1 前⾔ (1)
1.1 本⽂研究背景 (1)
1.2 国外研究现状 (1)
1.2.1⾼压电⽓设备发展现状 (1)
1.2.3变电站综合⾃动化⼆次回路现状 (2)
1.2.4 变电站综合⾃动化的发展现状 (2)
1.3 研究⽬的和意义 (2)
2 110KV变电所初步设计说明书 (3)
2.1.1变压器绕组与调压⽅式的选择 (3)
2.1.2变压器相数的选择 (3)
2.1.3变压器容量和台数的选择 (3)
2.1.4变压器的冷却⽅式 (4)
2.2 电器主接线选择 (4)
2.2.1主接线设计原则 (4)
2.2.2主接线⽅式选择 (5)
2.3 短路电流计算 (6)
2.3.1短路电流计算的⽬的 (7)
2.3.3短路电流计算的步骤 (8)
2.3.4短路类型及其计算⽅法 (8)
2.4.主变压器的选择 (9)
2.4.1电⽓的选择原理 (9)
2.4.2 ⾼压断路器的选择和校验 (9)
2.4.3 隔离开关选择 (10)
2.4.5 电压互感器选择 (11)
2.4.6 电流互感器的选择 (12)
2.5配置全所的继电保护 (12)
2.5.1 110kv侧进出线及母线的继电保护 (13)
2.5.2 35kV侧进出线及母线的继电保护 (14)
2.5.3 10kV侧出线的继电保护 (15)
2.5.4 变压器的继电保护 (15)
2.6 变电站⾃动化 (15)
2.6.1变电站⾃动化的基本概念 (15)
2.6.2变电站综合⾃动化系统应能实现的功能 (16)
3 110KV变电所初步设计计算书 (17)
3.1短路电流计算 (17)
3.2断路器的选择 (18)
3.2.1 110kV侧断路器的选择 (18)
3.2.2 35kV侧断路器的选择 (19)
3.2.3 10kV侧断路器的选择 (20)
3.3 隔离开关的选择 (21)
3.3.1 110kV侧隔离开关的选择 (21)
3.3.2 35kV侧隔离开关的选择 (22)
3.3.3 10kV侧隔离开关的选择 (22)
3.4电流互感器的选择 (23)
3.4.1 110kV进线及母联电流互感器选择 (23)单水合肼
3.4.2 35kV进线及母联电流互感器选择 (24)
3.4.3 10kV进线及母联电流互感器选择 (24)
3.5 继电保护的配置 (25)
3.5.1 线路的继电保护配置 (25)
3.5.2变压器的继电保护 (26)js防水涂膜
3.6 防雷保护计算 (27)
4 结论 (27)
后记： (27)
参考⽂献： (28)
附录： (30)
图⼀总平⾯布置图图 (30)
图⼆：电⽓设备接线图 (31)
图三：避雷针保护围图： (33)
1 前⾔
1.1 本⽂研究背景
变电站是电⼒系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能传递和电能重新分配的繁重任务，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，对电⽹的安全和经济运⾏起着举⾜轻重的作⽤。本⽂对110KV区域降压变电所的设计进⾏了研究。
1.2 国外研究现状
1.2.1⾼压电⽓设备发展现状
随着我国电⼒系统逐渐向⼤电⽹、超⾼压、⼤容量等的迅速发展，⾼压开关设备在近
图像型火焰探测器些年来也都有了很⼤程度上的发展，并且不断向⼩型化、⽆油化、免维护（或者少维护）、
⾼可靠性等⽅向发展，⾼耗能的变电设备也在逐步进⾏淘汰。近⼏年来世界上各个国家的
著名的电⽓设备公司都在相继研制、开发了各种类型的⾼压或是超⾼压型GIS组合电器。随着GIS ⽓体封闭式组合电器不断完善及电⼒系统的需要，全国各地区110kV及以上电压等级的变电站的⾼压设备选⽤GIS组合电器已成为110kV变电站的最主要的发展趋势。
国家电⼒公司⽬前也正在积极地推⼴该系列GIS组合电器，并在500kV变电站逐步进⾏⼯业性应⽤试验。这些GIS组合电器运⾏可靠性⾼、施⼯安装简单、节省占地⾯积和空间、运⾏维护⽅便，是⾼压电⽓设备未来发展的⼀个主要⽅向，也符合我国国情和技术发展的⼤⽅向。
1.2.2变电所⼀次设备主接线⽅式的现状
通常，110kV变电站最常⽤的主接线⽅式主要有：单母线、单母线分段带旁路、单母线
分段、双母线分段带旁路、双母线、1个半断路器接线、线路变压器组接线及桥形接线等。随着⽣产⼚⽣产的⾼压电⽓设备质量的不断提⾼以及电⽹可靠性要求的增加，变电站主接线⽅式简化趋于可能。例如，⾼压断路器是变电站主要的电⽓设备，其制造技术再近年来有了很⼤程度的发展，可靠性也⼤⼤提⾼，维护时间较少甚⾄免维护。特别是国外⼀些知名⽣产⼚家的超⾼压断路器⼀般均可达到20年左右不⼤修，更换元件费时也很短。因此，从形式上看，变电站⼀次系统主接线的发展过程经历了由简单到复杂，再由复杂回到简单的过程。
