電力系統(tǒng)自動技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計110kv變電站一次部分設(shè)計

1、網(wǎng)絡(luò)高等教育專 科 生 畢 業(yè) 大 作 業(yè)題目：110KV變電站一次部分設(shè)計學習中心：奧鵬學習中心層 次：高中起點?？茖?業(yè)：電力系統(tǒng)自動技術(shù)年 級： 年 春/秋 季 學 號：201008766079 學 生：指導(dǎo)教師：完成日期：2012 年 09月 15 日內(nèi) 容 本說明書是 110KV 變電站一次部分設(shè)計，書中主要介紹了 110KV 變電所的主接線方案的確定、電氣主設(shè)備的選擇和短路電流的計算及配電裝置、繼電保護等規(guī)劃設(shè)計。 說明書內(nèi)容共分八章，第一章，變壓器選擇；第二章，電氣主接線；第三章，短路電流計算；第四章，電氣設(shè)備的選擇；第五章，變電所防雷保護配置； 關(guān)鍵詞；變電站、變壓器、斷路器等

2、。目 錄第一章 變壓器的選擇41-1主變壓器的選擇原則41-2主變壓器的選擇61-3所用變壓器選擇原則71-4所用變壓器的選擇7第二章 主接線的確定82-1概述82-2主接線的設(shè)計原則82-3電氣主接線的初步方案102-4主接線的確定14第三章 短路電流計算173-1短路電流計算的一般規(guī)定及過程173-2制定等值網(wǎng)絡(luò)電路183-3求取各種短路點的最大短路電流23第四章 電氣設(shè)備的選擇3141電氣設(shè)備的選擇原則3142高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇3143載流導(dǎo)體的選擇3744互感器的選擇4245電壓互感器的選擇43第五章 變電所防雷保護及配置4761概述4762幾種防雷設(shè)備的使用場合4763變電所

3、防雷保護4864變電所防雷保護配置48結(jié)束語55參 考 文獻57引言一、原始資料分析畫出示意圖A、根據(jù)原始資料，可畫出待建變電所 110KV 的示意圖 B、水電廠示意圖C、系統(tǒng)示意圖二、負荷的計算 根據(jù)示意圖進行負荷的計算：35KV 側(cè)： S 2 =4 × 3000=12000KVA 10KV 側(cè)： S 3 =5 × 400+4 × 750+2 × 900+1 × 1900=8700KVA 所用變： S=2 × 15000 × 1%=300KVA 110KV 側(cè)： S 總 = S 2+ S 3+ S =12000+8700+

4、300 = 21000KVA 三、環(huán)境條件a）當?shù)啬曜罡邷囟葹?9.1，當?shù)啬曜畹蜏囟葹?0，最熱月平均最高溫度為29，最熱月平均地下0.8米處土壤溫度為21.5。b）當?shù)睾０胃叨葹?005.3米。C）當?shù)氐睦纂娙諡?5.1日/年2 變壓器的選擇2.1主變壓器的選擇原則1、容量選擇變電所主變壓器容量，根據(jù)城市規(guī)劃，負荷性質(zhì)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮，應(yīng)考慮當一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足I類及II類負荷的供電，變電所主變壓器的臺數(shù)與電壓等級，接線方形式，傳輸容量以及和系統(tǒng)的聯(lián)系有密切的關(guān)系，通常與系統(tǒng)具有強聯(lián)系的大、通過以上原則及原始資料分析，應(yīng)選三繞組變壓器。4、

5、調(diào)壓方式為了保證變電所的供電質(zhì)量，電壓必須在規(guī)定允許范圍內(nèi)，通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，從而改變其變比，實行電壓調(diào)整，對110KV及以下的變壓器采用有載調(diào)壓方式。5、冷卻方式電力變壓器的冷卻方式，隨其型式和容量不同而異，一般有幾種類型：冷卻方式等后章再見，因為后章才計算和選擇主變壓器的型式和容量。6、繞組的連接方式電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和，高、中、低三繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。根據(jù)以上原則及原始資料分析后，所以選連接方式為：Y0/Y/。1-2主變壓器的選擇根據(jù)2-1節(jié)的分析，選用2臺三繞組變壓器，110kv/35kv/10kv型由原始資料可知，主變?yōu)榻祲航Y(jié)構(gòu)線圈的排列為：低壓

6、中壓高壓。1、每臺主變?nèi)萘康倪x擇，S=0.7S總=0.7×21000=14700kVA因此選擇變壓器的最終容量S=15000kVA 是滿足的根據(jù)變壓器容量選擇原則：變壓器的容量應(yīng)大于或等于，此臺變壓器的最大負荷。根據(jù)以上計算分析，查發(fā)電廠電氣部分、課程設(shè)計參考資料得所選主變型號為：SFSL115000/110，2臺，額定電壓：高/中/低121kv/38.5kv/11kv，連接組別YOY/-12-11，空載損耗38.4kw，短路損耗：高中，120KW，高低120KW，中低：95KW，阻抗中壓（%）高中：17，高低：10.5，中低：6，空載電流（%）13。110kV三繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)及

