110kV終端變變電站電氣一次系統(tǒng)設計

1、摘要在電力系統(tǒng)中變電站是極為重要的組成部分，所以，變電站的設計正確與否，將影響整個電力系統(tǒng)的安全可靠行和運行效率。本說明書詳細介紹了本次110kV變電站設計的過程和具體步驟。根據(jù)各專業(yè)提供的資料和相關的設計規(guī)范，擬定設計方案同時進行方案比較及作出最終設計方案的確定。首先分析設計原始資料，計算出需要的負荷，同時考慮長遠發(fā)展情況選擇合適的負荷增長率。確定各電壓等級出線回路后，選擇不同電氣主接線進行方案比較，從可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三個方面進行，最后選擇本次設計電氣主接線方案。確定主變型號，計算出35kV和10kV側短路電流。根據(jù)短路電流值選擇和校驗相應的電氣元件。最后簡要說明本次110kV變電站防

2、雷接地設計。關鍵字：110kV變電站；主接線；短路電流計算；電氣設備選型AbstractTransformer substation in electric power system is a very important part of, so, the design of the transformer substation is correct or not, will affect the whole electric power system safe and reliable line and running efficiency.This manual introduces th

3、e 110 kV substation design process and specific steps.According to the information provided by the professional and related design specifications, and formulate design plan and scheme comparison and make a final determination of design scheme. First of all the raw data of the analysis and design, ca

4、lculate the need of load, at the same time, considering the long-term development situation to choose the appropriate load rate.After each voltage grade wire loop, choose a different main electrical wiring scheme comparison, reliability, flexibility and economy from three aspects, finally choose the

5、 design of the main electrical wiring scheme.To determine the main transformer model, calculate the 35 kV and 10 kV side short circuit current.According to the short circuit current value selection and check the corresponding electrical components.Finally briefly explain the 110 kV substation ground

6、ing design.Key word: 110 kV substation；Main electrical connection；Short circuit current calculation；Electrical equipment selection目錄 摘要IAbstractII目錄1第一章 緒言（1）第二章 負荷計算及主變選擇（2）2.1原始資料（2）2.2 負荷計算（2）2.3 主變壓器的選擇（3）2.4所用變壓器的選擇（5）2.5 小結（6）第三章 電氣主接線設計（7）3.1電氣主接線概述（7）3.2 電氣主接線的基本要求（7）3.3 主接線的基本形式和特點（8）3.4 設計

7、方案和結果（11）第四章 短路電流計算（13）4.1 假設條件（13）4.2 基準值選?。?3）4.3計算過程（14）4.4 短路電流計算結果（20）第五章 電氣設備選擇與校驗（21）5.1 電氣設備選擇的原則和條件（21）5.2 110kV側高壓配電裝置選擇（23）5.3 35kV側配電裝置選擇（28）5.4 10kV高壓開關柜的選擇（31）5.5 本章小結（36）第六章 變電站防雷接地設計（37）6.1直擊雷保護（37）6.2變電站侵入波保護（37）6.3主變防雷保護（38）6.4變電站接地保護（38）第七章 總結（39）致 謝（40）參考文獻（41）附錄（43）第一章 緒言變電站是電力系

8、統(tǒng)中極為重要的環(huán)節(jié)，它負責電能的匯集和分配，對整個電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行起到關鍵性作用。我國電力系統(tǒng)正在朝著大電網(wǎng)、超高壓、大容量方向發(fā)展，各種高壓設備也在同步發(fā)展，并且不斷向小型化、免維護或少維護、高可靠性方向發(fā)展，高能耗設備將逐步退出市場。110kV變電站電氣設備分一次和二次設備。直接用來接受和分配電能的稱之為一次設備。由一次設備組成的回路為電氣主接線系統(tǒng)，也可稱為一次系統(tǒng)。本說明為110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設計。變電站一次系統(tǒng)的設備主要有主變壓器、斷路器、隔離開關、母線、互感器、補償電容及避雷裝置等。主變壓器是整個變電站的核心，負責轉換需要的電壓。變電站設計時需要進行負荷計算來確定變壓器

