110kv变电所课程设计
第一篇：110kv变电所课程设计
110KV35KV10KV变电所课程设计
第一部分
设计任务书介绍
一、系统介绍
⑴系统可以视为一个无限大系统，有充足的有功和无功功率。系统采用中性点直接接地的方式。
⑵枢纽变电站距离设计变电所50公里，建议采用LGJ-185导线。
⑶所用电：占总负荷的
1%
⑷35KV侧，Ⅰ类荷采用双回路供电;Ⅱ类荷占总负荷的40%;其余为Ⅲ类负荷。
10KV侧，Ⅰ类荷采用双回路供电;Ⅱ类荷占总负荷的35%;其余为Ⅲ类负荷。
二、电压等级及负荷情况
1、电压等级：110
KV、
35KV、
10KV
2、主变：
近期2台，远期2台
3、进出线回路：
⑴
35KV侧近期出现5回，远期出现8回，各回路负荷分别为：3500KV(双回)
1000KV
1000KV
1800KV
1000KV
1500KV
1220KV
⑵
10KV低压侧出现本期5回，远期9回，各回路负荷为：2000KV(双回)1000KV
1500KV
800KV
1000KV
1800KV
200KV
1000KV
(双回)
三、所址：
年平均环境温度
(+250C);
气候条件一般，无严重腐蚀;
地形平坦，海拔765米;
位于城市远郊，污染较小;
四、设计要求完成以下内容：
⑴
设计说明书
⑵
短路电流计算及设备选择校验
⑶
绘制电气主接线图，方案论证
⑷
试确定防雷及接地，保护方案
⑸
汇总主要设备清单
五、设计要求：
⑴
设计必须符合国家现行设计政策
⑵
依据国标及有关规定
⑶
在保证运行安全可靠的前提下，尽量满足经济性
⑷
积极推广成熟的新产品和新技术，不得使用淘汰产品
第二部分
电气主接线方案确定
一
电气主接线设计原则
电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备已规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单向接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合的考虑各个方面的因素影响，最终得到实际工程确认的最佳方案。
电气主接线的基本原则是以设计任务数为依据，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，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件的设计先进性和可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。结合主接线设计的基本原则，所设计的主接线应满足供电可靠性、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。在进行论证分析时更应辩证地统一供电可靠性和经济性的关系，方能做到先进性和可行性。
二
确定主接线方案
1
原始资料分析
本设计变电站为降压变电站，有三个电压等级，即110/35/10KV。高压侧电压为110KV，有两回进线
,采用双回LGJ-185导线与枢纽变电所相距50km;中压侧电压为35KV，有八回出线;低压侧电压为10KV，有九回出线。经分析可知，本变电站为地区变电站。
35KV侧，Ⅰ类负荷采用双回路供电，Ⅱ类负荷占总负荷40%，其余为三类负荷。经分析计算，远期八路负荷为：Ⅰ类：3500KVA(双回);Ⅱ类：1000KVA、1000KVA、1800KVA、1000KVA(添加);Ⅲ类：1000KVA、1500KVA、1220KVA。
10KV侧，Ⅰ类负荷采用双回路供电，Ⅱ类负荷占总负荷35%，其余为三类负荷。经分析计算，远期九路负荷为：Ⅰ类：2000KVA、1000KVA;Ⅱ类：1000KVA、1800KVA、700KVA(添加);三类：1500KVA、800KVA、1000KVA、200KVA。
双回路工作方式：两条双回路互为备用，平时均处于带点状态，一旦一条回路发生供电故障，另一条回路自动投入，从而保证不间断供电。
2
各类接线的选用原则
主接线的基本形式：主接线的基本形式就是主要电气设备常用的几种连接方式，概括地分为两大类。
(1)
有汇流母线的接线形式。
(2)
无汇流母线的接线形式。
发电厂和变电所电气主接线的基本环节是电源(发电机或变压器)、母线和出现(馈线)。各个发电厂或变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线较多时(一般超过4回)，为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节母线起着汇总电能和分配电能的作用，可使接线简装清晰、运行方便、有利于安装和扩建。但有母线后，配电装置占地面积增加，使用路断器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电气较少，占地面积较小，但只适于出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电所。
结合原始资料所提供的数据，权衡各种接线方式的优缺点，将各电压等级适用的主接线方式列出：
110KV只有两回出线，且作为降压变电所，110KV侧无交换潮流，两回线路都可向变电所供电，亦可一回向变电所供电，另一回作为备用电源。所以，从可靠性和经济性来定，110KV侧适用的接线方式为内桥接线和单母分段两种。
35KV侧，出线回路有八回，且Ⅰ、Ⅱ类负荷占总负荷69%，所以，可选用单母分段和单母分段带旁路两种。
10KV侧，出线回路有九回，且Ⅰ、Ⅱ类负荷占总负荷65%，所以，可选用单母分段和单母分段带旁路两种。
这样，拟定两种主接线方案：
方案Ⅰ：110KV采用内桥接线，35KV采用单母分段带旁路接线，10KV采用单母分段接线。
方案Ⅱ：110KV采用单母分段接线，35KV采用单母分段接线，10KV采用单母分段接线。
方案Ⅰ、方案Ⅱ的接线图如下
方案Ⅰ主接线图：
图2-1
方案Ⅰ主接线图
方案Ⅱ主接线图：
图2-2
方案Ⅱ主接线图
3
拟定方案中设计方案比较
(1)主接线方案的可靠性比较
110KV侧：
方案Ⅰ：采用内桥接线，当一条线路故障或切除、投入时，不影响变压器运行，不中断供电，并且操作简单;桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。且接线简单清晰，全部失电的可能性小，但变压器二次配电线及倒闸操作复杂，易出错。
方案Ⅱ：采用单母线分段接线，任一台变压器或母线、线路故障或停运时，不影响其它回路的运行;分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。
35KA侧：
方案Ⅰ：单母线分段兼旁路接线，检修任一台断路器时，都可用旁路断路器代替;当任一母线故障检修时，旁路断路器可代替该母线，使该母线的出线不致停运。
方案Ⅱ：单母线分段接线，检修任一台断路器时，该回路需停运，分段开关停运时，两段母线需解列运行，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不至失电，另一段母线上其他线路需停运。
10KV侧：由于两方案接线方式一样，故不做比较。
(2)主接线方案的灵活性比较
110KV侧：
方案Ⅰ：操作时，主变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，扩建方便。线路的投入和切除比较方便。
方案Ⅱ：调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器，而且便于扩建。
35KV侧：
方案Ⅰ：运行方式较复杂，调度操作复杂，但可以灵活地投入和切除变压器和线路，能满足在事故运行方式、检修方式及特殊运行方式下的调度要求，较易于扩建。
方案Ⅱ：运行方式简便，调度操作简单灵活，易于扩建，但当断路器检修时线路要停运，影响供电。
10KV侧：两方案相同。
(3)主接线方案的经济型比较
将两方案主要设备比较列表如表2-1：
表2-1
项
目
方
案
主变压器(台)
110KV断路器(台)
110KV隔离开关(组)
35KV断路器(台)
35KV隔离开关(组)
10KV设备
Ⅰ
2
3
8
13
35
相同
Ⅱ
2
5
10
12
33
相同
从表中可以看出，方案Ⅰ比方案Ⅱ综合投资少一些。
(4)主接线方案的确定
对方案Ⅰ、方案Ⅱ的综合比较列表，对应比较它们的可靠性、灵活性和经济性，从中选择一个最终方案
表2-2
方
案
项
目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
可靠性
1、简单清晰，设备少
2、35KV母线检修时，旁路母线可代替工作，不致使重要用户停电;任一断路器检修时，均不需停电
3、任一主变或110KV线路停运时，均不影响其他回路停运
4、全部停电的概率很小
5、操作相对简单，误操作的几率不大
1、简单清晰，设备多
2、35KV母线故障或检修时，将导致该母线上所带出线全停
3、任一主变或110KV线路停运时，均不影响其他回路停运
4、各电压等级有可能出现全部停电的概率不大
5、操作简便，误操作的的几率小
灵活性
1、运行方式较简单，操作稍微复杂
2、便于扩建和发展
1、运行方式简单，调度灵活
2、便于扩建和发展
经济性
1、高压断路器少，投资相对少
2、占地面积较小
1、设备投资比方案Ⅰ相对多
2、占地面积较大
通过以上比较，可靠性上方案Ⅰ优于方案Ⅱ，灵活性方面方案Ⅰ比方案Ⅱ稍差一些，经济性上方案Ⅰ比方案Ⅱ好。
该变电所为降压变电所，110KV母线无穿越功率，选用内桥要优于单母分段接线。现在35KV及10KV全为SF6断路器，停电检修的几率极小。在35KV侧重要负荷所占比重较大，为使重要负荷在母线或断路器检修时不致停电，采用单母分段带旁路接线方式。在10KV侧采用成套开关柜，主变压器10KV侧经矩形铝母线引入开关柜。
经综合分析，决定选方案Ⅰ最终方案，即110KV系统采用内桥接线、35KV系统采用单母分段带旁路接线、10KV系统采用单母分段接线。
第三部分
主变压器形式确定
一
相数确定
主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5~10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资、增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益;若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者满足不了变电站负荷的需要。这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电站设备的投资。
在330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。若受到限制时，则可选用单相变压器组。本设计变电所地处海拔765m，地形平坦，有较好的运输条件;且变电所有三个电压等级，有大量Ⅰ、Ⅱ类负荷。所以选用三相变压器作为本设计变电所的主变压器。
二
主变压器容量、绕组及接线方式