7、綜合投資型號及容量（kVA）額定電壓高/中/低連接組別損 耗 （Kw）阻 抗 電 壓（%）空載電流(%)綜合投資(萬元)空載 短 路高-中高-低中-低高-中高-低中-低SFSL115000121/38.5/11Y0/Y/-12-1138.4120120951710.56.51357.351-3所用變壓器選擇原則一、所用變壓器選擇的基本原則和應(yīng)考慮的因素。（1）變壓器原、副邊額定電壓應(yīng)分別與引接點和所用電系統(tǒng)的額定電壓相適應(yīng)。（2）連接組別的選擇，宜使用同一電壓級（高壓或低壓）的所用工作，備用變壓器輸出電壓的相位一致。（3）阻抗電壓及調(diào)壓形式的選擇，宜使在引接點電壓及所用電負荷正常波動范圍內(nèi)，所

8、用各級母線的電壓偏移，不超過額定電壓的±5%。（4）變壓器的容量必須保證所用機械及設(shè)備能從電源獲得足夠的功率。1-4所用變壓器的選擇因為所用變?nèi)萘繛镾=2×15000×1%=300KVA，所用負荷電壓等級均為380/220V，考慮到所用電負荷性質(zhì)，設(shè)立一臺明備用，所以選擇兩臺雙繞組變壓器。查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料，所用變選型號為：SJL1-315/10。10k雙繞組變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)及綜合投資型號及容量（kVA）額定電壓連接組損耗 （Kw）阻抗電壓（%）空載電流(%)綜合投資(萬元)空載短路SJL131510.5 / 0.4Y / Y0-120.8542.40

9、.623主接線的確定3.1概述電氣主接線是變電所電氣設(shè)計的重要組成部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，主接線的確定對于變電所本身運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此主接線的正確、合理設(shè)計，經(jīng)過技術(shù)，經(jīng)濟論證比較后方能確定最終方案。3.1主接線的設(shè)計原則一、主接線的設(shè)計依據(jù)1、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。電力系統(tǒng)中的變電所有系統(tǒng)樞紐變電所、一般變電所多為終端和分支變電所，電壓為110KV，但也有220KV。2、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。一般根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計。一般裝設(shè)兩臺主變壓器。3、系統(tǒng)備用容量大

10、小裝有2臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。二、主接線設(shè)計的基本要求；主接線圖應(yīng)滿足可靠性，靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。1可靠性，2、靈活性3、經(jīng)濟性2-3電氣主接線的初步方案一、10KV110KV高壓配電裝置的基本接線及適用范圍高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)，根據(jù)本次設(shè)計的原始資料，110KV、35KV、10KV三個電壓等級的適用接線如下：（110KV進線回路數(shù)為2回，35KV出線回路數(shù)為4回，10KV出線回路數(shù)為12回）。110KV側(cè)：進出線回路數(shù)為34回時

11、可采用單母分段、進出線回路數(shù)為2回時、采用橋形接線，35回角形接線，是否設(shè)旁母根據(jù)情況而定。35KV側(cè)：進出線回路數(shù)為48回時可采用單母分段、出線回路數(shù)超過8回時可采用雙母線接線，一般不設(shè)旁母。二、對主接線進行技術(shù)定性比較對主線的技術(shù)要求，主要考慮供電的可靠性和靈活性。（1）衡量主接線運行可靠性的標志a、斷路器檢修時，能否不影響供電；b、線路斷路器或母線故障時以及母線或母線隔離開關(guān)檢修時停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對I、II類用戶的供電；c、變電所全部停電的可能性。（2）對主接線靈活性的要求電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運行時，能安全可

12、靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修及故障時，也能適應(yīng)調(diào)度的要求。a、調(diào)度靈活：b、操作方便、安全：c、擴建方便：三、根據(jù)以上要求，在對原始資料綜合分析和主變的臺數(shù)確定的基礎(chǔ)上，初步擬定四個主線方案。110KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段接線10KV采用單母分段接線。如（21圖）圖31注：35KV出線和10KV出線，每段母線只畫了一條出線做代表，這只是簡圖。方案二：如下圖：110KV采用單母分段接線，35KV側(cè)、10KV側(cè)均采用單母分段帶旁母接線。圖2-2 主接線方案二方案三：如下圖110KV側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35KV側(cè)和10KV都采用單母分段帶旁路母線接線方式。圖2-3 主接線方

13、案三方案四如下圖：110KV側(cè)采用內(nèi)橋形接線，35KV側(cè)和10KV側(cè)均采用單母分段接線方式圖2-4 主接線方案四2-4主接線的確定一、現(xiàn)先介紹單母線分段接線，內(nèi)橋形接線，單母分段接線的各種優(yōu)缺點：1、單母線分段接線優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。（2）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。（2）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越。（3）擴建時需向兩個方面均衡擴建。2、單母線分段帶旁母接線：優(yōu)點：

