课程设计年月日主要内容：为了满足某郊县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座110kV降压变电站。
变电站容量为2×31.5MVA ，电压等级110/10kV。
基本要求：1、本变电站在电力系统中，为满足本地区负荷增长的需要。
2、主变容量：2×31.5MVA，电压等级110/10kV；主变中性点直接接地。
主变型式：三相双绕组有载调压变压器，有载调压范围在110±8×1.25％/10.5kV 无功补偿：12Mvar。
供电方式及要求：110kV双回路进线，10kV侧出线本期6回路，远期14回路。
负荷数据和要求：全区用电负荷本期为27MW，6回路，每回按4.5MW设计；主要参考资料：[1]范锡普主编．发电厂电气部分. 北京：中国电力出版社，2004.[2] 戈东方主编．220kv变电所设计规划. 北京：中国电力出版社，2000.[3]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算. 北京：中国电力出版社，2004.[4]王士政，冯金光. 发电厂电气部分. 北京：中国水利水电出版社，2002.[5]莴静康. 供配电系统图集. 北京：中国电力出版社，2005.[6]韦钢．电力系统分析基础．北京：中国电力出版社，2006.目录1 任务和要求 (1)2 电气主接线 (1)2.1 电气主接线设计的基本要求 (1)2.2 主变压器台数、容量、型式的选择、计算、校验 (1)2.3 电气主接线设计方案的确定 (2)2.4 110kV变电所主接线图 (5)3 所用电接线设计 (6)3.1 所用电变压器确定 (6)3.2 所用电接线方式： (6)3.3 所用电的电源 (6)3.4 110kV变电所的所用电接线 (6)4 短路电流计算 (6)4.1短路电流的计算方法和步骤 (7)4.2三相短路电流计算 (7)5 电气设备选择 (9)5.1 10kV配电装置电气设备选择 (9)5.2 110kV配电装置电气设备的选择 (12)6 设计总结 (15)1任务和要求(1)任务：为了满足该县负荷发展及电网电力交换的需要，优化该县的电网结构，拟在县城后山设计建设一座2×50MV A 110/10的降压变电所，简称110kV变电所。
(2)要求：1、电力系统部分：本变电站在电力系统中，为满足本地区负荷增长的需要。
2、变电所的技术要求：变电所本期建设规划主变容量：2×31.5MV A，电压等级110/10kV；主变中性点直接接地。
主变型式：三相双绕组有载调压变压器，有载调压范围在110±8×1.25％/10.5kV无功补偿：12Mvar。
供电方式及要求：110kV双回路进线，10kV侧出线本期6回路，远期14回路。
负荷数据和要求①全区用电负荷本期为27MW，6回路，每回按4.5MW设计；远期50MW14回路，每回按3.572MW设计；②负荷同时率取0.85，功率因数为0.8，年最大利用小时数Tmax-=4250小时/年。
2 电气主接线2.1电气主接线设计的基本要求对电气主接线有以下几方面的基本要求：1、根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。
2、具有运行、维护的灵活性和方便性。
3、具有经济性：在满足技术要求的前提下，力求经济合理。
4、具有将来发展和扩建的可能性。
2.2主变压器台数、容量、型式的选择、计算、校验1、主变压器台数1）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器。
2）当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，装设一台。
3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2至4台变压器。
2、主变压器的容量1）主变压器的容量应根据5至10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。
2）对装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择：Sn≥K∑SM或Sn≥K∑PM／cosφ。
式中，Sn—变压器额定容量（kvA），SM，PM——变电所最大负荷的视在功率和有功功率（kvA，KW），cosφ ——负荷功率因子，K——负荷同时率，可取0.85。
3）对装有两台变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证70%全部负荷的供电，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。
每台变压器容量一般按下式选择：Sn≥0.6SM或Sn≥0.6PM/ cosφ。
4）主变压器容量选择还应考虑周围环境温度的影响。
Sn≥0.6SM/Kθ式中，Kθ——周围环境修正系数。
3、主变压器的型式1）一般情况下采用三相式变压器。
2）具有三种电压等级的变电所3)主变调压方式：4）冷却方式：4、总负荷计算根据负荷数据，近期6回出线，每回按4.5MW计，近期总负荷∑PM=6×4.5=27MW。
5、主变压器台数、容量选择计算1）计算主变容量∑SM∑SM=∑PM／cosφ= 50/0.8=62.5MV A选择主变容量、台数a、Sn≥K∑SM=0.85×62.5=53.125MV Ab、选两台主变压器，则每台主变容量Sn≥K∑SM/2=26.5625MV A。
查产品目录，选每台主变容量Sn=31.5MV A＞26.5625MV A。