1、取同时率为0.9，cos=0.85。
装有两台变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：
(1)
任一台变压器单独运行时，应满足总计负荷S30大约70%的需要，
即
ST0.7
S30
35KV侧总负荷为12020KVA，10KV侧总负荷为10000KVA。
所以，
ST
0.7*(12020KVA+10000KVA)=15.4MVA
(2)
任一台变压器单独运行时，应满足全部Ⅰ、Ⅱ类负荷S30(Ⅰ+Ⅱ)的需要，
即
ST
S30(Ⅰ+Ⅱ)
即
ST(3500KVA+4808KVA)+(2000KVA+1000KVA+3500KVA)=14.8MVA
所以，主变压器容量选为16MVA。
2、机组容量为125MW及以下发电厂多采用三绕组变压器，但三绕组变压器的每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%以上，否则绕组未能充分利用，反而不如选用2台双绕组变压器在经济上更加合理。
三绕组变压器根据三个绕组的布置方式不同，分为升压变压器和降压变压器。降压变压器用于功率流向由高压传送至中压和低压，常用于变电站主变压器。
经综合分析，以及本变电所是降压变电站，采用三绕组变压器。
3、变压器三相绕组的联结组号必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组联结方式只有星形“Y”和三角形“d”两种。因此，变压器三相绕组的连接方式应根据具体工程来确定。
发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制3次谐波对电源的影响等因素，主变压器联结组号一般都选用YNd11和YNyn0d11常规接线。
全星形接线变压器用于中性点不接地系统时，3次谐波无通路，将引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均有影响。
结合变电所设计任务书，综合考虑，采用三相三绕组变压器，联结组号采用YNyn0d11常规接线。
三
冷却方式
油浸式电力变压器的冷却方式随其形式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却等。
中、小型变压器通常采用依靠装在变压器油箱上的片状或管形辐射式冷却器及电动风扇的自然风冷却及强迫风冷却方式散发热量。
本设计变电所的变压器为中、小型变压器，选择采用自然风冷却方式。
四、确定主变压器型号及参数
经以上分析计算，主变压器容量为16MVA。参考《电力工程及毕业设计参考资料》选择两台沈阳变压器厂生产的三相三绕组有载调压变压器，型号为SFS7-1600/110型变压器。
表3-1
主变压器型号及参数
型号
额定电压(KV)
空载损耗(KW)
空载电流(%)
联结组
标号
阻抗电压
高中
高低
中低
SFS7-16000/110
110+_2*2.5%
38.5+_2*2.5%
10.5
19.8
1.2
YN，yn0,d11
10.5
17
6.5
容量校验：低负荷系数K1=实际最小符合/额定容量=(1+0.2)/16=0.075
高负荷系数K2=实际最大负荷/额定容量=(3.5+2)/16=0.344
另外，查《发电厂电气设备》规定：自然油循环的变压器过负荷系数不应超过1.5。
可见：此变压器能满足要求，故应选用此型号的变压器。
第四部分
短路电流计算
一
短路计算的目的
短路是电力系统中最常见和最严重的一种故障。所谓短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。引起短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏。
电力系统发生短路时，由于系统的总阻抗大为减小，因此伴随短路所产生的基本现象是电流剧烈增加，短路电流为正常工作电流的几十倍甚至几百倍，在大容量电力系统中发生短路时，短路电流可高达几万甚至几十万安。在电流急剧增加的同时，系统中的电压降大幅度下降，例如发生三相短路时，短路点的电压将降到零。
由于短路所引起的后果是破坏性的，因此，在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。
短路电流计算的目的主要有以下几方面：
(1)
在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，同时又力求节约资金，就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的热稳定、计算短路电流冲击值、用校验设备动稳定。，
(2)
在设计屋外高压配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。
(3)
在选择继电保护和进行整定计算时，需以各相短路时的短路电流为依据。
(4)
接地装置的设计也需用短路电流。
二
短路计算得一般规定
1
合理假设：(1)电力系统中所用电源都在额定负荷下运行。
(2)同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁)。
(3)短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
(4)所有电源的电动势相位角相同。
(5)正常工作时，三相系统对称运行。
(6)应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
2
最大运行方式：计算短路电流是所用的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式)，而不能用仅在切换过程中的能并列的接线方式。
3
发生三相短路：一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相(或两相)接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。
三
具体短路计算
图4-1
短路等效图
XL
K1
110KV
X1
X1
X2
35KV
X3
X2
X3
K2
10KV
K3
在110KV侧、35KV侧、10KV侧母线短路时，短路电流值，冲击电流值，全电流有效值，短路容量值如下表4-1
表4-1
短路点
VN(KV)
运行方式
暂态短路电流I’’(KA)
冲击电流(KA)
全电流有效值(KA)
短路容量Sd(MVA)
K1
110KV
最大
6.49
16.55
9.80
1299
K2
35KV
最大
3.85
7.08
4.20
247
K3
10KV
最大
9.05
16.65
9.86
164
第五部分
电气设备选择
一
各种电气设备选择原则
电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作条件选择电气设备;2.按短路状态校验。
按正常工作条件选择的具体条件：
(1)
额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许电压为1.15UN。所以一般可以按照电气设备的额定电压UN不低于装设地点的电网的额定电压USN
的条件选择，即UN>=USN。
(2)
额定电流：电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。IN应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Imax，即INImax。由于变压器在电压降低5%时，输出功率可保持不变，故其相应回路的Imax应为变压器的额定电流的1.05倍;母联断路器回路一般可取母线上最大一台变压器的Imax。
按短路状态校验的具体条件：
(1)
短路热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值。满足热稳定的条件为:。
(2)
电动力稳定校验：电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力，亦称电动力。满足动稳定的条件为：。
选择设备的基本原则：
1、设备按照主接线形式进行配置
2、按装置位置及系统正常运行情况进行选择，按短路情况进行校验
3、所选择设备在系统中最恶劣运行方式下仍能可靠工作、动作
4、同类设备尽量同一型号，便于设备的维护，订货和相互备用
5、考虑近期5年发展的要求
二
母线型号选择
经计算和校验后，最终选择母线和导线如下表5-1：
表5-1
母线和导线型号
类
型
电
压
等
级
工作电流I30(A)
母线
出线
110KV
83.97
——
LGJ-185
35KV
239.94
LGJ-95
LGJ-70
10KV
879.77
单条、平放
(60mm*10mm)
矩形铝导线
单条、平放
(60mm*10mm)
矩形铝导线
三
断路器、隔离开关和电抗器的选择
限流电抗器：当短路电流很大，致使短路容量过大，无法选择“轻型”断路器时，在10KV、35KV甚至110KV的变电所主接线中常采用电抗器来限制短路电流。所谓“轻型”，是指断路器额定开断电流与所控制电路的短路电流相适应，使断路器及其相应的电器比较经济合理。
电抗器的基本参数是额定电抗百分数，它等于在电抗器中流过额定电流时的感抗压降占其额定电压的百分数，即
经短路电流计算，可知短路电流不大，能在此条件下选择断路器和隔离开关等电气设备。经校验后，都满足要求。所以，不采用电抗器。
主变压器110KV侧电气设备有关参数
表5-2
110KV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
LW6-110I
断路器
GW4-110D/600隔离开关
LCWD-110电流互感器
JCC2-110电压互感器
UN/KV
110
UN/KV
110
110
110
I30/A
83.97
IN/KA
2500
600
100/5
Ik/KA
6.49
Ioc/KA
31.5
--
ish/KA
16.55
Imax/KA
125
50
Qk
/KAs
160
/KAs
2500
980
主变压器35KV侧电气设备有关参数
表5-3
35KV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
LN2-35I
断路器
GW4-35G/600隔离开关
LCW-35
电流互感器
JDJJ-35
电压互感器
UN/KV
35
UN/KV
35
35
35
I30/A
239.94
IN/KA
1250
600
400/5
Ik/KA
3.85
Ioc/KA
16
ish/KA
7.084
Imax/KA
40
50
Qk
/KAs
45.95
/KAs
1024
980
主变压器10KV侧电气设备有关参数
表5-4
10KV侧电气设备
安装地点电气条件
设备型号规格
项目
数据
项目
LN2-10
断路器
GN19-10/1000
隔离开关
LBJ-10
电流互感器
JDZJ-10
电压互感器
UN/KV
10
UN/KV
10
10
10
I30/A
879.77
