毕业设计（论文）水泥厂110kV总降压变电所的设计

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）某水泥厂110kv总降压变电所的设计摘 要本文主要是针对某水泥厂110kv变电所进行设计。根据变电所周边地区提供的负荷及对供电系统的要求，本次设计主要内容是对供电系统进行负荷计算，对总降压变电所及配电系统进行设计。并对主要设备进行选型校验，对主变压器、线路进行保护整定计算，对主、变线路进行防雷保护等。在这次设计中，负荷计算是非常重要的，根据计算结果，可以选择供电系统中线路的变压器的型号、导线截面、电压和电流互感器等主要电气设备。变压器在供电系统中也是重要的设备，掌握了对它的保护和整定计算方法。通过本次毕业设计，旨在熟悉变电所中供电系统的负荷计算，掌握变电所中一次回路

2、的基本原理，在此基础上对供电系统中的变电所一次接线进行了设计和计算，最后根据具体环境条件对电气设备进行校验，使本次毕业设计的内容更加完善。 关键词：一次部分，变电所，变压器，电气设备30the design of major system of 110kv substationabstracta cement plant substation of 110kv is designed in this paper. a substation of 110kv is designed in this paper. according to the substation and the reques

3、t of the power supplying system, i mainly design and calculate the major system, check to the main equipments, and design the protection of the circuit etc. burden calculation is very important in this design. we can choice the transformer, the circuit and the other main electricity equipments. we s

4、hould learn the method of the calculation of it. transformer is also very important，we should learn how to calculate and how to protect it.i will acquaint with the burden calculation of the substation pass this graduation design，and learn the basic principle of the major system in the substation. i

5、have completed the design and the calculation，and i will check it basis the actual environment .and then this graduation design will be perfect.key words: major system，transformer， substation，electricity equipments目录前 言1第1章 负荷计算及变压器的选择21.1 负荷计算及变压器的选择21.1.1 负荷计算的目的21.1.2 各车间的负荷计算31.2 车间变压器的选择41.2.1

6、水泥粉磨及库顶电力室变压器的选择41.2.2 窑头电力配电室变压器的选择51.2.3 水泥烧成电力配电室变压器的选择51.2.4 生料粉磨及矿山电力配电室变压器的选择61.3 总降负荷计算及变压器选择71.3.1 总降负荷计算71.3.2 主变压器的选择71.3.3 s10型系列油浸节能配电变压器优点81.4 无功补偿91.4.1 全厂自然平均功率因数101.4.2 补偿容量101.4.3 补偿后功率因数10第2章 设备选择及其校验122.1 电气设备的原则122.1.1 电气选择的一般原则122.1.2 导线和电缆的选择132.1.3 校验的一般原则142.2 短路电流计算152.2.1 计

7、算方法152.2.2 各点的短路电流152.3 断路器及隔离开关的选择182.3.1 110kv断路器选择182.3.2 10kv段断路器及隔离开关选择212.3.3 0.4kv进线开关及低压母联开关选择242.4 互感器的选择252.4.1 110kv段互感器选择252.4.2 10kv段互感器选择262.5 避雷器的选择282.6 其它设备选择282.6.1 10kv汇流母线和电缆的选择282.6.2 10kv其他设备的选择292.6.3 0.4kv设备母线的选择30第3章 平面图及主接线设计313.1 总降及车间变电所位置313.2 主接线设计32第4章 过电压与接地保护344.1 过电

8、电压保护344.1.1 过电压的含义344.1.2 过电压的类型344.2 雷电过电压保护344.3 接地保护364.3.1 接地保护概述364.3.2 中性点接地方式364.3.3 中性点接地原则364.3.4 本站接地保护设计37结 论38谢 辞39参考文献40外文资料翻译41前 言本次设计的主要内容就是进行水泥厂的一次供电设计，本设计共分为五章，首先扼要地介绍了配电系统及工厂供电系统，并对电力负荷和短路电流进行了具体的计算，在阐述工业配电系统一次接线的基础上，详细的对变电所的电气设备进行了选择，并针对线路、变压器等介绍了其保护方法，针对雷电形成及其危害性，介绍了常用的雷电保护装置和防护措