c、校验：按主变压器容量选择原则第3点，要求任一台主变Sn＞0.7 K∑SMS∑=0.7×53.125=37.1875MV A，大于所选的主变容量31.5MV A。
结合系统对本变电所的技术要求，最终选择110kV变电所主变容量Sn=50MV A。
考虑周围环境影响：θρ=（θmax+θmin）/2=21℃Kθ=（20－θρ）/100+1=0.99∵Sn=50MV A>37.5631MV A故所选变压器容量满足要求。
2.3 电气主接线设计方案的确定各级电压配电装置接线方式的拟定：根据电气主接线设计的基本要求及设计基本原则来拟定各级电压配电装置接线方式。
1、10kV电压母线接线方式单母线接线单母分段接线2、110kV电压母线接线方式单母线接线单母分段接线桥式接线（因线路故障和操作的机会比变压器多，选用可靠性较好的内桥接线。
）3、主变台数为了保证供电可靠性，装设两台主变压器。
110kV变电所可能采用的电气主接线方式如下：方案Ⅰ 110kV 单母线接线10kV 单母线接线主变2台方案Ⅱ 110kV 单母分段接线10kV 单母分段接线主变2台方案Ⅲ 110kV 内桥接线10kV 单母分段接线主变2台110kV变电所主接线方案简图如下：方案Ⅰ方案Ⅱ三种方案的技术比较方案Ⅰ：110kV电压母线采用单母线接线，这种接线方式简单、设备少、操作方便，但由于110kV变电所为终端变，一旦母线或母线侧隔离开关故障或检修，将造成全站停电。
顺昌变电所地处海沧外商投资区，全所停电将在经济上及政治上造成较大影响，故不宜采用此接线。
10kV电压母线采用单母线接线，跟上述一样，在母线或母线侧隔离开关故障或检修时将中断对用户的全部供电。
且这种接线方式不利于向重要用户双电源供电，故不宜采用此接线。
方案Ⅱ：110kV电压母线采用单母线分段接线，当一段母线发生故障时，分段断路器能自动把故障切除，保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电。
缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电。
可以考虑采用此接线方式。
10kV电压母线采用单母线分段接线，对重要用户可以从不同段母线引出两回路，有两个电源供电，增加了供电的可靠性。
缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，接在该母线上的回路都要在检修期间停电。
可以考虑采用此接线方式。
方案Ⅲ：110kV电压母线采用内桥接线，根据上述分析，可考虑采用。
10kV电压母线采用单母线分段接线，根据上述分析，可考虑采用。
从上述分析比较确定两个较好方案：最佳方案的确定：从技术上讲，110kV电压母线主接线采用桥式接线，有一台变压器故障会影响到线路停电，但变压器故障的几率较小，从经济上分析采用桥式接线比采用单母分段接线减少了部分组件，减少了综合投资额。
年运行费用也节省许多。
故优先选用110kV母线接线为内桥接线。
因此，Ⅲ方案为最佳方案即110kV母线采用内桥接线，10kV母线采用单母分段接线。
2.4 110kV变电所主接线图1、110kV变电所电气主接线图2、110kV（1）110kV母线接线110kV母线采用内桥接线，其优点是：高压断路器少，四个组件只需三台断路器。
缺点是：1）变压器的切除和投入较为复杂，需操作两台断路器并影响一回线路暂时停运。
2）连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。
3）出线断路器检修时，线路要在此期间停运。
（2）10kV母线接线10kV母线采用单母分段接线，其优点是：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。
2）当一段母线发生故障时，分段断路器能自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致于使重要用户停电。
缺点是：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线的回路都要在检修期间停电。
2）当母线为双回路时，常使架空线出现交叉跨越。
3）扩建时需向两个方向均衡进行。
3 所用电接线设计3.1 所用电变压器确定所用电变压器容量：（1）所用电率1%（2）变容量：SN=n×SBN=2×31500KV A=63000 kV A（3）所用电负荷SJS1=1%*∑SN=1%×63000=630kV A（4）SN≥Sjs/KtKf=(630/2)/(1.04×1.05)=288kV A选择两台SN=315kV A表一3.2 所用电接线方式：本变电站所用电母线采用单母线分段接线方式，平时分段运行。
为了节省投资，所用变高压侧（10kV）采用高压熔断器作为保护。
3.3 所用电的电源工作电源：为了满足供电可靠性，变电所设计两台站用变做为所用电工作电源。
为更可靠保证所用电的不中断供电，所用电工作电源分别从10kVⅠ、Ⅱ段母线引接，供给接在380V各段母线上的负荷。
备用电源方式：两台所用电源互为备用，备用方式采用暗备用。
3.4 110kV变电所的所用电接线110kV变电所的所用电接线特点：110kV变电所所用电接线采用单母分段接线，平时分裂运行，以限制故障范围，对重要负荷可以从不同段引出两个回路供电，增加了供电的可靠性。
4 短路电流计算4.1短路电流的计算方法和步骤计算方法：在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。
步骤：1、选择计算短路点；2、画出等值网络图；1）选取基准容量Sj和基准电压Uj（kV）（一般取各级的平均电压），计算基准电流Ij= Sj/3Uj（kA）。
2）计算各组件换算为同一基准值的标么电抗。