成绩课程设计说明书题目110/10kV变电所电气部分课程设计课程名称发电厂电气部分院(系、部、中心)电力工程学院专业继电保护班级学生姓名学号指导教师李伯雄设计起止时间： 11年 11月 21日至 11年 12 月 2日目录一、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 (1)二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式 (1)三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式 (3)四、分析确定所用电接线方式 (6)五、进行互感器配置 (6)六.短路计算 (9)七、选择变电所高、低压侧及10kV馈线的断路器、隔离开关 (10)八、选择10kV硬母线 (13)一、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1.1、待设计变电所在系统中的地位和作用1.1.1 变电所的分类枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所1.1.2 设计的C变电所类型根据任务书的要求，从图中看，我设计的C变电所属于终端变电所。

1.1.3 在系统中的作用终端变电所，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务。

电压为110kV及以下。

全所停电时，仅使其所供用户中断供电。

1.2、所供用户的分析1.2.1 电力用户分类、对供电可靠性及电源要求（1）I类负荷。

I类负荷是指短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电也可能影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。

I类负荷任何时间都不能停电。

对接有I类负荷的高、低压厂用母线，应有两个独立电源，即应设置工作电源和备用电源，并应能自动切换；I类负荷通常装有两套或多套设备；I类负荷的电动机必须保证能自启动。

（2）II类负荷。

II类负荷指允许短时停电，但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷。

II类负荷仅在必要时可短时（几分钟到几十分钟）停电。

对接有II类负荷的厂用母线，应有两个独立电源供电，一般采用手动切换。

I类、II类负荷均要求有两个独立电源供电，即其中一个电源因故停止供电时，不影响另一个电源连续供电。

例如，具备下列条件的不同母线段属独立电源：①每段母线接于不同的发电机或变压器；②母线段间无联系，或虽然有联系，但其中一段故障时能自动断开联系，不影响其他段供电。

所以，每个I类、II 类负荷均应由两回接于不同母线段的馈线供电。

（3）III类负荷。

III类负荷指较长时间（几小时或更长时间）停电也不致直接影响生产，仅造成生产上的不方便的负荷。

III类负荷停电不会造成大的影响，必要时可长时间停电。

III类负荷对供电可靠性无特殊要求，一般由一个电源供电，即一回馈线供电。

1.2.2 估算C变电所的回路数目根据上述要求，重要负荷（I类、II类）比例是55%，重要负荷需用双回线，每回10kV馈线输送功率1.5~2MW，经计算，高压侧回路数为2，低压侧回路数为18÷1.5=12。

二、选择待设计变电所主变的台数、容量、型式2.1、C 变电所主变的台数装设两台主变，以保证供电可靠性，变电所C 有四回电源进线，考虑到发展，主变容量应根据电力系统的规划负荷来选，避免一台主变故障或检修时影响供电，故选择两台主变压器。

2.2 C 变电所主变的容量2.2.1 每台变压器容量根据5~10年发展规划选择，当一台因故退出时，另一台应能保证60%--70%的负荷，同时应保证全部重要负荷。

C 变电所的重要负荷比例为55%，比例小于60%，不需按重要负荷的比例计算S m 。

2.2.2 据Sm ’选择接近的标准容量SN (计算过程见计算书P15)已知实际负荷曲线A 为以变电所C 的最大有功负荷Pm 为基准的标幺值L P 。

我选择的标准容量SN=10MVA ，为偏小选择，在一台退出时出现过负荷，需要作过负荷校验。

当,mN L S S P 时，为过负荷段SN/Sm ’=10/12=0.833,故在负荷曲线9~12h 为过负荷，T=3。

计算得出欠、过负荷系数。

由K1查找自然油循环变压器的正常过负荷曲线图，得允许的K2，与计算得出的K2比较。

查找的自然油循环的过负荷系数K2=1.25大于计算得出的K2=1.2，因此，满足正常过负荷需要。

2.3、C 变电所主变的型式（主变选择户外型）2.3.1 相数、绕组、连接方式的确定（1）相数的确定在330kV 及以下的变电站中，一般都选用三相式变压器。

因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资少、占地面积小、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。

