110KV变电站一次设计文献综述[五篇范例]

第一篇：110KV变电站一次设计文献综述

110kV变电站电气一次系统设计

一、选题意义

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划[1]。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，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、[2]优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面

[3]积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。

二、变电站建设的国内外现状和发展趋势

为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。

1、无人值守变电站：

同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站

[4]之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1提高了运行可靠性；2加快了事故处理的速度；3提高了劳动生产率；4降低了建设成本。[5]

2、城市变电站建设

随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在多种变电站的型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年中得到飞速发展。由于户内变电站允许安全净距小且可以分层布置而使占地面积较小。室内变电站的维修、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。

3、数字化智能变电站

在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入新阶段[7][6]。变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。它以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。随着智能化开关，光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真这些新技术的日趋成熟以及广泛应用必将对现有变电站自动化技术产生深刻的影响，带来全数字化的变电站新概念。2009年9月11日华北电网首家220千伏数字化智能变电站郭家屯变电站正式启动，它的建成对国内数字化变电站技术的发展及智能电网的建设具有重要意义

三、变电站设计内容及原则 1、110kV变电站电气一次系统设计主要包括以下步骤：电气主接线设

[11]计、配电装置、电气平面布置、系统保护、电气设备选择。

[12]

2、变电站设计原则：

(1)足够的变电容量以满足供电区域内中长期规划预测的负荷要求；(2)结构紧凑，设备体积小，占地面积小；

(3)自动化程度高，通信误码率低，可靠性高；(4)可靠灵活的主接线方式；

(5)主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低。

在变电站设计中要考虑到雷电对变电站的危害，在变电站中至少要安装一台避雷器来保护变压器，最佳选择是在变电站入口处安装避雷器。此时，即使在瞬时有极高电流出现，也能最大限度地保证变压器上的电压水[13]平在安全极限内。

变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份成功的变电站设计方案可以在实际工程中取得最优的效益:增加系统

[10]

[9]

[8]

。的可靠性，节约占地面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳，保证较高的经济效益和社会效益。参考文献：

[1]刘娅.11OKV变电站部分电气一次设计浅析.民营科技, 2009（6）：2-38 [2]饶 莹,郭 炜,徐鑫乾.110／20 kV变电站电气一次部分设计.电力设备，2008（9）：11-13 [3]张宏阳.浅谈220kV变电站设计思路及实践.科技咨讯，2009（18）：128-128 [4]陈志军.国内外变电站无人值守的比较与思考.广东电力,2006（19）：35-38 [5]李啸骢,王佩璋.冯大千.叶涟远.无人值班变电站的发展意义以及建设中的几点建议.广西电力技术，1998（3）:39-43 [6]秦建新.城市变电站的发展趋势及其特点.天津电力技术, 2002（2）：10-12 [7]刘贞,殷小虹.智能变电站的实现.科技前沿，2009（36）：26-26 [8]徐景隆.变电站自动化发展趋势分析.科学实践，2009（28）：307-308 [9]金旭东.数字化变电站介绍.江苏电机工程，2007（21）：38-40 [10]马瑾瑜.华北电网首家220千伏数字化智能变电站启动.华北电业，2009（5）：55-55 [11]陈月娥.有关22O kV变电站设计思路的分析.广东科技,2008（12）：129-130 [12]林济涛.220kV城市变电站电气系统设计的探讨.沿海企业与科技, 2009（8）：106-107 [13] M.H Mohammed Ariff, M.Z.A Ab Kadir, J.Jasni, R.Mesron , M.T Salahuddin ,J.Lamsi.“Evaluation and Assessment of

ndTransformerFailure on 132kV Substation”.2 IEEE International Conference on Power and Energy,2008 [14] Roger A.Hedding(ABB Inc.)WI, Setherman Ganessan(ABB Ltd.)India.“Perspectives on Substation Design Based on Functionality of Modern Relays”

第二篇：110KV变电站一次设计文献综述

110kV变电站电气一次系统设计

一、选题意义

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划[1]。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，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路[2]。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益[3]。

二、变电站建设的国内外现状和发展趋势

为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。

1、无人值守变电站：

同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异[4]。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1提高了运行可靠性；2加快了事故处理的速度；3提高了劳动生产率；4降低了建设成本。[5]

2、城市变电站建设

随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在多种变电站的型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年中得到飞速发展[6]。由于户内变电站允许安全净距小且可以分层布置而使占地面积较小。室内变电站的维修、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。

3、数字化智能变电站

在变电站自动化领域中，智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入新阶段[7]。变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。它以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用[8]。随着智能化开关，光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真这些新技术的日趋成熟以及广泛应用必将对现有变电站自动化技术产生深刻的影响，带来全数字化的变电站新概念[9]。2009年9月11日华北电网首家220千伏数字化智能变电站郭家屯变电站正式启动，它的建成对国内数字化变电站技术的发展及智能电网的建设具有重要意义

三、变电站设计内容及原则 1、110kV变电站电气一次系统设计主要包括以下步骤：电气主接线设计、配电装置、电气平面布置、系统保护、电气设备选择。[11]

2、变电站设计原则[12]：

(1)足够的变电容量以满足供电区域内中长期规划预测的负荷要求；(2)结构紧凑，设备体积小，占地面积小；(3)自动化程度高，通信误码率低，可靠性高；(4)可靠灵活的主接线方式；

