110kV变电站综合设计_电气工程毕业设计

1、毕业论文声明本人郑重声明:1 .此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成 果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表 或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在 文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。2 .本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电 子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本文。3 .若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，

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3、大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文 的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或 电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保 存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意， 且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相 关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大 学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存 学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其 它手段

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5、导教师职称课题来源自选1 .综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成，须互相协调 和平衡。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重 要的地位，具都是由电力变压器完成的，因此变电所在供电系统中的作用是 不言而喻的。为了保证在变送过程中的供电可靠性，必须要满足的是变电所的设计规 范。2 .研究的基本内容，拟解决的主要问题1）、选择主变的台数和容量；2）、确定电气一次主接线，计算短路电流；3）、选择各导线的型号和截面，选择一次设备;4）、继电保护的配置和任务书的完成。3 .研究步骤、方法及措施变电站一次主接线设计，变电站平面布

6、置情况，设备运行情况，短路电 流计算，设备选择和校验，论文的完善和整理，答辩完成。ii4 .研究工作进度第一阶段 熟悉课题，查阅资料；第二阶段 熟悉变电站的运行情况，确定一次主接线; 第三阶段 计算短路电流，选择设备，确定保护方案;第四阶段 完善设计和论文，准备答辩。5 .主要参考文献1何仰赞.电力系统分析，华中科技大学出版社2姚春球.发电厂电气部分，电力工业出版社3周泽存.高电压技术，电力工业出版社6 .教研室意见教研室主任签字：年 月日iii洛阳理工学院毕业设计（论文）110kV变电站综合设计110kV变电站综合设计摘要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

7、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。111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

8、、负荷、输电系统、配电系统、补偿装置7110kV substation designABSTRACTThe substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of

9、transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. As an important part of power 's transport and control, the transformer substation must change the mode of the traditional design and control, then can adapt to the mod

10、ern electric power system, the development of modern industry and the of trend of the society life.With the power of new and high technology, the complexity of the rapid development of power system, from generation to the power supply in all areas, through the use of new technologies, is constantly

11、changing. Substation power system as a key link in the same new technology fully development.KEY WORDS: substation, load, transmission system, distribution, ,correction equipment前 言1第1章绪论21.1 设计背景材料及说明 21.1.1 待设计变电站概况 21.1.2 变电站负荷情况及所址选择 3第2章电气主接线设计 52.1 110kV电气主接线设计 52.3 10kV电气主接线设计 错误!未定义书签。2.4 变电

12、站电气中接线设计 7第3章负荷计算及无功补偿 113.1 负荷分析113.2 负荷计算 错误!未定义书签。3.3 无功补偿113.3.1 无功补偿的目的 错误！未定义书签。3.3.2 无功补偿的配置错误！未定义书签。第4章主变压器选择144.1 主变压器的选择原则 144.2 丰变压器的台数确数 144.3 主变压器的容量确定 错误!未定义书签。第5章短路电流的计算 165.1 短路电流的影响 错误！未定义书签。5.2 等效计算电路图 错误！未定义书签。5.3 短路电流计算 错误!未定义书签。第6章主要电气设备选择 1661高压侧配电系统设备 错误！未定义书签。611高压断路器的选择 错误！未

13、定义书签。612高压隔离开关的选择 错误！未定义书签。613高压熔断器的选择 错误！未定义书签。6.2母线、低压配电设备及保护设备的选择 错误！未定义书签。6.2.1 10KV母线选择 错误！未定义书签。6.2.2 压配电设备及保护设备的选择 错误！未定义书签。6.2.3 绝缘子和穿墙套管的选择 错误！未定义书签。第7章短路电流的计算 167.1 二次回路的定义和分类 错误！未定义书签。7.2 二次回路的接线要求 错误！未定义书签。7.3 继电保护的装置选择与整定 错误！未定义书签。7.4 10KV线路设置过电流保护装置 错误！未定义书签。第8章防雷与接地错误！未定义书签。8.1 防雷击保护

14、错误！未定义书签。8.1.1 直击雷保护 228.1.2 侵入波保护 238.1.3 避雷器的装设 238.2 接地装置的设计 错误！未定义书签。结论36谢辞37参考文献38附 录36外文资料翻译 1洛阳理工学院毕业设计（论文）110kV变电站综合设计变电所是电力配送的重要环节，变电所设计质量的好坏，直接关系到 电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需 要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，根据系统发展规划，拟建设一 座110/10kV的区域性降压变电所， 本文是针对石油管道区域内生产和生活 用电的需要，进行变电所的设计。110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及

