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大 学
毕业设计(论文)
题目:电气自动化 110-35kv 变电所设计
学生姓名:
学号:
学院(系):
专业年级:电气工程及其自动化
指导教师:
评阅教师:
完成日期:
目 录
标题、摘要、关键词--------------------------------------2
前言----------------------------------------------------3
第一章 原始资料分析-------------------------------------4
1.1 本所设计电压等级--------------------------------4
1.2 电源负荷----------------------------------------4
第二章 电气主接线设计-----------------------------------6
2.1 主接线接线方式----------------------------------6
2.2 电气主接线的选择---------------------------------8
第三章 所用电的设计-------------------------------------10
3.1 所用电接线一般原则------------------------------10
3.2 所用电接线方式确定------------------------------10
3.3 备用电源自动投入装置----------------------------10
第四章 短路电流计算-------------------------------------12

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4.1 短路计算的目的----------------------------------12
4.2 短路计算过程------------------------------------12
第五章 继电保护配置-------------------------------------20
5.1 变电所母线保护配置-----------------------------20
5.2 变电所主变保护的配置---------------------------20
第六章 防雷接地----------------------------------------22
6.1 避雷器的选择-----------------------------------22
6.2 变电所的进线段保护-----------------------------23
6.3 接地装置的设计---------------------------------23
致谢----------------------------------------------------27
参考文献------------------------------------------------28
电气自动化 110-35kv 变电所设计
摘 要
变电所是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的
安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配
电能的作用。
这次设计以 110kV 降压变电所为主要设计对象,分析变电站的原始资
料确定变电所的主接线;通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型
号。根据短路计算的结果,对变电所的一次设备进行了选择和校验。
同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。
关键词: 变电所电气主接线;短路电流计算;一次设备;防雷保护
前 言
本次设计题目为 110KV 变电所一次系统设计。此设计任务旨在体
现对本专业各科知识的掌握程度,培养对本专业各科知识进行综合运
用的能力,同时检验本专业学习三年以来的学习结果。
此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数,
分析负荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,
并通过对负荷资料的分析,安全,经济及可靠性方面考虑,确定了
110kV 主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,

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容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号,在根据最大持
续工作电流及短路计算结果,对设备进行了选型校验,同时考虑到系
统发生故障时,必须有相应的保护装置,因此对继电保护做了简要说
明。对于来自外部的雷电过电压,则进行了防雷保护和接地装置的设
计,最后对整体进行规划布置,从而完成 110kV 变电所一次系统的设
计。
第一章原始资料分析
1.1 本所设计电压等级
根据设计任务本次设计的电压等级为:110/35KV
1.2 电源负荷地理位置情况
1、电源分析
与本所连接的系统电源共有 3 个,其中 110KV 两个,35KV 一个。
具体情况如下:
1)110KV 系统变电所
该所电源容量(即 110KV 系统装机总容量)为 200MVA(以火电为
主)。在该所等电压母线上的短路容量为 650MVA,该所与本所的距离
为 9KM。以一回路与本所连接。
2)110KV 火电厂
该厂距离本所 12KM,装有 3 台机组和两台主变,以一回线路与
本所连接,该厂主接线简图如图 1.1:
图 1.1 110KV 火电厂接线图
3)35KV 系统变电所
该所距本所 7.5KM.以一回线路相连接,在该所高压母线上的短
路容量为 250MVA.。
以上 3 个电源,在正常运行时,主要是由两个 110KV 级电源来供电给本所。
35KV 变电所与本所相连的线路传输功率较小,为联络用。当 3 个电源中的某一
电源出故障,不能供电给本所时,系统通过调整运行方式,基本是能满足本所重
要负荷的用电,此时 35KV 变点所可以按合理输送容量供电给本所。
2、负荷资料分析
1)35KV 负荷

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表 1.1 35KV 负荷参数表
用户名称
容量(MW)
距离(KM)
备注
化工厂
3.5
15
Ⅰ类负荷
铝厂
4.3
13
Ⅰ类负荷
水厂
1.8
5
Ⅰ类负荷
注:35KV 用户中,化工厂,铝厂有自备电源
2)10KV 远期最大负荷
3)本变电所自用负荷约为 60KVA;
4)一些负荷参数的取值:
负荷功率因数均取 cosφ=0.85,负荷同期率 Kt=0.9c,年最大负
荷利用小时数 Tmax=4800 小时/年,表中所列负荷不包括网损在内,
故计算时因考虑网损,此处计算一律取网损率为 5%,各电压等级的
出线回路数在设计中根据实际需要来决定。各电压等级是否预备用线
路请自行考虑决定。
第 2 章 电气主接线设计
电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分,也是电力构成的
重要环节。电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的
性质,选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。
2.1 主接线接线方式
2.1.1 单母线接线
优点:接线简单清晰,设备少,操作方便,便于扩建和采用成套
配电装置。
缺点:不够灵活可靠,任一元件(母线或母线隔离开关等)故障
时检修,均需使整个配电装置停电,单母线可用隔离开关分段,但当
一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母
线段分开后才能恢复非故障母线的供电。
适用范围: 35-63KV 配电装置出线回路数不超过 3 回;110-220KV
配电装置的出线回路数不超过 2 回。
2.1.2 单母线分段接线
优点:用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两

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个回路,有两个电源供电。当一段母线发生故障,分段断路器自动将
故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。
缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回
路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时,常使架空线路出现交
叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。
适用范围: 35KV 配电装置出线回路数为 4-8 回时;110-220KV
配电装置出线回路数为 3-4 回时。
2.2.3 单母分段带旁路母线
这种接线方式在进出线不多,容量不大的中小型电压等级为
35-110KV 的变电所较为实用,具有足够的可靠性和灵活性。
2.2.4 桥型接线
1、内桥形接线
优点:高压断器数量少,四个回路只需三台断路器。
缺点:变压器的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,影响一
回线路的暂时停运;桥连断路器检修时,两个回路需解列运行;出线
断路器检修时,线路需较长时期停运。
适用范围:适用于较小容量的发电厂,变电所并且变压器不经常
切换或线路较长,故障率较高的情况。
2、外桥形接线
优点:高压断路器数量少,四个回路只需三台断路器。
缺点:线路的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,并有一台
变压器暂时停运。高压侧断路器检修时,变压器较长时期停运。
适用范围:适用于较小容量的发电厂,变电所并且变压器的切换
较频繁或线路较短,故障率较少的情况。
2.2.5 双母线接线
优点:
1)供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断;一组母
线故障时,能迅速恢复供电;检修任一回路的母线隔离开关,只停该
回路。
2)调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母
线上,能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。
3)扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建,均不影响
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