9、施、以及接地和接零的目的和作用。并介绍了无功补偿的方式和计算。当前，能源严重短缺，合理用电、节约用电的迫切性和必要性已为人们所认识。科学技术的发展，使用电和节电技术渗透到设计，运行，制造，管理等部门，其涉及面愈来愈宽，内容愈来愈深，与设计的联系愈来愈密切，这都为培养高质量的共用电人才提出更高的要求。限于本人水平，设计中错漏难免，敬请老师们批评指正，本人不胜感激！第1章 负荷计算及变压器的选择1.1 负荷计算及变压器的选择1.1.1 负荷计算的目的进行企业电力负荷计算的主要目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量、各种电气设备以及供电网络所用导线等提供科学的依据。表1-1各车间负荷车间变配电

10、所负荷（kw）水泥粉磨及水泥库顶电力变配电室880窑头电力配电室970水泥烧成电力配电室640生料粉磨及矿山电力配电室1230本设计采用需用系数法1，计算负荷为：有功功率： （1-1）无功功率： （1-2）视在功率： （1-3）电流： （1-4）1.1.2 各车间的负荷计算(1) 泥粉磨及水泥库顶电力室 (2) 窑头电力配电室(3) 水泥烧成电力配电室(4) 生料粉磨及矿山电力配电室表1-2车间负荷计算结果序号车间名称1水泥粉磨及库顶电力室7045288801336.982窑头电力配电室7765829701473.763水泥烧成电力配电室512384640972.384生料粉磨及矿山电力配电室

11、98473812301868.791.2 车间变压器的选择1.2.1 水泥粉磨及库顶电力室变压器的选择经过查表得知车间变电所的同时系数，由上述st =808.116kva选择有载调压s10-m-1250/10型变压器二次侧计算负荷2负载率：有功功率损耗：无功功率损耗：1.2.2 窑头电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数，由上述st =890.7kva选择有载调压s10-m-1250/10型。变压器二次侧计算负荷3负载率：有功功率损耗：无功功率损耗:1.2.3 水泥烧成电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数，由上述st =587.7kva选择有载调压s09-m-1000/10型。变压器二次

12、侧计算负荷4负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.2.4 生料粉磨及矿山电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数，由上述st =1129.5kva选择有载调压s09-m-1600/10型。变压器二次侧计算负荷5负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.3 总降负荷计算及变压器选择1.3.1 总降负荷计算1. 水泥粉磨及库顶电力室负荷损耗: = 34.2(kva)2. 窑头电力配电室变压器负荷损耗: = =44.6(kva)3. 水泥烧成电力配电室负荷损耗: = =23.21(kva)4. 生料粉磨及矿山电力负荷损耗: = =45.79(kva)总负荷:1.3.2 主变压器的选择主变压器容量应根

13、据5-10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力，对装两台变压器的变电所。1. 任一台变压器单独运行宜满足以下条件：sn=0.6s式中s为变电所最大负荷。2. 任一台变压器单独运行宜满足以下条件：式中s1+2为全部的一、二级负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电。考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电所大约有25%的非重要负荷，因此，采用sn=0.6pm，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的，能满足一、二级负荷的供电需求。一般情况下采用三相式变压器，具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%

14、sn以上时，可采用三绕组变压器。其中，当高压电网为110220kv，而低压电网为10kv时，由于负荷较大，最大和最小运行方式下电压变化也较大，故采用带负荷调压的三绕组变压器。目前限制低压侧短路电流措施，一般采用高阻抗变压器，且根据 110kv 系统短路水平(不超过30 ka)。经过推算，10kv短路电流(不超过30ka)。所选开关柜等电气设备均可满足要求(10kv不并列)。故本次设计采用高阻抗主变压器。本次设计结合实际运行经验，要求主变压器本体油枕由原a相移至c相。这样有利于主变压器中性点接地隔离开关连接安装，且操作检修方便。根据总负荷s=3563.816(kva)可选择三相自冷双绕组有载调压

