110KV降压变电站电气部分设计论文

1、摘要：变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及输电网络按一定的方式 所组成，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。本次设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度。首先根据任务书上所给系统 与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性， 然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV, 35kV, 10kV以及站用电的主接线形式，然后又通过负 荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的

2、容量 及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，做出线路保护，变压器保护，母线保护，防雷保护。关键词：110KV变电站；输电系统；短路电流；继电保护ABSTRACTThe substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments , Transmission , protection and the Distribution. It obtains the electric power from the e

3、lectric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical.Design of this time is aim at intensity of mastering of every subject knowledge of this speciality reflecting. first, analyze t

4、he trend of load department according to all parameter of load about system and circuit on task book. It expounds the necessity to this situation from the aspect of increasing load. Then through to the generalization of planning to build the transformer substation and the analysis of the load materi

5、als, economy and dependability are considered, has confirmed the mainly wiring form of 110kV, 35kV, 10kV. Calculated and supplied power in the range and confirmed substation's number of the main voltage transformer through load finally, capacity and type, capacity and type of using the voltage t

6、ransformer stand surely at the same time, finally, the result of calculation of calculating that and short out according to the electric current of largest lasting job, make the circuit protection, the voltage transformer protection, the bus bar protection and prevent the thunder from protecting.Key

7、 words： 110KV substation； Transmission systeijlShort out in the electric current Relay protectionII四川理工学院毕业设计（论文）目录摘要 IABSTRACT. II第1章引言 11.1 概述 11.2 我国变电站设计现状 11.3 设计方法、目的和意义 21.3.1 设计方法 21.3.2 设计目的和意义 2第2章电气主接线设计 32.1 110KV电气主接线侧 32.2 35KV电气主接线侧 42.3 10KV电气主接线侧 42.4 站用电接线侧 52.5 主变压器的选型 62.5.1 主变压器

8、容量的确定 62.6 主变压器中性点的运行方式 9第3章无功功率补偿 123.1 无功补偿的概念及重要性 123.2 无功补偿装置类型的选择 123.2.1 无功补偿装置的类型 123.2.2 常用的三种补偿装置的比较及选择 123.3 电力电容器的容量计算 13第4章配电装置及避雷器的规划 154.1 10KV配电装置的规划 154.2 35kv配电装置的规划 154.3 110KV配电装置的规划 154.4 避雷器的规划 15第5章短路电流计算 175.1 参数分析 175.2 最大运行方式短路电流计算 205.3 最小运行方式短路电流计算 23第6章主要电气设备的选择 276.1 断路器

9、和隔离开关的选择及校验 276.2 电流互感器的选择及校验 346.3 电压互感器的选择 406.4 母线的选择 426.5 支持绝缘子和穿墙套管的选择 466.5.1 型式选择 466.5.2 额定电压选择 466.5.3 穿墙套管的额定电压选择 476.5.4 动热稳定效验 47第7章 配置继电保护及自动装置 497.1 线路保护 497.2 主、所用变压器保护 497.3 电容器保护 507.4 自动装置的要求 507.5 对35KV侧架空线进行继电保护计算 507.5.1 过电流保护 507.5.2 整定计算方案 51第8章结束语 53致谢 54参考文献： 55附图：电气主接线图 57

10、四川理工学院毕业设计（论文）第1章引言1.1 概述通过网络及杂志我们可以发现，近年来一些发达国家的能源不是很丰富，进而导致 电力资源不是充足。为了满足国内的需求，减少在网路中的损耗，这些发达国家已经形 成了完善的变电设计理论。比较完善的变电站设计理论，是真正的做到了节约型，集约 型，高效型。发达国家通过改善优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，尽可能地提高变电站的可靠性，尽可能地使变电站的灵活性提高，尽可能地提高经济性。然而在国内，变电站的设计中仍然存在很多问题， 比如可靠性还欠提高。我国经济 的发展给电力行业带来两个问题：一是电力能源的需求持续增长，城市和农村用电量和 密度越来越来高，需要更

11、多的深入市区农村的变电站， 以减少线路的功率损耗，提高电 力系统的稳定性等，然而这些变电站占地面积大；二是城区地价昂贵，环境要求严格， 在稠密的市区选择变电站址相当困难。此外变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统， 已成为当前电力系统发展 的趋势。我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。 变电站综合自动化系统以其简 单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受， 并在一些大型变电站监 控项目中获得成功的应用1501.2 我国变电站设计现状我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高， 现在已有许多变电站实现了集 中控制和采用计算机监控.电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企