15、方面多，考虑问题 多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据 进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导 线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖 面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体接线方式选择（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案 选择及电气设备的选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地等内 容。1洛阳理工学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1 设计背景材料及说明1.1.1 待设计变电站概况按照先行的原则，

16、依据远期负荷发展，决定在本区兴建1中型110kV变电所。该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用 户进行供电。改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网，提高 了本地供电质量和可靠性。某地有110KV变电站一座，向全镇范围内供电。共有主变 2台，容量 为40+31.5MVA ,现有110KV线路2回，分别来自110KV联美变电站（联 冲线）和南丰变电站（冲丰线）。目前大冲站的最大负荷为3.88万千瓦，到2003年，此地的用电量将达 2.27亿千瓦时，最大负荷达 4.53万千瓦。 随着工业的发展与工业区的开发，对电力电量的需求也相应的增加，预计 到2005年，全镇用电量将达

17、3.08亿千瓦时，最大负荷达 6.16万千瓦；2010 年，用电量将达到 5.73亿千瓦时，最大负荷达到11.46万千瓦。表1-1用电负荷统计（单位：千瓦）用电单位负荷统计（KW ）负荷类别火车站2500I洗衣机厂3500II首饰厂3000II宝兀鞋厂12000II市一中800II市中心小学400II市水泥厂1700II明珠旅店1800II白惠商城2000II市政府1650I博爱医院750I市公安局1800I中心市场1000I百乐休闲中心900I其他散户5000III合计38800表1-2 负荷性质分析结果表负荷等级负荷值（KW ）占总负荷白分比（%)I860022.16II3020077.8

18、41.1.2 变电站所址选择变电站地址选择与总布置是一门科学性、综合性、政策性很强的工程， 是电力基本建设工作的主要组成部分。站址选择是否正确，总布置是否合 理，对基建投资、建设速度、运行的经济性和安全性起着十分重要的甚至 决定性的作用。实践证明，凡是重视前期工作，站址选择得好，总布置合 理而又紧凑的，则投资省、建设快、经济效益高，反之，将给电力建设造 成损失和浪费，甚至影响安全供电。1、 站址选择的基本要求1.1 靠近负荷中心变电站站址的选择必须适应电力系统发展规划和布局的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。这样，既减少了输配电线路的投资和电 能的损耗，也降低了造成事故的机率，同时也可

19、避免由于站址远离负荷中 心而带来的其它问题。1.2 节约用地节约工程用地是我们的国策，我们需要遵循技术经济合理的原则，合理布置，尽可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地， 凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等经济效 益高的土地。用地要紧凑，因地制宜，用劣地作为站址选择方案是决定一 个设计方案好坏的主要条件之一。随着北京经济建设的飞速发展，城区用 电量的增加，单独拿出一块土地用于变电站建设是很困难且不经济的，所 以我们应该适当发展地下式变电站，全部设备均设置在高层建筑的地下室，以适应城市建设的要求。 如北京电力设计院设计的北太平庄110 kV地下变电站和甘家

20、口 110 kV地下变电站，这些变电站占地面积小，但造价颇高， 重点要解决好通风与防火问题，这将是城市特别是中心城区电力发展的趋 势。1.3 地质条件的要求随着对农业的保护及对农民利益保护的不断加强，注重山区的电力建设是非常必要的。不仅对于农业的发展有重要作用，也会为北京郊区开展 旅游事业及提高山区人民生活水平提供前提条件，电力深入山区，供电范 围大，交通不便，所以选好站址是非常重要的。选址阶段的工程地质勘测内容主要是研究和解决站址稳定性和建站 的可行性，查明地质构造、岩性、水文地质条件等，并对站址的稳定性作 出基本评价。土建专业在勘测内容详尽的情况下，对站址的抗震是否有利，作出正确的评估。由

21、于变电站设施造价很高，如果把变电站建在不利于建 筑物抗震的地段，若发生地震就可能发生滑坡、山崩、地陷等灾害。对国 家财产造成损坏。对于北京地区，由于城市周围大都被山区所包围，滑坡、 洪水都是可能发生的。在选址前一定要对山区地质有充分的了解。查明地 下水埋藏条件是评价水文地质条件的重要依据。一般在收集地区性的水文 地质资料的基础上，结合所址具体位置，进行分析研究。对含水层的岩性、 厚度、分布规律、渗透系数、出水量等尽可能的详细了解。在水文地质条 件较复杂，水源地较难确定时，工程选址阶段的水源勘探尤为重要。必须 进行必要的勘探，有条件时还应观察地下水位，采取水样进行水质分析， 以便科学地、可靠地判