15、电力变压器sfz10-6300/110型6。1.3.3 s10型系列油浸节能配电变压器优点随着电力系统的快速发展，进年来，变压器的发展非常快，由s7型系列到s9系列到s10型系列变压器的快速转变，s10型变压器低损耗、低噪声、结构简单、维护方便、更好的稳定性满足了用户要求,但是由于s10型变压器的价格较贵，所以式中有t3t4两台采用还采用s09系列.引线的选择原则是：电流密度符合低损耗要求，不高于绕组电流密度。在铁心夹持中，上、下夹件均采用4-6mm弯制钢板夹持，去掉木垫块，铁心垫脚直接固定在夹件上，大大提高了器身稳固性。器身与箱盖相连,改掉传统吊螺杆结构,采取吊板结构，灵活、可靠。设计、施工

16、中的工艺改进技术：1. 铁心制作铁心采用阶梯形三接缝叠片，有利于降低空载损耗和空载电流，铁心叠装完毕，打紧无纬带，刷漆固化，减少噪音，增加机械强度。2. 线圈工艺：高压线圈采用帘式油道，饼间采用1mm的垫块小油隙，线圈具有横纵向油道，而且散热性比较好，既保证了绝缘性能，又降低了成本；低压线圈采用4螺旋的结构，采用交叉换位，达到完全换位，降低损耗，提高线圈机械性。3. 器身绝缘及引线工艺线圈对铁芯的绝缘为1.0纸板三层；高、低压线圈之间围1.0纸板三层。上、下铁绝缘为等分垫块加纸圈粘接而成，提高了铁芯和线圈的散热能力。高压引线在夹持处用绝缘纸加包宽于导线夹的附加绝缘以增大爬电距离。低压引线遵循横

17、平竖直的原则，焊接后整齐又美观。 4. 油箱制作工艺在油箱壁的结构设计中，选用pg型固定式散热器增大散热面积，且易于施工焊接，在油箱的整体制作过程中，并在所有部件连接处选用优质橡胶作密封材料，防止出现渗漏油现象并延缓了老化。总之，在整个变压器的研制过程中，每一个工序和环节都以优于质量计划中制定的参数完成，全部技术参数都达到国家标准。且噪音小，温升低，整体无渗油，高效率，高质量的完成了s10型系列变压器的研制工作。1.4 无功补偿在110kv进线侧计算。要求本厂的功率因数值在0.9以上。本设计采用电力电容补偿，无功补偿根据要求采用高压集中补偿。将不并联电容器集中装设在变配电所高压母线上，为了避免

18、电容器击穿时引起高压母线相间短路，所以在电容器组的三角形的各边，都有高压熔断器fu与电容器c串联，如果电容器击穿时，相间短路电流使其串联的熔断器很快熔断，快速切除短路电流7。1.4.1 全厂自然平均功率因数全厂计算负荷的有功功率：=633.6+698.4+460.8+885.6+7.02+7.99+5.28+9.51=2708.2kw全厂计算负荷的无功功率： =501.6+552.9+364.8+701.1+33.54+42.16+22.6+44.8=2263.5kvar全厂平均功率因数为,取an =0.75，n=0.8=0.75提高到=0.91.4.2 补偿容量计算补偿容量： =0.75&#

19、215;2708.2×0.40 =812.46kvar那么考虑到三相均衡分配，所以取n=18，每相6并联，这时并联电容器的实际补偿容量为：=50×(10/10.5)2×18=816.32kvar1.4.3 补偿后功率因数补偿后的功率因数计算如下选择bwf10.5-50-1w此为十二烷基苯浸泽，薄膜与纸复合介质，额定电压为10.5千伏，额定容量50千乏，单相，户外。第2章 设备选择及其校验尽管电力系统中各种设备的工作和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验人稳定

20、和动稳定。2.1 电气设备的原则2.1.1 电气选择的一般原则1. 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。2. 应按当地环境条件校核。3. 应力求技术先进和经济合理。4. 与整个工程的建设标准应协调一致。5. 同类设备应尽量减少品种。6. 选用的新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格8(1) 额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压 ，故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此，在电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择。即(2) 额定电流电气设备的额定电流是在

