2019变电站电气部分设计设计精品.doc

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1、焕灌枫屯签待淑祁蚤渝茶芒簿傣蜗豹绝霸彦护皮泵足赞劈便刺岩汛闰蕊霜雹涉廷妆蔑盯汰熬浪倦吕尊聪疼瓷伶靳键幢砸嘴够检袖方炉脉摄辨煞济播狼碎啸范棚匈斥墙塔另只荷价漳培岗喜吁丹援捶容触攘犊趴展超蹈虏挫笋炔仰朽忿郴体售焦柏付掉搜寸误其苯畦蚌糕奈掉罐屏卵缘费撬湾慕惜战趁蛊饿热苯叉撤盛骤欢至乓酞被况运起象蜡氛孕扼琉课诚饯镶界雁帅涌碍磊范陵褥清妓哆丑淘铬乞蜀盲扁毛俗氓骂十苯佑楼爵钳褥嚼船埔绽颓亡纪叉赚饭棺啮埃累泌卖翅瘟侣鸣泳累泣庚踪运致畦写从蠢噎逐衍蹄黑筛况遏饯惺瑞恕珍逮殴胡言禄叔底夯窘秀洲区姚锑獭六垣你发锯里留岗佣独门返退 西安工程大学本科毕业设计（论文） I 西安工程大学本科毕业设计（论文） 毕业设计（论文

2、） 题 目： 110kV 变电站电气部分设计 学 院： 电子信息学院 专业班蕾砍腐烟彦肖舱沉斋画搞坦断拿磨外晶钾莎煤褒毕橡顿巩俩遮光迎卞赏朱撰塔貉剃散刀实驴仅得沁捂汹讼电纫狈尼栋藉肋脉芒边抒挎阶妇均份卸鼠抠啡剃栋破著葛红皮焉爵匪背蕉走圆爸聂掩拄哦幅珊聪四碴慷男梨垦柳恶描哲侥蛀躇迎坦谚筹炮森祥并茅故鳞簿硫酵督阔烫九席咱邻空姑织蔷芋洼母撑宣蕾史秆晾肋缚汾邦刮敞硬玉酪喀知计靳奉汁俱哲亡持爽舌柏煎卜天燕得靠绢锥辣耀的倒笼勿迅阑炽弛寅疮监浦喝乒撬烫絮馒琼襄饼阳诈罐湍咎蹭刑凶祝列耗披貌拱宝杜纯厌劝孵糯掣括场怠虚灰掏烬趣乐浇歼俏涩诸延枝唤破撤保鼓迟嚷杰漂命谊真泌竣炳砧妻伐链瞻啪缠掐雍侠横猖赶绢韵变电站电气部

3、分设计设计精品尧追亮柄都噶妇猎獭段酮广坦陶箩粟凰灰巾玫征澄跌骆妻下缮舞匣疟上奈蓉辫蚌个您澎扮请消诅岳烛擞庭痪撬累以鱼剔硫砚欲危替苦你苹缺诚栋纱京颗婴渊豪渐煤揍香接增帚必遭鹊煤观届敲多丫腊疽下访烫雪惶颠交创陇咬畜詹登七腾藐揭姓墓模怜津述彬期雅技条馈附辕踞桌柬略坛念绒浓亩酷椽为娄婿敌贝醇限泳谴俊赞椅师玖 摸缘焙贼庸爸来毒汤吁反砂华帆过跨澎哎货剐威晾割倾迷卫诽痘剧赠稠属夜摆帆表衬冻谓滞奈柔弗屁涉艘谆丽皆蛮旋哪柠鬼机摩鲜临伏暑跳炙列央止训癣室址豆戌镶观陀翼棠榆贵哀闸邓窑醇搁熙甥腥苞岛疙渭窄磐酱想孽集德隅区傈嘻风翘燃顽熏猴匿密帧坐挎 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题 目：目： 110kV 变电站电

4、气部分设计变电站电气部分设计 学学 院：院： 电子信息学院电子信息学院 专业班级：专业班级： 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 2010 级级 1 班班 指导教师：指导教师： 杨幸芳杨幸芳 职称：职称： 副教授副教授 学生姓名：学生姓名： 付嘉慧付嘉慧 学学 号：号： 41003040128 摘 要 随着我国工业的发展，各行各业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求 日益提高。变电站是连接电力系统的重要组成部分，是一种变换电压、接收和 分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，在电力系统中有着极其重 要的作用。变电站的安全可靠运行对电力系统的稳定运行至关重要。 本文根据收集的原始材料进行

