论文总字数：20295字

摘 要

变电所是电力系统的重要组成部分，其承担着升高、降低电压以及转换功率的作用。变电所设计的正确与否不仅影响着电力负荷的供电可靠性,也影响着电力系统的安全可靠运行。

本设计要求建立110kV降压变电站。主要有主接线的设计，按照经济可靠、运行灵活等要求选择各个电压等级的接线方式，并在经济方面进行比较，选则最优接线方式；其次，还要进行短路电流计算、设备选择与校验、防雷保护、接地装置等设计。 

关键词: 变电所；变压器；主接线；短路电流；电气设备

Abstract

Substation is an important part of the power system, significantly increased its commitment to reduce the role of the voltage and power conversion. Substation design affects not only the correctness of the power load supply reliability, but also affect the security and reliable operation of the power system.

This design requires the establishment of 110kV substation buck. There are main wiring design, according to the economic, reliable, and flexible operation voltage level required to select various wiring and compare, select the optimal wiring in the economy; secondly, but also for short-circuit current calculation, equipment selection and school design experience, lightning protection, grounding devices.

Keywords: Substation; transformer; main terminal; short-circuit current; electrical equipment

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1电力系统概述 1

1.2变电所简介 1

1.3一次系统 2

1.4原始资料分析 2

1.4.1本设计概论 2

1.4.2环境条件 3

第二章 电气主接线的设计 4

2.1电气主接线设计的概念 4

2.2基本原则 4

2.3基本要求 4

2.3.1可靠性 4

2.3.2灵活性 5

2.4主接线方案的拟定 6

2.5主接线方案设计 10

第三章 主变压器的选择 13

3.1变压器容量的选择 13

3.2主变压器选型 15

第四章 短路电流计算 18

4.1电力系统短路电流计算的目的 18

4.2电力系统短路电流计算条件 18

4.3短路电流计算 19

第五章 主要电气设备的选择 25

5.1高压设备选择的原则与校验原则 25

5.2导体的选择和校验 25

5.2.1 110KV高压导线的选择和校验 25

5.2.2 35kV母线选择校验 26

5.2.3 10kV母线选择校验 26

5.3断路器的选择和校验 27

5.3.1 110kV断路器的选择与校验 27

5.3.2 35KV断路器的选择 28

5.3.2 10KV断路器的选择与校验 29

5.4 隔离开关选择 30

5.4.1 110kV隔离开关选择 31

5.4.2 35kV隔离开关选择 32

5.4.3 10kV隔离开关选择 32

5.5 电流互感器的选择 33

5.5.1 110kV电流互感器的选择和校验 33

5.5.2 35kV电流互感器的选择 34

5.5.3 10kV电流互感器的选择 34

5.6电压互感器的选择 35

5.6.1 110kV电压互感器的选择 35

5.6.2 35kV电压互感器的选择 35

5.6.3 10kV电压互感器的选择 36

第六章 变电所配电布置和防雷保护 37

6.1变电所配电布置 37

6.2变电所防雷保护及接地装置 37

6.2.1避雷针的保护计算 37

6.2.2直击雷过电压保护 38

6.2.3雷电载入波的过电压保护 40

谢辞 45

参考文献 47

第一章 绪论

1.1电力系统概述

电力系统是由发电、输电、配电、用电等设备与其辅助系统按照规定的技术与经济要求组成的电能生产与消费系统。其辅助系统包括继电保护、安全自动、测量、调度自动化与通信等装置。

电力系统的功能是将一次能源通过发电动力装置转化成电能，而后经过输电系统、变电系统以及配电系统将电能供应到各负荷中心，再通过各类设备转换成不同形式的能量，来满足人们的不同生活、经济需求。

电能在当今社会中，是最重要、最便利的能源，因此它被广泛地应用于各行业以及日常生活中，我国的电力工业迅速地发展。因此，电力系统的运行也有基本的要求：安全（要保证供电的安全可靠性）；优质（要有符合要求的电能质量）；经济（需有良好的经济性）。电能生产还应尽可能地减小对生态环境的有害影响。目前电力技术先进性的主要表现为特高压、大系统、大机组、高度自动化及核电技术。

1.2变电所简介

变电所是电力系统的重要组成部分，其承担着升高、降低电压以及转换功率的作用。变电所设计的正确与否不仅影响着电力负荷的供电可靠性,也影响着电力系统的安全可靠运行。

变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成 。主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。本设计主要为一次部分设计。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2～3台主变压器；330千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5～10年的预期负荷选择。 变电所按电压等级可分为35KV变电所、中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。本设计中的变电所为高压（110千伏）变电所。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。

变电所选址的原则：

• 1. 以靠近负荷中心为宜；
  2. 进出线尽可能方便，特别是架空进出线；
  3. 以接近电源侧为适宜；
  4. 保证设备运输便利；
  5. 避开有剧烈振动的场所以及高温场所，否则，应有隔热、防震措施；
  6. 不应该设在经常积水场所的正下方；
  7. 不应该设在有火灾、爆炸危险处的正上、下方；
  8. 不应该设在地势低洼处。

1.3一次系统

一次系统： 由发电机、送电线路、变压器、断路器等，发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。它们是电力系统的主体，其功能是将发电机所发出的电能，经过输变电设备，逐级降压送到配电系统，而后再由配电线路把电能分配到用户。

1.4原始资料分析

1.4.1本设计概论

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