(5)主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低。

在变电站设计中要考虑到雷电对变电站的危害，在变电站中至少要安装一台避雷器来保护变压器，最佳选择是在变电站入口处安装避雷器。此时，即使在瞬时有极高电流出现，也能最大限度地保证变压器上的电压水平在安全极限内[13]。

变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份成功的变电站设计方案可以在实际工程中取得最优的效益:增加系统的可靠性，节约占地面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳，保证较高的经济效益和社会效益。参考文献：

[1]刘娅.11OKV变电站部分电气一次设计浅析.民营科技, 2009（6）：2-38 [2]饶 莹,郭 炜,徐鑫乾.110／20 kV变电站电气一次部分设计.电力设备，2008（9）：11-13 [3]张宏阳.浅谈220kV变电站设计思路及实践.科技咨讯，2009（18）：128-128 [4]陈志军.国内外变电站无人值守的比较与思考.广东电力,2006（19）：35-38 [5]李啸骢,王佩璋.冯大千.叶涟远.无人值班变电站的发展意义以及建设中的几点建议.广西电力技术，1998（3）:39-43 [6]秦建新.城市变电站的发展趋势及其特点.天津电力技术, 2002（2）：10-12 [7]刘贞,殷小虹.智能变电站的实现.科技前沿，2009（36）：26-26

[10]

。[8]徐景隆.变电站自动化发展趋势分析.科学实践，2009（28）：307-308 [9]金旭东.数字化变电站介绍.江苏电机工程，2007（21）：38-40

[10]马瑾瑜.华北电网首家220千伏数字化智能变电站启动.华北电业，2009（5）：55-55 [11]陈月娥.有关22O kV变电站设计思路的分析.广东科技,2008（12）：129-130 [12]林济涛.220kV城市变电站电气系统设计的探讨.沿海企业与科技, 2009（8）：106-107 [13] M.H Mohammed Ariff, M.Z.A Ab Kadir, J.Jasni, R.Mesron , M.T Salahuddin ,J.Lamsi.“Evaluation and Assessment of TransformerFailure on 132kV Substation”.2nd IEEE International Conference on Power and Energy,2008 [14] Roger A.Hedding(ABB Inc.)WI, Setherman Ganessan(ABB Ltd.)India.“Perspectives on Substation Design Based on Functionality of Modern Relays”

[15] A.Goikoetxea,J.A.Barrena,M.A.Rodriguez, G.Abad.“Active Substation design to maximize DG Integration”.Paper accepted for presentation at 2009 IEEE Bucharest Power Tech Conference

第三篇：110kV变电站电气一次系统设计文献综述

110kV变电站电气一次系统设计文献综述

一、引言

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。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，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。

二、什么叫变电站

变电站是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。

变电站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。变电站主要组成为：馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），站用变，电压互感器TV（PT）、电流互感器TA(CT），避雷针。

变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(27.5kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站。

变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。目前分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流[3]。

三、研究的主要内容

设计110kV变电站，电压等级为110/35/6kV，进出线数2/4/11。

35kV侧：最大35MW，最小15MW，Tmax=5200小时，cosφ=0.90

6kV侧：最大12MW，最小6MW，Tmax=5000小时，cosφ=0.85

出线情况：

110kV侧：2回（架空线）；LGJ-240/35km。

35kV侧：2回（架空线);

6kV侧：15回（电缆）。

电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[4]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[5]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。

（1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。（2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。（3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。（4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考虑确定[3]。

四、主要设计内容

随着社会经济的快速发展,社会对电力供应安全、可靠的要求越来越高.为满足用电需求,对电力企业而言,每年都要进行变电站新建、扩建和主变压器增容等工程建设,其中主变压器容量的选择是必须考虑的问题.容量选择过大,增加主变压器本身和相关设备购置和安装、运行维护的投入,造成资金浪费;容量选择过小,不能满足负荷的需求,使主变压器过载运行,造成设备损坏,影响变电站对外安全可靠供电;主变压器容量选择得当,有利于降损节能,达到主变压器的经济运行,可以节约主变压器及其配套装置的一次性投资和减少运行、维护的费用[6].负荷的计算和主变的选择：

(1)负荷的计算和无功补偿

本变电所的电压等级为 110/35/6kV，主要的负载在 35kV 和 6kV 的线路上。负荷的计算就是把 35kV 和 6kV 电压等级上的总的负载算出来。一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变

压器的容量减小，降低了成本[17]。另一方面，为使变电所的功率因数不低于 0.9，要对系统进行无功补偿，也就是把 35kV 和 6kV 线路上负载的功率因数从 0.8 提高到 0.9，而在具体的补偿中，使用并联电容器的补偿方式[12]。

(2)主变压器的容量选择

在本设计中，为了满足运行的灵敏性和供电的可靠性，应选两台三绕组变压器，主变压气容量应根据 5—10 年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力[15]。所以每台变压器的额定容量按 Sn0.7PM（PM 上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量）选择，同时每台主变压器的容量不应小于一、二级负荷之和，依据上述要求选择所用变压器的型号[16]。

主接线设计的基本要求为：

(1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。

(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电站的扩建。

(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。

(4)简化主接线。配网自动化、变电站无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。

(5)设计标准化。同类型变电站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[3]。

变电所主要电气设备及其作用：

(1)高压断路器（或称高压开关）线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，用来切断巨大的短路电流。断路器具有良好的灭弧装置和较强的灭弧能力。按灭弧介质划分，断路器分为油断路器、空气断路器、SF6断路器等。