IN/KA
1250
1000
1000/5
Ik/KA
9.05
Ioc/KA
25
ish/KA
16.65
Imax/KA
63
80
Qk
/KA
s
212.95
/KAs
2500
3969
第六部分
防雷保护及接地装置
一
防雷保护的论述，保护概念及意义
1、变电所防雷保护的必要性
变电所是电力系统的枢纽，担负着电网供电的重要任务。由于变电所和架空线直接相连，而线路的绝缘水平又比变电所内的电气设备高，因此沿着线路侵入到变电所的雷电波的幅值很高。如果没有相应的保护措施，就有可能使变电所内的主变压器或其它电气设备的绝缘损坏。而变电所一旦发生雷击事故，将使设备损坏，造成大面积停电，给工农业生产和人们的日常生活带来重大损失和严重影响。
所以，对于变电所而言，必须采取有效的措施，防止雷电的危害。
2、防雷保护措施
2.1
装设避雷针保护整个变电所建筑物以免直接雷击
避雷针可以防护直击雷。避雷针可以单独立杆，也可以利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔;但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以防止雷击产生的过电压对变压器发生闪络放电。
2.2
装设架空避雷线及其他避雷装置作为变电所进出线段的防雷保护
这主要是用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所损坏了主变电所的这一关键设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。
2.3
装设阀型避雷器对沿线路侵入变电所的雷电波进行防护
变电所的进出线段虽已采取防雷措施，且雷电波在传播过程中也会逐渐衰减，但沿线路传入变电所内的部分，其过电压对内设备仍有一定危害。特别是对价值最高、绝缘相对薄弱的主变压器更是这样。故在变压器母线上，还应装设一组阀型避雷器进行保护。
6~10KV变电所中，阀型避雷器与被保护的主变压器间的电气距离，一般不应大于5m。为使任何运行条件下，变电所内的变压器都能够得到保护，当采用分段母线时，其每段母线上都应装设阀型避雷器。
2.4低压侧装设避雷器
这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器的低压侧中性点不接地时，其中性点可装设阀型避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。
需要注意的是，防雷系统的各种钢材必须采用镀锌防锈钢材，联系方式要用焊接。圆钢搭接长度不小于6倍直径，扁钢搭接长度不小于2倍宽度。
在装设避雷针时，应注意以下两点：
(1)为防止雷击避雷针时雷电波沿导线传入室内，危及人身安全，所以照明线或电话线不要架设在独立的避雷器上。
(2)独立避雷针及其接地装置，不应装设在行人经常通行的地方。避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不应小于3m，否则应采取均压措施，或铺设厚度为50mm~80mm的沥青加碎石层。
二
选择避雷器的型号
避雷器：是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变电所或其他建筑物内以免危及被保护设备的绝缘。
避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种。保护间隙和管型避雷器主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段的保护。阀型避雷器用于变电所和发电厂的保护。
保护间隙：虽然限制了过电压，保护了设备，但将造成线路跳闸事故。
管型避雷器：是一种有较高熄弧能力的保护间隙。(1)伏秒特性较陡且放电分散性较大，而一般变压器和其他设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平，二者不能很好配合;(2)动作后工作母线直接接地形成截波，对变压器纵绝缘不利。
阀型避雷器：分普通型和磁吹型两类。普通型的熄弧完全依靠间隙的自然熄弧能力，没有采取强迫熄弧的措施，其阀片的热容量有限，不能承受较长持续时间的内过电压冲击电流的作用。磁吹型利用磁吹电弧来强迫熄弧，其单个间隙的熄弧能力较高，能在较高的恢复电压下切断较大的工频续流，故串联的间隙和阀片的数目都较少，因而其冲击放电电压和残压较低，保护性能较好。
氧化锌避雷器：其阀片以氧化锌为主要材料，附以少量精选过的金属氧化物，在高温下烧结而成。氧化锌具有很理想的非线性伏安特性、无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大。
综合考虑，采用阀型避雷器。FS型避雷器：性能一般，主要用来保护10KV及以下的配电设备。FZ型避雷器：保护性能好，主要用于3~220KV电气设备的保护。FCD型避雷器：性能很好，主要用于旋转电机的保护。
所以，本设计变电站的避雷器采用FZ型避雷器。
选用避雷器如下表6-1：
表6-1
选择避雷器如下
型号
组合
方式
额定
电压
(KV)
灭弧电压(KV，有效值)
工频放电(KV，有效值)
预放电时间1.5~20us的冲击放电电压(KV幅值)不大于
5、10KA冲击电流下的残压(KV，幅值)
不小于
不大于
5KA下
不大于
10KA下
不大于
FZ-
10
单独元件
10
12.7
26
31
45
45
(50)
FZ-
35
2*FZ-35
35
41
84
104
134
134
(148)
FZ-
110
FZ-20+5*FZ-15
110
126
254
312
375
375
(440)
第七部分
总结
个人课程设计总结
程海洲
电气0804
0801120409
我很感谢邵老师给我们安排的这次课程设计，让我们有一次锻炼的机会。
作为组长，我尽量做到合理分工，积极组织小组会议讨论，综合大家的思想，总结出最好的方案和方法，圆满完成这次的课程设计任务。我花了大量的时间来整合和排版，这里也是我最头疼的地方，在这里感谢组员和同学的建议和帮助。课程设计中涉及到很多计算，起初很头疼，工作效率很慢，经过同学的帮做，特别是在邵老师的指点下，我终于会灵活运用word的公式编辑器了。
做设计讲究协同工作，如果靠自己独自完成，既浪费时间，效果又不好。以前的我很倾向于自己做东西，通过这次的设计，我明白理解了合作的重要性。这次的课程设计，我感到我们组的配合工作做得很好。大家都很积极查阅相关资料，提出自己的想法让大家讨论，并最终确定出出完美的方案。
两周的时间，确实很短。刚刚把有关的知识点了解的差不多的时候，就得急急忙忙的在电脑上规划任务书。确实是很紧迫。
这次的课程设计，让我感到很充实。我加深了对变电所电气主接线知识的理解，基本掌握了变电所电气主接线设计的步骤，所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。这次的课程设计，跟以往的不同。不是一两本参考书就能解决的。这次我翻遍了课程设计的有关资料。由于学校图书馆的参考书不是很多，无法满足这次的课程设计任务，我跑到书店去查阅更多的参考书。感谢这次的课程设计，让我学到了很多我应该用到却不太清楚的知识。通过此次课程设计，我熟悉和学习了变电所电气主接线设计和各种计算。其中包括：短路电流计算、电气设备选型、导体选择计算、防雷保护等。掌握了各种电气主接线使用条件、优缺点、接线形式。了解了各种电气设备的性能指标，校验方法，以及导线的选择
除了从网上下载的一些资料和跑图书馆外，我还从学校图书馆借了几本好书，不应该说是好书，而应该说是很有用的书，帮我们解决了一些很棘手的问题。虽然每本书的内容都大致相同，但各有各的优点，综合取其对设计最有用的东西。比如理论性的分析、实用性的计算以及主变压器和电气设备选择的参考资料。
我感觉这次的课程设计对我们的就业有很大的帮助，也许这就是老师安排这次课程设计的目的。但是，刚拿到设计任务书的时候，一点头绪都没有，更别提怎么做了。在老师的引领和帮助下，才逐步有了思路，最终圆满的完成任务。
回想最初面对任务书的困惑，到完成任务的轻松感，感觉成功其实很简单。只要面对困难有一种不服输的劲头，凭着执著和努力就能成功，一定会有个完美的结局。
在此，感谢我们的邵小强老师。作为老师，看着比我们还着急，努力帮我们解决困惑。老师严谨细致、一丝不苟的作风，让我很是倾佩，以及老师的谆谆教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这次的设计，离不开老师您的细心指导。在我们的努力和您的帮助下，我们终于完成了这次的课程设计。
个人课程设计总结
桑瑾
电气0804
0801120407
经过两个星期的努力，我们终于完成了本次变电所所电气主接线课程设计。回想这十多天的努力，虽然辛苦，却有很大的收获和一种成就感。
在这次课程设计中，在我们小组，我主要负责变压器选型以及短路电流计算，在电气主接线形式的确定中也发表了主要意见。
通过本次课程设计，我加深了对变电所电气主接线知识的理解，基本掌握了变电所电气主接线设计的步骤，所学的理论知识很好的运用到了实际工程中。在具体的设计过程中，涉及了很多知识，知识的掌握深度和系统程度都关系到整个设计的完整性和完善性，正是这样有趣而且具有挑战性的任务，激发了我的兴趣，我会尽可能的搜罗信息，设计尽量合理的电气主接线，而这个过程，也是我学习进步的过程。因此本次设计不但是我对所学的知识系统化，也锻炼了我查找资料、分析信息、选择判断的能力。
在之前的理论学习中，对变电所电气主接线设计的各种信息了解不够全面，对于《电力系统暂态分析》、《电力系统稳态分析》以及《发电厂电气部分》等专业可乘的知识不能联系起来，所学到的知识感觉都是分散的，不能融会贯通。而且以前所掌握的知识还不足以在整个课程设计中达到轻车熟路的程度。
通过此次课程设计，我熟悉和学习了变电所电气主接线设计和各种计算。其中包括：短路电流计算、电气设备选型、导体选择计算、防雷保护等。掌握了各种电气主接线使用条件、优缺点、接线形式。了解了各种电气设备的性能指标，校验方法，以及导线的选择。
在整个的程设计中，把遇到的疑问做了笔记，并通过各种资料去了解相关的知识。也希望带着这些疑问在学习中与其他同学讨论或请教来解决。除此之进行外变电所电气主接线设计通过边做边学习及向同学、老师请教，在规定时间内顺利完成了任务范围内的工作。
回顾整个课程设计的过程，自己还有以下一些方面需要进一步加强，同时也可以在以后的学习工作中不断勉励自己：虽说对整个设计过程中涉及的计算机基本的规范已有较为深刻的了解，但因为初次做变电所电气主接线设计，对部分设备性能、使用方面了解不足，在今后的学习中应通过多查阅各种相关资料来掌握;对于所学专业知识应多熟悉，将所学的知识联系起来。
本次课程设计大大增强了我们的团队合作精神，培养了我们自学的能力，以及实践能力和细心严谨的作风。此外，还学会了如何更好的去陈述自己的观点，如何说服别人认同自己的观点，相信这些宝贵的经验将会成为我今后成功的基石。课程设计是每个大学生必须拥有的一段经历，它让我们学到了很多在课堂上根本无法学到的知识，也打开了我们的视野，增长了见识，为我们以后更好的服务社会打下了坚实的基础。
