110kV变电站设计

1、毕业设计（论文）题目：110kV变电站设计所属院（系）电子信息工程学院2012年6月10日毕业设计（论文）任务书学院（直属系）： 电子信息工程学院 时间：2012年4月19日学生姓名指导教师设计（论文）题目110KV变电站设计主要研究内容本课题着重研究基于110kv变电站项目，对拟建项目的有关社会，经济，技术等各方面进行深入细致的调查研究，对各种可能采取的技术方案和建设方案进行认真的经济技术分析比较论证。研究方法从变电站电气主接线设计，短路电流计算，电气主设备选择，各级电压配电设置设计，变电站防雷保护设计等方方面着手设计。主要技术指标(或研究目标)变电站是电力系统的一个重要组成部分，有电气设备

2、及配电网络按一定的接线方式所构成，保证其从电力系统获得电能，通过其转变、分配、输送与保护等功能，保证整个电力系统的安全经济运行然后将电能安全、可靠、经济输送到每一个用电设备的场所。教研室意见教研室主任（专业负责人）签字：年月日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。目录摘要IV第1章绪论- 1 -1.1变电站发展- 1 -第2章变电站负荷计算和无功补偿的计算- 3 -2.1 变电站的负荷计算- 3 -2.1负荷计算- 3 -2.2 无功补偿的目的- 4 -2.3 无功补偿的计算- 4 -第3章变压器的选择- 6 -3.1 变电所主变压器的选择的原则- 6 -3.

3、2. 主变台数的确定- 6 -3.3 主变压器容量的确定- 7 -3.4. 变压器类型的确定- 7 -3.4.1相数的选择- 7 -3.4.2 绕组形式- 7 -3.4.3 普通型和自耦型的选择- 8 -3.4.4 中性点的接地方式- 8 -第4章主接线方案的确定- 9 -4.1 主接线的基本要求- 9 -4.1.1 安全性- 9 -4.1.2 可靠性- 9 -4.1.3 灵活性- 9 -4.1.4 经济性- 9 -4.2 电气主接线的确定- 10 -第5章短路电流的计算- 13 -5.1 概述- 13 -5.2 短路电流的计算- 13 -第6章高压配电系统的设计- 15 -6.1 高压侧进线

4、线路的选择- 15 -6.2 高压配电线路布线方案的选择- 15 -6.2.1放射式- 15 -6.2.2 树干式- 16 -6.3 高压侧配电系统设备- 16 -6.3.1 高压断路器的选择- 16 -6.3.2 高压隔离开关的选择- 17 -6.3.3 高压熔断器的选择- 18 -第7章低压配电系统的设计- 19 -7.1 变电站配电线路的布线方案- 19 -7.2 母线、配电设备及保护设备的选择- 20 -7.2.1 10KV 母线选择- 20 -7.2.2 配电设备及保护设备的选择- 20 -7.3 变电站用电及照明- 23 -第8章变电站二次回路方案的确定- 24 -8.1 二次回路

5、的定义和分类- 24 -8.2 二次回路的操作电源- 24 -8.3 二次回路的接线要求- 25 -8.4 电气测量仪表及测量回路- 25 -8.5断路器的控制和信号回路- 26 -8.6 自动装置- 27 -8.7 继电保护的选择与整定- 28 -8.7.1 继电保护的选择要求- 28 -8.7.2 继电保护的装置选择与整定- 28 -8.7.3 瓦斯保护- 30 -第9章防雷与接地方案的设计- 35 -9.1 防雷保护- 35 -9.1.1 直击雷保护- 35 -9.1.2 侵入波保护- 35 -9.2 接地装置的设计- 35 -参考文献- 37 -致谢- 38 -附录- 39 -110k

6、v变电站设计摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统。工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装

7、置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词：变电站，输电系统，配电系统，高压网络补偿装置110kvTransformerSubstationDeviseAbstractAlongwiththeeconomicdevelopmentandthemodernindustrydevelopmentsofquickrising, thedesignofthepowersupplysystembecomem

8、oreandmorecompletelyandsystem. Becausethequicklyincreaseelectricityoffactories, italsoincreasesseriouslytothedependableindexoftheeconomiccondition, powersupplyinquantity. Thereforetheyneedthehigherandmoreperfectrequesttothepowersupply. Thesubstationisanimportancepartoftheelectricpowersystem, itiscon