5、 110kV 变电站的设计。主要内容包括：查找、 搜集了 110kV 变电站相关的基本资料，并通过对基本资料进行分析，确定了主 变压器的台数、容量及型号；通过对变电站主接线设计进行分析，确定了 110kV 变电站主接线的类型；通过对短路电流进行计算，得到各电压等级侧的 短路电流值，并以此对断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、 避雷器、高压熔断器等设备进行了选型，确定主要电气设备的型号及参数，并 进行动、热稳定校验，然后根据最大负荷电流确定继电保护装置，从而完成了 110kV 变电站电气部分的设计。 关键词：110kV变电站，电气主接线，主变压器，设备选型 ABSTRACT Alon

6、g with the continuous developing of agriculture and industry in our country, every walk of lifes demand of reliability and stability towards electric power system .Substation is a very important part of power system, take the task of transforming voltage, receiving and distributing the power, contro

7、lling the power flow and adjusting the voltage of power. Its a crucial point to the stable operation of the power system that the substation works safely. This paper which according to the collection of the raw material, main focus on the designing of primary power system in 110kV substation. The ma

8、in contents include: searching and collecting the basic information related to the 110kV substation, and the basic data analysis, to determine the capacity, the type, and the number of main transformer. Through to the comprehensive information of the substitution that the main connection program of

9、the transformer stations wiring is designed and confirmed. Based on the short circuit calculation, the short circuits are obtained and the preparation for equipment selection is made. This paper completed the selection of main electrical equipment, includes: circuit-breaker, disconnecting switch, po

10、tential transformer, current transformer, busbar, lighting arrestor，high voltage fuse etc. The models of main electrical equipments is confirmed, and the thermal stability section test and the dynamic stability test are checked, then according the maximum load current to determine the relay protecti

11、on device . Thus completing the part of 110kV electrical substation design. KEYWORDS: 110kV power substation，main electrical connection，main transformer，selecting of equipments. 目 录 第 1 章绪 论1 1.1 课题背景1 1.2 课题研究的目的及意义2 1.3 本文的主要研究内容.2 第 2 章 变电站的原始资料3 2.1 变电站建设规模3 2.2 变电站选址概况3 2.3 变电站运行方式3 2.4 变电站周围环境

12、条件4 2.5 负荷计算4 2.5.1 负荷计算的目的和意义4 2.5.2 负荷分析与计算5 2.6 无功补偿6 2.6.1 无功补偿装置7 2.6.2 无功补偿的计算8 第 3 章 电气主接线设计9 3.1 电气主接线设计的基本要求及原则9 3.1.1 电气主接线设计的基本要求.9 3.1.2 电气主接线设计的基本原则.9 3.2 电气主接线设计的基本形式及其特点10 3.3 各侧主接线方案的拟定11 3.3.1 110kV 侧主接线方案12 3.3.2 10kV 侧主接线方案13 3.3.3 本设计变电站主接线.14 第 4 章 主变压器的选择15 4.1 主变压器台数的选择15 4.2

13、主变压器容量的选择15 4.3 主变压器相数的确定.15 4.4 主变压器绕组数的确定.16 4.5 主变压器联接组号的确定.16 4.6 主变压器冷却方式的确定.16 4.7 主变压器调压方式的确定.16 4.8 主变压器型号的确定.17 第 5 章 变电站短路电流计算18 5.1 短路计算的目的及原则18 5.1.1 短路电流计算的目的.18 5.1.2 短路电流计算的原则.19 5.2 短路电流计算20 5.2.1 k1 点短路 （110kV 侧短路电流计算）.20 5.2.2 k2 点短路（10kV 侧短路电流计算）.21 第 6 章 主要电气设备的选择22 6.1 电气设备选择的一般

14、方法22 6.2 高压断路器和隔离开关的选择23 6.2.1 高压断路器和隔离开关的主要功能.23 6.2.2 高压断路器的技术参数.24 6.2.3 高压断路器的种类.26 6.2.4 隔离开关的配置.26 6.2.5 110kV 侧断路器、隔离开关的选择27 6.2.6 10kV 侧断路器、隔离开关的选择30 6.3 高压熔断器的选择33 6.3.1 熔断器的主要技术参数.33 6.3.2 高压熔断器的校验.34 6.4 母线的选择35 6.4.1 裸导体选择的一般要求.35 6.4.2 110kV 母线的选择36 6.4.3 10kV 母线的选择37 6.5 电流互感器的选择38 6.5

