【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目名稱：110KV變電站設(shè)計院系名稱：電氣工程與自動化學(xué)院110KV變電站設(shè)計110KV Substation Design院系名稱：電氣工程與自動化學(xué)院班 級：電氣本114班學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 摘要本文主要進(jìn)行110KV變電站設(shè)計。首先根據(jù)任務(wù)書所給系統(tǒng)及線路和所有負(fù)荷的有關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過對所建變電站及出線的考慮和對負(fù)荷資料分析，滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性的要求確定了110KV、35KV、10KV側(cè)主接線的形式，然后又通過負(fù)荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)、容量及型號，從而得出各元件的參數(shù)，進(jìn)行等值網(wǎng)絡(luò)化簡，然后選擇短路點(diǎn)進(jìn)行短路計算，根據(jù)短路電流計算結(jié)果及最大持續(xù)工作電流，對包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、電流互感器在內(nèi)的電氣設(shè)備做了選擇和校驗(yàn)，并確定配電裝置。根據(jù)負(fù)荷及短路計算為線路、變壓器、母線配置繼電保護(hù)并進(jìn)行整定計算。本文同時對防雷接地及補(bǔ)償裝置進(jìn)行了簡單的分析，最后給出了電氣主接線圖。關(guān)鍵詞：電氣主接線 短路計算 電氣設(shè)備 變電所設(shè)計I河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書第1章 引言 變電站的作用一、變電站在電力系統(tǒng)中的地位電力系統(tǒng)是由變壓器、輸電線路、用電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進(jìn)行生產(chǎn)、變換、輸送和分配，消費(fèi)稱之為電力系統(tǒng)一次部分；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等稱之為電力系統(tǒng)二次部分。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：（1） 樞紐變電站；位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部 分，匯集多個電源，電壓為330—500kV的變電站，成為樞紐，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出項(xiàng)癱瘓。（2） 中間變電站：高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)變換功率的作用?；蚴归L距離輸電線路分段，一般匯聚2—3個電源，電壓為220—330kV，同時又降壓供當(dāng)?shù)毓╇?，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。（3） 地區(qū)變電站：高壓側(cè)一般為110或220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電站，這是一個地區(qū)或城市的主要變電站。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。（4） 終端變電站：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)的電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電站，即為終端變電站。全所停電后，只是用戶受到損失。二、電力系統(tǒng)供電要求（1） 保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備的安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先應(yīng)滿足可靠、持續(xù)供電的要求。（2） 保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量這三個方面，分別以電壓偏移量、頻率偏移量和波形畸變率來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定電壓的177。5%，給定的允許頻率偏移為177?！ㄐ钨|(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一定技術(shù)手段來予以保證。（3） 保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：衡量電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的兩個指標(biāo)是煤耗率和網(wǎng)損率。電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為70％，而且在電能變換，輸送和分配時的損耗絕對值也相當(dāng)可觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能損耗的能源和降低變換，輸送，分配時的損耗對于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性又極其重要的意義。三、電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓等級是國家根據(jù)回民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的水平，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類用電設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。（1） 額定電壓是指能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行于最佳工作狀態(tài)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率S=3UI。當(dāng)輸出功率一定時，電壓越高，電流越小，線路載流面積就越小，金屬的投資也越小，同時由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損耗也較小。另一方面，電壓越高，對絕緣水平的要求就越高，變壓器、開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，當(dāng)從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互換和設(shè)備的成批生產(chǎn)，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。（2） 用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓與用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路的實(shí)際電壓與用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。（3） 變壓器額定電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，有相當(dāng)于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓，由于變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為5%，當(dāng)供電線路較長時，為使正常運(yùn)行時變壓器二次側(cè)電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次側(cè)額定電壓較用電設(shè)備額定電壓高10%，只有當(dāng)變壓器二次側(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近時。 我國變電站及其設(shè)計的發(fā)展趨勢 我國變電站的發(fā)展趨勢變電站無人值班運(yùn)行管理，早在50年代末60年代初，許多供電局就進(jìn)行了無人值班的試點(diǎn)，當(dāng)時采用的是從原蘇聯(lián)引進(jìn)的有接點(diǎn)遠(yuǎn)動技術(shù)，型號是SF58,但由于技術(shù)手段不完善，管理體制不適應(yīng)，認(rèn)識上的種種原因，除上海、鄭州等少數(shù)地區(qū)外都沒有堅(jiān)持。80年代以來，自動化技術(shù)的完善，特別是人們對變電站無人值班認(rèn)識的提高，鄭州、深圳、大連、廣東出現(xiàn)無人值班，1996年底全國有60余座，97年底有1000余座。近年來，我國在經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域中取得了飛速發(fā)展，特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，為我國變電站的發(fā)展起到了強(qiáng)有力的推動作用，越來越多的新技術(shù)新產(chǎn)品應(yīng)用到變電站方面，具體來說，使我國變電站設(shè)計呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：1. 