9、sistedoftheelectricappliancesequipmentsandtheTransmissionandtheDistribution. Itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem, throughitsfunctionoftransformationandassign, transportandsafety. Thentransportthepowertoeveryplacewithsafe, dependable, andeconomical. Asanimportantpartofpowerstransporta

10、ndcontrol, thetransformersubstationmustchangethemodeofthetraditionaldesignandcontrol, thencanadapttothemodernelectricpowersystem, thedevelopmentofmodernindustryandtheoftrendofthesocietylife.Alongwiththehighandquickdevelopmentofelectricpowertechnique, electricpowersystemthencanchangefromthegenerateof

11、theelectricitytothesupplythepower.KeyWords：substation，transmissionsystem，distribution，highvoltagenetwork，correctionequipment.第1章 绪论1.1变电站发展一、变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，如果仍然以人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，也要依赖高质量和高可靠性的电能

12、供应。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化

13、设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的 综合应用，它可以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、设备、操作、监视微机化，结构分布分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站小型化、智能化、扩大监视范围及变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了现代化手段和基础保证。110kV侧为单母分段带旁路接线，分段QF兼作旁路QF，计有线路5条。1二、控制、保护及自动装置(1)全站公用部分主控回路及中央信号集中于两套设备，即70年代的弱电选控装置和80年代的“四合一”集控台

14、。站内2台主变压器、110kV线路和5条10kV线路的控制、测量及中央信号功能采用弱电选控方式，35kV线路和一条10kV线路采用“四合一”集控台控制方式，另有110kV母差保护装置、10kV小电流接地装置、10kV低周减载装置等。(2)主变压器保护配置主变差动保护由电磁式LCD-4型差动继电器及其相关回路构成；主变重瓦斯动作于三侧开关，轻瓦斯发信号；零序电压闭锁零序电流保护；35kV(10kV)复合电压闭锁过流保护及过负荷保护等。(3)线路保护配置110kV线路分别配有WXB-01B、WXB-51C或LH-11型相间保护、接地、距离和零序、段保护。2第2章 变电站负荷计算和无功补偿的计算2.

15、1 变电站的负荷计算表1.1 用电负荷统计（单位：千瓦）用电单位负荷统计（KW）负荷类别医院3500I工厂12800II学校5400II商场6000II政府3000I派出所2100I其他散户6000III合计38800表2.2 负荷性质分析结果表负荷等级负荷值（KW）占总负荷百分比（%）I860022.16II2420062.372.1负荷计算各组负荷的计算：1.有功功率 P=KXk2.无功功率 Q=Ptg3.视在功率 S=式中：k：每组设备容量之和，单位为KW；KX：需用系数；Cos:功率因数。总负荷的计算：1.有功功率 P=K1P2.无功功率 Q= K1Q3.视在功率 S=4.自然功率因数

16、： Cos1= P/S式中：K1组间同时系数，取为0.850.9。电力系统中的无功功率就是要使系统中无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中的无功损耗相平衡;按系统供电负荷的功率因数达到0.95考虑无功功率平衡。变电站所供负荷的总数：P总=38800KW变电站所供一类负荷总数：P总1=8600KW变电站所供二类负荷总数：P总2=24200KW一类负荷占总负荷的百分比：= P总1/ P总=860038800100%=22.16%二类负荷占总负荷的百分比：= P总2 /P总=2420038800100%=62.37%2.2 无功补偿的目的无功补偿的目的是系统功率因数低，降低了发电机和变压器

17、的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失，这一些原因是电力系统基本的常识，在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9（本次设计要求功率因为为0.95以上），因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容器补偿无功。2.3 无功补偿的计算1.计算考虑主变损耗后的自然因数Cos1：P1=P+PbQ1=Q+QbCos1= P1 /P12+Q222.取定补偿以后的功率因数： Cos2为0.95；3.计算补偿电容器的容量：Qc=K1P(tg1+ tg2)式中：K1=0.80.94.计算补偿电容器的个数： Nc=Qc /qc式中：qc单个电容器的容量，单位ka