21、额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该贿赂在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即：(3) 环境条件对设备选择的影响当电气设备安装地点的环境条件如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆水度等超过一般电气设备使用条件时，应采取措施9。(4) 机械荷载所选电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。2.1.2 导线和电缆的选择导线和电缆的选择是工业企业供电网络设计中的一个重要组成部分，因为它们是构成供电网络的主要元件，电能必须靠它们输送分配。在选择导线和电缆型号和截面时，既要保证工业企业供电的安全可靠，有要充分利用导线和电缆的负载能力。因此，正确选择导线和

22、电缆型号和截面，节约有色金属，是有重要意义的。为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:1. 发热条件导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。应充分利用导线或电缆的负荷能力,此时应按导线或电缆的允许载流量来选择其截面。2. 电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。3. 经济电流密度35kv及以上的高压线路及电压在35kv以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜

23、按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10kv及以下线路，通常不按此原则选择。4. 机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计经验，一般10kv及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35kv以上的高压

24、线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。对于本设计来说，我们是110kv架空进线，地质及水文条件:根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8-5.3米。地耐压力为20吨/平方米。土壤中0.7-1米深处一年中最热月平均温度为20,所以在厂内我们一律采用电抗值为0.08的电缆线。2.1.3 校验的一般原则1. 电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热校验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校

25、验8。2. 用熔断器保护的电器可不算验热稳定。当熔断器有限流作用时，可不算验动稳定。用熔断器保护的电压互感器回路，可不算验动、热稳定。(1) 热稳定校验短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定条件。式中：短路电流产生的热效应 电气设备允许通过的热稳定的电流和时间(2) 动稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。满足动稳定的条件为： 式中：短路冲击电流幅值 电气设备允许通过的动稳定电流最大值2.2 短路电流计算图2-1 计算电路2.2.1 计算方法短路电流的计算通常采用近似标么值计算。可使计算简便。取sd=100mw，各级基准电压为平

26、均额定电压9。计算基准电抗标么值架空线: 变压器: 基准电流: 2.2.2 各点的短路电流1. k0点短路电流k0点总电抗: = =1.624k0点短路电流: 次暂态短路电流:瞬时短路冲击电流有效值:2. k点短路电流:次暂态短路电流：瞬时短路冲击电流有效值：根据总降和变压器设置位置可以估算出四个配变所需电缆长度，水泥粉磨及库顶电力室变电缆150m，窑头电力配电室变电缆200m， 水泥烧成电力配电室变电缆100m，生料粉磨及矿山电力配电室变电缆250m。3. k01 点的短路电流电缆线: 变压器: k01点的总电抗: =0.011+1.624 =1.635k01点的短路电流:4. k1 点的短

27、路电流k1点的总电抗: =0.011+4.4+1.624=6.035k1点短路电流: 5. k2点短路电流电缆线: 变压器: k2点的总电抗: =0.014+4.4+1.624 =6.038k2点短路电流: 6. k3点的电流电缆线: 变压器: k3点的总电抗: =0.007+4.5+1.624 =6.131k3点短路电流: 7. k4点短路电流k2点短路电流: 电缆线: 变压器: k4点的总电抗: =0.018+2.81+1.624 =4.45k4点短路电流: 表2-1 短路电流计算结果表短路点110kv10kv0.4kv（a）0.3093.393.3623.9323.923.532.432

28、.3 断路器及隔离开关的选择2.3.1 110kv断路器选择本设计110kv段选选用户内vzf10b-126型六氟化硫全封闭组合电器(gis)。1. 划时代的小型化：缩小形gis的体积，仅仅是通常用的偏相式gis的40%。2. 体积最小，重量轻，抗地震。3. 开断能力强：断路器采用自能灭弧原理，具有很高的短路开断和关合能力，开合线路充电电流无重燃和重击穿现象，电寿命达到16次。4. 没有危险的操作过电压：由于sf6气体对小电流电弧的特殊性能，可把操作过电压限制到最低。在截断架空线或电缆的充电电流时，既不会产生电弧重燃，也不会产生一次游离，并且在切断变压器的励磁电流时，观察到的最大过电压倍数不超

