区域电力网及降压变电所设计

1、设计题目：区域电力网及降压变电所设计指导老师： 黄 晓 勇 设计学生： 毛 文 元 2007 年1月目 录前 言第一章 区域电网设计说明书第一节 电网有功功率初步平衡第二节 网络电压等级的确定第三节 接线方式、变电所主变压器及导线的选择第四节 网络的潮流分布和电压计算第五节 变压器分接头选择第二章 降压变电所设计说明书第三章 区域电力网设计计算书第一节 电网有功功率初步平衡第二节 新建电网电压等级的确定第三节 电网接线方案的确定第四节 各变电所主变压器选择第五节 网络的潮流分布和电压计算第六节 变电所变压器分接头计算第四章 降压变电所设计计算书第一节 d变电所短路电流计算第二节 电气设备的选择

2、和校验第三节 10kv硬母线的选择第四节 互感器选择前 言 该设计是本人在完成“发电厂及电力系统”专业课程学习后的一次综合性训练，涉及对我们所学的各门课程的诸多内容，要求我们熟练的掌握这些内容。复习巩固各门课程的相关内容，增强工程观念，培养电力网规划设计的能力。通过设计过程，使所学知识融会贯通，为今后在工作中灵活运用打下良好的基础。本设计包括区域电力网设计和降压变电所设计的部分。通过说明书介绍设计的整体思路，原则依据，计算方法等，并对方案作结论性说明，计算书则对设计方案的确定提供了充足的理论计算数据。本设计主要参考电力系统课程设计及毕业设计参考资料，发电厂电气部分，电力系统分析，电力系统继电保

3、护等教材及其他相关资料。设计过程中得到了各位老师的悉心指导和帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间仓促，本人理论水平有限，设计经验不足，错误和不妥之处在所难免，恳请老师批评指正。 第一章 区域电网设计说明书第一节 电网有功功率初步平衡一、电网有功功率初步平衡1目的：在电网平衡通常以有功功率来表示并有10%-15%的备用，通过有功功率初步平衡计算，确定发电厂的运行方式，并了解与系统联络线上的潮流分布情况。2计算方法：有功功率的初步平衡分为最大负荷和最小负荷两种情况。供电负荷：用电负荷：功率平衡：其中： c厂用电率（7%） d网损率（6%） pc供电负荷 py用电负荷3.结论最大运行方式下，f1、f2

4、、f3三台发电机满发，功率缺额为47.76mw，由联络线从系统获得。最小运行方式下，停一台机组，功率缺额为9.07mw，由联络线送回系统。有功功率平衡列表如下：单位：mw 运行方式已有负荷新建负荷总负荷发电厂运行情况联络线功率最大负荷40.86106.9147.76三台发电机满发-47.76最小负荷20.4345.565.93停一台机组-9.07第二节 新建电网电压等级的确定新建电网电压等级的确定：一 原则1.电力网电压等级的选择应符合国家规定的标准电压等级；2.同一地区或同一电力系统内电网的电压等级应尽量简化3.电力网的电压等级选择应根据网络现状及今后负荷发展所需的输送容量、输送距离而确定，

5、同时要求根据网络现状并兼顾发展。二 结论综合以上因素，考虑新电网的发展，并与已建电网电压等级保持一致，根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料知：110kv电压等级宜用于在输送容量为10-50mw，送电距离为50-150km的网络，据现有的条件，确定电压等级为110kv较为合理。新建电网电压等级为110kv。第三节 接线方式、主变电所导线及主变的选择一、拟定电网的接线方案：1. 原则根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料及有关资料知：（1） 接线形式可采用为双回路、幅射式、环式或链式；（2） 为了保证各变电所的母线电压在合格范围内，即减少线路上的压降，环网中所连变电所不宜多于三个；（3） 同理，

6、在链式接线形式中变电所也不宜多于三个；（4） 尽量简化接线，减少出线电压等级和回路数；（5） 有利于系统安全稳定运行，有利于系统调度及事故处理；（6） 对将来的发展，应有一定的适应能力；（7） 必须保证用户供电的可靠性，电网发生故障时，继电保护动作将故障切除后，应能保证重要负荷的供电；（8） 考虑新建变电所变压器台数、容量及采用配电装置等情况。2. 变电所高压侧主接线的确定方法（1） 应尽量采用断路器较少的接线方式，为桥式接线；（2） 在有两台变压器的变电所中，110kv线路为双回时，若无特殊要求，均采用桥式接线；（3） 110kv配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线。3.