18、vr。按照3的整数倍取定补偿器的个数Ncs，然后计算出实际的补偿容量：Qcs =Ncs * qc5.计算补偿以后实际的功率因数，补偿后实际的功率因数大于0.9为合理Cos2= P /10KV： COS10.9选COS1=0.9来考虑：P=38800KWS=388000.90=43111KVAQ=43111tang=20822Kvar110KV： COS20.85 选COS2=0.85来考虑P=38800KWS=388000.85=45647KVAQ=45647tang=28301Kvar主接线采用两台高压并联补偿电容器，每台主变安装一台。电容器组的额定容量：4800kvar,单Y接线.1第3章

19、变压器的选择主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。3.1变电所主变压器的选择的原则1) 在变电所中，一般装设两台主变压器；终端或分支变电所，如只有一个电源进线，可只装设一台主变压器；对于330kV、550kV变电所，经技术经济为合理时，可装设34台主变压器。2) 对于330kV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三

20、相变压器。500kV变电所，应经技术经济论证后，确定是采用三相变压器，还是单相变压器组，以及是否设立备用的单相变压器。3) 装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事帮停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的60%以上，并应保证用户的一级和全部二级负荷的供电。4) 具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需装设无功补偿设备时，主变压器一般先用三绕组变压器。5) 与两种110kV及以上中性点直接接地系统连接的变压器，一般优先选用自耦变压器，当自耦变压器的第三绕组接有无功补偿设备时，应根据无功功率的潮流情况，校验公共绕组容量，以免在某种运

21、行方式下，限制自耦变压器输出功率。6) 500kV变电所可选用自耦强迫油循环风冷式变压器。主变压器的阻抗电压(即短路电压)，应根据电网情况、断路器断流能力以及变压器结构选定。7) 对于深入负荷中心的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，可采用双绕组变压器。53.2. 主变台数的确定由原始资料可知，待建变电站是在农网改造的大环境下建设的。负荷大，出线多，且农用电受季节影响大，所以考虑初期用两台大容量主变。两台主变压器，可保证供电的可靠性，避免一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。随着未来经济的发展，可再投入一台变压器。3.3主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后 510 年规划负荷选

22、择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展，对于城市郊区变电所，主变压器应与城市规划相结合。此待建变电站坐落在郊区，10kV主要给某开发区供电，35kV主要给下面乡镇及几个大企业供电。考虑到 开发区及其乡镇的发展速度非常快，所以我们选择大容量变压器以满足未来的经济发展要求。确定变压器容量:（1）变电所的一台变压器停止运行时，另一台变压器能保证全部负荷的 60%，即=S60% =103.73160%62.241(MVA)（2）单台变压器运行要满足一级和二级负荷的供电需要一，二级负荷为 15+10+0.63+0.42+0.78=26.83MVA所以变压器的容量最少为62.241MVA3.4. 变

23、压器类型的确定3.4.1相数的选择变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。规程上规定，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。因此待建变电站采用三相变压器。3.4.2 绕组形式绕组的形式主要有双绕组和三绕组。规程上规定在选择绕组形式时，一般应优先考虑三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进

24、负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。三绕组变压器通常应用在下列场合：(1) 在发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电。(2) 在具有三种电压等级的降压变电站中，需要由高压向中压和低压供电，或高压和重压向低压供电。(3) 在枢纽变电站中，两种不同的电压等级的系统需要相互连接。(4) 在星形-星形接线的变压器中，需要一个三角形连接的第三绕组。本待建变电站具有110kV,35kV,10kV 三个电压等级，所以拟采用三绕组变压器。3.4.3 普通型和自耦型的选择自耦变压器是一种多绕组变压器，其特点就是其中两个绕

25、组除有电磁联系外，在电路上也有联系。因此，当自耦变压器用来联系两种电压的网络时，一部分传输功率可以利用电磁联系，另一部分可利用电的联系，电磁传输功率的大小决定变压器的尺寸、重量、铁芯截面积和损耗，所以与同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著。由于自耦变压器的结构简单、经济，在110kV级以上中性点直接接地系统中，应用非常广泛，自耦变压器代替普通变压器已经成为发展趋势。因此，综合考虑选用自耦变压器。3.4.4 中性点的接地方式电网的中性点的接地方式，决定了主变压器中性点的接地方式。本变电站所选用的主变为自耦型三绕组变压器。规程上规定：凡是110kV-500kV侧其中性点

