1、分类号 编 号 华北水利水电学院North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power毕 业 设 计题目 110kV 变电站电气部分设计 学 院 电力学院 专 业 电气工程及其自动化姓 名 学 号 指导教师 2010 年 5 月 31 日华北水利水电学院毕业设计I华北水利水电学院本科生毕业设计任务书一、毕业设计的目的毕业设计是本科生培养方案中的重要环节。毕业设计是在完成本专业全部课程的基础上，学生综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，使学生得到一次综合运用所学基本理论，基本知识和技能，进行工程设计或科学研究
2、的初步训练，进一步培养学生分析、解决问题的能力。能够让学生在作完毕业设计后，感到自己的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，去创造的自信心。通过毕业设计应使学生达到下列要求：1、提高学生关于电力工业建设的政策观念和经济技术观点，以及对工程技术中的技术与经济问题能够进行较全面的综合分析能力。2、学习变电站工程设计程序和方法，使学生进一步获得查阅文献，搜集资料，调查研究，综合分析，计算比较，设计制图和编写说明等多方面的训练。3、使学生巩固和提高以往学习的理论和知识，进一步补充某些新的知识和基本技能，从而获得综合应用各种知识解决实际问题的锻炼，提高理论联系实际的能力。二、主要设计内容
3、（一）电气一次部分1、电气主接线设计；2、短路电流计算及主要电气设备选择；3、配电装置设计。（二）电气二次部分1、变压器的保护配置设计；2、变压器保护设计；3、变压器保护整定计算；三、重点研究问题1、电气主接线方案设计，包括方案论证（变压器选择、技术论证和经济比较） ；2、短路电流计算（包括三相短路电流计算与不对称短路电流计算） ；3、电气设备选择计算；4、变压器保护整定计算。华北水利水电学院毕业设计II四、主要技术指标或主要设计参数设计的原始资料为满足乡镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一座 110/35/10kV 的区域性降压变电所，设计原始资
4、料要求如下：1、电压等级： 110/35/10kV2、设计容量：拟设计安装两台主变压器。3、进出线及负荷情况：(1） 、110kV 侧，110kV 侧进出线 4 回，其中两回为电源进线，每回最大负荷50000KVA，功率因数为 0.85，一回停运后，另一回最大可输送 100000KVA 负荷；另 2回为出线，本期拟建设一回，留一回作为备用出线间隔，出线正常时每回最大功率为35000kVA，最小为 25000kVA，功率因数为 0.85，最大负荷利用时间为4200h。 （110KV 母线短路容量 2000MVA）(2)、35kV 侧,35kV 侧出线 2 回，每回最大负荷 12000KVA，无电
5、源进线。负荷功率因数为 0.8，最大负荷利用小时为 4000h，一类负荷占最大负荷的 20%，二类负荷占20%，其余为三类负荷。(3)、l0kV 侧，l0kV 侧出线共计 14 回，其中 2 回为站用变出线，无电源进线，为电缆出线，每回负荷 1600kVA，负荷功率因数为 0.8 左右，最大负荷利用小时数为 5000h以上，其中一、二类负占总最大负荷的 50%。4、环境条件当地最高气温 40 摄氏度，最低气温 -25 摄氏度，最热月份平均温度 23.3摄氏度，变电所所处海拔高度 700m。污秽程度中级。土壤热阻率 t=120cm/w，土壤温度 20。五、设计成果要求1、设计要求（1）电气主接线
6、方案设计应合理，主接线方案论证与比较不能少于两个方案。（2）短路电流及电气设备选择计算方法应正确。（3）主接线图形符号、线条及图签符合规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。（4）论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无错别字，要求打印，统一用 A4 纸。（5）独立完成，严禁抄袭或请人代作。华北水利水电学院毕业设计III（6）按分配时间阶段完成相应任务。2、毕业设计论文说明书及计算书装订次序：（1）毕业设计（论文）开题报告；（2）毕业设计（论文）任务书（抄录原件有关内容） ；（3）目录；（4）毕业设计（论文）正文。正文包括方案论证（变压器选择、技术论证和
7、经济比较） 、短路计算图表、电气设备选择（高压开关电器、互感器、避雷器、母线等） 。（5）计算书3、变电所电气主接线图、变电所断面图（要求计算机绘图A3一份） 。4、专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求 3000 字以上）六、其它1、参考文献 1熊银信主编 发电厂电气部分（第三版） 中国电力出版社 2004.82西北电力设计院 电力工程电气一次设计手册 水利电力出版社 19893西北电力设计院 电力工程电气二次设计手册 水利电力出版社 19894陈珩主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 19985李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 20026贺家李 宋从矩 合编 电力系统继电保护
8、 20032、时间安排本次设计的时间共 12 周，各部分设计内容的时间安排大致如下：收集资料，熟悉任务 1 周方案论证比较 1 周短路电流计算 2 周电气设备选择计算 2 周计算机绘图 2 周完善设计成果 1 周编制设计说明书 1 周华北水利水电学院毕业设计IV审核、校对|、翻译资料 1 周答辩 1 周总计 12 周华北水利水电学院毕业设计I华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告2010 年 03 月 24 日学生姓名 龚宏科 学号 200607127 专业 电气工程及其自动化题目名称 ghk110kV 变电站电气部分设计课题来源 模拟主要内容一、主要设计内容（一）电气一次部分1、电气主接线设