29、过2.5p.u。5. 绝缘水平高：产品绝缘结构设计合理，所用的绝缘件都经严格的质量检验，整体耐受电压水平超过国际和iec标准的要求，绝缘稳定可靠。由于结构内充sf6气体，无氧状态下不会造成导体接头的劣化，sf6气体消耗可忽略不计，触头的耐久性高，所以显著地延长了灭弧室的维修周期。6. 可靠性能高：由于带电部分被封闭于充有sf6气体的金属容器中，其可以完全避免由于化学烟雾以及某些盐类沉积物的玷污。经长期使用后，仍可保持高度的可靠性。7. 安全性高：由于所有的带电部分均密封于接地的金属容器内，所以不必担心电击的危险。sf6气体起绝缘，不燃的作用，是一种五毒无味的惰性气体，对人、蓄无害。8. 噪音低

30、：因为是金属容器完全封闭的构造，开闭的动作声音不会外传，所以是噪音很低的装置。9. 避雷器：采用了zno元素的无间隙避雷器。由于采用了无间隙结构，整个结构不仅简单，小型化而且性能非常优良。在其工作过程中不会产生电弧，其性能不受大气压的影响。是一种优良的具有高度可靠性的避雷器。10. 隔离开关与接地开关：隔离开关与接地开关具有线性的简单结构。三相一个操动机构，人力操作或动力操作可用于各种控制。当需要快速启动操作时，它能够开闭励磁电流，环电流等等。 11. 贯通形电流互感器、电压互感器：采用了单相电磁式电压互感器。有两种情况：一种是将电流互感器设置在电缆一侧，和设置在金属容器内这两种情况9。表2-

31、2 gis组合电器技术参数设备型号额定电压(kv)额定电流(ka)1.5秒开断电流(ka)极限峰值电流(ka)断路器lwg2-126126125031.540fds快速隔离开关：（线路侧）120-gre-20c126125031.540fes快速接地刀闸：（线路侧）120-gre126125031.540es接地刀闸：(开关侧)120-gre126125031.540ds隔离刀闸：(开关侧)120-gr-20c126125031.540(1) 110kv段断路器校验110kv母线分段断路器，110kv侧所有出线断路器和主变压器进线断路器。变压器最大工作电流： =30.12a=110×

32、1.05=115kv=2.55=2.55×0.3090.788ka所有，断路器选lwg2126型。其参数=126kv=115kv=1250=30.12a动稳定校验： =40ka =0.788ka热稳定校验： =31.52×1.5=0.3092×2.5各项均满足要求。(2) 隔离开关选择其参数=126kv=115kv=1250=30.12a动稳定校验： =40ka =0.788ka热稳定校验： =31.52×2=0.3092×2.5所以，各项均满足要求。2.3.2 10kv段断路器及隔离开关选择1. 10kv段断路器选择表2-3 10kv真空断路

33、器技术参数型号zn63a-12/630额定电压（kv）12额定频率(hz)50额定绝缘水平1min工频耐压(kv)42（极间，对地）48（断口）额定雷电冲击耐压(kv)475（极间，对地）85（断口）额定电流(a)6302秒额定短路开断电流(ka)额定热稳定电流（有效值）(ka)25额定短路关合电流（峰值）(ka)额定动稳定电流（峰值）(ka)5010kv段选择zn63a（vs1）-12型系列真空断路器10。(1) 10kv母线分段断路器及出线断路器： =363.7a=10×1.05=10.5kv=2.55×3.39=8.64ka所以，10kv母线分段断路器及出线断路器均选

34、用zn63a12/63025。其参数：=12kv=10.5kv=630=363.7a动稳定校验： =50ka =8.64ka热稳定校: =252×2=8.642×2.5各项均满足要求。 (2) 10kv水泥粉磨及水泥库顶电力变配电室主变压器进线断路器：=10×1.05=10.5kv=2.55×3.36=8.58ka所以，10kv各出线断路器均选用zn63a12/63025。其参数、校验同前。同理，配窑头电力配电室、水泥烧成电力配电室、生料粉磨及矿山电力配电室变进线断路器选均选用zn63a12/63025。2. 隔离开关选择隔离开关选择gn1910q系列户

