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xxxx#课程设计说明书题目变电站电气一次部分设计A1#110/1OKV姓名_____________________________________院（系）学院XXXXXXXXX专业班级电气工程及其自动化级班20XX X学号_____________________________________指导教师__________________________________成绩_____________________________________时间年月日至年月日20XX XXX2L20XX XXXX第四章电气设备配置原则UOkv配电装置为室外普通中型布置，UOkv采用门型母线架，进出线构建宽8mo10kv配电装置为室内成套开关柜，主变压器10kv侧经矩形铝母线引入开关柜，支持绝缘子间距2m,相间中心距
0.4m变电所平面布置如图附录-n所示第一节断路器的配置下列各回路在发电机出口处宜装断路器1联合单元回路；以下各回路在发电机出口处必须装设断路器:⑴扩大单元回路；2三绕组变压器或自耦变压器回路第二节隔离开关的配置1发电机或变压器中性点上的消弧线圈，应装设隔离开关2接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关但对于330-500kV避雷器和线路电压互感器均不应装设隔离开关因330-500kV避雷器除保护大气过电压外尚要限制操作过电压，而线路电压互感器接着线路主保护，都不能退出运行,它们的检修可与相应回路检修同时进行第三节接地开关的配置1为保证电器和母线的检修安全，35kV及以上每段母线根据长度宜装设广2组接地开关或接地器，两组接地开关间的距离应尽量保持适中母线的接地开关宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上必要时可设置独立式母线接地器263kV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地开关双母线接线两组母线隔离开关的断路器侧可共用一组接地开关3旁路母线一般装设一组接地开关，设在旁路回路隔离开关的旁路母线侧口463kV及以上主变压器进线隔离开关的主变压器侧宜装设一组接地开关第四节电压互感器的配置电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压l6-220kV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器2旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定3当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器4当需要在330kV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置第五节电流互感器的配置1凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求2在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等3对直接接地系统，一般按三相配置对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置4一台半断路器接线中，线路一线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器线路一一变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三相电流互感器第五章短路电流计算1根据系统接线图，绘制短路等效电路图取基准容量Sd=lOOMVA,基准电压Udi=115kv,U=
10.5kv,S=2X50/
0.8=125d2n系统容量S=730MVAs=胃」=
0.502用4S心二十」=
5.499及4闻2O OG.G,各元件电抗标幺值计算如下；X1*=X*=O.195X100/50/
0.8=
0.3122X*=X*=
10.5/63=
0.16734X5*=
0.4X22X100/115/115=
0.067X*=
0.4X22X100/115/115=
0.0676X*=X*=
10.5/25=
0.4278X*=lOO/73O=O.137o2kl短路，短路等效电路图XJ=Xi*//X*+X*//Xi*=
0.23156+
0.0835=
0.24204X12*=O.Xio*=O.378Xu*=
0.291系统1计算电抗为-/°、=2x
500.4725037S100系统2计算电抗为t50X；-X；K J
0.
2912.474f100查表；
00.
20.
462.
3021.
9502.
0881.
8792.
5070.
482.
2030.
3990.
4192.
450.
4170.
3910.
4102.
500.409系统1电抗标幺值I-*=
2.210L
90610.2”*=I，*=
2.069系统2电抗标幺值i”*=
0.413io.2^=
0.395i，*=
0.415则流入K1点的总短路电流为I*Sn/Udi/V3+i*S/Udi/V3=
3.149KAIo.2”=Io.2”*Sn/Udi/V3+io.2”*S/Udi/V3=
2.883KA[J=I J*Sn/Udi/V3+iJ*S/Udi/V3=
3.070KA非发电机电压母线发电厂高压侧母线短路，h取
1.8,冲击电流为Ish=V2K r-
8.030KAsh3k2短路，短路等效电路图Xi3*=X7*+X*=
0.486Xi4*=l.343Xi5*=l.305系统1计算电抗为Xc*=Xi4*S/Sd=l.679n系统2计算电抗为Xs*=l.305X850/100=
11.093查表；
00.
241.
650.
6220.
5860.
6421.
750.
5860.
5440.602系统1电抗标幺值1”*二
0.612Io.2=
0.577IJ*=
0.631系统2电抗标幺值当计算电抗Xjs
3.45时，其短路电流查表得出；当计算电抗X》
3.45时，则可以近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变I*二l/Xs*=
0.090090Io.2”*=O.I J*=
0.090则流入K2点的总短路电流为r=I*Sn/u/V3+i”*S/Ud/V3=
11.080KAd22I/*V3=
10.670KA
10.2*-Sn/Ud2/J3+io.2*S/Ud/214=*Sn/Ud/V3+ij*s/Ud/V3=
11.294KA22非发电机电压母线发电厂高压侧母线短路，h取
1.8,冲击电流为£=J2K5hI〃=
28.201KA短路电流计算结果汇总表系统最大运行方式主路三相短路电流/kA变压器占r I运行方Io
八、、!14“式.2分
3238.裂.
