电气工程及其自动化 毕业设计(论文)任务书

电气工程及其自动化 毕业设计（论文）任务书

1、毕业设计（论文）题目：

广州市***110KV终端变电所设计

2、毕业设计（论文）目的及成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：

电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，研究110kV变电站的可靠性、稳定

性和经济性具有非常重要的意义。本毕业设计是根据广州市黄埔区大沙110KV

终端变电所的负荷资料、变电要求，进行该变电所的设计，要求在满意技术规定

的前提下，力求经济。本毕业设计课题基本涵盖了电气工程专业所有专业课的内

容，与生产实际联系紧密，能够提高学生综合运用所学知识去分析和解决本专业

相关的实际问题的能力，以及从事专业技术工作的基本能力。

3、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

一、原始资料：

1． 变电所的建设规模：

（1）类型：110 kV地方变电所

（2）最终容量：根据电力系统规划，安装两台容量为35.2MVA，电压为

110/35/10kV的主变压器，变压器各侧容量比为：100/100/100，一次性设计并

建成。

2． 电力系统与本所的连接情况：

（1）该变电所是一座降压变电所，担负着该地区的供电任务。

（2）变电所有两回线与110 kV电力系统连接，有两回线与35 kV电力系统连接。

（3）本变电所在系统最大运行方式下，110 kV系统侧正、负阻抗标幺值为0.11，

零序阻抗为0.28；35 kV系统侧正、负阻抗标幺值为0.94，零序阻抗为

0.52(Sj=100MVA)，110kV及35kV电源容量为无穷大，阻抗值包括平行线路阻抗

在内。

3． 变电所不考虑无功补偿设备，35 kV因线路电容电流较小，不装设消弧线圈。

110 kV出线无电源。

4． 电力负荷水平：

（1）110 kV进出线共4回，其中两回线110kV供电，正常情况下输送容量各为

30000 kVA；另有两回线分别供电给两个大型工厂，输送容量各为20000 kVA，

且均为一级负荷，Tmax=5000h

（2）35kV进出线共6回，其中两回线连接35 kV电源，正常情况下输送容量各

为7000 kVA，为二级负荷，Tmax =3500h。

（3）10 kV进出线共10回，其中6回为架空线路，每回按照2500 kVA设计；

另有4回为电缆供电，每回按照1500 kVA设计，再预留两个电缆出线，以待扩

建。

（4）本变电所自用负荷(单位kW)，如下表：

序号

设备名称

容量

安装台数

工作台数

功率因数

备注

1

主充电机

20

1

1

0.85

常常

2

浮充电机

4.5

1

1

0.85

常常

3

主变通风

0.15

0.68

7

室内照明

6.0

8

室外照明

4.5

9

生活水泵

4.5

2

2

0.8

周期性

10

性设计并建成。其中110KV侧有两回路与50KM外的电网相连接，输送容量各为

30000KVA；另有两回路直接送至40KM外的两个大型工厂，输送容量各为

20000KVA，均为一级负荷。35KV进出线共6回，其中两回路连接电源，输送距

离30KM，输送容量各为70000KVA，为二级负荷。110 kV进出线共10回，其中6

回为架空线路，输送距离为10KM，每回按照2500 KVA设计；另有4回为电缆供

电，输送距离为20KM，每回按照1500 KVA设计，并预留两个电缆出线，以待扩

建。该变电站的一、二级负荷所占比例大，负荷也较重，设计中应该注重保证设

备供电的可靠性，所以应能够保证不管是母线或母线设备检修还是任何一个电源

断开后，都不会影响对用户的供电。

我国《变电所设计技术规程》SDJ2-79规定：变电所的主接线应根据变电所在电

力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满意运行可靠，

简朴灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。因此110KV及35KV主接线

方案应该考虑采用双母带旁母接线形式，且装设专用母联、旁路断路器，正常运

行时旁母不带电。10KV采用单母分段，且装设分段断路器，以保证供电的可靠

性。并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，必须准确处理好各方面的关系。

二、本变电所与电力系统的连接情况，如图1-1

图1-1：电力系统连接情况图

小结

在变电站设计之前，因地制宜地分析变电站的容量、装机台数、负荷性质以及在

系统中的地位等原始资料，并且查阅国家有关政策及技术规范，是整个变电站设

计的基础。这为后续的变电站主接线确定以及合理选择主变压器的容量及结构提

供了重要依据。

第二章 电气主接线的设计原理

电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种主接线形式，与电力系统原

始资料，发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，

并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟订都有较大的

影响。

