**大学毕业设计（论文）110KV变电站电气二次部分设计完成日期 2013年 6 月 5 日摘要本次设计任务旨在把大学所学各科专业知识的结合到一起，整体的了解电力系统等方面的知识。
首先根据任务书上所给相关资料，分析负荷发展趋势。
然后通过对拟建变电站的概况以及出线方面来考虑，并对负荷资料的分析，以及从安全、经济及可靠性等方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV输电线路及母线的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数及型号。
最后，根据短路计算结果，确定线路保护、变压器保护、母线保护、防雷保护的保护方案，根据保护方案对保护进行整定计算，确定设计之后再对保护的总体进行分析论证，检验二次回路的设计是否合格，从而完成了110kV电气二次部分的设计。
关键词：变电站, 继电保护, 保护整定目录摘要.................................................................... - 1 -1 原始资料分析........................................................... - 4 -2 一次部分的相关设计..................................................... - 6 -２.１主变压器的选择极其参数 (6)２.２电气主接线设计 (7)3 短路电流计算........................................................... - 8 -３.１概述 (8)3.1.1 短路的原因....................................................... - 8 -3.1.2 计算短路电流的目的............................................... - 8 -３.２短路计算 (8)3.2.1 计算系统电抗..................................................... - 8 -4 线路保护.............................................................. - 11 -4.1电力系统继电保护的作用 (11)4.2输配电线保护 (12)4.3线路末端短路电流 (13)4.4线路保护整定 (14)4.4.1 35kv侧线路保护整定........................................... - 14 -4.4.2 10kv侧线路保护整定........................................... - 15 -5 变压器的保护.......................................................... - 16 -5.1变压器装设的保护 (16)5.2变压器保护的整定方法 (16)5.2.1 变压器电流速断保护.............................................. - 16 -5.2.2 变压器纵联差动保护.............................................. - 16 -5.2.3 变压器后备保护.................................................. - 17 -5.2.4 变压器过负荷保护................................................ - 17 -致谢.................................................................... - 18 -参考文献.................................................................. - 19 -1 原始资料分析为了计算用电负荷情况，据原始资料中最大有功及功率因数，算出最大无功，得出以下数据:对待建变电站的总体负荷分析，按系统最大运行方式分析情况如下：48(MW)87410595P 35=++++++=∑11(MW)20.60.511.20.732P 10=+++++++=∑)30.12(MV Ar 4.964.342.846.203.105.583.10Q 35=++++++=∑)7.19(MV A 1.240.370.380.750.740.492.250.97Q 10r =+++++++=∑59(MW)P P P 1035110=+=∑)37.31(MV A Q Q Q 1035110r =+=∑由以上式子可以得出：)(67.5612.304812.3048S 2235MW j =+=+=)(14.1319.71119.711S 2210MW j =+=+=69.81(MW)S S S 1035110=+=2 一次部分的相关设计设计中的一次部分设备选择来自于耀伟同学的《焦作市群英110KV 变电站电气（一次部分）设计》，本设计中不详细写出选择设备的相关过程，这里直接写出型号和相关参数。