9、容量和臺數(shù)。開關設備（斷路器和隔離開關）負責切斷和投送電?；ジ衅饔脕磙D換電壓和電流，進行監(jiān)測和保護系統(tǒng)。避雷器用來保護系統(tǒng)中的電氣設備在過電壓情況下不被損壞。母線的作用是傳輸電能。本次設計的步驟：先進行負荷計算，選定主變，比較確定電氣主接線方式，進行短路電流計算，根據(jù)短路電流計算結果選擇電氣元件，最后簡單介紹110kV變電站的防雷接地。第二章 負荷計算及主變選擇2.1原始資料擬建變電站電壓等級：110/35/10kV，兩回進出線。設計自然條件：海拔<1000m，本地區(qū)污穢等級2級，地震烈度<7級，最大風速2.5m/s，最高氣溫38攝氏度，最低氣溫零下2攝氏度，平均氣溫15攝氏度。2

10、.2 負荷計算待建的110kV變電站各電壓等級負荷數(shù)據(jù)如下表2-1：表2-1 各電壓等級負荷情況表電壓等級（kV）線路名稱最大負荷（MW）COS負荷等級供電距離（km）Tmax 及同時率351#10#線路200.852304000/0.75101#12#線路180.852104000/0.75考慮未來5年的發(fā)展，本次110kV變電站負荷年增長率按5%考慮。計算過程綜合最大計算負荷： （2-1）同時系數(shù)，出線回路數(shù)較少時，取0.9-0.95,出線回路數(shù)較多時，取0.85-0.9；線損，選用5%。1）35kV側出線回路為10回，取，由公式（2-1）計算得：(MVA)考慮5%的負荷增長率，則遠期總負

11、荷：(MVA)2）10kV側出線回路為12回，取，由公式（2-1）計算得： =18.9（MVA）考慮5%的負荷增長率，則遠期總負荷：(MVA)3）110kV側選取，由公式（2-1）計算得：(MVA)考慮5%的負荷增長率，則遠期總負荷：(MVA)2.3 主變壓器的選擇2.3.1 主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇由原始資料中的設計容量可知，應選兩臺主變壓器，35kV110kV變電站設計規(guī)范GB 50059-2011中規(guī)定“裝有兩臺及以上主變壓器的變電站，當其中一臺斷開時，另一臺主變?nèi)萘坎粦∮?0的全部負荷?！比萘康倪x擇條件： （2-2）其中為變電站總的負荷,(MVA)?？紤]到長遠發(fā)展，所以使用遠期負荷進行計

12、算。計算結果如下： (MVA)暫定考慮容量為31.5MVA的變壓器。本次設計考慮65%的全部負荷來進行校驗，按實際負荷：， （2-3）帶入數(shù)據(jù):（MVA)滿足條件。2.3.2 變壓器型號選擇1）繞組數(shù)量和連接組別選擇文獻3中規(guī)定“變電站中有三個電壓等級，且主變各電壓側負荷容量均超過主變?nèi)萘康?5時，優(yōu)先選用三圈變壓器?！北敬卧O計變電站有三個電壓等級，校驗得： /21/41.8950.50.15 /18.9/41.8950.450.15故選用三繞組110kV變壓器，繞組的連接方式與系統(tǒng)電壓相位一致，繞組采用Y0連接，35kV采用Y形連接，10kV采用連接；110kV側中性點經(jīng)隔離開關接地，35k

13、V側中性點不直接接地，10kV側中性點可靠接地。2）調(diào)壓方式選擇普通變壓器調(diào)壓范圍為±5%，調(diào)節(jié)范圍小，同時操作不便，遇到逆調(diào)壓情況時，不能滿足使用要求。有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓范圍一般為15%以上，既可以向系統(tǒng)傳輸功率，又能從系統(tǒng)反送功率。有載調(diào)壓變壓器可以在保證供電質(zhì)量的前提下，保持母線電壓恒定不變。本次設計選擇有載調(diào)壓變壓器，其分接頭為110±8×1.25/38.5±2×2.5/10.5kV。3）容量比選擇國內(nèi)降壓變壓器容量通常有兩種方式選擇，100/100/100和100/100/50。由上述計算可知：主變壓器額定容量為31500kVA，35

14、kV側負荷占主變?nèi)萘康?1，10kV側負荷占額定容量的60，均大于50，故本次設計選擇容量比100/100/100。4）冷卻方式選擇：變壓器常用冷卻方式有4種，分別為自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導向油循環(huán)冷卻。冷卻系統(tǒng)的好壞關系到供電系統(tǒng)的可靠性，同時考慮日常操作和維護，本次設計選擇自然風冷。設計選用兩臺SFSZ931500/110有載調(diào)壓變壓器，兩臺變壓器暗備用，具體參數(shù)如下：表2-2 變壓器技術數(shù)據(jù)型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組別高壓中壓低壓空載短路SFSZ9-31500/11031500110±8x1.25