因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的详细情况，全面分析，

准确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方式。

第一节电气主接线的设计原则和要求

一、电气主接线的设计原则与依据

1、 电气主接线的基本原则为：

以下达的任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的

电力建设与发展的方针，严格按照技术规范和标准，结合工程实际的详细特点，

准实地把握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。

2、 变电所的分期和最终建设规模：

变电所根据5~10年电力系统发展规划进行设计。一般装设两台主变压器；当技

术经济比较合理时，330~500KV枢纽变电所出可装设3~4台主变压器；终端或分

支变电所如只有一个电源时，可装设一台主变压器。

3、负荷大小和重要性：

1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后能保证全

部或大部一级负荷不间断电源。

2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当失去一个电源后，能保证全

部和大部二级负荷的供电。

3）对于三级负荷一般只需要一个电源供电。

4、备用容量大小：

装有2台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余主变压器的容量应

保证该70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的答应时间风，应保证用户的一级

和二级负荷。

系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。设计主接线时应充分考虑这些因

素。

二、对主接线设计的基本要求

主接线应满意可靠性、灵活性、经济性和发展性等四个方面的要求。

1、 可靠性：

安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要

求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性应根据变电站在电力系

统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路和变压器连接元件总数、设备

特点等条件确定。供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满

足这个要求。通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：

1）断路器检修时，能否不影响供电。

2）线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停

电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。

3）变电站全部停运的可能性。

2、 灵活性：

主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。主接线应力求简朴可靠，灵活合

理，以节省断路器、隔离开头、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。要能使

继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。要能限制短路电

流，以便于选择价格合理的电气设备或轻型电器。要求电能损失少，经济合理地

选择主变压器的型式、容量、台数，要避免因两次变压而增加电能损失。主接线

的灵活性要求有以下几方面。

1）调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配

电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特别运行方式下的调度要求。

2）检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修

而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。

3）扩建方便：应能轻易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响

连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一

次和二次设备等所需的改造最少。

3、经济性：

主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。在满足技术要求的前

提下，做到经济合理。

1）投资省：主接线应简单清楚，以节约

• 断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利

于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电

器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kV ...

