110kV变电站电气一次部分课程设计大纲.doc

题目：110kV变电站电气一次部分设计
专业班级 学生姓名 学号

摘 要

设计的重要性
变电站的作用
本设计的主要思路
……

[关键词] 变电站 ……

目 录

第1章 原始资料及其分析 3
1原始资料 3
2原始资料分析 4
第2章 负荷分析 5
第3章 变压器的选择 8
第4章 电气主接线 10
第5章 短路电流的计算 13
1短路电流计算的目的和条件 13
2短路电流的计算步骤和计算结果 14
第6章 配电装置及电气设备的配置与选择 17
1 导体和电气设备选择的一般条件 17
2 设备的选择 17
3 高压配电装置的配置 18
结束语 41
致谢 42
参考文献 43
附录一：一次接线图

第一章 原始资料及其分析

1.原始资料
待建变电站是该地区农网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投产两台变压器，预留一台变压器的发展空间。
1.1电压等级
变电站的电压等级分别为110kV，10kV。
110kV ： 2回
10kV ： 8回 （其中两回备用）
待建变电站
A
B
1.2变电站位置示意图：

图1 变电站位置示意图

1.3待建变电站负荷数据（表1）
表1 待建成变电站各电压等级负荷数据

电压等级
用户名称
最大负荷（MW）
回路数
供电方式
距离（km）
负荷性质
10kV
陶瓷厂
0.56
1
电缆
4
Ⅱ
化肥厂
0.63
2
电缆
4
Ⅱ
仪表厂
0.42
1
电缆
3
Ⅲ
配电变压器A
0.78
1
架空
15
Ⅰ
配电变压器B
0.9
1
架空
16
Ⅲ
备用

2

注：
（1）10kV负荷功率因数取cos¢=0.85
（2）负荷同期率： kt=0.9
（3）年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年
(4）网损率为 k"=5%
（5）站用负荷为50kW cos¢=0.87
（6）10kV侧预计新增远期负荷6MW。
1.4地形 地质
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
1.5水文 气象
年最低气温为-2度，最高气温为40度，月最高平均气温为37度，年平均气温为22度。
1.6环境
站区附近无污染源

2. 原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110kV，10kV两个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农闲期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。

第二章 负荷分析

1. 负荷分析的目的

2. 待建变电站负荷计算
2.1 10kV 侧

2.2站用电容量

2.3待建变电站供电总容量

第三章 变压器的选择

主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。
1. 变电所主变压器的选择有以下几点原则：

2. 主变台数的确定

3. 主变压器容量的确定

4. 变压器类型的确定
4.1相数的选择

4.2 绕组形式

4.3 普通型和自耦型的选择

4.4 中性点的接地方式

综上所述和根据表3-1变压器型号，所选主变压器为

表 3-1 变压器型号

第四章 电气主接线

电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。
1. 对电气主接线的基本要求

1.1可靠性

1.2灵活性

1.3经济性

2. 电气主接线的基本原则
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、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，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、经济、美观的原则。
3. 待建变电站的主接线形式
3.1 110kV侧
方案（一）: 采用 接线
考虑到110kV侧有两条进线，因而可以选用 接线。
其优点：

缺点是：
方案 （二）：采用 接线

方案（三）：
优点：

缺点：

对比以上三种方案，…………故经过综合考虑采用方案……。
3.2 10kV侧
方案（一）: 采用 接线
优点：

缺点：

方案（二）：
优点：

缺点：

综合以上几种主接线所选的接线方式，画出主接线图。见附图4-1。

第五章 短路电流计算

1. 短路电流计算的目的和条件
短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量的电气设备。这不仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的电气设备。因此要求我们在设计变电站时一定要进行短路计算。
1.1短路电流计算的目的

1.2短路电流计算条件

2. 短路电流的计算步骤和计算结果
2.1计算步骤

2.2 计算各回路电抗（取基准功率SB = 100MVA UB=Uav=115kV）

根据上面所选的参数进行计算：

由于两台变压器型号完全相同，其中性点电位相等，因此等值电路图可化简为

计算各短路点的最大短路电流
（1）K１点短路时
XΣ*＝
I” *＝
短路次暂态电流：I”S＝I”* ×Id＝ （kA）
短路冲击电流峰值：ich.S＝kch I”S =×1.8 I”S ＝ （kA）
全电流最大有效值：Ich.S ＝ I”S =1.51 I”S＝ （kA）
短路电流容量： Sd”= I”S Un= （MVA）
(2) K2点短路时
XΣ*＝
I” *＝ （kA）
短路次暂态电流：I”S＝I”* ×Id＝ （kA）
短路冲击电流峰值：ich.S＝2.55 I”S＝ （kA）
全电流最大有效值：Ich.S ＝1.51 I”S ＝ （kA）
短路电流容量： Sd”= I”S Un= （MVA）
从计算结果可知，三相短路较其它短路情况严重，它所对应的短路电流周期分量和短路冲击电流都较大，因此，在选择电气设备时，主要考虑三相短路的情况。

第六章 配电装置及电气设备的配置与选择

1. 导体和电气设备选择的一般条件

1.1 一般原则

1.2技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
1.2.1长期工作条件

1.2.2 绝缘水平

1.3 环境条件
环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40ºC时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40ºC时，每增加1ºC建议额定电流减少1.8% ；当低于+40ºC时，每降低1ºC，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。

2. 设备的选择
2.1断路器的选择
2.1.1 高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。
2.1.2 高压断路器按下列条件进行选择

2.1.3按上述原则选择断路器
（一）110kV侧断路器的选择

（二）10kV侧断路器的选择

2.2隔离开关的选择
隔离开关也是发电厂变电站中常用的开关电器。它需要与断路器配合使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。
隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流的情况下，分、合电路。其主要功能为：隔离电压、倒闸操作、分、合小电流。
2.2.1、隔离开关的配置

2.2.2、隔离开关按下列条件进行选择

2.2.3、110kV侧隔离开关的选择

2.2.4 10kV侧隔离开关的选择

2.3导线的选择
本设计的110kV为屋外配电装置，故母线采用钢芯铝绞线LGJ的软母线，而10kV采用屋内配电装置，故采用矩型硬母线。导体的正常最高允许温度，一般不超过+70℃；在计太阳辐射的影响时，钢芯铝绞线可按不超过+80℃来考虑。
2.3.1 110KV母线的选择：

2.3.2 10kV母线的选择

结 束 语
这次的课程设计，……在此表示衷心的感谢！

致谢
本次课程设计得到了……的大力支持，……

参考文献