论文总字数：35509字

摘 要

本设计主要是白马镇变电所（二台主变）一次部分设计。

本设计计算书首先对研究地区白马镇进行了负荷的大致估计，并对其未来的发展进行了预测，在了解了该地区负荷的基础上确定了电气主接线的方案；在保证供电安全可靠质量稳定的前提下，从经济是否合理、在未来是否便于扩建、占地面积是否合适、对周围居民的生活是否会造成影响以及是否影响所在地的美观等方面进行比较，最终确定了最优的接线形式，并在此基础上进行了短路电流计算，根据以上计算值和各种型号的电气设备进行比较，进行了相应的校验，最终对电气设备的合理地做出选择以及配置。同时为了保证施工的顺利进行，绘制了电气主接线图，电气平面图，配电装置断面图等。

尽管课题要求的是一次部分设计，但是为了整个设计的完整性，在设计书的后面我还加入了一些继电保护的配置以及避雷装置的选用，这些二次设备的加入使得此文成为了一份较为完整的工程计算书。

关键词: 变电站 电气主接线 短路计算 设备选型

Design of partial 110kV/35kV White Horse Town substation (a main transformer)

Abstract

This design is mainly the preliminary design of electrical part for White Horse Town Substation（two main changes）.

The design calculation book firstly estimates the load of the study area, white house town, and then predicts its future development. On the basis of knowing the load in this area, the main electrical wiring scheme is determined; under the premise of ensuring the safety, reliability and stability of power supply, compared from the aspects of whether the economy is reasonable, whether it’s convenient to expand in the future, whether the floor area is appropriate, whether it will affect the life of the surrounding residents and whether it will affect the beauty of the place. Finally, the optimal pattern is determined. On this basis, the short-circuit current is calculated, and compare various types of electrical equipments with the above calculated value, carry out the corresponding verification. Finally, make a reasonable choice and configuration of electrical equipment. At the same time, in order to ensure the construction, draw the main electrical wiring diagram, electrical plan, distribution equipment section drawing, etc.

Although the subject only requires the primary partial design, for the sake of the integrity of design, I also added configuration of relay protection and the selection of lightning protection device at the end of the design book. The addition of these secondary equipment makes this paper become a relatively complete engineering calculation book.

Keywords: Substation; Electrical main wiring; Short-circuit calculation; Equipment selection

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题研究现状和发展趋势 1

1.2 电气工程设计流程以及要求 2

1.2.1 设计流程 2

1.2.2 设计的要求 3

1.3 工程情况以及相应存在的问题 4

1.3.1 工程情况 4

1.3.2 存在的问题及相应的解决办法 5

第二章 负荷情况以及主变压器 7

2.1 了解负荷情况的背景和意义 7

2.1.1 背景 7

2.1.2 意义 7

2.2 负荷计算方法 7

2.3 负荷估算、补偿无功 9

2.3.1 负荷计算 9

2.3.2 无功补偿的确定 11

2.3.3 主变压器选择 15

第三章 电气主接线方案的确定 17

3.1 电气主接线选择的要求、原则 17

3.1.1 要求 17

3.1.2 原则 17

3.2 电气主接线的基本形式及其适用范围 19

3.2.1 有汇流母线 19

3.2.2无汇流母线—桥式接线   20

3.3 110kV接线 20

3.3.1 单母线接线 20

3.3.2 单母线分段接线 22

3.3.3 桥形接线 23

3.4 35kV侧接线 24

3.4.1 单母线接线 24

3.4.2 单母线分段接线 24

3.4.3 双母线接线 25

3.5 电气主接线的设备配置 27

3.5.1 隔离开关的配置 27

3.5.2接地刀闸或接地器的配置 27

3.5.3 电压互感器的配置 27

3.5.4电流互感器的配置 28

3.5.5避雷器的配置 28

第四章 短路电流的计算 29

4.1短路故障的原因  29

4.2 短路故障的危害  29

4.3短路电流计算的目的  30

4.4 短路电流计算条件  31

4.5 短路电流计算 32

4.5.1 阻抗归算 32

4.5.2 最大运行方式下短路电流计算 34

4.5.3 最小运行方式下短路电流计算 37

第五章 电气设备的选择与校验 40

5.1 概述 40

5.2 设备选型与校验 40

5.2.1选型原则 40

5.2.2 具体选型项目比对 41

5.3 断路器的选择 43

5.3.1 110KV侧 44

5.3.2 35KV侧  46

5.3.3 母联断路器的选择  47

5.4 隔离开关的选择  47

5.4.1 110kV侧隔离开关的选择  47

5.4.2 35KV侧隔离开关的选择  48

5.5 导线的选择  49

5.5.1 110kV侧母线选择与校验  49

5.5.2 35kV侧母线选择与校验 51

5.6 互感器的选择 51

5.6.1电流互感器的选择 51

5.6.2 电压互感器的选择 52

第六章 继电保护的配置 53

6.1 电力变压器的保护 53

6.1.1 瓦斯保护  53

6.1.2 纵联差动保护  53

6.1.3 相间短路的过电流保护  54

6.2 母线的保护  54

6.2.1 110kV母线的保护  54

6.2.2 35kV母线的保护 54

第七章 变电所布置和防雷保护 55

7.1 变电所布置 55

7.2 变电所防雷保护 55

7.2.1 避雷针 55

7.2.2 避雷线 56

结语 58

参考文献 59

致谢 62

第一章 引言

本次课程设计的题目是“白马镇变电所（二台主变）一次部分设计”。主要的工作任务大致为：布置主接线，对短路电流进行运算以及进行相应的设备的选型，防雷保护设计以及设计图的绘制等等^[1]。

通过这次设计，我们可以将本科期间学到的理论知识运用到实际操作中，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，经过这次设计，我对理论知识也有了更加深刻地理解。在这段时间，我们需要对原始资料进行详细的分析、研究，全面了解整个设计的目的、内容和基本要求，最终确定设计的基本思路，这培养了我们初步的资料分析和计算的能力。在查阅、整理资料的过程中，也大大拓宽了我们的专业知识领域。通过独立的分析问题、解决问题，使理论知识与工程实际问题相联系，并达到对知识的融会贯通及合理的应用。通过毕业设计这段时间的学习，我们熟悉了国家能源开发的方针政策和有关技术规程、规定等，树立了工程设计必须安全、可靠、经济的观点。培养了我们严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风，以便更好地适应工作的需要^[1]。

1.1 课题研究现状和发展趋势

当前,随着我国社会GDP迅猛增加, 随之而来的便是用电需求的大幅提升，电网的规模和容量也在扩大。 在此背景下, 人们开始重点关注电网运行的可靠性。因为一旦变电站发生安全事故, 人们的日常生活以及各类企业的效益也会受到严重影响。为了防患于未然, 电气一次部分设计便尤为重要,只有一次部分设计的可靠性足够高，变电站的运行才会足够安全可靠。^[2]本课题在技术方面和设计方面已经是一个非常成熟的课题，但是随着气候的变化，自然灾害在不断增加，近年来地震、海啸、雨雪、强风以及冰冻等灾害都频繁发生，因此，如何保证在比较恶劣的天气或者自然灾害下仍然能保持供电的安全，确保这些特大灾害不会引起大范围的停电，将会是目前研究的一个重点内容^[3]。

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