22、断变电站的供水水源。第2章电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站 分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏 不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生 产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本 要求。【2】1、运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多 少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2、具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调 度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障 停电时间最短、影响范围最小，并

23、且再检修在检修时可以保证检修人员的 安全。3、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人 员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而 发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会 给运行造成不便或造成不必要的停电。4、 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运 行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5、应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接 线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、 环

24、境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。2.1 110kV 电气主接线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。110kV220kV出线数目为 5回及以上或者在系统中居重要地位，出线数目为4回及以上的配电装置。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，可设置旁路母线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图 1.1及图1.2 所示。图2.1单母线分段带旁母接线图2.2双母线带旁路母线接线对图2.1及图2.2所示方案I、II综合比较，见表 1-1

25、表2-1主接线方案比较表力菜1方某U技术简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路 器，进行不停电检修出线断路器，保 证重要用户供电运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建母联断路器可代替需检修的出线 断路器工作倒闸操作复杂，容 易误操作经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资占地大、设备多、投资大母联断路器兼作旁路断路器节省投资在技术上（可靠性、灵活性）第II种方案明显合理，在经济上 则方案I占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。 经综合分析，决定选第R种方案为设计的最终方案。2.2 10kV电气主接线610kV配电装置出线

26、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，上述两种方案如图2.5及图2.6所示17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 1-3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供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少设备少设备多、配电装置复杂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I2.3 站用电接线一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

27、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。图2.7单母线分段接线图2.8单母线接线对图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第3章负荷计算及无功补偿3.1 负荷分析仅靠目前此地仅有的一个110KV变电站是远远不够满足负荷增长需求的。若按照城市电网规划设计导则的要求，主变容量

28、按1.82.1来计算，2005年大冲共需要110KV主变容量约111129兆伏安，而目前此 地主变容量只有 80MVA ,还需要增加3149MVA。为满足用电负荷增长的 需要到2005年建设新的110KV变电站是十分必要的。而且大冲镇现有的 10KV线路大部分是放射形网，无法形成合理的环网和分段，结构比较单 一和薄弱，供电可靠性差。加上部分线路供电半径大、用户多、负荷重， 线路压降过高，供电质量差，但城南变电站建成后可承担大冲镇南部的用 电负荷，释放大冲站的供电能力，提高大冲镇的供电可靠性、改善电能质 量和降低网损。3.2 负荷计算各组负荷的计算：1 ,有功功率P=KX 2 Pei2 .无功功

29、率Q=P tg3 .视在功率S= 2 Q2式中：2 Pei: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2 .无功功率3 .视在功率4 .自然功率因数:P2 =K1 2PQ2 = K1 2 QS2 = ,"P2QCos 1= P2 /S2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

30、二类负荷总数：P总2=30200KW=0.096MVA3.3 无功补偿3.3.1 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。3.3.2 无功补偿的计算1 .计算考虑主变损耗后的自然因数Cos1：Pi=P2+A PbQ1=Q"A QbCos 1= P1 /PO122 .取定补偿以后的功率因数：Cos2

31、为0.95:3 .计算补偿电容器的容量：Qc=K1Px （tg 1+ tg 2）式中：K1=0.8 0.94 .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 kavr。按照3的整数倍取定补偿器的个数Nc s,然后计算出实际的补偿容量:Qc s = Nc s * q c5 .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2COS 2= Pw /、：Px （Qx Qc）210KV : COS（|）1 >0.9选COS小1=0.9来考虑：P=38800KWS=38800 + 0.90=43111KVAQ=43111 x tang=20822Kva

32、r110KV:COS（|）2>0.85选COS小2=0.85来考虑;P=38800KWS=38800 +0.85=45647KVAQ=45647 xtang=28301Kvar表3-1负荷计算结果表电压等级有功功率(KW)无功功率(KW)视在功率(KVA )10KV388002082243111110KV388002830145647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接线第4章主变压器选择4.1 主变压器的选择原则为了保证每年电容按 10%的增长，并在10年内能满足要求，并按下例方案进行综合考虑：1 .明备用方式，即 2台主变压器