14、（1）用斷路把母線段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。（2）當一段母線或有一回出線斷路器故障或檢修時，由旁路母線來供電。缺點：（1）比單母線分段接線多投資一根母線，兩組刀閘，所以在操作時比單母線分段接線復(fù)雜，增加工作量和增加故障幾率。（2）當出線為雙回路時常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴建時需向兩個方面均衡擴建。3、內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：（1）變壓器的切除和投入復(fù)雜，須動作兩臺斷路器，影響一回線路暫時停運。（2）橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。（3）出線斷路器檢修時，線路需較長時間停運。為避免此缺點，可加裝正常斷開運行的跨條

15、，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上須加組隔離開關(guān)。橋連斷路器檢修時也可利用此跨條。二、綜上所述，所選四種方案各有優(yōu)缺點，現(xiàn)先經(jīng)過以上技術(shù)，經(jīng)濟比較后，最后選定方案四。主接線圖見下圖。3 短路電流計算3.1短路電流計算的一般規(guī)定及過程一、短路電流計算的目的在變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)，其計算的目的主要有以下幾個方面：（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障情況下都能安全可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計

16、算。（3）在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗，軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。（4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。（5）接地裝置的設(shè)計，也需用短路電流二、規(guī)定：驗算導(dǎo)體和電器時所用短路電流，一般有以下規(guī)定：1、計算的基本情況（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；（2）所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強行勵磁）；（3）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（4）所有電源的電動勢相位角相同；（5）應(yīng)考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮，短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值是才予以考慮。2、接線方

17、式計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式）而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。三、計算容量應(yīng)按本工程設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展，規(guī)劃（一般考慮本工程建成后5-10年）4、短路種類一般按三相短路計算5、短路計算點在正常接線方式下，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點；對于帶電抗器的6-10KV出線與廠用分支線回路，在選擇母線至母線隔離開關(guān)的引線，套管時，短路計算點應(yīng)該取在電抗器前，選擇其余的導(dǎo)體和電器時，短路計算點一般取在電抗器后。三、計算步驟在工程設(shè)計中，短路電流計算通常采用實用曲線，簡述如下（1）選擇計算短

18、路點；（2）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；（3）化簡等值網(wǎng)絡(luò)；（4）求計算電抗Xjs（5）由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量標么值；（6）計算無限大容量（或XjS3）的電源供給短路電流周期分量。（7）計算短路電流周期分量有名值和短路容量；（8）計算短路電流沖擊值；（9）計算異步電動機供給的短路電流；（10）繪制短路電流計算結(jié)果表3.2制定等值網(wǎng)絡(luò)電路為選擇110KV35KV10KV配電裝置的電器和導(dǎo)體，需計算在最大運行方式下流過設(shè)備的最大短路電流，連同所用電回路共選4個短路點，即K1點、K2點、K3點、K4點；K1點為110KV內(nèi)橋接線上，K2點35KV母線上，K3點為10KV母線上，K4點為10KV

19、所用變出線上。一、等值電路圖及其各元件電抗計算，為了計算不同短路點的短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的等值網(wǎng)絡(luò)，常常采用的方法有：網(wǎng)絡(luò)等值變換，利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性簡化，并聯(lián)電源支路的合并與分布系數(shù)法四種。根據(jù)本次設(shè)計所選主接線方式和長期運行方式（兩臺主變壓器并聯(lián)運行）對網(wǎng)絡(luò)圖進行簡化。繪制網(wǎng)絡(luò)等值電路圖如下：K2點1/0.6763/0.7175/09/12.698系統(tǒng)2/32.1674/0.7178/0.4176/010/7/0.41735kv110kv10kvK1點K3點K4點水電廠一、求地方水電廠至待建變電所的總電抗：（一）根據(jù)原始資料，畫出地方水電廠至待建變電所及近區(qū)供電

20、計算電路圖（a）計算電路（b）等值電路圖（c）電路的簡化（d）利用串聯(lián)關(guān)系式進一步簡化（e）等值星形電路得出地方水電廠至待建變電所的總電抗；（2）求各元件的標么值電抗；解：取Sj=100MVA Uj=各級upX1= X2=Xd X3= X4= = X5= X6= = X7= X8= =X9=X10=（2）將電路簡化X12=X13=（3）利用串聯(lián)關(guān)系進一步簡化電路X14=X12X9=0.5380.091=0.629X15=X13X10=0.3130.11=0.423（4）總電抗計算X16=X11X14 =12.50.629 =32.167二、求系統(tǒng)至待建變電所的總電抗（1）根據(jù)原始資料，畫出系統(tǒng)