个人课程设计总结
王小武
0804
0801120408
时间过得很快，转眼间，为期两周的110kv变电所主接线设计已接近尾声，在我们组员的辛勤努力下，我们的课程设计也已基本定型，但是，我感觉还存在许多不足之处，同时，在这次实习中有苦有乐，但最多的是收获，在认真完成设计的过程中，我也学到了许多知识。
首先，我感觉到这次课程设计的实习，对今后我们的毕业设计有很大的帮助，也许这就是安排这次课程设计的目的。但是，刚拿到设计任务书的时候，一点头绪都没有，在老师的引领下，才逐步有了思路。
通过对设计任务书的要求进行分析，我们认识到这个变电所适合建于室外，根据设计所给的负荷及一、二类负荷的多少来添加适量的负荷使其满足基本负荷平衡。紧接着根据总负荷来选择主变压器和站用变压器的型号。然后，设置短路点进行短路电流的计算。又由于此系统为无穷大系统，故该系统的短路时的次暂态电流、短路电流的周期分量和冲击电流可认为相等。断路器、隔离开关、避雷器、母线型号等等都要根据要求，选择适合的型号，并进行动、热稳定的校验。其中，每一步都需要查找很多的资料，单这一方面，就有很大提高，打破了以往的学习模式，懂得查阅什么样的资料，以及怎样分析、取舍，最终为我所用，并且开阔了视野，更是对自己所学知识的验证和升华。在这次设计中涉及很多专业知识也相当于是对以前所学知识的综合和升华。这次实习让我们把所学的理论知识同实际应用结合起来，把以前所学的知识进行纵向联接，也相当于一次总复习。此外，在本次设计中还要求绘图，在绘图过程中是我对AutoCAD有了更深一步的了解。
在设计期间，我们组员能勤奋、严谨、有计划、有目的、有步骤的完成每一项任务，每个人都付出来艰辛的劳动。感觉虽然是累的，但是课程设计如期完成，一种成功的喜悦掩盖了奋斗的辛酸，回头想想最初面对任务书的困惑，到完成任务的轻松一笑，感觉成功其实很简单，只要面对困难有一种不服输的劲头，凭着执著和努力就能成功。这次设计圆满成功，对我可谓是一次全面的复习和总结，更是一次巨大的突破。
课程设计个人总结
王恒斌
电气0804
0801120435
课程设计结束了，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，获益匪浅。但我们一起奋斗的精神和这份宝贵的经历将会成为人生道路上一道亮丽的风景线。
在课程设计的过程中，我们经历了感动，经历了一起奋斗的酸甜苦辣，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。也一起分享了成功的喜悦。这次的课程设计对我们每个人来说都是一个挑战。
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关所学专业方面的知识，尤其是在防雷接地一块。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，使我更深刻地理解了电力系统专业方面知识与认识。暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。
在此感谢我们的邵小强老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。我想经过这样的一个过程我们会学到很多，学会了怎样去和别人沟通，理解别人所做的事，别人也会宽容的对待我们，从而我们就在无形之中加强了我们的人际交往能力。这个经验对我们以后的人生将会发挥很大的作用。毕竟我们是生活在人类这个群体之中的。假如世界上只剩下一个人，那么他不可能长久的生活下去的。
第八部分
附录
一
短路电流计算
系统可视为一无穷大系统，有充足的有功和无功功率。
根据系统接线图，绘制短路等效电路。
系统短路等效电路如图：
图
8-1
短路等效图
XL
K1
110KV
X1
X1
X2
35KV
X3
X2
X3
K2
10KV
K3
解：(1)取基准容量SB=100MVA，基准电压UB1=115KV，UB2=37KV，UB3=10.5KV。则基准电流为
(2)计算各元件电抗标幺值
线路L阻抗：
变压器阻抗：
(3)
K1点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
(4)
K2点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
(5)
K3点短路时的总等效阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
由于短路电流不大，可以选择断路器和隔离开关等电气设备，所以不用加电抗器。
二
电气设备校验计算
2.1、导线的选择
查《电力课程及毕业设计参考资料》知，变电所的年最热月平均最高气温都在30C左右，设本设计变电所的年最热月平均最高气温为30C
110KV及以上裸导体需要按晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax。
(1)110KV侧导线的选择
由于枢纽变电所到本设计变电所采用LGJ-185导线，所以110KV侧选用LGJ-185型钢芯铝绞线。
①
110KV母线的最大持续工作电流为
设年最大负荷利用小时Tmax=6000h，查《电力工程基础》表3-3得，经济电流密度jec=0.90A/
mm，则导线的经济截面积为
②
校验发热条件
查《电力工程基础》附录得，30C时LGJ-185型钢芯铝绞线的允许载流量为
满足发热条件。
③
校验机械强度
查《电力工程基础》知，35KV及以上钢芯铝绞线最小允许截面积为35mm,所以满足机械强度要求。
④
校验热稳定度
满足热稳定度的最小允许截面积为
实际选用的母线截面积185mm
>154.7mm
，所以热稳定度满足要求。
⑤
电晕校验
采用LGJ-185/30导线，查《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》知，导线直径18.88mm，使用由7片绝缘子组成的绝缘子串，导线按水平排列，相间距离4m。
电晕临界电压：取=0.9,=1.0,=1.0.
边相，1.06*114.2=121.1KV;
中间相，0.96*114.2=109.6KV
线路的实际运行相电压为115/=66.4KV
(2)
35KV汇流母线
①
按发热条件选择导线截面积。35KV母线的最大持续工作电流为
查表得，30
C时LGJ-95型钢芯铝绞线的允许载流量为
故35KV汇流母线选LGJ-95型钢芯铝绞线。
②
校验机械强度
查表得，35KV以上钢芯铝绞线最小允许截面积为35mm
，所选LGJ-95满足机械强度要求。
③
热稳定度校验
满足热稳定的最小允许截面积为
实际选用的母线截面积95mm
>77.9mm
，所以热稳定度满足要求。
主变压器35KV侧引出线也选LGJ-95型钢芯铝绞线。
(3)
35KV出线
①
按经济电流密度选择导线截面积。出线最大负荷是3500KVA。线路最大持续工作电流为
设年最大负荷利用小时Tmax=4500h，查表知，经济电流密度，导线的经济截面积为
选LGJ-50型钢芯铝绞线。
②
按发热条件校验
查表得，30
C时LGJ-50型钢芯铝绞线的允许载流量为
，
因此满足发热条件。
③
校验机械强度
查表知，35KV以上钢芯铝绞线最小允许截面积为35mm
，因此LGJ-50满足机械强度要求。
④
热稳定度校验
满足热稳定度的最小允许截面积为
实际选用的导线截面积50mm
<64.1mm
，热稳定度不满足要求，故重选为LGJ-70钢芯铝绞线。
(4)
10KV汇流母线
①
按发热条件选择截面
10KV母线的最大持续工作电流为
查表得，30
C时单条、平放-(60mm*10mm)型矩形铝母线的允许载流量
故10KV汇流母线选用(60mm*10mm)矩形铝母线。
②
热稳定校验
满足热稳定度的最小允许截面积为
实际选用的母线截面积A=60mm*10mm=600mm
>167.7mm
,所以热稳定度满足要求。
③
动稳定校验
对10KV线路，其支柱绝缘子间的距离为l=1.2m，设三相导体水平布置，相间距离为a=0.40m。导体所受电动力
查《发电厂电气部分》附录表22知，FB=144N<6860N。故满足动稳定校验。
主变压器10KV侧引出线也选(60mm*10mm)型矩形铝母线。
2.2
断路器、隔离开关的校验
断路器的选择条件：
额定电压和额定电流：,
额定开断电流：
极限通过电流峰值：
短路热稳定和动稳定校验：，
隔离开关的选择条件：
额定电压和额定电流：,
短路热稳定和动稳定校验：
，
㈠
110KV侧断路器和隔离开关的选择
额定电压
：
最大持续工作电流
：
短路电流
：
冲击电流：
短路电流热效应
：
①
初选断路器为：LW6-110I
，
，
,
，
，
，
满足热稳定和动稳定要求。
②
初选隔离开关为：GW4-110D/600
，
，
，
，
，
满足热稳定和动稳定要求。
㈡
35KV侧断路器和隔离开关的选择
额定电压
：
最大持续工作电流
：
短路电流
：
冲击电流：
短路电流热效应
：
①
初选断路器为
:
LN2-35I
，
，
,
，
，
，
满足热稳定和动稳定要求。
②
初选隔离开关为
：
GW4-35G/600
，
，
，
，
，
满足热稳定和动稳定要求。
㈢
10KV侧断路器和隔离开关的选择
额定电压
：
最大持续工作电流
：
短路电流
：
冲击电流：
短路电流热效应
：
①
初选断路器为：LN2-10
，
，
,
，
，
，
满足热稳定和动稳定的要求。
②
初选隔离开关为：GN19-10/1000
，
，
，
，
，
满足热稳定和动稳定的要求。
三
电气设备清单
序号
电气名称
型号
数量
备注(近/远期)
1
变压器
SFS7-16000/110
2台
近期
2
110KV断路器
LW6-110I
3个
近期
3
110KV隔离开关
GW4-110D/600
10个
近期
4
110KV电流互感器
LCWD-110
3个
近期
5
110
KV电压互感器
JCC2-110
6
110KV避雷器
FZ-110
2个
近期
7
110KV导线
LGJ-185钢芯铝绞线
近期
8
35KV断路器
LN2-35I
13个
近/远期
9
35KV隔离开关
GW4-35G/600
37个
近/远期
10
35KV电流互感器
LCWB-35
13个
近/远期
11
35KV电压互感器
JDJJ-35
2个
近期
12
35KV避雷器
FZ-35
4个
近期
13
35KV汇流母线
LGJ-95型钢芯铝绞线
近期
14
35KV出线
LGJ-70型钢芯铝绞线
近/远期
15
熔断器
RN2-35
2个
近期
16
10KV断路器
LN2-10
14个
近/远期
17
10KV隔离开关
GN19-10/10000
30个
近/远期
18
10KV电流互感器
LBJ-10
14个
近/远期
19
10KV电压互感器
JDZJ-10
2个
近期
20
10KV避雷器
FZ-10
2个
近期
21
10KV汇流母线
单条、平放60*10mm
矩形铝母线
近期
22
熔断器
RN2-10
2个
近期
23
厂用变压器
S9-315/35
2个
近期
24
接地
10个
近期
第九部分
参考书目
[1]
《电力系统继电保护原理》.刘学军.