33、的容量都满足要求，任何情况下都只 有1台运行，两台主变压器互相备用。2 .暗备用方式，即 2台主变压器的容量之和满足要求。正常情况下两 台主变运行，故障情况下一台运行，因此，每台变压器的容量应满足安全 用电的要求，即保证I、R类负荷的供电，一般要求能满足全部负荷的 70%-80%。3 .在设计中，初期主变压器可采用明备用方式，随着负荷的增加和发 展，后期可采用暗备用方式。1314.2 主变压器台数确定主变台数确定的要求：1 .对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下， 变电站以装设两台主变压器为宜。2 .对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装 设三台主变压器

34、的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主 接线中已考虑采用旁路呆主变的方式。故选用两台主变压器，并列运行且 容量相等。4.3 变电所主变压器容量的确定主变压器容量确定的要求:510年的规划负荷选择，并适1 .主变压器容量一般按变电站建成后 当考虑到远期1020年的负荷发展。2 .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，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%。综合上述各种因数，确定该站主压器采用2

35、台50000MVA的变压器。当前我国电力系统基本都是三相制接线，相供电的系统，故为了能接入系统运行，并能保证系统的安全稳定运行。所以该站选择三相供电。结合该地区的实际情况，故采用双卷变压器，电压等级为 110KV与10KV。因为该地区110KV电压不是很稳定， 为了保证10KV供电系统电压质 量，本站采用有载调压方式，这样才能达到随时调整电压的目的。冷却方式采用自冷型冷却方式。变压器110KV侧中性点经隔离开关接地，同时装设避雷器保护。综合上述几种情况，结合厂家的一些产品情况，故本站的主变压器选 用的型号：SZ10-50000/110。变电站全部负荷 S s =45647KVA变压器的初选容量

36、 S=80%S 6 =0.80 X 45647=36517KVA选两台50000KVA的变压器。主变压器：2X50000KVA三相双卷自冷型油浸变压器。电压等级：110KV/10KV无功补偿容量：4 x 4800Kvar第5章短路电流的计算5.1 短路电流的影响所谓短路，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

37、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。5.2 等效计算电路图10kV*j勺 城南站。图5-1短路电流计算图5.3 .短路电流计算进行计算的物理量，不是用具体单位的值，而是用其相对值表示，这 种计算方法叫做标幺值法。标幺值的概念是：某量的标幺值该量的实际值 任意单位该量的标准值与实际值同单位所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量 是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器 和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这 些元件的电抗标幺值。1 .输电线路已知输电线路的长度为 l ,每公里电抗

38、值为 X。，线路所在区段 的平均电压为Uav ,则输电线路电抗相对于基准容量Sj和基准电压Uj Uav的标幺值为X*SjXolj-2Uav2 .变压器变压器通常给出短路电压百分数Uk% ,得 Xt*Uk% Sj100 Sn?tXTX 物 / TLifKS 机31T XO-gw*L E 5X X- J J.火车站中KWK产市水泥厂承洗衣机口 市一中川图5-2 短路等效电路图洛阳理工学院毕业设计（论文）(1)本设计选 Sj=100MVA取 Uj1=37KV , WJ Ij1=00 KA=1.561KA,3 37取 Uj2=10KV , WJ Ij2= 100 KA=5.77KA3 10(2)计算各

39、元件阻抗的标幺值系统电抗:X*S1SjSk10013950.0717Sj100XL1*X1L1T 0.4 10.720.0324U1116X* b1Uk%100SjSN?T7.51001000.7510MVA(3)求电源至短路点的总阻抗K1 点：X1*Xs1 Xl1 0.0717 0.0324 0.1041K2点：X2* Xs1 Xl1 Xb1 0.0717 0.0324 0.28 0.3841K3 点：X3* Xs1Xl1 Xb1Xl1Xb12 Xl1Xb10.2279(4)求短路电源的周期分量、冲击电流和短路容量 I1* 一1一 9.606X1*0.10411dl I1* Ij1 9.60

40、6 0.52 4.995KAIsh1 1.52Id1 1.52 4.995 7.592KAish 2.55Id1 2.55 4.995 12.635KAS111sj 9.606 100 960.6MVAI2*1X2*:2.6030.3841I d212 I2* Ij2 2.603 5.77 15.019KA1sh2132 I d21.52 15.019 22.828KAish 2.55Id2 2.55 15.019 38.298KAS2 I2* Sj 2.603 100 260.3MVA11 I3*1 4.388X3*0.2279Id3 13 I3* Ij3 4.388 5.7725.319K