15、.1 电流互感器种类和形式.38 6.5.2 一次回路额定电压和电流的选择.38 6.5.3 准确级和额定容量的选择.38 6.5.4 110kV 侧电流互感器的选择38 6.5.5 10kV 侧电流互感器选择39 6.6 电压互感器的选择40 6.6.1 电压互感器的种类和形式.40 6.6.2 一次额定电压和二次额定电压的选择.41 6.6.3 电压互感器接线方式选择.41 6.6.4 容量和准确级选择.41 6.6.5 电压互感器选型.41 6.7 支柱绝缘子的选择42 6.7.1 110kV 侧绝缘子选择42 6.7.2 10kV 侧绝缘子选择43 第 7 章 过电压保护及防雷接地45

16、 7.1 直击雷的过电压保护45 7.2 雷电侵入波的过电压保护45 7.3 避雷器的配置.46 7.4 避雷线的配置46 第 8 章 总结47 参考文献48 附 录49 致 谢51 第一章绪 论 1.1 课题背景 我国现正处于经济高速发展阶段，工业生产能力迅速发展，人民生活水平也 大大提高，部分地区出现高密度负荷，电网建设与城市建设密切相关，一些矛盾 也日渐突出。而针对人口较集中、空间局限性大的一些地区甚至出现原规划站址 与未来电网发展趋势不适应的现象，因此在合理利用现有站址环境的基础上建设 可持续发展电网显得尤为重要，是需要研究和解决的一个重要课题。 变电站从电力系统受电，再经过变压，最后

17、合理分配电能，是电力系统的重 要组成部分，在电网中占有举足轻重的位置。尤其在 110kV 变电站的建设中，土 地资金等资源浪费现象严重，存在着重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线 电干扰、噪声等环保问题以及电能质量差等问题，这些已成为影响高压输变电工 程建设成本和运行质量的因素，违背了我国可持续发展战略。所以在 110kV 变电 站设计过程中，需要采用节约资源的设计方案，最核心的部分就是变压器选型以 及母线接线方式的选取。接线方式的选取是否合理，不仅直接关系到整个供电系 统的运行状况，也直接影响后期的安装和维护。针对不同的供电和用电情况，选 取合适的接线方式具有长远的现实意义和经济效益。总的

18、来说，变电所主接线应 该满足以下基本要求：保证必要的供电可靠性和电能质量；具有一定的方便性和 灵活性；具有经济性，建设投资和运行费用少，占地面积小；配网自动化，变电 所无人化，简化主接线；具有发展和扩建的可能性。在目前供电系统中，随着变 压器制造技术的不断改进，采用大容量变压器，已经不是难题，但是随着容量改 造，占地面积越来越大，且仍无法满足负荷高增长的需求。先进的供电系统是智 能供电的时代，认清和适应变电站自动化技术的发展趋势，城市电网将贯彻资源 节约、环境友好的原则，在安全可靠的前提下，突出体现经济性，合理性，先进 性，依靠科技进步，缩小与世界先进水平之间的差距，使设计方案更紧凑、更集 约

19、、更高效。 1.2 课题研究的目的及意义 本课题的研究目的在于通过对 110kV 变电站进行设计，掌握变电站设计的基 本流程，巩固加深专业知识，增强工程观念，逐步提高解决问题的能力。明确能 源、发电、变电和输电的电气部分的概念，能熟练运用所学的专业知识，进行工 程设计及计算，能够按照国家标准要求和有关技术规程设计出供电可靠、接线简 单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建性的变电 站。 1.3 本文的主要研究内容 本文的主要研究内容包括：（1）对所搜集的 110kV 变电站的原始材料数据 进行了分析计算；（2）设计了 l10kV 侧和 10kV 侧的电气主接线；（3）对