21、至待建變電所計算電路圖待變系統(tǒng)50km待變1/0.5252/0.151系統(tǒng)（a）計算電路圖（b）等值電路圖待變3/0.676系統(tǒng)（c）總電抗（2）解：求各元件的標么值電抗解：取Sj=100MVA Uj=各級upX1=X2=（3）總電抗計算X3=X1X2=0.5250.151=0.6764-3求取各種短路點的最大短路電流一、畫出電氣主接線等值電路圖，求出各元件電抗值（等值電路圖）解：取Sj=100MVA Uj=各級upX1= 0.676 X2=32.167（前面已計算得出） X3= X4= =0.717 X7= X8= = X5= X6= =X9=四、對選取的四個短路點分別計算短路電流（1）K1

22、點：畫等值電路如下：1/0.676系統(tǒng)2/32.167110kvK1點水電廠（等值電路圖）解：取Sj=100MVA Uj=各級upIk1= t=0秒時，Ik1.2=1.65查運算曲線 t=5秒時，Ik1.2=2.2Ik1=Ik1.1Ik1.2=0.7431.65×Ik1=Ik1.1Ik1.2=0.7432.2×ich=2.55Ik12.55×0.76=1.938（KA）Sk=Ik1Uk=×0.76×115=151.38（MVA）（2）K2點短路，畫等值電路如下：1/0.6763/0.7172/32.1674/0.7178/0.4177/0.41

23、735kv110kvK2點水電廠（a）等值電路1/0.676系統(tǒng)2/32.1679/0.567K2點水電廠（b）簡化等值電路10/1.255系統(tǒng)11/71.1947K2點水電廠（c）等值電路解：取Sj=100MVA Uj=各級up（1）X9= =0.567（2）X10=0.6760.567 =1.255X11=0.67632.167 =71.194（3）Ik2.1= t=0秒時，Ik2.2=0.72查運算曲線 t=4秒時，Ik2.2=0.77Ik2=Ik2.1Ik2.2=1.2430.72×Ik2=Ik2.1Ik2.2=1.2430.77×ich=2.55Ik2=2.55&

24、#215;1.265=3.226（KA）Sk=Ik2Uk=×1.265×37=81.07（MVA）（3）K3點短路時：畫等值電路圖如下：3/0.717系統(tǒng)2/32.16710kvK3點水電廠4/0.717（a） 等值電路圖1/0.676系統(tǒng)2/32.167K3點水電廠（b）簡化等值電路圖5/1.043系統(tǒng)6/49.617K3點水電廠（c）等值電路圖解：取Sj=100MVA Uj=各級up=10.5KV（1）X7= =0.359（2）利用Y化簡X5=0.3590.676 =1.043X6=0.35932.167 =49.61（3）Ik3.1= =0.99223 t=0秒時，I

25、k3.2=1.05查運算曲線 t=4秒時，Ik3.2=1.23Ik3=Ik3.1Ik3.2=5.273Ik3.2× =5.2731.05× =5.389（KA）Ik3=Ik3.1Ik3.2=5.2731.23×ich=2.55Ik3=2.55×5.389=13.74（KA）Sk=Ik3Uk=×5.389×10.5=98.01（MVA）（4）K4點短路時：畫等值電路圖10kvK4點1/0.6763/0.717系統(tǒng)2/32.167水電廠4/0.7179/12.6987（a）等值電路圖1/0.676系統(tǒng)K4點6/13.05772/32.16

26、7（b）簡化等值電路系統(tǒng)K4點7/14.0078/666.532（c）等值電路圖解：取取Sj=100MVA Uj=各級up=10.5KV（1）X6= =13.057（2）利用Y化簡X7=0.67613.057 =14.007X8=32.16713.057 =666.532（3）Ik4.1=Ik4.2=Ik4=Ik4.1Ik4.2=0.3930.008×=0.401（KA）ich=2.55×0.401=1.023（KA）Sk=Ik4Uk=×0.401×10.5=7.293（MVA）4-4短路電流計算結(jié)果匯總短路點編號基準電壓（KV）基準電流（KA）支路名稱

27、短路電流沖擊電流（KA）短路容量（MVA）t=os(KA)t=(KA)K11150.502110KV橋上0.760.771.937151.38K2371.5635KV母線1.271.283.2481.39K310.55.510KV母線5.3895.40813.7498.01K410.55.5所用變出線0.4010.4011.0237.2934 電氣設(shè)備的選擇4.1電氣設(shè)備的選擇原則一、選擇的一般原則：（1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。（2）應(yīng)與整個工程的建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致，盡量使新老電氣型號一致。（3）為了便于維修、減少備品、備件的型號，設(shè)計時同一電壓等級下的

28、導(dǎo)體和電器盡量采用同一型號。（4）所選導(dǎo)體和電器要求技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、貫徹以鋁代銅、節(jié)約占地等國策。（5）在選擇導(dǎo)體和電器時，應(yīng)按正常工作條件進行選擇，并按短路情況校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。以滿足正常運行、檢修和短路情況下的要求。（6）驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，按本工程的設(shè)計規(guī)定容量計劃，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃。按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進行計算。（7）所選的導(dǎo)體和電器應(yīng)按當?shù)氐臍鉁亍L速、覆冰、海拔等環(huán)境條件進行校核。（8）選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時應(yīng)經(jīng)上級