(2)负荷开关 线路正常时，用来通断负荷电流，但不能用来切断短路电流。负荷开关只有简易的灭弧装置，其灭弧能力有限。负荷开关在断开后具有明显的断开点。

(3)隔离开关（或称高压刀闸）隔离开关没有灭弧装置，其灭弧能力很小。仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检修人员的工作安全。

(4)高压熔断器 在过负荷或短路时，能利用熔体熔断来切除故障。在某些情况下，熔断器可与负荷开关或隔离开关配合使用，以代替价格昂贵的高压断路器，以节约工程投资[11]。

(5)电流互感器 将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A[7]，使用中二次侧不允许开路。

(6)电压互感器 将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用。电压互感器二次侧额定电压通常为100V[7]，使用中二次侧不允许短路。

(7)避雷器 避雷器主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压可操作过电压，以保护电器设备免受损害。

(8)所用变压器 向变电所内部动力及照明负荷、操作电源提供电力[8]。

如上所述，各种电器对我们的变电站设计都有至关重要的作用。所以合理的配置是关键中的关键。

短路电流的计算：短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电保护的设计和调整[13]。对于整个电网来说，要考虑在不同地点同时发生短路时的情况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算[18]。

一次设备的选择与校验： 按正常运行的条件进行选择，对 110kV、35kV 和 6kV 的母线按经济的电流密度算出其截面，按照截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必须大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满足设计的要求，校验时遵循短路时的情况来校验[14]。变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，并在在保证可靠性的前提下力求经济性[9]。防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成[10]。避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据公式进行，校验是否在保护范围之内[10]。同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。

五、结束语

变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份成功的变电站设计方案可以在实际工程中取得最有的效益，增加系统的可靠性，节约占地面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳保证较高的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]饶莹，郭炜，徐鑫乾，110/20kV变电站电气一次部分设计。电力设备，2008

[2]张宏阳，浅谈220kV变电站设计思路及实践。科技咨询，2009（18）

[3]35～110KV变电所设计规范 GB50059-92

[4] 蔡伟君,电站电气装置型式变化情况及前景探讨.《广东科技》

[5]熊信银,范锡普.《发电厂电气部分》.中国电力出版社

[6]董征森 浅谈主变压器容量的选择。农村电工，2011, 19(11)

[7]王宁会.《电气工程常用数据速查手册》.中国建材工业出版社

[8]卓乐友.《电力工程电气设计》.中国电力出版社

[9]郭仲礼,于曰浩.《高压电工实用技术》.机械工业出版社

[10]隋振有.《中低压配电实用技术》.机械工业出版社

[11] 刘从爱,徐中立。《电力工程》.机械工业出版社

[12]王锡凡。电气工程基础。西安交通大学出版社

[13]张惠刚。变电站综合自动化原理与系统。北京：中国电力出版社

[14]西安理工大学 余健明,同向前,苏文成.《供电技术》.机械工业出版社

[15]胡志光。发电厂电气设备及运行。北京：中国电力出版社

[16]] J.Duncan Glover,Power System Analysis and Design,China Machine Press.2004

[17]F C Schweppe,M C Caramanis,R D Tabors,R E Bohn.Spot Pricing of Electricity.London:Kluwer Academic Publishers,1988.[18]A.Goikoetxea,J.A.Barrena,M.A.Rodriguez,G.Abad.“Active Substation

design to maximize DG Integration”.Paper accepted for presentation at 2009 IEEE Bucharest Power Tech Conference

第四篇：某110KV变电站电气一次部分设计文献综述

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摘要：电能的开发和利用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。它消除了黑夜对人们生活和生产劳动的限制，大大延长了人类用于创造财富的劳动时间，改善了劳动条件，丰富了人们的生活。在现代文明中，电是不能被贮存的，只能当时生产然后马上投入使用。所以，在电力系统中，变电站是不可或缺的。

关键词：变电站的性质 设计 目的及意义

电能与国民经济发展的关系极为密切。国民经济发展越快，现代化水平就越高，对电能的需求量也就越大。电力工业的使用范围不断扩大，电能的消费量不断上升。世界能源消耗变化总趋势是电能将成为主要能源。世界各国都把电能消费占能源消费的比重和电力工业的发展速度，作为衡量国家经济发展和现代化水平的标志，所以发展电力是当今世界每个国家的重点。电力工业已经成为国民经济中具有社会公益性和发展先行性的国民经济基础行业，关系着国家工业生产的命脉，是实现国家经济发展现代化的战略重点。而变电站在电力系统中占有重要的地位。

现如今，电力工业在整个工业中所占比例也逐渐加大，各类发电厂、变电站分工完成整个系统的发电、变电和配电的任务。变电站更是电力系统的中间传输者，而它的设计更是电力工业建设中不可去除的项目。而变电站的设计内容多，范围涵盖广，对于不同电压等级、不同类型和不同性质负荷的变电站在设计的时候，侧重点也会有所差异。

一、变电站的设计

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能的场所，它控制着电力的流向和调整电压的电力设施，通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力工业的发展正飞速发展，对变电站的设计提出了更高的要求，使其能跟上发展的需要，满足整个工业的需求。

