kV变电站电气一次部分初步设计

1、建筑电气工程） kV 变电站电气一次部分初步设计华北电力大学函授毕业设计年级、专业 99 电力层次本 科姓名石 磊学号 991010362005 年 3 月 30 日华北电力大学毕业设计（论文）任务书电力工程 系 电力系统及其自动化 专业 电气 班学生 石磊一、毕业设计（论文）课题 110kV 变电站电气一次部分初步设计二、毕业设计（论文）工作自 2004 年 12 月 1 日起至 2005 年 3 月 30 日三、毕业设计（论文）进行地点： 华北电力大学四、毕业设计（论文）的内容要求、原始资料数据和参考资料 （一） .毕业设计的内容要求1. 分析原始资料，选择电气主接线； （2-3 个方案比

2、较）2. 短路电流计算；3. 主要电气设备的选择及校验；4. 变压器台数及容量选择；5. 屋、内外配电装置的确定；6. 防雷保护设计 （二） .参考资料1. 发电厂电气部分课程设计参考资料，天津大学；2. 发电厂电气部分，四川联合大学；3. 电力工程设计手册，西北、东北电力设计院负责指导教师指导教师接受设计论文任务开始执行日期学生签名目录上篇：设计说明书 5 第一章 总体部分要求 5 第一节 毕业设计课题及原始资料 5 第二节 建设的必要性 5 第二章 变电站电气主接线方案的设想与论证 5 第一节 基本要求和设计原则 5 第二节 变电站主要变压器的选择 5 第三节 选择主接线方案 6 第四节

3、方案的技术性和经济性比较 7 第五节 主接线方案的最后确定 9 第三章 短路电流的计算说明 9第一节 短路电流计算的目的和规定第二节 系统最大运行方式和短路点的确定第三节 电路元件参数的计算说明 10 第四章 电气设备的选择及校验 11第一节 主要电气设备选择校验表 11第二节 站用变的设置 14 第五章 配电装置的设计 14第一节 概述 14第二节 配电装置的设计 15 第六章 防雷保护和接地保护装置的设计 15第一节 防雷保护 15第二节 接地装置 17 第七章 无功补偿 17 第八章 结束语 17 下篇：设计说明书 18 第一章 短路电流计算 18第一节 原始资料和主接线图 18第二节

4、主 接线的等值电路图及各元件参数的计算 19第三节 短路点的短路电流计算 20 第二章 电气设备的选择及校验 22第一节 电气设备选择的原则及校验要求 22第二节 断路器及隔离开关的选择及校验 22第三节 母线及电缆的选择与校验 26第四节 绝缘子和穿墙套管的选择 29第五节 高压熔断器的选择 30第六节 电压互感器的选择 31第七节 电流互感器的选择 32 第三章 防雷保护与接地装置 32第一节 直击雷过电压的保护 34第二节 避雷针的选择与校验 34第三节 避雷器的选择 35第四节 接地装置的计算 36 第四章综合造价和运行费用 37设计说明书 第一章总体部分要求 第一节毕业设计课题及原始

5、资料 课题 :110kv 变电站设计原始资料:1、110kv 进线两回， 回 线长 24km ，回线长 20km ，系统容量10000MVA ，系统短路电抗 Xs=0.15 2、二台主变,二次出线为 35kv 及 10kv,最高负荷 35750kvA3、35kv 出线 6 回,10kv 出线 16 回,无一级负荷。4、地理环境条件 :变电站所属地区地势平均 ,海拔 120m, 交通方便 ,有公路经 过本站附近 ,最高气温达到 +45 ，最低气温 -20 ，年平均气温 25 ， 最大风速 25m/s, 覆冰厚度 10mm, 地壤电阻率为砂质粘土 100n/m, 雷电 30d, 类污秽区 ,冻土厚

6、度 0.8m, 主导风向夏季南风 ,冬季西北风。第二节建站的必要性一、供电电压低，严重影响用电设备运行：该地区是工农业比较集中的地区，绝 大部分处在各个变电所的末端，供电距离较远，末端电压低劣，电压质量不 合格，电能损耗也很大，严重影响设备的使用寿命。二、电力不足制约着当地经济的发展：随着国家改革开放的腾飞，本地工农业有 了长足的发展，由于负荷增长较快，对电力的需求已迫在眉睫。第二章变电所电气主接线方案的设想与论证第一节基本要求和设计原则、对电气主接线的基本要求1、保证必要的供电可靠性和电能质量2、具有一定的灵活性和方便性3、具有经济性4、具有发展和扩建的可能性5、接线简单、清晰、操作方便二、

