摘 要

构建电能系统的核心部件就是变电站，电气设备及配电网络按照特定的结合方法可以组成变电站，它从电能系统获得电能，经由过程其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的运送到每个用电设备的转设场合。作为电能输送与操控的关键，变电站必需转变传统的设计和操控模式，才可以顺应当代电能系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋向。计算机技术、现代通讯和网络技术的进步，为目前变电站的监视、调控、庇护和计量装备及系统分离的样态提供了优化结合和系统集成的技术基础。

110kV变电站属于高压变电网络，该地域变电所所触及方面多，思量问题多，剖析变电所负责的使命及用户负荷等状况，选择所址，通过用户数据来进行负荷计算，确认用户无功功率补偿装备。还要对各类变压器进行选择，挑选出最合适的变压器，从而使变电站的接线方式得到确认，再通过对短路电流的计算，挑选出送配电网络及导线，对短路电流进行计算。最后再对变电站高低压电气装备进行挑选，为变电站平面及剖面图提供根据。

本次论文用天府新区创新110kV变电站设计作为例子，讲述电能系统工程中变电站部分设计的整个过程。首先对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气装备动、热稳定进行校验，然后确定主要电气装备的型号及参考数据，再分析其运行方式，设计防雷及过电压保护设备，最后设计电气总平面，比较具体地完成电能系统中变电站的主要设计，本次变电站的初阶设计主要包含了五个部分：（1）土建部分（2）电气一次部分（3）电气二次部分（4）系统通信部分（5）总结与展望。

关键词：电能系统，电气主接线，短路电流，继电保护

ABSTRACT

Substation is an important part of power system, It includes electrical equipment and distribution network according to some kind of mode of connection, obtaining electricity from the power systems through its transformation, distribution, transport and protection functions and transferring electricity to every turn electrical equipment located places with safety, reliability and economical^[1].As a hub of power transmission and control, substation had to change the traditional mode of design and control to adapt to modern power systems, the development trend of modern industrial production and social life. With the development of modern communications and computer technology, network technology, for current transformer substation monitoring, control, protection and metering devices and systems for separate State of optimization and systems integration technology base^[2].

110kV substation belonging to the high voltage network ,substations in the area involved, taking into account the problems and analysis of substation and the role of the user load, select the address, load calculation using user data, determine the user reactive power compensation devices. Simultaneous selection of transformers, which determines how the substation wiring, short circuit current calculations, selection and distribution networks and the wire, short circuit current calculations^[3]. Choose high and low voltage electrical substation equipment, provide the basis for substation in plane and profile.

In the case of 110kV ChuangXin substation , this paper discusses electrical substation design system engineering process. Through the main wiring design of substation, electricity wiring design, calculation of short circuit current, electrical equipment, heat-stable calibration, the main model and determination of parameters of electrical equipment, mode of operation, design of lightning protection and overvoltage protection device, electrical General plane design, detail completed general design of substations in the electric power system, The preliminary design of transformer substation includes: (1) the civil part (2)primary electric part (3) secondary electrical parts (4) communication system (5) summary and expectation.

Keywords: electric power system,main electrical,con nections short-circuit current relay protection

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1 研究的意义和背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究的主要内容 2

第2章 土建部分 3

2.1 设计依据 3

2.2变电站建设规模 3

2.3 变电站的主要设计原则 3

2.4 电力系统现状 3

2.4.1 成都市电网现状 3

2.4.2 项目所在区域的电网现状分析 4

2.4.3 电力平衡分析 7

2.5 变电站站区规划 8

2.6 总平面布局方案 8

2.7 建筑平面布置 10

2.7.1 建筑一层平面布置 11

2.7.2 建筑二层平面布置 11

2.8 建筑断面布置 12

2.9 设备布置立面 13

2.10 建筑特点 14

第3章 电气一次部分 15

3.1 电气主接线 15

3.2 短路电流计算 17

3.3 110kV电气设备选择 18

3.4 10kV电气设备选择 18

3.5 电气总平面布置 20

3.6 站用电 20

3.7 照明动力 21

3.8 绝缘配合及防雷接地 21

第4章 电气二次部分 23

4.1 元件继电保护及自动装置 23

4.2 故障录波器系统 24

4.3 系统调度自动化 24

第5章 系统通信部分 26

5.1 系统通信及站内通信 26

5.1.1 光纤通信系统 26

5.1.1.1 光传输设备配置 26

5.1.1.2 光缆建设 26

5.1.2 电力线载波通信系统 26

5.1.3 站内通信 27

5.1.4 综合数据通信网设备 27

5.1.5 通信设备状态监测 27

5.1.6 通信电源系统 27

5.1.7 通信设备布置 27

5.1.8 防雷与接地 27

5.1.9 通信线缆敷设 28

5.2 变电站自动化系统 28

第6章 总结与展望 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究的意义和背景

变电站是电能系统的主要构成部分，它能够直接影响整的一个电力系统的可靠与经济运行，是联连接发电厂和用电居户的中间环节，起着变更和分配电能的重要作用，在电能系统中占据着非常重要的位子。因此如何把变电站规划得更加合理，把变电站设计得更加科学是担保供电质量安全可靠的条件和根本。

变电站使上级变电站或者电厂经由调节后的电能输送给下一级用电负荷，可以说是电力传输的最主要成分。其功能运作状况、容量的大与小都会很直白的影响电力对下级负荷的供给，从而干扰工厂作业用电以及居民生活用电。变电站系统的保护环节将会动作，假如变电站系统中某一个环节出了故障的话。这个时候该变电站的供电区域就可能出现停电等意外情况，对工业生产和居民生活带来巨大的不便甚至是财产上的损失。因为如此，保护供电的可靠性、灵敏性等这些指标，即变电站的性能指标，在整的一个电能系统中 就显得非常重要了。

发电厂和电能用户的间中联系人是变电站，变电站在电能系统中起到了转换和分拨电能的用处。这就需要变电所有经济合理的一次部分，和安全可靠的二次部分，因为只有这个样子变电站才能正常地工作运行，并且为国民生活和经济提供服务。

1.2 国内外研究现状

21世纪以来，随着科技水平的不断进步，国内外的变电站不断提出并且应用各种新颖先进的技术，这也大大扩展了电能自动化装备特别是高压大功率升降压电站的开发市场的空间。其次就是升降压变电站的终端用户对变电站的自动调节控制、电能节约以及环境保护的要求越来越高，这就迫使变电站的设计者和建造者尤其是系统集成商更要关注地区性电能分配方面的技术需求，变电站技术就是在这种大环境下快速发展起来不断更新的，内部因素和外部因素都在不断要求我国在变电技术上必需跟上甚至赶超世界主流水平的脚步。