综合我国的电力工业现况，以为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能为前提，优化各个电压等级的变电站，体现安全、可靠、经济和先进。一般的变电站的设计主要包括一下几个方面：

1.对拟定建设的变电站进行一定的分析和补充： 分析电源、电力系统和负荷情况，对当地的环境条件进行补充。然后在来制定无功平衡方案，决定各变电站的电容补偿容量，选择主接线方案。

2.主变压器的选择：

变压器是变电站的主要设备，按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分列式等型式。

为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。

3.电压及电流互感器：

电压和电流互感器是测量一次电压和电流量的仪表，在额定情况下电压互感器的额定电压是100V，电流互感器的额定电流是5A或1A。

4.开关设备

它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。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。

隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。

负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10KV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。

为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。它把断路器、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。这种组合电器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，具有发展前景。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。5.防雷

现在用得最多的防雷设备是金属氧化锌避雷器，同时还有避雷针。它们都是防止直击雷引起输电线路产生雷电过电压，将直击雷引入到大地。另外，在断路器合闸的时候也会产生过电压，它其实是一种电能的冲击。而这种冲击不及时消除也会造成严重的后果。避雷器就可以在产生过电压之后，如果超过了它的限值，它就自动对地放电同时自动灭弧。

二、变电站的分类

1.按变电站的建造规模及系统中的地位(1)系统枢纽变电站

枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220KV、330KV(仅西北电网)和500KV，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。

枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。(2)地区一次变电站

地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。电压等级一般采用220KV或330KV。

地区一次变电站主变压器容量较大，出线回路数较多，对供电的可靠性要求也比较高。

(3)地区二次变电站

地区二次变电站由地区一次变电站受电，直接向本地区负荷供电，供电范围小，主变压器容量与台数根据电力负荷而定。

全站停电后，只有本地区中断供电。(4)终端变电站

终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。

2.按安装位置(1)室外变电站

室外变电站除控制、直流电源等设备放在室内外，变压器、断路器、隔离开关等主要设备均布置在室外。这种变电站建筑面积小，建设费用低，电压较高的变电站一般采用室外布置。

(2)室内变电站

室内变电站的主要设备均放在室内，减少了总占地面积，但建筑费用较高，适宜市区居民密集地区，或位于海岸、盐湖、化工厂及其他空气污秽等级较高的地区。

(3)地下变电站

在人口和工业高度集中的大城市，由于城市用电量大，建筑物密集，将变电站设置在城市大建筑物、道路、公园的地下，可以减少占地，尤其随着城市电网改造的发展，位于城区的变电站乃至大型枢纽变电站将更多的采取地下变电站。这种变电站多数为无人值班变电站。

(4)箱式变电站

箱式变电站又称预装式变电站，是将变压器、高压开关、低压电器设备及其相互的连接和辅助设备紧凑组合，按主接线和元器件不同，以一定方式集中布置在一个或几个密闭的箱壳内。箱式变电站是由工厂设计和制造的，结构紧凑、占地少、可靠性高、安装方便，现在广泛应用于居民小区和公园等场所。

箱式变电站一般容量不大，电压等级一般为3kv~35kv，随着电网的发展和要求的提高，电压范围不断扩大，现已经制造出了132kv的箱式变电站。

箱式变电站按照装设位置的不同又可分为户外和户内两种类型。(5)移动变电站

将变电设备安装在车辆上，以供临时或短期用电场所的需要。

3.按变压器的功能划分(1)升压变电站

升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。

(2)降压变电站

与升压变电站相反，是把高电压变为低电压的变电站，在电力系统中，大多数的变电站是降压变电站。

三、今后变电站的变化趋势

现如今，各个地区的变电站都正在尝试着一种改革，那就是综合自动化，用微机编程来执行原来值班人员的工作，它要求安全、灵活、可靠。这可以减少电力部门在安检中发生事故的概率。一般说来，变电站自动化公司只负责变电站的保护和监控系统，那么要想实现变电站的综合自动化，需要改造原主变的档位变送系统和测温系统、接地补偿装置、接地选线装置、无功补偿及电压调整等设备，这些设备要改造为具备“四遥”功能，其接口方式、通讯规约必须与保护、监控系统相统一，才能构成完整的变电站综合自动化。这是一项重要的工作，需要在各厂家间做大量的组织协调工作。而综合自动化功能要求则采用分布式变电所综合自动化系统，系统从整体上分为三层：变电站层、通讯层、间隔层。对于系统功能要求，通过测控装置进行实现数据的采集和处理，直流测量、所用电测量10kV-110kV母线电压测量采用综合测控单元。监控系统通过以上数据采集，产生各种实时数据，供数据库更新。除此之外，还应同时具备以下功能：事故报警和预告报警功能，事件顺序记录和事故追亿功能，断路器、有载调压开关、主变中性点刀闸的控制功能，管理功能，画面显示和打印功能，系统自诊断和自恢复功能等。

其次，对保护及自动装置的要求也有明确的规定。保护测控功能合二为一的装置，要求保护功能独立，即有独立的变流电流、电压输入回路，各种开关量输入应不经自动化系统及其通信网，而直接接入装置，保护测控装置不与监控设备联网时应能独立动行，各种保护功能（速断、过流、重合闸、低周减载等）均可单独投退。