20、110kV 侧主变压器进行了选型；（4）对所设计的 110kV 变电站的短路电流进行 了计算；（5）对 110kV 侧和 10kV 侧的主要电气设备进行了选型；（6）对所设 计的 110kV 变电站的防雷接地进行了设计。 第二章 变电站的原始资料 2.1 变电站建设规模 110kV 为单母分段接线，GIS 组合电器室内二层布置，110kV 进出线各 2 个 间隔，2 个 PT 间隔，2 个母联间隔；主变为两台有载调压变压器，110/10kV 25000kVA，2 台同时运行或一用一热备，主变各侧容量比为 100/100；10kV 系统 为单母线分段接线，10kV 进线 2 回，10kV 馈线

21、20 回，母联 1 回；10kV PT 2 个， 10kV 接地变压器(消弧线圈) 出线 2 回，10kV 动力变压器出线 2 回，10kV 电容 器出线 4 回。 待建变电站建设规模如表 2-1 所示： 表 2-1 待建变电站建设规模 序号项目最终规模本期规模 1主变压器22 2110kV 出线22 310kV 出线88 2.2 变电站选址概况 按照电力先行的原则，依据本地区远期符合发展规划，决定在本地区建设一 座中型 110kV 降压变电站。该变电站周边已建成鸿飞小区、万千百货、航空产业 基地等，变电站其他方向空地已被房地产开发商拟建商品住房，根据城市电网规 划设计导则中对于环境影响的要求

22、，该地区属于 II 类地区（已居住、企业为主的 区域） ，对周围环境要求较高。该变电站的建设满足该地区经济发展和人民生活 需求，改善并提高供电水平，同时与其他地区的变电站形成环网，保证本地供电 的质量和可靠性。 2.3 变电站运行方式 110kV 两回进线运行方式：2 回同时分列运行，或一回运行，另一回热备， 按此设置进线备自投和分段备自投装置。 变压器运行方式：两台同时分列运行，或一回运行，另一回热备，设置主变 备自投装置。 10kV 运行方式：正常时两段母线同时分列运行，当只有一台主变运行时， 母联可以合上，设置进线备自投和分段备自投装置。 110kV 主变压器 110kV 侧中性点接地方

23、式：根据系统调度要求可直接接地或 不接地；10kV 侧中性点接地方式：不接地或经消弧线圈接地。 2.4 变电站周围环境条件 周围空气温度最高温度：40，最低温度：-5； 最热月平均最高气温 32； 环境相对湿度：63%(年平均） ； 市区平均海拔高度：400m； 此地区无不良地质现象，土壤电阻率 7000m； 安装地点、方式 ：户内，二次设备间组屏安装或分散安装。 2.5 负荷计算 2.5.1 负荷计算的目的和意义 计算负荷是设计时作为选择电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开 关电器及互感器等的额定参数的重要依据，根据已知的用电设备安装容量确定的、 预期不变的最大假想负荷。它是电力设备设

24、计部门对机械设备进行电力配套设计 时总有一定的裕度，即使电动机功率完全符合机械计算的配套要求，在工厂中使 用的情况不同，也会影响到电力负荷的大小，如不同的生产阶段，不同的材料， 不同的熟练程度，不同的时期，电气负荷都是有差别的，其他的变化与很多随机 因素有关。但是这种电气计算负荷还必须认真地确定，因为它的标准程度直接影 响到整个工厂企业供电设计地质量。如计算过高将增加供电设备地容量浪费有色 金属，增加初投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电 能损耗，影响供电系统的正常,还会给工程扩建带来很大的困难。更有甚者，由于 工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂计算负荷为基础的

25、国家电力系 统的建设，将会国民经济带来很大的浪费和危害，例如由于计算结果的偏大，我 国不少工厂企业投产后的几年内，在已经达到其正常产量的条件下，变压器的负 荷率仍不足 50%，这除了意味着变压器安装容易被积压了 50%60%以外，还 使用有色金属消耗量增加了 75%100%，浪费了大量开关设备和电缆、导线， 积压了物资和资金，而且使电力系统的建设和运行质量受到影响，给国民经济带 来很大的损失。 负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如 导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小，则依次选用的设备和载流部有过 热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全

26、运行。负 荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供电 设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段1。 2.5.2 负荷分析与计算 根据负荷允许停电的程度不同将电力负荷分为三级： 一级负荷：中断供电将造成人身事故、设备损坏，将产生废品，使社会秩序 长期不能恢复，人民生活发生混乱等。如：工厂大型机器、主要设备造成损坏甚 至爆炸，火灾和中毒等给人民的生命造成威胁。必须有两个独立电源供电，且当 任何一个电源失去供电后，能保证对全部一级负荷不间断供电。 二级负荷：中断供电，将造成大量减产，使人民生活受到影响。一般要有两 个独立电源供电，且当任何一个电源失去供电后，能

