60kV无人值守变电所电气系统设计

1、60kV无人职守变电所电气系统设计1 前言农网改造工程实施以后，尤其是无人值班变电所的大力推广，设备的整体水平提高较快，而与之相配套的管理手段却严重滞后，处于一种"无政府"的自由状态，生产管理滑坡，部分变电所实际上变成了无人值班，无人管理，严重危及电网的安全运行，到了非整顿不可的时候了。下面就无人值班运行管理，谈谈个人意见和想法。 无人值班变电所的起源和产生背景。无人值班变电所是伴随着电力体制的改革脱颖而出，有其产生的两个环境，内因：无人值班变电所是创一流供电企业的必备条件，市区和城镇220kV终端变电所和110kV及以下变电所实现"无人值班"，非实施不

2、可。外因：无人值班变电所的改造需要大批的资金、人力和物力，由于农村电网改造，国家注入了大量资金，改造农网主设备，提高设备的健康水平，把钱用在刀刃上，理所当然。部分单位由于对形势估计不足，为完成任务，准备不充分，土洋结合，仓促上马，存在较多问题。 无人值班变电所的认证和验收工作未认真开展。农网改造作为一个庞大的系统工程，管理难度大，在具体实施过程中各单位各自为政，标准不统一，处于管理"真空"，根据各自的理解，实施开展，具有随意性，存在许多先天缺陷和问题，直接影响运行管理。鉴于此，建议上级业务主管部门，要"补课"，对所有无人值班变电所进行全面清理整顿，按照无

3、人值班变电所的标准和验收大纲，对照检查，对不符合要求的无人值班变电所进行整改和完善，不能降低标准。 现阶段无人值班变电所的管理模式，各单位因地制宜，没有固定的管理模式，既有运行队、调度所、变电所管理的，也有工区、检修公司管理的，各个单位实际情况不同，强求一个模式不现实，原则上要求无人值班变电所各项工作，无人值守，有人管理具体日常管理工作要明确到单位和个人，不能出现"真空"地带，要划分责任和职责，尤其要注意过渡时期的管理环节，不能脱节。 明确管理主体。无人值班变电所的管理主体是设备管理单位和设备管理者，管理的模式不同，导致管理主体的变更，管理模式一旦确定，管理主体则随之固定，

4、要明确主次，要有计划、有布置、有安排。留守人员和设备专责人要相互配合，设备管理者要熟悉自己的岗位职责，恪尽职守，生产管理和技术管理部门要拿出详细管理办法，让管理主体有章可循，按章办事。 明确管理权限。无人值班变电所的管理，涉及调度、运行队、通讯远动、工区、变电所，以及留守人员，必须按机构设置进行职责划分，明确各自的管理权限和范围，履行规定的职责，形成相互制约、相互监督机制，良性运转。 与相关部门的配合。无人值班变电所技术含量高，实时监控设备的健康状态，遥控、遥信、信号的采集，都需要通过调度这一环节来完成，必须强化调度的管理责任。工区对设备起着举足轻重的作用，调度与工区配合的好坏，一定程度上直接

5、影响无人值班变电所的安全和运行。 定员定编。由于无人值班变电所在电网所处的地位不同，加之目前运行队的力量不足，监控通道时而受阻，变电所留守人员需合理配备，即按实际情况酌情配备。 留守人员的职责需加强，不能淡化。部分管理者有一种片面意识，认为无人值班变电所的最终意图，是减人增效，提高劳动生产率，淡化了留守人员的职责，电力系统内部某些隐形缺陷，如过热、放电等，信号量无法采集，只有扩大了故障，引起了事故才得以发现和处理，显然是不妥的，必须加强留守人员的职责，严格要求有利于管理。 留守人员的业务素质亟待提高。留守人员的来源，大部分是原有值班人员，熟悉设备性能，具有较强的运行管理经验，但有少数单位，将素

