变电站电气工程设计一概述
二设计依据
三所需知识
四设计内容和方法
五一次电气图设计
六电气布置图设计
七二次电气图设计
八防雷与接地设计
九站用电与照明设计
十施工设计说明书
十一设计实例
西安工业大学电信学院
一、概述
目前我国的各行各业正处于高速发展阶段，而现代化的农业、工业、国防等所有行业的发展都必须以电气工程为基础，所有行业的正常运行都要使用电能。同时在国家大力发展清洁能源（风力发电、核电、海潮发电等）、采用超高压和特高压以及直流输电、大利发展智能化电网、区域和地区性的电网不断联网、各大发电公司就近建设电厂（煤、气转变为电能）等一系列举措下，新建、扩建和改造的电网数量很大、投资巨大。在电网中，变电站是电能输送环节中连接发电厂和用户最重要的环节，所以作为“电气工程及其自动化”专业的学生对变电站（所）相关知识的掌握非常重要和必要。
从“电气工程及其自动化”专业来说，变电站应包含电气工程（强电部分）和自动化（弱电部分）两部分内容，本课程讲述的是电气工程方面的内容。而弱点的内容像变电站通信、调度、自动化和智能化等不属于本设计的范围。
电话通信系统一般采用载波方式，内线与外线统一、使用长号和短号的模式；调度系统采用光纤通信网络，整个网络与一般外网屏蔽防止外网攻击调度系统和保密需要；变电站自动化、数字化和智能化是采用智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）、在IEC61850通信规范基础上、实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作功能（微处理器代替了常规继电器及控制，实现继电保护、防误闭锁、测量控制、远动、故障录波、电压无功控制等）以及运行管理自动化（运行数据、状态记录；数据信息分层、分流交换；提供故障分析报告、设备检修报告）的现代化变电站。
我们较系统的讲述变电站电气工程设计的内容，可以提高学生对所学单门、单科知识的用途和之间的联系进一步加深理解，初步掌握电气工程设计的方法和所包含的内容，并能培养学生运用知识解决实际工程问题的综合能力，对进行类似的毕业设计以及实际工作都会有很大的帮助。
1、概念
变电站（所）(Substation）是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过变压器将各级电压的电网联系起来，是输电和配电的集结点。变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，
配电站。是电力系统在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。
电网是在电力系统中，把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网，简称电网。主要由联结成网的送电线路、变电站、配电所和配电线路组成。我国的电力系统体制分为：国家电网(25个省)和南方电网(5个省)两个公司运营，国家电网又分为华北电网、华东电网、华中电网、西北电网、东北电网，同时个别省份又存在地方电网等不同模式。
2、变电站分类
变电站可以按照电压等级、在电网中的地位、用途、容量大小、形式等进行分类。
①按电压等级分为：对交流来说，中压变电站（66 kV及以下）66kV、35kV、10kV、6.3kV、10kV开闭所、箱式变电站。高压变电站（110～220 kV）220kV、110kV、超高压变电站（330～765 kV）750kV、500kV、330kV和特高压变电站（1000 kV及以上）1000kV。对直流来说，目前无明确定论，专家建议超高压（±300～±600KV）±500KV，特高压（±600KV以上）±660KV、±750KV、±800KV。
②按在电力系统中的地位分为：枢纽变电站--汇集多个电源和联络线或连接不同电力系统的重要变电站，位于电力系统的枢纽点。电压等级一般为330kV
及以上，联系多个电源，出线回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电或系统瓦解，对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。中间变电站--位于系统主干环行线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为330～220kV，汇集2～3个电源和若干线路，全站停电将引起区域电网的解列。终端变电站--是大、中型企业的专用变电站，电压等级10～35kV，1～2回进线。
③按电压阶级分为：一次变电站--承担由主网上第一次降压任务的变电站就是一次变电站，由许多个一次变的许多出线共同形成了次级局域电网；二次变电站--二次变就是承担由这个次级电网继续降压的任务的变电站。
④按用途分为：电力系统的变电站（输电变电站、配电变电站、换流站）、工矿企业变电站、铁路变电站(25kV），均为升压变电站或降压变电站。
⑤按形式分为：屋外变电站、屋内变电站、半屋外变电站、地下变电站、移动变电站等。
⑥按容量和馈线的多少分为：大、中、小型变电站。
⑦按运行是否有人值班分为：有人值班变电站和无人值班变电站。
3、变电站组成
变电站组成可以从所有的设备角度（主接线、主变压器、配电装置、继电保护、直流系统、远动和通信系统、无功功率补偿装置、主控制室等），实现其功能时必须的一次系统（主接线、主变压器、配电装置等）、必要的二次系统（计量、测量、保护、控制、信号、状态等）和其他辅助功能（照明、防雷接地、远动和通信系统、无功功率补偿装置、智能系统等）等。
①变电站主要设备有：起变换电压作用的主变压器；断开和闭合电路的开关设备（断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等）或六氟化硫全封闭组合电器（GIS把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投人运行。缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高)；传输和汇集电流的母线；计量、保护和控制用的互感器、仪表、继电保护装置；防止变电站遭受直接雷击或断路器操作等引起过电压的防雷保护装置；对运行情况进行监控的信号和控制装置；保证电网安全经济运行的调度通信装置；减少线路损耗的无功补偿设备。变电站的电压等级、功能和连接方式不同，其主要设备差异很大。
②一次系统由主接线、主变压器、高、中、低压配电装置等组成。其中主接线是变电所最重要的组成部分，它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线和环形接线等形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。
③二次系统由继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等组成。继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。控制方式一般分为直接控制和选控两大类。直接控制方式指一对一的按纽控制，对控制对象较多的变电所则控制盘数量太多、监视面太大，不能满足运行要求；选控方式具有控制容量大、控
制集中、控制屏占地面积较小等优点，缺点是直观性较差，中间环节多。
③防雷接地、照明、通信等。
二、设计依据
在整个设计中必须满足如下要求：
1、符合针对性文件和资料
如设计委托合同（电压等级、容量、保护方式、功能等），建设单位提供的立项计划、建设和土地以及环保等部门批复、气象、地质等资料。
2、符合国家和地方的法规
即国家、各级政府主管部门颁布的规定、条例，如《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国节约能源法》、《电力供应与使用条例》、《供电营业规则》、《建设工程设计文件编制深度规定》等。
3、符合国家、行业、地区、省、企业的最新标准和规范要求
包括强制性标准、推荐标准、指导性技术文件、试行技术文件，作为电气设施制造和检验、设计、施工和验收规范等。是保证电网系统安全、可靠、经济运行的前提。