149.
883.070030运11128行
1.
0800.
6701.
294.201第六章主要电气设备选择与校验断路器-110KV⑴额定电压选择断路器电压选择Un不小于电网额定电压11OKV,Un选择126KVo2额定电流选择断路器工作电流Lax=25000/73/110=
131.220A,In不小于lmaxo据以上数据,可以初步选择LW36-126型六氟化硫断路器,参数如下额定电压110kV3校验热稳定最高工作电压126kV额定电流3150A额定开断电流40kA动稳定电流峰值100kA热稳定电流4s有效值:40kA额定开合电流峰值100kA全开断时间:W50nls=40X40X4=6400KA2S12ttI2t=
3.070X
3.070X
1.1=
10.37KA2S4P t124tt4动稳定校验L=100KAI=
8.030KAsh二隔离开关UOkA1额定电压Un=126KVN电网额定电压二110kV2额定电流不小于l=
131.220Amax根据以上数据，可以初步选择GW4-126型户外隔离开关，其技术参数如下额定电压126kV动稳定电流峰值50kA额定电流600A热稳定电流4s20kA3热稳定校验1600KA2S=
10.37KA2S121t=124t4动稳定校验I=50kA I=
8.030KAes sh三电流互感器110KV1电网额定电压=HOkV,电网电流I侬=
131.220A根据以上数据，可以初步选择LCWD-no型户外电流互感器，其技术参数如下:额定电流比300/5A热稳定倍数75动稳定倍数1502热稳定效验KJN2t=
1687.5KA2S I24t=
10.37KA2S3动稳定效验K V2I=
63.63kA I=
8.030KAcs1N sh四电压互感器UOKV1电网额定电压二110kV可选择JCC1-110型电压互感器电压互感器不需要动稳定和热稳定校验主变UOkv侧电气设备校验表安装地点电气设备型号规格条件LW3LCWD-1JCC1FG娄6-126断路10电流互感器-110电压互Z-110避项目W4-126隔据器感器雷器离开关项目Un/kv1Un/kv11011101U10101013156300/5/A310003乙/[40L
3.14IJkA8*
100566.
63.030儿1%64011687f.J
10.40600”五引线侧断路器10KV1额定电压选择断路器电压选择U不小于电网额定电压1OKV,U”选择12KV2额定电流选择断路器工作电流l=25000/73/10=
1443.418A,L不小于1则ma据以上数据，可以初步选择ZN28-12型真空断路器，参数如下额定电压10kV最高工作电压12kV额定电流2000A额定开断电流
31.5kA动稳定电流峰值80kA热稳定电流4s有效值
31.5kA3热稳定校验I2t=3969KA2S124t=
318.886KA2St4动稳定校验I=80kA I=
28.201KAes sh六出线侧断路器10KV1额定电压U,选择12KVo电网电流I=LJ10=
144.342A,1不小于lmaxO可选择ZN28T2型隔离开关，其技术参数如下额定电压12kV动稳定电流峰值50kA额定电流630A热稳定电流4s20kA2热稳定校验=1600KA2S=
318.886KA2S12tt124t3动稳定校验I=50kA I=
28.201KAe sh七引线侧电流互感器10KV1电网额定电压=10kV,电网电流l=
1443.418Aoma根据以上数据，可以初步选择LBJ-10型电流互感器，其技术参数如下额定电流比1500/5A热稳定倍数50动稳定倍数902热稳定效验KJ2t=3750KA2S I2t=
318.886KA2S43动稳定效验K V2l=
190.89kA I=
28.201KAcs1N sh郑州轻工业学院课程设计任务书题目变电站电气一次部分设计A1#110/1OKV专业学号姓名XX主要内容、基本要求、主要参考资料等
一、设计内容
1.对待设计变电所在系统中的地位和作用及所供用户的分析
2.选择待设计变电所主变的台数、容量、型式
3.分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式4,进行互感器、避雷器等电气设备配置
5.进行短路电流计算
6.选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关
7.选择10kV硬母线编写设计说明书、计算书，绘制电气主接线图
二、设计文件及图纸要求L设计说明书一份；
8.计算机绘制变电所主接线图一张
三、有关原始资料
1.发电厂变电所地理位置图（见附图）各变电站布置方式无特殊要求2,环境最高气温40℃,最热月最高平均气温32℃
3.llOkV输电线路电抗均按
0.4/km计
4.最大运行方式时，发电机并联运行，A、B站电源线路分裂运行，C站电源线路并联运行
5.各变电站负荷的功率因数cosd）均按
0.9计
6.设计参数八开关柜本所二次侧的最高电压为
10.5kv,额定电流为
1443.418kA额定短路开关电流应大于小额定耐受电流大于口综合以上，选择JYN-10开关柜最高电压
11.5kvJYN-1O最高电压
11.5kv,额定电流2000kA,额定短路电流选16kA,额定峰耐受电流
31.5kA,额定短路持续时间4s综上其满足10kv侧需求九出线侧电流互感器10KV1电网额定电压=10kV,电网电流1=1皿〃0=
144.342Ao根据以上数据，可以初步选择LBJ-10型电流互感器，其技术参数如下额定电流比600/5A热稳定倍数50动稳定倍数902热稳定效验KJ2t=900KA2S124t=
318.886Ms3动稳定效验Kes V21=
76.356kA I=
