摘要：随着国民经济的高速发展和现代化工业的建设迅速崛起，对我国电能的质量也提出了越来越高的要求。因此变电站的设计是否合理不仅会影响兴建的资金投入，能源消耗，可靠与安全也是变电站运行的重要因素，企业的经济与人身安全也依赖着变电站的运行，同时还与设备的寿命有联系。

摘 要

随着国民经济的高速发展和现代化工业的建设迅速崛起，对我国电能的质量也提出了越来越高的要求。因此变电站的设计是否合理不仅会影响兴建的资金投入，能源消耗，可靠与安全也是变电站运行的重要因素，企业的经济与人身安全也依赖着变电站的运行，同时还与设备的寿命有联系。

本文介绍了110kV变电站的设计要点及重点，详细地研究110kV变电站的工程概况，并通过对该村的负荷预测确定了主接线；进行了无功功率的补偿以满足高压测对功率因数的要求；通过负荷计算、短路电流计算和校验来选择高低压设备；最后进行继电保护的配置和防雷接地设计，同时分析是否满足规程和规范的要求。

110kV变电站的合理设计是建设电网的关键一步。变电站设计质量的好坏，直接关系到电力系统的稳定性，对于该村110kV变电站的建设可以更好的满足该村负荷日益增长的需要，提高了对用户供电的可靠性和电能质量。

关键词：变电站，电气设计，负荷计算，设备选择

Abstract

With the rapid development of national economy and the rapid rise of modern industry, the quality of electric energy in our country also puts forward higher and higher requirements.With the continuous improvement of power system design, the rapid growth of Industrial Development,the demand for electricity is also growing.So the requirements of power quality, power supply stability, economy and safety are more and more strict.Therefore, whether the substation design is reasonable or not will not only affect the capital investment and energy consumption of the construction,it also directly determines the reliability and safety of power supply.It also has a direct impact on the economic benefits and personal safety of the enterprise, and is more closely related to the service life of the equipment

In this design, 110kV substation plays an important role in the power system,it is also a key step in the construction of power grid.The quality of substation design is directly related to the stability of power system.In order to meet the increasing demand of the village load, improve the reliability and power quality of the power supply to the users.Therefore, it is very important for the construction of 110kV Substation in this village

This paper introduces the design points and key points of 110 kV Substation, the general situation of 110 kV substation project is studied in detail.,through load calculation, short circuit current calculation and verification, high and low voltage equipment are selected.Finally, the configuration of relay protection and lightning protection design are carried out.at the same time, analyze whether it meets the requirements of regulations and specifications.After this design, I will learn more about power system and relay protection,Mastering more practicability has laid a solid foundation for future electrical work.

Key words:Transformer substation, Electrical Design, Load calculation, Device selection

目 录

第一章 绪论 1

1.1 变电站的选址 1

1.2 负荷预测 1

1.3 工程概况 2

1.4 课题的总体规划 3

第二章 电气主接线的设计 4

2.1 设计的原则和基本要求 4

2.2 设计主接线形式 4

2.3电气主接线的选择 4

第三章 无功功率补偿和变压器的选择 6

3.1 无功功率所需补偿容量的计算 6

3.2 主变压器选择 10

第四章 短路电流计算与电气设备的选择和校验 12

4.1 短路电流计算目的与意义 12

4.2 短路电流的计算条件和过程 12

4.3 电气设备的选择 15

4.4 高压电气设备的选择和校验 16

第五章 继电保护配置和防雷接地设计 20

5.1 对电力系统继电保护的基本要求 20

5.2 主变压器的保护 20

5.3 线路保护 20

5.4 防雷接地 21

结 论 22

参考文献 23

致 谢 24

附 录 25

附录A 电气主接线图 25

附录B 110kV侧出线配置图 26

附录C 变电站保护配置图 27

附录D 土建总平面图 28

第一章 绪论

新建设变电站站址的选择，对于变电站的建设意义重大，它决定着电力负荷分配的方向，同时也会对环境造成一定的影响。因此，变电站的站址有如下要求[1]：变电站要接近负荷中心；不应对当地生产和交通造成影响，便于变电站自身设备运输；不应建在易燃易爆和人员密集的地点；变电站还应做到可以灭火、防污、防止恶劣的环境条件等。