7、从原始资料可知，各变电所均有50%以上重要负荷，从供电可靠性的要求出发，应采用有备用电源的接线方式，且各变电所均采用两台主变。根据设计任务书中待建变电所地理位置图，拟订4种可行性方案，见表。注：双回线按同杆架设考虑，线路长度l=1.8l1二、方案的初步选择1. 采用的是筛选法，根据下列各项指标进行定性分析比较，保留二个较好的方案：方案1、方案2，以便进一步进行技术比较。（1） 供电的可靠性，检修、运行、操作的灵活性和方便性（2） 线路的长度；（3） 保护配置的复杂程度；（4） 将来发展的可能性；（5） 发电厂、线路上及变电所高压侧新增断路器的台数. （6） 计算每个方案的负荷距，负荷距的计算方

8、法：负荷距等于流于线路的有功功率与该有功功率所经过的最长路径的长度。对初选接线方案进行技术比较的步骤为：首先根据原始数据 和初选各方案的接线方式，选择并校验各条线路的型号；再进行技术比较，计算出各方案在正常情况下的最大电压损耗应不大于10%，最严重故障时的最大电压损耗应不大于15%，大者舍去；最后进行经济比较，从总工程投资费用、年运行费用、最大电能损耗计算出总运行费用，大者舍去。通过一毓的经济技术定量分析进行比较，选出最佳方案。三、确定各变电所负荷确定给出的负荷资料已知pmax及，利用，并求出最大、最小负荷时，各变电所的smax，smin。各变电所的负荷情况见表。同时，忽略功率损耗，认为功率均

9、布，计算出各个方案的各线路上的功率情况。变电所最大负荷 mvacos最小负荷 mva重要负荷 mvaa20+j5.90.9214+j4.1313+j3.835b26+j7.760.9213+j3.83517.68+j5.28c18+j5.310.929+j2.65512.42+j3.66d29+j8.550.9220.3+j5.98517.11+j5.041、求取各变电所最大负荷利用小时数.用加权平均法求出各变电所最大负荷利用小时数。 根据tmax在电力系统课程设计及毕业设计参考资料第 页的“经济电流密度曲线”查得经济电流密度j，计算出各导线的计算面积，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料导线

10、表初步选出线路型号。计算面积在表中未列出的应选择偏大的型号。计算截面积： 2、环网的导线截面积选择方法（1） 设该网为均一网，计算出最大负荷时的初步功率分布及各线路的最大负荷电流。（2） 计算环网的（加权平均值）（3） 据tmax查得经济电流密度j，求出各段导线的经济截面积sj，计算出的导线截面积小于70mm2，考虑电晕校验，应选用lgj-120型导线；（4） 若环网所选导线型号不同，则根据所选导线的型号和长度，求出各段导线的参数。用复功率法再次计算各段导线的复功率s分布，再次选择导线截面，以上步骤循环反复计算，直至前后两次选择结果一致为止。 变电所最大有功mva功率因素负荷曲线smaxmva

11、sminmvatmaxha200.92a20+j5.914+j4.137300b260.92b26+j7.7613+j3.8355256c180.92b18+j5.319+j2.6555256d290.92a29+j8.5520+j5.98573003、对所选导线进行校验（1）机械强度校验 s35mm2 满足要求（2）电晕强度校验 s70mm2 满足要求由于所选导线截面积均不小于70mm2，所以均满足机械强度、电晕校验条件（3）发热校验当环网发生故障而解环运行时，流过各段导线的最大工作电流imaxkial，则发热校验满足要求.因为ial为环境温度为25时，根据电力系统课程设计及毕业设计参考资料

