【正文】 and more to quality and management that electric energy supply to live. In order to guarantee the power supply requirements,the design of the power supply system should bee more and more pletely and systematic. Because the power supply system， s hard core is a transformer substation, designing and constructing a security and economical transformer substation is great importance. The design is refer to the part of 110kV electrical substation de sign. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design makes satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation。 the certainty of number, capacitance and model for main transformer。 the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutualinductance implement, current mutualinductance implement, arrester)。 the design for lightning proof protection and earth system. This basis of the design is our country present technical standards and each related standard regulations and so on, designs is a preliminary design, provides the firsthand information according to the project description, the reference pertinent data and the books, carries on the parison to each kind of plan to text introduces the design method on way of thinking and new technique of the 220 kV substations which can be the theories of related design. Keywords: Substation； Short Circuit Calculation； Electrical main wiring。人類對能源質(zhì)量也要求越來越高。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。 本次畢業(yè)設(shè)計的目的在于進(jìn)一步鞏固和運用專業(yè)知識能力，達(dá)到理論與實際相結(jié)合，使所學(xué)過的專業(yè)知識具體化、形象化。本次畢業(yè)設(shè)計 內(nèi)容為 110kV 地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計，并根據(jù)變電所設(shè) 計的基本原理，務(wù)求掌握變電站電氣一次系統(tǒng)的原理及設(shè)計過程。 2 2 變電站電氣主接線設(shè)計 主接線設(shè)計的基本要求 主接線的設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求。 研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題 （ 1） 應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行德爾實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。 （ 2） 主接線的可靠性要包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。 （ 4） 要考慮所涉及發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 （ 2） 斷路器或母線故障以 及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷的供電。 （ 4） 大機(jī)組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。 （ 1） 調(diào)度時，應(yīng)可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式及特殊運行方式下的系統(tǒng)要求。 （ 3） 擴(kuò)建時，可以容易的從初期接線 過渡到最終的接線。 經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 2） 要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 （ 4） 如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護(hù)要求， 110kV 及以下終端或分支變電站可 采用簡易電器。 電能損失少 經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 主接線方案的選擇、比較、確定 變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路，變壓器連接組件總數(shù)、設(shè)備特點等要求。所以，本設(shè)計主接線的確定不僅對變電站本身電氣設(shè)備的選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定密切相關(guān)，而且對電力系統(tǒng)整體運行可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性有較大影響。 對原始資料的分析 (1) 110kV 進(jìn)線 2 回，歸算至此 110kV 母線的系統(tǒng)短路電抗為 ，基準(zhǔn)電壓取平均電壓，基準(zhǔn)功率取 100MVA。 主接線方案初步擬定 4 5 6 方案一如圖 21所示， 35kV 側(cè)采用單母線帶旁路接線，雖可靠性提高，但增加了斷路器和隔離開關(guān)數(shù)目，接線復(fù)雜，投資很大配電裝置占地面積增大。 方案三如圖 23所示， 110kV 側(cè)采用單母線分段能滿足可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性要求，對 35kV、 10kV 側(cè)均采用單母線分段接線，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便。 