WH市郊110KV变电站一次部分设计1

武汉大学珞珈学院毕业设计/论文

摘要

根据设计任务书的要求，本次设计为110KV变电站一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。

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绪 论

在高速发展的现代社会中，电力工业在国民经济中的作用已为人所共知，不仅全面的影响国民经济及其它部门的发展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步。

变电站是电力系统的重要组成部分，担负着电能转换和电能重新分配的重要任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电所是接受电能、变换电压和分配电能的，实现电能的远距离输送，将电能分配到用户，将发电机电压进行多次变换，由电力变压器、配电装置和二次装置构成。按变电所的性质和任务不同，分为升压变电所和降压变电所，其中与发电机相连的为升压变电所，其余为降压变电所。按地位和作用不同分为枢纽变电所、地区变电所和用户变电所。随着国民经济的持续发展，人民的生活质量和生活水平不断提高家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的要求越来越高。并且电力系统的发展电网结构越来越复杂。需准确掌握电网和变电站的运行情况。并逐步采用无人值班管理模式。

传统变电站一般都采用常规设备。各个断路器的控制与信号回路、各事故信号和预告信号均采用独自的信息传送通道，主要是从被监控的一次设备到主控室。信号传送距离长，使电压互感器和电流互感器的测量精度降低，并且电缆用量巨大。无自动电压调节功能。所以，常规装置结构复杂，可靠性低，维护工作量大。因此，实现变电站综合自动化是全面提高变电站的技术水平和管理水平的重要目标。

本次设计的为110kV变电站，主要是一次部分有变电站总体分析和负荷分析、变电站主变压器的选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置及电气总平面布置设计，在设计中发现所用数据不够准确，特别是在电气设备选择计算中，存在很大缺陷，力求在以后的设计中能够逐步趋于完善，相信不久能实现无人值班高度自动化以弥补传统变电站的缺陷。随着社会的进步科技的发展新型电气设备的脱颖而出，而使高度自动化的变电所成为主题。利用微机和自动控制装置来监控各个电气设备，这样我们即使不到控制现场也能达到监视和控制的目的，这就是“无人值班变电站”。科技的发展社会的进步这将踌使“无人值班变电站”成为以后变电站发展的主角。

本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，

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根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。

按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建一所中型110kV变电站。本设计属中间变电站该变电所建成后，,它的主要任务是把110KV变成35kV和10kV电压供周边城乡使用。WH市郊110kV变电站是地区性城市变电站，它由系统1和系统2供电，同较为紧密，在整个系统中占有重要地位。

变电站主要设备的组成主要有主变压器、电气主接线、保护装置、控制装置、避雷装置以及无功补偿设备。

主变压器是变换电压的主要设备。在110kV变电站中它主要用于降压，此变电站中我们采用了三相变压器，在功率和电压等级上完全满足了我们的设计需要。电气主接线由于直接影响着电力系统的可靠性，至关重要，因此对它的选择应加以足够的重视。考虑到系统的可靠性、灵活性、经济性等因素，所以在本变电站中我们采用了单母分段的接线形式。控制装置是变电站的中枢神经，控制着整个电气元件。值班员可通过集中监视系统了解系统的运行状态。避雷装置是电力系统稳定运行的一个重要部分。它的故障能够导致整个电力系统的瓦解。给国民经济带来重大损失。在电力系统中为了减少电能在线路中的损耗，我们采用了无功补偿装置来调整系统中的无功功率。

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第1章 变电站的设计分析

1.1 变电站的主要作用和设备组成

变电站都是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。水力、火力以及和核能等发出的电能，由于经济上的原因把电压升高，用输电线送到变电站，在这里将电压降低，用输电线在送到其它变电站，或通过输电线和配电线路送到用户。这样，在变电站除了把输电线送来的电压和电流进行变换，集中和分配外，为了使电能的质量良好以及设备安全，进行电压调整电力潮流控制以及输配电线和变电站的保护。 1.1.1 变电站主要设备组成

发电厂和变电站中安装的各种电气设备，其主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。

通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备称为一次设备。主要包括： 1.一次设备

（1）生产和转换电能的设备，如发电机等。

（2）接通或断开电路的开关设备，如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等。

（3）限制故障电流和防御过电压的保护电器，如电抗器和避雷器等。 （4）载流导体，如裸导线和电缆等。 （5）接地装置。

把对一次设备和系统的运行进行测量、控制、监视、和保护的设备称为二次设备。它们包括：

2.二次设备

（1）仪用互感器，如电压互感器和电流互感器。 （2）测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等。 （3）继电保护及自动装置。 （4）直流电源设备。

（5）操作电器、信号设备及控制电缆。

本次设计主要是变电站一次部分的设计，主要的设备也为一次设备，当然也有互感器等二次设备。

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1.1.2 变压器

主变压器是变换电压的主要设备。一般在变电站用于降低电压。变压器由单相变压器和三相变压器。一般使用经济上有利的三相变压器，单相变压器仅在高电压、大容量的500kv变电站等由于受到搬运上的限制而被采用。 1.1.3 输电线和开关设备

在变电站内汇集着许多集中和分配电力的输配电线，与主变压器一起接在母线上，在每一条线路的引出口除装设断路器和隔离开关。断路器通常用于电路的送出、停止或切换，当输、配电设备发生事故时则用来自动切断。

隔离开关用于输、配电线路时，变压器和断路器等进行保护，检修时把他们从回路中断开，有时用来切换母线环。 1.1.4 控制装置与互感器

控制装置是变电站的中枢神经、值班员监视设备的运行状态，根据需要进行设备的操作以及联合互感器进行电压、电流和功率的测量。

互感器主要测量于仪器：将高电压、大电流转换成低电压、小电流进行测量。 1.1.5 避雷器

避雷器是把系统中如雷电和操作过电压之类的异常电压抑制在规定值以内，从而保护以主变压器为主的机器设备。 1.1.6 其它设备

变电站内除上述设备外，还有接地和屏蔽装置、站内电源蓄电池、照明设备等其它各种设备。 1.2 变电站的分类

1.2.1 按照变电站在电力系统中的地位和作用

1.系统枢纽变电站

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