①国家标准是由国家技术监督局、国家质量监督检验总局、国家标准化委员会等发布实施的。如：
工程建设标准强制性条文电力工程部分2011版
GB/T 13534-1992 电气颜色标志的代号
GB/T 18135-2008 电气工程CAD制图规则
GB/T 5465.2-1996 电气设备用图形符号
GB/T 4728.7-2008 电气简图用图形符号
GB/T 7356-1987 电气系统说明书用简图的编制
GB/T 6988-2008 电气技术用文件的编制（第1部分：一般要求，第2部分：功能性简图，第3部分：接线图和接线表，第4部分：位置文件与安装文件，第5部分：索引）
GB/T 19678-2005 说明书的编制构成、内容和表示方法
GB/T 19045-2003 明细表的编制
GB 50059-1992 35～110KV变电所设计规范
GB 50053-1992 10KV及以下变电所设计规范
GB 50052-1995 供配电系统设计规范
GB 50054-1995 低压配电设计规范
GB 50060-2008 3～110KV高压配电装置设计规范
GB 50062-1992 电力装置的继电保护和自动装置设计规范
GB 50063-1992 电力装置的自动测量仪表装置设计规范
GB 50217-1994 电力工程电缆设计规范
GB 50260-1996 电力设施抗震设计规范
GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范
GB 50034-2004 建筑照明设计标准
GB 50016-2006 建筑设计防火规范
GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合
GB 19517-2004 国家电气设备安全技术规范
GB 14050-1993 系统接地的型式及安全技术要求
GB 7266-1987 电力系统二次回路电气控制台基本尺寸
GB 4208-2008 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 13869-2008 用电安全导则
GB/T 7267-2003 电力系统二次回路控制、保护屏及柜基本尺寸系列
GB/T 7268-2005 电力系统二次回路控制、保护装置用插箱及插件面板基本尺寸系列
GB/T 7269-2008 电子设备控制台的布局、型式和基本尺寸
GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差
GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡
GB/T 12501-1990 电工电子设备防触电保护分类
GB/T 12501.2-1997 电工电子设备按电击防护分类
GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程
GB/T 16435.1-1996 远动设备及系统接口(电气特性)
GB/T 15148-2008 电力负荷管理系统技术规范
GB/T 25737-2010 1000 kV变电站监控系统验收规范
GB/T 26865.2-2011 电力系统实时动态监测系统
GB/T 13462-2008 电力变压器经济运行
GB/Z 25841-2010 1000 kV电力系统继电保护技术导则
②行业标准由原电力部、水电部、能源部等制定发布，是最主要的依据。像导则、要求、技术条件、技术规定、设计技术规定、技术规范、管理规程、整定规程、检验规程、运行评价规程、单项技术等，非常多、详细，涉及整个电力系统的全过程。如：
DL 5009.3-1997 电力建设安全工作规程(变电所部分)
DL 504-1992 电力工程规划设计任务来源代码
DL 503-1992 电力工程设计代码
DL 5028-1993 电力工程制图标准
DL 755-2005 电力系统安全稳定导则
DL 5014-1992 330～500kV变电所无功补偿装置设计技术规定
DL/T 5026-1993 电力工程计算机辅助设计技术规定
DL/T 5229-2005 电力工程竣工图文件编制规定
DL/T 5365-2006 电力数据通信网络工程初步设计内容深度规定
DL/T 5364-2006 电力调度数据网络工程初步设计内容深度规定
DL/T 5103-1999 35KV～110KV无人值班变电所设计规程
DL/T 5218-2005 220KV~500KV变电所设计技术规程
DL/T 5216-2005 35KV~220KV城市地下变电站设计规定
DL/T 5223-2005 高压直流换流站设计技术规定
DL/T 5056-2007 变电站总布置设计技术规程
DL/T 723-2000 电力系统安全稳定控制技术导则
DL/T 5352-2006 高压配电装置设计技术规程
DL/T 5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程
DL/T 5136-2001 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程
DL/T 5149-2001 220kV-550kV变电所计算机监控系统设计规程
DL/T 5225-2005 220KV~500KV变电所通信设计技术规定
DL/T 5025-2005 电力系统数字微波通信工程设计技术规程
DL/T 5157-2002 电力系统调度通信交换网设计技术规程
DL/T 5002-2005 地区电网调度自动化设计技术规程
DL/Z 886-2004 750kV电力系统继电保护
DL/T 5147-2001 电力系统安全自动装置设计技术规定
DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规定
DL/T 575-1999 控制中心人机工程设计导则 12
DL/T 5391-2007 电力系统通信设计技术规定
DL/T 5003-2005 电力系统调度自动化设计技术规程
DL/T 5155-2002 220kV~500kV变电所所用电设计技术规程
DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定
DL/T 5221-2005 城市电力电缆线路设计技术规定
DL/T 5220-2005 10KV及以下架空配电线路设计技术规程
DL/T 5217-2005 220KV~500KV紧凑型架空送电线路设计技术规定
DL/T 866-2004 电流互感器和电压互感器选择及计算导则
DL/T 5048-1995 电力建设施工及验收技术规范
DL/T 782-2001 110kv及以上送变电工程启动及竣工验收规程
DL/T 5161-2002 电气装置安装工程质量检验及评定规程
DL/T 5344-2006 电力光纤通信工程验收规范
DL/T 5168-2002 110KV-500KV架空电力线路工程施工质量及评定规程DL/T 769-2001 电力系统微机继电保护技术导则
DL/T 969-2005 变电站运行导则
DL/T 593-2006 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求
DL/T 814-2002 配电自动化系统功能规范
DL/T 720-2000 电力系统继电保护柜屏通用
DL/T 791-2001 户内交流充气式开关柜选用导则
DL/T 670-1999 微机母线保护装置通用技术条件
DL/T 770-2001 微机变压器保护装置通用技术条件
DL/T 537-2002 高压/低压预装箱式变电站选用导则
DL/T 1010-2006 高压静止无功补偿装置
DL/Z 981-2005 电力系统控制及其通信数据和通信安全
DL/Z 860-2004 变电站通信网络和系统
DL/Z 713-2000 500KV变电所保护和控制设备抗挠度要求
SD 131-1984 电力系统技术导则(试行)
SD 325-1989 电力系统电压和无功电力技术导则(试行).