15、%38.5±2x2.5%10.58.241Uk1-2=10.5%Uk1-3=17.5%Uk2-3=6.5%1Yn、Yn0、d112.4所用變壓器的選擇2.4.1 所用變臺數(shù)的確定站用負荷在變電站中屬重要負荷，故大中型變電站，一般設兩臺站變。本次設計的110kV變電站，有兩臺主變和兩段10kV母線，考慮運行可靠、檢修和維護方便，設兩臺所用變，采用暗備用方式。2.4.2 所用變?nèi)萘康拇_定站用變壓器容量應滿足正常運行負荷需求，并留有10%左右的裕量。兩臺站變互為備用，正常情況下只有一臺所用變在工作，故其要負擔所有站用負荷，本次設計選用兩臺容量相等的站用變壓器，站變分別接在10kV兩段母線上

16、。站變?nèi)萘恳话惆凑罩髯內(nèi)萘康模?.10.5）考慮，本設計以0.1來選擇，采用Dyn11接線組別。單臺所用變?nèi)萘縎所N=0.1SN0.16300063（kVA）查產(chǎn)品目錄，選用S11-M-80/10，安裝在室內(nèi)。其主要技術參數(shù)如下：表2-3 站用變壓器技術數(shù)據(jù)型 號額定容量電 壓 組 合聯(lián)結標號阻抗電壓()空載電流(A)空載損耗（kW）負載損耗（kW）高壓低壓S11-M-80/1080kVA10kV0.4kVDyn1141.80.241.252.5 小結 本章介紹了本次設計中如何對主變和站用變進行選擇，具體選擇結果如下：主變壓器選用2臺SFSZ9-31500/110型有載調(diào)壓變壓器；站用變壓器選

17、用2臺S11-M-8010型號配電變壓器。第三章 電氣主接線設計3.1電氣主接線概述電氣主接線的選擇是變電站設計的第一步，主接線須提供可靠的供電、運行靈活、操作維護方便、同時節(jié)省投資和便于后期擴建。選擇主接線方式時，需考慮多方面因素，同時進行技術經(jīng)濟最終確定。35kV110kV線路兩回及以下時，適合用橋形線路接線，超過兩回時，適合用單母線接線。3.2 電氣主接線的基本要求電氣主接線的基本要如下：表3-1 電氣主接線基本要求序號名稱備注1可靠性出線開關檢修時，確保不影響系統(tǒng)供電；檢修時保障一級和二級負荷的用電。2靈活性調(diào)配時能靈活投入或斷開變壓器及線路，滿足系統(tǒng)在故障情況下的運行要求；檢修時能方

18、便斷開斷路器，母線及繼電保護設備，同時不影響電網(wǎng)運行；滿足擴建要求，改造時節(jié)省投資。3經(jīng)濟性節(jié)省一次性建設投資；盡可能節(jié)省空間，同時考慮擴建需要，合理利用土地面積；減少變壓器電能損耗。3.3 主接線的基本形式和特點1）單母線接線這種接線方式操作簡單、便于擴建，但不夠靈活可靠。任一電氣元件（母線或斷路器等）故障或檢修時，整個配電裝置都必須停電。常用于出線回路少，且沒有重要負荷的供電系統(tǒng)。適用范圍：610kV配電裝置，不超過5回出線回路；3563kV配電裝置，不超過3回出線回路；110220kV配電裝置，不超過2回出線回路。 圖3-1 單母線接線2）單母分段接線用斷路器將單母線接線分段，重要負荷可

19、以從兩段母線分別引出，雙電源供電。供電可靠性較高，投資高，擴建時較困難。適用范圍：610kV配電裝置，6回及以上出線回路；35kV配電裝置，48回出線回路；110220kV配電裝置，34回出線回路。圖3-2 單母分段接線3）雙母線接線供電可靠、操作靈活、便于擴建，一條母線檢修時，另一條可以正常工作。圖3-3 雙母接線適用范圍：610kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器；35kV配電裝置，超過8回出線回路，或連接的電源較多、負荷較大時；110220kV配電裝置，5回及以上出線回路，當負荷極為重要時，4回及以上出線回路。4） 雙母線分段接線圖3-4 雙母分段接線雙母分段接線，可以縮小母線