26、必须要直接接地或经小阻抗接地；主变压器6-63kV采用中性点不接地。所以主变压器的110kV侧中性点采用直接接地方式，35kV，10kV侧中性点采用不接地方式。4第4章 主接线方案的确定4.1 主接线的基本要求4.1.1 安全性高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关；低压断路器（自动开关）的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须设低压刀开关；装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关；变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关，线路上避雷器前不必装隔离开关。4.1.2 可靠性断路器检修时，不宜影响对系统

27、的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠的特殊要求；采用综合自动化，优化变电所设计：国内变电所自动化发展进程分为三个阶段。第一阶段由集中配屏以装置为核心的方式，向分散下放到开关柜以系统为核心的方式发展；第二阶段由单一功能、相互独立向多功能、一体化过渡；第三阶段由传统的一次、二次设备相对分立向相互融合方式发展。变电所综合自动化就是在第二阶段。4.1.3 灵活性变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线；两路电源进线，装有两台主变压器的变

28、电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行；当只一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并列运行；带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关；主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。4.1.4 经济性主接线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器少，而且应选用技术先进、经济适用的节能产品；由于工厂变配电所一般都选用安全可靠且经济美观的成套配电装置，因此变配电所主接线方案应与所选成套配电装置的主接线方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供电可靠性要求较高时，才采用手车式或抽屉式；中小型工厂变电所一般才用高压少油断路器，在需频繁操作的场合，则应采用

29、真空断路器或SF6断路器。断路器一般采用就地控制，操作多用手力操作机构，但这只适用于三相短路电流不超过6KA（10KV的SK3100MVA）的电路中。如短路电流较大或有远控、自控要求时，则应采用电磁操作机构或弹簧操作机构；工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其互感器只供计费的电度表用，应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因素达到规定的要求；优化接线及布置，减少变电所占地面积。总之，变电所通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以及综合自动化技术，并将通信设施并入主控室，简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，节约材料，减少人力物力的投入，并能可靠安全的运行，避免不必要

30、的定期检修，达到降低投资的目的。14.2 电气主接线的确定表4.1 母线接线方式优缺点对照表接线方式优缺点单 母 线1、优点：接线简单清晰、设备少、操作方便，便于方便扩建和采用成套配电装置。2、缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修均需使整个配电装置停电。3、适用范围：610kV配电装置的出线回路数不超过5回；3563kV出线不超过3回；110kV220kV出线不超过2回。单母线分段1、优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2、缺点：当一段母线或母线隔离开关故

31、障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需自两个方向均衡扩建3、适用范围：610kV出线为6回以上；3563kV出线为48回；110220kV出线为34回。双母线1、优点：供电可靠；调度灵活；扩建方便；便于试验。2、缺点：设备多，接线复杂，造价高；倒闸操作复杂，容易发生误操作。3、适用范围：610kV配电装置，短路电流较大，出线带电抗器时；3563kV出线超过8回；110220kV配电装置在系统中居重要地位，出线为4回及以上。结论：由以上几种方案比较，结合所设计变电所的实际情况，对110kV主接线采用单母线分段方式，因110kV电源为双回

32、路，当一回故障时，可由另一回供电，并不影响两台主变的运行，当一个系统全停时，可由另一系统对两台主变供电，从供电可靠性和经济角度考虑，110kV母线主接线选用单母线分段的接线方式。对于35kV及10kV主接线形式，因重要用户都为双回路，且出线较多，故采用单母线分段接线方式，对重要用户每段分接一回，当一段母线检修时，可由另一段供电，并不影响用户。该设计的电气主接线：110KV采用线路变压器组接线，进线侧设断路器；10KV接线为单母线分段接线，#1主变10KV侧单臂进10KV母线，各带10KV出线12回，无功补偿电容器组2组；#2主变10KV双臂各进一段10KV母线，每段母线各带10KV出线6回，无

33、功补偿电容器1组。在110KV两条进线的A相上各装设一台电容式电压互感器供二次闭锁采压用。主变压器110KV侧中性点采用避雷器保护，并可经隔离开关接地。3表5 主要电气设备表序号设备名称型号和规格1110KV断路器SF6-110W 3150A 40KV2隔离开关GW4-110IID（W）1250 31.5A （4S）3主变中性点隔离开关GW13-63D（W）/630A4110KV线路避雷器Y10W1-108/281（W）5主变中性点避雷器HY1.5W-72/186610KV母线桥避雷器HY5WZ-17/45710KV电容器SF6充气集合式BAMHL11/3-1600-1W38接地变压器DKSC