现在，我们所学的课程都在向着自动化看齐，这就要求我们要温故知新。把三年所学都融入到今后的工作实践中去。同时，还要牢牢掌握计算机的编程工作。还望为以后的科研工作做一点小小的贡献。

参考文献

[1]《电力工程设计手册》第一册、第二册 上海科技出版社 [2]熊信银 《发电厂电气部分》（第三版）中国电力出版社.[3] 韩笑 《电力工程专业毕业设计指南 继电保护分册》 中国水利电力出版社 [4]孟祥萍 《电力系统分析》 高等教育出版社

[5]弋东方 [6]熊信银

《电力工程电气设计手册》（电气一次部分）

《电气工程概论》

中国电力出版社

中国电力出版社

第五篇：变电站设计文献综述 毕业设计

文献综述

摘要：随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。降压变电所正朝着高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

关键字：发展 变电站 高效 稳定 重要作用

本课题来源及研究的目的和意义

我国的变电站发展，至今为止，大约可以分为二个阶段：第一个阶段80年代末，我国的电网相当薄弱，南北电网处于分割状态，供需矛盾非常突出，随时都会拉闸限电；第二阶段，90年代中期，随着综合自动化变电站的建立，从35KV变电所到110KV甚至500KV的综合自动化变电站建立投用，我国的电力事业发生明显变化。

近年来，电网日益坚强，科技不断进步，变电站有着飞速的发展，变电站实现集控化已成为变电站的一种发展趋势。近年来，各国均对变电站的设计及使用技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，离高效稳定节能的标准逐渐缩小距离。

现在是跨世纪的时代，科技的发展使变电站设备的科技含量也越来越高，新型的、多功能的变电站设备也相继出现。如沈阳昊诚ZB-F系列箱式变，体积仅为国产常规箱式变的1/3～1/5；安全性高，产品无裸露带电部分，为全封闭、全绝缘结构，完全能达到零触电事故；防渗漏、防腐蚀。河北电力设备厂生产的10～110kV箱式变，设有“四遥”可无人值守。VFI(Vacuum Fault Interrupter Transformer)美式箱式变也以其独到的优势挤身于中国市场，如：最大容量可达10000kVA，可用手动或电动操作，并进而与SCADA系统结合，使技术逐步升级。

此外，近年来, 计算机技术和电子信息技术在电力建设中的应用越来越广泛, 变电站自动化技术也已经达到一定的水平, 随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟, 以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用, 势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响, 全数字化的变电站自动化系统也即将出现。

电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到重要作用。与社会经济和社会发展有着十分密切的关系，它不仅是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。随着我国经济的发展，对电的需求量不断扩大，电力销售市场的扩大又刺激了整个电力生产的发展。

随着科学技术的发展和能源经济利用的需要，变电站的设计在逐步向经济、稳定的方向发展。迄今为止，变电所的更新设计在国内外也正在逐渐形成一个与人类生活密不可分的行业。优良更新的设计不仅具有标准化、高效化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约有效利用资源的原则,更适合当代社会发展的要求。所以是今后电力技术的一个重要发展方向。

变电站的发展现状

变电站自动化技术经过10 多年的发展已经达到了一定的水平, 在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术, 实现无人值班, 而且在220kV 及以上的超高压变电站建设中也大量采用综合自动化新技术, 从而提高了电网建设的现代化水平, 增强了输配电的可能性, 降低了变电站建设的总造价。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用, 势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响, 全数字化变电站自动化系统即将出现。

数字化变电站自动化系统发展中的主要问题：数字化变电站自动化系统的研究目前处于基础阶段, 主要集中在过程层方面, 诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。目前存在的主要问题是: ①研究开发过程中专业协作需要加强, 比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关。②材料器件方面的缺陷及改进。③试验设备、测试方法、检验标准, 特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。

我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20 MW及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。我国在城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实,也是目前变电站建设的主要模式.综合自动化的系统性要求极强,特别是结合了全站的操作防误系统,要求变电站建设一期工程越齐越好,而这在高电压等级的变电站建设中几乎是不可能的；扩建工程的操作防误闭锁逻辑实际验证困难,特别是牵涉到母线类的；一次设备电动操作全部受控于监控系统.监控系统的误动出口必须绝对禁止,对IO设备的运行可靠性要求很高；这是目前国内外在变电所设计中所面临的问题与挑战。变电所综合自动化已成为当前变电所设计应用中的热门课题和发展的必然趋势。

在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统（DMS），其功能已多达140余种。从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配电系统自动化所有层次的需要。在一个配电自动化系统内，往往由多种通信技术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需要采用合适的通信方式。

研究内容

变电站设计主要根据用电的要求电压等级来选择合理的变压器和母线的设置，来实现变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，通过变压器将各级电压的电网联系起来。主要解决的问题有：

1、变压器的选择

2、母线的选择

3、短路电流的计算

4、继电保护装置的选择

5、隔离开关、断路器的选择

6、避雷装置的选择

7、输电线的选择

8、电流电压互感器的选型

9、一次接线图、二次接线图的绘制

对专变电站设计，可以了解变电所在变换和分配电能中的作用：可靠地保证整个电力系统的安全运行与经济效率，通过变电站的合理设计和配置充分发挥电网的稳固性、可靠性和持续性。

随着社会的发展，科技的不断提高，众多技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在电气行业中，使之更好的为我们服务，这还需要电气行业人员不断的努力，开拓创新。

