摘 要
变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，它是供电系统的枢纽，在供电系统中占有重要的地位。本毕业设计以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定为准绳，结合工程实际情况，保证供电可靠，调度灵活，满足各项技术要求。
本次110kV长征变电站设计，其设计分为电气一次、二次部分设计。本文重点是变电站的一次设计，包括主接线形式、变压器和电气设备的选择以及防雷措施和配电装置的设计等。本文的另一部分是电气二次部分的设计，主要是继电保护的基本原理和线路、变压器的保护配置等。
本变电所设计为毕业设计课题，目的是巩固大学所学知识，使我对大学所学的主干课程有一个较为全面、系统的掌握，增强理论联系实际的能力以及提高我的工程意识，为未来的实际工作奠定了必要的基础。
关键词 变电所，变压器，主接线，继电保护
- I -
目 录
摘 要 ................................................................................................................................. I 1 绪 论 ............................................................................................................................ 1 2 电力系统及变电所总体分析 ...................................................................................... 3 2.1 电力系统分析 ............................................................................................................ 3 2.2 变电所总体分析 ........................................................................................................ 3 2.3 负荷分析与计算 ........................................................................................................ 5 3 主变压器选择和电气主接线设计 .............................................................................. 7 3.1 主变压器选择 ............................................................................................................ 7 3.2 电气主接线设计 ........................................................................................................ 9 3.3 各电压级电气主接线设计 .......................................................................................11 3.4 主变中性点接地方式选择 ...................................................................................... 13 3.5 所用变设计 .............................................................................................................. 16 3.6 无功补偿设计 .......................................................................................................... 16 4 短路电流计算 ............................................................................................................ 19 4.1 短路电流计算概述 .................................................................................................. 19 4.2 短路电流的计算 ...................................................................................................... 20 5 电气设备选择 ............................................................................................................ 23 5.1 电气设备选择的一般原则与技术条件 .................................................................. 23 5.2 导体的选择 .............................................................................................................. 26 5.3 高压断路器和隔离开关的选择 .............................................................................. 27 5.4 互感器的选择 .......................................................................................................... 28 5.5 电气设备选择一览表 .............................................................................................. 29 6 配电装置选择和总平面设计 .................................................................................... 32 6.1 配电装置的选择 ...................................................................................................... 32 6.2 总平面布置设计 ...................................................................................................... 35 7 防雷设计 .................................................................................................................... 37 7.1 防雷设计的一般原则 .............................................................................................. 37 7.2 直击雷保护设计 ...................................................................................................... 37 7.3 雷电侵入波保护设计 .............................................................................................. 37 8 电气二次部分的设计 ................................................................................................ 41 8.1 对继电保护的要求 .................................................................................................. 41
- II -
8.2 主变压器的配置 ...................................................................................................... 41 8.3 线路保护配置 .......................................................................................................... 43 结 论 .............................................................................................................................. 45 谢 辞 ............................................................................................................................ 46 参考文献 ........................................................................................................................ 47 附录2 计算书 ............................................................................................................... 48 附录3 图纸
- III -
1 绪论
随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。
变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转换场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。
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。变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类：
枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统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，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。
中间变电所：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源，电压为220~330kV，同时又降低供当地用电，这样的变电所起中间环节作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。
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，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，又使该地区中断停电。
终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户收到损失。
110kV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。
- 1 -
