农大毕业论文 Prepared on 24 November 2020编号：中国农业大学现代远程教育毕业论文（设计）论文题目: 110kV变电站设计学生罗靖怡指导教师周佳副教授专业电气工程及其自动化层次专升本批次 130202学号学习中心邯郸广播电视大学工作单位邯郸市计量测试所2016年 4 月中国农业大学网络教育学院制独创性声明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在毕业论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

学生签名：罗靖怡时间： 2016 年 04月 10 日关于论文（设计）使用授权的说明本人完全了解《中国农业大学网络教育学院本、专科毕业论文（设计）工作条例（暂行规定）》对：“成绩为优秀毕业论文（设计），网络教育学院将有权选取部分论文（设计）全文汇编成集或者在网上公开发布。

如因着作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并同意中国农业大学网络教育学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计）的全部或部分内容。

中国农业大学网络教育学院有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘，允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。

[保密的毕业论文（设计）在解密后应遵守此协议]学生签名：罗靖怡时间： 2016 年 04月 10 日摘要本设计书主要介绍了110kV区域变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。

设计的内容有110kV区域变电所的电气主接线的选择主变压器，所用变压器的选择母线、断路器和隔离刀闸的选择互感器的配置，220kV、110kV、35kV线路的选择和短路电流的计算。

设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。

此外还进行了防雷保护的设计和计算提高了整个变电所的安全性。

关键词：变电站主接线变压器目录1引言国内现状和发展趋势数字化变电站技术发展现状和趋势变电站是由变压器、输电设备、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。

变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着交换和分配电能的作用。

现在随着社会的进步电力系统需要一智能化来进行分配,以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟、智能化一次设备技术不成熟网络安全性存在一定隐患。

最近国目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟、间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟，逐步进入了实际运用阶段。

当前的变电站自动化技术随着电子技术的飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。

其重要特点是：以分层分布结构取代了传统的集中式，把变电站分为两个层次即变电站层和间隔层。

在设计理念上不是以整个变电站作为所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计依据；在中低压系统采用物理结构和电器特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出；在高压超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔设备，变电站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心配大容量内存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件系统。

现场总线以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了技术基础。

网络尤其是基于TCP/IP的以太网在变电站自动化系统中得到应用智能电子设备IED的大量应用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电度表等可视为IED而纳入一个统一的变电站自动化系统中与继电保护、各种IED、远方调度中心交换数据所使用的规约逐渐与国际接轨。

这个时期国内代表产品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。

原始变电站自动化系统存在的问题改革开放以来随着我国国民经济的快速增长电力系统也获得了前所未有的发展，电网结构越来越复杂，各级调度中心需要获得更多的信息以准确掌握电网和变电站的运行状况。

同时为了提高电力系统的可控性，要求更多地采用远方集中监视和控制并逐步采用无人值班管理模式。

显然传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。

传统变电站体积大，效率低下，需要采取更为先进的一种技术来提升变电站。

变电站在电力行业中的地位越来越受重视。

随着电子信息的发展，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对变电站主要设备和传、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性自动化功能，提高变电的工作效率成为了可能。

总体来说实现变电站综合自动化其优越性主要有：提高了供电质量、变电站的安全可靠运行水平、降低造价、减少了投资，促进了无人值班变电站管理模式的实行。

2电气主接线的设计发电厂和变电所的电气主接线是指由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的用以表示生产、汇集和分配电能的电路。

电气主接线又称一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构直接影响着配电装置的继电保护配置、自动装置和控制方式的选择对运行的可靠性、灵活性经济性起决定性的作用。

电气主接线设计概述电气主接线的基本要求（1）电气主接线应根据系统和用户的要求保证供电的可靠性和电能质量。

对三类负荷以一个电源供电即可。

对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。

电压和频率是电能质量的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。

（2）电气主接线应具有一定得灵活性和方便性，以适应电气装置的各种运行状态。

不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

（3）电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。

应尽量减少设备投资费用和运行费用，并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用、安装费用和外汇费用。

（4）具有发展和扩建的可能性。

电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施。

变电所主接线的设计必须满足上述四个基本要求以设计任务书为依据：国家经济建设方针、政策及有关技术规范为准则结合工程具体特点准确地掌握基础资料，做到既要技术先进又要经济实用。

在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书事必不可少的。

它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计的变电所的容量、电压等级、出线回路数、主要是负荷要求、电力系统参数和对变电所的而具体要求，以及设计的内容和范围，这些原始资料是设计的依据，必须进行详细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线方案。

国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。

结合对主接线的基本要求，设计的主接线应供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。

设计时在进行论证分析阶段更应该辩证的统一供电可靠性与经济性的关系，以使设计的主接线具有先进性和可行性。

电气主接线的设计伴随着发电厂或变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，经历可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计等四个阶段。

在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。

首先对原始资料进行综合分析，其次确定主变压器的容量和台数，接下来主接线方案的拟定与选择，下一步所用电源的引接，下一步短路电流计算和主要电气选择最后绘制电气主接线图。

主接线的基本接线形式及其特点电气主接线的型式是多种多样的。

按有无母线可分为有母线型的主接线和无母线型的主接线两大类。

1、单母线接线及单母线分段接线（1）单母线接线单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。

母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。

各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。

（2）单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性，对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路由两个电源供电，当一段母线发生故障分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。

在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。

（3）单母线带旁路母线的接线为了检修出线断路器，但不中断对该出线的供电，可增设旁路母线。

当检修电源回路断路器期间不允许断开电源时，旁路母线还可以与电源回路连接，此时还需在电源回路加装旁路隔离开关。

有了旁路母线。

提高了供电的可靠性，但旁路系统造价昂贵，同时使配电装置运行复杂化，另外检修母线或母线故障期间中断供电。

2、双母线接线及分段接线（1）双母线接线双母接线有两组母线，并且可以互为备用。

每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器有两组母线隔离开关，可分别与两组母线连接。

两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。

由于有了两组母线时运行的可靠性和灵活性大为提高。

（2）双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线。

用分段断路器将工作母线分为两段。

每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。

这种接线具有单母线分段和双母线的特点，较双母线接线具有更高的可靠性和灵活性。

正常运行时工作母线工作，备用母线不工作。

它是单母线分段接线方式，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开该段母线所连的出线回路停电，随后将故障段母线所连的电源回路和出线回路倒至备用母线上，即可恢复供电这样只是部分短时停电而不必短期停电仍是单母线分段运行方式。

（3）双母线带旁路母线的接线为了不停电检修出线断路器，双母线可以带旁路母线。

用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作使该回路不致停电。

这种接线运行操作方便不影响双母线正常运行，但多装了一组断路器和隔离开关，增加了投资和配电装置的占地面积然而这对于接于旁路母线的线路回数较多并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。

无母线型的电气主接线在电源与引出线之间或接线中各元件之间没有母线连接。

常用的有桥型接线、多角形接线和单元接线。

3主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器称为主变压器。