参考文献：

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外文文献

General Requirements to Construction of Substation

Substations are a vital element in a power supply system of industrial enterprises．They serve to receive，convert and distribute electric energy.Depending on power and purpose ,the substations are divided into central distribution substations for a voltage of 110-500kV;main step-down substations for110-220/6-10-35kV;deep entrance substations for 110-330/6-10Kv;distribution substations for 6-10Kv;shop transformer substations for 6-10/0.38-0.66kV.At the main step-down substations, the energy received from the power source is transformed from 110-220kV usually to 6-10kV(sometimes 35kV)which is distributed among substations of the enterprise and is fed to high-voltage services.Central distribution substations receive energy from power systems and distribute it(without or with partial transformation)via aerial and cable lines of deep entrances at a voltage of 110-220kV over the enterprise territory.Central distribution substation differs from the main distribution substation in a higher power and in that bulk of its power is at a voltage of 110-220kV;it features simplified switching circuits at primary voltage;it is fed from the power to an individual object or region.Low-and medium-power shop substations transform energy from 6-10kV to a secondary voltage of 380/220 or 660/380.Step-up transformer substations are used at power plants for transformation of energy produced by the generators to a higher voltage which decreases losses at a long-distance transmission.Converter substations are intended to convert AC to DC(sometimes vice versa)and to convert energy of one frequency to another.Converter substations with semiconductor rectifiers are convert energy of one frequency to another.Converter substations with semiconductor rectifiers are most economic.Distribution substations for 6-10kV are fed primarily from main distribution substations(sometimes from central distribution substations).With a system of dividing substations for 110-220kV, the functions of a switch-gear are accomplished by switch-gears for 6-10kV at deep entrance substations.Depending on location of substations their switch-gear may be outdoor or indoor.The feed and output lines at 6-10kV substations are mainly of the cable type.at 35-220kV substations of the aerial type.When erecting and wiring the substations ,major attention is given to reliable and economic power supply of a given production.Substations are erected by industrial methods with the use of large blocks and assemblies prepared at the site shops of electric engineering organizations and factories of electrical engineering industry.Substations are usually designed for operation without continuous attendance of the duty personnel but with the use of elementary automatic and signaling devices.When constructing the structural part of a substation.it is advisable to use light-weight industrial structures and elements(panels ,floors ,etc.)made of bent sections.These elements are pre-made outside the erection zone and are only assembled at site.This considerably cuts the terms and cost of construction.Basic circuitry concepts of substations are chosen when designing a powersupply system of the enterprise.Substations feature primary voltage entrances.transformers and output cable lines or current conductors of secondary voltage.Substations are mounted from equipment and elements described below.The number of possible combinations of equipment and elements is very great.Whenelaborating a substation circuitry ,it is necessary to strive for maximum simplification and minimizing the number of switching devices.Such substations are more reliable and economic.Circuitry is simplified by using automatic reclosure or automatic change over to reserve facility which allows rapid and faultless redundancy of individual elements and using equipment.When designing transformer substations of industrial enterprises for all voltages , the following basic considerations are taken into account: 1.Preferable employment of a single-bus system with using two-bus systems only to ensure a reliable and economic power supply;2.Wide use of unitized constructions and busless substations;3.Substantiated employment of automatics and telemetry;if the substation design does not envisage the use of automatics or telemetry ,the circuitry is so arranged as to allow for adding such equipment in future without excessive investments and re-work.4.Use of simple and cheap devices-isolating switches ,short-circuiting switches ,load-breaking isolators ,fuses ,with due regard for their switching capacity may drastically cut the need for expensive and critical oil ,vacuum ,solenoid and air switches.Substation and switch-gear circuitries are so made that using the equipment of each production line is fed from individual transformers ,assemblies ,the lines to allow their disconnection simultaneously with mechanisms without disrupting operation of adjacent production flows.When elaborating circuitry of a substation, the most vital task is to properly choose and arrange

switching

devices(switches ,isolators ,current limiters ,arresters ,high-voltage fuses).The decision depends on the purpose ,power and significance of the substation.Many years ago, scientists had very vague ideas about electricity.Many of them thought of it as a sort of fluid that flowed through wires as water flows through pipes, but they could not understand what made it flow.Many of them felt that electricity was made up of tiny particles of some kind ,but trying to separate electricity into individual particles baffled them.Then, the great American scientist Millikan, in 1909,astounded the scientific world by actually weighing a single particle of electricity and calculating its electric charge.This was probably one of the most delicate weighing jobs ever done by man,for a single electric particle weighs only about half of a millionth of a pound.To make up a pound it would take more of those particles than there are drops of water in the Atlantic Ocean.They are no strangers to us, these electric particles, for we know them as electrons.When large numbers of electrons break away from their atoms and move through a wire,we describe this action by saying that electricity is flowing through the wire.Yes,the electrical fluid that early scientists talked about is nothing more than electrical flowing along a wire.But how can individual electrons be made to break away from atoms? And how can these free electrons be made to along a wire? The answer to the first question lies in the structure of the atoms themselves.Some atoms are so constructed that they lose electrons easily.An atom of copper, for example ,is continually losing an electron, regaining it(or another electron),and losing it again.A copper atom normally has 29 electrons, arranged in four different orbits about its nucleus.The inside orbit has 2 electrons.The next larger orbit has 8.The third orbit is packed with 18 electrons.And the outside orbit has only one electron.It is this outside electron that the copper atom is continually losing, for it is not very closely tied to the atom.It wanders off, is replaced by another free-roving electron, and then this second electron also wanders away.Consequently,in a copper wire free electrons are floating around in all directions among the copper atoms.Thus, even through the copper wire looks quite motionless to your ordinary eye, there is a great deal of activity going on inside it.If the wire were carrying electricity to an electric light or to some other electrical device, the electrons would not be moving around at random.Instead, many of them would be rushing in the same direction-from one end of the wire to the other.This brings us to the second question.How can free electrons be made to move along a wire? Well ,men have found several ways to do that.One way is chemical.Volta,s voltaic pile,or battery, is a chemical device that makes electricity(or electrons)flow in wires.Another way is magnetic.Faraday and Henry discovered how magnets could be used to make electricity flow in a wire.Magnets