• • 断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以

利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的

电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6～10kV）变压器，

以质量可靠的简易电器代替高压断路器。

2）占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地

和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。

3）电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济

合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。

4、发展性：

主接线可以轻易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时

间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分改动工作量最少。

第二节 主接线的基本形式和特点

主接线的基本形式可分两大类：有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形

式。 在电厂或变电所的进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和

分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清楚、运行方便、有利于安装和扩

建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线

的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发

展的电厂和变电所。

有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分

段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线无分段、

双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。

无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接

线等。

下面介绍变电所常用的电气主接线，对其优缺点以及适用范围进行分析比较。

一、单母线接线

单母线接线是一种最原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上。

如图2-1所示。

长处：简单明显，采用设备少，操作方便，便于扩建，造价低。

缺点：可靠性和灵活性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所

接的电源，且与之相接的电力装置在整个检修期间均需停运。出线断路器检修时

也须停运该回路，影响对用户的供电。它不能满足I、II类用户的要求。

适用范围：6~10KV配电装置的出线回数少与5回；35~63KV配电装置的出线回数

不超过3回；110~220KV配电装置的出线回数不超过两回。采用成套配电装置时，

因可靠性高也可用于较重要用户的供电。

二、单母线分段接线

单母线分段接线是采用断路器将母线分段，通常分为两段，提高供电的可靠性和

灵活性，如图2-2所示。

长处：用断路器对母线分段后，对重要用户可从不同段引出两回馈电线路，由两

个电源供电；当一段母线故障后分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不

间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时该段母线的回路都要在检修期间

停电；当出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时要向两个方向均衡

扩建。

选用范围：6~10KV配电装置出线回路为6回及以上时；35~63KV配电装置出线回

路数为4~8回时；110~220KV配电装置出线回数为3~4回时。

另外还有加设旁路的单母线分段接线方式，此种接线是在单母线分段的基础上加

设一旁路母线，在检修出线时可以不用停止线路的运行，提高了对用户的供电可

靠性，但增加了投资，如图2-3所示。

三、双母线及双母线分段接线

双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均

分配在两组母线，有两组母线后运行的可靠性和灵活性大为提高如图2-4所示。

优点：

1、供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可轮流检修一组母线而不致

使供电中断；一组母线故障后能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，

仅只停该回路。

2、调度灵活。各电源和各回路负荷可任意分配到某一组母线上，能灵活地适应

系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

3、扩建方便。向双母线的左右两侧任何方向扩建均不影响两组母线的电源和负

荷均匀分配，不会引起原有回路的停电，并且布置也方便。

4、便于试验。当个别回路需要单独进行试验时可将该回路分开，单独接至一组

母线上进行。

缺点：

1、增加一组母线和使每回路都增加一组隔离开关，增加了投资。

2、操作复杂。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，易误操作。

为了避免隔离开关误操作，需要在隔离开关同断路器间加设闭锁装置。

适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送功率和穿越功率较大、母线故

障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不答应影响对用户的供电、系统

运行调度对接线的灵活性有一定的要求时采用。

1、6~10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时。

2、35~63KV配电装置，当出线回路数超过8回时；连接的电源较多，负荷较大

时。

3、110~220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110~220KV配电装置

在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。

采用双母线分段时，装设两台母联兼旁路的断路器，这种接线适用于当出线回路

数或母线上电源较多、输送功率和穿越功率较大。

当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。但如为了避免母线故障

而母联断路器拒动时导致全部回路停电，可以考虑在正常运行时把母联断路器和

旁路专用断路器串联使用，可以提高双保险作用如图2-5所示。

假如110~220KV出线回路较多时，则：

1）330／110KV（300~500MVA）降压变电所的110KV配电装置，当进出线总数为

12~16回，仍采用不分段的母线连接。

2）500／220KV（1500MVA）降压变电所的220KV配电装置，当进出线回路数达

14回时，采用三分段的双母线接线；当进出线回路数达16回，采用四分段的双

母线连接，平均每段母线接4~5个回路。

四、双母线旁路母线接线

为了保证采用单母线分段或双母线接线在

• 断路器检修或调试保护装置时，不中断对用户的供电，需增设旁路母线。对

110~220KV线路，输送距离远，输送功率大，停电影响大，一般可装设旁路母线。

这种带专用旁路母线的双母线接线方式可靠性、灵活性高，但设备 ...