12、第 页查得的允许温度为+70%时的导线长期允许载流量，本设计中给出最热月平均温度为40， 故需根据温度修正系数来进行修正由原始资料知：=40，0=25（4）电压损耗校验 根据 计算出在正常运行和故障情况下各段导线的电压损耗是否在允许范围内，应考虑最严重情况即故障时到最远端变电所的电压损耗（正常运行u10%，故障时u0.6smax（或s重要）来校验过负荷能力是否满足要求。各变电所变压器型号选择如下表：变电所s重要（mva）型号a14.13sfl9-16000/110b19.22sfl9-20000/110c13.5sfl9-16000/110d18.6sfl9-25000/110第四节 网络的潮

13、流分布和电压计算对最佳方案（2）进行计算一、计算主变压器及线路参数1. 变压器参数根据变压器型号，查表得变压器参数p0、pk、i0%、uk%，分别计算出rt、xta变电所：选用2台sfz9-16000/110型变压器，计算得： rt =3.64xt =79.41b变电所：选用2台sfz9-20000/110型变压器，计算得：rt =2.84xt =63.35c变电所：选用2台sfz9-16000/110型变压器，计算得：rt =3.64xt =79.41d变电所：选用2台sfz9-25000/110型变压器，计算得：rt =2.14xt =50.82从考虑变压器经济运行，降低变压器功率损耗出发

14、，应采用一台变压器运行。本设计中最小负荷是按照典型日负荷曲线得来，考虑新变压器实际运行方式不会随负荷变化而频繁改变，同时为了提高供电可靠性，保证重要负荷供电，在最小负荷时也采用两台变压器并列运行。2. 线路参数根据导线型号，查得r1、x1及每百公里线路充电功率qcl，求出线路阻抗zl及线路一端充电功率qc/2线路参数列表线 路导线型号线路阻抗zl（）gdlgj-1504.68+j8.74gblgj-1505.88+ j11.65galgj-1504.62+j9.15ablgj-1504.83+j9.57二、用运算负荷简化电力网降压变电所的运算负荷包括最大负荷和最小负荷两种情况。运算负荷等于变电

15、所低压侧母线负荷加上变压器阻抗与导纳中的功率损耗，再加上连接于变电所高压母线上线路的充电功率。即u=un 在全网为额定电压下计算 三、网络潮流分布及电压计算1. 用复功率法求得各段线路的初步功率分布，求得最大负荷和最小负荷时各段线路的最终潮流分布，并计算出最大负荷时。2. 变电所高压母线电压计算及电压损耗计算从电力系统电压参考点（发电厂高压母线）开始，计算电网在最大负荷、最小负荷时，各变电所母线电压。本设计中发电厂高压母线采用逆调压方式ufmax=116kv，ufmin=110kv电压损耗计算：正常运行时由发电厂高压母线至变电所高压母线的电压损耗值即为umax%，要求u%10%故障断开一回线的

16、情况，发电厂高压母线至最远端变电所母线的电压损耗值，为umax%，要求u%0.6smax=6.67mva，ss重要=12.5mva的条件，选用se=16mva主变，且校验其过负荷能力满足要求。3. 主变型式：采用无励磁调压变压器sfz9-16000/110型，选择分接头后，经校验其在最大负荷和最小负荷时均能满足顺调压要求。三、主接线的确定及配电装置选型1. 高低压侧主接线方式确定根据35-110kv变电所设计规范gb50059-92规定：35-110kv线路在两回及以下，宜采用桥式接线，线路变压器组或线路分支接线超过两回的宜采用扩大桥形单母线或单母线分段的接线。桥形接线又分为内桥和外桥接线。内

17、桥接线线路操作方便，而变压器操作复杂，使用与线路长故障率高，变压器不经常操作的变电所。外桥接线则主变操作方便，线路操作复杂，适用于线路短，故障率低，变压器运行方式需要经常改变，有穿越功率流过的变电所。本设计中c变电所110kv有两回进线，且两台变压器并列运行，不经常操作以提高供电可靠性，采用内桥接线。根据35-110kv变电所设计规范规定：当变电所有两台主变时，6-10kv侧宜采用分段单母线，线路为12回及以上时，可采用双母线，当不允许停电检修时，可设置旁路设施。c变电所最大负荷为12mw，按每回线2000kw负荷计算。10kv出线达6回。为了保证重要负荷供电可采用双回路供电，故本设计中10k