34、-1000/10.5-100/0.4910KV开关柜XGN2-12Z（Q）系列，其中断路器配置为：进线断路器ZN28-12（Q），3150A，40KA分段断路器ZN28-12（Q），3150A，40KA其他 ZN28-12（Q），1250A，31.5KA第5章短路电流的计算5.1 概述供电系统应该正常的不间断地可靠供电，以保证生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几

35、倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流部分变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。由此可见，短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流是不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器，整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的原件等，也必须计算短路电流。55.2 短路电流的计算1.d1点短路：Up=115kv等值电路如下图：图

36、5.1 d1点短路电流等值电路图d1转移阻抗：S1对d1点：X*L1=0.06S2对d1点：X*L2=0.0272S1S2总转移阻抗：Xd1=0.06/0.0272=0.0186短路电流标幺值：I* d1=1/Xd1=1/0.0186=53.76有效值：Id1=I* d1Sj/Up=(53.76100)/(115)=26.99冲击值：ich=2.55Id1=2.55Id1=2.5526.99=68.825短路容量：Sd1=3UpId1=311526.99=5376.025全电流最大有效值：Ich=1.52Id1=1.5226.99=41.025式中：ich、Ich短路冲击电流幅值、有效值（KA

37、）10第6章 高压配电系统的设计6.1 高压侧进线线路的选择高低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。电力电缆及控制电缆全部选用铜芯电缆。控制电缆全部选用阻燃型电缆。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接点引入线均采用屏蔽电缆。户内采用电缆沟及穿管明敷方式，户外采用电缆沟敷设方式。架空线的主要优点是：（1）设备简单，造价低；（2）有故障易于检修和维护；（3）利用空气绝缘，建造比较容易。为了加强铝线的机械强度，采用多股绞线，用抗张强度为120kg/ 的钢作为线芯，把铝线绞在芯子外面,作为导线的导电部分，称为钢芯铝线。LG型铝绞线在35KV以上架空线路用得较多，在需要高机械强度的地方，如跨

38、越时则用加强型LGJ。所以110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。LG型铝绞线在35所以110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。6.2 高压配电线路布线方案的选择在确定了供电电压，变、配电所的位置和容量及变、配电所的接线图后，便要进一步确定工厂厂区高压电路的配电方式配电方式可分为放射式、树干式和环式。6.2.1放射式放射式配电方式的优点是：（1）线路上的故障不影响其他用户；（2）容易进行继电保护装置的整定，并易于实现自动化；（3）根据实际运行经验，即使在厂区内采用电缆的单回路放射式，可靠性也较高。 高压供电系统放射式接线一般采用电缆，中、小型工厂厂区高压配电只有一级放射

39、，大型工厂可以有两级放射，实际设计时应避免采取二级以上的高压放射式配电系统，已减少开关柜数量及继电保护的延时时限。6.2.2 树干式树干式配电系统有可能降低投资费用和有色金属消耗量，使变、配电所的馈出线路减少，结构简化，但车间变电所的位置必须恰当。这种接线方式只有一个电源，干线上的任何故障必将引起用户的全部停电。单树干式配电不像放射式那样，能在380V侧取得联络线，所以它只能用于三级负荷，为了减少干线故障时影响用户范围，干线上接连的变压器不能超过5台，总容量不应大于3000KVA。6.3 高压侧配电系统设备6.3.1 高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动

40、而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。（1）.高压断路器的主要参数：额定电压：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示，；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。（2）选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容

41、量，热稳定性及动稳定性等各项指标。按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即： ；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即： ；校验高压断路器的热稳定性： It2tI2tima； 校验高压断路器的动稳定性： ；校验高压断路器的断流容量（或开断电流）：熔断断流容量按校验；7根据上述分析并查资料：110KV高压断路器选择SF6110W型高压六氟化硫断路器；表6.1高压断路器的选择校验表序号装置地点的电气条件SF6110W项目数据项目数据结论1110KV145KV合格22016A3150A合格312.635