7、 电气主接线的设计原则：1、主接线在设计在设计时，应考虑变电所在电力系统中的地位和作用。2、考虑近期和远期的发展规模3、考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线影响4、考虑主变台数对主接线的影响5、考虑备用容量的有无和其大小对主接线的影响第二节变电所电站主变压器的选择 一、为保证供电的可靠性，变电所一般根据 1-10 年规划，一般装设两台变压器， 以满足供电可靠性及降低设备造价二、主变压器容量的选择： 当停用一台变压器时， 另一台应保证全部负荷的 60% ， 本所 最高 负荷为 35750kva ， 无一级负 荷， 所选 变压器 容 量应 为 ： Sn=35750*60%=21450(kva

8、) ，所以应选用两台容量分别为 Sn=31.5mva 的三绕组变压器 ,容量、型号、接线组别均相同三、调压方式的选择：有载调压变压器能在额定容量范围内带负荷调整电压， 调压范围大， 可以减 小和避免电压大幅度波动无载调压变压器只能在停电时改变分接头位置， 影响供电可靠性， 输出电能质量较差综上考虑，本所采用有载调压方式四、通过对以上各项的选择，最终确定变压器的型号为： SFSZ7-31500/110 ， 接线组别： Yo/Y/ -12-11, 调压范围 :110 ±8*1.5%/38.5 ±5%/10.5, 各绕组 容量比 :31500/31500/31500第三节选择主接

9、线方案一、 110KV 进线与变压器连接形式1、主接线方案：本站 110KV 双回线路从系统受电，进线回路少，从运行接方案 :单母线带旁路母线方案 :3/2 接线2、四种方案的特点：连接桥断路器接在线路断路器的内侧，线路的投入和切除比较方便，当线路发生故障时，仅线路侧断路器断开，不影响其他回路运行，当变压器发生故障时，与该台变压器连接的两台断路器断开，影响一回未故障线路的运行，由于变压器上少故障元件，一般不经常切换，当出线断路器检修时，线路需较长时间停运，因此加装了正常断开运行的跨条，为了轮流检修任一组隔离开关，又加装了两组隔离开关，桥形接线用的高压断路器，节省了占地面积，所以它适用于线路较长

10、， 回数少，故障机率较高的接线中。：变压器投切方便， 进线断路器检修时， 可由旁路断路器可靠供电， 向 A对侧变电站转供功率时，可通过 B 侧进线断路器或旁路断路器实现， 转换期间若本站与 A 对侧变电站之间的线路发生故障时，切由转供断路器切除，本站不受影响，另有在一次侧容易增设进出线数目。：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，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电，变压器投切比较方便，在一次侧可进行转供功率，还可增加进出线数目，当线路故障或出线断路器和某一段 母线需检修时，相应段的出线需停止运行，即灵活性低。：3/2 接线

11、方式具有较高的供电可靠性和运行调度灵活性， 隔离开关不作为操作电器，可减少误操作，检修任一台断路器时可不停电，但这种接线使设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置比较复杂。、 35KV 母线和 10KV 母线连接方式 根据本站实际情况：没有一级负荷，只要满足二、三级大部分负荷的要求即 可。本站 35KV 侧出线 6 回，采用单母线分段接线，其优点是：当某一段母线或母线断路器出现故障时，由分段断路器把故障隔离，保证完好段母线向用户 继续供电，可减少停电范围。10KV 侧出线 16 回，为了减少母线故障的影响，决定采用单母线分段接线，其优点同上。第四节方案的技术性和经济性比较在上一节中，已经

12、对 35KV 母线和 10KV 母线的接线方式进行了分析确定， 面仅对 110KV 主接线的四种方案进行技术性和经济性比较：技术性比较从方案、各自的特点可以看出，它们对本站的供电而言，都具有接 线简单，使用断路器最少，满足可靠性、灵活性、经济性，综观它们的优缺点，考虑到本站负荷情况，变压器切换操作次数不多，因此从技术上考虑选择方案 比较理想，如对本站发展规划进一步研究，方案、也可以考虑，方案接线 复杂，使用断路器及隔离开关较多， 虽供电可靠性最高， 但很不经济故不予考虑。 二、方案的经济性比较1、配电装置的初步选择：选择条件： In IgmaxIgmax 最大持续工作电流Un UgUg: 电网

