第一章 任 务 书第一节 毕业设计的主要内容本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有12张图纸加以说明。该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。第二节 毕业设计应完成的成果说明书：电气主接线，短路电流计算及主要设备的选择，各电压级的配电装置及保护，微机监控系统等。计算书：短路电流，主要设备选择（DL、G、CT、母线），变压器差动保护整定计算。图纸：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护及综合自动化系统配置图，间隔断面图，直流系统接线图，所用电系统图，GIS电气布置图等共12张。第三节 应掌握的知识与技能1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。第二章 说 明 书第一节 概 述一、设计依据1、中华人民共和国电力公司发布的35kV110kV无人值班变电所设计规程（征求意见稿）2、110kV清河输变电工程设计委托书。3、电力工程电气设计手册（电气一次部分）二、设计范围1、所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。2、所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。3、系统通信及远动。4、所内主控制室、各级电压配电装置和辅助设施。5、所区内给排水设施及污水排放设施。6、所区采暖通风设施、消防设施。7、所区内的规划。8、编制主要设备材料清册。9、编制工程概算书。三、设计分工1、110kV配电装置以出线门型架为界，10kV电缆出线以电缆头为界。电缆沟道至围墙外1米。2、所外专用通信线、光纤系统通信、施工用电、用水等设施由建设单位负责。四、主要设计原则1、 电气主接线电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。（1）110kV主接线设计：110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，一回由北郊变直接供给，另一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络，因此有两个方案可供选择：单母线接线；单母线分段接线。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。方案II：采用单母线分段接线优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。（2）35Kv主接线设计：主要考虑为清河工业园区及周边高陵西部地区供电。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的35-63KV配电装置的出线回路数不超过3回。方案II：采用单母线分段接线优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：35-63KV配电装置的出线回路数为4-8回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。（3）10kV主接线设计：主要考虑为变电站周围地区供电。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：6 -10KV配电装置的出线回路数不超过5回 。 方案II：采用单母线分段接线优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。3）扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6 -10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。2、 主变压器选择（1）容量的确定:1）主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。2)根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许进间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。（2）主变压器台数的确定：1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选变压器两台。3、主要电气设备选择（1）110kV配电装置选用户外110kV六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。开断电流31.5kA。（2）35kV选用kYN-35型手车式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。开断电流25kA。（3）10kV选用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。出线开断电流31.5kA，进线开断电流40kA。（4）10kV母线避雷器选用HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器。（5）根据陕西电力系统污秽区分布及电网接线图集，该站地处级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提高一级，按级户外用电气设备泄漏比距，110kV、35kV、10kV为2.5cm/kV(均按系统最高工作电压确定)。4、无功补偿及消弧线圈10kV出线回路数每段母线12回，本期装设2组干式接地变及消弧线圈。接地变容量700/160kVA，消弧线圈600kVA。本期装设21800kVar电容器组。5、电工构筑物布置（1）根据进出线规划及所址地形情况，电工构筑物布置如下：110kV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35kV10kV开关室布置在所区北侧，为一座二层楼结构，一层10kV，二层35kV；主变压器布置在二者之间，所区大门设在西侧，进所道路自所址西侧的公路接引。（2）110kV配电装置进线采用软母线，进线间隔宽度为8米。按远期出线总共6个间隔设计。（3）35kV配电装置按两台主变进线，4个出线间隔设计。（4）10kV配电装置采用屋内单层双列布置。干式接地变及消弧线圈装在一箱内，安装在10kV开关柜中间。共36个出线间隔(公用4个)。6、控制、保护及直流（1）控制方式本工程的控制、信号、测量采用计算机监控方式，分层分布式综合自动化系统，按无人值班有人值守方式设计。（2）保护装置继电保护均采用微机保护，这些保护的信息都以通信方式接入计算机监控系统。（3）自动装置10kV馈线装设小电流接地选线装置；10kV馈线具有低周减载功能。（4）直流采用智能高频开关电源系统，蓄电池采用2100Ah免维护铅酸蓄电池，计206只，单母线分段接线。五、基础资料110kV清河变电站地址选在市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。电源由北郊330kV变110kV母线出两回，一回直接接入，一回经大明湖变“”接后再接入。导线选择LGJ-300/40。1、环境条件该站位于市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。占地东西长69m，南北长66m，面积4554m2，合6.831亩。该站出线条件较好，110kV南面进出，35kV北面进出，10kV电缆从西侧进出(电缆沟)。交通方便，靠近乡镇，职工生活方便。围墙内自然高差与公路相差3m左右，回填土方量较大。（1）环境温度:-15C+45C。（2）相对湿度：月平均90%，日平均95%。（3）海拔高度:1000m。（4）地震烈度:不超过8度。（5）风速:35m/s。（6）最大日温差:25C。周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件(如避开断层、交通方便等)。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响(如对通讯、居民生活等)。2、环境保护（1）变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。（2）噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65bB，以达到工业企业噪声卫生标准的规定。3、绿化在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。 第二节 系统概述一、性质和目的根据上级要求，在我市开发区清河工业园区境内建一所110kV变电站，主要是为市开发区清河工业园区供电和服务的，并支持当地工农业的持续发展，使初具规模的旅游事业上一新台阶，改善和提高该境内人民的物质和文化生活。本变电所属新建110kV负荷型变电所，主要满足该地区工业和居民用电。二、负荷发展情况2004年 43000kW2009年 60000kW2014