郑州大学本科自考助学 毕业设计（论文）
题 目 110kV变电站电气一次设计
院 校 专 业 学生姓名 准考证号 指导教师（本科） 指导教师（专科）
110KV降压变电站电气一次设计
第一部分 设计说明书 ................................................................................................................... 3
第1章 设计说明 ................................................................................................................... 3
1.1 环境条件 .................................................................................................................. 3 1.2 电力系统情况 .......................................................................................................... 4
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1.3 设计任务 .................................................................................................................. 4 第2章 电气主接线的设计 ................................................................................................... 4
2.1 电气主接线概述[1] ............................................................................................ 6
2.2 110KV侧主接线的设计 ......................................................................................... 6
2.3 35KV侧主接线的设计 ......................................................... 错误！未定义书签。 2.4 10KV侧主接线的设计 ........................................................................................... 7 2.5 主接线方案的比较选择 .......................................................................................... 7 2.6 主接线中的设备配置 .............................................................................................. 8 第3章 主变压器的选择 ....................................................................................................... 9
3.1 负荷分析 .................................................................................................................. 9 3.2 主变压器台数的确定 ............................................................................................ 10 3.3 主变压器相数的确定 ............................................................................................ 10 3.4 主变压器容量的确定 ............................................................................................ 11 第4章 短路电流的计算 ..................................................................................................... 12
4.1 短路电流计算的目的及规定 ................................................................................ 12 4.2 短路电流的计算结果 ............................................................................................ 12 第5章 主要电气设备的选择 ............................................................................................. 13
5.1 电气设备选择概述 ................................................................................................ 13 5.2 高压断路器及隔离开关的选择 ............................................................................ 14 5.3 母线的选择 ............................................................................................................ 16 5.4 绝缘子和穿墙套管的选择 .................................................................................... 17
F?FP （5-3） .................................................................................... 17
5.5 电流互感器的选择 ................................................................................................ 19 5.6 电压互感器的选择 ................................................................................................ 20 5.7 熔断器的选择 ........................................................................................................ 21 5.8 避雷器选择 ............................................................................................................ 22
（1） 型式选择 ............................................................................................................................. 22 （2） 避雷器灭弧电压Um选择 .................................................................................................. 23 第6章 变电站防雷规划 ..................................................................................................... 23
6.1 防雷规划原则 ........................................................................................................ 23 6.2 防雷规划结果 ........................................................................................................ 24
第二部分 设计计算书 ................................................................................................................... 26
第1章 短路电流计算 ......................................................................................................... 26
1.1 计算变压器电抗 ...................................................................................................... 26 1.2 系统等值网络图 .................................................................................................... 27 1.3 短路计算点的选择 ................................................................................................ 27
1.4 短路电流计算
[2][6][7] ........................................................................................... 27
第2章 电气设备选型 ......................................................................................................... 32
2.1 断路器及隔离开关选择 ........................................................................................ 32 2.2 母线选择 ................................................................................................................ 39
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2.3 绝缘子和穿墙套管的选择 .................................................................................... 43 2.4 电流互感器的选择 .................................................................................................. 45 2.5 高压熔断器的选择 ................................................................................................ 47 2.6 避雷器的选择 ........................................................................................................ 48 2.7 电容电流计算
[2] .................................................................................................. 49
2.8 消弧线圈的选择 .................................................................................................... 49
结束语 ............................................................................................................................................ 50 参考文献......................................................................................................................................... 52 致谢 ................................................................................................................................................ 53 附录Ⅰ：专业相关文献翻译 ......................................................................... 错误！未定义书签。 中文译文：..................................................................................................... 错误！未定义书签。 附录Ⅱ：电气主接线图 ................................................................................................................. 54
第一部分 设计说明书
第1章 设计说明
1.1 环境条件
（1）变电站所在高度200M，地势平坦，属于非强震地区。
（2）最高年气温+40摄氏度，年最低气温-20摄氏度，年平均温度+15摄氏度，最热月平均最高温+32摄氏度。最大覆冰厚度b=10mm，最大风速25m/s属
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于我国第六标准气象区。 1.2 电力系统情况
（1）本新建变电所属于110KV/10KV等级，建于某市市区，向市区工业区、生活区等用户供电。
（2）110KV变电站，电缆进线4回，近期发展2回，远景发展2回，向该地区用10KV电压等级供电。110KV以双回路与 10km外的系统相连。系统一最大方式的容量为1700 MVA，相应的系统电抗为0.61；系统二最大的方式为250 MVA，相应的系统电抗为0.73，系统一最小运行方式的容量为1300MVA，相应的系统电抗为0.65，系统二最小运行方式的容量为170MVA，相应的系统电抗为0.75。
（3） 10KV电压级，电缆出线14回，近期发展12回，远景发展2回。每回输送功率由区域用电功率决定。
（4）线路从系统二110KV母线出发至变电所南墙止。全长10km。在距离系
?0450、780四次进入变电所。 统二北墙0.25、5、8、9.98km处转角90、25、 （5）全线为黄土层地带，地耐力2.4kg/cm２，天然容重γ=2g/cm。内摩擦角
3??230，土壤电阻率100Ω?cm，地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。土壤热阻系数
pt=120?C?cm/wm。土温20?C。
1.3 设计任务
（1）变电所总体分析；
（2）负荷分析计算与主变压器选择； （3）电气主接线设计；
（4）短路电流计算及电气设备选择；
第2章 变电所总体分析
2.1 基本概念
（一） 按突然中断供电造成的损失程度分为：一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造
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成重大设备损坏，打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作，经常用于国际活动的场所的负荷。
（二）一级负荷供电可靠性要求高，一般要求有一个以上的供电电源（来自不同的变电所或发电厂，或虽来自同一变电所，但故障时不相互影响不同母线段供电）。
（三） 同时率----各用户负荷最大值不可能在同一时刻出现，一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。
2.2 对所建变电所在电力系统中的地位、作用和用户的分析，变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类：
（一） 枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统的高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330--500kv的变电所，成为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统的瘫痪。
（二） 中间变电所：高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用，或是长距离输电线路分段，一般汇集2-3个电源，电压为220-330kv，同时降压供当地使用，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后将引起区电网瓦解。
（三） 地区变电所：高压侧一般为110-220kv，向当地用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。 （四）终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为110kv经降压后直接向用户供电的变电所。全所停电后仅使用户中断供电。
2.3 本次新建变电站的分析
新建变电所为地区变电所负责向本市工业区和生活区供电。本所电力系统出现故障将引起本市大规模停电。为了本市有一个良好的发展环境，一个可靠稳定的变电所就成了重中之重。因此，本所采用两个系统供电，两个分支母线。
此外，本市尚处在发展阶段，将来更大的用电规模和用电负荷可以预见。为将来扩建打算，无论是110KV主回还是10KV支回我们分别设计有2个备用回路。
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