中国电力出版社.
[2]
《电力系统暂态分析》.李光琦.中国电力出版社.
[3]
《电力系统稳态分析》.陈衍.中国电力出版社.
[4]
《电力工程设计手册》一次部分上、下册.卓乐友.中国电力出版社.
[5]
《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》.曹绳敏.水利水电出版社.
[6]
《供配电技术》.江文，许慧中.中国电力出版社.
[7]
《电气工程CAD》.刘增良，刘国亭.中国水利水电出版社.
[8]
《电力工程基础》.孙丽华.机械工业出版社.
[9]
《电力工程基础》.温步瀛.中国电力出版社.
[10]
《发电厂电气部分》.熊信银，朱永利.中国电力出版社.
第二篇：课程设计4：110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计
电气工程及其自动化专业
电力系统方向课程设计任务书和指导书
题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计
指导教师：江静
电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书 题目： 110kV变电站电气主接线及配电装置
平面布置图的设计
一、课程设计的目的要求
使学生巩固和应用所学知识，初步掌握部分工程设计基本方法及基本技能。
二、题目：
110kV变电所电气主接线设计
三、已知资料
为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定新建1座降压变电气。原始资料： 1变电所的建设规模 ⑴类型：降压变电气
⑵最终容量和台数：2×31500kVA：年利用小时数：4000h。 2电力系统与本所连接情况
⑴该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所;
⑵该变电所联入系统的电压等级为110kV，出线回路数2回，分别为18公里与电力系统相连;25公里与装机容量为100MW的水电站相连。 ⑶电力系统出口短路容量：2800 MVA;
3、电力负荷水平
⑴高压10 kV负荷24回出线，最大输送2MW，COSΦ=0.8，各回出线的最小负荷按最大负荷的70%计算，负荷同时率取0.8，COSΦ=0.85，Tmax=4200小时/年; ⑵24回中含预留2回备用; ⑶所用电率1%
4、环境条件
该所位于某乡镇，有公路可达，海拔高度为86米，土壤电阻系数Р=2.5×104Ω.cm，土壤地下0.8米处温度20℃;该地区年最高温度40℃，年最低温度-10℃，最热月7月份其最高气温月平均34.0℃，最冷月1月份，其最低气温月平均值为1℃;年雷暴日数为58.2天。
四、设计内容
1、设计主接线方案
⑴确定主变台数、容量和型式
⑵接线方案的技术、经济比较，确定最佳方案 ⑶确定所用变台数及其备用方式。
2、计算短路电流
3、选择电气设备
4、绘制主接线图
5、绘制屋内配电装置图
6、绘制屋外配电装置平断面图
五、设计成果要求
1、设计说明书1份 编写任务及原始资料 ⑴编写任务及原始资料
⑵确定主变压器台数、容量和型式 ⑶确定主接线方案(列表比较)
⑷计算短路电流(包括计算条件、计算过程、计算成果) ⑸选择高压电气设备(包括初选和校验，并列出设备清单)。
2、变电站电气主接线图1份
采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上标明设备的型号、规范。
3、屋内10kV配电装置图1份
采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示开关柜的排列顺序、各柜的接线方案编号、柜内的一次设备内容(数量的规格)及其连接，设备在柜内的大致部位，以及走廊的大致走向等。
4、屋外110kV配电装置平断面图1份
采用75×50 cm方格纸，图形符号必须按国家标准符号绘制，并有图框和标签框，字体采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。该图应能显示各主要设备的布置位置及走廊的大致走向等。
5、编制设计说明书及计算书 六 、日程安排
第一天：布置任务、介绍电气设备选择 第二天：电气主接线最佳方案的确定 第三天：短路电流计算
第四、五天：电气设备选择 第六天：绘制电气主接线图
第七天：绘制10kV配电装置订货图
第八天：绘制110kV配电装置平面布置图 第九天：绘制110kV户外配电装置断面图 第十天：整理设计说明书、考核 电气主接线及配电装置平面布置图课程设计指导书
第一节
一、主接线方案设计所需原始资料
设计主接线方案时，首先需要了解原始资料：
(一)水能资料
包括水电站的装机台数和容量，年装机利用小时数、调节性能、开发 形式等。
(二)电力系统资料
1.水电站在电力系统中的地位和作用; 2.电力系统的情况和参数; 3.与电力系统的耦合方式;
4.负荷的性质、重要程度、供电容量和输电距离; 5.厂用电的情况;
(三)气象情况
包括选择电气设备所需的各种温度等大气条件等
(四)其它有关资料
包括配电装置型式，各主要设备的保护方式等。
二、主变压器型式、台数和容量的确定
三、电气主接线方案的确定
(一)电气主接线的基本形式
(二)电气主接线方案的技术比较
根据任务书所列的已知资料，先拟出几个可能的电气主接线方案，先进行粗略的技术比较，筛选出2~3个满足供电可靠性和电能质量等要求的接线方案。最后进一步进行较详细的技术比较，确定出最佳方案。
技术比较一般从以下几个方面论证，分析其优缺点：
1.技术上的选择与灵活性; 2.供电的可靠性; 3.运行的安全性;
4.维护、检修方便以及布置的合理性;
5.继电保护的简化、适应运行人员的技术水平;
6.电气设备的制造问题、就地取材问题、占地面积问题等。
四、厂用电器
(一)厂用变压器的台数和容量
1.台数：有地区外来电源作备用或装机容量较小时，可采用一台，否则骨干电站应考虑两台;
2.备用方式：采用暗备用方式，若采用油浸式变压器，每台容量按70%
电气主接线方案设计 计算容量选择;若采用干式变压器，则每台容量按100%计算容量选择。
(二)厂用电源的引接原则
1.有母线的电气主接线，从电压等级较低的母线上引接厂用电源; 2.无母线的电气主接线，可从发电机——变压器之间分支上引接厂用电源。
(三)厂用电母线的接线方式
按厂用变台数进行分段或不分段，但必须装设备用电源自动投入装置(BZT)。
第二节
短路电流计算及电气设备选择
一、电气设备的配置：
(一)开关电器的配置原则
每一回路须有操作电器、保护和隔离电器。
根据设计任务书的要求及已知资料，在选定的电气主接线方案草图上配置开关电器时应考虑以下问题：
1.35KV屋外配电装置管理开关带接地刀闸问题
根据不同电气主接线具体情况需要，从检修、试验的安全角度出发，在隔离开关，在隔离开关的一侧或双侧装设接地刀闸。
2.接在主母线上的阀型避雷器与电压互感器合用一组隔离开关。 3.厂用变压器高压侧一般采用熔断器作为操作、保护电器。
(二)互感器的配置
互感器的配置应充分满足保护及自动装置、测量、同期以及绝缘监察的 需要。
(三)其它
1.设备之间的连接方式
一般采用母线连接，当布置有困难时采用电力电缆连接。 2.防雷保护即侵入波过电压的保护 3.通讯问题
二、 短路计算条件
在短路电流计算之前，应先确定短路计算条件，包括以下内容： 1.计算电路图的确定
(1) 系统容量及电抗的确定(已知系统部分参数时); (2) 最大运行方式的确定; (3) 短路计算点的确定。 2.短路计算时间的确定
三、 短路电流的计算
1.根据电气设备选择的需要，短路电流应计算下列参数：
I‘’、Izt 、 Izt/
2、ich和 Ich
。 2.短路电流计算步骤：
(1) 选取基准Sj，Uj=Up，计算各元件电抗标么值，并绘制等值电路图
(2) 网络化简，求各电源到短路点的综合电抗 (3) 短路电流计算
四、 电气设备选择
主要选择下列设备：各电压级汇流主母线、断路器、隔离开关、熔断器、 互感器、电力电缆、回路载流导体及绝缘子等。并对所选设备进行校验。
第三节
安装接线图
安装接线图是二次接线的主要施工图，也是提供厂家制造屏和柜的图纸。施工图经过施工和运行检修并修正后，就成为对二次回路进行维护、试验和检修的基本图纸。
安装接线图一般包括屏面布置图、端子排图、屏背面接线图三种。本设计是要求根据已知的二次原理展开图及所选用的设备，设计相应的屏内设备的屏面布置图，然后再由原理展开图及屏面布置图，设计出端子排图。最后根据以上三种图纸设计屏背面接线图。
一、屏面布置图
屏面布置图是加工、制造屏、台、盘和安装屏、台、盘上设备的依据。屏、台、盘上各设备的排列、布置系根据运行操作的合理性并适当考虑到维护和施工的方便而决定的，必须按照设备尺寸和设备之间的距离及一定的比例进行绘制。
二、端子排图
端子排图是表示屏、台、盘内需要装设端子排的数目、型式、排列顺序、位置，以及它与屏台排上设备和屏、台、盘外设备连接情况的图纸。
端子排土实际是屏背面接线图的一个组成部分，它主要是表示屏内设备与屏外设备的连接(电缆)情况。
三、屏背面接线图
屏背面接线图是以屏面接线图为基础，并以原理接线图为依据而绘制的接线图，它标明了屏上各个设备引出端子之间的连接情况，以及设备与端子之间的连接情况，它是一种指导屏上配线的图纸。
为了配线工作及识图的方便，在这种接线图中，对各设备和端子排一般都增加了一种采用“相对编号法”进行的编号，用以说明这些设备相互连接的关系。例如，甲接线柱上标了乙接线柱的编号，乙接线柱上标上甲接线柱的编号，这表明甲和乙两接线柱之间应连接起来。
第四节
配电装置布置图
配电装置是电气一次接线的工程实施，是发电厂及变电站的重要组成部分。它是按电气主接线的要求，由开关电器、载流导体和必要的辅助设备所组成的电工建筑物，在正常情况下用来接受和分配电能;发生事故时能迅速切断故障部分，以恢复非故障部分的正常工作。
一、绘制屋内配电装置订货图
屋内配电装置订货图是厂家根图形进设计、订货、安装的重要资料，厂家将根据订货图进行具体的配料。
二、屋内配电装置布置图
将屋内配电装置如成套开关柜合理地布置的屋内。
三、屋外配电装置平、断面图
将屋外配电装置布置合理在屋外的场地进行布置，即应满足对安全距离的要求，又应节约用地。
第五节
设计成果
一、绘制水电站电气主接线图
1.采用75×50cm方格纸，图形符号必须按国家新标准符号绘制，并有图框和标题栏，字体应采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。 2.接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。