• • 断路器检修或调试保护装置时，不中断对用户的供电，需增设旁路母线。

对110~220KV线路，输送距离远，输送功率大，停电影响大，一般可装设旁路母

线。这种带专用旁路母线的双母线接线方式可靠性、灵活性高，但设备投资大，

操作复杂，如图2-6所示。

五、一台半断路器接线（二分之三接线）

一台半断路器是从双母线双断路器接线改进而发展成的，如图2-7所示。

优点：

1、运行调度灵活。正常时两条母线和全部断路器均投入工作，从而形成多环状

供电。

2、操作检修方便。隔离开关仅用检修隔离电源用，避免了将隔离开关作操作用

的大量倒闸操作。当任一母线或任一断路器停电检修时，各回路无需运行切换。

3、具有调度可靠性。每一回路由两台断路器供电，发生线故障时，只需跳开与

此母线相连的所有断路器，任何回路不停电。在事故与检修相生重合情况下的停

电回路不多于两回。

缺点：由于每个回路连接着两台断路器，一台中间联络断路器连接着两个回路，

使继电保护及二次回路复杂化。

六、无汇流母线接线

1、单元接线是电简单的接线。一般发电厂采用较多，指发电机各变压器直接连

接成一个单元，组成发电机-变压器组。特点是接线简单，开关设备少，操作简

便，短路电流减少。

2、桥形接线：适用于只有两台变压器和两条引出线的装置中。接线简单清晰，

设备少，造价低，易于发展成为单母线分段或双母线接线。

3、多角形接线：有3、4、5角形接线，多角形接线的每一边中有一台断路器，

各边连接成闭合的多角环形接线，电源与引出线只经隔离开关接至多角形顶点。

特点是接线简单清晰、操作方便、经济性好；供电可靠性高、运行灵活。缺点是

运行方式改变时支路电流变化大，继电保护整定复杂且难于扩建。只适用于

110KV及以上配电装置中出线回路数不多，不再扩建的配电装置。

小结

变电站的电气主接线应满足供电可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和

扩建的可能性等基本要求。主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的

具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选

择主接线方式。

主接线的形式可概括分为两大类。其一，是有汇流母线式接线，如单母线接线、

双母线接线、一台半断路器接线，4/3台断路器接线，以及变压器母线接线等。

其二，是无汇流母线式接线，如桥式接线、多角形接线、单元接线等。

第三章 变电所电气主接线的设计与选择

第一节 主接线方案的拟定

在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基本要求，

综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理

的主接线方案。

供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的需要，同

时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑：

1、断路器检修时，不影响连续供电；

2、线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，

能否满足重要的I、II类负荷对供电的要求；

3、变电所有无全所停电的可能性；

主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下

操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。

主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可

能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。

一、110KV侧主接线方式拟定

从原始资料可知，110KV进出线为4回路，两回路供电给大型工厂，都为一级负荷，因此，

变电站110KV侧可采用双母线接线方式（如图3-1）或双母线带旁路母线接线方式（如图3-2），

以确保供电的可靠性。

图3-2： 110KV侧双母线带旁路母线接线方式主接线图

二、35KV侧主接线方式拟定

从原始资料可知，35KV母线出线为6个回路，有2回路连接35KV电源，另外4路为二级负

荷，为了保证可靠性和灵活，35KV侧也采用双母线接线方式（如图3-3）或双母线带旁路母

线接线方式（如图3-4）。

三、10KV侧主接线方式拟定

从原始资料可知，10KV母线出线为10回路，6回路为架空线路，4回路为电缆，可采用单

母线分段主接线方式（如图3-5），经济灵活、可靠稳定、便于扩建。

第二节 110KV变电所主接线方案与比较

一、110KV变电所主接线方案

方案一：110KV侧母线采用双母线带旁路母线接线方式；35KV侧母线采用双母线带旁路母线

接线方式；10KV侧采用单母线分段接线方式。如图3-6所示：

方案二：110KV侧母线采用双母线接线方式；35KV侧母线采用双母线接线方式；10KV侧采

用单母线分段接线方式。如图3-7所示：

二、110KV变电所主接线方案的比较

方案一：

110KV采用双母带旁路母线接线方式，35KV也采用双母带旁路母线接线， 110KV进出线为4

回路，两回路一级负荷都为大型工厂供电，考虑到110KV侧的特殊性，装设专用母联断路器

和旁路断路器。

35KV母线出线为6个回路，有2回路连接35KV电源，为了保证供电的可靠性和检修时的灵

活性，特装设专用母联断路器和旁路断路器。

10KV母线出线为10回路，预留2回路，可采用单母分段接线方式。

其接线特点：

1、110KV、35KV都采用双母带旁母，并设专用的旁路断路器，其经济性相对来是降低了，

但是保证了各段出线断路器检修和事故不致影响供电的情况下，而且也不会破双母运行的特

性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即提高了。并且设计专用的旁路断路器，即使

断路器检修或故障时，不致破坏双母接线的固有运行方式，及不致停电，保证供电可靠性。

2、10KV虽然负荷较低，但出线有10回。如采用单母接线时，接线简单清晰，设备少，操

作方便等优点。但如果某一元件故障或检修，均需使整个配电装置停电，将影响全所的照明

及操作电源、控制电源保护等。

10KV采用单母线分段运行时，操作灵活、可靠，

方案二：

110KV、35KV都采用双母不带旁路，断路器检修或故障时，会造成停电，严重情况时：主变

压器进线断路器检修或故障时，影响供电可靠性。

10KV虽然负荷较低，但出线有10回，为了满足所用电的可靠性，有用装设两台所用变压器，

为互备方式运行，其接线方式为单母分段接线方式。

其接线方式的特点：

1、双母不带旁路，其经济性相对来是提高了，但是各段出线断路器检修和事故会影响供电

的情况下，会破双母运行的特性，继电保护也比较容易配合，相对来可靠性即降低了。

2、）10KV为了保证所用电可以从不同段两出线取得电源，同时一段母线发生故障，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。