12、业都在努力增 产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世 界先进水平的行列。变电所是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业 建筑。电力工业的发展，单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上变电所的建立促使变 电所建筑结构和设计不断地改进和发展。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装 备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术 及施工组织水平也相应地随之不断提高。 我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理 和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解左民：110KV降压变电站电气部分设计决

13、问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对变电所的设计 提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。1.3 设计方法、目的和意义1.3.1 设计方法110KV降压变电所电气部分设计的研究主要内容是结合相关的设计手册，辅助资料 和国家有关规程，主要完成该变电站的一次、二次部分设计，参考国内外最新的设计方 法、研究成果和新的电气设备，对降压变电所的电气主接线方案， 主变压器的选择，电 气设备的选择（包括断路器，隔离开关，熔断器等），配电装置的选择以及防雷保护的 设计。主变压器、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、避雷装置、继电 保护装置进行选择。同时，

14、完成变电站主接线图和自动装置的详细设计图1601.3.2 设计目的和意义根据毕业设计任务书所提供的原始数据，结合具体学习的特点，准确的知识资料， 通过严密的全面的分析，对变电所的主要电气设备、电气主接线、保护装置及接地网进 行初步设计。在最后对所有的电气设备，电气主接线，电气的二次接线，电气设备保护装置等进行优化使整个设计方案能够达到安全、可靠、经济、环保地对用户供电的目的。110kv变电所的设计需要既能保证安全可靠性和灵活性，又要保证保护环境、节约 资源、易于实现自动化设计方案。在110kv变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安 全高效、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，110kv变电站应

15、从电力系统整体出发， 力求电气主接线简化，配置与电网结构相应的保护系统。四川理工学院毕业设计（论文）第2章电气主接线设计主接线应该考虑运行的可靠、灵活性、经济合理性、可扩建性等2.1 110kV电气主接线侧由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷为地区性负荷。变电站110kV侧和10kV侧，均为单母线分段接线。在采用单母线、分段单 母线或双母线的35kV110kV系统中，当不允许停电检修断路器时，应设置旁路母线 46 0根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图 2.1及图2.2所示对图2.1及图2.2所示方案I、II综合比较，见表2-1 0表2-1主接线方

16、案比较表方果1方某U技简单清晰、操作方便、 易于发展运行可靠、运行方式 灵活、便于事故处理、术可靠性、灵活性较好易扩建分段较复杂母联断路器可代替需 检修的出线断路器工作 倒闸复杂，易误操作经设备少、投资小占地大、设备多、投济母线便于向两端扩建资多母联断路器兼作旁路 断路器节省投资-3 -左民：110KV降压变电站电气部分设计在技术上（可靠性、灵活性）第R种方案稍显优势，但综合考虑到经济上则方案I 优势明显。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性以及经济性。经综合分析，决定选第I种方案为设计的最终方案。2.2 35kV电气主接线侧电压等级为35kV60kV,出线为48回，可采用单母线分段

17、接线，也可采用双母 线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时, 可增设旁路母线。但考虑到经济性及条件限制本设计不设置旁路母线 46 o据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图 2.3及图2.4所示图2.3单母线分段接线图2.4双母线接线对图2.3及图2.4所示方案I、II综合比较。见表 2-2表2-2 主接线方案比较项目一一一一一力美_力杀I单方案u双简单清晰、操作方便、易1供电可靠技调度灵活可靠性、灵活性好扩建方便术能进行不停电检修出线便于试验断路器，保证重要用户供电易误操作经济设备少、投资小设备多、配电装置复杂母线便于向两端扩建投资和占地面大经比较两种

18、方案都具有易扩建这一特性。虽然方案I可靠性、灵活性不如方案H, 但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，可选用投资小的方案I。2.3 10kV电气主接线侧四川理工学院毕业设计（论文）610kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母 线接线一般用于引出线和电源较多， 输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的 场合晔。上述两种方案如图2.5及图2.6所示图2.5单母线分段接线图2.6双母线接线对图2.5及图2.6所示方案I、II综合比较，见表 2-3表2-3主接线方案比较项自'方案I单分方案U双不会造成全所停电供电可靠技调度灵活调度灵活保证对重要用户的供电扩