Almost everyone has seen horseshoe magnets-so called because they are shaped like horseshoes.Probably you have experimented with a magnet, and noticed how it will pick up tacks and nails, or other small iron objects.Men have known about magnets for thousands of years.Several thousand years ago, according to legend, a shepherd named Magnes lived on the island of Crete, in the Mediterranean Sea.He had a shepherds crook tipped with iron.One day he found an oddly shaped black stone that stuck to this iron tip.Later, when many other such stones were found, they were called magnets(after Magnets).These were natural magnets.In recent times men have learned how to make magnets out of iron.More important still, they have discovered how to use magnets to push electrons through wires-that is, how to make electricity flow.Before we discuss this, there arecertain characteristics of magnets that we should know about.If a piece of glass is laid on top of a horse-shoes magnet, and if iron filings are then sprink ledon the glass, the filings will arrange themselves into lines.If this same thing is trid with a bar magnet(a horseshoe magnet straightened out),the lines can be seen more easily.These experiments demonstrate what scientists call magnetic lines of force.Magnets, they explain, work through lines of force that ext-end between the two ends of the magnet.But electrons seem to have magnetic lines of force around them, too.This can be proved by sticking a wire through a piece ofcard board, sprinkling iron filings on the cardboard, and connecting a battery to the wire.The filings will tend to form rings around the wire,as a result of the magnetism of the moving electrons(or electricity).So we can see that there is arelationship between moving electrons and magnetism, Magnetism results from the movement of electrons.Of course, electrons are not really flowing in the bar magnet, but they are in motion, circling the nuclei of the iron atoms.However, in the magnet, circling thelined up in such a way that their electrons are circling in the same direction.Perhaps a good comparison might be a great number of boys whirling balls onstrings in a clockwise direction around their heads.变电站建设的一般要求

变电站(所)在电源系统的工业企业是一个至关重要的因素。他们接收,转换和发送电能。根据能源和需求,变电站分为中央配电变电站电压为110-500kV；主要降压变电所电压为110-220/6-10-35kV； 深入口变电站为110-330/6-10kV；二次变电站的电压为6-10Kv；车间变电所电压为6-10/0.38-0.66kV。在主要的降压变电所,电源能量转化电压为110-220kV，通常使用6-10Kv(有时为35kV变电所)的电压分配给企业和被用来满足高压服务。

中央配电变电站从电力系统接收能量并分发它(不包括或者包括部分变换)给企业不同区域，通过空中电缆和地下电缆线路电压为110-220kV。中央分配变电站站不同于主配电变电它是一个更强大的电力设施,它的电压大部分在110-220kV的电压。它可以简化初级电压、中级电压或地区的开关电路。中低级别变电站改造能量来自6-10kv的电压,它的二次侧电压为380/220或660/380。

升压变压器变电站用于将电厂产生的能量转化使发电机产生的电压升高,从而有效地减少在远距离输电能量的损失转换器变电站的目的是为了将直流转换成交流(有时相反)和转换成能量时改变频率。转换器变电站的能量转换是用半导体整流器来变频的。带半导体整流器的转化器变电站是最经济的。6-10kV的配电变电站主要依据主配电变电站(有时依据中央配电变电站)。110-220kV变电站系统区域的划分时，根据变电站设备功能划分时是有学问的，6-10kV的变电站设备划分在变电站的入口。

根据变电站变的位置，电站设备在可以露天或室内。6-10kV变电站的在电缆的类型主要是供给输出线。在35-220kV变电站空中线路样式,在变电站架线和接线,主要注重供电生产的可靠和经济。

用工业的方式建设变电站，是使用大量的数块和在电气工程组织和工厂电气工程等行业的车间的位置进行组装。变电站通常是专为不连续操作的责任人员所设计,但用的是基本的自动设备和信号装置。

当建立变电站结构的一部分,应当采用薄型建造结构以及由弯段组成的组件(板材、地板等)。这些元件是预先安装区外面建造区域并且只是在这个位置组装。这样可以有效的削减变电所建造成本。

变电站基本电路概念设计的选择,是根据企业的供电系统特点得到的。变电站电压特性主要入口，变压器和输出电缆线路导线或当前导体的二次电压.变电站安装的设备和元件，设备和元件的若干种可能的组合是非常好的。当阐述了变电站的电路时争取切换装置最大的简化和数目的最小化。这样的变电站更可靠、经济。电路简化是采用自动接入或自动转入储备的方法,允许快速和无错误的自动接入每一个元件和使用设备。当设计工业企业全电压变电站时,下面的基本因素都要考虑在内。1.优先使用采用两编组的单总线系统可以确保可靠的和经济的供应电力。2.配套建设和变电站广泛使用。