28.20IKA1N sh十电压互感器10KV1电网额定电压二10kV可选择JSZW-10型电压互感器电压互感器不需要动稳定和热稳定校验母线~\—10KV1按发热条件选择截面10kv母线的最大持续工作电流为
1443.418A立时,一麻砌一五三一一，双条、平放/柳一型矩形铝母线的允许载流量口1063x8/3=£4=25*】国出=1826-皿1443,418A o故是10kv汇流母线选择LMP-63x8型矩形铝母线2热稳定度校验满足热稳定度的最小允许截面为*10=1130x10X=
192.651mm2C87实际选用母线截面，d=63x8iRiR=504mm
1192.651mm1所以热稳定度满足要求3动稳定校验取母线档距1为
1.2m,相间中心线距s为
0.25m,♦b250-
8.q=-3362_因为占!!,故母线截面的形状系数川♦H8K1□=^xlx23J61xlf2x-----xlUN
0.25三相短路冲击电流在中间相产生的电动力为=663947N母线的弯曲力矩为6«~7xl210母线的截面系数为谕0008x006’3”…W=——=------------JW3=4^X]O066母线受到的最大计算应力为7967Pa=
1.66x107Al=\
6.6MPaV%=70itfPa
4.8x10^以动稳定满足要求主变10kv侧电气设备校验表Z ZL LBJSZW-FZ-10N28-12N28-12BJ-10J-10电10电压互项项目避雷器娄目据断路器断路器电流互流互感感器感器器Un1Un/k111101010/kv0V000q1!2616044300000500/50/5/A1LIA
4321.
081.50IJkA3口kA2kA
851768.
200090.
89.356H3八
3139018.99696007500JYN-10开关柜LMY63*8矩形铝母项目项线娄目据Un1Un/k1010/kv0Vt1827200013/443/Adq1Alm内2504937051%MPa
6.6MPa参考文献
[1]《工厂常用电气设备手册》（上册、下册补充本）水利电力出版社⑵《常用供配电设备选型手册》王子午1998年7月第1版煤炭工业出社
[3]《工厂配电设计手册》航空工业部第四规划设计研究院等编水利电力出社
[4]《电力工程基础》孙丽华主变机械工业出版社
[5]《工厂供电》陕西机械学院苏方成主编机械工业出版社
[6]《电系统课程设计及毕业设计参考资料》曹绳敏1995年5月第一版
[7]《工厂供电设计》张宗纲等编著吉林科学技术出版社
[8]《发电厂电气部分》华中工学院范锡普主编水利电力出版社致谢由于所学知识和时间有限，加上缺乏实践经验，在设计过程中难免出现错误，敬请老师批评指正本设计是在XX老师直接指导下完成的，在设计的选题及其设计过程中XX老师多次给予我指导当完成了设计的初稿之后，XX老师在百忙中挤出时间，仔细地阅读了设计初稿，提出了许多珍贵的修改意见在本次毕业设计过程中，能得到XX老师的指导使我感到非常的荣幸，XX老师严谨的治学作风、高尚的学术品质、热情的待人态度给我留下了深刻的影响在完成毕业设计之际，在此向XXX老师表示衷心的致谢在设计的整理、资料的收集、图文的处理等方面，得到了班上同学的积极帮助，占用了他们许多宝贵时间，在此也向他们表示由衷的感谢在设计即将付印之时，对以上导师、同学给予我真诚的帮助再次表示万分的感谢附录-电气主接线图输电线路长度km各变电站10kV最大负荷MW条件系统容重要负荷重要负荷重要负荷序号L1L2L3L4P1P2P3量MVA率率率11522111073028262221720151285029251932523121510202565%2370%1858%428251711780232217522271916690211916e系统LI附图发电厂变电所地理位置图G一汽轮发电机QFS-50-2,
10.5KV,50NCT,cos
①二
0.8,X〃d=
0.195；T一变压器SF10—63000/121±2x
2.5%；YNdll;UK%=
10.5；Po=
45.5kW；Pk=221kW；Io%=
0.4
四、参考文献
1.冯建勤,电气工程基础.北京.中国电力出版社，
20102.孙丽华,电力工程基础.北京机械工业出版社，
20063.水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.北京:水利电力出版社，
19894.姚春球.发电厂电气部分.北京中国电力出版社，2004目录第一章资料分析1第二章主变容量、形式及台数的选择2第四章电气设备配置原则6第五章短路电流计算8第六章主要电气设备选择与校验13参考文献19致谢20附录-电气主接线图I21附录-电气设备布局图II22第一章资料分析第一节变电所在电力系统的地位电力系统是由发电机、变压器、输电线路和用电设备（负荷）组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等其中变电所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（I）地区变电所高压侧一般为110〜220kV,向地区用户供电为主的变电所，第二节负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荷资料今欲组建的llOkV降压变电站，有2条l lOkV进线，10回10KV出线，主要负荷电压等级为10kV根据《课程设计任务书》给定的负荷资料llOkV侧L2线和L3线二回线路，由发电厂和系统提供电源，系统容量730MVA,发电机100MVA10kV侧10回出线，负荷28MVA,重要负荷率