13、工作电压(1) 110KV 配电设备的选择 :考虑当一条线路运行时 ,设备将承担二台主变的容量 ,所以 :Igmax=2*31500/110*=331(A)(2) 35KV 配电设备的选择 :(3) 10KV 配电设备的选择 :根据以上结果 ,初步选择设备如表一：表一：设备名称型号单价(万元)110KV 断路器LW29-126/3150-4023110KV 隔离开关GW4-126 DW/1250-31.511因 35KV 、 10KV 接线方式确定，故不在比较范围内2、综合造价的计算Z=Zo（1+a/100） 元式中 :Z 为综合造价 Zo 为主体设备投资 a 为不明显的附加比例系 数,110

14、KV 取 90对于方案：对于方案，它比方案多 2台110KV 断路器，2台110KV 隔离开关， 总投资多 48.2 万元， =128.2 万元， =243.58 万元 对于方案，比方案多 2台110KV 断路器，总投资多 46 万元，=126 万元， =239.4 万元因此 35KV 、10KV 母线及其它装置的费用不影响选择方案，故不予考虑3、运行费用 U 的计算 主要包括一年中变压器的电能损耗费及检修、维护、折旧费等，按投资 百分率计算：式中； 检修维护费，取 0.032 折旧费，取 0.058 电能损失折算系数，取 7 分/ 度 变压器电能损失以上各项仅有随而变化，其余各项均相同名称数

15、量单价（万元）合价（万元）110KV 断路器32369110KV 隔离开关101111合计80第五节 :主接线方案的最后确定、将综合造价 Z和运行费用 U 进行比较可以看出方案的费用比其它两方案要低， 因此从经济上讲应选方案，从本站的实际情况和技术性比较来看，选择方 案比较理解、主接线的最后确定本变电站的接线方式确定为： 110KV 侧采用内桥接线， 35KV 侧采用单母线分段， 10KV 侧为单母线分段（见图 01）第三章短路电流的计算说明第一节 短路电流计算的目的和规定、 短路电流计算的目的： 在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节，其计算目的有 以下几个方面：（1）在选择电

16、气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否采 取限制短路电流措施等均需进行必要的短路电流计算（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全 可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计 算（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对 地距离（4）接地装置的设计也需用短路电流短路电流计算的一般规定1、 计算情况（1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行（2） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间（ 3） 所有电源的电动势相位角相同（ 4） 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电孤电阻2、 接线方式：计算短路时所用的接

17、线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方 式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方 式3、计算容量应按本工程设计规划容量计算4、短路计算点：上在正常运行的接线方式下，通过电气设备的短路电流为最大的地点5、短路种类一般按三相短路计算第二节 系统最大运行方式及短路点的确定本站最大运行方式是两台变压器并列运行，考虑到短路点应为可能流过各电气设 备的最大短路电流的地方，根据本站系统图知道：见下图所示：D1D235kvIID310kv我们选择了三个短路点的位置。第三节 电路元件参数的计算说明一、基准的选择与计算高压短路电流计算一般只计及各元件的电抗，采用标么值计算。为了方便计

18、 算，通常取基准容量 Sj=100MVA ，基准电压 Uj 为各级的平均电压，即 Uj=Up=1.05UeUp: 平均电压； Ue: 额定电压则基准电流为： Ij=Sj/Uj* 二、各元件参数标么值的计算：线路标么值的计算公式： Xl*=X*Sj/Uj其中： X:线路的有效电抗 ()Sj:基准容量(KVA)Uj: 本线路的基准电压 (KV) 变压器阻抗电压：Us1%=1/2(Us(1-2)%+Us(3-1)%-Us(2-3)%) Us2%=1/2(Us(1-2)%+Us(2-3)%-Us(3-1)%)Us3%=1/2(Us(2-3)%+Us(3-1)%-Us(1-2)%) 变压器电抗标么值计算

19、公式：Xb*=Ud%/100*S/Sb其中： Ud% ：变压器短路电压百分数 Sb：变压器绕组的最大额容量系统电抗标么值：由于系统容量为无限大，所以 Xc*=0、无限大电源供给的短路电流的计算：在短路计算中， 当供电电源为无穷大时， 可以认为短路电流的周期分量在整个短路过程中保持不变，即短路电流不衰减Iz*=I*=I*=1/XIz=Iz*IjSd=Iz*Sj其中： Iz* ：:短路电流周期分量的标么值 Iz：短路电流周期分量的有效值 Ix ： 短路电流同期分量的标么值 I：时间为的短路电流周期分量的标么值 Xz* ：电 源对短路点的等值电抗 S：短路容量（ MVA ）Sj：基准容量（ MVA