近期，国新建的部分110kV电压等级的枢纽变电站的主接线采⽤双母线不带旁路母线。在采⽤GIS的情况下，优先采⽤单母线分段接线。⽽在终端变电站中，应尽量采⽤线路变压器组接线
⽅式等。
1.2.3变电站综合⾃动化⼆次回路现状
综合⾃动化变电站中，⼆次设备是按每⼀次电⽓单元配置，⼆次接线也是按电⽓单元，以⼀对⼀的⽅式连接不同电⽓单元之间，只有保护之间配合的连接，操作闭锁回路需要的连接，相应之间的连接⼤为减少对变电站的⼀些公⽤⼆次设备和⼀些不属于各个电⽓单元的⼆次设备将它们组合为公⽤屏。这样，从变电站整体来看,⼆次回路的接线⽐较合理，系统性强，也有规律，使运⾏维护⼈员易于掌握。
1.2.4 变电站综合⾃动化的发展现状
变电站综合⾃动化是在计算机技术及⽹络通信的基础上发展起来的。国外从80年代初
就开始进⾏研究开发，迄今为⽌，各⼤电⼒设备⽣产⼚家都陆续地推出了系列产品。如ABB、德国AEG公司、SIEMENTS、法国阿尔斯通公司、美国西屋公司、⽇本⽇⽴等公司，都分别推出⾃⼰的变电站综合⾃动化产品。世界各国新建的变电站也⼤都是采⽤了全数字化的⼆次设备，相应采⽤了变电站综合⾃动化技术。并且随着IEC相关标准的不断颁布，⼯业国家的变电站综合⾃动化技术已进⼊规发展的阶段。我国对变电站综合⾃动化的研究及设计开发相对于世界发达国家来说⽐较晚，我国对变电站综合⾃动化的研究及设计开发相对于世界发达国家来说⽐较晚，⼤约从90年代开始，初期阶段主要研制和⽣产集中式的变电站综合⾃动化系统。90年代中期，开始研制分散式变电站综合⾃动化系统，与国外先进⽔平相⽐，⾃动化产品的差距不断减⼩。许多⾼校、制造⼚家、科研单位以及规划设计、运营部门和基建在学习与借鉴国外先进技术的同时，正在结合我国的实际情况，共同努⼒继续开发设计更加符合我国国情的变电站综合⾃动化系统。
1.3 研究⽬的和意义
通过本课题的设计，熟悉110KV变电站的相关设计知识要点，学习和熟悉变电所电器部分设计的基本⽅法，是对⾃⼰所学知识的⼀次实际运⽤和深⼊理解，同时，也深化了我的业务⽔平和知识层次，有助于更好的解决以后遇到的问题。随着我国电⼒⼯业的迅速发展，对变电站的设计提出了更⾼的要求，
对变电站⼯作⼈员的业务⽔平有更专业化的要求，这就需要我们提⾼⾃⼰的知识⽔平，不断学习深造，综合运⽤所学知识，做到学以致⽤，锻炼我们独⽴分析解决问题的能
⼒，适应我国电⼒⾏业发展的在需求。
2 110KV变电所初步设计说明书
2.1主变压器选择
2.1.1变压器绕组与调压⽅式的选择
（1）绕组连接⽅式
包装盒fonmoo
参考《电⼒⼯程电⽓设计⼿册》和相应规程指出：变压器绕组的连接⽅式必须和系统电压⼀致，否则不能并列运⾏。电⼒系统中变压器绕组采⽤的连接⽅式有Y和△型两种，⽽且为保证消除三次谐波的影响，必须有⼀个绕组是△型的，我国110kV及以上的电压等级均为⼤电流接地系
Y的连接⽅式，⽽6-10kV侧采⽤△型的连接⽅式。故该110kV 统，为取得中性点，所以都需要选择N
变电站主变应采⽤的绕组连接⽅式为：Y N，。
（2）调压⽅式的确定
变压器的电压调整是⽤分解开关切换变压器的分接头，从⽽改变变压器⽐来实现的。切换⽅式有两种：不带电切换，称为⽆励磁调压，调压围通常在+5％以，另⼀种是带负荷切换，称为有载调压，调压围可达到+30％。对于110kV及以下的变压器，以考虑⾄少有⼀级电压的变压器采⽤有载调压。
由以上知，此变电所的主变压器采⽤有载调压⽅式。
2.1.2变压器相数的选择
主变压器采⽤三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kV 及以下的发电⼚和变电所，均应采⽤三相变压器。社会⽇新⽉异，在今天科技已⼗分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采⽤三相变压器。
2.1.3变压器容量和台数的选择
主变容量⼀般按变电站建成近期负荷5～10年规划选择，并适当考虑远期10～15年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，从长远利益考虑，本站应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电⽹结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电