6、质较差留下担当留守人员，导致目前农网生产管理滑坡，安陆市电力局提高留守人员的业务素质采取：抬高门槛，统一考试，择优上岗，对不合格者，下岗或转岗处理。加强针对性培训，提高业务素质。 单一操作。无人值班变电所单一操作，是"农网标准化管理综合考核评价"的热点问题，运行队"减负放权"到留守人员完成，笔者认为此举不妥，其理由是：安全保障体系不完备，要正确处理安全与效益的关系。不利于坚持计划检修，临检机率大幅度上升，无制约、监督手段。随意性较大，不容易控制，影响对用户的供电。单一操作可以增加设备的巡视频率。 留守人员应填写的几种记录。有据可查，建议无人值班变电所恢复

7、以下记录：交接班记录；设备巡视记录；设备缺陷记录；避雷器动作记录；绝缘保护工具试验记录。 无人值班变电所现场必备的资料和器具。为了便于开展工作，工作现场必须具备以下资料和器具：现场运行规程；技术图纸；绝缘保护工具。随着大规模农网改造事业的深入实施，一个优质、安全、可靠的供电环境已初步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。为了适应我国电力事业的发展并将所学的知识运用到实际生产中去，增强自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了60kV无人职守变电所电气系统设计作为自己的毕业课题。本次设计的变电所为60kV无人职守变电所，基建工程量小，施工方便，周期短。总工程投资少，仅占常规变电所的三

8、分之二。延长设备的检修期，改变了原来每年一大修，半年一小修的现象，并保证了平时临检不停电，节约了人力和检修费用。简化了接线方式，设备安全可靠，自动化程度高，提高了供电可靠性。小型化变电所符合农村电网的特点，适合我国国情，符合国家政策，达到了少花钱，办好事，办快事的目的。它可以满足乡镇农业生产和生活所需要的电力负荷，增加供电量，改善电压质量，促进乡镇农业经济增长和提高人民的生活质量。本次设计包括对变电所原始资料的分析，主变及电气设备的选择与校验，继电保护，二次接线，接地与防雷等内容。2 负荷统计及计算2.1 负荷统计本变电所负荷以生活、农业灌溉为主，兼有少量的商业用电，负荷统计如表1-1所示。表

9、2-1 负荷统计表回路序号回路名称用 户类 型需用系数配电容量（kVA）变压器台数供电回路线路长度(KM)备注1冯庄居民用电商业用电其它用电0.70.650.710006008001211110三类2李庄居民用电商业用电乡村医院0.750.60.8511007001000181116三类3赵庄居民用电商业用电农田灌溉0.70.80.790011007001611115三类4周庄居民用电商业用电其它用电0.70.60.78006007001211113三类2.2 负荷计算该所负荷计算采用需用系数法进行计算，由于各供电区域用电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率。即 (2-1

10、)式中 各用电设备额定容量，kVA 各线路的同时系数 各用电设备的需用系数kVA kVAkVAkVA2.3 变电所最大负荷负荷 考虑规划年限内5年的负荷增长率4%，变电所的最大计算负荷为: (2-2)式中 变电站设计当年的计算负荷 同时系数，取0.95 各用户的计算负荷线损率，取10%kVA计及负荷增长后变电站最大计算负荷1 (2-3) 式中 n年后的最大计算负荷 n 年数 m 年均负荷增长率kVA3 主变的选择及主接线的设计3.1 主变台数的选择因电力负荷全为三类负荷，生活用电和农业灌溉负荷比重比较大，工业负荷比重比较小，故只装设一台主变压器。考虑到不受运输条件的限制，选用三相变压器。因深入

11、引进至负荷中心，具有直接从高压到低压供电条件的变电所。为简化电压等级或减少重复降压容量采用双绕组变压器，由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行所以变压器绕组的连接方式选Y形连接。装设一台主变压器的变电站:根据我国变压器运行的实践经验，并参考国外的运行经验，我国农村变电站单台主变压器的额定容量按下式选择是合适的 (3-1)式中 主变压器额定容量，kVAkVA查«电气设备实用手册» 选用三相油浸瓷自冷铜线双绕组无载调压变压器，S7-6300/63型变压器。表3-1 主变参数表主变型号额定容量(kVA)额定电压(kV)高压 低压连接组号损耗(kW)短路