29、主管部門鑒定合格。4.2高壓斷路器和隔離開關(guān)的選擇一、高壓斷路器的選擇我國在電力系統(tǒng)中使用的高壓斷路器主要有油斷路器，高壓壓縮空氣斷路器，SF6斷路器及其真空斷路器等形式，由于采用的滅弧裝置介質(zhì)不同，其結(jié)構(gòu)和性能也有所不同，高壓斷路器具有完善的滅弧裝置，正常運行時，能接通和開斷負荷電流，故障時能斷開故障電流，在某些電氣主接線中，承擔改變主接線運行方式的任務(wù)。1、 斷路器型號和種類的選擇高壓斷路器應(yīng)根據(jù)安裝地點，周圍環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類和型號，由于少油式斷路器制造簡單，價格便宜，維護方便，所以應(yīng)用較廣，在35KV220KV電壓等級中，一般選用少油式斷路器，對于110330KV，當少

30、油式斷路器不能滿足要求時，才選用壓縮空氣斷路器或SF6斷路器，500KV一般采用SF6斷路器，安裝在屋外時，應(yīng)選擇屋外式結(jié)構(gòu)。上述分析，該變電所的設(shè)計，110KV側(cè)初步選用戶外式少油斷路器，35KV側(cè)，10KV側(cè)分別采用戶外式多油斷路器和戶內(nèi)式少油斷路器。二、110KV側(cè)K1點的短路參數(shù)Ich=1.937（KA），IK1=0.77（KA），ue=110KVIgmax=1.05Ie=1.05×=83（A）1、110KV側(cè)斷路器選擇查設(shè)備手冊試選：SW3110型戶外少油式斷路器SW3110斷路器參數(shù)如下：額定電壓ue=126KV，額定電流Ie=120A4秒熱穩(wěn)定電流：I=15.8KA三、

31、按短路情況校驗1、動穩(wěn)定校驗：Idw=4100（A） ich=1937（A）Idwich動穩(wěn)定滿足要求2、熱穩(wěn)定校驗I2tdzIt2t。I穩(wěn)態(tài)三相短路電流，I=0.77KAtdz短路電流發(fā)熱等值時間tdz=tz0.05 =查發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計參考資料得tz=3.2 tdz=3.20.05×0.987=3.25（s）It斷路器t秒熱穩(wěn)定電流It=15.8KA t=4s0.772×3.2515.82×4滿足熱穩(wěn)定要求：所以本設(shè)計110KV側(cè)可選SW3110斷路器，共需3臺。四、110KV隔離開關(guān)的選擇ue=110KV Igmax=83（KA）（由前面計算可知）根據(jù)

32、上述兩個條件：選擇GW2110D型隔離開關(guān)、參數(shù)如下：額定電壓ue=110KV，額定電流Ie=600A，5秒熱穩(wěn)定電流50KA，動穩(wěn)定電流14KA；2、根據(jù)短路情況進行校驗（1）動穩(wěn)定校驗Idw=14（KA） Ich=1.37（KA）動穩(wěn)定滿足要求（2）熱穩(wěn)定校驗I2tdzIt2t0.772×3.25502×5熱穩(wěn)定滿足要求：所以本次設(shè)計110KV側(cè)可選GW2110D型隔離開關(guān)、12組；五、10KV母線至主變低壓側(cè)斷路器和10KV母線分段斷路器的選擇（選用K3點的短路參數(shù)）K3點的短路參數(shù)：額定電壓ue=10KV Ich=13.74（KA）Ik3=5.408（KA）（4秒時

33、）Igmax=1.05Ie=1.05×=1.05×=1819（A）根據(jù)K3點短路參數(shù)，選擇SN310/200029型斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓ue=10KV，額定電流Ie=2000A，5秒熱穩(wěn)定電流30KA，動穩(wěn)定電流75KA，開斷電流29KA。2、按短路情況進行校驗（1）動穩(wěn)定校驗Idw=75KA ich=13.74IdwIch動穩(wěn)定滿足要求（2）熱穩(wěn)定校驗I2tdzIt2.t=查書得tz=4.28（s）tdz=tz0.05=4.280.05×0.996 =4.33（s）5.4082×4.33302×5滿足熱穩(wěn)定要求：所以本設(shè)計主變低壓側(cè)1

34、0KV，可選SN310/2000型，斷路器3臺。10KV母線至主變低壓側(cè)隔離開關(guān)及母線分段隔離開關(guān)選擇ue=10KV Igmax=1819A根據(jù)上述兩個條件選擇：GN1010T型隔離開關(guān)、其參數(shù)如下：額定電壓ue=10KV，額定電流Ie=3000A，5秒熱穩(wěn)定電流75KA，動穩(wěn)定電流160KA；2、根據(jù)短路情況進行校驗（1）動穩(wěn)定校驗Idw=160（KA） Ich=13.74（KA）動穩(wěn)定滿足要求（2）熱穩(wěn)定校驗I2tdzIt2.t=查曲線得：tz=4.38，短路電流計算時間tdz=4.380.05×0.996=4.43（s）5.4082×4.43752×5熱穩(wěn)定