35、内高压隔离开关。10kv母联隔离开关及配变变压器进线隔离开关相同，选择gn19-10q/630-20型。其校验方法同断路器校验。表2-4 隔离开关技术参数 开关型号 额定电压 （kv） 最大工作 电 压（kv） 额定电流（a） 动稳定电流ka（峰值） 2秒热稳定电流ka（峰值）gn19-10q/630-201011.5630502010kv户内高压接地刀选择jn15-12/31.5-210型。表2-5 接地开关技术参数产品型号与规格额 定 电 压（kv）4s 热 稳定电流（ka）动 稳 定电流(峰值)（ka）关合电 流(峰值)（ka）额定绝缘平（kv）极间中距（mm）jn15-12/31.5-

36、210 12 31.5 80 80 42/75 21010kv母线分段隔离开关及出线隔离开关: =363.7a=10×1.05=10.5kv=2.55×3.39=8.64ka所以，10kv母线分段隔离开关及出线隔离开关均选用jn15-12/31.5-210型。其参数=11.5kv=10.5kv=630=363.7a动稳定校验： =50ka =8.64ka热稳定校验： =202×2=8.642×2.5各项满足条件。2.3.3 0.4kv进线开关及低压母联开关选择选择ma40系列智能型万能式断路器，交流50hz，额定电压至660v，额定电流400a-4000

37、a。校验同前。表2-6 ma 40-2000型断路器技术参数断壳架等级电流inm(a)额定电压un(v)额定极限短路分断能力 icu（ka）/额定运行短路分断能力 ics（ka）/ 额定短时耐受电流 icw（ka）/200040065(80)/0.250/0.2550/0.252.4 互感器的选择2.4.1 110kv段互感器选择1. 电流互感器选择(1) 110kv母线分段ct根据ig、ug选组合电器b·s1ec441型（gis）50/5a，为135，为75；iee=50ai=33.1a动稳校验：=1.414×0.05×135=9.54kaka式中为电压互感器一

38、次额定电流，为电压互感器动稳定倍数，为短路冲击电流。热稳校验： （0.05×75）2×1=14.1ka2.s=0.3092×2.5=0.24ka2.s式中为电压互感器的一次额定电流的热稳定倍数，为电压互感器一次额定电流。所以，此选择符合要求。(2) 110kv主变进线ct根据ig、ug选组合电器b·s1ec441型（gis）50/5a。验证同上，动稳校验和热稳校验都符合要求。(3) 110kv主变出线ct =363.7a选lzzbj1210/500a，电流比：500/5，为135，为75。iee=500ai=363.7a动稳校验： =1.414×

39、;0.5×135=95.445ka=8.64ka热稳校验： =（0.5×75）2×1=1406.25ka2.s=3.392×2.1=24.13ka2.s所以，此选择符合要求。2. 电压互感器选择jsqx8-110ha1，准确级：0.2/3p, 六氟化硫额定值:0.4 mva。由于本设计主要涉及一次部分，所以电压互感器选用110kv通用型，如果二次部分容量不够可另行选择。2.4.2 10kv段互感器选择1. 电流互感器选择(1) 10kv段进线ct，水泥粉磨及水泥库顶电力变配电室、窑头电力配电室配变选择lfzb-10，电流变比75/5,次级组合：0.5/b

40、iee=75a=72.17a所以，同上，经热稳校验符合要求。(2) 10kv水泥粉磨及水泥库顶电力变配电室、窑头电力配电室配变出线ct。选lzzbj1210/3000a，电流变比：3000/5，次级组合：0.2/0.5/10p15i=3000a=1804a所以，同上，经热稳校验符合要求。(3) 10kv段进线ct水泥烧成电力配电室配变选择lfzb-10，电流变比75/5,次级组合：0.5/biee=75a=57.73a(4) 10kv水泥烧成电力配电室变出线ct选lzzbj1210/3000a，电流变比：3000/5，次级组合：0.2/0.5/10p15i=3000a=1515a所以，同上，经