12、空载空载电流(%)阻抗电压(%)质量(t)6300/63630063 10.540 11.61.29.018.623.2 主接线形式的确定3.2.1 主接线的设计原则变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分，主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。主要考虑以下几方面因素：(1) 考虑变电所在电力系统中的作用；(2) 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；(3) 考虑主变台数对主接线的影响；(4) 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。3.2.2 主接线设计的基本要求(1) 可

13、靠性：是指主接线能可靠的工作，以保证用户的不间断供电；(2) 灵活性：其运行及动作是否灵活；(3) 经济性：是指投资省，占地面积小，能量损失小。3.2.3 选择主接线的形式 根据该变电所的电压等级60kV,该变电所为单电源进线，出线路有4回，三类负荷，所以采用单母线接线，隔离开关与高压断路器作为控制与保护。 单母线接线：其特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源和引出线都经过开关电器接到同一组母线上，其出线在六回以下。其优点：接线简单，清晰，采用的电气设备少，比较经济，操作方便和便于扩建，而其主要缺点是母线和隔离开关检修或发生故障时，必须断开全部电源，是整个配电装置停电。主接线图见附图所示。其

14、接线如图3-1所示。 图 3-1 主接线图4 短路电流的计算4.1 短路电流的计算目的 在选择电气设备主接线时，是确定主接线电气设备是否需要采取短路电流的措施。 在选择电气设备时，为了保证正常运行的故障情况下都能安全可靠的工作，同时力求节约资金的投入，都需要进行短路计算。 在选择继电保护装置时也需要以短路电流为依据。 设计室外高压配电装置时，需要按照短路电流确定及校验导线的相间距离，以及相对地面的安全距离。4.2 短路点的确定短路点应选在电气主接线上，在最大运行方式下发生短路的短路电流。短路点的确定如图4-1所示。图 4-1等值电路图4.3 短路电流的计算4.3.1 系统阻抗标幺值取MVA k

15、V系统最大运行方式下电抗标幺值 系统最小运行方式下电抗标幺值 进线电抗的标幺值 :进线长度为50KM,每公里电抗0.4变压器阻抗标幺值为4.3.2 10KV出线阻抗标幺值的计算4.3.3 各短路点短路计算点短路 kAkAkAkAkAkAkA kA点短路 kAkAkAkA kAkAkAkA点短路 kAkAkAkA kAkAkAkA表4-1 短路计算统计表短路点计算最大运行方式最小运行方式F11.68471.45894.29602.54381.62491.40724.14352.5186F22.78572.41247.10354.20642.75762.38817.03194.1640F30.98

16、120.84972.50211.48160.97780.84672.49341.4765F40.70710.61231.80311.06770.70550.61101.79901.0653F50.74180.64241.89161.12010.73970.64061.88621.1169F60.86950.75302.21721.31290.86680.75062.21031.30895 电气设备的选择及校验5.1 母线的选择及校验5.1.1 母线材料的选择母线的材料有铜、铝和钢。目前，农村发电厂和变电站以及大、中型发电厂、变电站的配电装置中的母线，广泛采用铝母线，这是因为铜贵重，我国储量又少

17、；而铝储量较多，具有价格低、重量轻、加工方便等特点。因此，选用铝母线要比铜母线经济。5.1.2 母线截面形状的选择 农村发电厂和变电站配电装置中的母线截面目前采用矩形、圆形和绞线圆形等。选择母线截面形状的原则是：肌肤效应系数尽量低；散热好；机械强度高；连接方便；安装简单。 由于本变电所是小型化变电所，高压侧与低压侧均布置在室外，并且采用单母线接线方式，没有高压侧母线，只有低压侧母线。钢芯铝绞线的耐张性能比单股母线好，在允许电流相同的条件下，钢芯铝绞线的直径比单股母线直径大，其表面附近的电场强度小于单股母线。为了使农村发电厂和变电站的屋外配电装置结构和布置简单，投资少，所以10kV侧母线选择钢芯