能源部《电力系统电压和无功电力管理条例》
③地区或企业标准是在国家强制标准下，某地区（多个省）依据地域环境特点和技术水平等或企业依据其定位和发展战略等制定的标准。一般地方标准用DB，企业标准用QB，但不是绝对的。如：
国家电网公司技术标准体系表（2009版）
国家电网公司输变电工程可行性研究内容深度规定（试行）[2007]
Q/GDW 166-2007 输变电工程初步设计内容深度规定
Q/GDW 381.4-2009 国家电网公司输变电工程施工图设计内容深度规定
Q/GDW 156-2006 城市电力网规划设计导则
Q/GDW 203-2008 110kV 变电站通用设计规范
Q/GDW 341-2009 330kV变电站通用设计规范
Q/GDW 342-2009 500kV变电站通用设计规范
Q/GDW 347-2009 电能计量装置通用设计
Q/GDW 343-2009 信息机房设计及建设规范
Q/GDW 393-2009 110(66)kV~220kV智能变电站设计规范
Q/GDW 394-2009 330kV~750kV智能变电站设计规范
Q/CSG 20001-2004 变电运行管理标准
Q/CSG 20004-2005 电力系统电压质量和无功电力管理标准
4、必须依据各种设计手册和标准图集进行设计
采用工程上的经验数据和常规作法，结合实际情况设计出最佳的方案。手册是符合标准和规范、为设计人员提供参考的方法、数据，标准图是符合标准和规范的典型案例和做法。
①各种手册
《电力工程设计手册》共4册，西北电力设计院、东北电力设计院、华东电
力设计院编写，上海人民出版社
《电力工程电气设计手册》1、2册西北电力设计院编中国电力出版社《电力工程电气设备手册》上、下册西北电力设计院编中国电力出版社《电力系统设计手册》电力规划设计总院编中国电力出版社《供配电系统图集》芮静康中国电力出版社《电力工程高压送电线路设计手册》国电公司东北电力设计院编中国电力出版社
《电力施工工程师手册》中国电力出版社
《电力工程师手册》东北电业管理局编中国电力出版社
《电气工程师手册》中国电力出版社
《实用电气工程设计手册》上海科学技术文献出版社《工厂常用电气设备手册》水利电力出版社
《电力计算手册》中国电力出版社
《电力电缆选择手册》中国电力出版社
《电力工程材料手册》中国电力出版社
《实用电工手册》水利水电出版社
《实用电工手册》上、下册金盾出版社
《新电工手册》安徽科学技术出版社
《新编实用电工手册(精)》周文森，黄金屏，等编北京科学技术出版社
②标准图集
国家电网公司输变电工程典型设计 35kV变电站分册(2006年版)
国家电网公司输变电工程典型设计 110KV变电站分册
国家电网公司 220(110)KV变电站典型设计实施方案编制和推广应用手册国家电网公司 220kV变电站通用设计标准
国家电网公司输变电工程典型设计 330kV变电站二次系统部分
国家电网公司变电站智能化改造技术规范 2011
国家电网公司输变电工程标准工艺
南方电网公司 110~500kV变电站标准设计 (2011)
南方电网公司 10kV配网标准设计(2011)
南方电网公司 10kV和35kV配网标准设计(2011)
南方电网公司标准设计和典型造价(2011)设计要点及详解
其他地区、省标准等。
5、必须查阅大量资料、产品手册和样本，选用适应的设备和装置
①针对使用场合及要求，确定可选范围。
②熟悉各种产品的功能、性能参数、使用上主要差异等情况。
③掌握产品的技术先进程度和价格等，与项目总体相协调。
④进行必要的生产厂家和使用情况的考察，实地了解情况。
⑤选取具有生产许可证、质量认证、入网认证、国家重点推广、节能环保、智能化程度高、成熟、合格的适宜产品。
三、所需知识
1、专业知识
①必须系统掌握电气工程及其自动化专业主要课程的知识，如《供配电技术》、《电力系统继电保护》、《电气测量技术》、《电气工程基础》、《电力系统自动化装置》、《高压电气工程基础》、《高电压技术》、《电机学》、《电力系统静态分析计算》、《电力系统暂态分析计算》、《电力系统微机继电保护》等，对变电站电气设计来说《供配电技术》、《电力系统继电保护》、《高电压技术》最重要。
②必须对相关《设计手册》、《标准图》、《设计规范》等真正理解、掌握，特别是强制性标准，并能灵活运用。
③必须掌握目前技术和设备的现状及发展方向，熟悉新技术、新设备、新材料、新工艺。
2、其他知识
以下知识也是从事工程设计者必须具备的，但需要在工作中不断学习和积累，才能达到一定程度。
①掌握工程设计知识，如设计内容、设计流程和设计方法，不同项目的设计程序、设计内容、专业间关系和配合内容是不同的。
②掌握国家政策，国家引导、调控的方向，行业未来的发展趋势。
③熟练使用计算机进行绘图，即掌握通用CAD或专业CAD。
④具备一定综合能力，即较好把握实际尺度的工程设计经验、工程建设中现
场处理解决问题能力、项目方案评估、可行性审查、竣工验收等的综合能力。
四、设计内容和方法
1、方案设计
主要是对变电站实现的全部功能编制设计说明书和投资及效益分析，一般必须经过方案论证（特别是大项目）才能进行初步设计。
①设计说明书：对整个变电站的文字叙述说明，包括：设计依据、设计范围、变电站位置，重点是变电系统的方案和主要设备选型（容量、电源数量、电压等级、主结线、运行方式、计量、保护、操作电源、功率因素补偿、站用电），防雷（类别、方法）、接地（方式、等电位、接地体）、通信、调度、照明（正常、应急）、消防、环保、节能等，对必要的附图说明。
②投资及效益分析：由专业人员进行投资估算和效益分析。
2、初步设计
主要是设计说明书、设计图样、主要设备材料表和工程概算，此方案必须经过专家的可行性论证后才能进行施工图设计。
①设计说明书：以文字叙述说明为主，对整个变电站从进线开始作以全面的说明，包括：设计依据（立项文件、合同、法规、气象地址资料等）、设计范围、变电站位置（进线、出线方式）、变电系统（容量、电源数量、电压等级、主结线、运行方式、计量、保护、操作电源、功率因素补偿、站用电）、防雷（类别、方法）、接地（方式、等电位、接地体）、通信、调度、照明（正常、应急）、消防、环保、节能等。
②设计图样：变电站平面布置图（变压器、开关、母线、开关柜、控制屏、电源屏、信号屏等）、主要结构剖面布置图、变电站一次系统图、二次回路方案编号、防雷接地图等。
③主要设备材料表：主要是设备名称、型号、规格、数量、生产厂家等。
④工程概算：由专业人员完成。
⑤设计计算书：对初设中负荷、变压器、母线、短路、防雷等的计算，仅限内部保存。
3、施工图设计
此设计以初步设计方案和专家评审意见为依据。主要包括：图纸目录、施工
设计说明书、施工图、设备材料表等。
整个设计过程中，互相关联、相互影响，如设备型号变化对功能、形式、尺寸等都会有所不同，是反复相互修改的过程，拿着图所有内容全部表示出来。
①施工设计说明书：包括工程概况、变电站采用方案简介、工程特点、施工要求及注意事项、采用标准图集编号、设备订货要求、图例说明等。
②变电站平、剖面布置图：对建筑物及建筑物内外各功能区的所有设施如：变压器、开关、母线、线缆、开关柜、控制屏、电源屏、信号屏、补偿柜、控制箱、操作机构、塔架、支架、地沟、接地体等按比例绘制其平面布置图和剖面布置图。并以此图为依据设计出土建、水暖、空调通风等专业资料图，表明建筑物、地沟、过墙洞、支架、防护方式及基础等的详细尺寸。
③一次电气系统图设计：按照规范方式画出系统图，首先在图中标注各器件的型号、规格、整定值等，如母线、变压器、断路器、开关、互感器、电工仪表等；其次在系统图下绘制表格对系统图中的每路情况进行说明，如回路编号、开关柜编号、开关柜型号、装机功率、计算电流、线路型规和敷设方式、出线回路名称（用户名称）、二次原理图编号等。
④二次电气系统图设计：绘制计量、保护、控制、信号和操作电源的二次原理图，如在标准图集的基础上改动时，可只画出修改部分并说明要求，进行具体元器件参数计算和选用。如过负荷、电流速断、单相接地、零序电流保护、变压器温度和瓦斯保护等。
⑤电力平面图：在变电站平面布置图上绘制出所有电器设备间的线路及敷设方式，一般应是对变电站平、剖面布置图中未反映出的线路进行补充和完善。
⑥防雷接地图：防雷平面图是对建筑物、塔架等采用的避雷针（带）、引下线、接地装置等按比例绘制出图，并说明避雷针（带）、引下线、接地体的材料（标准图号）、规格、方式和要求。接地平面图是绘制出接地线、断接卡、接地极的平面图，说明材料（标准图号）、规格、方式和要求，并说明和其他中性点、等电位接地的关系。
⑦站用电及照明：站用电应在满足规范的基础上在一次系统设计中考虑。变电站照明分正常照明、备用电源自动投入和应急照明。应画出平面照明图。