42、KA40KA合格6.3.2 高压隔离开关的选择（1）.高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。（2）.形式结构：高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式（3）.选择条件：海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；

43、环境温度不高于+400C，户内产品环境温度不低于-100C，户外产品环境温度不低于-300C；户内产品空气相对湿度在+250C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和10毫米；户内产品周围空气不受腐蚀性或可燃气体、水蒸气的显著污秽的污染，无经常性的剧烈震动。户外产品的使用环境为普通型，用于级污秽区，防污型用于级（中污型）、级（重污型）污秽区。6根据设计条件，选择户外型高压隔离开关，它可用于户外有电压无负载时切断或闭合6-500KV电压等级的电气线路。户外型高压隔离开关一般由底座、支柱绝缘子、主刀闸、接地刀闸、动触头和

44、操动机构等组成，单相或三相连联动进行操作。户外隔离开关可安装在户外支架或支柱上，也可安装在户内。4根据上述条件和要求并查表有：110KV侧的高压隔离开关选择GW4-110IID型；10KV侧的高压隔离开关选择GW13-63D型表6.2 高压隔离开关的选择型号GW13-63D（中性点隔离开关）GW4-110D额定电压（KV）63110额定电流（A）6301250动稳定电流峰值（KA）5080热稳定电流（KA）1631.5操动机构CJ6CJ2-XG6.3.3 高压熔断器的选择高压熔断器是一种过流保护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短

45、。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合保护选择性的要求。高压熔断器的选择：除按环境、电网电压、电源选择型号外，还必须按校验熔断器的断流容量；选择的主要指标是选择熔件合熔管的额定电流，熔断器额定电流按 选。所选择的熔件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短路电流作用下开关熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合（即动作要有选择性）。 对保护变压器的熔件，其额定电流可按变压器额定电流的1.52倍选择。根据上述条件并查表有：110KV侧的高压熔断器选择RW6-110型熔断器主要是由上下棒形绝缘子、接触导电系统、并联的主副熔丝管以及

46、推杆等部分组成，用于110KV线路和变压器的短路及过负荷保护。10KV侧的高压熔断器选择RW3-10型熔断器，是由绝缘子、接触导电系统及熔丝管等部件组成，用于10KV输电线路和变压器的短路与过负荷保护。5第7章 低压配电系统的设计7.1 变电站配电线路的布线方案配电方式与厂区高压配电方式一样，有放射式和树干式和二者兼用的混合式及链式等。低压配电系统利用放射式线路的范围一般如下：1.每个设备的负荷不大，且位于变电所的不同方向；2.车间内负荷配置较稳定；3.单台用电设备的容量虽大，但数量不多；4.车间内负荷排列不整齐；5.车间为有爆炸危险的厂房，必需由与车间隔离的房间馈出线路。 配电方式可以从变电

47、所变压器二次侧引至低压配电室的开关柜上，我国生产的低压开关为BFC型，由低压开关柜以电缆或绝线穿管引入车间内部的XL型动力配电箱或具体的电气设备上，也可由主动力配电箱用绝缘导线穿管引入分动力配电箱，再接至用电设备。树干式配电不需要在变电所低压侧设置配电盘，从变电所二次侧引出线经过空气开关或隔离开关直接引至车间内，因此，这种配电方式使变电所低压侧结构简化，减少电气设备需要量。以树干式结构为主的变压器干线式将变电所二次侧裸母线直接引入车间，显然经济效果较好，但只使用于一般环境的厂房。链式线路，只用于车间内相互距离近，容量又很少的用电设备。链试 路只装置一组总的熔断器，可靠性小，大部分工厂不希望采用

48、链式法。在下列情况下不宜使用链式接线：（1）配电设备数量超过3台，总容量超过10KW，其中最大一台大于5KW。（2）单相设备与三相设备同时存在。（3）技术操作与使用差别很大的用电设备（如机床、卫生通风机等）。选择配电线路时，要尽可能将车间负荷进行必要的组合，使每回馈电线路的负 电流不致过大。7.2 母线、配电设备及保护设备的选择7.2.110KV 母线选择主变压器低压侧引出线选择：主变压器低压侧引出线经济电流密度选择：工作电流 A母线计算截面：选用标准截面12510的铜母线允许电流3610大于工作电流2749.37A，满足要求。热稳定性校检 满足要求 动稳定性校检母线采用平放装设 母线最大跨度

