前言

变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，分为设计说明书、设计计算书、设计图纸等三部分。所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本文是在老师们治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在毕业设计期间老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助。在此，我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢！

本文从主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述，并绘制了电气主接线图。由于本人水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师批评指正。

第一部分

110kV变电站电气一次部分

设计说明书 设 计 指导教师

第1章 原始资料

1.1地区电网的特点

1) 本地区即使在最枯的月份，水电站发电保证出力时亦能满足地区负荷的需要，

加上小火电，基本不需要外系统支援。

2) 本系统的水电大多数时径流式电站，出发保证出力外的月份，均有电力剩余，

特别是4至7月份。 1.2 建站规模

1) 变电站类型：110kV变电工程 2) 主变台数：2

3) 电压等级：110kV、35kV、10kV 4) 出线回数及传输容量 110kV出线6回（2回路备用）

本变－长泥坡 15000kw 6km LGJ-120 本变－双旗变 15000kw 42.3km LGJ-120 本变－系统 30000kw 66km LGJ-150 本变－双桥 8000kw 30km LGJ-120 35kV出线8回（2回路备用）

本变－长泥坡 8000kw 6km LGJ-95 本变－火电厂 10000kw 8km LGJ-95 本变－中方变 5000kw 15km LGJ-95

本变－水电站 8000kw 12km LGJ-120（2回路） 本变－鸭嘴变 5000kw 10km LGJ-95 10kV出线10回（3回路备用）

本变－氮肥厂 2500kw 2km 本变－化工厂 1500kw 3km 本变－医院 1500kw 5km

本变－印刷厂 2000kw 4km（2回路） 本变－造纸厂 2500kw 6km 本变－机械厂 2500kw 4km

5) 无功补偿：采用电力电容器两组，容量为2*4500kva 1.3 环境条件

1) 当地年温最高为40℃，年最低温度为-5℃； 2) 当地海拔高度为800米。 3) 当地雷暴日数为55日年；

4) 本变电站处于“薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率高达1000Ω.M

1.4 电器主接线图

建议110kV双母线分4段、35kV双母线带旁、10kV单母线分段带旁路接线，并考虑设置融冰措施。 1.5 短路阻抗

1) 系统作无穷大电源考虑：

X1Σmax＝0.05，X0Σmax＝0.04，X1Σmin＝0.1，X0Σmin＝0.05。

2) 火电厂的装机容量为3*7500kw，Xd＝0.125最大运行方式下，该火电厂3台机组全部投入并满发，最小运行方式下，该火电厂只投入2台机组。

3) 水电厂的装机容量为3*5000kw，Xd＝0.27，最大运行方式下，该水电厂3台机组全部投入并满发，最小运行方式下，该水电厂只投入1台机组。

第2章 电气主接线设计

电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并b主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 2.1.1 电气主接线的设计原则

电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、美观的原则。

1) 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路－变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110kV～220kV配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110kV～220kV出线在4回及以上时，一般采用双母线接线。

在大容量变电站中，为了限制6～10kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施：

a) 变压器分列运行；

b) 在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器； c) 采用低压侧为分裂绕组的变压器； d) 出线上装设电抗器。 2) 主变压器选择

a) 主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。当只有

一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。

b) 主变压器容量：主变压器容量根据5～10年的发展规划进行选择，并应考虑

变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按下式选择

Sn＝0.6 PM

PM为变电站最大负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60％负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40％，则可保证对84％负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25％的非重要负荷，因此，采用Sn＝0.6 PM，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。

c) 主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，

如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15％Sn以上时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为220kV及以上，中压为110kV及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。

3) 断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。

4) 为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据：

a) 最小负荷为最大负荷的60～70％，如主要是农业负荷时则宜取20～30％； b) 负荷同时率取0.85～0.9，当回路在三回一下时且其中有特大负荷时，可取

0.95～1；

c) 功率因数一般取0.8； d) 线损平均取5％。