毕业设计开题报告
电气工程及其自动化 110KV变电站电气主接线设计
一、 选题的背景、意义
电气主接线也称电气主系统或电气一次接线，它是有电气一次设备按电力生产的顺序和功能要求连接而成的接受和分配的电路，是发电厂、变电站电气部分的主体，也是电力系统网络的重要组成部分。
变电站的电气主接线应该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、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠性、运行灵活性、检修操作方便、节约投资、便于过渡等要求。
（1）供电可靠性。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线能可靠地工作，以保证对用户不间断供电。评价电气主接线可靠性的标志是：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；线路或母线发生故障时应尽量减少线路的停运回路数和主变的停运台数，尽量保证对重要用户的供电；尽量避免变电站全部停运的可能性。
（2）运行检修的灵活性。主接线应满足在调度、检修的灵活性，调度运行中应可以灵活地投入和切除变压器和线路，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求，实现变电站的无人值班。检修时，可以方便地停运断路器、母线和继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行和对用户的供电。
（3）适应性和可扩展性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平的变化，满足供电需求，扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线，在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。
（4）经济合理。主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，要求做到经济合理。①投资省，即变电站的建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用应节省，采用不同的接线方式，其投资具有明显的不同；②占地面积小，主接
线设计要为配电装置创造条件，采用不同的接线方式，配电装置占地面积有很大的区别；③能量损失小。
国家电网公司对城市电网规划提出的总目标是，优化电网结构、提高电网科技含量，建设国际“一流”的城市电网，适应各地区经济社会发展的需要和供电企业自身发展的需要。
高压配电网是联接输电网与中压配电网的桥梁，其结构性能与功率的合理分配密切相关，关系到供电的可靠性和电网建设的经济性。高压配电网主要包括高压线路及变电站，变电站主接线及变电站间的点线连接方式决定了电网结构。高压配电网中变电站电压等级主要为110kV。因此，110kV 变电站一次侧接线方式的选择至关重要。
二、相关研究的最新成果及动态
1、对于不同变电站其一次接线、变压器及配电装置的选择
根据变电站的不同，将其分为以下几类：：A 类为户外变电站，编号为A-1~A-3；B 类为户内变电站，编号为B-1~B-5；C 类为半地下变电站，编号为C-1~C-2。 方案选择如下（方案编号、主变台数及容量、电气主接线型式、配电装置型式）：
A-1 1/2 台，31.5MVA 110kV单母线分段，35kV单母线分段，10kV单母线分段110kV户外软母中型，35kV户外软母半高型，10kV户内开关柜
A-2 1/2台，40MVA 110kV内桥，35kV单母线分段，10kV单母线分段 110kV户外改进半高型，35、10kV户内开关柜
A-3 2/3台，50MVA 110kV线路变压器组，10kV单母线分段 110kV户外中型，10kV户内开关柜
B-1 2/2台，50MVA 110kV内桥，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV户内开关柜
B-2 2/3台，50MVA 110kV线路变压器组，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV 户内开关柜
B-3 2/2台，50MVA 110kV内桥，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV户内开关柜
B-4 2/3台，50MVA 110kV线路变压器组，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV户内开关柜
B-5 2/3台，50MVA 110kV环入环出，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV户内开关柜
C-1 2/3台，50MVA 110kV线路变压器组，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV户内开关柜
C-2 2/4台，50MVA 110kV单母线分段，10kV单母线分段 110kV户内GIS，10kV 户内开关柜
2、变电站的防雷与接地
变电站遭受的雷害事故主要来自：一是雷直击于变电站的电气设备上；二是输电线路在雷电时产生感应雷过电压或遭雷击时产生直击雷过电压形成的雷电波沿着线路侵入变电站。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线，对雷电侵入波防护的主要措施是采用避雷器限制过电压幅值，同时辅之以相应措施，以限制流过避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。
（1）变电站的直击雷防护对于全户内站，直击雷防护采取在变电站主控楼顶设置环型避雷带。对于其它类型的变电站，目前较多的采用避雷针来进行保护。独立避雷针与配电装置带电部分、变电站电气设备接地部分、构架接地部分之间的空中距离不宜小于5m，独立避雷针的接地装置与主接地网的地中距离不宜小于3m。对于35kV 及以下变电站，因其配电装置的绝缘较弱，应装设独立避雷针；110kV 及以上变电站，在土壤电阻率ρ≤1000Ω·m 时，可将避雷针装于配电装置的构架上，但是由于主变压器的绝缘较弱，为了保证主变压器的安全，不允许在主变压器的门型构架上装设避雷针。对于避雷针的保护范围，在此列出单支避雷针的保护范围如下：
r=（1.5h-2hx）p
式中，r 为保护半径，h 为避雷针的高度；hx 为被保护物高度； p为影响系数。
（2）变电站的雷电侵入波防护变电站限制雷电侵入波的主要措施是装设避雷器，目前多采用氧化锌避雷器取代阀型避雷器将避雷器并联装设在被保护设备的附近，当电压超过一定值时，避雷器动作先导通放电，从而限制了被保护设备的过电压值，达到保护高压电气设备的目的。另一保护措施是与避雷器相配合的