9、计；电气主接线的设计确定主接线的形式对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修是否方便以及经济性等都起着决定性作用。变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，我们可以进行定量评价。灵活性的基本要求是满足调度时灵活性的要求，满足检修时灵活性的要求以及满足扩建时灵活性的要求，大的电力工程往往要分期建设，从最初的主接线过渡到最终的主接线，每次过渡都应该比较方便，对已运
10、行部分影响小，改建的工程量不大。根据任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，可以拟定出若干个主接线方案。依据对主接线的基本要求，从技术上淘汰一些明显不合理的方案，最终保留 2 个技术上相当，又能满足任务书要求的方案，再进行经济性、可靠性、可操作性等比较，最终确定出在技术上合理、经济上可行的方案。2、短路电流计算及主要电气设备选择；短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图，制定短路计算等值网络图，拟订必要的短路计算点，用实用计算法或上机计算出选择电气设备所需的各组短路电流。并将计算值列表备用。华北
11、水利水电学院毕业设计II所必须的知识点包括：a 短路电流的计算方法；b 设计中通常以三相短路作为电气设备的选择方法；c 根据短路计算网络的具体情况，可按同一变比法或按个别变化法计算短路电流。应选择的电气设备如下：各电压等级的母线、绝缘子、断路器、隔离开关、电压及电流互感器。按正常情况下选择电气设备，按短路情况下校验电气设备的动稳定，热稳定等。对于软母线来说不用校验其动稳定，对于开关来说不用校验其开断能力。对选择的主接线进行短路电流计算（三相短路、两相短路、单相接地短路）。对断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、熔断器、限流电抗器、支柱绝缘子、穿墙套管、避雷器、消弧线圈进行合理的选择并
12、进行校验。3、配电装置设计。（二）电气二次部分根据计算出的短路电流和线路接线方式，进行变压器和线路保护的整定。1、变压器的保护配置设计；2、变压器保护设计；3、变压器保护整定计算；三、重点研究问题1、电气主接线方案设计，包括方案论证（变压器选择、技术论证和经济比较） ；2、短路电流计算（包括三相短路电流计算与不对称短路电流计算） ；3、电气设备选择计算；4、变压器保护整定计算。采用的主要一、导体的选择母线型式选择应根据发电机容量、电站环境、不知场地、安装与维护等方面的要求，通过技术经济比较确定。变压器的选择（1） 型式的选择：变压器的形式会直接的影线到电气主接线的形式，所华北水利水电学院毕业设
13、计III技术路线或方法以应综合考虑选择三相还是单相，三绕组或是双绕组，中压侧或低压侧带不带分裂绕组等。（2） 容量的确定：根据要求确定变压器的容量。台数的确定：根据进出线负荷大小和负荷类型，来选择变压器的台数。二、电气主接线的方案设计变电所在电力系统中的地位和作用，负荷大小和重要性等条件确定，并且满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。三、短路电流计算运用运算曲线法、对称分量法等方法进行短路电流计算。四、电气设备选择设备的选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证发电厂的安全运行和向系统供电的可靠性，应尽量选用轻型设备和常用产品。在一个发电厂内，应尽量减少设备和材料的种类，即尽量
14、减少设备的类型。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态下校验其短路的热稳定和动稳定。五、对重点研究问题进行分析，并找出解决办法。六、在设计过程中，通过搜集资料、向老师同学请教以及比较分析法等方法，运用计算机、电子计算器等工具，完成设计内容。了解并掌握 110kV 降压变电所的国内外现状特点和发展前景，查阅资料，结合电力系统方向所学专业课程以及他人的设计、研究成果， 掌握变电所设计的过程和方法，并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况，在借鉴已建 110 kV 降压变电所设计经验的基础上，对 110 kV 降压变电所所址的选择、电气主接线、二次接线的设计、电气设备
15、的平面布置、电气设备选型、防火、防雷、接地、防电磁辐射、防噪声等方面提出一系列设计思路。华北水利水电学院毕业设计IV预期的成果及形式（1）毕业设计论文开题报告；（2）毕业设计论文任务书（3）目录；（4）毕业设计论文正文。正文包括方案论证（变压器选择、技术论证和经济比较） 、短路计算图表、电气设备选择（高压开关电器、互感器、避雷器、母线等） 。（5）计算书3、变电所电气主接线图、变电所断面图（要求计算机绘图A3一份） 。4、专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求 3000 字以上）时间安排收集资料，熟悉任务 1 周方案论证比较 1 周短路电流计算 2 周电气设备选择计算 2 周计算机绘图 2 周
16、完善设计成果 1 周编制设计说明书 1 周审核、校对|、翻译资料 1 周答辩 1 周总计 12 周指导教师意见 签 名：年 月 日备注华北水利水电学院毕业设计I摘要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，本文设计建设一座 110kV 降压变电所，主要是对该变电所的电气一次部分进行设计、计算。根据原始资料和设计要求，主要进行了电气主接线方案设计、三相短路电流计算、主要电气设备的选择以及变压器的保护设置。由于电气主接线是
17、变电所的主要环节，本文选出数个电气主接线方案进行了技术经济综合比较，确定了一个较佳方案，并根据此方案对全所电气设备的选择、继电保护等，进行了详细的设计和说明。本设计分为两部分：第一部分为设计说明书，说明书中介绍了个所选电气设备型号，技术参数等。第二部分为设计计算书，计算书中主要是对所选短路点进行短路电流计算及设备选型和校验。关键词：变电所 电气主接线 电气设备华北水利水电学院毕业设计IIABSTRACTWith the development of the industry times, people bring up higher requests to the electric power