19、建方便术任一断路器检修，该回路便于试验必须停止工作易误操作占地少设备多、配电装置复杂经济设备少投资和占地面大经过综合比较方案I在经济性上比方案n好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。 所以选用方案I。2.4站用电接线侧般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。 故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案上述两种方案如图2.7及图2.8所示左民：110KV降压变电站电气部分设计对图2.7及图2.8所示方案I、II综合比较，见表 2-4表2-4主接线方案比较项目-一-力类_方案1单分方案U单技术不会造成全所停电调度灵活保证对重要用户的供电任一断路器检修，该回路 必须停止工作扩建时需向两个方向均 衡发

20、展简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差经济占地少设备少设备少、投资小经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案I2.5 主变压器的选型2.5.1 主变压器容量的确定1、负荷容量计算：(2-1)S1S =K. 4.(1 5%) cos(式中：K为同时率，S1为有效功率，cos中为功率因数)四川理工学院毕业设计(论文)110kv侧S110 = 0,85 (7000 8000)-：- 0.9 3000 一：一 0,85 (7000 6000) - 0.8 (1 5%)= 48435.5KV.A35kv 侧S35 = 0.87000 8000 一：一 0.9 3000<

21、; 0.85 7000 6000 一：一 0.81 5%= 30614.7KV.A10kv 侧S10 = 0.853500 3500 0.9 (4000 2000 2000尸 0.85 1000-： 0.8 (1 5%)= 16323.6KV.A(注：式中的5%为线路损耗)2、主变压器容量确定的要求：1)主变压器容量一般按照变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展，并且因为负荷年增长率为5%则6年后S=&10 (1 5%)61.817 MV .A2)根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时

22、，其余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷：对一般性变电站停运时，其余变压器容量 就能保证全部负荷的6070%故本变电站选择两台主变压器每台变压器各自承担-S=30.909MV.Ao当一台主变压器停运时，另一台则承担70%S勺负荷S 主=61.817 7 0%即= 4 3. 2 772V A.所以本变电站可以选用两台50MVA勺变压器就可以满足要求了3、相数的确定：主变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的容量、制造水平，可靠性要求及运输 条件等因素。当不受运输条件限制时，在330kv及以下的变电所中，一般都应选用三相左民：110KV降压变电站电气部分设计变压器

23、，经综合考虑，在满足技术及经济条件的情况下，本所主变压器选用三相式变压 器4、冷却方式的确定：对110kv电压级采用自然风冷却，为使热量散发到空气中，变压器上装有片状或 管状辐射式冷却器，以增加油箱冷却面积。5、调压方式和分接头的确定：主变调压方式有无载及有载调压两种。因本所侧母线电压受系统运行方式影响不 大，电压波动在允许偏移（5%范围内，故采用无载调压，而无载调压的主变有5个分接头（±2x2.5%）, 一般设于高压（110kv）侧，因为同样容量下高压侧电流最小， 最容易操作分接头。6、绕组接线组别的确定：为消除三次谐波的影响，可以选用 Yn %0417、变电站主变压器型号的选择：

24、具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容 量的15%Z上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用 三绕组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式， 且规程上 规定对电力系统一般要求10kV及以下变电站采用一级有载调压变压器。故本站主变压 器选用有载三圈变压器川。我国对于110kv及以上都采用Y形连接。故主变参数如下表：表2-5主变压器参数型号电压组合及分接范围短路阻抗（）空载电流（%）容量 分配（%）空载损 耗（KW）负载损耗（KW）连接 组高压中压低压高-中高-低中-低0.9110049.7189YN ,SFSZ9-

25、110 个 X38. 5+5%10. 510.517. 56.5100yn0,d50000/1.25%11100111108、站用变容量的确定四川理工学院毕业设计（论文）站用变压器 容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有 10流右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式， 正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行， 当任意一台变压 器因故障被断开后，具站用负荷则由完好的站用变压器承担。O 96.075S站二1 -10%=106KVA9、站用变型式的选择考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的 目标，

26、可选用干式变压器。故站用变参数如下：表2-6站用变压器参数型号电压组合连接组标号空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压高压高压分接范围低压S9-200/1010;6.3;6±5%0.4Y,yn00.482.61.34因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电 压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。根据设计规范第3.7.1条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补 偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线915。电力工程电力设计手册规定“对于 35-110KV变电所，可按