20、故障時的停電范圍。雙母線分段接線與雙母線接線相比，可靠性更高，當其中一段工作母線故障時，繼電保護動作，分段斷路器斷開；這時可以將故障段電源進線斷路器斷開，該段母線所連的出線回路停電；然后其電源進線和出線回路切換到備用母線上，即可恢復供電。這種母線接線方式可以在短時間內(nèi)恢復供電，停電時間短。5） 橋型接線節(jié)省投資，四個回路只需三臺高壓斷路器。（1） 內(nèi)橋形接線適用范圍：適用于小型供電系統(tǒng)，變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。（2）外橋形接線適用范圍：適用于小型發(fā)電廠或變電所，變壓器切換較頻繁或線路較短同時故障率較少的情況。圖3-5 橋型接線3.4 設計方案和結果3.4.1 110kV側

21、主接線選擇本次設計為110kV終端變電站，110kV出線只有2回，綜合考慮上述主接線方式優(yōu)缺點，為降低終端變電站的投資成本，110kV側主接線采用內(nèi)橋接線方式。3.4.2 35kV側主接線選擇本次設計35kV側出線回路為10路，分析各接線方式的優(yōu)缺點，同時從可靠性，靈活性和經(jīng)濟性等方面考慮決定采用雙母線接線方式。3.4.3 10kV側主接線選擇本次設計10kV側出線回路為12路，分析各接線方式的優(yōu)缺點，同時從可靠性，靈活性和經(jīng)濟性等方面考慮決定采用單母線分段接線。3.4.4 變電站的主接線綜合上述各電壓側的主接線選擇結果，可確定本次變電站的主接線圖。變電站主接線簡圖如下：圖3-6 電氣主接線簡

22、圖第四章 短路電流計算4.1 假設條件假設此次110kV變電站電源進線引自110kV國家電網(wǎng)。變電站110kV側等值電抗=0.0498。4.2 基準值選取在短路計算的基本假設前提下，選取基準值。取基準容量為：，基準電壓為，根據(jù)公式： （4-1） 計算出基準值如下表所示（Sb=100MVA）：表4-1 基準電壓對應的基準電流 Ub（kV）1153710.5Ib（kA）0.502 1.56 5.54.3計算過程4.3.1繪制系統(tǒng)接線圖圖4-1 系統(tǒng)接線圖4.3.2 計算變壓器各繞組電抗主變參數(shù)為SFSZ9-31500/110 110±8x1.25%/38.5±2x2.5%/10

23、.5kV，接線組別：YN，yn0，d11，短路電壓百分數(shù):=10.5；%=17.5；%=6.5。則變壓器各繞組短路電壓百分數(shù)為：變壓器各繞組等值電抗標么值為： 4.3.3 計算系統(tǒng)電抗計算得110kV側等值電抗=0.0498，則110kV側等值電抗標么值為：4.3.4 繪制等值電抗圖繪制系統(tǒng)的等值電抗圖并標示出短路點位置，見下圖4-2。圖4-2 系統(tǒng)等值電抗圖4.3.5 計算各短路點三相短路電流1)點短路：圖4-3 點短路時等值電抗圖110kV側等值電抗標幺值為：110kV側的短路電流：（kA）根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，110kV側短路電流沖擊值為：（kA）110kV側短路全電流最大

24、有效值為：（kA）短路容量：(MVA)2) 點短路（并列運行）： 圖4-4 點短路等值電抗圖35kV側等值電抗標么值為：35kV側短路電流（并列運行）：（kA）根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，35kV側短路電流沖擊值為：（kA）35kV側短路全電流最大有效值為：（kA）短路容量：(MVA)3)點短路（并列運行）：圖4-5 點短路等值電抗圖（并列）10kV側等值電抗標幺值為：10kV側短路電流（并列運行）：（kA）根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，10kV側短路電流沖擊值為：（kA）10kV側短路全電流最大有效值為：（kA）短路容量：(MVA)點短路（分列運行）：圖4-6 點短路等值電抗圖