18、v侧采用单母线分段接线方式。2. 配电装置选型配电装置分为屋内配电装置和屋外配电装置两种。屋内配电装置占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受气候条件影响较小，但需建造房屋，投资大。屋外配电装置土建工作量小投资少，建设工期短，易于扩建，但占地面积大，运行维护和操作条件较差，电气设备易受污染和气候条件影响，一般110kv及以上配电装置采用屋外式，35kv及以下采用屋内配电装置。屋外配电装置采用中型。屋内配电装置分为单层、二层、三层。无出线电抗器的配电装置多为单层式，通常采用成套开关柜。根据以上选型原则，本设计变电所c采用：110kv侧中型屋外配电装置，10kv侧单层户内成套开关柜配电装置。

19、四、确定所用电接线型式1. 所用变台数：根据35-110kv变电所设计规范规定：在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同，可互为备用的所用变压器，故c所选用两台10kv所用变压器。2. 容量和型式：本设计中采用两台50kva所用变，选用sl50/10.5型变压器，所用变高压侧分别引接在10kv、段母线上。为了提高供电可靠性，在所用变低压侧应装设主、备供电源自投装置，以保证在一段母线故障时，不至于失去所用电源。五、短路电流计算（一）短路电流计算的目的为了选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求，评定并确定网络方案，研究限制短路电流的措施，为继电保护设计和调试提供依据，分析计算送

20、电线路对通讯设施的影响。（二）短路电流的计算条件1. 短路点的确定：系统在最大运行方式下，该点发生三相短路时通过设备和载流导体的短路电流最大；2. 采用近似计算：系统中各元件的电阻、线路对地电容、变压器励磁损耗忽略不计，不考虑负荷电流的影响，发电机采用xd作为等值阻抗。3. 采用个别变化法（1） 根据计算电路作等值电路图，将发电机与系统分别用一台等效发电机替代，利用短路电流运算曲线分别求出每台等效发电机提供的短路电流，短路点的总短路电流则为各等效发电机所供短路电流之和。（2） 有限容量电源系统的短路电流计算求短路点对等效发电机之间的转移电抗x*将x*换算为以等效发电机额定参数为基准的计算电抗x

21、js*根据计算电抗xjs*查相应的运算曲线求出i*、i*tk/2、i*tk乘以基准电流可得有名值i*、i*tk/2、i*tk。（3） 当xjs*3时，可视为无穷大电源系统，计算方法为：求出转移电抗x*计算出以等效发电机额定参数电抗xjs*i*= itk/2*=itk*= i*=1/ xjs*，并计算出有名值。（三）短路电流的计算方法、步骤1. 各元件参数设ub=uav，sb=100mva发电机： 线路： 变压器：xt*=uk%* sb/ (se*100) 系统：xc* =xc * sb/ sc 2. 选择短路点，k1、k2、k3、k4，分别计算出短路电流。短路点标注如图所示（1） 先计算出短路

22、点至发电厂高压母线的x*（2） 求出转移电抗，采用y/变换，xf* =xf*+x*+ （xf* x*）/ xc* xc* = xc* +x*+ （xc* x*）/ xf* （3） 将xf*、xc*归算成计算电抗， xfjs = xf* xf/ sb xcjs = xf* sc/ sb （4） 当xfjs 3时， if*= itk/2*=itk*=1/ xjs*， xcjs 3时， is*= istk/2*=istk*=1/ xsjs*； xfjs（xcjs）3时，查电力系统课程设计及毕业设计参考资料p56相应的短路电流运算曲线查得：if*、 itk/2*、itk*（或is*、 istk/2*、