所，应考虑当⼀台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能⼒允许时间，
应保证⽤户的⼀级和⼆级负荷。所以每台变压器的额定容量按m n P S 7.0=，其中m P 为变电所最⼤负荷选择，即n S
=0.7×38.77=27.14kVA 这样当⼀台变压器停⽤时，也保证70%负荷的供电。由于⼀般电⽹变电所⼤约有25%的⾮重要负荷，因此采⽤式m n P S 7.0=来计算主变容量对变电所保证重要负荷来说是可⾏的。通过计算本变电站可选择额定容量为31.5MVA 的主变压器。远期主变压器容量可选⽤远期3×50MVA 。为了保证供电可靠性，避免⼀台主变压器故障或检修时影响供电，变电站⼀般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提⾼，但接线⽹络较复杂，且投资增⼤，同时也增加了配电设备及⽤电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作的复杂化。考虑到两台主变同时发⽣故障机率较⼩，且适⽤远期负荷的增长以及扩建，故本变电站选择两台主变压器完全满⾜要求。
2.1.4变压器的冷却⽅式
根据变压器型号的不同，其冷却⽅式有：⾃然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环⽔冷、强迫导向油循环等。
油浸⾃冷式就是以油的⾃然对流作⽤将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空⽓的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。⽽油浸风冷式是在油浸⾃冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利⽤吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。强迫油循环冷却⽅式，⼜分强油风冷和强油⽔冷两种。它是把变压器中的油，利⽤油泵打⼊油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利⽤风扇吹风或循环⽔作冷却介质，把热量带⾛。这种⽅式若把油的循环速度⽐⾃然对流时提⾼3倍，则变压器可增加容量30%。
综上所述，110kV 变电站冷却⽅式宜采⽤强迫油循环风冷。
2.2 电器主接线选择 2.2.1主接线设计原则
电⽓主接线是变电站电⽓设计的⾸要部分，也是构成电⼒系统的重要环节。主接线的确定对电⼒系统整体及变电所本⾝运⾏的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电⽓设备选择，配电装置布置，继电保护和控制⽅式的拟订有较⼤影响。因此必须正确处理好各⽅⾯的关系，全⾯分析有关影响，通过技术经济⽐较，合理确定主接线。在选择电⽓主接线时，应以下各点作为设计依据：变电所在电⼒系统中的地位和作⽤，负荷⼤⼩和重要性等条件确定，并且满⾜可靠性、灵活性和经济性等多项基本要求
1）运⾏的可靠性
断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数⽬的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要⽤户的供电。
2）具有⼀定的灵活性。
主接线正常运⾏时可以根据调度的要求灵活的改变运⾏⽅式，达到调度的⽬的，⽽且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响围最⼩，并且再检修在检修时可以保证检修⼈员的安全。
3）操作应尽可能简单、⽅便。
主接线应简单清晰、操作⽅便，尽可能使操作步骤简单，便于运⾏⼈员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运⾏⼈员的误操作⽽发⽣事故。但接线过于简单，可能⼜不能满⾜运⾏⽅式的需要，⽽且也会给运⾏造成不便或造成不必要的停电。
4）经济上合理。
主接线在保证安全可靠、操作灵活⽅便的基础上，还应使投资和年运⾏费⽤⼩，占地⾯积最少，使其尽地发挥经济效益。
5）应具有扩建的可能性。
中空板封边机
由于我国⼯农业的⾼速发展，电⼒负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电⽓主接线的选择，主要决定于变电站在电⼒系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数⽬的多少、电⽹的结构等。
