。在運(yùn)行中，它表明本 變電所 與高壓電網(wǎng)、饋電線的連接方式以及相關(guān)一次設(shè)備的運(yùn)行方式，成為調(diào)度控制和設(shè)備實(shí)際操作的依據(jù)；同時(shí)，電氣主接線對(duì)牽引供電和鐵 路電力供電系統(tǒng)運(yùn)行的可能性、電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和操作靈活性起著決定性作用；在設(shè)計(jì)中，電氣主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)方式及其配置與整定計(jì)算、自動(dòng)裝置和控制方式選擇都有重大影響 。 二、選題的目的、意義 隨著鐵路的高速建設(shè)和既有線路電氣化的大面積改造，電氣化鐵路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的位置， 牽引變電所是電氣化系統(tǒng)的重要組成部分。 電氣主接線是發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中傳送電能的通路。主接線是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體。 變電所一次主接線直接決定著電力網(wǎng)的電壓變換和電能分配；短路電流計(jì)算及設(shè) 備選擇校驗(yàn)保證了變電設(shè)備應(yīng)用的安全穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性。 主接線的設(shè)計(jì)是否正確、對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理等起著決定性的作用。 三、研究方案 變電所的選擇應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的位置，回路數(shù)，設(shè)備的特點(diǎn)，負(fù)荷的性質(zhì)以及系統(tǒng)原始資料確定，并且應(yīng)滿足安全的可靠性，靈活性，操作應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)應(yīng)合理等方面的要求。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為 110KV 降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有：三個(gè)電壓等級(jí)主接線方式的選擇；主變的選擇、短路電流計(jì)算；一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；室內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等內(nèi)容 。 本論文 能 較好的應(yīng)用變電所設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)，針對(duì) 110KV 高壓配電變電站的基本特征，分析原始資 料，充分保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，著重應(yīng)用新技術(shù)和新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn) 變電站設(shè)計(jì)的合理，安全，經(jīng)濟(jì)，可靠。 四、進(jìn)度安排 7月 1日 9 月 1 日 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，收集資料，做好前期準(zhǔn)備，撰寫開題報(bào)告。 9月 11 日 9 月 30 日 開始撰寫論文。 10 月 1 日 11 月 21日 征求導(dǎo)師意見，修改畢業(yè)論文。 11 月 24 日 25日 評(píng)閱論文及論文答辯。 中 期 報(bào) 告 題目：牽引變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 報(bào)告人：電氣 工程及其 自動(dòng)化 李倩 畢業(yè)設(shè)計(jì)的兩個(gè)月來，在導(dǎo)師的幫助以及自己努力下，我感覺自己真正學(xué)到了不少東西，畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展順利，對(duì)牽引變電所以及電氣化供電系統(tǒng)有了更加深刻的了解。以下是畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展的一些概要介紹： 一、 總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)課分以下幾部分： 電氣主接線設(shè)計(jì) 主變壓器的確定 短路電流計(jì)算 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 室內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì) 防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) 變電所總體布置 二、框架（框圖） 摘 要 電力生產(chǎn)發(fā)、送、變、用的同時(shí)性，決定了它每一個(gè)過程重要性。變電站作為電力生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起著電壓變換和電能分配的樞紐作用。電能在變電站匯集與分散，能夠有利于潮流的合理分布及電能質(zhì)量的改善，提高供電可靠性。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為 110KV 降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容有：三個(gè)電壓等級(jí)主接線方式的選擇； 主變的選擇、短路電流計(jì)算；一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；室內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 變電所一次主接線直接決定著電力網(wǎng)的電壓變換和電能分配；短路電流計(jì)算及設(shè)備選擇校驗(yàn)保證了變電設(shè)備應(yīng)用的安全穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性； 本論文較好的應(yīng)用了變電所設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)，針對(duì) 110KV 高壓配電變電站的基本特征，分析原始資料，充分保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，著重應(yīng)用新技術(shù)和新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了變電站設(shè)計(jì)的合理，安全，經(jīng)濟(jì)，可靠。 關(guān)鍵詞： 110kV、變電站、主接線、設(shè)計(jì) 目 錄 1. 