25、（分列）10kV側等值電抗標幺值為：10kV側短路電流（分列運行）：（kA）根據(jù)電力工程電氣設計手冊的相關規(guī)定，10kV側短路電流沖擊值為：（kA）10kV側短路全電流最大有效值為：（kA）短路容量：(MVA)4.4 短路電流計算結果短路電流計算結果如下表4-2：表4-2 短路電流計算結果短路點編號及短路類型短路點名稱短路電流周期分量起始有效值（kA）穩(wěn)態(tài)短路電流有效值（kA）短路全電流最大有效值（kA）短路電流沖擊值（kA）短路容量(MV·A)（三相）110kV20.0820.0830.3251.2044000（三相）35kV8.1468.14612.320.773522.193（

26、三相）10kV（并列）18.18218.18227.45546.364330.579（三相）10kV(分列)9.4839.48314.31924.181172.414 第五章 電氣設備選擇與校驗電氣設備選型是變電站設計環(huán)節(jié)中的重要部分之一，合理選擇電氣設備型號和容量是電氣主接線能安全可靠和經(jīng)濟運行的前提條件。在進行設備選型時，在保證安全性的前提下，還應根據(jù)項目具體情況合理選用新技術，考慮投資成本，選取合理的電氣選型方案。5.1 電氣設備選擇的原則和條件5.1.2 選擇的原則電氣系統(tǒng)中各元件的作用和工作條件或許有差異，但它們必須滿足的條件是一致的。電氣設備應能夠可靠運行，選擇時應按照正常運行情況

27、下的工作條件來考慮，同時要進行短路電流計算來校驗選擇元件的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。5.1.3 選擇的條件1）按正常工作條件選擇（1）額定電壓所選電氣設備的額定電壓U要不低于所在回路電網(wǎng)的最高運行電壓： （5-1）（2）額定電流電氣設備的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，其能長期允許通過的電流不小于該回路合理運行下的最大持續(xù)工作電流： （5-2）（3）按當?shù)丨h(huán)境條件校驗選擇時需考慮電氣設備安裝點的環(huán)境條件，例如污穢等級、環(huán)境溫度、風沙情況、地震強度、海拔高度、凍土層深度等，如果超出電氣設備的一般使用條件，要采取相應的措施。2）按短路情況校驗（1）短路熱穩(wěn)定校驗需滿足條件為： （5-3） 短路時

28、的電流熱效應, （kA）2 ·s； 短路時導體和用電設備允許的熱效應, （kA）2 ·s； t秒內(nèi)允許通過的短時熱電流,（kA）。（2）短路動穩(wěn)定校驗需滿足條件為： （5-4） 短路時的電流沖擊值,（kA）； 短路全電流最大有效值,（kA）；電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流峰值,（kA）；電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流有效值,（kA）。（3）短路計算時間熱穩(wěn)定短路計算時間tk為繼電保護動作時間tpr和對應的斷路器全開斷時間tbr之和，即： （5-5）一般取主保護時間，（s）。5.2 110kV側高壓配電裝置選擇5.2.1 110kV斷路器的選擇1） 斷路器的額定電壓： (kV)電

29、氣設備的額定電壓，（kV）；安裝點電網(wǎng)額定電壓，（kV）。2） 斷路器的額定電流： 電氣設備額定電流，（kA）； 最大持續(xù)工作電流,（kA）。根據(jù)公式 （5-6）所統(tǒng)計電壓側最大負荷容量,(MVA)；各電壓等級額定電壓,(kV)。代數(shù)據(jù)到式（5-6）：（A）(考慮遠期負荷的增長，選用遠期負荷計算)3）設計選用LW25-126W型六氟化硫斷路器，具體參數(shù)如下：設備型號：LW25-126W；額定電壓：115kV；額定電流：1250A；額定開斷電流：31.5kA；動穩(wěn)定電流：80kA；3s熱穩(wěn)定電流：31.5kA；允許使用環(huán)境溫度：-4040。4）校驗（1）（kA）（2）（A）>（A）（3）額

30、定開斷電流校驗：110kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值（kA）LW25-126W斷路器的額定開斷電流（kA）符合要求（4） 動穩(wěn)定校驗：110kV母線三相短路沖擊電流： （kA）LW25-126W斷路器的動穩(wěn)定電流：（kA）滿足動穩(wěn)定要求（5） 熱穩(wěn)定校驗： (5-7)短路電流通過斷路器的最長時間，計算時間，（s）；斷路器的斷開時間，（s），取為0.05s；繼電保護動作時間，（s），取后備保護時間為2s。數(shù)據(jù)代入式（5-7）： (s)因1s導體的發(fā)熱主要由周期分量來決定，代數(shù)據(jù)入公式（5-3）則：kA2 ·skA2 ·s滿足熱穩(wěn)定要求（6）溫度校驗本次110kV變電站所在地區(qū)