27、主变压器额定容量 的10-30%乍为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电 所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。2.6 主变压器中性点的运行方式1、主变压器的110kv侧采用中性点直接接地方式a.主变压器中性点接地点的数量应该使电网所有短路点的综合零序电抗与综合正 序电抗之比X0/X1小于3。以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器的灭左民：110KV降压变电站电气部分设计弧电压；并且X0/Xi>11.5以使单相接地短路电流不超过三相短路电流。b,所有普通变压器的中性点都应该经

28、隔离开关接地，以便于运行调度以及灵活选择 接地点。当变压器中性点可能断开运行时，若该变压器中性点绝缘不是按照线电压设计， 应该在中性点安装避雷器保护。c.选择接地点时应保证任何故障形式都不应该使电网解列成为中性点不接地点，双母线接线有两台及以上主变压器时，可以考虑两台主变压器中性点直接接地。2、10kv及35kv侧采用中性点经过消弧线圈接线方式a.当663kv电网采用中性点不接地方式，但当单相接地故障电流大于30A （610kv电网），或10A （2068kv电网）时，中性点应该经消弧线圈接地。b.消弧线圈台数、容量及型号选择3033。1）,台数：消弧线圈在本所中的要求在任何运行方式下，电网不

29、得失去消弧线圈的补偿，故可分别选择两台消弧线圈分 别装置在两台主变压器中性点上，并且当一台消弧线圈故障时，两台变压器合用一台消 弧线圈时，应该分别用隔离开关与变压器中性点相连，平时运行只合其中一组隔离开关， 防止误操作。Y /丫0 / 接线三绕组变50%并且不得大于三（2-2）100%/100%/100救可以(2-3)2）,由1）中已经确定的选择的两台消弧线圈，由于安装在 压器中性点上的消弧线圈的容量。不应超过变压器三相总容量的 绕组变压器任一绕组的容量。即 Q 三 S主变压器 50% = 50000 50% = 25000k var由于本所选用的主变压器中，高、中、底压的容量分配为 选用容量

30、小于25000kvar的消弧线圈。八 U , UcQ=KC c (K=1.35)且架空线1c=2. 7Ue L 1 力(2-4)电缆线路Ic = 0. ULL(2-5)-10 -四川理工学院毕业设计(论文)对于 10kv 侧£Ic = Ic+ic(2-6)对于10kv系统，附加的变电站电容电流为16%故Ic =1 色 Ic(2-7)计算得Ic =2 0.6/2Q=1.35 20.62 10.5-3 =168.754k var对于35kv系统，附加的变电站电容电流为13%故Ic=1. 1E Ic(2-8)计算得1c =2 9. 3 66Q =1.35 29.366 38.5"

31、. 3 =881.208k var消弧线圈的分接头数量用于变压器的一般不小于5个3)选型经过2)中计算及设计可靠性、今后的发展及经济性等方面的综合考虑选择两台容 量分别为1000KVA!勺DXY-1000/38.5油侵式消弧线圈表2-7 DXY-1000/38.5 油侵式消弧线圈参数型号额定电压(kv)额定电流(A)额定容量(kva)DXY-1000/38.538.5501000DSJY-220/10.510.541220-11 -左民：110KV降压变电站电气部分设计第3章无功功率补偿3.1 无功补偿的概念及重要性无功补偿是指在交流电力系统中，就可看成为有功电源负荷和无功电源负荷两个并 存且

32、不可分割的电力系统，在运行、设计、监测、管理中，借助功率因数把有功系统和 无功系统有机地联系起来，形同一个整体。它的存在保持了交流电力系统的电压水平， 保证了电力系统的稳定运行和用户的供电质量，并可以使电网传输电能的损失最小。3.2 无功补偿装置类型的选择3.2.1 无功补偿装置的类型无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。3.2.2 常用的三种补偿装置的比较及选择静止补偿器：静止补偿器由电力电容器与可调电抗并联组成。 电容器可发出无功功率，电抗器可 吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率， 来

33、调节静 止补偿其输出的无功功率的大小和方向。 但此设备造价太高且调节不能连续的缺点， 故 不在本设计中采用。同步调相机：同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它所提供的无功功率值与 所节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小。 而且既可集中安装，又可分散 装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。止匕外，由于它没有旋转部件，维护也 较方便。为了在运行中调节电容器的功率， 也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变 化，分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿

34、装置后， 选择电力电容器作为无功补-12 -四川理工学院毕业设计（论文）偿装置30。无功补偿装置容量的确定：并联电容器装置的分组，现场经验一般按主变容量的 10%-30 %来确定无功补偿装置的容量。电力电容器装置的接线:电力电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两种。经常使用的还有 由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也采用有由三角形派生出来的双三角形。 从 电气工程电气设计手册（一次部分）P502页表9-17中比较得，应采用双星形接线。 因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于 10KV及以上的大容量并联电容器组。中性点接地方式：对该变电所进行无

35、功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装 置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。当功率因数不满足要求时，首先进 行自然功率因数补偿，在进行人工补偿803.3 电力电容器的容量计算1）负荷侧所需要补偿的最大容性无功量计算式：Qcfm =Pfm（|tg ：1|tg ：2 |）P 1 |I1 -cos2 P? _ j1 - cos P2 x（3-1 ）=fm（i cosf一 cos2 ?2由于负荷侧为高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整装置的电力用户，故cos ;?2 -0.92）具体计算部分(1) 35kv侧负荷% P = 0.8 (7000 8000 3000 70

36、00 6000)=24800KW、Q =0.8 (70008000).1 2 -1 3000 < .1 2 -1(70006000) ,1 2 -1、0.920.8521 0.82二 415099.252 kvar所以cos :?1P2 八 Q224800248002 15099.2522= 0.854-13 -左民：110KV降压变电站电气部分设计且因为Pfm6P = 24800KWQcfm = 24800( :-12 - 1 - ,12-1) 0.8540.9二 6957.265 k var(2) 10kv侧负荷工 P =0.85 (3500 4000 3500 2000 2000

37、1000) -13600KW% Q =0. 8 5 (3 500 3 5 0102) 1 ( 400 0 2 0001 200 0).11 1000=7 2 7 8.%6 7 var所以cos PP2 八 Q213600=0.882.136002 - 7278.5672且因为 Pfm =:，P-1360CKWQcfm =13600 ( 一1 2 -1 -、1 2 -1) = 2796.327k var,0.8820.9选型部分如下表：表3-1电力电容器参数型号额定电压（KV）额定电流（A）额定容量（Kvar）BFMHL11/v3 -3000-1X3W11157.53000BAMHL38.5/

38、4 -2400 -1W35107.87200-14 -四川理工学院毕业设计（论文）第4章配电装置及避雷器的规划4.1 10kv配电装置的规划由于该电压等级较低，可选择屋内布置。采用两层装配与成套混合式布置，因610kv三层及两层装配式配电装置通过设计、施工及运行的长期实践；所暴露出的问题 和缺陷较多，主要有：结构复杂，工期长，检修不方便，操作不方便。近年来有些工程 设计采用GSG型双母线成套开关柜， 组成两层装配与成套混合式布置， 从而使配电装 置的结构大为简化，大大的减少了建筑安装工作量，缩短了建设周期及土地使用量，也 方便了运行操作813 o4.2 35kv配电装置的规划在现有的35kv屋

39、外布置及屋内布置两者中可选屋内式布置，这样可减少土地的占 用量，并且由于本所35kv侧选用的是单母分段接线，故可以采用多油断路器的两层35kv 配电装置，或采用少油断路器的单层 35kv配电装置8。4.3 110kv配电装置的规划在该电压等级可选用的配电装置包括： 普通中型配电装置、半高型配电装置、高型 配电装置及屋内配电装置。考虑到占地面积，工期长短，材料使用量等经济因素及操作 检修方面的综合因素，本所最终采用近年来较为普遍采用的半高型配电装置1504.4 避雷器的规划首先须考虑避雷器安装处电力系统电压等级的额定电压，避雷器只能安装在与其额定电压相应的电压等级上。以及灭弧电压：为保证工频续流

40、电弧在每一次过零时间靠熄 灭，所允许加在避雷器上的最高工频电压， 避雷器的灭弧电压应大于其安装处相导体上 可能出现的最高工频电压，这个可能出现的最高工频电压与系统中性点，运行线，不正 常运行或故障类型等有关，当系统处于正常运行状态下发生过电压使避雷器动作时，避雷器装在相电压下灭弧，若避雷器动作时系统内同时有不对称短路， 则全相的对地电压 有可能高于相电压，这时避雷器就必须在高于相电压的条件下灭弧。其次须考虑工频放电电压冲击放电电压、残压、保护比及切断比-15 -左民：110KV降压变电站电气部分设计以上各参数中，前五个为基础指标参数，后两个为导出指标依据以上条件选择避雷器型号参数如下：表4-1