23、istk*）。用上述标么值分别乘以各自的蕨电流得出有名值，而短路点总短路电流等于发电厂和系统提供短路电流之和。 i= if+is ，itk/2*= if/2*+ istk/2* ，itk= iftk+ istk（5） 求出冲击电流 ish=2 *km i，因为各短路点远离发电厂， k=1.8（6） 求短路电流周期公量热效应 qp=tk/12*( i2 + 10i tk/22 + i tk2 ) tk1s，qk = qp3. 短路电流计算的说明(1) 短路电流持续时间的确定在确定各短路点短路电流持续时间时，应按照各断路器后备保护动作时限的配合来确定，由设计任务书已知，10kv过电流保护动作时限为

24、1.05，各保护之间的时间配合级差t=0.5s，短路电流持续时间tk = tpr + tbh 其中：tpr - 后备保护动作时间 tbh - 断路器全分断时间，通常取0.s(2) 计算电抗xfjs（xcjs）0.6时，i（3） i（2），只需要计算三相短路电流。(3) 计算电抗xfjs（xcjs） i（3），应同时计算三相短路和两相短路电流，取电流大的适中电流来选择电气设备。六、电气设备选择电气设备在正常运行和故障时都必须能可靠工作、安全运行，因此，电气设备的选择原则是：按照正常工作条件选择，按短路情况进行校验。（一） 断路器的选择和校验根据目前发展趋势，在现场运行过程中，油断路器已逐步被淘汰

25、，更换为sf6断路器、真空断路器，在新设计的变电所中一步到位的使用sf6断路器和真空断路器。sf6断路器特别是西门子公司生产的断路器，具有工作可靠性高，故障率低，检修维护量小，20年才大修一次。真空断路器体积小、动作快，承受故障电流能力强等优点；根据前述配电装置型式选择结果，本设计中110kv采用户外式sf6断路器，10kv选用户内式真空断路器。1.额定电压： ununs2.额定电流: inigmax计算断路器回路最大持续工作电流igmax时，应考虑各种方式下的持续工作电流，取最大值.（1）10kv出线回路则应考虑当电压降低5%，变压器出力保持不变igmax=1.05in.（2）主变回路igm

26、ax则应考虑一台变压器停运，另一台变压器过负荷40%.流过的最大持续工作电流. igmax=1.4sn/ 3 un 3.断流电力校验:inbript当断路器规定开断电流较短路电流大很多时，为了简化计算，也可以暂忘电流i进行校验. inbri4.动稳定校验: iesish5.热稳定校验: it2.tqk6.短路复合电流校验:为了保证断路器复合短路时的安全，断路器的额定复合电流不应小于短路电流最大冲击值. inclish（二）隔离开关的选择和校验:1.根据安装地点选择户内或者户外式. 2.额定电压 unun.s3.额定电流 inigmax4动稳定校验 iesish5热稳定校验: it2.tqk （

27、三）10kv母线桥的选择和校验. 1.母线材料和截面形状选择目前母线材料广泛应用铝材.因为铝的电阻率教低，有一定的机械强度，质量轻，价格低，铜材虽然导电性能好，但价格较高，只有在工作电流较大，环境对铝材腐蚀严重时才用，因此本设计中采用铝材.硬母线截面形状一般有矩形，槽形，管形.矩形母线散热性能好，有一定的机械强度，便于固定和连接.但单条母线不能超过1250mm2.矩形母线在支柱绝缘子上有平放和竖放两种.母线平放比竖放散热条件差，但机械强度好.本讨论中采用平放矩形.2.按经济电流密度选择铝材截面. 由硬铝的经济电流目睹曲线查得，tmax对应的经济密度t.sj = igmax/j igmax =

28、1.05ibn3.按长期发热允许电流校验imaxkial其中：imax - 1.4倍的变压器额定电流 k - 环境温度修正系统， k=(al-)/(al-0) ial - 环境温度为254. 热稳定校验要求由短路电流热效应决定的导体最小截面smin 小于所选的截面ssmin = qk*ks / c 135 hz时，= 1，则单位长度导体相间电动力fph = 1.73*10-7 ish2 / a导体最大计算应力 ph = fph* l2 / 10w其中： w - 导体截面系数 a - 导体相间距离 l - 支柱绝缘子跨距要求：ph al ； al 为最大允许应力（硬铝为 70*106 pa）（四