31、氣溫：-238，滿足要求。由上述校驗可知，110kV側選用LW25-126W斷路器符合要求。5.2.2 110kV側隔離開關選擇選擇和校驗過程同上，設計選擇GW4-110D型隔離開關，具體參數(shù)如下：設備型號：GW4-110D；額定電壓：115kV；額定電流：1250A；動穩(wěn)定電流：80kA；4s熱穩(wěn)定電流：31.5kA；允許使用環(huán)境溫度：-4040。校驗后，結果滿足要求。5.2.3 110kV側電流互感器選擇1） 一次回路電壓：(kV)電網(wǎng)額定電壓,(kV)；一次回路電壓,(kV)。 2）一次回路電流： （A） 最大長期工作電流,（A）；一次回路額定電流,（A）。3）選擇LB7-110W ,技

32、術參數(shù)如下：型號：LB7-110W；額定電壓：115kV；電流比：1200/5；級次組合：0.2S/0.5/4x5P30；Kd:135；Kt:75/1。（1） 熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過電流互感器的最長時間，計算時間，（s）；斷路器的斷開時間，（s），取為0.05s；繼電保護動作時間，（s）取后備保護時間為2s。代入數(shù)據(jù)： (s)kA2 ·s（A）；(s)kA2 ·s符合要求（2） 動穩(wěn)定校驗：；（A）；（kA）（kA）符合要求。通過以上校驗可知，選擇LB7-110W型電流互感器符合要求。5.2.4 110kV側電壓互感器選擇PT的型號：TYD-110/-0.02；戶外安裝；

33、準確等級： 0.5；額定變比：（kV）。5.2.5 110kV側母線的選擇110kV主母線采用屋外半高型設計，選用鋼芯鋁絞線。110kV最大負荷持續(xù)工作電流：=242.43（A）根據(jù)此側T4000h/y及經(jīng)濟電流密度表，選擇經(jīng)濟電流密度J=1（A/²）則導體的經(jīng)濟截面為 ： S=242（²） (5-8)初選LGJ-800/70mm型導線載流量：1403A ；截面積：800 ²；其集膚系數(shù)Kf=1；最高允許溫度為70；基準環(huán)境溫度為+25?？紤]環(huán)境溫度修正系數(shù)：(40) （A） > （A）熱穩(wěn)定校驗正常運行時導體溫度<70根據(jù)，查表5-1得C=87，則滿

34、足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：(²)< 800(²)即能滿足熱穩(wěn)定要求。截面積499²>70²可不進行電暈校驗。表5-1 導體工作條件及對應的熱穩(wěn)定系數(shù)C導體種類和材料導體長期允許工作溫度（）短路時導體允許最高溫度（）C值母線銅鋁70703002001718761035kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜銅芯鋁芯鋁芯90（注1）90（注1）90（注1）250250200（注2V交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜銅芯鋁芯鋁芯80（注1）90（注1）80（注1）250250200（注2）1429381注：1、根據(jù)國家標準GB 12706.3-1991

35、額定電壓35kV及以下銅芯、鋁芯塑料絕緣電力電纜第三部分第3.1條的規(guī)定，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜導體的最高額定溫度為90；國家標準GB 50217-1994電力工程電纜設計規(guī)范附錄A中，額定電壓大于10kV的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，額定負荷時最高允許溫度為80。2、對發(fā)電廠、變電所及大型聯(lián)合企業(yè)等重要回路的鋁芯電纜，短路最高允許溫度為200。5.3 35kV側配電裝置選擇5.3.1 35kV側斷路器的選擇1） 斷路器的額定電壓：（kA）2） 斷路器的額定電流：代數(shù)據(jù)入公式（5-6）得：（A）(考慮遠期負荷的增長，選用遠期負荷)3）設計選擇ZW30-40.5型真空斷路器，具體參數(shù)如下：設備型號：