２.１ 主变压器的选择极其参数在一次设计中选择的变压器型号为 SFSZ9-50000/110，根据变压器的型号可知，该变压器是三相三绕组式变压器。
变压器的基本参数如下：表2-1表2-1变压器的基本参数依据以上参数进行阻抗折算，计算过程过程如下：11231231%(%%%)2s s s s U U U U =+-=1121223311%(%%%)2s s s s U U U U =+-=-0.532331121%(%%%)2s s s s U U U U =+-=72211%11(110)26.62100100(50)S N T N U U X S ⨯===Ω⨯2222%0.5(110) 1.21100100(50)S N T N U U X S -⨯===-Ω⨯（记为0Ω）2233%7(110)16.94100100(50)S N T N U U X S ⨯===Ω⨯２.２ 电气主接线设计电气主接线的设计要求主接线的设计是一个变电站设计中非常重要的一部分，无论是一次部分还是二次部分都是必不可少的。
“变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。
”（《35～110KV 变电所设计规范》第3.2.1条）主接线设计的基本要求为： (1)供电可靠性。
(2)适应性和灵活性。
(3)经济性。
(4)简化主接线。
(5)设计标准化。
3 短路电流计算３.１ 概述3.1.1 短路的原因1）电气设备或载流导体等因绝缘老化、遭受机械损伤，雷击、过电压等原因引起绝缘损坏；2）架空线路因大风、导线覆冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸体导体等； 3）电气设备因设计、安装、维护不良等所致的设备缺陷引发的短路；4）运行人员违反安全操作规程而误操作，如运行人员带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后不拆除接地线直接加上电压等。
3.1.2 计算短路电流的目的计算短路电流的目的有：保障电力系统的安全运行、正确选择电气设备、校验电气设备。
避免在短路电流损坏电气设备，如果短路电流过大，需采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。
而该变电站原短路电流由于是在不考虑电缆电阻的情况下计算的,这样会致使在选择和校验设备上产生误差，造成设备损坏和运行不当。
所以,为了变电站更加安全的运行,在短路电流上我们需考虑电缆电阻。
３.２ 短路计算3.2.1 计算系统电抗短路电流的标幺值计算法短路电流计算,根据电力系统的实际情况,可以采用标幺值或有名值计算,那种方法方便就采用那种方法.在高压系统中通常采用标幺值计算.所谓标幺值,是实际值与基准值之比. 标幺值没有单位.设所选顶\定的基准值电压,基准电流,基准容量及基准电抗分别为j U ,j I ,j S ,j X,则这一元件的各已知量的标幺值分别为j j U U U *=,J j S S S *=,3j J J j U II I I S *== 233/3j j j j j jj j I X I X S XX X X U U U I *==== 式中：S 、U 、I 、X------以有名单位表示的容量(MVA)、电压(KV)、电流(KA) 、电抗()Ω； j S 、j U 、j I 、j X -----以基准量表示的容量(KVA)、电压(KV)、电流(KA)、电抗()Ω。
基准容量的选择：在设计任务书里已经规定Sj=100MVA ；基准电压的选择：为了计算方便选为各电压等级的平均额定电压，即Uj=Up ； 与其相应的基准电流Ij 和基准电抗Xj,均可由这两个基准值导出。
基准电流计算公式：电抗计算所用公式如下表：表3-1 电力系统各元件阻抗值的计算公式元件名称已定参数电抗平均值计算公式通用式jS =100MVA变压器额定容量pU阻抗电压百分比%d U%100jd be S U X XS *=*1%b d e X U S =10KV 架空线路平均电压pU每千米电抗X线路长度L0.4/KM Ω02jpS X X LU *=240pL X U *=35KV 架空线路平均电压pU 每千米电抗X0.425/KM Ω 02jpS X X LU *=242.5pL X U *=jj j U 3S I ⨯=5.01153100I 110=⨯=j 56.1373100I 35=⨯=j 5.55.103100I 10=⨯=j线路长度L线路接线见图3-1图3-1 线路接线图3-2 等值电路图X 1、X 2为110KV 侧阻抗，X 3、X 4为35KV 侧阻抗，X 5、X 6为10KV 侧阻抗X 3、X 4归算为零变压器T1变压器T2110KV 母线S1 30KM S2 30KM35KV 母线10KV 母线0.2011510026.62U S X X X 22BB T12*1*=⨯===4 线路保护4.1 电力系统继电保护的作用在整个电力系统运行中，由于人为因素或大自然的原因，会发生这样那样的故障和不正常运行状态。
常见的同时也是危险的故障是发生各种形式的短路。
一旦发生故障即会产生以下的后果：（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备损坏。
（2）短路电流通过故障设备和非故障设备时，由于发热和电动力的作用，受到机械损坏和绝缘损伤以至缩短它们的使用寿命。