41、热稳校验符合要求。(5) 10kv段进线ct生料粉磨及矿山电力配电室配变选择lfzb-10x，电流变比100/5,次级组合：0.5/biee=100a=92.37a(6) 10kv出线ct生料粉磨及矿山电力配电室选lzzbj1210/3000a，电流变比：3000/5，次级组合：0.2/0.5/10p15i=3000a=2424a所以，同上，经热稳校验符合要求。2. 电压互感器选择jdzxf1-10，准确级：0.2/6p，最大容量：500kva。满足全厂设计要求。2.5 避雷器的选择1. 避雷器选择的具体技术条件简述如下(1) 额定电压: (2) 灭弧电压: 导线对地最大电压灭弧电压 (3)

42、工频放电电压:a中性点非直接接地: 工频放电电压> 3.5 倍的最大电压。b. 中性点直接接地: 工频放电电压> 1.8 倍的最大运行相电压。2. 110kv选择 fz-110j氧化锌避雷器，10kv选择 fz-10阀式避雷器。2.6 其它设备选择2.6.1 10kv汇流母线和电缆的选择1. 按长期允许电流选择硬铜矩形母线，母线最大持续工作电流为：选择硬铜矩形母线：1×tmy30×4 ，其标准允许电流i=475a，环境温度30.kt=0.942.10kv段出线电缆的选择按长期允许电流选择电缆截面，正常条件下每条电缆线路的最大持续工作电流为：故按经济电流密度选择截

43、面，查经济电流密度曲线经计算，其截面为选一根3×25截面的电缆，土壤温度20，土壤热阻系数为120。,正常允许最高温度为60.查表得kt=1.069,电缆间距100mm时，ktr=1。a92.37a。(1)热稳定校验： 电缆短路前工作温度t1为： t1为55时，查表得c=93,取k=0.77,则c=0.7793=71.61s=3×25smin=47.9 ()。(2) 按允许电压损失校验：%5%电力线路阻抗：由于四个配变离总降的距离相差不大，阻抗不影响电流损失校验，并且最大四号配变最大工作电流小于92.37a，选择3×25这一截面合适。10kv电力电缆选择：yjv2

44、2-8.7/10-3×25。2.6.2 10kv其他设备的选择1. 10kv户外支持瓷瓶zs20/20002. 10kv母线金具mwp2033. 10kv穿墙套管cw120/2000a4. 10kv母线间隔垫jg11。5. 母线间隔垫jg11。2.6.3 0.4kv设备母线的选择按长期允许电流选择硬铜矩形母线，母线最大持续工作电流为：选择硬铜矩形母线：1×tmy100×10mm。洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 平面图及主接线设计3.1 总降及车间变电所位置初步设计方案一：一台主变，四台配变，一台备用变压器备用1#、2#、3#、4#变，在全厂负荷中心处如图。图3

45、-1 变电所位置布置方案一但由于所选用的变压器是油浸式变压器，如果发生变压器着火等危险情况，把备用变压器设置在厂区中央位置不安全，并且也影响整个厂区美观规划。因此把备用变压器设置在厂边与四号配变相邻。由此确定方案二。方案二：两台主变，四台配变，一台备用变压器备用1#、2#、3#、4#变，此变压器位置如图。图3-2 变电所位置布置方案二3.2 主接线设计变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。如果变电站电压为超高

46、压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。6-10kv馈线应选轻型断路器，如sn10型少油断路器或zn13型真空断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器，一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。故综合从以下几个方面考虑：1. 断路器检修时，是否影响连续供电；2. 线路能否满足,类负荷对供电的要求；3. 大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。主接线方案