3.在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上表明设备的型号、规格。
二、绘制屋内配电装置配置图
1.采用50×375cm方格纸绘制。
2.设备的型号、规格和数量采用列表的形式。
三、绘制35kV屋外配电装置平断面图
1.两张图分别采用75×50cm和75×50cm图纸绘制。
2.屋外配电装置布置图应按与实际尺寸成比例画出，要求布置协调对称、美观。各元件的型号规格必须列在设备表中。
四、绘制设计说明书
1.任务及原始资料。
2.主变台数、容量及型式的确定(需论证)。 3.主接线方案的确定(列表比较)。
4.短路电流计算(包括计算条件即计算电路图确定说明，计算过程和结果表)。
5.电气设备的选择。 6.主要一次设备清单(包括设备名称、型号、规格、单位和数量等)。
7.其他需要说明的内容。
第三篇：110kV变电站设计
一、110kV变电站电气一次部分设计的主要内容：
1、所址选择 、负荷分级
2、选择变电所主变台数、容量和类型;
3、补偿装置的选择及其容量的选择;
4、设计电气主接线，选出数个主接线方案进行技术经济比较，确定 一个较佳方案;
5、进行短路电流计算;
6、选择和校验所需的电气设备;设计和校验母线系统;
7、变电所防雷保护设计;
8、进行继电保护规划设计;
9、绘制变电所电气主接线图，变电所电气总平面布置图，110kV高压配电装置断面图(进线或出线)。
二、110kV变电站设计二次部分
一、系统继电保护
1、110kV线路保护
每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保护装置,负荷侧变电站可以不配。保护应包括完整的三段相间和接地距离及四段零序方向过流保护。
每回110kV环网线及电厂并网线、长度低于10km短线路、宜配置一套纵联保护。
三相一次重合闸随线路保护装置配置。 组屏：宜两回线路保护装置组一面屏(柜)。如110kV采用测控、保护共同组屏(柜)方式， 1个电气单元组一面屏(柜)。
2、110kV母线保护
双母线接线应配置一套母差保护;单母线分段接线可配置一套母差保护。
组屏： 独立组一面屏。
3、110kV母联(分段)断路器保护
母联(分段)按断路器配置一套完整、独立的，具备自投自退功能的母联(分段)充电保护装置和一个三相操作箱。
要求充电保护装置采用微机型，应具有两段相过流和一段零序过流。
4、备用电源自动投入装置配置原则
根据主接线方式要求，母联(分段、桥)断路器、线路断路器可配置备用电源自动投入装置。
组屏： 110kV断路器保护、备用电源自动投切均为独立装置，两套装置组一面屏。
5、故障录波器配置原则
对于重要的110kV变电站，其线路、母联(分段)及主变压器可配置一套故障录波器。
组屏： 组一面屏。
6、保护及故障录波信息管理子站系统
110kV变电站配置一套保护及故障录波信息管理子站系统，保护及故障信息管理子站系统与监控系统宜根据需要分别采集继电保护装置的信息。
二、调度自动化
7、远动系统设备配置
应配置相应的远动通信设备及测控单元等设备，其中远动通信设备按单套配置，并优先采用专用装置、无硬盘型，采用专用操作系统，远动与计算机监控系统合用测控单元。 组屏： 与监控系统统一组屏。
8、电能量计量系统
变电站内设置一套电能量计量系统子站设备，包括电能计量装置、电能量远方终端(或终端服务器)等。贸易结算用电能计量点配置主/副电能表，考核用电能计量点可按单电能表配置;电能表应为电子式多功能电能表. 组屏： 按照每面柜布置9只计量表组屏，电能量计量终端或终端服务器布置在其中一面屏中或单独组屏。
9、调度数据网接入原则
根据电网情况，可配置1套调度数据网接入设备。变电站宜一点就近接入相关的电力调度数据网。
三、系统及站内通信
10、光纤通信
光纤通信电路的设计，应结合各地市公司通信网规划建设方案进行。 系统通信在只有一路光纤通道的情况下，宜配置一路电力线载波通道备用;在没有光纤通道的情况下，可配置两路电力线载波通道。 新建110kV变电站可根据需求及通道条件配置1套数据通信网接入设备，
11、站内通信
220kV变电站不开设通信用电力载波通道;当保护只有一路独立光纤通道时，宜可配置一路保护专用高频通道。 一般不设置调度程控交换机。
可根据需求配置一套综合数据网设备。
信系统不设独立的视频监控和环境监控。
12、通信电源系统
一般变电站的通信电源系统按2套高频开关电源、1组蓄电池组或1套高频开关电源、1组蓄电池组考虑，也可采用2套独立的DC/DC转换装置。重要的变电站按2套高频开关电源、2组蓄电池组考虑
四、计算机监控系统
变电站计算机监控系统的设备配置和功能要求按无人值班设计。
13、计算机监控系统设备配置
监控系统应宜采用分层、分布、开放式网络结构，主要由站控层设备、间隔层设备和网络设备等构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。 包括站控层设备 、网络设备 、间隔层设备
14、测控装置组屏 除35(10)kV测控保护一体化装置就地布置在35(10)kV开关柜上外，其余测控装置应按照变电站实际规模配置。主变、
110、220kV测控及各电压等级母线电压采用集中组屏方式安装于二次设备室;每3～4个电气单元组一面屏。
15、其他功能特点
宜采用监控系统实现小电流选线功能。 AVQC功能宜由监控系统实现。
监控系统站控层工作站等设备采用站内UPS供电。间隔层I/O测
控设备采用直流供电。
16、系统网络结构
变电站宜采用单网结构，站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式。
17、系统软件
主机兼操作员工作站应可采用安全的UNIX、LINUX或经过软件加固的WINDOWS等安全性较高的操作系统。
18、组屏
主机兼操作员站、打印机设备一般不组屏，相应配置计算机工作台;远动通信设备、智能型公用接口设备、网络交换机等设备组1面屏。除35(10)kV测控保护一体化装置就地布置在35(10)kV开关柜上外，其余测控装置应按照变电站实际规模配置。主变、110kV测控及各电压等级母线电压采用集中组屏方式安装于二次设备室;每3～4个电气单元组一面屏。
五、元件保护及自动装置
19、主变压器保护配置原则
主变压器微机保护应按主、后分开单套配置，主保护与后备保护宜引自不同的电流互感器二次绕组，变压器应配置独立的非电量保护。 当高压侧为内桥接线时，要求各侧电流互感器分别引入差动保护装置。
组屏： 每台主变压器组一面屏。 20、自动装置
35kV(10kV)小电流接地选线一般由监控系统实现。
根据系统要求配置微机型低频减载装置，35kV(10kV)线路一般采用一体化装置中的自动低频减载功能，也可独立设置。 组屏：低频减载组一面屏。
六、直流及UPS电源系统
配置单套蓄电池装置，可组柜安装，一般不设直流分屏。
不停电电源系统：一般容量较小馈线较少，可以与其他设备组屏。
七、其他二次系统
21、全站时间同步系统配置原则
全站设置1套统一的时间同步GPS系统，双时钟冗余配置。另配置扩展装置实现站内所有对时设备的软、硬对时。时间同步系统宜输出IRIG-B(DC)时码、1PPS 、1PPM或时间报文。
110kV变电站配置一套交流不停电电源系统(UPS)。可采用主机冗余配置方式，也可采用模块化N+1冗余配置。
22、二次系统安全防护
二次系统的安全防护应遵循电监会5号令《电力二次系统安全防护规定》及电监安全[2006]34号《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的有关要求。
23、图像监视及安全警卫系统
在110kV变电站内设置一套图像监视及安全警卫系统。其功能按满足安全防范要求配置，不考虑对设备运行状态进行监视。
24、火灾自动报警系统
110kV变电站应设置一套火灾自动报警系统。
25、二次设备的布置
110kV变电站二次设备的布置一般采用集中布置方式。站内不设通信机房，在主控楼内集中设置二次设备室。若变电站规模较大，采用户外敞开式布置或户内GIS方案，对应站内不同的设备布置情况，也可采用设就地继电器小室或按电压等级下放到GIS设备旁的分散布置方式。
应按工程最终规模规划并布置二次设备，备用屏(柜)位不少于总屏(柜)位的10～15%。
26、电压互感器二次参数选择
110kV及以下电压的双母线接线，宜在主母线三相上装设电压互感器。当需要监视和检测线路侧有无电压时，可在出线侧的一相上装设电压互感器。
宜设置专用的电压互感器二次绕组。电压互感器一般设剩余有保护用剩余电压绕组，供接地故障产生剩余电压用。
计量采用独立的电压互感器二次绕组，准确级的准确级，最低要求宜选0.2级;测量与保护I共用一个二次绕组，准确级宜选用电压互感器的准确级，最低要求选0.5(3P)级;;保护II采用独立的电压互感器二次绕组电压互感器的，准确级，为宜选3P和或6P;保护用电压互感器剩余电压绕组的准确级为6P。
根据工程情况，对220kV、110kV母线电压互感器，也可取消电压互感器剩余电压绕组。电压互感器配置四个主二次绕组。计量、测量、保护I、保护II分别采用各自独立的二次绕组，准确级分别为0.2/0.5/3P/3P(6P)。
25、电流互感器二次参数选择
220kV、110kV系统可按三相配置;35kV、10kV系统，依具体要求可按两相或三相配置;
每套保护(包括线路、主变及母线保护)宜使用专用的二次绕组。准确级：变压器主回路、220 kV及以上线路宜采用5P级，其他回路可采用10P级。
测量、计量一般应分别使用各自专用的二次绕组。准确级：一般为0.5、0.2级，供特殊用途的为0.5S、0.2S级，在满足准确级条件下，也可共用一个二次绕组。
故障录波装置可与保护共用一个二次绕组，也可单独使用一个二次绕组。准确级：5P级或10P级。
新建变电站，二次额定电流宜选1A，二次负荷一般为10～15VA(当二次额定电流为5A时，二次负荷一般为40～50VA)。
八、直流及UPS电源 总结：
1、变电站二次系统设计的技术原则，包括：系统继电保护、元件保护、计算机监控系统、电力调度数据网接入设备、二次系统安全防护设备，站内通信系统、变电站操作直流电源、交流不停电电源、图像监控系统等二次系统的技术要求和设备配置要求。
2、二次设备组屏方案和各个屏柜的功能配置。按照统一的配置原则和技术要求，根据变电站接线形式、一次设备类型，制定二次设备的典型组屏方案和各屏柜的功能配置，统一变电站二次设备的组屏方案、屏柜尺寸、形式、名称、标识及颜色等。