18、 supply, especially to the stability、reliability and endurance .But the stability 、reliability and endurance of the electrical network often rely on the transformer substations rationality and disposition. In order to feed the evergrowing cities and towns load requirements, enhance the reliability a
19、nd quality of power supply to consumers, this thesis designs an 110kV stepdown substation and its electric primary part.According to the original data and design requirements, mainly for the electrical wiring program design, three-phase short-circuit current, mainly electrical equipment selection an
20、d the protection of transformer installed. Due to the fact that main electrical scheme is the main part of substation, this thesis synthetically compares several main electrical schemes from technical and economic aspects and picks up one preferable scheme. According to the chosen scheme, detailed d
21、esign and instruction are carried out about the electric apparatus selection, relay protection, and so forth.This thesis consist of two parts, the first part is design specification, which introduces the selection electric apparatus type, technical parameter, etc; the second part is design calculati
22、on, which conducts short circuit current calculation, equipment lectotype, and verification on the selection short dot.Key Words: substation, main electrical scheme, electric apparatus华北水利水电学院毕业设计目录摘要 IABSTRACT II第一部分 设计说明书 1第一章 电气主接线设计 11.1 110kV 电气主接线选择 21.2 35kV 电气主接线选择 41.3 10kV 电气主接线选择 5第二章 变压器
23、选择 72.1 主变压器的选择 72.1.1 概述 72.1.2 负荷计算 72.1.3 台数的选择 72.1.4 容量选择 82.1.5 绕组数的选择 82.1.6 主变调压方式的选择 82.1.7 连接组别的选择 8第三章 短路电流计算 103.1 短路电流计算的目的 103.2 短路电流计算的一般规定 103.3 基本假定 103.4 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果 11第四章 主要电气设备选择 124.1 电气设备选择的一般条件 124.1.1 一般原则 124.1.2 按正常工作条件选择电气设备 124.1.3 按短路状态校验 134.2 母线的选择 134.2.1 母线及各
24、回出线的选择原则 134.2.2 母线选择结果 144.3 断路器的选择 154.3.1 断路器与隔离开关的选择原则 154.3.2 断路器、隔离开关选择结果 164.4 电流互感器的选择 174.4.1 电流互感器的选择原则 174.4.2 电流互感器选择结果 18华北水利水电学院毕业设计4.5 电压互感器的选择 184.5.1 电压互感器的选择原则 184.5.2 电压互感器选择结果 184.6 绝缘子和穿墙套管的选择 194.6.1 绝缘子和穿墙套管的选择原则 194.6.2 110kV、35kV 绝缘子选择结果 204.6.3 10kV 绝缘子选择结果 204.6.4 10kV 穿墙套
25、管选择结果 204.7 避雷器的选择 204.7.1 母线避雷器选择结果 204.8 熔断器的选择 214.8.1 熔断器的选择原则 214.8.2 熔断器的选择结果 21第五章 配电装置设计 225.1 屋内配电装置 225.2 屋外配电装置 23第六章 变压器继电保护 246.1 概述 246.2 继电保护装置的基本要求 246.3 继电保护装置的一般规定 246.4 变压器继电保护类型 25第七章 消弧线圈说明 27第二部分 计算说明书 28第一章 短路电流计算书 281.1 K1 点短路电流计算 291.2 K2 点短路电流计算 301.3 K3 点短路电流计算 32第二章 设备选择计算书 342.1 母线的选择计算： 342.1.1 110kV 侧主母线 342.1.2 110kV 侧主变压器引接线 342.1.3 35kV 侧主母线和主变压器引接线 342.1.4 l0kV 侧母线和主变压器引接线 342.1.5 110kV 侧出线 352.1.6 35kV 侧出线 352.1.7 l0kV 侧出线 362.2 断路器、隔离开关的选择计算 362.2.1 110kV 断路器选择 362.2.2 35kV 断路器选择