35kV 采用雙母線接線可靠性較強(qiáng)。 綜上所述，選用方案三、方案四進(jìn)行 短路計算、經(jīng)濟(jì)性比較。卻低昂合理變壓器容量是變電站安全運行、可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運行的保證。所以，在確保安全可靠供電的基礎(chǔ)上，確定變壓器的經(jīng)濟(jì)容量，提高網(wǎng)絡(luò)的、經(jīng)濟(jì)運行素質(zhì)將具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。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(yīng) 保證該站全部負(fù)荷的 70%，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷。 （ 3）主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 SDJ161 的有關(guān)規(guī)定。 （ 2）對于地區(qū)孤立的一次變 電站或大型工業(yè)專用變電站，在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺主變壓器可能性 [4]。 主變形式的選擇原則 （ 1） 110kV 一般采用三相變壓器。對新建變電站，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)觀點考慮，應(yīng)采用有載調(diào)壓。 主變?nèi)萘康拇_定原則 （ 1）為準(zhǔn)確選擇主變?nèi)萘浚L制變電站的年及日負(fù)荷曲線，可從 該曲線得出變電站年、日最高負(fù)荷和平均符合。 （ 3）變壓器最大負(fù)荷按負(fù)荷下式確定： ?? PKPM 0 （ 31） 8 式中 0K — 符合同時系數(shù)； ?P — 按負(fù)荷等級統(tǒng)計的綜合用電負(fù)荷。 主變壓器的計算與選擇 容量計算 在《電力工程電氣設(shè)計手冊》可知：裝有兩臺及以上主變壓器的變電站中，當(dāng)斷開一臺主變時，其余主變壓器的容量應(yīng)能保證用戶的以及和二級負(fù)荷，其主變壓器容量應(yīng)滿足“不應(yīng)小于 70%— 80%的全部負(fù)荷”。 考慮到在實際運行生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)、規(guī)范，便于維護(hù)、調(diào)試以及安裝檢修，本所選擇相同型號的 2臺主變壓器，單臺變壓器的容量為 。 （ 2）繞組數(shù)量 根據(jù)《電氣工程電氣設(shè)備電氣一次部分》在具有三中電壓的變電站中，如通過主變壓器個側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓 器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器，所以，本站采用三繞組變壓器。 綜合以上分析，根據(jù)設(shè)計理論原則，本站采用的變壓器為調(diào)壓三繞組變壓器，設(shè)計計算容量為 66000KVA.。在選擇電氣設(shè)備時，為保證在正常運行和故障下都能安全、可靠的工作，需要進(jìn)行全面的短路電流將計算。 （ 2） 在選擇電氣設(shè)備時，為保證電氣設(shè)備在正常運行和故障下都能安全、可靠的工作，同時又力求節(jié)約資金，這就要求進(jìn)行全面的短路電流計算。 （ 4） 按接地裝置設(shè)計時，需用短路電流。 基準(zhǔn)值 高壓短路電流計算一般只計算組件電抗，采用標(biāo)幺值計算，為了計算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量： MVASB 100? 基準(zhǔn)電壓： avU （ kV） 37 115 變壓器及電抗器的參數(shù)計算 主變參數(shù)計算 11 由變壓器原始數(shù)據(jù)計算得， ][21%]%%[21%)32()31()21(1 ??????? ??? kkkk UUUU （ 41） ][21%]%%[21%)31()32()21(2 ??????? ??? kkkk UUUU （ 42） ][21%]%%[21%)21()32()31(3 ???????? ??? kkkk UUUU （ 43） 于是， 75100*100 *100 %1*1 ??? NBk SSUX （ 44） 1 1 0 0*1 0 *1 0 0%2*2 ??? NBk SSUX （ 45） *100 *100 %3*3 ????? NBk SSUX （ 46） 網(wǎng)絡(luò)等值變換與簡化 方案三與方案四短路計算系統(tǒng)化簡阻抗圖及各阻抗值，短路點均一樣。 短路點 d4 短路計算（ 10kV 母線） d 2 x 1 x 2 x 2 x 1 d 2 x 4 x 4 S S d 2 x 5 S S d 2 圖 4 3 圖 4 4 圖 4 6 圖 4 5 X S X S X S X 6 13 網(wǎng)絡(luò)化簡如圖 47 至圖 410 所示 X7=X1+X3== X8=X7∥X 7=X9=Xs+X8=+= Xd∑ *=X9= 所以 Idz*=I” *=I∞ *=*=*1dX = IB= ??BBUS= kA I”= I ∞ = =?I IB= I∞ *IB= * IB== kA ich=″ = = Ioh=″ = = S″ = 3 I″ Uav= 3 = MVA 短路點 d5 短路計算（ 10kV 出線） 由于短路電流過大，需要裝設(shè)限流電抗器。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。 按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般 可分為：多油斷路器、少油斷路器、壓縮空氣斷路器、真空斷路器、 SF6 斷路器等。 斷路器選擇的具體技術(shù)條件如下： （ 1）電壓： Ug≤ UN Ug電網(wǎng)工作電壓 （ 2）電流： ≤ IN （ 3）斷開電流： Idt≤ INbr Idt 斷路器實際斷開時間 t秒的短路電流周期分量 INbr斷路器額定斷開電流 （ 4）動穩(wěn)定： ich≤ imax imax斷路器極限通過電流峰值 ich 三相短路電流沖擊值 16 （ 5）熱穩(wěn)定： I∞ 178。t I∞ 穩(wěn)態(tài)三相短路電流 tdz 短路電流發(fā)熱等值時間 It 斷路器 t秒熱穩(wěn)定電流 其中 tdz=tz+178。 主變 110KV 側(cè)斷路器的選擇及校驗 （ 1）電壓：因為 Ug=110kV UN=110kV 所 以 Ug= UN （ 2）電流： =＝ 413A 選出斷路器型號為 SW4－ 110－ 1000 型如下表 52： 表 52 110KV側(cè)斷路器參數(shù) 型號 額定電壓， kV 額定電流，A 額定開端電流， kA 動穩(wěn)定電流峰值， kA 4S熱穩(wěn)定電流， kA 價格，元 SW4110 110 1000 55 21 47600 因為 IN=1000A ==413A 所以 IN （ 3）斷開電流： Idt≤ INbr