41、AIsh3 1.52Id3 1.52 25.319 38.485KAish 2. 55I d3 2. 55 25. 31964. 563KAS3 I3 * Sj 4.388 100 438.8MVA（5）短路电流的计算结果如下表:表5-1 短路电流计算结果表短路点短路容量Sd（MVA）短路电流周期分量（后效值）Id（KA）短路冲击电流（有效值）Ish（KA）短路冲击电流（峰值）ish（KV）110KV进线侧（K1 ）960.64.9957.59212.635110KV分列运行（K2 ）260.315.01922.82838.298110KV并列运行（K3 ）438.825.31938.4856

42、4.56323第6章主要电气设备选择6.1 高压侧配电系统设备6.1.1 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 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，具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，SN.br V3UNlN.br ；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；

43、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：U N U ;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:In I arm ；校验高压断路器的热稳定性：It2t屋2tima；校验高压断路器的动稳定性：imax ish；校验高压断路器的断流容量（或开感觉断电流） ：熔 断断流容量按

44、Sn.oc S0.2校验；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；6.1.2 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。

45、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；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I级污秽区， 防污型用于II级（中污型）、田级（重污型）污秽区。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

46、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。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6-1高压隔离开关的选择型号GW13-63D （中性点隔离开天）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-XG6.1.3

47、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。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SN.br S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I N.FU I N.FE I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

48、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。10KV侧的高压熔断器选择 RW3-10型熔断器。RW6-110型高压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。RW3-10型高压熔断器是由绝缘子、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。6.2 母线、低压配电设备及保护设备的选择6.2.1 10KV母线选择主压器低压侧引出线经济电流密度选择工作电流:母线计算截面:I jsI e2500003

49、10.52749.37 ASe1 jsJl2749.373 1571.07 mm1.75选用标准截面 125X10mm3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:_ I St k fJ minj jfC 、'3,0.34 1.1 45.19 10017110mm3 满足要求动稳定性校检:母线采用平放装设:W 0.167bh20.167 0.6 522.5cm3f 1.76 ich 21Cl a1021.76 12.635 2。2211.24 10 2kg/cml max10 yWf母线最大跨度，已知 y 700kg/cm210 700 2.5 23

50、94.58cm11.24 10进线的绝缘子间距离取 2米即可。所以母线选择 TMY-125 X 10的铜母线6.2.2低压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，用接洛阳理工学院毕业设计（论文）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：U IN U N(2).原边额定电压大于或等于长时最大工作电流：IIN(1.21.5儿5(3 ).二次侧总容量

51、应不小于该精度等级所规定的额定容量：S2N S2(4).校验：内部动稳定按：.2IiNKam ishI1N：电流互感器额定一次电流；Kam :动稳定倍数。2外部动稳定按：(KthIIN)2t I(2)tma表6-2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同1.930s1.2连续中性点非有效接地系统中相与地间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

52、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，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（Y Y）。（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：电压互感器能在 1.1倍额定电压下长期运行，并能在8小时内无损伤的承受2倍额

53、定电压，当额定电压在 330KV以上时，互感器绝缘所能承 受的耐压强度为额定操作冲击耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值；当 额定电压在330KV以下时，互感器绝缘所能承受的耐压强度为额定短。时工频耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值。额定电压因数，即在规定时间内仍然能满足热性能和准确级要求的 最高一次电压与额定一次电压的比值，额定电压因数与互感器初级绕组接 线方式有关。电压互感器的误差极限：在额定频率、80%-100%额定电压问任一电压值，功率因数为 0.8 （滞后）、二次负荷为 25%-100%额定负荷中任一值 下，各准确等级的电压互感器误差不超过下表所列限值，对保护用电压互 感器，在额定频率、5%额定电压及额定电压因数相对应的电压、二次负荷 为25%-100%额定负荷、功率因数为 0.8 （滞后）时，电压互感器误差限值 不超过下表中 3P、6P两项值；在 2%额定电压、二次负荷为 25%-100%额 定负荷、功率因数为0.8 （滞后）时，电压互感器误差限值不超过下表中3P、6P两项限值的两倍。对于中性点有效接地系统的接地电压互感器，其剩余电压绕组的标准准确级为3P或6P,对于中性点非有效接地系统的接地电压互感器，其剩余电压绕组的标准准确级为6P,如果有次级绕组，次级绕组带有保护准确级