110kV变电站电气一次部分课程设计
110kV变电站电气一次部分课程设计
课程设计任务书
设计题目：110kV变电站电气
一次部分设计
前言
变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远
距离输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。
随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。
目录
第1章原始资料及其分析 (4)
1原始资料 (4)
2原始资料分析 (6)
第2章负荷分析 (6)
第3章变压器的选择 (8)
第4章电气主接线 (11)
第5章短路电流的计算 (14)
1短路电流计算的目的和条件 (14)
2短路电流的计算步骤和计算结果 (15)
第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18)
1 导体和电气设备选择的一般条件 (18)
待建变电站
A
B C
10kV ： 12回 （其中四回备用）
1.2变电站位置示意图：
图1 变电站位置示意图
1.3待建变电站负荷数据（表1）
表1 待建成变电站各电压等级负荷数据
电压等级 用户名称 最大负荷（MW ） 回路数 供电方式 距离（km ） 负荷性质
35kV
铝厂
15 1 架空 39 Ⅰ 钢厂 10 1 架空 25 Ⅰ A 变电站 15 1 架空 35 Ⅲ B 变电站
20
1
架空
40
Ⅲ
电压等级
用户名称 最大负荷（MW ） 回路数 供电方式 距离（km ） 负荷性质 10kV
陶瓷厂 0.56 1 电缆 4 Ⅱ 电机厂 0.5 1 电缆 5 Ⅲ 化肥厂
0.63 2 电缆 4 Ⅱ 仪表厂 0.42 1 电缆 3 Ⅲ 木材厂 0.8 1 架空 14 Ⅲ 配电变压器A 0.78 1 架空 15 Ⅰ 配电变压
0.9
1
架空
16
Ⅲ
器B
其它0.7 2 电缆 4 Ⅲ
备用 2
注：
（1）35kV ,10kV负荷功率因数均取cos￠=0.85
（2）负荷同期率：kt=0.9
（3）年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年
(4）网损率为k"=5%
（5）站用负荷为50kW cos￠=0.87
（6）35kV侧预计新增远期负荷20MW，10kV侧预计新增远期符合6MW
1.4地形地质
站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造洁为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。
1.5水文气象
年最低气温为-2度，最高气温为40度，月最高平均气温为37度，年平均气温为22度。
1.6环境
站区附近无污染源
2. 原始资料分析
要设计的变电站由原始资料可知有110kV，35kV，10kV三个电压等级。由于该变电站是在农网改造的大环境下设计的，所以一定要考虑到农村的实际情况。农忙期和农限期需电量差距较大，而且考虑到城镇地区的经济发展速度很快，所以变压器的选择考虑大容量的，尽量满足未来几年的发展需要。为了彻底解决农网落后的情况，待建变电站的设计尽可能的超前，采用目前的高新技术和设备。待建变电站选择在地势平坦区为以后的扩建提供了方便。初期投入两台变压器，当一台故障或检修时，另一台主变压器的容量应能满足该站总负荷的60%，并且在规定时间内应满足一、二级负荷的需要。
第二章 负荷分析
1. 负荷分析的目的
负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。
2. 待建变电站负荷计算
2.1 35kV 侧
近期负荷：P 近35 =15+10+15+20=60MW 远期负荷：P 远35 =20MW
∑=n
i Pi 1
=60+20=80MW
P 35＝∑=n
i Pi 1
k t(1+k ")=80*0.9*（1+0.05）=75.6MW
Q 35＝P ×tg φ＝P ×tg(cos －10.85)=46.853 MVar 视在功率 S g35＝
φcos P =85.06
.75=88.941 MV A I N35 =
N
U S 3=
35
3941.88?=1.467kA
2.2 10kV 侧
近期负荷：P 近10 =0.56+0.5+0.63+0.42+0.8+0.78+0.9+0.7=5.29MW 远期负荷：P 远10 =6MW
∑=n
i Pi 1
=5.29+6=11.29MW
P 10＝∑=n i Pi 1
k t(1+k ")=11.29×0.9×（1+0.05）=10.669MW Q 10＝P ×tg φ＝P ×tg(cos －10.85)=6.612MVar