35、滿足要求：所以本次設(shè)計10KV側(cè)可選GN1010T型隔離開關(guān)6組；六、10KV出線斷路器的選擇（選用K4點的短路參數(shù)）K4點的短路參數(shù)：額定電流ue=10KV Ich=1.023（KA）Ik4=0.401（KA）（4秒時）Igmax=1.05Ie=1.05×=143.98（A）根據(jù)K4點短路參數(shù)選擇SN110型斷路器，其參數(shù)如下：額定電壓ue=10KV，額定電流Ie=400A，5秒熱穩(wěn)定電流20KA，動穩(wěn)定電流52KA，開斷電流11.6KA。2、按短路情況進行校驗（1）動穩(wěn)定校驗Idw=52（KA） Ich=1.023 （KA）IdwIch動穩(wěn)定滿足要求（2）熱穩(wěn)定校驗。I2tdzI

36、t2.t=查書得tz=3.28（s）tdz=3.280.05×0.997 =3.33（s）0.4012×3.33202×5滿足熱穩(wěn)定要求：所以本次設(shè)計主變低壓側(cè)10KV出線可選SN110型，斷路器12臺。七、10KV出線隔離開關(guān)的選擇ue=10KV Igmax=143.98（KA）根據(jù)上述兩個條件選擇：GN110型隔離開關(guān)、參數(shù)如下：額定電壓ue=10KV，額定電流Ie=200A，5秒熱穩(wěn)定電流10KA，動穩(wěn)定電流25KA；2、根據(jù)短路情況進行校驗（1）動穩(wěn)定校驗Idw=25（KA） Ich=1.023（KA）動穩(wěn)定滿足要求（2）熱穩(wěn)定校驗I2tdzIt2.t=查

37、書得tz=4.28（s）tdz= 4.280.05×0.997 =4.33（s）0.4012×4.33102×5滿足熱穩(wěn)定要求：所以本次設(shè)計主變低壓側(cè)10KV出線線路選用GN110型隔離開關(guān)，共24組。八、所用變壓器高壓熔斷器選擇變電所35KV電壓互感器和10KV電壓互感器以及所用變壓器用高壓熔斷器進行保護，不需裝設(shè)斷路器，保護電壓互感器的熔斷器，需按額定電壓和開斷電流進行選取。IgmaxI熔絲I開斷1、選用RN110/20型熔斷器進行保護，校驗合符要求；2、35KV電壓互感器選取RW935型高壓熔斷器；3、10KV電壓互感器選取RN210型高壓熔斷器。九、全所高

38、壓斷路器及隔離開關(guān)和熔斷器選擇一覽表名稱電壓等級斷路器數(shù)量（臺）隔離開關(guān)數(shù)量(組)熔斷器數(shù)量(只)110KVSW3-1103GW2110D12?35KV?10KVSN3-103GN1010T6?10KV出線SN1-1012GN11024?廠用電RN110/2024.3載流導(dǎo)體的選擇型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部，或采用硬鋁導(dǎo)線穿墻套管有困難時，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)線。回路正常工作電流在4000A及以下時，一般選用矩形導(dǎo)體。在40008000A時，一般選用槽形導(dǎo)體。110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導(dǎo)線，當采用鋁導(dǎo)體時，宜用鋁錳

39、合金管形導(dǎo)體。本次載流導(dǎo)體選擇包含兩部分：軟導(dǎo)體、硬導(dǎo)體，對于110KV、35KV側(cè)的主母線和相對應(yīng)的變壓器引出線選用軟導(dǎo)體，對于10KV側(cè)的主母線和相對應(yīng)的變壓器引出線選用硬導(dǎo)體，下面分別進行選取。一、110KV側(cè)1、110KV出線及與主變壓器之間的連接導(dǎo)線按最大工作電流選擇Igmax=（A）經(jīng)濟電流密度：J=1.15A/mm2導(dǎo)線截面積：S=143.76mm2型式：鋁質(zhì)軟導(dǎo)線查電力設(shè)計手冊選LGJ-150導(dǎo)線校驗：（1）機械強度對于鋼芯鋁鉸線截面積大于25mm2，不必校驗機械強度；（2）電暈：對于110KV及以上的導(dǎo)線，截面積大于50mm2不會產(chǎn)生電暈。（3）發(fā)熱量：IgmaxKIy，K=