20、）: 四、通过以上方法计算（过程见计算书） ，将数据列表如下：第四章电气设备的选择及校验第一节 主要电气设备选择校验表一、 电气设备选择原则本设计选择设备时， 在满足要求的前提下， 尽可能选择先进的、 操作灵活的、 体积小，造价低的产品，在同一电压等级下尽量用同一型号设备，便于安装 调试及维修表一、名称型号允许电热稳定允许最应力（ Pa）距离（ m ）短路点标么值有名值（ KA）最大冲击电流（KA）短路容（MVA）d30.3715.2538.813037d57.519.09500d3.2517.0643.42325d2.684.0210.23268d1.715922.9171.5流(A)小截面

21、(mm )计算 值允许 值相距绝缘子 距35KV 母线LMY-80*1014273070.9690.51.810KV 母线LMY-100*10182096610690.31.210KV 母线 桥LMY-120*1019059669.78690.31.4表二 :软导线型号按工作电流 选 Ix Igmax经济密度选 择S=Igmax/ J电晕电压选 择 Ulj Ug按短路热稳 定选择110KV 软导线LGJ-185515>198172.2无185>6035KV 软导 线LGJ-300700>472314206>35300>34.8表三断路器安 装地 点型号工作 电压

22、(KV)工作 电流 (A)断流容量冲击电流最大 值热稳定校验设备 参数 MVA计算 值 (MVA )设备 参数 (KA)计算 值(KA)110K1101600600030378038.81297732.6V侧35KV 主进 线3512509705004019.0951210.9535KV 出线356304852682010.661283.14510KV 主进 线10250069232510043.42640079.810KV 出线10630277171.64024.07160212.5表四 :隔离开 关安装 地点型号工作电 压(KV)工作电 流(KA)冲击电流最大值热稳定校验设备参 数(KA)

23、最大值 (KA)110KV侧1106205038.81250032.635KV侧356008019.0990010.95表五:过压主感器 安装位置型号变化最大容 量连接组别准确级110KV 母线桥20000.2/335KV 母线10000.2/3/310KV 母线4000.2/3/3表六:电流 互感 器安 装位 置型号变化准确级额 定 负 荷 (A)热稳定校 验动稳定校验设备参数计 算 值设备参数计算 值110KLCWB3-1102×0.2D/B1/B2/50252.32.91.6134.V 进线W300/5B3864及桥上35KVLCZ-351000/D/320421123.416

24、6.主进54735KVLCZ-35600/50.2/1201291123.4150主进6435KVLCZ-352*600/0.5/3201523.112.6150分段51435KVLCZ-3575/50.25022.33.1100.150出线4535KVLCZ-35300/50.520380.3.125150出线3410KVLDJ-102000/D/30.主进5410KVLDJ-101000/0.2/0.50.主进5410KVLDJ-101000/0.5/30.分段5410KV 出线LDJ-10100/5D/0.50.60KV 出线LDJ-10150/5D/0.50.610KV 出线LDJ-1

25、0200/5D/0.50.6表七 :名称型号额定电压(KV)额定电流(A)热稳定 ()动稳定 (N)35KV 穿墙 套管CWL-35/600356007202.4 ×10410KV 穿墙 套管CWL-10/200010200080004.8 ×10510KV 支持绝缘子ZD-20F201.2 ×104表八 :高压熔断器安装处型号额定电压 (KV)开断电流 (KA)断流容量(MVA)35KV 站用变RW10-35/23519.89100010KV 站用变RN3-10/5101260010KVPTRN2-35/0.53517100010KVPTRN2-10/01050

26、1000.5表九 :序号选用型号避雷器安装地点数量1Y5W-110/260110 母线22FZ-3535KV 母线及 35KV 主线43FZ-1010KV 母线24FS3-1010KV 主进25Y1W-55/151主变中性点2第二节 站用变的设置变电站的主要站用负荷一般都不大 ,主要是变压器冷却装置 ,蓄电池的充放电 装置和硅整流设备 ,照明油处理高备 ,检修工具用电及供水水泵等 ,规程规定一般 110KV 变电站应装设两台用变压器 ,接在不同的电源上或独立供电 ,我们考虑站用 变的可靠性决定采用三台 ,10KV 分段母线上各设一台 ,35KV 线路出线设一台 ,这 是为了防止 10KV 侧出

