论文总字数：22717字

摘 要

电力迅速发展，供电系统的覆盖面越来越广，工厂与民用电量的极速增加，对整个供电系统的要求越来越高。供电系统的安全是设计的第一要素，其次要保证电能质量。变电站是电力系统的必要组成，变电站完成变压，从而使电能传输的效率更加高并提高传输过程中的安全性。变电站由高压、低压设备及输配电网络按设计要求接线构成，它既可以整个电力系统获得电能也可以向其传输电能。从电的生产到负荷用户用电，与整个过程中的升压、输电、降压等构成整个电力系统。变电站的设计，首先对用户负荷进行统计，了解对对电量的需求，确定负荷等级和大小，进行短路电流计算来确定电器设备的选择，设计变电站的接线方式，母线连接和备用电能。高低压电气设备确定后，合理设计变电站平面及剖面图，来确定变电站的场地设计。变电站的设计包括：（1）负荷统计及分析（2）短路电流的计算（3）高低压配电设备与系统接线方案选择（4）继电保护的选择（5）防雷与接地保护等内容。

关键词：变电站 负荷 短路电流计算

The design of 110kv Substation

Abstract

The rapid development of power, the power supply system coverage widely, factories and residential electricity consumption increased fast,the demand to entire power system is becoming strictly.The first requirement to the design of the power system is safety, and secondly to ensure power quality. Substations are essential components of the power system, complete transformer substation, allowing more high-power transmission efficiency and improve transmission security. Substation high-pressure, low-voltage equipment and transmission and distribution networks as designed wiring configuration, it can get the entire power system can also power its electricity transmission. Through its transformer, distribution, transport and other protection, the use of household electricity use to secure electricity. Substation design, the first user load statistics, determined load level and size, short-circuit current calculation to determine the choice of electrical equipment. Wiring design substation, bus connections and backup power. After determining high and low voltage electrical equipment, substations rational design plane and a sectional view, to determine the site design substations. Design of substations include: (1) Load Statistics and Analysis (2) short-circuit current calculation (3) high and low voltage power distribution equipment and system wiring scheme selection (4) relay selection and tuning (5) lightning protection and grounding and so on.

Keywords: Substation;Load;The calculation of short-circuit

目 录

摘要…………………………………………………………………………………I

ABSTRACT………………………………………………………………………II

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1 选题的意义和背景……………………………………………………………1

