【正文】 華北電力大學科技學院畢業(yè)設計（論文）終端變電所電氣一次系統(tǒng)設計畢業(yè)論文目錄摘 要 IAbstract II1前言 12 主變壓器的選擇 2 概述 2 變電站總布置設計技術(shù)規(guī)程中有關(guān)變電站主變壓器選擇的規(guī)定 2 主變壓器選擇的一般原則與步驟 2 主變壓器臺數(shù)的確定原則 2 主變壓器形式的選擇原則 2 主變壓器容量的確定原則 2 主變壓器的計算與選擇 3 主變壓器容量的計算 3 變壓器型號選擇 33電氣主接線的設計 4 概述 4 4 單母接線 4 單母分段 4 帶旁路母線 5 雙母接線 5 一臺半斷路器（3/2）接線 5 橋形接線 5 角形接線 6 主接線設計的基本要求 6 主接線可靠性的要求 6 主接線靈活性的要求 6 主接線經(jīng)濟性的要求 7 電氣主接線的比較和選擇 7 主接線方案的擬訂 7 主接線各方案的討論比較 9 主接線方案的最終選擇 104短路計算 11 概述 11 短路電流計算的目的及原則 11 短路點的選擇與各短路點的短路電流的計算 115導體和電氣設備的選擇和設計 13 概述 13 斷路器的選擇 13 斷路器選擇原則與技術(shù)條件 13 斷路器型號的選擇及校驗 14 隔離開關(guān)的選擇 15 隔離開關(guān)的選擇原則及技術(shù)條件 15 隔離開關(guān)型號的選擇及校驗 15 電流互感器的選擇 16 110kV側(cè)電流互感器的選擇 17 10kV電壓等級電流互感器的選擇 17 電壓互感器的選擇 17 絕緣子的選擇 18 導線的選擇 19 導線的選擇原則 19 對于硬導線進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗方法 19 導線型號的選擇 196屋內(nèi)外配電裝置設計 22 概述： 22 配電裝置形式的設計： 22 中型配電裝置 22 半高型配電裝置 23 高型配電裝置 23 屋內(nèi)配電裝置 23 結(jié)論 247防雷保護 25 概述 25 避雷裝置的配置原則 25 避雷針的配置原則 25 避雷器的配置原則 25 避雷器的選擇 25 110kV避雷器的選擇 26 10kV避雷器的選擇 26 避雷針的設計 26 避雷針的作用 26 避雷針的保護范圍及計算 268接地系統(tǒng)的設計 28 設計說明 28 接地體的設計 28 接地網(wǎng)間距的設計及選擇 29結(jié)論 31參考文獻 32致謝 331前 言變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是組成電網(wǎng)的基本單元之一，其運行的安全與否，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展至關(guān)重要 。隨著電網(wǎng)的發(fā)展及超高壓大容量的形成，變電所運行設備和運行操作一旦發(fā)生事故而不能及時消除或處理不當，就將危機電網(wǎng)的安全運行，嚴重時甚至釀成大面積停電。對一個中小型變電站的主接線就毋須要求過高的可靠性，也就沒有必要采取太復雜的接線形式；而對于超高壓變電站，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運行遭破壞，甚至瓦解，造成巨大損失，所以就要求較高的可靠性。時代的要求使我們電力人應以高度的熱忱和認真的態(tài)度去對待工作的各個環(huán)節(jié)[1]。目前，我國城市電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng)正進行大規(guī)模的改造，與此相應，城鄉(xiāng)變電所也正不斷的更新?lián)Q代 。我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實情況是常規(guī)變電所依然存在，小型變電所，微機監(jiān)測變電所，綜合自動化變電所相繼出現(xiàn)，并得到迅速的發(fā)展。然而，所有的變化發(fā)展都是根據(jù)變電設計的基本原理而來，因此對于變電設計基本原理的掌握是創(chuàng)新的根本。本畢業(yè)設計的內(nèi)容為 110kV 降壓變電所電氣一次系統(tǒng)設計，正是最為常見的常規(guī)變電所，并根據(jù)變電所設計的基本原理設計，務求掌握常規(guī)變電所的電氣一次系統(tǒng)的原理及設計設計過程[2]。 變電所是聯(lián)系電網(wǎng)的紐帶，是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設施,主要是通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來,起著變換和分配電能的作用,其運行的可靠和安全與否直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全運行[3]。本次畢業(yè)設計的內(nèi)容為110kV終端變電所電氣一次系統(tǒng)設計，是最為常見的常規(guī)變電所，設計過程中需要進行主變壓器的選擇，主接線的設計，短路電流的計算，斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器等電氣設備的選擇和校驗，屋內(nèi)外配電裝置的設計，防雷接地系統(tǒng)的設計等內(nèi)容。本次設計完全按照任務書的要求進行，制作內(nèi)容可能尚有欠缺，歡迎各位老師能夠批評指正。2 主變壓器的選擇 概述 在各級電壓等級的變電站中，變壓器是主要電氣設備之一，其擔負著變換網(wǎng)絡電壓進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?。確定合理的變壓器容量是變電站安全可靠供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。特別是我國當前的能源政策是開發(fā)與節(jié)約并重，近期以節(jié)約為主。因此，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟容量，提高網(wǎng)絡的經(jīng)濟運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟效益[4]。 