27、事故 ,全站站用电失去电源后 ,由 35KV 出线反送 ,根据电 力工程设计手册的要求 ,110KV 变电站站用容量 50KVA, 因此我们设的所用变容 量为 50KVA, 连接组别 Y/Y0-12, 为了得到 380/220 低电压配电网络 ,得到两个不 同的电压而采取的中性点 ,直接接地的三相四线制。表十:安装地点型号额定容量一次额定电二次额定电连接组别压 KV压 KV35KV 出线SL7-50/355035±5%0.4Y/Y0-1210KV 母SG3-50/105010.5 ±5%0.4Y/Y0-12第五章 配电装置的设计第一节概述配电装置的设计应满足以下基本要求 :

28、：1、 配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。2、 保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整 齐、清晰、保证具有足够的安全距离。3 、 便于检修，巡视和操作4、 在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料的降低造价。5、 安装和扩建方便大中型发电厂和变电所中， 35KV 及以下的配电装置多采用屋内配电装 置， 110KV 及以上多为屋外配置，但 110-220KV 装置，当有特殊要求（如 战备或深入城市中心）或处于严重污秽地区（如海边或化工区）时，经过经 济技术比较，也可采用屋内式布置。1、 屋内配电装置的特点： （1）由于允许安全净距小和可以分屋布置

29、，故占 地面较小（ 2）维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响（ 3）外界污 秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量（ 4 ）房屋建筑投资较较 大2、 屋外配电装置的特点： （1）土建工程量的费用较小，建设周期短（ 2）扩 建比较方便（ 3 ）相邻设备之间距离较大，便于带电作业（ 4）占地面积大（5）受外界空气影响响，设备运行条件较差，须加强绝缘（ 6）外界气象 变化对设备维修和操作有影响第二节配电装置的设计根据电气设备的高度，屋外配电装置采用中型配电装置：所有电器都安 装在同一水平面内，并装在一定高长的基础上，使带电部分对地保持必要的 高度，变压器基础为双梁形并辅以铁轨，下面设置贮油池

30、，其尺寸比设备外 廓大 1M ，池内辅设厚度不小于 0.25M 的卵石层，两台变压器净距 12M ， 断路器、隔离开关，电流电压互感器均式布置，其支柱绝缘子最低裙边对地 距离为 2.7M （见图 05 ）中型配电装置采用的有关尺寸： （M ）弧垂相间距离线路架构高度架构宽度122738二、房内配电装置的布置型式为单层，二通道、单母线分段，采用成套开关柜， 柜间有绝缘套管隔离， 35KV 为 JYN1-35 手车式交流金属封闭型移开式开关 柜，10KV 为 KYN1-10 系列户内交流铠装移开式开关柜，体积小，油量少， 重量轻，占地面积小等优点，配有备用手车开关，在检修时可替换使用，减 少停电时

31、间母线为水平布置， 35KV 相间距离为 500MM ，10KV 为 300MM ，两段母线间以 垂直的隔墙分开，这样，当一组母线故障不会影响另一组母线，并可以安全 检修。装置正面配有 2.5-2.8M 操练通道，背面有 1M 的维护通道（见图 03 、 04、06、07）第六章 防雷保护和接地保护装置的设计第一节 防雷保护避雷器的配置电气设备在运行中承受工作电压外，还常常会遭到过电压的作用，如雷电引起的过电压， 其数值远远超过工作电压， 如不采取措施， 将使绝缘受到破坏， 缩短设备使用寿命。配电装置的每组母线上应装设避雷器，直接接地系统中变压器中性点为分级绝缘且装设避雷器二、避雷器的选择 选

32、用避雷器，应使用避雷器的额定电压与安装该避雷器的电力系统电压等级 相同，并且使避雷器的灭弧电压大于其安装处工作母线可能出现的最高工频 电压，避雷器的工频放电电压应大于灭弧电压的 1.8 倍，在目前的电力系统 中，常选用氧化锌避雷器氧化锌避雷器具有以下优点： （1）无间隙（ 2）无续流（ 3）电气设备所受过 电压可以降低（ 4）通流容量大（ 5）伏安特性平坦、残压低，不产生截流三、变压器中性点保护：对于中性点接地的系统，由于继电保护的要求，其中一部分变压器中性点是 不接地的，而这些系统中的变压器是分级绝缘的，即变压器中性点绝缘水平 要比相线端低得多， 110K 变压器中性点绝缘等级为 35KV