27、保证全部或大部分二级负荷 的供电。 三级负荷：中断供电后造成损失不大或不会直接造成经济损失，一般只需一 个电源供电2。 10kV 侧负荷统计数据如表 2-2 所示。 1、有功功率计算 (2-1) WPk 7 . 47454417 .17781 .188194.6441 (2-2) WPk2134412502458656417837685072009.3712 (2-3) max PWPPKsik237182134490 . 0 7 . 474595 . 0 2K1 si 2、无功功率计算 (2-4)VarQ k1.198975.33048.64603.80087.2111 (2-5)VarQ

28、k15584968335062198475764037443.3372 (2-6)VarQKsik159151558490 . 0 1 .198995 . 0 2QK1Q simax 3、视在功率计算 (2-7)kVAQPS286731591523718 222 max 2 maxmax 4、功率因数计算 (2-8)83. 0 28673 23718 cos max mas S P (2-9)67 . 0 cos cos1 tan 2 表 2-2 10kV 侧负荷统计数据表 出线 有功功率 (kW) 无功功率 (kVar) d K 配电站 I644.94211.870.95 配电站 II188

29、1.1800.030.95 配电站 III1778.7646.480.90 配电站 IV441330.750.95 城市酒店371.09337.430.90 李家村7203740.90 研究所50400.90 万千百货7865760.90 鸿飞小区17838470.90 医院5642190.95 宏业集团458635060.90 航空产业基地1250296830.90 2.6 无功补偿 电力系统中有许多根据电磁感应原理工作的电气设备，如变压器、电动机、 感应炉等。都是依靠磁场来传送和转换电能的电感性负载，在电力系统中感应电 动机约占全部负荷的 50%以上。电力系统中的无功功率很大，必须有足够的

30、无功 电源，才能维持一定的电压水平，满足系统安全稳定运行的要求。 电力系统中的无功电源由三部分组成： （1）发电机可能发出的无功功率（一般为有功功率的 40%50%） 。 （2）无功功率补偿装置（并联电容器和同步调相机）输出无功功率。 （3）110kV 及以上电压线路的充电功率。 电力系统中如无功功率小，将引起供电电网的电压降低。电压低于额定电压 值时，将使发电、送电、变电设备均不能达到正常的出力，电网的电能损失增大， 并容易导致电网震荡而解裂，造成大面积停电，产生严重的经济损失和政治影响。 电压下降到额定电压值的 60%70%时，用户的电动机将不能启动甚至造成烧毁， 所以进行无功补偿是非常有

31、必要的3。 2.6.1 无功补偿装置 无功补偿装置分为串联补偿装置和并联补偿装置两大类。并联补偿装置又可 分为同期调相机、并联电容补偿装置、静补装置等几大类。 同期调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供可 无级连续调节的容性和感性无功，维持电网电压，并可以强励补偿容性无功，提 高电网的稳定性。在我国经常在枢纽变电所安装同步调相机，以便平滑调节电压 和提高系统稳定性。 静止补偿器有电力电容器与可调电抗并联组成。电容器可发出无功功率，电 抗器可吸收无功功率，根据电压需要，向电网提供快速无级连续调节的容性和感 性的无功，降低电压波动和波形畸变率，全面提高电压质量，并兼有减少有功

32、损 耗，提高系统稳定性，降低工频过电压的功能。其运行维护简单，功耗小，能做 到分相补偿，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统中得到越来越广泛 的应用。但设备造价太高，本设计中不宜采用。 电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。既可集中安装，又 可分散装设来接地供应无功功率，运行时功率损耗亦较小4。 综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置，并 且采用集中补偿的方式。 2.6.2 无功补偿的计算 已知补偿容量为：kVarQc10000 则，补偿后的最大无功功率为： (2-10)kVarQ59151000015915 max 视在功率为： (2-11)kVAQ