變電站總布置設計技術(shù)規(guī)程中有關(guān)變電站主變壓器選擇的規(guī)定1) 主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應根據(jù)《電力系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)程》有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設計決定進行。凡有兩臺及以上主變的變電站，其中一臺事故停運后，其余主變的容量應保證供應該站全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷。2) 根據(jù)電力負荷的發(fā)展和潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護、對通信線路的影響、調(diào)壓和設備制造等條件允許時，應采用自耦變壓器。3) 主變調(diào)壓方式的選擇，應符合《電力系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。 主變壓器選擇的一般原則與步驟 主變壓器臺數(shù)的確定原則為保證供電的可靠性，變電站一般應裝設兩臺主變，但一般不超過兩臺主變。當只有一個電源或變電站的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設一臺主變。對大型樞紐變電站，根據(jù)工程的情況，應裝設2～4臺主變。當變電站裝設兩臺變壓器的時候當一臺停運時，一臺檢修時，另一臺應該能夠70%以上的負擔。 主變壓器形式的選擇原則1) 110kV主變一般采用三相變壓器。2) 當系統(tǒng)有調(diào)壓方式時，應采用有載調(diào)壓變壓器。對新建的變電站，從網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的觀點考慮，應采用有載調(diào)壓變壓器。 主變壓器容量的確定原則1) 為了準確選擇主變的容量，要繪制變電站的年及日負荷曲線，并從該曲線得出變電站的年、日最高負荷和平均符合[5]。2) 主變?nèi)萘康拇_定應根據(jù)電力系統(tǒng)5～10年發(fā)展規(guī)劃進行。3) 變壓器最大負荷按下式確定： （21） 式中PM——變電所最大負荷； ——負荷同時系數(shù)； ——按負荷等級統(tǒng)計的綜合用電負荷。對于兩臺變壓器的變電站，其變壓器的容量可以按下式計算： （22） 主變壓器的計算與選擇 主變壓器容量的計算在《電力工程電氣設計手冊》可知：裝有兩臺級及以上主變壓器的變電所中，當斷開一臺主變時，其余主變壓器的容量應能保證用戶的一級和二級負荷，其主變壓器容量應滿足“不應小于”70%的全部負荷。已知10kV側(cè)最大負荷為7MW，由計算可知單臺主變的最大容量為： （23）結(jié)論：選擇兩臺8MVA的變壓器并列運行。 變壓器型號選擇因為本次設計中有兩個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器。所以本設計用雙繞組變壓器，繞組排列順序為 （由內(nèi)向外）：10 kV、110 kV。 綜上所述： 主變壓器選用雙繞組有載調(diào)壓、全封閉節(jié)能型降壓變壓器。 型 號：SFZ78000/110容 量：8000kVA 接線方式：YN, d11空載損耗：負載損耗：50KW空載電流：%阻抗電壓：%重 量：調(diào)壓方式：有載調(diào)壓冷卻方式：風冷3電氣主接線的設計 概述 變電所的電氣主接線是由高壓設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，又稱一次接線或電氣主系統(tǒng)。變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。它表明了發(fā)電機、變壓器、線路、和斷路器等的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式，從而完成發(fā)電、變電、輸配電的任務。它的設計，直接關(guān)系著全站電器設備的選擇、配電裝置的布置和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。主接線的設計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠[6]。對于6～220kV電壓配電裝置的接線，一般分兩類：一為母線類，包括單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段和增設旁路母線的接線；其二為無母線類，包括橋形接線和角形接線等。應視電壓等級和出線回數(shù)，酌情選用。 單母接線 單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優(yōu)點，但是不夠靈活可靠，當母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生開斷故障或檢修時，必須斷開全部電源，造成全站停電。此外，在斷路器檢修時，也將停止回路工作。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺主變壓器[7]。 單母接線適用于： 110～200kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63kV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回，才采用單母線接線方式。 單母分段 單母線借分段器FD進行分段，可提高供電可靠性和靈活性。這不僅便于分段檢修母線，而且可減少母線故障影響范圍。對重要用戶可從不同分段上引線，當一段母線發(fā)生故障時，自動裝置將分段斷路器FD跳開，保證正常段母線不間斷供電。在可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，故障時將短時停電，拉開隔離開關(guān)FG后，完好段即可恢復供電。分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量，段數(shù)分的越多，故障時停電范圍越小，但使用斷路器等設備的數(shù)目也增多，配電設備運行也就越復雜，通常以