1、兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- I -摘 要变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。根据设计任务书的要求，本次设计为 110kV 变电站 一次主接线的设计，并绘制电气主接线图和变电站平面布置图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV 和 10kV 三个电压等级。110kV 电压等级采用内桥接线，35kV 和 10kV电压等级都采用单母线分段接线。首先根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术经济比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。同时通过对原始资料的分析来选择变压器和无
2、功补偿装置。其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线上时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验。设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备大部分为国家推荐的产品，技术先进、运行可靠、经济合理。关键词：电气主接线；变压器；设备选型兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- II -AbstractSubstation as an important part of the entire power system directly affects the safety and e
3、conomic operation. According to the design requirements of the mission statement, this design is a main connection 110kV substation design and draw electrical substation main wiring diagrams and layout plans. There are two main transformers in the substation in which main electrical connection can b
4、e divided into three voltage grades: 110kV, 35kV with 10kV. It deposits sectionalized single bus bar scheme per grade.First, according to the main wiring of the reliable economy and flexible operation requirements, select the two proposed main wiring schemes for the technical and economic comparison
5、, eliminating poor schemes, the substation main electrical wiring scheme is determined. At the same time, through the analysis of raw data to choose transformer and reactive power compensation device. Second, short-circuit current calculation, the three-phase short-circuit calculated when the short
6、circuit occurs in each bus voltage level when the short circuit, the steady-state current and impact current value. According to the results and of the main electrical equipment selection and check the voltage level of voltage and maximum continuous working current.The content of the design in accor
7、dance with the relevant national technical and economic policy, the selected device for most countries recommend products, advanced technology, reliable, economic and reasonable.Key Words: Electrical main wiring, Transformer, Equipment type selection 兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- III -目 录摘 要 .IAbstra
8、ct .II1 绪论.11.1 工程背景.11.2 设计范围.11.3 设计依据.11.4 设计目标.11.5 设计任务.12 电气主接线设计.22.1 主接线的设计原则.22.1.1 主接线的设计依据.22.1.2 主接线设计的基本要求.22.2 主接线的设计.22.2.1 设计步骤.22.2.2 初步方案设计.22.2.3 最优方案确定.23 负荷计算.33.1 负荷计算的公式.33.1.1 低压侧负荷计算的公式.33.1.2 高压侧负荷计算的公式.43.2 10kV 和 35kV 的负荷计算 .43.2.1 10kV 线路负荷计算 .43.2.2 35kV 线路负荷计算 .53.3 变压
9、器的选择.63.3.1 确定变压器容量的公式.63.3.2 主变压器台数的选择.73.3.3 主变压器容量的确定.73.3.4 主变压器型号的确定.73.4 站用变压器的选择.83.4.1 站用变压器的选择的原则.83.4.2 站用变压器型号的选择.8兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- IV -3.5 无功补偿装置的选择.83.5.1 补偿装置的确定.83.5.2 补偿位置的确定.83.5.3 电容器型号的选择.84 短路电流计算.94.1 短路计算规定与步骤.94.1.1 短路计算的一般规定.94.1.2 短路计算的步骤.94.2 变压器的参数计算及短路点的确定.104