在本设计中，该村变电站位于位于该县城的西南部，是该村的负荷中心，符合交通和出行条件，站址地势不存在凹凸，坑洼不平现象，地势条件较好，出线走廊条件良好。不会破坏当地环境，地上地下无必要的保护文物与矿产资源，周围地区也没有军事设备等，适合建站。土建总平面图见附录D。

负荷统计和预测可以帮助我们合理的选择变电站的设备和元件以及接线方案。负荷不是恒定值，负荷会随着时间，季节，社会发展的改变而改变，夏季温度最高时，用电负荷也达到最高，但并不是一年中每一天都会达到最高的负荷，这使得发电量也需要随之改变。电网中的设备同时用电的情况不多，即使在同时运行时也并不是每一台设备都会达到额定容量，并且每台设备的使用寿命和维护时间也各不相同，使用频率也各有差异[2]。要是不考虑这些因素，只是将各个设备的容量叠加在一起，则将会造成使设备运行时的电压超出额定电压或在电压较低的情况下运行。

拟建设的该村变电站近期预测为：110kV变电站连接10kV出线，主要承接35kV该村的负荷，同时兼顾邻村的部分负荷；110kV变电站的建设使用的同时要将附近35kV变电站逐渐依次退出，110kV变电站近期的供电范围以该村负荷为主，通过与邻镇220kV与110kV变电站配出的10kV线路形成“手拉手”的高可靠性的供电结构。由实际调研与对近年来的负荷分布可知，预计该村投运初期其负荷将达到20MW左右。远期建设中，该村110kV变电站主要是保证本村的可靠供电，同时与相邻两城镇的两座变电站形成链式互供结构，为周边电网提供高可靠性的电网支撑。

根据负荷预测结构如表1.1，表1.2，远期该村变电站的供电负荷约为70~80MW左右，按照3×50MVA的主变容量进行规划，1.8~2.1是容载比的可调范围，符合相关导则的控制要求。

表1.1 2018-2025年变电站所在县区电量负荷预测表 单位：1×108kWh、MW

表1.2 该县西南部区域最大负荷预测表 单位：MW

1、接入系统方案

以2回路来作为本次建设，4回出线是最终目标。

用两回线路连接本次建设的110kV变电站与邻镇220kV变电站，选择 2*JL/G1A-240型号来做导线，设计两回路位于同一杆塔，线路约长6.1km。

2、110KV变电站的建设方案确定

以3×50MVA容量为变电站主变的最终目标，即最终将投入三台主变，而本次建设只需投产一台即可。

110kV：以4回为最后确定出线，2回为该期建设：到最近110KV变电站有2回，另架设2回作为备用。110kV侧出线配置图见附录B。

10kV：以30回为最终确定出线，本次只建设10回出线。

10kV母线侧要让变压器必须有可靠接地点，此外所投入的无功补偿装置也位于该侧。本次建设主变压器10 kV侧为（3.6+4.8）Mvar电容器组。

此次建设选用主变压器为：SSZ11-50000/110型号、三相变压器双绕组、用油作为冷却介质，主变为户外有载调压变压器。

3、设计水平年

根据该村所在城市电网发展规划及电网实际情况，工程将其投产年2021年设为设计水平年，展望到2025年。

4、主要技术方案如下

（1）电网主要接线方式

110kV侧：本次建设与最终方案都采用单母线分段方式。

10kV侧：本次建设采用单母线接线，最终采用单母线三分段方式。

（2）电气布置

本设计以国家电网发布的《国家电网输配电110kV变电站建设施工图通用设计》为准则，以110-A2-3作为基本方案，结合本省电力公司要求，主变压器与高压设备安装于户外。

本课题设计对象是110kV变电站，具体内容如下：

第一部分为绪论部分，主要根据变电站的建设要求进行了变电站的选址和负荷预测，并简单介绍了工程概况以及说明本文主要研究的内容。

第二部分设计了变电站的主接线形式，并确定了本变电站主接线的形式和回路数。

第三部分为无功功率的补偿及主变压器的选择，由无功补偿计算结果选择无功补偿装置与变压器类型及个数。

第四部分计算了发生不同类型的故障时短路电流的大小，依据计算结果对设备进行选型校验。

第五部分为变电站的一些必要保护，对变压器和设备的保护等。

来源：月夜映河中