课程设计说明书
设计题目110kV变电站电气系统初步设计
电气学院电气工程及其自动化专业班
学生姓名：
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完成日期：
指导老师（签字）：
华中科技大学
对说明书的基本要求及注意事项
1.说明书的编号内容参看课程设计指导书中的有关部分。

2.为清楚说明设计计算内容，应有必要的插图。

3.除插图可用铅笔绘制外，计算和说明一律用钢笔书写，并要求计算正确、完整、文字简
明扼要、简介。

（打印一律用黑色）
4.设计过程中所应用的公式和数据，应注明来源（参考资料的代号、页次以及图表编号等）。

5.根据计算稿本整理设计主要过程时，只须首先列出文字符号表达的计算公式，然后依次
代入各相应文字符号的数值，就直接写出计算结果（不作任何运算和简化，但计算结果必须注明单位）。

6.设计中所选主要参数，尺寸或规格以及主要计算结果等，均应写入右侧结果栏中，有的
也可采用表格形式列出。

7.对主要计算结果应用简短的结论。

如计算结果与实际取值相差较大时，应作简短的解释，
并说明其原因。

8.对每一自成单元的内容，都应有大小标题和前后一致的顺序编号，使其醒目突出。

9.封面所列“设计题目”一栏，只须填写所设计的具体名称即可。

关于模板说明：前面两页必须打在同一页，即双面打印，后面内容单面打印。

目录
110kV变电所电气系统设计说明书 (3)
一、概述 (3)
1. 设计目的 (3)
2. 设计内容 (3)
3. 设计要求 (3)
二、设计基础资料 (4)
1. 待建变电站的建设规模 (4)
2. 电力系统与待建变电站的连接情况...........................................................
4
3. 待建变电站负荷 (4)
4. 环境条件 (4)
5. 其它 (4)
三、主变压器及主接线设计 (5)
1. 各电压等级的合计负载及类型...................................................................
5
2. 主变压器的选择 (5)
四、短路电流计算 (9)
1. 基准值的选取 (9)
2. 各元件参数标幺值的计算.........................................................................
10
3. 用于设备选择的短路电流计算.................................................................
10
五、电气设备选择 (12)
1. 电气设备选择的一般条件.........................................................................
12
2. 各回路的工作电流计算 (13)
3. 断路器和隔离开关选择 (14)
4. 导线的选择 (20)
5. 限流电抗器的选择 (22)
6. 电压互感器的选择 (23)
7. 电流互感器的选择 (24)
8. 高压熔断器的选择 (26)
9. 支持绝缘子和穿墙套管的选择.................................................................
26
10. 消弧线圈的选择 (27)
11. 避雷器的选择 (27)
六、课程设计体会及建议 (29)
参考文献 (29)
附录 (30)
短路电流计算书 (30)
附图：110kV变电所电气主接线图（#2图纸） (33)
一、概述
1 设计目的
（1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识
（2）培养分析问题和解决问题的能力
（3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法
2 设计内容
本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计
（1）主变压器选择：根据负荷选择主变压器的容量、型式、电压等级
（2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性
（3）短路电流计算：不同运行方式（大、小、主）、短路点与短路类型
（4）主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器等
（5）绘制电气主接线图
3 设计要求
（1）制定任务书
（2）确定变压站各电压等级的合计负荷及负荷类型
（3）选择主变压器，确定型号、相数、容量比等
确定电压等级；各侧总负荷；选择台数、容量；校验近、远期变压器的负荷率，若不满足规程规定，应采取的措施；校验事故情况下变压器的过载能力；接地方式。

最终必须确定主变压器的：型号、相数、容量比、电压比、接线组别、短路阻抗等
（4）电气主接线设计
对每一个电压等级，拟定2～3各主接线方案，先进行技术比较，初步确定2-3个较好的方案，再进行经济比较，选出一个最终方案。

（5）短路电流计算
电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果Sk、I”、I∞、Ish、Teq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。

（6）电气设备选择
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。

二、设计基础资料
1 待建变电站的建设规模
⑴变电站类型： 110 kV降压变电站
⑵三个电压等级： 110 kV、 35 kV、 10 kV
⑶ 110 kV：近期进线2回，出线1 回；远期进线1回，出线1回
35 kV：近期4回；远期2回
10 kV：近期6回；远期2回
2 电力系统与待建变电站的连接情况
⑴变电站在系统中地位：终端变电站
⑵变电站仅采用 110 kV的电压与电力系统相连，为变电站的电源
⑶电力系统至本变电站高压母线的标么电抗（S
=100MVA）为：
d
最大运行方式时 0.30 ；
最小运行方式时 0.40 ；
主运行方式时 0.35
⑷上级变电站后备保护动作时间为 3 s
3 待建变电站负荷
⑴ 110 kV出线：负荷每回容量 12000kVA，
＝ 5000 h
cosϕ＝0.9，T
max
⑵ 35 kV负荷每回容量 4000kVA，
＝ 4000 h；
cosϕ＝0.85，T
max
其中，一类负荷1回；二类负荷2回
＝ 4000 h；
⑶低压负荷每回容量 1425 kW，cosϕ＝0.95，T
max
其中，一类负荷2回；二类负荷2回
⑷负荷同时率 0.9
4 环境条件
⑴当地年最高气温400C，年最低气温-200C，最热月平均最高气温350C，年最低气温-50C
⑵当地海拔高度：600m
⑶雷暴日： 10日/年
5 其他
⑴变电站地理位置：城郊，距城区约10km
⑵变电站供电范围： 110 kV线路：最长100 km，最短50 km；
35 kV线路：最长60 km，最短20 km；
10 kV低压馈线：最长30km，最短10km；
⑶未尽事宜按照设计常规假设。

符合条件。

（3）正常工作电流：N I =868A ； 短路电流：''
k I =10.28KA ；
热稳定计算等效时间：min i t =1.75s
选用6010⨯铝制矩形母线，单条竖放，布置如图： 相间距取0.4m ，支持绝缘子间距取2m 查表知40℃时1935868a I A A =≥
3
22min min 10.2710 1.75140601060097
i I S t mm mm C ∞⨯===≤⨯=，稳
定。

动稳定校验：
母线截面系数：22331060
1000166
b h W mm cm ⨯==== 母线在短路时受到的最大的电动力：
2
72121.7310/ 1.7317.110252.3/0.4
sh l F i N m N m s --=⨯⨯=⨯⨯⨯=
母线排受到的最大的应力：2max 252.3200
5047/1010
Fl N cm W σ⨯===≤
铝母线排的允许应力22700kg/cm 6860kg/cm =，符合动稳定要求。