10、.2.1 变压器参数的计算.104.2.2 短路点的确定.114.3 各短路点的短路计算.114.3.1 短路点 k-1 的短路计算（110kV 母线） .114.3.2 短路点 k-2 的短路计算（35kV 母线） .124.3.3 短路点 k-3 的短路计算（10kV 母线） .134.3.4 短路点 k-4 的短路计算（0.4kV 母线） .135 电气主设备的选择及校验.155.1 各回路最大持续工作电流一览表.155.2 断路器的选择及校验.155.2.1 断路器选择的具体条件.155.2.2 断路器的选择与校验.165.3 隔离开关的选择及校验.175.4 熔断器的选择及校验.17
11、5.4.1 熔断器的选择.175.4.2 熔断器的校验.185.5 电流互感器的选择及校验.185.5.1 电流互感器选择的具体条件.185.5.2 电流互感器的选择.185.6 电压互感器的选择.195.7 母线及电缆的选择及校验.195.7.1 母线截面积的选择.195.7.2 10kV 出线电缆的选择 .20兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- V -5.7.3 10kV 出线电缆的校验 .20结 论.21致 谢.22参考文献.23兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）1 绪论1.1 工程背景随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益
12、提高。国家提出了加快城网和农网建设和改造，拉动内需的发展计划，110kV 变电站的建设迅猛发展。供电可靠性是城网建设改造的一个重要目标，110kV 变电站设计是城网建设中较为关键的技术环节，如何设计 110kV 变电站，是城网建设和改造中需要研究和解决的一个重要课题。1.2 设计范围包括负荷计算、短路计算，主接线方式的选择、变压器的选择、电气设备的选型和校核等。最后利用 AutoCAD 绘制变电所的主接线图和变电所平面布置图。1.3 设计依据(1) 相关专业提供的工程设计资料。(2) 国家现行有关设计规程、规范及标准，主要包括： 导体和电器选择设计技术规程(DL/T 5222-2005)351
13、10kV 变电所设计规范(GB 50059-1992)供配电系统设计规范(GB 50052-2009)3110kV 高压配电装置设计规范(GB 50060-2008) 国家现行的标准图。电气设备用图符合国家标准汇编、电气制图国家标准汇编。1.4 设计目标以 AutoCAD 作为设计平台，根据给定的地区 35kV、10kV 负荷情况，完成地区110kV 变电所主回路设计，以变电所对周围各集中用电负荷的可靠安全供电，设计出一个经济实用的 110kV 变电站。1.5 设计任务(1) 结合所给地区负荷性质，选择合适的主接线形式。(2) 选择合适的计算方法，进行地区变电所负荷计算，完成变压器选择。(3)
14、 进行短路计算，完成设备选择与校验。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- 2 -2 电气主接线设计2.1 主接线的设计原则2.1.1 主接线的设计依据(1) 考虑变电站在电力系统的地位和作用。 (2) 考虑近期和远期的发展规模。 (3) 考虑负荷的重要性和出线回路多少对主接线的影响。 (4) 考虑主变台数对主接线的影响。 2.1.2 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。2.2 主接线的设计2.2.1 设计步骤电气主接线设计，一般分以下几步：(1) 拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括
15、主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留 2 个技术上相当的较好方案。(2) 对 2 个方案进行全面的技术比较，确定最优的主接线方案。2.2.2 初步方案设计根据原始资料，此变电站有三个电压等级：110/35/10kV ，故可初选三相三绕组变压器。为保证供电可靠性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。方案一：110kV 侧采用内桥接线，35kV 和 10kV 侧都采用单母分段接线。方案二：110kV 侧采用外桥接线，35kV 和 10kV 侧都采用单母分段接线。2.
16、2.3 最优方案确定采用内桥接线的优点是供电可靠和运行灵活性好。适用于变压器不需要经常投切的总降压变电所。采用外桥接线的优点：同内桥接线。适用于变压器需要经常切换的变电所。由以上比较可得：110kV 侧采用内桥接线 1。兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）3 负荷计算负荷计算选择变压器容量和电气设备的依据 2。3.1 负荷计算的公式3.1.1 低压侧负荷计算的公式(1) 视在功率：(3.1)ca2caQtnPS其中， 为线路每回最大负荷 ； 为功率因数角 。caPkW(2) 线路功率损耗：(3.2)223 3cacaw1 0N223 3caWca1 001SPIRRLUQIX
17、X 其中， 为线路的计算电流 ； 为线路每相的电阻 ； 为线路每相的电抗caIAw1Rw1。 、 为线路单位长度交流电阻及电抗 ； 为线路计算长度 。0RX/kmLkm(3) 出线侧计算负荷：(3.3)caca1WPQk 其中， 为线路回路数。k(4) 低压侧总计算负荷：(3.4)caca2cacaPQS兰 州 交 通 大 学 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- 4 -3.1.2 高压侧负荷计算的公式(1) 变压器损耗：(3.5)Tca0.28PSQ(2) 高压侧总计算负荷：(3.6)caiT其中， ，代表 侧的总计算负荷； ，代表 侧的总计算负荷。1i0kV2i35kV3.2 10kV 和 3
18、5kV 的负荷计算3.2.1 10kV 线路负荷计算(1) 10kV 负荷原始数据10kV 负荷原始数据如表 3.1 表述。表 3.1 10kV 负荷原始数据表符合名称 每回最大负(kW) 功率因数 回路数 供电方式 线路长度(km)乡区变 1000 0.9(25.8) 3 架空 5纺织厂 1 700 0.89(27.1) 1 电缆 3纺织厂 2 800 0.88(28.36) 2 架空 7纺织厂 3 600 0.88(28.36) 1 架空 4加工厂 700 0.9(25.8) 1 架空 5材料厂 800 0.9(25.8) 2 架空 2电视机厂 800 0.87(29.5) 1 架空 14配电变压 A 780 0.9(25.8) 1 架空 15配电变压 B 900 0.92(23) 1 架空 16(2) 10kV 负荷计算结果由式 3.1式 3.3 可得 10kV 负荷计算结果如表 3.2 表述。