33、电压等级，所以 中性点应加装避雷器或保护间隙保护之对中性点避雷器应满足下列要求：（ 1 ） 其冲击放电电压应低于变压器中性点的冲击耐压2 ） 其灭弧电压应大于电网单相接地而引起的中性点电位升高的稳压值四、本设计中选用避雷器的型号： （第四章表九）五、中性点保护隔离开关选择与作用：当接地失去后，中性点绝缘水平按 35KV 设计的，凭经验，中性点电流约为100-200A ，选用 GW-60W/400 是合适的对中性点接地系统， 由于继电保护的要求， 其中一部分变压器中性点是不接 地的，所以用隔离开关，另外在开断和接入变压器时，先将变压器中性点直 接接地，待操作完毕后，再用隔离开关将中性点拉开六、避

34、雷针的设置1 、根据电力设备过电压保护设计技术规程 ，对避雷针有如下几个方面的要求：（1）独立避雷针与配电装置带电部分，变压所电力设施接地部分、架构接地部分之间的空气中距离应符合下式要求：SK0.3RCH+0.1H式中： SK 空气中距离REH 独立避雷针的冲击接地电阻H 避雷针校验点的高度（米）（2）独立避雷针的接地装置与变电所接地网的地中距离应符合下式要求：SD0.3RCH 式中：SD 为地中距离 除上述要求外，对避雷会还有： SK 不宜不于 5 米、SD 不宜小于 3 米（3）独立避雷针宜设独立接地装置4） 独立避雷针不宜设在人经常通过的地方，避雷针及其接地装置与路边或出入口等的距离不宜

35、小于 3 米2、根据各项事宜，为保护变电所电气设备免受直击雷的侵害，本站设计装 设两支 29 米等高的独立避雷针及两支 26 米等高的独立避雷针，且采用 独立接地装置，通过计算，此设计满足防雷要求（具体过程见计算书）见 图 08第二节接地装置 为保证人身和设备安全，电气设备宜接地或接零，为了将各种不同电压的电 气设备接地，应使用一个总的接地装置，电气设备的人工接地体应尽可能使电气 设备所在地点附近对地电压分布均匀，在接地短路电流的电气设备，一定要装设 环形接地体，并加装均压带对变压器、电器的底座和外壳、互感器二次绕组、屋外配电装置的金属和钢 筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门等都是

36、接地范围本设计对接地装置布置为：（1）接地装置系由 L50 ×5 、长 2.5M 的角钢作为垂直接地体和 -60 ×6 扁 钢作为水平接地体构成接地装置，埋设深庶 0.8 米（2）接地棒每隔 6M 埋设一根，并用一 60 ×6 扁钢连成环状（3）杆塔、金属架构、电气设备金属外壳等，操作机构、电气设备工作接 地等处均需接地，其分支引线除工作接地外，均采用 16 圆钢引出 地面，其引出位置应按距离接地设备最近处设置（4）地下电缆沟的接地线采用一 60×6 扁钢与电缆支架连接， 中间及端头 与主接地网相连接，户外地上电缆支架用 16 圆钢与接地网连接（5）接地

37、装置总接地电阻应不超过 0.5 ，否则增加接地棒，至总接地电阻（6） 变压器采用一 60 ×6 扁钢两处可靠接地见图 09第七章 无功补偿 为了提高系统运行中的电能质量，减小有功损耗，提高功率因数，需要对系 统进行补偿、调节根据规程规定，并联电容补偿装置一般设在 10KV 侧，其容量可按主变额定容量的10%-30% 考虑，在选择时，选用容量为 3600KVAR 补偿装置两台，按星形接线分成两组，分别接在 10KV 、段母线上。型号为 TBB1-3600 。第八章结束语 本设计根据华北电力大学成人教育学院指定课题 ,参照衡水供电公司设计拟定 在设计过程中 ,对一些原始资料进行分析 ,阅

38、读一些书籍和参考资料 ,并对衡水供电 公司所管辖同类型变电站进行了解 ,在华电老师指导下。按照“多供少损，安全经 济”的八字方针进行了 110kv 变电站一次部分初步设计。通过这次设计 ,巩固和扩大了专业理论知识 ,在实践中得到了灵活运用 ,同时使 我认识到毕业设计这一课的重要目的和意义 ,为今后的工作打下良好的基础。 由于 本人专业水平有限，在本次设计中一定有很多不足和错误，敬请老师批评指正。 毕业设计计算书第一章短路电流计算 第一节原始资料和主接线图 一、原始资料1、110kv 双回线从系统受电，回线长 24km ，回线长 20km;2、35kv 负荷出线 6 回：最高负荷为 35750M