40、Iy=445A，K=0.83165.32445×0.88=369.35本次設(shè)計110KV出線及與主變的連接導(dǎo)線選用型式鋁質(zhì)、軟導(dǎo)線LGJ-150二、10KV側(cè)的選擇1、Igmax=因Igmax是165.32A，小于4000A，故選形式、鋁質(zhì)、矩形母線；（2）按最大持續(xù)工作電流選擇Imax=KIyK溫度修正系數(shù)K=（3）按經(jīng)濟電流密度選擇J=1.15A/mm2，S=查電力手冊，可選用矩形母線，其面積是40mm×4mm允許載流量Iy=456（A）KIy=0.83×456 =398.48（A）（4）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件SSmin=I=0.77KA tdz=3.25（s）

41、C熱穩(wěn)定系數(shù)，取87Smin=S=40×4=160mm2SminS滿足熱穩(wěn)定要求（5）動穩(wěn)定校驗：maxyy=69×106pa max=1.73Ich2Ich=1937A L支柱絕緣子之間的跨距a母線相間距離 w截面系數(shù)（m3）w=0.167bh2=0.167×4×103×（40×103）=10.688×107 （m3）：振動系數(shù)自振頻率，F(xiàn)m=112V1慢性半徑V1=0.289h=0.289×40×101=1.156 （cm）材料系數(shù)，鋁1.55×104fm=112××1.

42、55×104=200.68（HZ）單母線fm35135Hz=1max=1.73×1.9372× =0.067×106pa動穩(wěn)定滿足要求本次設(shè)計橋連接導(dǎo)線可選40×4矩形鋁質(zhì)硬導(dǎo)線若干米。三、10KV母線與出線之間的連接導(dǎo)線的選擇1、按最大工作電流選擇Igmax=（A）經(jīng)濟電流密度：J=1.15A/mm2S=導(dǎo)線截面積：S=100.6mm2型式：鋁質(zhì)軟導(dǎo)線查電力設(shè)計手冊選LGJ-120導(dǎo)線校驗：（1）機械強度對于鋼芯鋁鉸線截面積大于25mm2，不必校驗機械強度；（2）發(fā)熱量：IgmaxKIy，K=Iy=380A，K=0.83115.18380&#

43、215;0.83本次設(shè)計主變低壓側(cè)10KV與母線之間的連接導(dǎo)線。選用型式鋁質(zhì)、軟導(dǎo)線LGJ120 若干米四、主變低壓側(cè)與10KV母線之間的連接導(dǎo)線1、按最大工作電流選擇Igmax=（A）經(jīng)濟電流密度：J=1.15A/mm2導(dǎo)線截面積：S=4500mm2型式：鋁錳合金管型查電力設(shè)計手冊選LGJQ-539導(dǎo)線校驗：（1）機械強度對于鋼芯鋁鉸線截面積大于25mm2，不必校驗機械強度；（2）發(fā)熱量：IgmaxKIy，K=Iy=1240A，K=0.8354612×0.83本次設(shè)計主變低壓側(cè)10KV出線與母線之間的連接導(dǎo)線，可選用型式，鋁錳合金硬導(dǎo)線LGJQ539導(dǎo)線。五、10KV母線的選擇1、

44、Igmax=因Igmax是546A，小于4kA，故選型式、鋁質(zhì)、矩形母線；（2）按最大持續(xù)工作電流選擇IgmaxKIyK溫度修正系數(shù)K=Iy允許載流量（3）按經(jīng)濟電流密度選擇J=1.15A/mm2，S=查電力手冊，可選用矩形母線，其面積是63×8允許載流量Iy=995（A）KIy=0.83×995 =825.85（A）初選63×8（4）熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件SSmin=I=5.408KA tdz=4.33（s）C熱穩(wěn)定系數(shù)，取87Smin=S=63×8SminS滿足熱穩(wěn)定要求（5）動穩(wěn)定校驗：maxyy=69×106pa max=1.73Ich2

45、Ich=13.74A L支柱絕緣子之間的跨距a母線相間距離 w截面系數(shù)（m3）w=0.167bh2=0.167×8×103×63×103×63×103=53.02×107 （m3）：振動系數(shù)自振頻率，F(xiàn)m=112r1慢性半徑r1=0.289h=0.289×63×101=1.8207 （cm）材料系數(shù)，鋁1.55×104fm=112××1.55×104=316.07（HZ）單母線fm35135Hz=1max=1.73×137402× =0.68&#

46、215;106pa滿足動穩(wěn)定要求本次設(shè)計10KV母線，可選63×8矩形鋁質(zhì)硬導(dǎo)線若干米4.4互感器的選擇一、電流互感器的選擇1、110KV變壓器側(cè)Igmax=（1.05×15000）/（）=82.67（A）選取：LCWD110 100/5，準確級：D級電流互感器參數(shù)如下：1秒熱穩(wěn)定電流是75KA動穩(wěn)定電流是150KA動穩(wěn)定校驗：IN1KeS=×0.1×150=21.271.937（KA）滿足要求。熱穩(wěn)定校驗：（KtIN1）2=（75×0.1）2=56.250.772×3.25滿足要求。所以合格。2、35KV變壓器側(cè)同理選用LCWQ-3

