目录

一 引言............................................................ 1 1 变电站的作用.................................................... 1 2 变电站设计的主要原则和分类...................................... 2 3 原始资料与设计任务.............................................. 2 二 设计说明书....................................................... 5 1 电气主接线设计.................................................. 5 1.1 电气主接线设计概述 .......................................... 5 1.2 电气主接线的基本形式 ........................................ 8 1.3 电气主接线选择 .............................................. 8 2 变电站主变压器选择............................................. 10 2.1 主变压器的选择 ............................................. 10 2.2 主变压器选择结果 ........................................... 12 三 设计计算书...................................................... 13 1 短路电流计算................................................... 13 1.1 短路的危害 ................................................. 13 1.2 短路电流计算的目的 ......................................... 13 1.3 短路电流计算方法 ........................................... 13 1.4 短路电流计算 ............................................... 14 1.4.1 110kv侧母线短路计算 .................................. 16 1.4.2 10kv侧母线短路计算 ................................... 18 2 电气设备的选择................................................. 20 2.1 导体的选择和校验 ........................................... 20 2.1.1 110kv母线选择及校验 ................................. 221 2.1.2 10kv母线选择及校验 ................................... 22 2.2 断路器和隔离开关的选择及校验 ............................... 23 2.2.1 110kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 .................. 24 2.2.2 10kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 ................... 26 2.3 电压互感器和电流互感器的选择 ............................... 28 2.3.1 电流互感器的选择....................................... 28 2.3.2 电压互感器的选择....................................... 29 3 防雷与接地方案的设计........................................... 31 3.1 防雷保护 ................................................... 31 3.2 接地装置的设计 ............................................. 31 参考文献........................................................... 33 附录............................................... 错误！未定义书签。

附录一 电气主接线图 ........................... 错误！未定义书签。 附录二 110KV屋外普通中型单母线分段接线的进出线间隔断面图错误！未定义书签。

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一 引言

1. 变电站的作用

一、变电站在电力系统中的地位

电力系统是由变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机）、变换（变压器、整流器、逆变器）、输送和分配（电力传输线、配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。

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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：

（1）枢纽变电站；位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330—500kv的变电站，成为枢纽，全所停电后，将引起系统解列，甚至出项瘫痪。

（2）中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。或使长距离输电线路分段，一般汇聚2—3个电源，电压为220—330kv，同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。

（3）地区变电站：高压侧一般为110—220kv，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。

（4）终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电站。全所停电后，只是用户受到损失。

二、电力系统供电要求

（1）保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持续供电的要求。

（2）保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%，给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。

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（3）保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3 ，而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。

2. 变电站设计的主要原则和分类

变电站设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效、，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性的协调统一。1. 统一性：建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象提醒公司企业的文化特征。2. 可靠性：主接线方案安全可靠。3. 经济性，按照利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求设备寿命期内最佳经济效益。4. 先进性：设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经济可比指标先进。5. 适应性：综合考虑不同地区的实际情况，要在系统中具有广泛的适应性，并能在一定时间内对不同规模，不同形式，不同外部条件均能适应。6. 灵活性：规模划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便，能够运行于不同的情况环境下。7. 时效性：建立滚动修改机制，随着电网的发展和技术的进步，不断更新、补充和完善设计。8. 和谐性：变电站的整体状况与变电站周边人文地理环境相协调

变电站设计的分类按照变电站标准方式、配电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。

（1）按照变电站布置方式分类。110kv变电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类。在变电站设计中，户外变电站是指最高电压等级的配电装置、主变布置在户外的变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变布置在户内、户外或者户内的变电站。半地下变电站是指主变布置在地上，其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站；地下变电站是指主变及其他主要电气设备布置在地下建筑内的变电站。

（2）按配电装置型式分类。110kv配电装置可再分为常规敞开式开关设备和全封闭式组合电气2类进行设计。

（3）按变电站规模进行分类。例如户外AIS变电站，可按最高电压等级的出线回路数和主变台数、容量等不同规模分为终端变电站、中间变电站和枢纽变电站。

3. 原始资料与设计任务

一、 题目： 110/10kV变电所电气部分设计

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二、 变电所有关资料。 变电所编号 最大负荷功率因数cos负荷曲线 重要负荷（％） （MW） φ Ａ Ｐ１ ０．９ Ａ或Ｂ ６５ Ｂ Ｐ２ ０．９ Ａ或Ｂ ７０ Ｃ Ｐ３ ０．９ Ａ或Ｂ ５５ （２）环境最高气温４００Ｃ ，最热月最高平均气温３２０Ｃ。 （３）变电所１０ｋＶ侧过电流保护动作时间为１ｓ。 （４）１１０ｋＶ输电线路电抗按０．４Ω／ｋｍ计算。 （５）发电厂、变电所地理位置图如图１所示。 （６）典型日负荷曲线如图２所示。 三、设计文件及图纸要求 （１）设计说明书一份。 （２）设计计算书一份。 （３）变电所主接线图一张，

S系统L1L4L52×LGJ-240L2BP2L3CP3AP1GG

图１ 发电厂、变电所地理位置接线图

汽轮发电机数据：ＱＦＱ－５０－２，５０ＭＷ，ｃｏｓφ＝０．８，Ｘ“ｄ＝０．１２５

变压器数据：ＳＦ７－４００００／１２１±２×２．５％， Ｕｋ％＝１０．５，Ｐｋ＝１７４ｋＷ

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