47、的拟定：对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展方便。故拟定的方案如下：方案：110kv侧采用桥式接线， 10kv侧采用单母接线。方案：110kv侧采用桥式接线，10kv侧采用单母分段。以上两个方案110kv侧均采用单母线接线，单母线接法具有简单清晰、设备少、投资少，运行操作方便且有利于扩建等优点，但是它的可靠性和灵活性比较差。比较可知方案的10k

48、v出线的某一回路出现故障时有可能使整个线路停止送电，所以很难保证供电的可靠性、不便于扩建检修，故不采用。方案的10kv侧某一线路出现故障时不至于使整个母线停电，满足供电可靠、操作灵活、扩建方便等特点，所以采用方案，主接线图（附录）。37第4章 过电压与接地保护4.1 过电电压保护4.1.1 过电压的含义在电力系统中，各种电压等级的输配电线路、发电机、变压器以及开关设备等。正常运行状态下只承受其额定电压的作用，但在异常情况下，可能由于某些原因，造成上述电气设备主绝缘匝间绝缘上的电压远远超过额定值，虽然时间很短（一般从几微秒至几十毫秒），但电压升高的数值可能很大。在没有防护措施或设备本身绝缘水平较

49、低时，将使设备绝缘被击穿，使电力系统的正常运行遭受破坏。通常将这种对设备绝缘有危险的电压升高叫做过电压。4.1.2 过电压的类型过电压的产生都是由于电力系统的电磁能量发生瞬间突变所引起的。1. 由外部直击雷或雷电感应突然加到系统里的叫做大气过电压或叫外部过电压。雷电是带电荷的云所引起的放电现象，雷电放电是雷云所引起的放电现象。雷电过电压类型:直接雷击过电压、感应雷过电压、雷电反击过电压、雷电侵入波。变电所范围内雷击目的物：内外配电装置、主控制楼、组合导线及母线桥等。2. 系统运行中由于操作、故障或其它原因引起的系统内部电磁能量的振荡、积聚和传播，从而产生的过电压叫做内部过电压10。4.2 雷电

50、过电压保护1. 110kv及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置架构上。安装避雷针的架构支柱应与配电装置接地网相连接。在避雷针的支柱附近，应设置辅助的集中接地装置，其接地电阻应不大于10。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起，至变压器与接地网上的连接处止，沿接地线的距离，不得小于15m。在变压器门型架构上，不得装置避雷针。在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。装设独立避雷针时，避雷针与配电装置部分在地中和空气中应有一定的距离。(1) 地中：避雷针本身的接地装置与最近的配电装置接地网的地中距离sdi0.3r（m），式中r是独立避雷针的接地电阻。在任何情况下，s

51、di不得小于3m。(2) 空气中：由独立避雷针到配电装置导电部分之间以及到配电装置电力设备与架构接地部分之间的空气距离sk0.3r+0.1h（m），式中h是被保护物考虑点的高度。在任何情况下，sk不得小于5m11。2. 110kv及以下的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的出线门型架构上，须满足下列条件：(1) 线路终端杆塔的接地电阻应不大于10；(2) 在变压器母线10kv出口处装设阀型比雷器3. 控制楼及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下：(1) 金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地；(2) 屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地；(3) 结构为非导电体的屋顶时

52、，采用避雷带保护，该避雷带的网络为810m，每隔1020m设引下线接地。上述的接地可与总接地网连接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10。4. 限制操作过电压和雷电侵入波的措施110kv系统采用氧化锌避雷器，并以避雷器10ka雷电冲击残压作为绝缘配合的依据。在110kv架构上设置了2只高度为25m的避雷针。在变电站的围墙两端各设一只为25m的独立避雷针，作为直击雷的保护装置。110kv变压器中性点要装避雷器，因为110kv及以上电压等级的变压器一般是半绝缘的，即中性点的绝缘水平低于线端绝缘水平。对于中性点不接地的分级绝缘变压器，当雷电波从线路侵入变电站到达变压器中性点以及系统单相接地、非全相运行，特别是伴随产生变压器励磁电感与线路对地电容谐振时，会产生较高的雷电过电压或工频稳态过电压，对分级绝缘变压器中性点构成威胁，甚至使绝缘损坏。所以中性点要装设避雷器12。4.3