以上二种方案相比较，方案一的可靠性略高于方案二，其经济性略低于方案二，操作灵活性

居于方案二之上，根据原始资料，方案一满足要求，而且根据可靠性、灵活性、经济性，只

有方案一更适合于本次设计切身利益，故选择方案一。

第三节 变压器的选择

主变的容量、台数，直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础

资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。

一、主变台数的确定

1、选择原则

1）变电站一般装设两台变压器为宜；

2）对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台变压器的

可能性；

3）对于规划只装设两台变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的2级设计，

以便负荷发展时，更换变压器的容量。

2、主变台数的选择

根据原始资料，本变电所为110KV地方变电所，根据电力系统规划，选用两台共35.2MVA

变电器，一次性设计并建成。

二：主变压器容量的确定

1、选择原则

1）主变压器容量一般按变电站建成后5～10年的规划负荷选择，并应考虑变压器正常运行

和事故时的过负荷能力。

2）根据变电站所带负荷的性质和电网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时间内，应保

证对一、二级负荷的供电。对于一般变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能

满足全部负荷的70%~80%。

3）同一电压等级的单台降压变压器的级别不宜太多，推行系列化，标准化。

2、主变压器容量确定

根据选择原则和已确定选用两台主变压器，且计及每台变压器有30%过负荷能力，当一台变

压器单独运行时，要保证全部一、二类负荷（一、二类负荷为85%）的供电能力，能满足全

部的一、二级负荷的电力需要；同时当一台变压器单独运行时，要保证全部负荷的70%~80%

负荷的供电能力（不计过负荷能力）。每台主变压器的容量按以下公式计算：

110KV侧负荷的最大容量计算：S1max＝2*30000/0.85＝70.6MVA

35KV侧负荷的最大容量计算：S2max＝4*7000/0.85=24.7MVA

10KV侧负荷的最大容量计算：

S3max＝

(6*2500+4*1500+20+4.5+0.15*36+2.6+15+1+6+4.5+4.5*2+2.5)/0.8=26.4MVA

通过变压器容量计算：S=(S2max + S3max)K=(24.7+26.4)*0.9=45.99MVA

所以一台主变应承担的系统容量为：Sn=0.7S=0.7*51.1=32.19MVA

变压器型号：SFSZQ-40000/110

7

变压器各侧容量比为：100/100/100

其参数为：

额定容量（kVA）：40000；

额定电压（KV）：高压：110±8×1.25% 中压：38.5±5% 低压：10.5

空载电流：1.1%

空载损耗（KW）：60.2

负载损耗KW：210

阻抗电压：10.5%（高-中）、17.5%（高-低）、6.5%（中-低）

3、主变绕组连接方式

变压器的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接

方式只有Y和△，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110KV及以上电压，

变压器绕组都采用Y0连接；35KV也采用Y连接。

由以上所知，变电所110KV宜采用Y0接线，35KV侧采用Y连接，10KV侧采用△接线。

4、主变中性点的接地方式

选择电力网中性点接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水

平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器的运

行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和

直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地

与否，决定于主变压器中性点运行方式。在本设计中110KV采用中性点直接接地方式，35KV、

10KV采用中性点不接地方式。

5、主变的调压方式

《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）第五章第三节规定：调压方式变压器的电压调

整是用分接开关切换变压器分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带

电切换称为无励磁调压，调压范围通常在正负5%以内，另一种是带负荷切换，称为有载调

压，调压范围可达到正负30%。对于110KV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压

器采用有载调压。由以上所知，本变电所的主变压器宜采用有载调压方式。

6、变压器冷却方式选择

参考《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）第五章第四节，主变一般的冷却方式有以

下几种类型；