36、ZW30-40.5；額定電壓：40.5kV；額定電流：2000A；額定開斷電流：31.5kA；動穩(wěn)定電流：80kA；4s熱穩(wěn)定電流：31.5kA；允許使用環(huán)境溫度：-4040。4） 校驗校驗結果均滿足要求。5.3.2 35kV側隔離開關的選擇選擇和校驗過程同上，設計選擇GW4-35W型隔離開關 ，具體參數(shù)如下：設備型號：GW4-35W；額定電壓：37kA；額定電流：630kA；動穩(wěn)定電流：50kA；4s熱穩(wěn)定電流：20kA；允許使用環(huán)境溫度：-4040。校驗結果均滿足要求。5.3.3 35kV側電流互感器的選擇1） 一次回路電壓：(kV)2） 一次回路電流：（A）3）預選：LZZBJ2-40.

37、5W ,技術參數(shù)如下:型號：LZZBJ2-40.5W；額定電壓：40.5kA；電流比：800/5；級次組合： 10P25/10P25/0.5/0.2；：135；：75/1。4）校驗：（1） 熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過電流互感器的最長時間，計算時間，（s）；斷路器的斷開時間，（s），取為0.06；繼電保護動作時間，（s）取后備保護時間為2s。代入數(shù)據(jù)： (s)kA2 ·s（A）；(s)kA2 ·s符合要求（2） 動穩(wěn)定校驗：；（A）；（kA）（kA）符合要求通過以上校驗可知，選擇LZZBJ2-10型電流互感器符合要求。5.3.4 35kV側電壓互感器選擇PT的型號：JDZXF2

38、5-35W2 戶外；準確等級： 0.5；額定變比：(kV)5.3.5 35kV側母線選擇1） 最大負荷持續(xù)工作電流I=363.73（A）2） 根據(jù)此側T4000h/y及經(jīng)濟電流密度表，選擇經(jīng)濟電流密度J=1(A/²)則導體的經(jīng)濟截面為 S=363.7(²)選擇LGJ-300/25mm型導線；載流量754A；截面積333²；集膚系數(shù)Kf=1；最高允許溫度為70；基準環(huán)境溫度為+25。考慮環(huán)境溫度修正系數(shù)：（A） >（A）3）熱穩(wěn)定校驗正常運行時導體溫度:()<70()4）根據(jù)50.5，查表5-1得C=87，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：(²

39、)< 333(²)能滿足熱穩(wěn)定要求。5.4 10kV高壓開關柜的選擇5.4.1 10kV側斷路器選擇1）斷路器的額定電壓： (kV)2）斷路器的額定電流：帶數(shù)據(jù)入公式（5-6）得： （A）(考慮遠期負荷的增長，選用遠期負荷)3）設計選擇ZN7-12型斷路器，具體參數(shù)如下：設備型號：ZN7-12；額定電壓：10.5kV；額定電流：2000A；額定開斷電流：31.5kA；動穩(wěn)定電流：100kA；3s熱穩(wěn)定電流：31.5kA4） 校驗（1） (kV)（2）（A）>（A）（3）額定開斷電流校驗：10kV母線三相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值：（kA）ZN7-12斷路器的額定開斷電流：（kA）

40、符合要求。（4）動穩(wěn)定校驗：10kV母線三相短路沖擊電流：（kA）ZN7-12斷路器的動穩(wěn)定電流：（kA）滿足動穩(wěn)定要求。（5） 熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過斷路器的最長時間，計算時間，（s）；斷路器斷開時間，（s），取0.06s；繼電保護動作時間，（s），取后備保護時間為2s。代入數(shù)據(jù)： (s)因1s導體的發(fā)熱主要由周期分量來決定，帶數(shù)據(jù)入公式（5-3）則：kA2 ·skA2 ·s滿足熱穩(wěn)定要求。（6）溫度校驗ZN7-12斷路器允許使用環(huán)境溫度：-4040，滿足要求。通過以上的校驗可知，10kV側所選的ZN7-12斷路器完全符合要求。5.4.2 10kV側隔離開關的選擇選擇和

41、校驗過程同上，設計選擇GN30-10D/2000A戶內(nèi)交流高壓隔離開關 ，具體參數(shù)如下：設備型號：GN30-10D/2000A；額定電壓：10kV；額定電流：2000A；動穩(wěn)定電流：50kA；4s熱穩(wěn)定電流：31.5kA；允許使用環(huán)境溫度：-1040。校驗結果均滿足要求。5.4.3 10kV側電流互感器的選擇1）一次回路電壓：（kA） 2）一次回路電流：（A）3） 預選：LZZBJ-10,技術參數(shù)如下：設備型號：LZZBJ-10；額定電壓：10kA；電流比：2500/5；級次組合：10P25/0.2；動穩(wěn)定電流：80kA；= 135；= 75/1s4）校驗：（1） 熱穩(wěn)定校驗：短路電流通過斷路

