摘   要

本次设计的课题是ZY1市郊110kV变电站电气一次部分设计，该站建成后与110KV电网相连，具有110KV、35KV、10KV等三个电压等级，35KV、10KV线路以接受区域小水电电力为主，区域小水电电力大部分向110KV主网输送，小部分就地消化。本变电站位于ZY1市郊区，向市区工业、生活及郊区乡镇工业与农业用户供电，为新建变电站。110kV母线主接线形式为单母线分段，110kV出线2回，主变压器2台，总容量2×50MVA，自然油循环风冷，有载调压变压器；10kV母线主接线形式为单母线分段，10kV出线14回，每回线路长度5km，导线LGJ-240，负荷5000kVA。所址地理位置及环境条件。站址地区海拔高度200m，地势平坦，地震烈度6度。年最高气温＋40℃，年最低气温-20℃，最热月平均最高温度+30℃，最大复冰厚度10mm，最大风速25m/s，土壤热阻率ρt=100℃·cm/W，土壤温度20℃，地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。

10KV侧装设两台站用变压器，分别接于两分段母线上，平时两台站用变压器分列运行，当一台站用变出现故障，分段断路器由自投装置动作合闸，实现备用。由于本站35KV、10KV线路所接的机组大部分为同步电机，具有调相功能，故不考虑无功补偿问题。本变电站配电装置采用普通中型配电装置，110KV及35KV采用断路器单列布置，将隔离开关放置母线下，使其与另一组隔离开关电器距离增大，缩短配电装置的纵向距离。主变中性点及出线均装设避雷器，中性点经隔离开关直接接地，并装设有两段零序保护及放电间隙保护。

关键词：变电站；主变压器：电气设备；保护设计

Abstract

The subject of this design is the preliminary electrical design of a 110KV substation， which is connected to the 110KV network after its completion. It has three voltage-grade lines， such as 110kV， 35kV， 10KV， and 35kV / 10KV， which are mainly composed of receiving regional small hydropower power， most of which are transmitted to the 110KV main network. A small portion is digested locally. The substation is located in the suburb of ZY1. It supplies electricity to the industrial， rural and rural industries and agricultural users in the urban area and the suburbs. The main wiring form of the new substation. 110kV busbar is a single busbar sub-line with 2 main transformers， with total capacity. 2 × 50MVA， natural oil circulating air cooling， main connection form of 10kV busbar of load regulating transformer is 14 times of single busbar section 10kV， length of each circuit is 5km， conductor LGJ-240， load 5000kVA. Location and environmental conditions. Site area 200 m altitude， flat terrain， earthquake intensity of 6 degrees. Annual maximum temperature of + 40 ℃， annual minimum temperature of -20 ℃， maximum monthly mean maximum temperature of 30 ℃， maximum icing thickness of 10 mm， maximum wind speed of 25 m / s， soil thermal resistance of ρ _ t ~ (100 ℃) cm / w， soil temperature of 20 ℃. In 2000， the groundwater level was low， the water quality was good and non-corrosive.

Two station transformers are installed on the 10KV side， respectively connected to the two segment busbars， and usually the two stations are operated separately by transformers. When one station has a fault， the segmented circuit breaker is operated by the automatic switchgear to realize the standby. Since most of the units connected to the 35kV / 10KV line are synchronous motors with phase modulation function， reactive power compensation is not considered. The substation distribution device adopts ordinary medium distribution device (110KV) and 35KV adopts single row arrangement of circuit breaker. The switchgear is placed under the busbar to increase the distance between the switchgear and another group of isolating switchgear and shorten the longitudinal distance of the distribution device. Main transformer Lightning arresters are installed at both the performance point and the outlet line， the neutral point is directly grounded by the isolator， and two sections of zero sequence protection and discharge gap protection are installed.

Key words: substation; main transformer: electrical equipment; protection design

目  录

摘   要 I

Abstract II

第1章 主变压器选型 1

1.1 概述 1

1.2 主变台数的选择 1

1.3 主变压器容量的确定 2

1.3.1 110KV侧负荷 2

1.3.2 35KV侧负荷 2

1.3.3 10KV侧负荷 3

1.3.4 上网容量计算 3

1.3.5 主变压器容量的确定 3

1.4 主变压器形式的选择 4

1.4.1主变相数的选择 4

1.4.2绕组的选择 4

1.4.3主变调压方式的选择 5

1.4.4连接组别的选择 5

1.4.5容量比的选择 6

1.4.6主变冷却方式的选择 6

第2章 电气主接线的选择 7

2.1概述 7

2.2各种主接线接线方式的特点 8

2.2.1单母线接线 8

2.2.2 单母线分段接线 8

2.2.3 单母分段带旁路母线 9

2.2.4 桥型接线 9

2.2.5 角形接线 9

2.2.6 一台半断路器接线 10

2.2.7 双母线接线 10

2.2.8 双母线分段接线 10

2.3主接线接线方式选择 11

第3章 短路电流计算目的、条件及一般规定 12

3.1 短路电流计算的目的和条件 12

3.1.1 短路电流计算的目的 12

3.1.2短路电流计算条件 12

3.2 一般规定 13

3.3 短路电流计算 13

3.3.1 线路阻抗计算 13

3.3.2变压器阻抗计算 14

3.3.3 系统网络图 14

3.3.4 110KV侧母线短路计算 15

3.3.5 35KV侧母线短路计算 18

3.3.6 10KV母线短路计算 20

第4章 电气设备的选择 23

4.1 导体和电气设备选择的一般条件 23

4.1.1一般原则 23

4.1.2技术条件 23

4.1.3环境条件 24

4.2 断路器的选择 25

4.2.1 110KV侧断路器 25

4.2.2 35KV侧断路器 26

4.3 隔离开关的选择 28

4.3.1 110KV隔离开关的选择 28

4.3.2 35KV侧隔离开关 29

4.4 高压熔断器的选择 30

4.5 互感器的选择 31

4.5.1 互感器的作用 31

4.5.2 电流互感器的特点 31

4.5.3 电压互感器的特点 31

4.5.4 电流互感器的选择 31

4.5.5 电压互感器的选择 34

4.6 所用变压器的选择 35

4.7 母线的选择 36

4.7.1 110KV侧母线 36

4.7.2 35KV侧母线 37

4.7.3 10KV侧母线 37

4.8 10KV高压开关柜的选择 38

4.8.1 进线回路开关柜的选择 38

4.8.2 出线回路开关柜的选择 41

第5章 主变压器的保护42

5.1 主变压器的主保护 42

5.1.1 瓦斯保护 42

5.1.2 差动保护 42

5.1.3 主变压器的后备保护 43

5.1.4 主变压器的过负荷保护 43

5.2 主变压器主保护的整定计算 43

第6章 变电站的接地设计 47

6.1 变电站接地装置的设计原则 47

6.2 接地设计一般程序 48

6.3 变电站的接地装置 48

总  结 52

参考文献 53

致  谢 54