29、）绝缘子选择1、根据安装地点选择母线桥为户外，汇流母线为户内式。户外考虑防污应选用高一级产品。2、额定电压 unun.s3、动稳定校验fmax = 1.73*10-7 ish2 l/ ah1 =h+b+h/2fc = fmax * h1/h 应满足fc 0.6 fdl其中: l - 支柱绝缘子跨距 （m） h1 - 支柱绝缘子底部至导体水平中心高度 （mm） h - 支柱绝缘子长度 （mm） b - 导体支持器下片厚度，平放铝排b=12mm h - 导体厚度 fdl - 抗弯破坏负荷 （n） fmax - 绝缘子受力 （n） fc - 绝缘子帽受力 （n）（五）绝缘子选择1、额定电压 unun

30、s 2、额定电流 inigmax对于母线型穿墙套管不必按此项选择和校验热稳定，只需保证其型式与穿过母线尺寸相配合。3、热稳定校验: it2.tqk4、动稳定校验 fmax = 1.73*10-7 ish2 lc/ a 0.6 fde 时合格。lc = （l1 + l2）/2其中: l1 - 与绝缘子相邻跨距 （m） l2 - 套管长度 （m） 5、高压熔断器的选择与校验（1） 所用变高压侧熔断器选择额定电压 un uns 额定电流 inft infs = k * imax其中： k可靠系数，通常取1.3 imax = 1.4 tbn开断电流校验 inbr i限流式熔断器按i校验，不计非周期分量

31、的影响。（2） 压变高压侧熔断器选择10kv压变采用高压熔断器只需按额定电压及断流容量来选择额定电压 un uns 开断电流校验 inbr i七、继电保护及互感器配置1. 电网继电保护配置原则应该满足继电保护得四项基本要求：选择性、连续性、灵敏性、可靠性，在保证四项基本要求得前提下，应力求采用简单得保护装置。2. 变压器保护根据dl400-91继电保护和安全自动装置技术规程得规定，应装设如下保护：（1） 为反映变压器得箱内部各种短路故障和油面降低，对0.8mva及以上油浸式变压器应装设瓦斯保护 （2） 为反映变压器绕组和引出线得相间短路以及中性点直接接地电网 侧绕组和引出线得接地短路及匝间短路

32、应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3mva及以上并列运行变压器和10mva及以上单独运行变压器应装设纵差保护。（3） 为反映外部相间短路引起得过电流并作为瓦斯、纵差保护得后备，应装设过电流保护。（4） 为反映大电流接地系统外部接地短路，应装设零序电流保护。（5） 为反映过负荷，应装设过负荷保护 。根据以上原则，装设: 瓦斯保护和纵差保护构成主保护; 复合电压闭锁过电流保护和零序过电流保护作为后备保护; 过负荷保护，动作于信号，反映变压器不正常运行状态。3.10kv线路保护：为反映相间故障装设两段式电流保护，并装设三相一次自动重合闸。（二）互感器配置1.电流互感器：为了满足保护、测量装置得需

33、要，在有断路器得回路均设有互感器。对中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，一般采用两相配置。视复合对称性、保护灵敏度要求也可以采用三相配置。电流互感器通常布置在断路器得出线或变压器侧。2电压互感器： 一般工作母线都装有电压互感器，用于测量仪表和保护装置： 110kv侧：装于桥断路器两侧连接点 jdcf-110wb 0.2/3p级 10kv侧：装于、段母线 jdz-10 0.5级八、防雷及保护接地规划变电所得雷害事故来自两方面：1雷击于变电所得电气设备 2 雷击线路：沿线路向变电所得入侵波（一）变电所的直接雷保护1、为了防止雷直击于变电所，可以装设避雷针，应使所有设备都处于避雷

