本设计是基于在南网红河开远市的实际情况进行分析后，结合计算和校验完成的，红河开远市位处云南东南部，据2010年数据，城区面积有1946.91平方公里，城市人口约30万人，该地区主要重要负荷工厂为水泥厂、化肥厂、制糖厂、造纸厂、酿酒和食品加工业工厂。随着国家对边境地区的大力发展，开远市近年来实现每年工业增加值约40亿元，各工厂生产能力逐年提高，对店里的需求更是日益增加。为了满足开远市地区的经济和工业的发展，在本设计中拟建设一座110kV变电站，并完成其一次系统设计。
（1）该地区的年最高温度38.9℃，最低温度约为－6.1℃，最高温的几个月平均最高温度31℃；最高温的几个月地下0.8m土壤温度平均为20.9℃。 （2）该地区的海拔高度小于约50m。 （3）该地区雷电日T=24.9日/年。 （4）该变电站位置距离城市10公里处。 4、电量负荷历史数据
表1.1 2002-2008年市区总电量负荷数据统计
年份 社会用电量 （亿kWh） 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 平均增长率（%） 7.12 7.56 7.72 8.47 8.99 10.54 11.20 — — 6.12 2.18 9.67 6.07 17.28 6.26 7.83 用电量增长率 最大负荷 （MW） 137.24 146.70 159.81 143.83 143.14 183.49 172.97 — — 6.89 8.94 -10.00 -0.48 28.20 -5.74 3.93 负荷增长率 最大负荷利用小时数（h） — 5153 4833 5890 6277 5743 6474 —
在表1.1中不难看出该市区用电量在以每年平均3.93%的增长率增加，市区用电需求有着明显的上升，并且最大负荷利用小时数也在快速增长，给城市供电带来了较大的挑战和新的要求。根据图表中的增长率，我们不难计算出2017年相对目前
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负荷的大小，根据最终的计算结果，预计2017年总增长负荷为38.77MVA，为了保证城市的正常经济发展，该地区对于建设一座变电站的需要已经是迫在眉睫。
1.2设计原则和基本要求
1.2.1设计要求
设计必须按照国家标准要求和相关设计规程完成，完成对用户供电可靠、保证电能质量、接线清晰、操作简单方便、运行灵活、投资及运行费用低且具有易于扩建的方便特点。要求如下：
（1）选择主变压器的台数、容量以及型号(一般按变电站建成5-10年的发展规划进 行选择，并考虑变电站主变压器在正常运行状态下和事故运行时的过负荷能力)； （2）设计变电所电气主接线； （3）短路电流计算；
（4）主要高压电气设备的选择及110kV和10kV等级配电装置的选定;
1.2.2设计内容
本次设计的是一个降压型变电站，设计有2个电压等级，分别为110kV和10kV，建设的暂定方案为：110kV主接线采用双母线接线方式，两路进线；10kV主接线采用的是单母线分段接线方式；主变压器容量为2台31.5MVA的主变压器；变压器中110kV与10kV之间采用Y／△—11连接方式。
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2 电气主接线的方案及论证
变电所的电气主接线是整个变电站的骨骼，是多种高压电气设备通过接线的组成，是担任着分配和输送电能任务的重要电路。它对变电站电气一次设备选择,配电装置的位置安排及变电站的运行可靠性和经济性等都是非常重要的影响因素。另外主接线的选择将会直接影响设计中对电气设备的选择和布置，甚至影响最终的建站面积及成本。[1]此处将先介绍6～220KV高压配电装置的接线并且分别作介绍，再结合本次设计的要求选择符合可靠性和经济性的变电站主接线方式。
2.1主接线的设计原理
2.1.1变电所在电力系统中的作用
变电所的地位是随着其所在地区的用电情况，以及电网结构和地址情况决定的，一座变电所的建造意味着用电负荷的增加压力得到解决。变电所是现代社会发展所需电能的中转站，为城市中的生产生活提供便利，在各个地方电力网络中都担任着举足轻重的角色。 2.1.2近期和远期发展影响