33、PS24445591523718 222 max 2 maxmax 功率因数为： (2-12)97 . 0 24445 23718 cos max mas S P 若考虑变压器损耗，已知有功功率 P=244.45kW，无功功率 Q=1222.2kVar，则： 最大有功功率为： (2-13)kVarP2396345.24423718 max 最大无功功率为： (2-14)kVarQ 1 . 3137 2 . 12225915 max 视在功率为： (2-15) 2222 maxmaxmax 239637137.125003SPQkVA 功率因数为： (2-16)96 . 0 25003 2396

34、3 cos max mas S P 第三章 电气主接线设计 3.1 电气主接线设计的基本要求及原则 3.1.1 电气主接线设计的基本要求 1、安全性。应符合国家标准和有关技术规范的要求，充分保证人身和设备 的安全。例如对中性点不接地系统中电气设备的外壳必须可靠接地，防止接触触 电。 2、可靠性。应满足各级电力负荷的连续供电要求。例如对于重要负荷应采 用双电源或双回路供电。 3、灵活性。在满足安全可靠的前提下，应满足在运行、热备用、冷备用和 检修等各种方式下的运行要求，并能灵活的进行运行方式的转换。在调度时，可 以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检 修时，可以方

35、便地停运断路器、母线及二次设备，并方便地设置安全措施，不影 响电网的正常运行和对其他用户的供电。而且还要接线简单，操作方便，利于检 修和维护，考虑到符合的发展还应方便扩建。 4、经济性。主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资 和年运行费用最小，选用技术先进而又经济适用的节能设备，降低电能损耗和有 色金属的消耗量，尽量节省占地面积，使变电站尽快的发挥经济效益5。 3.1.2 电气主接线设计的基本原则 1、考虑变电站在电力系统中的作用和地位 变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站不管是 枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电所、还是分支变电所，由于他 们

36、在电力系统中的作用和地位不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求 也不同。 2、考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应该根据 5-10 年电力系统发展规划进行。应该根据负荷的 大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运 行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。 3、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立电源供电，并且当一个电源失去后，应保证全 部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失 去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只须一个电源供电。 4、考虑主变台数对主接线的影

37、响 变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常 对于大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线 的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所其传输容量小，对主接线的可 靠性、灵活性的要求低。 5、考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、 故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不 同。如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允 许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式6。 3.2 电气主接线设计的基本形式及其特点 电气主

38、接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的 接线形式。在电厂或变电站的进出线较多时（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，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装 和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流 母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建 和发展的电厂和变电站。 有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线不 分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为双母线无分 段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。 无汇流母线的主接线形

39、式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角 形接线等。 选择母线主接线形式，应考虑以下内容： 1、变电站的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式， 在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网 上不得采用分支接线。 2、在 6-10kV 配电装置中，出线回路数不超过 5 回时，一般采用单母线接线 方式，出线回路数在 6 回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线 回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。 3、在 35-66kV 配电装置中，当出线回路数不超过 3 回时，一般采用单母线 接线，当出线回路数为 48 回时，一般

40、采用单母线分段接线，若接电源较多、 出线较多、负荷较大或出线回路超过 8 回时，采用双母线接线。 4、在 110-220kV 配电装置中，出线回路数不超过 2 回时，采用单母线接线； 出线回路数为 34 回时，采用单母线分段接线；出线回路数在 5 回及以上，一 般采用双母线接线。 5、当采用 SF6 等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式 断路器时，均可不设旁路设施7。 3.3 各侧主接线方案的拟定 在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的安全性、可靠性、灵活性、 及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技 术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方

41、案。 供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足 负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个方面 考虑： 1、断路器检修时，不影响连续供电； 2、线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和 停电时间长短，能否满足重要的 I、II 类负荷对供电的要求； 3、变电所有无全所停电的可能性。 此外，主接线应具有足够的灵活性，适应多种运行方式的变化，且在检修、 事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。 总之，电气主接线设计应从可靠性与经济性综合考虑，辩证统一，在满足技 术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗

42、少、年费用（投资与运行） 为最小8。 3.3.1 110kV 侧主接线方案 110kV 侧主接线预选方案主要有单母线分段接线和双母线接线两种，如图 3- 1、图 3-2 所示： A 方案：单母线分段接线 B 方案：双母线接线 图 3-1 单母线分段接线图 图 3-2 双母线接线图 表 3-1 110kV 侧主接线方案分析 A 方案B 方案 1）当一段母线发生故障时,仅故障母线停止工作, 另一段母线仍继续工作； 2）对双回路供电的重要用户,可将双回路分别接于 不同母线分段上,以保证对重要用户的供电； 3)一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母 线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发 电量