34、针保护范围之内，还应采取措施防止雷击避雷针时得反击事故。一般应使避雷针与被保护设百或构架之间空气间隙sk5m。避雷针接地装置与被保护设备接地装置之间在土壤中得间隙sd3m. 2、避雷针的安装对于110kv及以上配电装置绝缘水平较高，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。10kv的配电装置绝缘水平较低，不允许将避雷针装设在配电构架上，需架设独立避雷针。本涉及中除110kv进线构架将避雷针装于构架上。还应在变电所周围装设四支等高避雷针。3、变电所的入侵波保护1.变电所内必须装设阀型避雷器限制雷电波入侵时的过电压，由于变压器时最重要的设备，因此避雷器应尽量靠近变压器，一般在变电所母线上装设阀型避雷器。

35、110kv侧装设fz-110j普通阀型避雷器，10kv母线分别装设fz-10阀型避雷器。4、进线保护（1） 为限制流经变电所内阀型避雷器雷电流的副值和雷电波陡度，需采用进线段保护在靠近变电所的一段进线或合成架设避雷线，若110kv进线的隔离开关或断路器可能经常处于断路状态。此时线路侧又在带电时，雷电波入侵在开断电会使全反射电压升高，造成设备损坏，应装设管型避雷器。（2） 低压侧入侵波的保护为限制流过低侧母线的阀型避雷器fz10的雷电流不超过5ka。在10kv出 线段采用fs10避雷器，可使变电所低压母线空雷电压较小，（一）变压器中性点保护1、对于中性点直接接地系统，变压器往往是分级绝缘的，即变

36、压器中性点绝缘水平要避相线端低得多（我国110kv变压器中性点绝缘为35kv），故需在中性点上加装阀性避雷器或间隙来保护，一般采用fz40避雷器。断路器非全相合闸时，变压器中性点上将出现很高的过电压，为限制这种内部过电压，一般在中性点采用间隙保护，开断或接入变压器时先将变压器中性点直接接地，操作完毕后再将中性点拉开。2、保护、防雷接地为了保护人身安全，无论发配电还是用电系统中都应将电气设备的金属外壳接地，以保证一但设备绝缘损坏不致于导致工作人员触电伤亡，因此对变电所内所有设备金属外壳如变压器底座，开关柜等均应保护接地。根据安全和工作接地要求敷设一个统一的接地网，然后再避雷器和避雷器下面增加接地

37、体以满足防雷接地要求。工频接地电阻 r0.5具体防雷及保护接地配置如下：1. 110kv线路全线架设避雷器，线路装设gb110j。2. 110kv桥连接点配连接配fz110j普通阀型避雷器。3. 变压器中性点采用放电间隙，并装设fz40型避雷器。4. 10kv母线配fz10型避雷器，出现配fs10避雷器。5. 变电所周围设四支等高避雷器第三章 区域电力网设计计算书第一节 电网有功功率平衡一、在有功功率平衡1、在电大负荷情况下的发电负荷：新建电网： pl1=(20+26+18+29)/(1-0.07-0.06)=106.9（mw）原有电网： pl2=(1210.5+210)1-0.07）40.8

38、6（mw）总的发电负荷： plpl1+pl2106.9+40.86147.76（mw）发电机发出的功率： pg252+50100（mw）联络线上潮流： pspg-pl100-147.76-47.76（mw）所以系统向高压配电网送电47.76mw2、在电大负荷情况下的发电负荷：新建电网： pl1=200.7+260.5+180.5+290.7=45.5（mw）原有电网： pl2=40.860.520.43（mw）总的发电负荷： plpl1+pl245.5+20.4365.93（mw）发电机发出的功率： pg25+5075（mw）联络线上潮流： pspg-pl75-65.939.07（mw）所以系

39、统向高压配电网送电-9.07mw二、高压配电电网电压等级的选择电网电压等级决定于输电功率和输电距离，还要考虑到周围已有电网的电压等级，设计选择110kv。三、变电所主变压器的选择1、根据相关的设计规范规定，选择的变压器容量se需同时满足下列两伯条件：se（0.60.7）smax；sesimp；其中smax为变电所的最大负荷容量，simp为变电所的全部重要负荷容量。2、根据规定，a、b、c、d四个变电所都有重要负荷，所以每个变电所都选择两台主变。a变电所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)20/0.9213.0415.22（mw）sesimp0.65pmax/cos0.6520