（2）绕组数的确定C 变电所为110/10kV 的地区变电所，有两个电压等级，为充分利用绕组，采用双绕组变压器。

结构较简单，运行维护方便，费用低，比起自耦变有更多的优点，故C 变电所采用双绕组变压器。

（3）绕组连接方式的确定变压器绕组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星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。

我国110KV 及以上电压，变压器绕组都采用星接，35KV 也采用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。

35KV 及以下电压，变压器绕组都采用角接。

C 变电所采用Yn,d11连接组。

高压侧110kV 用星形接法，中性点直接接地，低压侧10kV 用三角形接法，正序分量三角形侧电压较星形侧超前30°（11点钟）。

（4）调压方式的确定主变选用普通调压方式。

（5）额定电压的选择一次侧：110kV二次侧：额定电压按高于线路额定电压的5%整定，即10.5kV 。

2.3.2 主变的型号查《发电厂电气部分》第452页，选择主变压器型号如下： 表2-1 主变压器型号及参数型 号 额定电压(kV) 连接组 损耗(kW) 阻抗电压(%) 空载电流(%) 总体质量（t ） 空载 短路 高 低SFZ7-10000/110 110±8⨯1.25%10.5 Y N , d11 17.8 59 10.5 1.3 29.8 其额定容量（kVA ）为：10000kVA 。

三、分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式3.1、分析确定高、低压侧主接线3.1.1 主接线基本要求（1）可靠性①断路器检修时，不宜影响对系统的供电。

②断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对Ⅰ、II 类负荷的供电。

③尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性。

④对装有大型机组的发电厂及超高压变电所，应满足可靠性的特殊要求。

（2）灵活性①调度灵活，操作方便。

可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

②检修安全。

可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。

③扩建方便。

随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。

所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。

（3）经济性可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。

所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。

①投资省。

主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kV ）变电站和以质量可靠的简易电器代替高压侧断路器。

②年运行费小。

年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。

其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。

③占地面积小。

电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。

在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。

④在可能的情况下，应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

3.1.2 限制短路电流的措施（1）采用计算阻抗大的接线和减少并联设备、并联支路的运行方式，双回路用户线路分开。

（2）加装限流电抗器。

（3）采用低压分裂绕组变压器。

3.1.3 单母分段接线（1）优点：提高可靠性和灵活性。

①两母线段可并列运行，也可以分裂运行。

②重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。

③任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小停电范围。

④用分断断路器QFd分段，如果QFd在正常运行时接通，当某段母线故障时，继电保护使QFd及故障段电源的断路器自动断开，只停该段；如果QFd在正常运行时断开，当某段电源回路故障而使其断路器断开时，备用电源自动投入装置使QFd自动接通，可保证全部出线继续供电。

（2）缺点：分段的单母线接线增加了分段设备的投资和占地面积；某段母线故障或检修仍有停电问题；某回路的断路器检修，该回路停电；扩建时，需向两端均衡扩建。

（3）适用范围：①6~10kV配电装置，出线回路数为6回及以上；②35~63kV配电装置，出线回路数为4~8回；③110kV配电装置，出线回路数为3~4回。

3.1.4 桥形接线（1）内桥接线①优点：其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作较简单。

②缺点：变压器切除、投入或故障时，有一回路短时停运，操作较复杂；线路侧断路器检修时，线路需较长时间停运；断路器故障和检修的几率大。

③适用范围：输电线路较长（则检修和故障几率大）或变压器不需经常投、切及穿越功率不大的小容量配电装置中。

（2）外侨接线①优点：变压器切除、投入或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单；断路器故障和检修的几率小。

②缺点：其中一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作较复杂；变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。

③输电线路较短或变压器需经常投、切及穿越功率较大的小容量配电装置中。

高压侧（110kV）：两回路进线，2台主变压器，用内桥型接线低压侧（10kV）：单母分段接线3.2、配电装置型式3.2.1 配电装置设计原则（1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策；（2）保证运行可靠，按照系统自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离；（3）便于检修、巡视和操作；（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价；（5）安装和扩建方便。

3.2.2 配电装置的基本要求（1）节约用地；（2）运行安全和操作巡视方便；（3）考虑检修和安装条件；（4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；（5）节约材料，降低造价；（6）安装和扩建方便。

3.2.3 布置特点（1）屋内配电装置的特点：①由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；②维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响；③外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；④房屋建筑投资大。