3、二次系统设备的技术规范，根据变电站二次系统典型设计配置原则和技术要求、各种典型二次设备组屏方案和各屏柜的功能配置，编制了96项二次设备的技术条件书，统一了二次系统及各屏柜的技术规范。
4、规范系统继电保护及元件保护的配置原则、通道组织原则和设备组屏原则。
5、规范计算机监控系统的配置原则和方案，包括整体网络结构，站控层软件、硬件配置，间隔层设备配置及组屏原则，站控层与间隔层通信所采用的技术和标准，监控系统与继电保护、保护故障信息管理子站以及站内其他智能装置的通信接口形式和技术要求等
6、规范变电站电气二次接线，包括防误闭锁实现方式，二次屏柜的供电方式，操作箱控制回路接线以及断路器、隔离开关机构箱控制回路接线等。
7、规范专业间配合的技术要求，包括系统继电保护对电流互感器、电压互感器变比、绕组数量、容量及精度的配置要求;系统继电保护对断路器跳闸线圈、操作电源的配置要求;保护对通信通道的要求、保护光电转换接口对通信电源的要求等。
8、规范保护和故障录波信息管理子站系统的配置原则及实施方案，包括：子站系统的构成、功能定位、数据采集方式，与监控系统的接口方式、子站信息传输方式等。
9、规范二次系统各类接口要求，包括：继电保护装置与计算机监控系统的接口及通信要求;继电保护装置、故障录波装置以及双端故障测距装置对时精度和接口要求。
10、规范站内通信设备的配置原则和方案，包括：通信蓄电池配置原则、通信机房布置、光缆引接方式、通信机柜尺寸等。
11、规范时间同步系统、图像监视系统的配置原则和方案。
12、规范二次设备的接地方式、继电器保护小室下放布置和电缆敷设方式
第四篇：110kV变电站典型设计
110kV变电站典型设计应用实例
传统的110kV变电站主要以户外设计和安装为主，占地面积大，且设备容易被腐蚀，尤其在高污秽地区，还极易造成污闪事故的发生。为了建设坚强电网，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程建设效率，国家电网公司在2005年提出“推广电网标准化建设，各级电网工程建设要统一技术标准，推广应用典型优化设计，节省投资，提高效益”。典型设计坚持以“安全可靠、技术先进、保护环境、投资合理、标准统
一、运行高效”的设计原则，采用模块化设计手段，做到统一性与可靠性、先进行、经济性、适应性和灵活性的协调统一。
海阳市供电公司积极响应国家电网公司的号召，积极推广110kV变电站典型设计。本文就海阳市供电公司110kV变电站典型设计的应用实例予以阐述，以说明推广典型设计的重要意义。
1 110kV变电站典型设计应用实列
海阳市供电公司2006年开始采用110kV变电站典型设计，到目前为止，已经完成3座110kV变电站的设计、建设工作。从实际效果来看，具有较好的经济效益和社会效益，下面以110kV望石变电站为例对典型设计进行分析。
110kV望石变电站位于海阳市新建的临港产业区，该区域规划面积较小，但是电力负荷较为集中。该区域包括以莱福士造船厂在内的多个用电大户正在兴建中，而山东核电设备制造公司已经投产。根据该区域负荷预测及用电负荷性质，海阳市供电公司按照安全可靠、技术先进、投资合理、运行高效的原则，结合该站用电负荷集中、土地昂贵、临近海边(Ⅳ级污秽区)、电缆出线多等客观事实，对110kV望石变电站作了如下设计。
该站为半户内无人值班变电站(半户内布置方式即除主变压器以外的全部配电装置，集中布置在一幢主厂房的不同楼层的电气布置方式)，变电站主体是生产综合楼，除主变压器外所有配电装置均安装在综合楼内。以生产综合楼和主变压器为中心，四周布置环形道路，大门入口位于站区东南角，正对生产综合楼主入口。综合楼共两层，一层为10kV配电装置室、电容器室、接地变压器室及主控室，二层为110kV GIS室。
1.1 电气主接线
变电站设计规模及主接线。通过负荷资料的分析，考虑到安全、经济及可靠性，确定110kV变电站主接线。电气主接线图如图1所示。通过负荷分析和供电范围，确定变压器台数、容量及型号，该设计中主变压器总容量为2×50MVA(110/10.5kV)，一期(共两期)设计为1×31.5MVA(110/10.5kV)，采用双绕组油浸自冷有载调压变压器。110kV出线共2回，一期1回，采用内桥接线方式。10kV出线共24回，一期24回，采用单母线分段接线方式。无功补偿电容器为2×6000(3000+3000)kvar，分别接入10kV两段母线上。
图1 110kV望石变电站主接线图
各级电压中性点接地方式。110kV侧直接接地，由于主变压器10kV侧没有中性点，而10kV侧全部采用电缆出线，电网接地电容电流较大，故采用了站用电与消弧线圈共用的接地变压器。
1.2 短路电流水平
根据终期(共两期)双绕组自冷变压器的容量、空载损耗、负载损耗、短路阻抗等相关参数，考虑电网远景规划，按照三相短路验算，并套用《国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册》中110kV变电站典型设计(方案B-1)，确定110kV电压等级的设备短路电流为kA，10kV电压等级的设备短路电流为31.5kA。
1.3 主要电气设备选择
考虑城市噪音控制，选用双绕组低损耗自冷变压器，采用YNd11接线组别。因站址临近海边，空气湿度大及盐碱度高，故110kV设备采用六氟化硫封闭式组合电器，断路器额定电流为2000A，额定开断电流为31.5kA。10kV设备选用N2X系列气体绝缘开关柜，N2X开关柜采用单气箱结构，每个开关柜独立一个气箱，气箱内安装免维护的三工位开关和固封极柱式真空断路器，通过插接方式与其他元器件组合，实现和满足不同的主接线方式。该开关柜分成三个间隔：高压密封间隔，低压控制间隔，电缆和TA间隔。断路器为真空断路器，主变压器及分段回路额定电流为3150A，额定开断电流为31.5kA;出线回路额定电流为1250A，额定开断电流为20kA。
1.4 过电压保护及接地
110kV及35kV设备全部选用金属氧化物避雷器，并按照GB 11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》之规定进行选择。按照防直击雷原则进行理论计算，在主建筑屋顶安装避雷带及避雷针，用以保护主建筑物及主变压器。按照DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》的规定进行电气设备接地，主接地网由水平接地体和垂直接地体组成复合接地网，将建筑物的接地与主接地网可靠连接，接地埋深0.8m。接地网实测电阻为0.43Ω。
1.5 站用电和照明
变电站远景采用2台干式接地变压器500/10.5-80/0.4，每台总容量为500kVA，其中站用电额定容量为80kVA。两台接地变压器分别经断路器接入10kV#
4、#5母线上。站用电为380/220V三相四线制中性点直接接地系统，站用变压器低压侧采用单母线分段接线。室外照明采用投光灯，室内工作照明采用荧光灯、白炽灯，事故照明采用白炽灯。事故照明为独立的照明系统。
1.6 计算机监控系统
计算机监控系统为分层分布式网络结构，能完成对变电站所有设备的实时监视和控制。电气模拟量采集采用交流采样，保护动作及装置报警等重要信号采用硬节点方式输入测控单元。系统具备防误闭锁功能，能完成全站防误操作闭锁。具有与电力调度数据专网的接口，软、硬件配置能支持联网的网络通信技术及通信规约的要求。全站设有一套双时钟源GPS对时系统，实现整个系统所有装置的时钟同步。监控系统可对110kV及10kV断路器、隔离开关、主变压器中性点接地开关、主变压器分接头、无功补偿装置、站用电源、直流系统、UPS系统等多方面进行监控。操作控制功能按分层操作设计，达到了任何一层的操作、设备的运行状态和选择切换开关的状态都处于计算机监控系统的监控之中。
1.7 保护装置的配置
整个保护系统全部选用微机型保护装置。主变压器保护包括差动保护和后备保护，在主控室集中组屏安装。10kV保护测控装置采用保护测控一体化装置，装设在成套开关柜上，10kV线路保护具有低周减载功能。另外，10kV系统还具有小电流接地选线功能。
1.8 直流系统
直流系统额定电压为220V，设单组阀控式铅酸免维护蓄电池组和双套冗余配置的高频开关电源充电装置，并设置一套微机型直流接地自动检测装置。蓄电池容量为100Ah。该系统还配置一台UPS，容量为3kVA，UPS系统为站内计算机监控系统、保护装置、通信设备等重要二次设备提供不间断电源。
1.9 图象监控系统和火灾探测报警系统
大楼入口处设置摄像头;主控室、电容器室、接地变压器室以及各级电压配电装置室均安装室内摄像头;主变压器区安装室外摄像头。监控信号通过光缆传送到调度主站，用以完成变电站全站安全及设备运行情况的监控。
站内配置一套火灾报警系统。火灾报警控制器设置在主控楼内。当有火灾发生时，报警系统可及时发出声光报警信号，显示发生火灾的地点，并通过通信接口和光缆，将信息最终传至调度端。
2 结束语
该典型设计的变电站与常规室外布置变电站相比具有以下优点。第一，土地占用面积不足常规变电站的三分之一。第二，该站临近海边，属高污秽地区。所有配电设备均室内布置，尤其是110kV及10kV配电设备全部采用气体绝缘全密封开关设备，有效地防范了污闪事故的发生。第三，配电设备检修周期长，供电可靠性高。第四，采用接地变压器，很好地解决了10kV电缆出线引起的电网接地大电容电流。第五，具备了无人值班的条件，实现了变电站无人值班。
应用110kV变电站典型设计，能大大提高生产效率，同时也对110kV变电站建设标准、设备规范、节约土地及资源消耗等方面有着重要意义
第五篇：110kV35kV10kV变电站接入系统设计
发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
目录
摘要 .................................................. 2 一主变压器的选择 ......................................... 2 1.1、主变压器的选择 ................................... 2 1.2 主变压器容量的选择 ................................ 2
2、变电所主变压器的容量和台数的确定 ................... 2 二主接线选择 ............................................. 3 1.1、主接线选择要求 ................................... 3 1.