39、VA ，无一级负荷35kv第二节主接线的等值电路图及各元件参数的计算、各元件参数标幺值计算：1、各元件参数：3、10kv 负荷出线 16 回，无一级负荷二、电气主接线图：10kv110kv系统： =0.15 线路： =0.4 /KM=0.4 × 24=9.6 =0.4 × 20=8 变压器：两台主变容量、型号相同，参数一样。%=10.5%=6.5%=17.5%=（%）= （10.5% 17.5 6.5% ）=10.75%= （ 10.5% 6.5% 17.5% ）=0.25%= （ 6.5% 17.5% 10.5% ） =6.75%2、各元件参数标幺值的计算：取基准容量：

40、=100MVA 基准电压： = 是以系统容量为基准的标幺值：设系统=0.85 ，则系统容量 =8500/0.85=10000MVA 故系统电抗标幺值（以 =100MVA ）：=· =0.15 × 100/10000=0.0015由于小于短路回路总电抗的 10% ，可以认为该系统为无穷大系统=9.6 ×100/=0.073 =8× 100/=0.06两台变压器相同侧绕组的标幺值用成一个符号表示：= （/100 ）×（/ ） = （10.75/100 ）×（/31.5 ）=45.13 = （/100 ）×（/ ） = （0.25

41、/100 ）×（/31.5 ）= 1.04 ，取 =0= （ /100 ）×（/ ）= （6.75/100 ）×（/31.5 ）=28.34 = ×=45.13 ×=0.34= ×=0 ×=0= ×=28.34 ×=0.21、主接线的等值电路图：110kv d135kv d4d2d310kv第三节短路点的短路电流计算本电站短路故障最严重的情况是发生在 110KV 内桥，35KV 母线和 10KV 母线及其附近，故设五个短路计算点、。如图 9-2 ：1、点发生三相短路：=/=0.073/0.06=0.032

42、9 =30.37最大冲击电流： = ·= ×1.8 ×15.25=38.81kA短路容量： S=3037MVA2、点发生三相短路：= （） /2=0.0329 （ 0.034 0） /2=0.20=5=5 × =7.5kA最大冲击电流： =·= ×1.8 ×7.5=19.09kA短路容量： S=500MVA3、点发生三相短路：=（） /2=0.0329 （ 0.34 0.12 ）/2=0.308=3.25=3.25 × =17.06kA最大冲击电流： =·= ×1.8 ×17.06=4

43、3.42kA短路容量： S=325MVA4、点发生短路：= =0.0329 0.34 0=0.373=2.68=2.68 ×=4.02kA最大冲击电流： =·= ×1.8 ×4.02=10.23kA短路容量： S=268MVA5、点发生短路：=1.715=1.715 ×=9kA最大冲击电流： =·= ×1.8 ×9=22.9kA短路容量： S=171.5MVA6、计算结果列表：第二章电气设备的选择及效验第一节电气设备选择的原则及要求 电气设备是按正常工作电压和额定电流选择，按短路电流条件进行热稳定和动 稳定效验。短

44、路电流发热时间，本设计不考虑保护的整定，经向有关人员和指导老师请取主保护动作时间为 0.05s ， = ，系统容量无限大，三相短路电流周期分量假想时 间等于实际短路延续时间，冲击系数 =1 ，= 0.05= 0.05 ，在 110kv 侧取 0.04s ，35kv 侧0.08s ，10kv 侧取 0.15s 。第二节断路器及隔离开关的选择及效验一、110kv 断路器及隔离开关的选择1、断路器 按额定电流及额定电压选择，要求 ， 考虑当一条线路故障，将承担全部负荷，最大长期工作电流为：=1.05=1.05 ×=1.05 ×331=347.6A选用 110/1600 型断路器，

45、参数如表 3 动稳定效验：要求点短路： =38.81kA <80kA ，满足要求 热稳定效验：要求··= 0.05=0.05 0.04 0.05=0.145·= ×0.14=32.6 ·<2977 ·，满足要求。 断流容量的效验：要求> S ：断路器额定断流容量， =6000MVAS：短路容量， S=3237MVA >S，满足要求。2、隔离开关： 按额定电流及额定电压选择 =347.6A ，选择隔离开关为： 110GDW/620 ，参数见表 4，=620A > 347.6A ，满足要求。 动稳定效验：要求