⑧通信及智能化变电站：电话内线与外线、宽带与外网屏蔽防止外网攻击调
度系统；采用成熟的智能化系统。
⑨设备材料表：主要是设备名称、型号、规格、数量、单位、生产厂家等。
4、设计方法和过程
①学习已实施的整套竣工图，反复对照设计手册、规范、标准图、设备样本等，多问为什么？每个细节都必须弄清楚，还可采用的类似方案的优缺点。
②完全读懂图纸内容后，多去现场实地学习，头脑中具有实物立体概念，比较不同方案的要点和核心。
③要有不耻下问的精神，请教有经验的专家、同事和现场操作人员，了解掌握各方面的知识。
④设计过程可以参照类似的设计图和示范性典型案例进行，反复对照实现的功能、指标等进行修改。
⑤工程建设中多去现场，了解自己设计存在的问题，掌握解决办法，学习同行们的长处。
五、一次电气系统图设计：
变电站一次电气系统图就是电气主结线图，在满足总的要求情况下完成满足具体要求的主结线设计、所用全部电器和设备的选型。
1、总的要求
1）符合国家和行业的政策、方针、发展方向。
2）基本要求：
①满足供电可靠性和供电质量的要求。
②结线简单、清晰、操作简便。
③必要运行灵活性、检修方便。
④投资少、运行费用低。
⑤为后续扩建留有余地。
3）电压等级不超过三种。
4）最大、最小有功和无功负荷的平衡，为正确选择结线运行方式、设备提供依据。
2、变电站主结线设计
依据变电站的作用、电网中的位置、供电区域内负荷等级、供电安全性、可
靠性要求和灵活性、经济性、正常运行和检修（断路器）等情况设计。
1）35～220KV电压侧结线
母线方式
①单母线分段—用备用的手车断路器代替需检修的断路器或带旁路的结线，母线本身故障的概率很低，其他都可带电检修，不用备用母线即单母线分段。倒闸操作简单，避免误操作。
②双母线—系统运行方式有此要求，出线回路数较多、不用备用的手车断路器代替需检修的断路器，采用带旁路的结线。
③多角线—进出线回路数不多，且规模确定运行以及设置旁路
④设置旁路原则—110KV以下不设旁路设施；110～220KV均设旁路母线，出线回路少利用分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器，出线在5个回路以上设专用旁路断路器。35KV侧采用双母线时，一般不设旁路母线。
分段断路器兼作旁路断路器
母联断路器兼作旁路断路器
⑤满足运行安全时，尽可能少用断路器，35～110KV短路容量小、中小型变电站，优先选用高压熔断器。
⑥110以上的电网中性点一般均直接接地，35KV的电网当接地电流大于10 A
时变压器中性点经消弧线圈接地。
2）10KV电压侧结线
①常采用单母线和单母线分段运行方式，
②旁路根据网络连接情况和用户供电重要程度决定，出线回路少采用简易旁路，出线回路8个以上时设旁路母线和专用旁路断路器。
③为限制短路电流，一般变压器分列运行或在变压器回路装设电抗器。
④对大型变电站，一般采用在变压器的10KV侧串联分裂电抗器的结线，而不采用双母线。重要用户由双电源供电负荷可以调整。
3）站用电结线
①站用变压器台数确定：㈠枢纽变电站一般设两台站用变压器，其他一般只装一台，但容量在60MVA以上需装两台变压器。㈡变电站中装有强迫油循环变压器或调相机时，应装设两台变压器。㈢能从变电站外引入可靠的380V备用电源时，需装两台变压器的可只装一台变压器。
②对采用交流操作及采用整流装置得到直流操作电源的变电站，要求外接可靠的电源。外接难度很大时采用接于高压电源线路（断路器外侧）的变压器供电，与接于低压母线的变压器作为备用电源。
③提高所用电可靠性。可采取10KV有旁路母线的，所用变压器与旁路断路器接在不同母线上，变压器接到旁路母线上；无旁路母线的，所用变压器可以接在不同母线上。
④高压侧尽量采用熔断器，低压侧采用380/220V中性点接地，动力和照明公用一个电源，设置检修电源。
3、负荷计算和短路计算
为变电站的正常运行和检测、判断、处理故障提供电气开关、元器件和装置选择的依据。
1）负荷计算
①要计算的内容有：计算负荷、尖峰电流、平均负荷、线路损耗的功率、无功补偿的容量等。
②计算的方法有：需要系数法—计算简便、精度一般、特别适合变电站计算，利用系数法—计算较繁、精度高、特别适合企业功率已知的项目，单位指标法—计算简便、误差大、特别适合民建和工业功率不明确的项目、如照明的单位容量法和工业的单位产品耗电量法。
2）短路电流计算
根据短路电流计算的条件，对不同电压等级依据用途分别计算出系统可能发生的最大短路电流和最小短路电流。计算的内容和目的如下：
①三相对称短路电流初始值（超瞬态短路电流）—校验高压电器的热稳定、整定继电保护装置（电流速断）。
②三相对称开断电流（有效值）—校验电器开关设备的分断能力。
③三相短路电流峰值（短路冲击电流）—校验电器开关的动稳定、校验断路器的额定关合电流。
④三相稳态短路电流（有效值）—为计算其他短路电流提供的依据。
⑤两相稳态短路电流（有效值）—校验继电保护装置或熔断器的灵敏度。
⑥对称短路容量—计算其他电网短路电流的依据。
⑦单相接地短路电流—校验接地装置的接触电压和跨步电压。
4、变压器选择
1）主变容量
依据电力系统发电厂、供电网、配电网、用户变配电所的规划或负荷计算数据，计算出变压器处于经济运行状态时的容量。
2）主变台数
①一般和电力系统连接的主变压器不超过两组（如扩容时主变已有两台，也尽可能更换大容量主变），当只有一个电源或变电所的一级负荷有备用电源时可只装一组。
②当装设两组及以上变压器时，每组容量应按任一组停运，其他容量保证一级负荷或全部负荷的60～75%。
3)主变类型
①一般制造、运输和安装条件能满足的均采用三相变压器，但原只装一组单相变压器组的枢纽变电站，最好选用一组单相变压器，且装设备用相。
②与两个中性点直接接地系统连接的变压器，一般采用自耦变压器，需进行技术经济比较。
③主变有调压要求的，应选用有载调压变压器。
④具有三种电压等级的变电所应选用三卷变压器，如有两种电压的用户或与系统连接且每种电压的容量超过主变容量的15%，一般采用三卷变压器或自耦变压器。
⑤三卷变压器阻抗：降压结构适用于—向中压母线供电为主、低压母线供电为辅的降压变电站，高压向中压送电同时低压向高压或中压输送部分功率。升压结构适用于—向低压母线供电为主、中压母线供电为辅的升压变电站，发电厂变电站的主变。
注：首先三卷变压器制造上有两种方式：升压结构—线圈排列为铁心→中压绕组→低压绕组→高压绕组，中压绕组和高压绕组间的阻抗最大；降压结构—线圈排列为铁心→低压绕组→中压绕组→高压绕组，低压绕组和高压绕组间的阻抗最大。其次降压结构变压器的无功损耗是升压结构的160～170%，需要补偿的无功较大，投资可观。最后三卷变压器的线圈排列不同（最大阻抗）对高压系统的稳定、继电保护、供电电压水平及调整等有很大影响。
⑤分接头：升压变压器按照标准选择，即低压线圈线电压为额定电压105%，高中压线圈为110%，并带±2×2.5%的分接头；降压变压器运行时高压与低压同时给中压送电，高压线圈额定电压为100%，分接头可根据系统选用±2×2.5%、+1×2.5%、-3×2.5%、-4×2.5%。
4）所用变选择
课程设计任务书 设计题目： 110kV变电站电气 一次部分设计 前言 变电站(Substation）改变电压的场所。是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压。在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。主要作用是进行高底压的变换，一些变电站是将发电站发出的电升压，这样一方面便于远距离输电，第二是为了降低输电时电线上的损耗；还有一些变电站是将高压电降压，经过降压后的电才可接入用户。对于不同的情况，升压和降压的幅度是不同的，所以变电站是很多的，比入说远距离输电时，电压为11千伏，甚至更高，近距离时为1000伏吧，这个电压经
变压器后，变为220伏的生活用电，或变为380伏的工业用电。 随着我国电力工业化的持续迅速发展，对变电站的建设将会提出更高的要求。本文通过对110KV变电站一次系统的设计，其中针对主接线形式选择，母线截面的选择，电缆线路的选择，主变压器型号和台数的确定，保护装置及保护设备的选择方法进行了详细的介绍。其中，电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器的选择和方法与计算，保护装置包括避雷器和避雷针的选择。其中分析短路电流的计算方法和原因，是为了保证供电的可靠性。 目录 第1章原始资料及其分析 (4) 1原始资料 (4) 2原始资料分析 (6) 第2章负荷分析 (6) 第3章变压器的选择 (8) 第4章电气主接线 (11) 第5章短路电流的计算 (14) 1短路电流计算的目的和条件 (14) 2短路电流的计算步骤和计算结果 (15) 第6章配电装置及电气设备的配置与选择 (18) 1 导体和电气设备选择的一般条件 (18) 2 设备的选择 (19) 结束语 (25)