42、器的最長時間，計算時間，（s）；斷路器斷開時間，（s），取0.06s；繼電保護動作時間，（s），取后備保護時間2s。代入數(shù)據(jù)：=0.06+2=2.06(s)因Td1s發(fā)熱主要由周期分量來決定，則： kA2 ·s（A）；(s)kA2 ·s符合要求（2）動穩(wěn)定校驗：；（A）；（kA）（kA）符合要求通過以上校驗可知，選擇LZZBJ-10型電流互感器符合要求。5.4.4 10kV開關柜型號綜合上述最終選定的高壓開關柜的型號為：XGN2-10-24T。配有GN30-10D/1000A型隔離開關；ZN7-12/1000A型斷路器；LZZBJ-10型電流互感器和Y5WZ1-17/45型

43、避雷器。5.4.5 10kV 側母線選擇1）最大負荷持續(xù)工作電流I=（A）2） 根據(jù)此側T4000h/y及經(jīng)濟電流密度表，選擇經(jīng)濟電流密度J=1(A/²)則導體的經(jīng)濟截面為=1145.75(²)按以上計算選擇和設計任務要求可選擇矩形母線。初選2x(LMY-125x10)型導線。具體參數(shù)如下：載流量：3005A；截面積：2500²，集膚系數(shù)Kf=1，最高允許溫度為70，基準環(huán)境溫度為+25考慮環(huán)境溫度修正系數(shù)： （A） > （A）3)熱穩(wěn)定校驗正常運行時導體溫度 ()<70()4) 根據(jù)46.55，查表5-1得C=87，則滿足短路時發(fā)熱的最小導體截面為：

44、(²)< 2500(²)能滿足熱穩(wěn)定要求。5.5 本章小結短路電流計算完成之后，選擇設備和導體。電氣設備和載流導體的功能不同，校驗方式也完全不同。本章詳細介紹了如何進行電氣設備和導體的選擇和校驗。只有合理的選擇電氣設備和載流導體，才能使變電站安全穩(wěn)定的運行。本次計算，嚴格參照設備手冊進行選型和校驗，所選設備合理恰當。第六章 變電站防雷接地設計變電站在整個供電系統(tǒng)中非常重要，如果變電站發(fā)生雷擊事故，將會導致大面積停電，同時會損壞電網(wǎng)，所以變電站防雷必須合理可靠。正常情況下雷擊有兩種：雷電直擊變電站電氣設備，架空線路雷電波沿線路侵入變電站。6.1直擊雷保護110kV供電設

45、施采用獨立避雷針防雷，防雷擊地電阻不大于4歐姆。1）110kV架空線全線架設雙避雷線，防止雷電直擊線路。2）在變電站內(nèi)安裝根避雷針，使變電站的所有設備與建筑都在其保護范圍內(nèi)6.2變電站侵入波保護由于線路落雷頻繁，這樣雷電波會沿著架空線侵入變電站，入侵的雷電波會受到線路絕緣的限制，其峰值可能超過電氣設備的絕緣沖擊水平，故應裝設避雷器來限制雷電波電壓峰值，保護設備安全。1）根據(jù)變電站實際情況在下列點裝設避雷器：（1）110kV進線端，防止110kV線路雷電流侵入變電站（2）35kV和10kV母線，防止線路雷電流侵入變電所（3）主變110kV中性點接地2） 根據(jù)各級電壓等級確定避雷器的額定電壓所選避雷器列表如下表6-1表6-1 避雷器參數(shù)表安裝點額定電壓（kV）設備型號持續(xù)運行電壓（kV）最大雷擊殘壓（kV）陡坡沖擊殘壓（kV）最大操作沖擊殘壓（kV）110kV側110Y10W5-108/2087328131423935kV側35Y5W5-51/13423.45115411410kV側10Y5WZ1-17/4513.61751.838.36.3主變防雷保護1）低壓繞組開路運行時，當變壓器高中壓側有雷電波時，將會在低壓