46、=50kA ，=38.81kA ，<，满足要求。 热稳定效验：要求···=2500 ·，=·32.6 ·，·>·，满足要求。二、35kv 断路器及隔离开关的选择1、主进断路器： 按额定电流及额定电压选择：要求=1.05 ×=1.05 ×=496A选择型号为 ZN 35/1250 手车柜开关，参数见表 3，=1250A >，满足要求。 动稳定效验：要求 热稳定效验：要求··= 0.05=0.05 0.08 0.05=0.18s·= ×0.1

47、8=10.95 ·，=·512 ·，·>·满足要求。 断流容量的效验：要求> S：断路器额定断流容量， =970MVAS：短路容量， S=500MVA>S，满足要求。2、出线断路器： 按额定电流及额定电压选择： 按每母线最大负荷 75A 考虑 选择型号为 ZN 35/630 手车柜开关，参数见表 3。 动稳定效验：要求=20kA ，=10.23kA ，<，满足要求。 热稳定效验：要求···= ×0.18=2.9 ·，=·128 ·，·>

48、·满足要求。 断流容量的效验：要求> S：断路器额定断流容量， =485MVAS：短路容量， S=268MVA>S，满足要求。3、隔离开关 按额定电流及额定电压选择： =75A ，选择隔离开关为：35GDW/600 ，参数见表 4 ，=600A ，满足要求 动稳定效验：要求=80kA ，=19.09kA ，满足要求。 热稳定效验：要求···=900 ·，=·×0.18=10.95 ·， ··，满足要求。三、10kv 断路器及的选择1、主进断路器： 按额定电流及额定电压选择：每回线按最

49、大负荷考虑=1.05 ×=1.05 ×=1736A选择型号为 ZN 10/2500 手车柜开关，参数见表 3，=2500A ，满足要求。 动稳定效验：=100kA ， =43.42kA ，满足要求。 热稳定效验：要求··= 0.05=0.05 0.15 0.05=0.25s·= ×0.25=72. 8·，=·6400 ·，··满足要求。 断流容量的效验：要求 S：断路器额定断流容量， =692MVAS：短路容量， S=325MVA S，满足要求。2、出线断路器： 按额定电流及额定电压选

50、择：按每母线最大负荷考虑， =200A选择型号为 ZN 10/630 手车柜开关，参数见表 3。 动稳定效验：要求=40kA ，=22.9kA ，满足要求。 热稳定效验：要求···= ×0.25=20.25 ·，=·1600 ·，··满足要求。 断流容量的效验：要求 S：断路器额定断流容量， =277MVAS：短路容量， S=171.5MVA S，满足要求。第三节母线及电缆的选择及效验一、110kv 母线的选择及效验：110kv 侧最大工作电流按一条进线带全站 60% 负荷考虑，计算允许电流， 进线 都选

51、择同一型号， 按上述规定按经济电流密度选择， 年最大负荷利用小时称为 3000 5000 ，J=1.15 ，=0.6 ×=198.4AS=1721、选用 LJG185 导线，铜芯铝绞线，栽流量 =515A，满足要求。2、电晕电压效验：根据规程规定： 110kv 使用大于 LJG70 导线，可不进行电晕效验，本站选 用 LJG 185 型导线满足电晕条件。3、热稳定效验：要求其中：导线材料及发热温度系数 C=97 ，集肤效应系数 =1.04=59.1 <S=185 ，满足要求。二、35kv 母线的选择及效验：1、主变到 35kv 主导线侧导线的选择： 持续工作电流选择： =472

52、A按经济电流密度选择： S=314选用 LGJ 300 型导线，允许载流量 =700A >，满足要求。 电晕效验：规定=84 k · mr ·r · （1 ） ·式中： k：排列系数，取 0.96mr ：导线表面粗糙系数，取 0.85 ：空气相对密度，取 1a ：相间距离，取 120cmr: 导线半径，取 11.75mm=206kv=84 × 0.96 × 0.85 × 1 × 1.175 × （1 ） >满足要求。 热稳定效验：查得： C=97=1.04=0.18 =33.5 < S=300 ，满足要求。2、35kv 主母线的选择及效验： =1.05 ×=496A 查得 J=1.15S=431.3选用单条 LMY 8×10矩型铝导线，允许载流量为 25时 1427A满足对持续电流的要求。 热稳定效验：=29.5 < S，满足要求。电晕电压效验：对于 110kv 以下的不进行电晕效验。 动稳定效验：相间距离 a=0.5m, 绝缘子间距 1.82m m=b× h × r=0.01 × 0.08 × 2700=2.16kg/m =0.01 ×× 1/6=1.07 &#