1）自然风冷却，适用于小型变压器；

2）强迫风冷却， 适用于中、小型变压器；

3）强迫油循环水冷却，用于大容量变压器，且水源充足的变电所；

4）强迫油循环风冷却，适用于大容量变压器；

5）强迫油循环导向冷却，用于大型变压器。

根据该变压器的容量，本变电所中主变冷却方式宜采用强迫油循环风冷却。

三：变电所用变压器选择

变电站所用变的总容量为：

S总 =（20+4.5+0.15*36+2.6+15+1+6+4.5+4.5*2+2.5）/0.825=85.5KVA

考虑一定的所有负荷增长裕度，所有变10KV侧选择两台S9-M-125型号低损耗全

密封波纹油箱配电变压器；互为备用。

其参数如下所示：

额定容量（kVA）：125

额定电压（KV）：高压：10±5% 低压：0.4

空载电流：1.5%

空载损耗KW： 0.34

负载损耗KW：1.8

短路阻抗：4%

联接组别：Y,yn0

小结

变电站主接线方式关系到整个电力系统的可靠性、灵活性及经济性。是变电站设计的首要任

务，也是构成电力系统的主要环节。我们应当根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、

出线回路数等条件和具体情况确定变电站主接线方式。

变电站使用的电力变压器有主变压器、联络变压器以及厂用变压器之分。各自的容量、形式

及台数的选择和连接点的确定，直接影响着主接线的可靠性、灵活性和经济性，务必根据接

线形式和特点合理选择变压器容量和形式。

第四章 短路电流计算

第一节 短路计算的目的及假设

一、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节

其计算目的是：

1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电

流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。

2、在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同

时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。

3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。

4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。

5、按接地装置的设计，也需用短路电流。

二、短路电流计算的一般规定

1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规

划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5～10年）。确定短

路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能

并列运行的接线方式。

2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机

的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路

电流为最大的地点。

4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。

三、短路计算基本假设

1、正常工作时，三相系统对称运行；

2、所有电源的电动势相位角相同；

3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；

4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

5、元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；

6、系统短路时是金属性短路。

第二节 短路电流计算的步骤

目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如

下：

1、选择要计算短路电流的短路点位置；

2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；

1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；

2）选取基准容量 和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；

3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；

4）由上面的推断绘出等值网络图；

3、对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电

流对短路点的电抗标幺值，即转移电抗；

4、求其计算电抗；

5、由运算曲线查出短路电流的标么值；

6、计算有名值和短路容量；

7、计算短路电流的冲击值；

1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电

流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。

标幺值：I d =

*

有名值：Idi = Id*I j

2）计算短路容量，短路电流冲击值