3.变电站使用自动化并且支持遥测技术;如果变电站的设计并不支持使用自动化或遥测、线路安而且不允许添加设备，确保以后没有过度投资和返工。

4.使用简单、便宜的装置，有绝缘装置的断路器、短路开关、过载保护隔离器、保险丝,预期到他们的交换容量可考虑大幅度削减昂贵的器件需要和临界油、真空、螺线管和空气开关电路使用。变电站和开关电路,采用这样的设备的每个生产线服从个体变压器、装配、允许他们同时的断开而不破坏断开连接的生产流程的机制的线条。

变电站的线路的意义,最重要的一点是要妥善安排与选择转换器件(开关、隔离者、电流限制器等、避雷器、高低压熔断器),这决定了变电站的目的、功能和意义。

很多年以前，科学家们对电仍只有很模糊的概念。他们之中不少人认为电是一种“流体”，这种流体就像水流经管道一样流过导线。但他们并不了解是什么东西使电流动。他们之中的许多人觉得电是有某种极小的微粒构成的，但试图把电分离成单个的小颗粒他们却束手无策。

此后，以为伟大的美国科学家密利坎于1909年，真正地称出了单个的电粒子的重量并算出它的电荷而使科学界震惊不已。这可能是人类做过的最细致的计量工作之一，因为一个单个的电粒子的重量仅为一磅的百万分之一，百万分之一的一半左右的重量。要合成一磅重需要的电粒子数将要比大西洋的全部水的水滴数还要多。

这些电粒子，他们对我们并不陌生，因为我们知道他们就是电子。当大量电子摆脱原子跑出来并通过导线运动时，我们把这种现象说成是电通过导线“流动”。是的，早先的科学家所说的电的“流体”只不过是沿着导线流动的电子。

那么，如何能使一些单个的电子摆脱原子的束缚而跑出来呢？ 而且，又怎样能使这些自由电子沿导线运动呢？

第一个问题的答案就在于原子本身的结构上。某些原子的结构使他们很容易失去电子。例如，一个铜原子在正常情况下有29个电子，它们排列在核子周围的4个不同的轨道上。最里层的轨道上有2个电子。第二层较大的轨道上有8个电子。第三层轨道上挤满18个电子。而外层轨道上只有一个电子。正是这个外层电子，铜原子不断丢掉它，因为这个电子受原子的约束不那么紧。它忽而游离而去，并被另一游离的电子所替代，然后，这后一个电子也游离而去。

结果，在铜导线中自由电子在铜原子之间向四面八方漂浮。所以，尽管对你们的普通的肉眼来说，铜导线看来是完全不动的，但在它内部却不断地进行着大量的活动。

如果导线把电输送到一盏电灯或者另外某个电气设备那里，这些电子就不会杂乱无章地到处跑来跑去，而是它们中的许多电子将会向一个方向奔去-从导线的一端奔向另一端。

这就把我们引向第二个问题，如何才能使自由电子沿导线运动呢？好啦，人们已经找到几种方法来做到这一点。一种就是化学方法。伏特电堆，或者叫电池，就是能使电流在导线中流动的一种化学装置。另一种方法就是电磁法。法拉第和亨利发现了怎样能把磁铁用来使电在导线中流动的办法。磁铁

几乎每个人都见过马蹄形磁铁-之所以这样叫他是因为他们的形状做成马蹄形的。可能你们都用磁铁做过试验，并且看到它是怎样吸起按钉，小钉子或者其他一些小铁件的。人们了解磁铁已经几千年了。

据传说，几千年前有个名叫麦格尼斯的牧羊人住在地中海的克里特岛上。他有一根牧羊人用的带铁头的棍杖。一天，他发现一块奇形怪状的黑石头黏在铁头上。后来，当又发现许多这种石头时，人们就叫它们为磁铁。这些就是天然磁铁。

近年来，人们已经掌握怎样使用铁来制成磁铁。尤其重要的是，人们发现了如何使用磁铁推动电子通过导线-也就是怎样使电流动。

在我们讨论这点之前，磁铁有某些特性我们应当了解。如果把一块玻璃放在马蹄形磁铁的端部，然后把一些铁粉末撒在玻璃上，那么铁粉自己就会排成许多线。如果用一根棒做的话，就更容易看出这些铁粉排成的线条了。这些实验演示了科学家们所谓的磁力线。他们解释说。磁铁通过磁铁两端之间延伸出来的磁力线起作用。

但是，在电子周围似乎也有磁力线。把一根导线穿过一块硬纸板，在纸板上撒上铁粉，并把电池与导线连通在一起，这点就可以得到证明。由于运动的电子的磁性的结果，铁粉就会绕导线周围形成一些圆环。因此，我们可以看到，在运动者的电子和磁性之间有一种关系。磁性就是由电子的运动引起的。

当然，电子并不是在磁棒里真的“流动”，但它们却是在运动，在绕铁原子核做旋转运动。然而，在磁铁中，原子都排列的使它们的电子都向同一方向旋转。也许可打一个恰当的比喻，就像许多小孩在他们头顶上以顺时针方向甩动系在线上的小球一样。