47、5,300/5，準確級：0.5級；校驗合格；3、10KV主變壓器側(cè)同理選用：LDZ1-10，1000/5，準確級：0.5級；檢驗合格；4、10KV出線同理選用LA10，200/5，準確級：D級；校驗合格；5、10KV母線同理選用LA10，300/5，準確級：0.5級；校驗合格；4.5電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇應(yīng)滿足繼電保護，自動裝置和測量儀表的要求，對于：1、320KV配電裝置，宜采用油絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；2、35KV配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器；3、110KV及以上配電裝置，當容量和準確級等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。根

48、據(jù)上述條件選擇如下：110KV選電容式、戶外式電壓互感器；35KV母線選單相、戶外式電壓互感器；10KV母線選單相、戶內(nèi)式電壓互感器；參數(shù)如下表設(shè)備名稱安裝地點型 號變比電壓互感器110KV引出線YDR-11035KV母線JDJJ-3510KV母線JDZJ-10電流互感器110KV出線斷路及分段斷路器處LCWD-110100/535KV出線斷路器處LCWQ-35300/535KV母連斷路器處LCWA-35300/5主變10KV側(cè)LDZ1-101000/510KV出線LA-10200/510KV母聯(lián)LA-10300/55變電所防雷保護及配置5.1概述變電所是力系統(tǒng)樞紐和心臟，一旦發(fā)生雷害事故，導(dǎo)

49、致變壓器、等電氣設(shè)備的損壞，造成大面積停電，嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活，因此，跟輸電線路相比，變電所防雷保護必須更加可靠。變電所雷害可能來自兩個方面：一是雷直擊于變電所、；二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波侵入。對直擊雷的防護一般采用避雷針或避雷線。裝設(shè)了避雷針（線），防雷效果是很可靠的，繞擊和反擊事故率非常低。62幾種防雷設(shè)備的使用場合對直擊雷的防護一般采用避雷針或避雷線，對于感應(yīng)雷的防護，主要措施是在變電所內(nèi)安裝避雷器，以限制電氣設(shè)備上的過電壓峰值。5.2變電所防雷保護避雷針、避雷器是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護直擊雷過電壓的主要措施。變電所借助屋外配電裝置架構(gòu)上的避雷針和獨立避雷針

50、共同組成的保護網(wǎng)來實現(xiàn)，主控制室和屋內(nèi)配電要采用屋頂上的避雷器。1、直擊雷的過電壓保護：裝設(shè)獨立避雷針、為防止雷直擊變電設(shè)備及其架構(gòu)電工建筑物，電阻不宜超為防止避雷針落雷引起的反擊事故、獨立避雷針與配電裝置等架構(gòu)之間的空氣中的距離SK不宜小于5m，獨立避雷針接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離Sd應(yīng)大于3m。35KV、110KV配電裝置：在架構(gòu)上裝設(shè)獨立避雷針，將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接。2、雷電侵入波的過電壓保護為了防止或減少近區(qū)雷擊閃絡(luò)，對未沿全線架設(shè)避雷線的35110KV架空送電線路，應(yīng)在變電所12KM的進線段架設(shè)避雷線，避雷線的保護角不宜超過20°，在變所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器以限制入侵

51、雷電波的幅值。對于三繞組變壓器，應(yīng)在低壓側(cè)任一相繞組對地加裝一個避雷器，對于變壓器中性點保護，因中性點為直接接地，變壓器為分級絕緣。其絕緣水平為35KV等級，需在中性點上裝避雷器。5.3變電所防雷保護配置一、避雷器的配置：（1）進出線設(shè)備外側(cè)；（2）所有母線上；（3）變壓器高壓側(cè)，盡量靠近變壓器；（4）變壓器低壓側(cè)為時，只裝在B相；（5）主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選擇。4、避雷線的配置：（1）110KV及以上線路沿全長架設(shè)避雷線；（2）35KV應(yīng)全線架設(shè)避雷線；（3）1030KV，一般設(shè)12km的進線段保護，以降低雷電波陡度。二、避雷器的選擇和校驗（1）110KV側(cè)避雷器的選擇和校驗，1

52、10KV出線選，F(xiàn)CZ110J磁吹避雷器，查資料得，其技術(shù)參數(shù)：umh=110KV，ugf=170195KV，uch=uc（5）=265KV。校驗：滅弧電壓：umh1.15 =1.15×1.732×110 =101（KV）校驗工頻放電電壓： ugf3uxg =3× =190（KV）且 ugf1.8umh =1.8×100 =180（KV）所選FCZ110J型避雷器滿足要求降壓變壓器110KV中性點，絕緣等級35KV，工頻試驗電壓85KV，沖擊試驗電壓為180KV，保護中性點絕緣的避雷器選FZ-40型，查附表，其技術(shù)參數(shù)：umh=50KV，ugf=98121KV，uch=150KV