该变电站的主接线设计必须要考虑到该地区近十年的发展需要。应根据负荷大小和负荷分布情况，负荷增长以及地区供电网络的基本情况和潮流分布，并对各种可能的运行方式进行分析，然后用以确定该变电站的主接线形式及其所需要连接的电源数和出线回路数量。 2.1.3分级负荷以及电源
一般对于一级负荷需要保证一个电源失效后，能够对重要一级负荷继续供电，故一般设计有2个电源；对于二级负荷，为保证一个电源失效后能够继续胃大部分二级负荷供电，一般也安装有2个电源。而三级负荷则只需一个电源供电即可。[2]
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2.1.4主变压器台数的影响
变电所主变压器的容量大小以及台数直接影响着变电所主接线的选择。一般较大的变电所传输容量较大，因此对供电可靠性的要求便相应的要高一些，故对主接线的可靠性、灵活性需求也相对较高。但容量较小的变电所，主接线可靠性以及灵活性的要求便相对较低，因为其传输容量相对于较高容量的变电站低，故需要的稳定性要求也相应降低。[3][4][5]
2.1.5备用容量对主接线的影响
备用容量的目的是为了确保供电的可靠性，适应负荷突增、设备检修以及故障停运等特殊情况的应急需要。电气主接线的设计必须考虑到备用容量的影响。
2.2主接线的基本要求
变电所主接线设计是否合理将影响电力系统的可靠性、灵活性及对电气设备的选择方案，以及各种电气一次设备与其相关的控制方式和设备分布设计的确定都有着极大影响。[6]再根据《电力工程电气设计手册》[7]中的相关规定来进行设计，并根据该变电站在地区电网中的地位以及设计容量和投资，结合地区发展负荷类型分布，完成主接线的最终设计敲定。 2.2.1可靠性
所谓的可靠性指的是变电站主接线能够可靠的运行，并且保证不间断为用户供电。说明可靠性的标准是实践运行，对过去所采用的可靠的主接线选择进行优先采用。变电站主接线的可靠性同时影响着整个变电站包括其一次与二次设备的稳定性。当然，可靠性只是相对的。同样的主接线设计在不同的实际情况下可靠性都不尽相同。评价变电站主接线可靠性的标准有如下4条：
（1）线路、母线等故障或检修的时候，停电的范围大小和时间长短，以及是否确保对一类、二类负荷的供电不中断。
（2）母线及断路器还有其他线路在进行检修或者发生了故障的时候，是否能够保证不间断供电或者减少重要用户的断电时间。
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（3）变电所全部停电的可能性。
（4）大型机组的突然事故或人为停电对电力系统稳定性的影响后果。[8] 2.2.2灵活性
电气主接线必须能够适应各种不同的运行状态，并且能够较为灵活地转换运行方式，主接线的灵活性主要有以下几点：
（1）操作的方便性：在满足可靠性的前提下，主接线需要尽可能地清晰易懂，便于工作人员操作，简单清晰的主接线能够有效的减少操作员的失误。
（2）调度的方便性：主接线必须能够在需要改变运行方式的时候迅速有效的切换工作方式，并且能够在发生各种事故时，尽快地将故障位置切除，使停电时间最大的减少，且范围小，以期减少对用户用电的影响和对系统稳定运行的破坏。 （3）扩建的方便性：面对可能会在以后需要扩建的变电站，其接线必须满足以后扩建的方便性。 设计时不仅仅需要考虑到最终接线建设，还得考虑从初期接线建设到最终的可能性和分段施工的不同可行方案，使之满足在扩建后依然能够稳定的供电，并且在未来能较顺利实施过渡方案，使改造工程有效地大量减少。 2.2.3经济性
主接线经济性与可靠性经常存在这各种矛盾，所以要想在满足可靠性和灵活性的同时做到满足经济性，必须要考虑到以下的几个方面：
（1）节省一次投资。主接线必须简单明了，并需要适量采用一些限制短路电流的设施， 减少开关设备数量、选择更加价廉的设备或轻型电器，降低投资。 （2）占地面积少。主接线设计要考虑到装置布置上需要节约土地的要求，尽可能更少的占用土地；同时考虑搬迁、安装、外汇等所需费用。对大容量得变电站，在特定允许条件下，需进行一次设计，分期进行投资建设，以期更快产生经济效益。 （3）电能损耗少。在变电站中，电能损耗主要来自于变压器，故必须合理的挑选变压器的形式、台数及其容量，尽可能地避免因两次变压而无故增加的损耗。[9]
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