40、/0.9214.13（mva）选择两台sfz9-16000/110变压器b变电所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)26/0.9216.9619.78（mw）sesimp0.68pmax/cos0.6826/0.9219.22（mva）选择两台sfz9-20000/110变压器c变电所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)18/0.9211.7413.7（mw）sesimp0.68pmax/cos0.6818/0.9213.5（mva）选择两台sfz9-16000/110变压器d变电所：se(0.60.7)pmax/cos(0.60.7)29/0.9218.9

41、122.06（mw）sesimp0.59pmax/cos0.5929/0.9218.6（mva）选择两台sfz9-25000/110变压器3、查表得：1）sfz9-16000/110变压器：rtpkun2/（1000sn2）771102/（1000162）3.64（）xti0un2/（100sn）10.51102/（10016）79.41（）2）sfz9-20000/110变压器：rtpkun2/（1000sn2）2.84（）xti0un2/（100sn）63.35（）3）sfz9-25000/110变压器：rtpkun2/（1000sn2）2.14（）xti0un2/（100sn）50.82

42、（）四、选择导线截面：1、首先计算不同负荷曲线的最大负荷小时数负荷曲线（a）tmaxa24356（0.76+0.810+0.92+1.06）/247300（h）负荷曲线（b）tmaxb24356（0.516+0.84+0.62+1.02）/245256（h）2、方案11）忽略变压器的损耗，分别计算各变压器的最大负荷如下：sapa+jqa20+j5.9（mva）sbpb+jqb20+j5.9（mva）scpc+jqc20+j5.9（mva）sdpd+jqd20+j5.9（mva）2）每段导线流过的最大电流（d变电所110kv侧的分段断路器闭合和10kv侧的分段断路器分开，a变电所110kv侧的分

43、段断路器闭合和10kv侧的分段断路器分开）根据每段导线的tmax查表，并且应用插值法得到经济电流密度如下：ga段：tmax（207300+265256）/（20+26）6145（h）j0.956（a/mm2）ab段：tmax5256（h）j1.064（a/mm2）gd段：tmax6517（h）j0.942（a/mm2）dc段：tmax5256（h）j1.064（a/mm2） 每段导线流过的最大电流、经济截面和选择导线型号如下：（双回线中一回线）gd段：imax0.5pn/(3uncos)0.5(18+29)1000/(31100.92)134.07（a）simax/j=134.07/0.942

44、=142.33 mm2选取导线型号为lgj-150gd段：imax0.5pn/(3uncos)0.5181000/(31100.92)51.35（a）simax/j=51.35/1.064=48.26 mm2选取导线型号为lgj-120ga段：imax0.5pn/(3uncos)0.5(20+26)1000/(31100.92)131.22（a）simax/j=131.22/0.956=137.26 mm2选取导线型号为lgj-150ab段：imax0.5pn/(3uncos)0.5261000/(31100.92)74.17（a）simax/j=74.17/1.064=69.71 mm2选取

45、导线型号为lgj-1203）校验：（几种情况进行）按机械强度校验导线截面积，为保证架空线路具有必要的机械强度，相关规程规定：110kv不得采用单股线，其最小截面积如下表所示。对于更高电压等级的线路，规程未作规定，一般认为不小于35mm2。因此，所选的全部导线满足机械强度的要求。满足机械强度要求的导线最小截面（mm2）：导线类型通过居民区通过非居民区铝铰线和铝合金3525钢芯铝线2516钢线1616按电晕校验导线截面，下表列出不必验算电晕临界电压的导线最小直径和相应的导线型号。不必验算电晕临界电压的导线最小直径和相应型号额定电压(kv)110220330500四分裂750四分裂单导线双分裂导线外径9.621.433.1相应型号lgj-50lgj-240lgj-6002lgjq-2404lgjq-30004lgjq-400因为导线选取的型号都