电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告
《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠
(110k v变电站电气主 接线设计)
110KV电气主接线设计 姓名： 专业：发电厂及电力系统 年级： 指导教师：
摘要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35～110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型
目录 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1 主接线的设计原则 (1) 1.1.2 主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1 设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3 最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5) 1.3.1 主变压器台数的选择 (5) 1.3.2 主变压器型式的选择 (5) 1.3.3 主变压器容量的选择 (6) 1.3.4 主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1 站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2 站用变压器型号的选择 (9) 2 短路电流计算 (10) 2.1短路计算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1 短路电流计算的目的 (10) 2.1.2 短路计算的一般规定 (10) 2.1.3 计算步骤 (11) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1 变压器参数的计算 (11) 2.2.2 短路点的确定 (12) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1 短路点d-1的短路计算(110KV母线) (12) 2.3.2 短路点d-2的短路计算(35KV母线) (13) 2.3.3 短路点d-3的短路计算(10KV母线) (14) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4绘制短路电流计算结果表 (15) 3 电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。 (16) 3.1.2 有关的几项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16) 3.3高压电气设备选择 (17) 3.3.1 断路器的选择与校验 (17) 3.3.2 隔离开关的选择及校验 (21)
110KV电气主接线设计 专业：发电厂及电力系统 年级：
指导教师： 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV. 35kV和10kV三个电压等级。110KV电压等级采用双母线接线，35KV和10KV 电压等级都采用单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、熔断器等）、各电压等级配电装置设计。 本设计以《35?门OkV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35?"OkV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品, 技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型 摘要 .................................................................. I 1变电站电气主接线设计及主变压器的选择 (1) 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 1.1.1主接线的设计原则 (1) 1.1.2主接线设计的基本要求 (2) 1.2主接线的设计 (3) 1.2.1设计步骤 (3) 1.2.2 初步方案设计 (3) 1.2.3最优方案确定 (4) 1.3主变压器的选择 (5)
1.3.1主变压器台数的选择 (5) 1.3.2主变压器型式的选择 (5) 1.3.3主变压器容量的选择 (6) 1.3.4主变压器型号的选择 (6) 1.4站用变压器的选择 (9) 1.4.1站用变压器的选择的基本原则 (9) 1.4.2站用变压器型号的选择 (9) 2短路电流计算 (10) 2.1短路计?算的目的、规定与步骤 (10) 2.1.1短路电流计算的目的 (10) 2.1.2短路计算的一般规定 (10) 2.1.3计算步骤 (10) 2.2变压器的参数计算及短路点的确定 (11) 2.2.1变压器参数的计算 (11) 2.2.2短路点的确定 (11) 2.3各短路点的短路计算 (12) 2.3.1短路点d?1的短路计算（110KV母线） (12) 2.3.2短路点d-2的短路计算（35KV母线） (13) 2.3.3短路点d-3的短路计算（10KV母线） (13) 2.3.4 短路点d-4的短路计算 (14) 2.4 绘制短路电流计算结果表 (14) 3电气设备选择与校验 (16) 3.1电气设备选择的一般规定 (16) 3.1.1 一般原则 (16) 3.1.2有关的儿项规定 (16) 3.2各回路持续工作电流的计算 (16)
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 洛阳理工学院 毕业设计（论文）开题报告 系（部）：电气工程与自动化（学生填表）
电力高等专科学校 教培中心教学点 毕业论文 专业：电力系统自动化 班级：变检0602 二OO九年四月
容提要 根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母线和单母线分段接线。 本次设计中进行了电气主接线的设计。电路电流计算、主要电气设备选择及效验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等）、各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置。 本设计以《电力工程专业毕业设计指南》、《电力工程电气设备手册》、《高电压技术》、《电气简图用图形符号（GB/T4728.13）》、《电力工程设计手册》、《城乡电网建设改造设备使用手册》等规规程为依据，设计的容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。
目录前言 第一部分 110kV变电站电气一次部分设计说明书第1章原始资料 第2章电气主接线设计 第2.1节主接线的设计原则和要求 第2.2节主接线的设计步聚 第2.3节本变电站电气接线设计 第3章变压器选择 第3.1节主变压器选择 第3.2节站用变压器选择 第4章短路电流计算 第4.1节短路电流计算的目的 第4.2节短路电流计算的一般规定 第4.3节短路电流计算的步聚 第4.4节短路电流计算结果 第5章高压电器设备选择 第5.1节电器选择的一般条件 第5.2节高压断路器的选择 第5.3节隔离开关的选择 第5.4节电流互感器的选择 第5.5节电压互感器的选择 第5.6节高压熔断器的选择 第6章配电装置设计 第7章防雷保护设计 第二部分 110kV变电站电气一次部分设计计算书第1章负荷计算 第1.1节主变压器负荷计算 第1.2节站用变压器负荷计算 第2章短路电流计算 第2.1节三相短路电流计算 第2.2节站用变压器低压侧短路电流计算第3章线路及变压器最大长期工作电流计算第3.1节线路最大长期工作电流计算 第3.2节主变进线最大长期工作电流计算第4章电气设备选择及效验 第4.1节高压断路器选择及效验 第4.2节隔离开关选择及效验 第4.3节电流互感器选择及效验 第4.4节电压互感器选择及效验 第4.5节熔断器选择及效验 第4.6节母线选择及效验 第5章防雷保护计算