2.2.2主接线⽅式选择
电⽓主接线是根据电⼒系统和变电站具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（⼀般超出4回），为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运⾏⽅便，有利于安装和扩建。本次所设计的变电所110kV进出线各有2回， 35kV侧线路回数为8回，10kV侧线路回路为10回，所以采⽤有母线的连接。现在分别对110kV、35kv、10kV 侧接线⽅式进⾏选择。
（1）110kV侧主接线设计
110kV侧进线采⽤4回，其中2回作为备⽤选⽤以下⼏种接线⽅案：
1）单母线分段接线。母线分段后重要⽤户可以从不同段引出两回馈电线路，⼀段母线故障，另⼀段母线仍可正常供电。
2）带旁路母线的单母线分段接线。母线分段后提⾼了供电可靠性，加上设有旁路母线，当任⼀出线断路器故障或检修时，可⽤旁路断路器代替，不使该回路停电。
3）双母线接线。采⽤双母线接线后，可以轮流检修⼀组母线⽽不致使供电中断，检修任⼀回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的⼀条电路和与隔离开关相连的该组母线，其它电路均可通过另⼀组母线继续运⾏。
采⽤单母线分段接线投资较少，但可靠性相对较低，当⼀组母线故障时，该组母线上的进出线都要停电；采⽤双母线接线⽅式，增加了⼀组母线，投资相对也就增加，且当任⼀线路断路故障或检修时，该回路不需停电；采⽤单母线分段带旁路母线接线⽅式，任⼀回路断路器故障检修时，该回路都不需停电，供电可靠性⽐单母线分段接线强。
在本站设计中，由于110kV侧达到“两线两变”要求，同时出现故障的概率很低，能够保证⾼压侧的供电可靠性。⽽且从操作简便性和投资节约性的⾓度来考虑，宜采⽤单母线分段接线运
⾏⽅式。经过⽐较桥形接线⽐单母线接线形式少⼀组断路器，110KV处为两回进线，两回出线，该变电所应⽤两台降压变压器，宜选⽤桥形接线，在配电装置的综合投资，包括控制设备，电缆，母线及⼟建费⽤上，在运⾏灵活性上，桥形接线⽐单母线形接线有很⼤的灵活性，所以经过技术及经济上的⽐较，桥形接线的优势⼤于单母线的接线形式。故110KV侧采⽤桥式的连接⽅式（2）35Kv侧主接线设计
1）采⽤单母线接线。接线简单清晰、设备少操作⽅便、便于扩建和采⽤成套配电装置。但是此接线
⽅式不够灵活可靠，任⼀元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。
2）采⽤单母线分段接线。可以有两个电源供电，当⼀段母线发⽣故障，分段断路器⾃动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要⽤户停电。但是当⼀段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。
3）采⽤双母线接线。采⽤双母线接线后，可以轮流检修⼀组母线及任⼀回路的母线隔离开关，⼀组母线故障后，能迅速恢复供电，各个回路负荷可以任意分配到某⼀组母线上，因此就没有必要采⽤增设旁母。投资也较单母分段带旁母少。因此经过⽐较后，决定采⽤双母线接线作为35kV侧的主接线。35KV侧线路回数采⽤6回，另有2回留作备⽤。
（3）10kV侧主接线设计
10kV侧出线11回，另有2回作为备⽤，⼤部分为Ⅰ类负荷，选⽤以下⼏种接线⽅案：
1）单母线分段接线，它投资少，在10kV配电装置中它基本可以满⾜可靠性要求。
2）单母线分段带旁路母线，这种接线⽅式虽然提⾼了供电可靠性，但增⼤了投资。采⽤单母线分段接线亦可满⾜供电可靠性的要求，且节约了投资。
因此，采⽤单母分段接线⽅式。该⽅式具有较⾼的可靠性和灵活性，双回线路分别接到不同母线上，这样当⼀回故障时，另⼀回可继续对其供电⽽不⾄使重要⽤户停电。
2.3 短路电流计算
铣床飞刀在电⼒供电系统中，对电⼒系统危害最⼤的就是短路。短路的形式可以分为三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地。在短路电流计算过程中，以便都以最严重的短路形式为依据。因此，本⽂的短路电流计算都以三相短路为例。
在供电系统中发⽣短路故障时，在短路回路中短路电流要⽐额定电流⼤⼏倍⾄⼏⼗倍，通常可达数千安，短路电流通过电⽓设
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