论文总字数：22965字

摘 要

在电力系统中，变电所占有重要的地位，是变换、配送电压、控制电流流向及调整电压的重要场所。它的作用主要是变化高低电压，升高发电厂发出的电压以便于输电，或者降低电网高压来供给电能。

本次设计是以110/35KV降压变电所为主要设计对象，采用两路进线，即采用两台主变压器，根据供电可靠性、经济性要求拟定主接线设计；通过负荷计算来确定主变压器的型号及容量；其次，进行短路电流计算，并依据计算结果，对主要电气设备设备进行选择校验（包括导线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）；最后，增加防雷保护等方案的设计，提高整个变电所的可靠性和安全性。

通过本设计，我将对大学四年所学的知识得到加强理解，掌握电气工程、电力系统的设计过程，并熟悉一些常用的设计方法，为今后从事电力工程设计类的工作打下良好的基础。

关键词：110/35kV变电所 电气主接线 短路电流计算 电气设备选择 防雷保护

Primary partial design of 110/35kV substation( two main transformers)

Abstract

In the electric power system , the substation plays an important role, as a fatal site which changes and distributes voltage, controls current flow and adjusts voltage. It’s main function is to change the level of voltage. It may boost the voltage generated by the power plant in order to transport electric energy, or reduce the high-voltage from the electric grid for power supply.

This design takes 110/35KV step-down substation as the main design objects, using two-way incoming line, which means adopting two main transformers. This design includes main wiring design according to the main wiring design reliability, and economic requirements. Determining model and capacity of the primary transformers through load calculation. Secondly, calculating short-circuit current , and conducting main electrical equipment (including wires, circuit breakers, disconnecting switch, current transformers, voltage transformers, etc.) selection and check based on the results of short-circuit calculation. Finally, adding lightning protection and other protections design to improve the reliability and security of the entire substation.

Through this design, I will understand the knowledge learned during four-year college’s learning deeply, and master electrical engineering, power system design process and become more familiar with some common design methods. this will lay a good foundation for my possible work of power engineering design in the future .

Key Words: 110/35kV substation; The main electrical wiring; Short circuit current calculation; Electrical equipment selection; Lightning protection

目 录

摘 要 I

Abstract II

绪 论 1

第一章 变电所设计的基本资料 2

1.1 变电所设计简介 2

1.1.1 变电所基本概念 2

1.1.2 变电所分类 2

1.1.3 常见的变电所电气一次设备 3

1.1.4 变电所所型式的选择 3

1.2 设计规划 3

1.2.1 原始资料 3

1.2.2 设计内容 4

第二章 电气主接线设计 5

2.1 电气主接线的概念及基本要求 5

2.2 常见电气主接线类型 5

2.2.1 线路-变压器组接线 5

2.2.2 单母线接线 6

2.2.3 单母线分段接线 6

2.2.4 双母线接线 6

2.2.5 双母线分段接线 7

2.3 主接线方案的拟定 7

第三章 系统负荷计算 9

3.1 负荷计算的目的和意义 9

3.2 负荷计算的方法 9

3.3 负荷计算过程 10

第四章 主变压器的选择 12

4.1 变压器的连接方式 12

4.2 变压器的绝缘材料选择 12

4.3 变压器容量的选择 12

第五章 短路电流的计算 14

5.1 短路电流计算的一般概述 14

5.1.1 短路的危害 14

5.1.2 短路电流计算的目的 14

5.2 电气元件阻抗标幺值计算 14

5.2.1 计算电路图 14

5.2.2 基准值选取 15

5.2.3 计算各元件的电抗标幺值 15

5.3 短路电流计算过程 16

5.3.1 k-1点三相短路计算 16

5.3.2 k-2点三相短路计算 16

5.3.3 计算结果汇总 17

第六章 电气一次设备的选择与校验 18

6.1 高压电气设备选择的一般原则 18

6.1.1 按正常工作条件选择电气设备 18

6.1.2 按短路情况下进行校验 18

6.2 高压断路器的选择校验 19

6.2.1 高压断路器的主要作用 19

6.2.2 高压断路器的分类 19

6.2.3 110kV侧高压断路器 20

6.2.4 35kV侧高压断路器 21

6.3 高压隔离开关的选择校验 21

6.3.1 高压隔离开关的主要作用 21

6.3.2 110kV侧高压隔离开关 22

6.3.3 35kV侧高压隔离开关 22

6.4 互感器的选择校验 22

6.4.1 110kV侧电流互感器的选择校验 23

6.4.2 35kV侧电流互感器的选择校验 24

6.4.3 110kV侧电压互感器的选择 24

6.4.4 35kV侧电压互感器的选择 25

6.5 110kV侧导线的选择和校验 25

6.5.1 架空线的选择 25

6.5.2 母线的选择 26

6.5.3 电缆的选择 27

6.6 35kV侧导线的选择和校验 28

6.6.1 架空线的选择 28

6.6.2 母线的选择 29

6.6.3 电缆的选择 29

第七章 变电所配电布置和防雷保护 31

7.1 变电所配电布置 31

7.1.1 35kV侧开关柜的选择 31

7.1.2 所用变压器的选择 31

7.2 防雷保护设计概述 32

7.3 直击雷过电压保护 32

7.3.1 单支避雷针的保护计算 32

7.3.2 直击雷保护计算过程 34

7.4 雷电载入波过电压保护 34

结束语 36

参考文献 37

附 录 38

谢 辞 39

绪 论

电能是当今全球使用最为广泛、地位最为重要的能源，被普遍运用在照明、工业、通信等各个领域，电能是国家科技力量发展的基础，也是国民经济持续增长的源泉。

在电力工业发展的初期阶段，电能的生产目的是直接供给附近的用户消费，各发电站各自独立运行向用户供应所需求的电力。然而现今急速发展的工农业直接导致了电能的需求量的迅速增长，而用于发电的热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往与用电比较集中的城市和工业区有较远的距离，这个矛盾必须得到解决，因此，只有在动力资源充足的区域建立起大型发电站，然后采用输电技术将电能输送给远距离的电力用户。同时，由于分散各地的发电站不利于提高供电系统的可靠性以及资源利用的综合经济性，又需要将送电线路和发电站连接成网，通过建立变电所来控制、变换电压等级。由此产生了各个等级的升压、降压变电所。这种由发电站、变电所，输电网和电能消费用户互相连接而成的一个整体，即称作电力系统。   

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