变电电气专业设计规范、规程和技术规定 （2007年1月） 一、规范电压、电流和频率 规范电流GB_T_762-2002 规范电压GB_156-2003 规范频率GB_T_1980-2005 电压偏差GB_T_12325-2003 电压波动闪变GB_T_12326-2000 频率偏差GB_T_15945-1995 电能质量暂态过电压GB_T_18481-2001 电能质量公用电网谐波GB_T_14549-1993 三相短路电流计算GB_T_15544-1995 二、变压器和电抗器 Loading guide for oil-immersed power transformers IEC60076-7-2005 Power transformers —— Part 1 General IEC60076-1-2002（暂无电子版）Power transformers ——Part 3 Insulation levels, dielectric tests and external
clearances in air IEC60076-3-2000 油浸式电力变压器技术参数和要求500kV级GB/T16274-1996 变压器第1部分总则GB 1094.1-1996 变压器第2部分温升GB1094.2-1996 变压器短路能力GB 1094.5-2003 变压器负载导则GB_T_15164-1994 变压器绝缘实验GB 1094.3-2003 变压器选用导则GB_T_17468-1998 变压器应用导则GB_T_13499-2002 变压器声能测定GB_T_1094~10-2003 油浸变压器GB_T_6451-1999 换流变GB_T_3859~3-1993 隔离变压器GB _13028-1991 干式变压器GB_6450-1986 干式变参数和要求GB_T_10228-1997 电抗器GB_T_10229-1988 电力变压器运行规程DL/T 572-1995 高压/低压预装箱式变电站选用导则DL/T537-2002 三、CT、PT 电流互感器GB_1208-1997 500kV电流互感器GB_T 17443-1998
目录 摘要 (1) 1.电气主接线的设计原则和要求 (2) 1.1主接线的设计原则 (2) 1.1.1设计依据 (2) 1.1.2设计准则 (2) 1.1.3考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响 (3) 1.1.4考虑主变台数对主接线的影响 (3) 1.1.5考虑备用量的有无和大小对主接线的影响 (3) 1.2主接线设计的基本要求 (3) 1.2.1可靠性 (3) 1.2.2灵活性 (4) 1.2.3经济性 (4) 2主接线的设计 (4) 2.1原始材料及分析 (5) 2.2 设计步骤 (5) 2.3初步方案设计 (6) 2.4最优方案确定 (7) 2.4.1技术比较 (7) 2.4.2经济比较 (9) 心得体会 (10) 参考文献 (12)
摘要 本次设计为110kV变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。110KV 电压等级采用双母线接线，35KV和10KV电压等级都采用单母线分段接线。 110kV、35kV和10kV三个电压等级的变电站接入系统，而电气主接线设计是一个综合性问题，必须结合电力系统和变电所的具体情况，全面分析有关因素，正确处理他们之间的关系，经过技术、经济比较、运行可靠，合理的选择主接线方案。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。
电气主接线设计原则和设计程序 4.5．1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。 电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据,以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能地节省投资,就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 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是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求,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。设计的主接线应满足供电可靠、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，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系,以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。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、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下： １.对原始资料分析 (１）工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂，热电厂，或者堤坝式、引
110KV变电站电气部分设计 二〇〇九年八月 目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节 10kV无功补偿的选择 (26) 第五章 10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八 10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46)
二、心得体会 (47) 设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24.5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75.5兆瓦,实际用电负荷 34.66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。 第一章主变容量、形式及台数的选择 主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。 第一节主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的江西洪都钢厂厂用电变电站，主要是接受由220kV双港变110kV的功率和220KV盘龙山变供110kV的功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 第二节主变压器容量的选择 主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70--80%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目： 110kv变电站电气部分设计 学习中心：重庆南岸奥鹏学习中心 层次：专科起点本科 专业：电气工程及其自动化 年级： 2013年春季 学号： 121511409527 学生： 指导教师：李丹 完成日期： 2014 年 07 月 01 日
110kv变电站电气部分设计 内容摘要 根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压断路器、隔离开关、母线、电压互感器、电流互感器等进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电所；变压器；主接线；负荷；短路电流