41、避雷器参数型号额定电压(kV)灭弧电压工频电压冲击放电电压峰值小于(kV)FCZ3-110J110100170 w Ugw 195250FCZ-35354170 < Ug< 85122YC-101012. 726 w Ug< 3145-16 -四川理工学院毕业设计（论文）第5章短路电流计算5.1参数分析设取Sb=100MV.A, Vb=%,且设架空线路电抗为X=0.4C/km,电缆电抗Xl1 =0.08Q/km,取无限大电网的次暂态电势 E2=1,负荷电势为E1 =0.8则发电机G-1/G-2100X1 =0.165125 <- 0.85=0.11LX2 =X1 =0.

42、112发电机侧变压器T1/T2100X3 =X4 =0.13150= 0.087主变压器电抗：由以知主变压器型号参数:(5-1)Vs1 2 =10.5% =17 18取 17.5,Vs(23 % = 6.5S (1 V)S(l -3)S (2 30)c,1c,c,c,Vs1% =3 (Vs(1 2% - Vs_(1 %)- Vs _ (%行1 0.所以1Vs2% =2 (Vs(1 2%. Vs 42%)- Vs_ (%方 - 0.”1”Vs3% = - (Vs(13 % Vs(2 3 % -Vs(1)%) = 6.75各绕组等值电抗分别为X110010.75 K100100000=13SN上1

43、03(5-2)-17 -左民：110KV降压变电站电气部分设计2丫乂2% V23X 2 = 10100 Sn=-0.3XVS3% V； 103X310100Sn= 8.17(5-3)(5-4)经过星-三变换得110KV10KV35KV图5-1主变压器等值电路图X12= X1 X 2 X 1 X2 X 31X1 2=- X 126.1 12(5-5)X13 = X 1 X 3X 1X /X 21X13X 1 3 -166.432(5-6)X23= X 2 X3 X 2 X3 X1、，,1、，X23=-X 233.842(5-7)其等值电路图如图5-2:-18 -主变压器等值电路图如下:四川理工学

44、院毕业设计（论文）110KVX23AAAr10KV35KV图5-2主变压器星-三变换图再进行一次三-星变换得rZ12 Z13乙 -_ Z_乙 2+Z 1 z 2 3(5-8)=6.499Z1 2 Z 2 3Z2 = "Z1 2 Z 1 3 Z 2 3( 5-9 )= -0.15Z2 3 Z 1 3Z3 = - Z-/ 一、乙 2+Z#Z 23(5-10)=4.084将所得的变压器各侧阻抗归算为标幺值如下：100 X1 =6.4992=0.049115100 X2=-0.150.011372 100 X3 =4.0842 =03.67210.52其等值电路图如图5-3:-19 -左民：

45、110KV降压变电站电气部分设计10KV图5-3三-星变换图5.2最大运行方式短路电流计算系统C为无限大功率电源SD.max=1600MV.A时，它到110kV双母线的电抗标幺植Sb(5-11 )sm a x- oSD. max1000.06251600短路阻抗图如下:110KV图5-4短路阻抗图-20 -四川理工学院毕业设计(论文)由短路阻抗图知，当fl点发生三相短路时，具等值电路图如下:图5-51点短路图则无限大功率电源侧" X = X Xsmax=0.09 0.0625''1Is = 6.557s V X= 0.1525S2 125T 085发电机转移电抗 Xf

46、i =0.291 计算 Xjs.1 =xif ,十=0.291 M-0- = 0.856S B100查汽轮发电机运算曲线数字表一(Xjs.1 =0.120.95)知，当t=0时的短路电流周期分量的标幺值I* =1.222, 110kv侧短路电流基准值为IB100115. 3=0 .502 KA则110kv侧短路电流有名值为SN12 1250.85I = I B* I s+ I N1- =0.502 x 6.557 +1.222 父 产=5.178 KAB s.3110、3110冲击电流为im = (1.8 I* J21.85 J2 I s') I B二 (1.81.222、21.85、