49、，已知进线的绝缘子间距离取2米即可。所以母线选择TMY-12510的铜母线37.2.2 配电设备及保护设备的选择1断路器、隔离开关、熔断器的选择方法与高压侧的相同2. 电流互感器的选择电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器一次侧匝数少，串接在主电路中，二次线圈与负载的电流线圈串联，接近短路状态。电流互感器的选择条件：（1）.额定电压大于或等于电网电压： （2）.原边额定电压大于或等于长时最大工作电流: （3）.二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量: （4）.校验：内部动稳定按：: 电流互感器额定一次电流；：动稳定倍数

50、外部动稳定按: 表7.1 电流互感器额定电压因数标准值额定电压因数额定时间初级绕组接地法和系统接地方式1.2连续任一网络中相与相间1.2连续中性点有效接地系统中相与地间1.530s1.2连续带自动切除接地故障的中性点非有效接地系统中相与间1.930s1.2连续中性点非有效接地系统中相与地间1.98h根据上述选择条件并查表有：110KV侧的电流互感器选择DP-LDJK120J型零序电流互感器3. 电压互感器的选择电压互感器一次侧是并接在高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，

51、在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中广泛应用三相三线五柱式（YY）.（1）在使用中应注意：不能短路，熔断器应完好；二次侧的一端及外壳应接地；在接线时应该注意极性，保证准确测量；保持清洁。（2）电压互感器的技术要求与说明：成套开关柜：10KV开关柜选用全工况“五防”型XGN2-12Z（Q）箱型固定式金属封闭开关柜，柜中配真空断路器。主变进线柜、分段柜额定电流为3150A、额定开断电流为40KA。馈线柜、电容器柜、接地变柜额定电流为1250A，额定开断电流选用31.5KA。馈线回路的电流互感器选用三

52、相加零序配置，互感器变比600/1A。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-09 ：开关柜额定电流1250A。内装：ZN28-12Q，1250A，31.5KA真空开关，配CT19II型弹簧机构；分合闸直流110V，三相电流互感器LZZBJ-10Q600/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10D/1250A 一组。 固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-121：开关柜额定电流3150A。内装：ZN28-12Q，3150A，40KA真空开关，配CT19III型弹簧机构；分合闸直流110V，三相电流互感器LMZB3

53、-10Q3000/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A 一组。用于电源进线。 固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-132：开关柜额定电流3150A。内装：三相电流互感器LMZB3-10Q， 3000/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A 一组。附带电显示装置一组，用于架空电源进线。 固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-64：内装：电压互感器JDZX11-1010/3:0.1/3:0.1/3KV；7

54、0VA/0.5；120VA/3P熔断器 RN2-101.0A：氧化锌避雷器 HY5WZ-17/45；V1mA23KV，附放电记录器隔离开关 GN30-10D/1250A一组；附带电显示装置一组。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-131：开关柜额定电流3150A。内装：三相电流互感器LMZB3-10Q3000/1/1A10P25/0.5；15VA/10P25；15VA/0.5其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A 一组。附带电显示装置一组，用于母线分段隔离。 固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-126：开关柜额定电流3150A。内装：真空开关，ZN28-12Q，3

55、150A，40KA，配CT19III型弹簧操动机构；分合闸直流110V，隔离开关GN30-10/3150A 一组。附带电显示装置一组，用于母线分段断路器。7.3 变电站用电及照明站用电系统为单母线分段接线，设分段自投，正常分列运行，由6面低压屏组成，采用380V三相四线制零线接地系统。接地变压器兼作站用变压器，站用电量为100KVA，分别接于段和段10KV母线上。每台站用变各带一段380V母线，重要负荷分别从两段母线双回供电。变电站工作照明由站用电交流屏供电，事故照明由应急照明灯和直流电源供电，直流供电回路考虑由人工切换。电气设备室、110KV配电装置场地和主变压器场地分别安装动力配电箱或电源箱，供给检修、试验和照明电源。45第8章 变电站二次回路方案的确定8.1 二次回路的定义和分类二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护装置、自动装置和运动装置等。根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。按