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (4) 1.1 110KV变电站的发展现状与趋势 (4) 1.2 110kV变电所的研究背景 (4) 1.3 本次论文的主要工作 ................................................... 错误！未定义书签。 2 变电站电气设计的主要内容 (4) 2.1 变电所的总体分析及主变选择 (4) 2.2 电气主接线的选择 (5) 2.3 短路电流计算 ............................................................... 错误！未定义书签。 2.4 主要电气设备和载流导体的选择 ............................... 错误！未定义书签。 2.5 各级电压配电装置布置 ............................................... 错误！未定义书签。 2.6 所用电及直流系统 ....................................................... 错误！未定义书签。 2.7 防雷接地 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.8 主变保护的配置 ........................................................... 错误！未定义书签。 3 变电站的总体分析及主变选择 (5) 3.1 变电站的总体情况分析 (5) 3.2 主变压器容量的选择 (6) 3.3 主变压器台数的选择 ................................................... 错误！未定义书签。 4 电气主接线设计 (6) 4.1 引言 (6) 4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (6) 4.3 电气主接线设计说明 ................................................... 错误！未定义书签。 5 短路电流计算 .......................................................................... 错误！未定义书签。 5.1 短路计算的目的 ........................................................... 错误！未定义书签。 5.2 变电站短路电流计算 ................................................... 错误！未定义书签。 6 主要电气设备和载流导体的选择 .......................................... 错误！未定义书签。 6.1 母线的选择 ................................................................... 错误！未定义书签。 6.2 断路器的选择与校验 ................................................... 错误！未定义书签。
变电站一次系统电气主接线设计研究 发表时间：2019-06-10T11:15:46.797Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：梁辰 [导读] 摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，直接影响电力系统的安全和经济运行。 (国网经济技术研究院有限公司徐州勘测设计中心江苏徐州 221000) 摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，直接影响电力系统的安全和经济运行。它是发电厂与用户之间的中间环节，起着交换和分配电能的作用。这要求变电站的局部设计经济合理，采用合理的电气主接线形式，并采用合适的电气设备的数量和质量。变电站布局和配电设备还必须符合国家标准。 关键词：变电站一次系统；电气主接线；设计 一、变电站短路电流的原因及危害 1、影响变电站短路电流的原因 影响变电站短路的原因主要有三种。首先是设备的原因，设备的老化以及发电机、变压器等设备的配置不合格都会导致变电站出现短路现象。 其次是因为自然原因，鸟兽、雷雨结冰等都会对变电站造成一定程度的破坏。最后还有可能是人为的因素导致的，即工作人员的不正确操作等状况。工作人员是变电器的灵魂，工作人员的操作行为不正确是非常致命的，因此工作人员要更加仔细，提高责任心，确保工作的万无一失。 2、变电站短路电流带来的危害 首先，变电站短路可能会形成很高的温度，这样就容易损坏一整套设施。并且对周围的用电情况产生影响，会导致大范围内无法正常供电，各种设施都会出现瘫痪的状况。工业生产、服务业等无法正常的运转，居民生活用电也无法得到满足，甚至对国民经济造成一定程度的损失。距离变电器较近的人，其人身安全也会受到影响，造成无法挽回的后果。 二、220kV变电站电气一次主接线设计原则 1、灵活性原则 在当前包括电网建设在内的各项建设迅速发展的背景下，变电站的电气一次主接线设计也必须要与时俱进，本着灵活性的原则进行改造与更新。 首先是220KV变电站电气设计主接线的扩建灵活，在设计中必须要考虑变电站分期建设的需求，从建设初期以及到建设完工，均必须要考虑扩建。 其次是220KV变电站电气设计主接线设计中调度灵活，变电站电气系统对主接线有明确的系统持续、正常运行的要求，通过无功补偿装置、变压器等的灵活更换、投入来保证系统安全。 最后是检修灵活与事故处理灵活，当出现故障的时候，能够迅速定位并发现问题，同时能够隔离故障部位，并迅速恢复供电，保证系统的安全、稳定运行。 2、经济性原则 在保证灵活性和可靠性的基础上，还必须要考虑220KV变电站电气一次主接线设计的经济性原则。保证在进行设计过程中能够充分考虑到各种支出和花费，并不断优化和缩减支出，保证以较低的成本获得较高质量的电气一次主接线设计，最终提出最佳主接线设计方案。 三、主变压器选择 1、主变压器形式选择 相数确定：在330kV及以下的电力系统中，通常使用三相变压器而不受运输条件的限制。 绕组数确定：当三绕组变压器的每个绕组的通过容量达到变压器额定容量的15或更多时，使用三绕组变压器。否则，绕组没有被充分利用，并且使用两个双绕组变压器在经济上更合理。 2、主变压器容量和台数确定 2.1变电所主变压器容量确定 （1）主变压器的容量一般应根据5-10年的计划负荷进行选择，并适当考虑10-30年的发展。根据城市规划，负荷性质，网格结构等综合考虑因素来确定其容量。 （2）当一个主变压器停止工作时，应考虑变压器超过两个的变电站。其余主变压器的容量满足70-80%的满负荷，并应满足I类和II类负载的供电。从以上两点来看，应满足主变压器的容量： 例：10kV侧的负荷为:Pmax=100MW，110kV侧出线负荷为:Pmax=20MW，功率因数为0.85；总的负荷为:Pmax=100+20=120MW；总的容量为:Smax=Pmax/cos?=120/0.85=141MV A；考虑到变压器本身的损耗容量，应该有5%的余量。这样变压器的容量为 S=0.75xK0xSmax(1+5%)，其中K0为同时率，一般取0.9。 所以S主=0.75x0.9x141x1.05=100MV A。 因此，根据容量选择两个SSPSL-120000三相有载分接开关。其容量比为100/100/50额定电压(kV)高压220/121/10.5。 2.2主变调压方式选择 有两种类型的电压调节方法：无功率开关，称为非激励电压调节，调节范围通常仅为10%（±2×2.5%）。另一种是负载切换称为有载电压调节，调节范围高达30%。 由于变电站的电压波动较大，因此选择有载电压调节方法以满足要求。 2.3连接组选择和中性点接地设计 变压器绕组的连接方式必须与系统电压的相位一致，否则不能并联运行。电源系统中使用的绕组用星形“Y”和三角形“D”连接。在变电站中，通常认为系统的同步并置以将诸如三次谐波的因素限制到电源。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。 在63kV及以下的系统中，由于单相接地，接地电流很小，更适合使用不接地的工作模式。220kV、110kV接地设备有一个隔离开关，一个避雷器和一个保护间隙，避雷器的额定电压不低于变压器的最大工作相电压的避雷器保护可以选择，也可以使用条形间隙保护。