47、2 5.178)0.502=8.362 KA由短路阻抗图知，当f2点发生三相短路时，具等值电路图如下：35KV图5-6 f2点短路图-21 -左民：110KV降压变电站电气部分设计6.一发电机转移电抗Xf1 =2.329则计算电抗端为292125 -：- 0.85乂 100-6.85由于Xjs3.45,故把汽轮发电机侧也看成无限大系统其等值电路图如下图O021 f2图5-7等值短路电路图 则无限大功率电源侧X =2.329/0.128 -1001600 =0.184l；=-X = 5.435 I；=Is'=5. 43535kv侧短路电流基准值为100 I B1.5605 KA,3 37

48、则35kv侧短路电流有名值为I =1. 5 605 5. 43 5 K.A48冲击电流为im =1.85 %2 I； Ib= 1.85、2 5.435 1.5605=22.180 KA由短路阻抗图知，当f3点发生三相短路时，具等值电路图如下:(5-12)图5-8 f3点短路电路图S发电机转移电抗Xf1 =3.895计算电抗xjs.1 =x1f 妥 S B2125 -：- 0.85= 3.895 = 11.456100由于Xjs3.45,故把汽轮发电机侧也看成无限大系统 其等值电路图如图5-9。-22 -四川理工学院毕业设计（论文）f3图5-9 f3点短路等效电路图则无限大功率电源侧% X =3

49、.895 /3.821100+1600= 1.9921Is = =0.502“ XIf = Is =0. 50210kv侧短路电流基准值为100I B5.5 KAB 、.3 10.5则10kv侧短路电流有名值为I = 0. 5 02 5.=52.K7A6 1冲击电流为im=1.852 IS Ib(5-13)二1.8512 0.502 5.5= 7.224KA5.3最小运行方式短路电流计算系统C为无限大功率电源SD.min =1200MV.A时，它到110kv双母线的电抗标幺植s minSBSD .min1001200=0.083短路阻抗图如右图:10KV-23 -35KV左民：110KV降压变

50、电站电气部分设计图5-10短路阻抗图由短路阻抗图知，当fi点发生三相短路时，具等值电路图如下:' X = X &in无限大功率电源侧=0. 18货0. 0 8 3(5-14)=0. 26 41则Is =3.788(5-15)X发电机转移电抗Xf1 =0.428则计算电抗Xjs.1 =X1f笠=0.428,节5詈竺=1.259 Sb100汽轮发电机侧Xj =1.259,查汽轮发电机运算曲线数字表 (Xj =1.003.45)知，当 t=0时的短路电流周期分量的标幺值I* = 0.825110kv侧短路电流基准值为I b =00仃=0.502 KA 1153则110kv侧短路电流有

51、名值为：Sni2 125：-0.85I =IB Is I *-N1=0.502 3.788 0.825=3.175KA3 110.3 110两相短路电流I(2)=Y3MI 275KA(5-16)2im=(1.8 I*、2 1.852 IS) Ib冲击电流为=(1.8X0.825 x版 +1.85 父丧父 3.788)父 0.502(5-17)= 6.029 KA由短路阻抗图知，当f2点发生三相短路时，具等值电路图如下：0.4660.219-24 -四川理工学院毕业设计(论文)图5-12 f2点等值电路图则无限大功率电源侧= 0.219 0.083=0.302(5-18)1则=不又=0.95(5

52、-19)S2 125 -：- 0 85发电机转移电抗Xf1 =0.466计算电抗Xjs.1=X1f ,会=。.466 X 371 S B100查汽轮发电机运算曲线知，当t=0时的短路电流周期分量的标幺值 L = 0.76335kv侧短路电流基准值为 Ib = -400= 1.5605 KA3 37则35kv侧短路电流有名值为=I B I s I . *S N 13 37= 1.56050.950.763= 4.984 KA两相短路电流l(2)=3 I 乂 .489<A 2(5-20)冲击电流为im =(1.8 l* 、, 2 1.85、2 lS) Ib= (1.8 0.763 ,2 1.85.2 0.95) 1.5605= 6.910 KA由短路阻抗图知，当f3点发生三相短路时，具等值电路图如下:图5-13 f3点短路电路图S2 125 -：- 0 85发电机转移电抗Xf1 =4.149计算电抗XjS.1 =X1f ,谓=4.149 M =12.203Sb100由于XjS3.45,故把汽轮发电机侧也看成无限大系统-25 -左民：110KV降压变电站电气部分设计则无限大功率电源侧如图5-1