0.65第二章主变容量、形式及台数的选择主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，第一节主变压器台数的选同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择择由原始资料可知，我们本次设计的变电站是区域变电站，主要是接受由发电厂变llOkV的功率和相邻变电所提供llOkV的功率，通过主变向10kV线路输送假设主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%,能保证正常供电，故可选择两台主变压器第二节主变压器容量的选择主变压器容量一般按变电站建成后5-10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应根据近期和远期总负荷来选择主变容量根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70—80%该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两台变压器后的总的容量为＞Se=2X
0.7XPm=
1.4Pmo当一台变压器停运时，可保证对70%负荷的供电考虑到变压器的事故过负荷能力为30%,则可保证98%负荷供电因为该变电站的电源引进线是llOkV侧引进，而高压侧UOkV母线负荷不需要经过主变倒送，因此主变压器的容量为Se=O.7So S为10kV侧的总负荷10kV侧负荷由设计任务书可知，变电所负荷达28兆瓦，功率因素取
0.9,主变容量按10kV侧总负荷的70%来选择S/cos
①=28/
0.9=
31.11MVA总容量达
31.UMVA,S主变二S^X70%=
31.11X7O%=
21.78MVA主变容量选择因此选择2台25兆伏安主变可满足供电要求；第三节主变压器形式的选择1主变相数的选择主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及远输条件等因素，特别是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸不超过遂洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶等运输工具的允许承载能力，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的变电站均应选用三相变压器本次设计的变电站位于市郊，交通便利，不受运输条件限制，故可选择三相变压器，减少了占用稻田、丘陵的面积；而选用单相变压器相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及继电保护和二次接线比较复杂，增加了维护及倒闸操作的工作量2主变调压方式的选择变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的切换方式有两种不带电切换称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达20虬对于UOkV的变压器，有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器所以本次设计的变电站选择有载调压方式3连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行电力系统采用的绕组连接方式只有Y和△我国llOkV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接，35kV变压器采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用A连接本次设计的变电站的两个电压等级分别为UOkV、10kV,所以选用主变的接线级别为YN,dll接线方式
（4）容量比的选择根据原始资料可知，HOkV侧负荷容量与10kV侧负荷容量一样大，所以容量比选择为100/100o
（5）主变冷却方式的选择主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却（小容量变压器）、强迫油循环风冷却（大容量变压器）、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却在水源充足，为了压缩占地面积的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式的强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本身尺寸，其缺点是这样的冷却方式要在一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大而本次设计的变电所位于郊区，对占地要求不是十分严格，所以应采用强迫油循环风冷却方式因此选择2台25兆伏安主变可满足供电要求；选择主变型号为SFZ10-25000/110容量比（高/低％）100/100电压分接头121±2义
2.5%/
10.5kV阻抗电压（高低）
10.5%联结组别YN,dll第三章电气主接线本变电所llOkv有两回进线，可采用的方案有方案
一一、二次侧均采用单母分段接线当一段母线发生故障，分段断路器自动切断故障段，保证正常母线不间断供电适用于两回以上进线或者进出线较多的总降压变压所这种接线的供电可靠性高、运行灵活，但高压开关设备较多、投资大，用于有大量一二类负荷的变电所方案二一次侧采用内桥接线，二次侧采用单母分段接线适用有两回进线和两台变压器的总变电所这种接线所用设备少、结构简单、占地面积小、供电可靠性高，适用于有一二类负荷的变电所综合考虑A处变电站有两回进线和两台变压器、投资、结构和占地面积，本变电所采用方案二电气接线图如图附录-I所示。
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