110kV变电站电气主接线及运行方式 变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接受或者分配电能的电路。其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关,并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以,主接线设计是一个综合性问题,应根据电力系统发展要求,着重分析变电所在系统中所处的地位、性质、规模及电气设备特点等,做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 一变电所主接线基本要求 1．1 保证必要的供电可靠性和电能质量。 保证供电可靠性和电能质量是对主接线设计的最基本要求，当系统发生故障时,要求停电范围小,恢复供电快，电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。 1. 2 具有一定的灵活性和方便性。 主接线应能适应各种运行状态,灵活地进行运行方式切换，能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化，在改变运行方式时操作方便,便于变电所的扩建。 1. 3 具有经济性。 在确保供电可靠、满足电能质量的前提下,应尽量节省建设投资和运行费用,减少用地面积。 1. 4 简化主接线。 配网自动化、变电所无人化是现代电网发展的必然趋势,简化主接线为这一技术的全面实施创造了更为有利的条件。 1. 5 设计标准化。 同类型变电所采用相同的主接线形式,可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。 1. 6 具有发展和扩建的可能性。 变电站电气主接线应根据发展的需要具有一定的扩展性。 二变电所主接线基本形式的变化 随着电力系统的发展，调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用,变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有:单母线、单母线带旁路母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、一个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看,主接线的发展过程是由简单到复杂,再由复杂到简单的过程。在当今的技术环境中, 随着新技术、高质量电气产品广泛应用,在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全,变电所主接线日趋简化。因此,变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。 三 110kV变电站的主接线选择 在电力系统和变电所设计中,根据变电所在系统中的地位和作用,可把电网中110kV变电所分为终端变电所和中间变电所两大类。下面就这两类变电所高压侧电气主接线模式作一分析。 3. 1 110kV终端变电所主接线模式分析
110KV变电站电气主接线设计 目录 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 (3) 1.2 主接线的设计原则 (3) 1.3主接线设计的基本要求 (3) 1.4高压配电装置的接线方式 (4) 1.5主接线的选择与设计 (8) 1.6主变压器型式的选择 (9) 2.短路电流计算 2.1 短路电流计算的概述 (11) 2.2短路计算的一般规定………………………………………………………………………… 11 2.3短路计算的方法……………………………………………………………………………… 12 2.4短路电流计算………………………………………………………………………………… 12 3.电气设备选择与校验 3.1电气设备选择的一般条件…………………………………………………………………… 15 3.2高压断路器的选型…………………………………………………………………………… 16 3.3高压隔离开关的选型………………………………………………………………………… 17 3.4互感器的选择………………………………………………………………………………… 17 3.5短路稳定校验………………………………………………………………………………… 18 3.6高压熔断器的选择…………………………………………………………………………… 18 4.屋外配电装置设计
4.1设计原则……………………………………………………………………………………… 19 4.2设计的基本要求……………………………………………………………………………… 20 4.3布置及安装设计的具体要求………………………………………………………………… 20 4.4配电装置选择………………………………………………………………………………… 21 5.变电站防雷与接地设计 5.1雷电过电压的形成与危害…………………………………………………………………… 22 5.2电气设备的防雷保护………………………………………………………………………… 22 5.3避雷针的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.4避雷器的配置原则…………………………………………………………………………… 23 5.5避雷针、避雷线保护围计算 (23) 5.6变电所接地装置……………………………………………………………………………… 24 6.无功补偿设计 6.1无功补偿的概念及重要性…………………………………………………………………… 24 6.2无功补偿的原则与基本要求………………………………………………………………… 24 7.变电所总体布置 7.1总体规划……………………………………………………………………………………… 26 7.2总平面布置…………………………………………………………………………………… 26 结束语 (27) 参考文献 (27) 1.电气主接线设计 1.1 110KV变电站的技术背景 近年来，我国的电力工业在持续迅速的发展，而电力工业是我国国民经济的一个重要组
目录 编写说明1（五）潮流分布计算与调压措施的选择（参考） (2) 一、发电厂和变电站电气主接线的选择 (2) 1.发电厂电气主接线的选择： (2) 2.变电站电气主接线的选择： (3) 二、主变压器的容量选择和参数计算 (4) 1.发电厂主变压器的选择： (4) 2.变电站主变压器的选择： (5) 3.主变压器参数计算： (6) 三、输电线路参数的计算 (9) 四、电力网变电站运算负荷的计算 (9) 1.冬季最大负荷运行方式 (10) 2.冬季最小负荷运行方式 (11) 五、设计网络归算到高压侧的等值电路 (17) 六、功率分布计算 (18) 1.冬季最大负荷运行方式功率分布计算 (18) 2.冬季最小负荷运行方式功率分布计算 (24) 七、电压分布和调压计算 (40) 1.确定发电厂发电机母线电压及高压母线电压的原则 (40) 2.冬季运行方式下火电厂5发电机电压计算 (40) 3.冬季运行方式下，各变电站及水电厂6电压计算 (43)
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名：日期：
变电站及其配电系统设计
河南机电职业学院毕业论文（实习报告） 题目：110KV变电站及其配电系统设计 所属系部：电子工程系 专业班级：输变电工程12-1 学生姓名：刘康 指导教师：梁家裴 2015年6月6日
毕业论文（实习报告）任务书 学生姓名： 专业班级：所属系部：电子工程系 题目： 任务内容： 论文撰写要求： 1、按所学专业选题，要立意求新，实用可行。 2、论文观点鲜明正确，中心突出，论据充足可靠，层次分明，结构严谨，逻辑性强。注意避免单纯罗列资料或数据，忽视论证分析的情况；避免写成描述性的记叙文章。 3、学生应独立完成论文写作，严禁抄袭他人之作，严禁请人代写。 4、论文交稿时，要求字迹工整，卷面清洁。文前列出目录，文后列出参考文献清单。 5、论文应表述自己的独立见解，尽量避免照搬照抄书中语句。 6、论文一律用统一的论文稿纸撰写，并将封面、任务书填写齐全。 时间安排： 参考资料： 指导教师签字：教研室主任签字: 年月日
毕业论文（实习报告）评审表 学生姓名： 专业班级：所属系部： 题目： 指导教师评语： 初评成绩： 指导老师签字： 年月日评审小组意见： 评审小组成员签字： 年月日终评成绩：
本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，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，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制 关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择