2、对变电所电气主接线的具体要求 ..................... 4 1.3、根据给定的各电压等级选择电压主接线 ............... 5 1.4母线型号的选择。 .................................. 6 1.5母线截面的选择 .................................... 6 三.电气主接线图(110kV/35kV/10kV) ....................... 8 四.总结 .................................................. 9 参考文献 ................................................ 10
1 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
摘要
电随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电稳定性、可靠性和持续性，然而电网的稳定性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便能是由一次能源经加工转化成的能源，与其他形式能源相比，它就具有远距离输送、方便转换与控制、损耗小、效率高、无气体和噪声污染。而发电厂是将一次能源转化成电能而被利用。按一次能源的不同，可将发电厂分为火力发电、水力发电、核能发电、以及风力发电、等太能发电厂。这些电能通过变电站进行变电，降电能输送到负荷区。
一 主变压器的选择
1.1、主变压器的选择
概述：在合理选择变压器时，首先应选择低损耗，低噪音的S9,S10,S11系列的变压器，不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式，绕组数，绕组导线材质及调压方式。
在各种电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压，进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。 1.2 主变压器容量的选择
变电站主变压器容量一般按建站后5-10年的规划负荷考虑，并按其中一台停用时其余变压器能满足变电站最大负荷Smax的50%-70%(35-110kV变电站为60%)，或全部重要负荷(当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时)选择。 即 n1SN0.60.7Smax
式中 n—变压器主变台数
2、变电所主变压器的容量和台数的确定
1. 主变压器容量的确定
2 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
1.1主变器容量一般按变电所建成5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期。10-20年的负荷发展
1.2根据变电所所带负荷的性质，和电网结构，来确定主变压器的容量。 1.3同等电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。
2. 主变压器台数的确定
2.1对大城市郊区的一次变电所在中低压侧，构成环网的情况下，变电所应装设2台主变压器为宜。
2.2对地区性孤立的一次性变电所，或大型工业专用变电所，在设计时应考虑，装设3台主变压器的可能性。
2.3对于规划只装设2台主变压器的变电所，其变压器基础，应按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。单台容量设计应按单台额定容量的70%—85%计算。
二 主接线选择
1.1、主接线选择要求：
1.可靠性: 所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件(包括一次和二次设备)在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：
(1)断路器检修时是否影响供电;
(2)设备、线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电;
(3)有没有使发电厂或变电所全部停止工作的可能性等。 (4)大机组、超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2..灵活性: 主接线的灵活性有以下几方面的要求：
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(1)调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷;能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
(2)检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。
(3)扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。
3.经济性: 可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。
(1)投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资;要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资;要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备;在终端或分支变电站中，应推广采用直降式(110/6～10kV)变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。
(2)年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。
(3)占地面积小。电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。
(4)在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。
1.2、对变电所电气主接线的具体要求：
1按变电所在电力系统的地位和作用选择。 2.考虑变电所近期和远期的发展规划。 3.按负荷性质和大小选择。
4.按变电所主变压器台数和容量选择。
5.当变电所中出现三级电压且低压侧负荷超过变压器额定容量15%时，通常采用三绕组变压器。
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6.电力系统中无功功率需要分层次分地区进行平衡，变电所中常需装设无功补偿装置。
7.当母线电压变化比较大而且不能用增加无功补偿容量来调整电压时，为了保证电压质量，则采用有载调压变压器。
8.如果不受运输条件的限制，变压器采用三相式，否则选用单相变压器。 9.各级电压的规划短路电流不能超过所采用断路器的额定开断容量。 10.各级电压的架空线包括同一级电压的架空出线应尽量避免交叉。
1.3、根据给定的各电压等级选择电压主接线
a：110kv侧：
110kv侧出线最终4回，本期2回。
所以根据出线回数电压等级初步可以选择双母不分段接线和双母带旁路母接线。
1.双母不分段接线：
优点：可靠性极高，故障率低的变压器的出口不装断路器，投资较省，整个线路具有相当高的灵活性，当双母线的两组母线同时工作时，通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，当母联断路器断开后，变电所负荷可同时接在母线或副母线上运行。
缺点：当母线故障或检修时，将隔离开关运行倒闸操作，容易发生误操作。 2.双母线带旁路接线：
优点：最大优化是提供了供电可靠性，当出线断路器需要停电检修时，可将专用旁路断路器投运，从而将检修断路器出线有旁路代替供电。 两组接线相比较：2方案更加可靠，所以选方案双母线带旁路接线。
b：35kv侧
35kv最终6回
所以根据电压等级及出线回数，初步确定，双母线不分段接线和单母线分段带旁路母线接线。 1. 双母线接线
优点：可靠性极高，故障率低的变压器的出口不装断路器，投资较省，整个线路具有相当高的灵活性，当双母线的两组母线同时工作时，通过母联断路器并联运
5 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
行，电源与负荷平均分配在两组母线上，当母联断路器断开后，变电所负荷可同时接在母线或副母线上运行。
缺点：当母线故障或检修时，将隔离开关运行倒闸操作，容易发生误操作 2.单母线分段带旁母：
优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于出线回路数不多。但负荷叫重要的中小型发电厂及35—110kv的变电所
所以两个比较所以两个比较，双母线接线更加适用，所以选择双母线接线。 C:10.kv侧： 10kv最终8回
1.单母线不分段线路：
优点：简单清晰、设备少、投资少;
运行操作方便，有利于扩建。 2. 单母线分段线路：
优点：可提高供电的可靠性和灵活性;
对重要用户，可采取用双回路供电，即从不同段上分别引出馈电线，有两个电源供电，以保证供电可靠性。
任一段母线或母线隔离开关进行检修减少停电范围。 缺点：增加了开关设备的投资和占地面积; 某段母线或母线隔离开关检修时，有停电问题;
任一出线断路器检修时，该回路必须停电。 所以选择单母线不分段。
1.4母线型号的选择。
矩形铝母线：220kv以下的配电装置中，35kv及以下的配电装置一般都是选用矩形的铝母线，铝母线的允许载流量较铜母线小，但价格便宜，安装，检修简单，连接方便，因此在35kv及以下的配电装置中，首先应选用矩形铝母线。
1.5母线截面的选择
1. 一般要求
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裸导体应根据集体情况，按下列技术调节分别进行选择和校验
1. 工作电流 2. 经济电流密度 3. 电晕
4. 动稳定或机械强度 5. 热稳定
裸导体尚应按下列使用环境条件校验： 1. 环境温度 2. 日照 3. 风速 4. 海拔高度
2 按回路持续工作电流选择
IXUIg
Ig—导体回路持续工作电流，单位为A。
IXU— 相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量单位A。
7 温度25oC、导体表面涂漆、无日照、海拔高度1000m及以下条件。 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
三.电气主接线图(110kV/35kV/10kV)
6回出线
35kV
10kv 110kV 2出线
厂用电1线
厂用电2线
2回出线
10kV
110kV
35kV 厂用电线
厂用电线路
8 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
四.总结
课程设计已结束，通过对110kV/35kV/10.5kV/变电站接入系统设计，对发电厂电气部分的课程有了更深的了解、掌握，初步学会了用所学的知识解决一些问题，初步学会了把理论转化为实践。在此设计中需要画电气主接线图，电气主接线图大家深知是技术人员进行故障分析所需要的蓝图。变电所作为电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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，对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充分地满足当地的供电要求，还能有效地减少投资和资源浪费。
9 发电厂电气部分课程设计 [键入文字] 110kV/35kV/10kV变电站接入系统设计
参考文献
[1]熊信银. 发电厂电气部分. 北京: 中国电力出版社，2009. [2] 马永翔. 发电厂电气部分. 北京: 北京电力出版社，2014. [3] 朱一纶. 电力系统分析. 北京: 机械工业出版社，2012. [4] 刘宝贵. 发电厂电气部分. 北京: 中国电力出版社，200.8
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