1.2 国内外研究现状………………………………………………………………2

1.3 设计的主要研究内容…………………………………………………………2

第二章 变电站的原始资料……………………………………………………3

2.1 变电站的规模………………………………………………………………3

2.2 变电站的基本数据…………………………………………………………3

2.2.1 站用负荷基本数据…………………………………………………3

2.3 站址情况……………………………………………………………………3

2.4 系统情况……………………………………………………………………3

2.5 本章小结……………………………………………………………………4

第三章 负荷计算及变压器选择………………………………………………9

3.1 负荷计算……………………………………………………………………5

3.1.1 站用负荷计算………………………………………………………5

3.1.2 35kV侧负荷计算……………………………………………………5

3.1.3 10kV侧负荷计算……………………………………………………5

3.2 主变压器的选择……………………………………………………………5

3.2.1 主变压器选择原则…………………………………………………5

3.2.2 主变压器台数选择…………………………………………………6

3.2.3 主变压器容量选择…………………………………………………7

3.2.4 主变压器型式选择…………………………………………………8

3.3 所用变压器的选择…………………………………………………………9

3.3.1 所用变台数的确定…………………………………………………9

3.3.2 所用变容量的确定…………………………………………………9

3.3.3 所用变型式的选择…………………………………………………9

3.4 本章小结……………………………………………………………………10

第四章 电气主接线的设计……………………………………………………11

4.1 电气主接线设计的基本要求………………………………………………12

4.1.1 可靠性………………………………………………………………12

4.1.2 灵活性………………………………………………………………12

4.1.3 经济性………………………………………………………………12

4.2 主接线的一般形式…………………………………………………………13

4.2.1 单母线接线…………………………………………………………13

4.2.2 双母线接线…………………………………………………………13

4.3 主接线方案的选择…………………………………………………………13

4.3.1 110kV侧电气主接线………………………………………………13

4.4 本章小结……………………………………………………………………14

第五章 变电站短路电流计算…………………………………………………15

6.1 电气设备选择的概述………………………………………………………16

5.1.1 选择的原则…………………………………………………………16

5.1.2 一般规定……………………………………………………………16

5.2 最大最小运行方式分析……………………………………………………17

5.3 短路电流的计算……………………………………………………………18

5.3.1 35kV侧短路电流计算………………………………………………18

5.3.2 三相短路电流计算表………………………………………………18

第六章 开关电器的选择与校验………………………………………………9

6.1 短路电流计算的原因与目的………………………………………………9

6.1.1 基本条件……………………………………………………………10

6.1.2 一般规定……………………………………………………………10

6.2 设备的选择和校验…………………………………………………………14

6.3 110kV侧断路器的选择……………………………………………………17

6.3.1 断路器选择条件……………………………………………………10

6.3.2 断路器的选择计算…………………………………………………10

6.4 隔离开关的选择……………………………………………………………17

6.5 配电装置的选择……………………………………………………………17

6.5.1 配电装置概述………………………………………………………10

第七章 主变压器的保护………………………………………………………19

7.1 电力变压器保护……………………………………………………………19

7.1.1 电力变压器纵差保护概述…………………………………………20

7.1.2 电力变压器纵差保护接线…………………………………………20

7.1.3 变压器的瓦斯保护…………………………………………………21

7.1.4 过电流保护…………………………………………………………21

7.2 母线保护……………………………………………………………………21

第八章 防雷保护………………………………………………………………22

8.1 防雷与接地………………………………………………………………23

结语………………………………………………………………………………25

参考文献…………………………………………………………………………26

致谢…………………………………………………………………………………30

第一章 绪论

1.1 选题的意义和背景

经济的快速发展，日常生活中对于电的需求量越来越高，电的重要性越来越大。从发电厂到输电系统再到配电系统都缺不了变电站，变电站使输电系统高压输送电能，降低网损、节约电能而且提高安全性。习近平同志在讲话中提到：要使全国所有地区都通上电，都用得起电。要实现这一目标，离不开电力行业的发展。以味提高电压等级并不能完美地解决这一问题，之前学校课程设计，杨老师请了南自的研究绿色能源的博士生给我们做讲座。其中便提到了一个概念：“不能一味地以面盖全”，不要想着让整个电力系统这张大网去覆盖全国所有点，包含偏远山区或者西部。这些地方，如果想要所有电能覆盖全部地区，不仅实现难度大而且是一种很大的资源浪费。而且即使在覆盖的基础上，在运行的时候所需的维护费用非常高，如果发生故障影响范围广，是一种不太明智的选择。中国有“中国绿色能源发展”，该相关的单位有：国家能源局网、中国政府网、国家发展改革委、中国煤炭工业协会、中国电力企业联合会、中国石油技术研究院、中国石化经济技术研究院。该系列单位致力于节能减排并在经济发展的基础上，努力找到该平衡点，使得亮点完美结合，才能使中国经济快速发展。这个理念在电力发展上同样可以应用。所有电力企共同的目标：节约成本，以安全为保障。我电力产业水平的提高，变电站的建设与实施难度较大。

1.2 国内外研究现状

日前发布的《2014-2018年中国智能电网行业市场前瞻与投资规划分析报告》显示，智能变电站发展前景一片光明。根据国家智能电网“十二五”规划，电压等级涵盖750kV之66kV，充分体现了智能变电站在我国的充分发展，更体现出我国综合实力的增强，电力产业在我国经济比例中越来越高。

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