電氣主接線設(shè)計(jì) ………………………………………………………………… 1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 ………… ………………………………… 1 電氣主接線的方案與種類 ………………… ……………………………… 2 電氣主接線方案的擬定 ……………………… …………………… …… … 4 電氣主接線方案的比較 ………………………… ………… … …………… 6 電氣主接線方案的確定 …………………………… … … ………………… 7 2. 主變壓器的確定 ……………………………………… …… ………………… 9 3. 短路電流計(jì)算 …………… …………………………… …… ………………… 11 4. 設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ………………………… … ……………………………… 17 設(shè)備選擇的原則和規(guī)定 …………………………………………………… 17 導(dǎo)線的選擇和校驗(yàn) …… ………………………………………………… … 18 斷路器的選擇和校驗(yàn) …… …………… ………………… … ……… ……… 22 隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn) …………………………… ……… …………… … 25 互感器的選擇及校驗(yàn) …………… ……………… …… …………… ……… 27 避雷器的選擇及校驗(yàn) …… ………… ……………… … ……… …………… 29 5. 室內(nèi)外配電裝置設(shè)計(jì) ……………………………… … ……… ……………… 31 配電裝置的設(shè)計(jì)要求 ……… ………………………… …………………… 31 配電裝置的選型、布置 ………………………… …… …………………… 32 6. 防雷及接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) ……………………………… …… … ………………… 33 防雷系統(tǒng) ……………………………………… …………………………… 33 變電所接地裝置 …………………………… ……………………………… 34 7. 變電所總體布置 …………………………… ……………… … …… ………… 35 結(jié)論 ……………………………………………………………………………… 36 致謝 ……………………………………………………………………………… 37 主要參考資料 …………………………………………………………………… 38 110KV 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 電氣 主接線 設(shè)計(jì) 電氣主接線又稱一次接線，它是發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中傳送電能的通路。主接線是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體。主接線的設(shè)計(jì)是否正確、對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理等起著決定性的作用。 變電所的選擇應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的位置，回路數(shù)，設(shè)備的特點(diǎn)，負(fù)荷的性質(zhì)以及系統(tǒng)原始資料確定，并且應(yīng)滿足安全的可靠性，靈活性，操作應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)應(yīng)合理等方面的要求。 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則與要求 一、主接線的設(shè)計(jì)原則： 在進(jìn)行主接線方式設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1） 變電所在系統(tǒng)中的 地位和作用。 2） 近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。 3） 負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響。 4） 主變壓器臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響。 5） 備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響。 二、主接線的設(shè)計(jì)要求： 可靠性： ① 斷路器檢修時(shí) ,能否不影響供電。 ② 線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 ③ 變電所全部停電的可能性。 ④ 滿足對(duì)用戶的供電可靠性指標(biāo)的要求。 靈活性： ① 調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線 路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 ② 檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全 檢修，且不影響對(duì)及戶的供電。 ③ 擴(kuò)建要求。應(yīng)留有發(fā)展余地，便于擴(kuò)建。 經(jīng)濟(jì)性： ① 投資省； ② 占地面積小； ③ 電能損失小。 電氣主接線的方案與種類 主接線的基本形式，概括地可分為兩大類： ① 有匯流母線的接線形式：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路隔離開關(guān)。 ② 無匯流母線的接線形式：變壓器 — 線路單元接線、 橋形接線、角形接線等。 接下來對(duì)以上幾種接線方式的優(yōu)、缺點(diǎn)及適用范圍簡(jiǎn)單論述一下，看看是否符合原始資料的要求。 單母線接線。 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資省，運(yùn)行操作方便，且便于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)：可靠性及靈活性差。 適用范圍：只有一臺(tái)主變壓器， 10KV 出線不超過 5回， 35KV 出線不超過 3 回，110KV 出線不超過 2 回。 單母線分段接線。 優(yōu)點(diǎn)： a．用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。 b．當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。 缺點(diǎn) ： a．當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線的回路都要在檢修期間停電。 b．當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 C 擴(kuò)建時(shí)需兩個(gè)方面均衡擴(kuò)建。 適用范圍：適用于