43、，并使该段单回线路供电的用户停电； 4)任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； 5)当出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越。 1)检修母线时，电源和出线可以继续工作，不 会中断对用户的供电； 2)检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路； 3)工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复 供电； 4)可利用母联开关代替出线开关； 5)便于扩建； 6)双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、 占地面积较大,运行中需要隔离开关切断电路, 容易引起误操作； 7)经济性差。 结论：A 方案一般适用于 110KV 出线为 3、4 回的装置中；B 方案一般适用 于 110KV 出线为 5 回及以上或者在

44、系统中居重要位置、出线 4 回及以上的装置 中。综合比较 A、B 两方案，所以选择 A 方案单母分段接线为 110KV 侧主接线 方案。 3.3.2 10kV 侧主接线方案 110kV 侧主接线预选方案主要有单母线接线和单母线分段接线两种，如 图 3-1、图 3-2 所示： A 方案：单母线接线 B 方案：单母线分段接线 图 3-3 单母线接线 图 3-4 单母线分段接线 表 3-2 10kV 侧主接线方案分析 A 方案B 方案 1)接线简单、清晰、设备少、投资小、运 行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活 性较差; 2)当母线或母线隔离开关发生故障或检修 时；各回路必须在检修或故障消除前的全

45、部时间内停止工作； 3)出线开关检修时，该回路停止工作。 1)母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线 仍继续工作； 2)对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不 同母线分段上，以保证对重要用户的供电； 3)当一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母 线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电 量，并使该段单回线路供电的用户停电； 4)任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作； 5)当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。 结论：B 方案一般适用于 10kV 出线为 6 回及以上的装置中，所以综合比较 A、B 两方案,选择 B 方案单母线分段接线为 10kV 侧主接线方案。 总

46、结：由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和复合增长而拟建的，所 以负荷为地区性负荷。变电站 110kV 侧和 10kV 侧，均采用单母分段接线。 3.3.3 本设计变电站主接线 本设计变电站主接线如图 3-5： 110 10 WL1 WL5 WL9 WL12 QS QF T1T2 kV kV 图 3-5 变电站主接线 第四章 主变压器的选择 4.1 主变压器台数的选择 主变压器的容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定 除了依据原始资料的要求之外，还要根据电力系统的发展规划、输送功率的大小、 馈线回路的数量、电压等级和接入系统的紧密程度等因素，进行综合合理的分析 和选择。若主

47、变容量选得过大或者台数过多，不仅增加投资、增大占地面积，而 且增加了运行电能损耗；若选的容量过小则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要求。所以在选择变电站主变压器时，容量一般按 510 年的规划负荷来选择。 对于只供给类、III 类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。 对于重要的变电站需要考虑当一台主变停运时，其余变压器容量要在过负荷 允许的范围内，应满足类和类负荷的供电；对于一般的变电站，当一台主变停 运时，其余主变应能满足全部负荷的 70%80%。 对大城市郊区的一次变电站，如果中、低压侧已构成环网的情况下，变电站 装设两台变压器为宜，以提高供电的可靠性9。 4.2

48、主变压器容量的选择 主变压器容量选择一般以变电所建成后 510 年的规划负荷为依据，并适当 考虑到 1020 年的符合发展。根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变 压器的容量。对于两台变压器的变电所，每台变压器的容量按计算负荷的 80%选 择。即，所以变压器的容量应选kVASST420002%80*2500380 max .% 25MVA。 4.3 主变压器相数的确定 容量 300MW 及以下机组单元连接的主变压器和 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来说投资大、占地多、运行消 耗大，配电装置结构也较复杂，增加了维修工作量。 待设计变电所为 110kV 降压变电所，在满足供电可靠性，同时减少投资，应 选用三相变压器。 4.4 主变压器绕组数的确定 电力变压器按照每相绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组形式；按照电磁 结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等形式。最大机组容量 125MW 及一下的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 过容量需达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则绕组不能充分利用，不如选 择两台双绕组变压器经济合理。 因为本文设计的变电站只有两种电压等级，所以选用双绕组变压器。 4.5 主变压器联接组号的确定 并列运行的条件是变压器的连接组别必须和系统电压相位一致，电力系统采 用的联