智能化智能化變電站的發(fā)展是隨著高壓高精度的智能儀器的出現(xiàn)而逐漸發(fā)展的，特別是計算機(jī)高速通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時系統(tǒng)中的開發(fā)和應(yīng)用，使變電站的所有信息采集、傳輸實(shí)現(xiàn)的智能化處理提供的強(qiáng)大的物質(zhì)和理論基礎(chǔ)。智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 　　緊密聯(lián)結(jié)全網(wǎng)。 　　支撐智能電網(wǎng)。 　　高電壓等級的智能化變電站滿足特高壓輸電網(wǎng)架的要求。 　 中低壓智能化變電站允許分布式電源的接入。 　　遠(yuǎn)程可視化。 　　裝備與設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，模塊化安裝。 　　2. 數(shù)字化通過采用現(xiàn)代化的精密儀器儀表，以及實(shí)時性較高的通信網(wǎng)絡(luò)，因此在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了數(shù)字化變電站，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 3. 裝配化 裝配式變電站采用全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的建筑形式，大幅縮短了設(shè)計及建設(shè)周期，減少了變電站占地面積，節(jié)約了土地資源。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣，裝配式變電站在全國各地均成功試點(diǎn)，成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。二、我國變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢依據(jù)我國的國情，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計出現(xiàn)了一些新的趨勢。變電站接線方案趨于簡單化　　隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。例如，斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。 大量采用新的電氣一次設(shè)備 近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、高可靠性新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設(shè)備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴(kuò)大。 變電站占地及建筑面積減少隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，市區(qū)的用電負(fù)荷增長迅速，而城市土地十分寶貴，地價越來越貴。新建的城市變電站必須符合城市的形象及環(huán)保等要求，追求綜合經(jīng)濟(jì)、社會效益，所以建設(shè)形式多采用地面全戶內(nèi)型或地下等布置形式，占地面積有效減少。變電站綜合自動化技術(shù)變電站綜合自動化是一項(xiàng)提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行水平，降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項(xiàng)措施。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。 變電站設(shè)計的主要原則和分類變電站設(shè)計的原則是：安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、投資合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、運(yùn)行高效、努力做到統(tǒng)一性與可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、靈活性、時效性和和諧性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。變電站設(shè)計的分類按照變電站標(biāo)準(zhǔn)方式、配電裝置型式和變電站規(guī)模3個層次進(jìn)行劃分。（1） 按照變電站布置方式分類。110kV變電站分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站和半地下變電站3類。在變電站設(shè)計中，戶外變電站是指最高電壓等級的配電裝置、主變布置在戶外的變電站；戶內(nèi)變電站是指配電裝置布置在戶內(nèi)，主變布置在戶外或者戶內(nèi)的變電站。半地下變電站是指主變布置在地上，其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站；地下變電站是指主變及其它主要電氣設(shè)備布置在地下建筑內(nèi)的變電站。（2） 按配電裝置型式分類。110kV配電裝置可再分為常規(guī)敞開式開關(guān)設(shè)備和全封閉式組合電氣2類進(jìn)行設(shè)計。（3） 按變電站規(guī)模進(jìn)行分類。例如戶外AIS變電站，可按最高電壓等級的出線回路數(shù)和主變臺數(shù)、容量等不同規(guī)模分為終端變電站、中間變電站和樞紐變電站。第2章 任務(wù)書 原始資料一、 題目： 110KV變電站設(shè)計二、 原始資料 （一）建設(shè)性質(zhì)及規(guī)模 本所為于某市邊緣。除以10KV電壓供給市區(qū)工業(yè)與生活用電外，并以35KV電壓向郊區(qū)工礦企業(yè)及農(nóng)業(yè)供電。其性質(zhì)為區(qū)域變電站。電壓等級：110/35/10KV線路回數(shù)：110KV 近期2回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；35KV 近期4回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；10KV 近期9回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回； （二）電力系統(tǒng)接線簡圖~=200MVASx1= 110KV S2=1200MVA~ 待建變電站 Sx2= 2（） 110KV FS市變 圖21電力系統(tǒng)接線圖附注： 圖中，系統(tǒng)容量、系統(tǒng)阻抗均相當(dāng)于最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式下：=170MVA，XS1=S2=1050MVA，XS2= 系統(tǒng)可保證本所110KV母線電壓波動在177。5%以內(nèi)。（三）負(fù)荷資料電壓等級 負(fù)荷 名稱最大負(fù)荷 MW穿越功率 MW負(fù)荷組成（%）自然力率Tmax（h） 線長（km）備注近期遠(yuǎn)景近期遠(yuǎn)景一級二級三級 110KV市系一線152012市甲線152025備用一10備用二1035KV煤礦12403020煤礦22403020甲鄉(xiāng)鎮(zhèn)23203010乙鄉(xiāng)鎮(zhèn)2203020備用115備用221210KV化肥廠1402055002化肥廠2402055002開關(guān)廠1203040003電線電纜廠11203045002電線電纜廠21303045002玻璃廠11303050002機(jī)械廠130304000食品廠120304500市區(qū)220403000備用一1備用二1（四）地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件所址地區(qū)海拔185m，地勢平坦，屬輕微地震區(qū)。年最高氣溫+40176。C，年最低氣溫10176。C，年平均氣溫+12176。C，最熱月平均最高溫度+34176。C。最大風(fēng)速30m/s，覆冰厚度為10mm，屬于我國第V標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)。 線路由系統(tǒng)變電所S1,南墻出發(fā)至RM變電所南墻上，全長共12KM，在線路11KM處共轉(zhuǎn)角四次。其角度為28176。、6176。、90176。、78176。全線地質(zhì)為亞黏土地層，，土壤電阻率為100Ω。地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕作用。土壤熱阻率ρT=120176。C/w，土溫20176。C。三、設(shè)計任務(wù) 變電所總體分析； 負(fù)荷分析計算與主變壓器選擇； 電氣主接線設(shè)計； 短路電流計算及電氣設(shè)備選擇； 110KV線路保護(hù)整定計算； 變壓器保護(hù)整定計算； 110KV或35KV母線保護(hù)整定計算；四、設(shè)計成品（一） 畢業(yè)設(shè)計說明書一冊（包括電氣一次、二次部分）；（二） 設(shè)計圖紙電氣主接線圖（2圖）； 設(shè)