18、铝绞线。5.1.3 母线的放置母线水平放置，相间距离a=0.65m b=4m已知条件 025 70 37。5.1.4 10kV侧母线的选择按最大长期工作电流选择母线截面选择条件：通过母线的最大长期工作电流不应大于母线长期允许电流，即 (5-1)式中 相应于某一母线布置方式和环境温度为+25时的母线长期允许电流，可由母线载流量表查出；温度修正系数，其中=25，为母线的长期允许温度，用螺栓连接时，为70；通过母线的最大长期工作电流，A温度修正系数 按通过低压侧母线的最大长期工作电流 A=422.95A经计算查«电气设备实用手册» 选择LGJ-150型钢芯铝绞线，其70时最大允许

19、持续电流为463A1) 校验 热稳定性校验A按上述条件选择的截面，还必须按短路条件校验其热稳定，其方法通常采用最小截面法，即 ( m2) (5-2)式中 选择的母线截面，m2最小允许截面，m2稳态短路电流，A母线材料的热稳定系数短路发热的等值时间,s集肤效应系数，取短路计算时间。因，所以，经查短路电流为分量等值时间表1得。因，所以，故母线正常运行时的最高温度为：查不同工作温度下裸导体的值1知，按热稳定条件所需最小母线截面为小于所选母线截面150mm2，故满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。5.1.5 10kV侧出线选择及校验在六回出线中，以最大负荷的一条出线路为出线截面积选择的

20、计算依据，其它线路一定能满足。由于六回出线的负荷相差不大，故不会造成太大的浪费。并且出线路负荷要考虑今后5年的增长，其增长率为5%。按通过10kV侧出线的最大长期工作电流0.86=146.02A查«电气设备实用手册» 选择LGJ35型钢芯铝绞线，其70时最大允许持续电流为189A（1） 校验短路计算时间。因，所以，经查短路电流为分量等值时间表1得。因，所以，故母线正常运行时的最高温度查不同工作温度下裸导体的值1知，按热稳定条件所需最小母线截面为小于所选母线的截面积，故满足热稳定要求，因所选母线为绞线，故不需动稳定校验。5.2 断路器的选择及校验5.2.1 60kV侧断路器的

21、选择及校验（1） 断路器的选择按构造形式、装置种类、额定电压、额定电流、和额定开断电流选择断路器。又据，查«电气设备实用手册»3选择型六氟化硫断路器。六氟化硫断路器的特点灭弧性能好，断流容量大，检修期长，结构紧凑，占地面积小，有益于变电所小型化。其技术参数见表5-1。表5-1LW9-63型断路器参数型号额定电压（kV）额定电流(A)Iekd (kA)ij(kA)tg (s)(s)Ir(4s) (kA)LW9-6363250031.5800.030.1231.5（2） 校验对于无穷大电源供电电网，所以满足额定开断电流的要求。1) 热稳定性校验：短路计算时间。因，所以，经查短路

22、电流为分量等值时间表1得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定性及动稳定性要求，因此所选型断路器满足要求。5.2.2 10kV侧断路器的选择及校验（1） 断路器的选择按构造形式、装置种类、额定电压、额定电流、和额定开断电流选择断路器，而且放在屋外，所以可选真空断路又据，查«电气设备实用手册»3选择ZW1-10型断路器，其技术参数见表5-2。 表5-2 ZW1-10型断路器参数型号额定电压(kV)额定电流(A)Iekd (kA)ij(kA)tg (s)Ir(4s)(kA)thu(s)ZW1-

23、101063012.531.50.0531.50.05（2） 校验对于无穷大电源供电电网，满足额定开断电流的要求。1) 热稳定性校验：短路计算时间。因，所以，经查短路电流为分量等值时间表1得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定性及动稳定性要求，因此所选ZW1-10型断路器满足要求。5.2.3 10kV出线侧断路器的选择及校验（1） 断路器的选择四条出线中找出负荷最大的作为计算依据，则其他几条线路都能满足，按构造形式、装置种类、额定电压、额定电流、和额定开断电流选择断路器。而且放在屋外，所以可选屋外式真空断路

24、器。又据，查«电气设备实用手册»3 选择ZW1-10型断路器。其技术参数见表5-3。表5-3 ZW1-10型断路器参数型号 额定电压 (kV)额定电流(A) Iekd (kA)ij (kA)tg (s)Ir(4s) (kA)Thu(s)ZW1-101063012.531.50.0512.50.05（2） 校验对于无穷大电源供电电网，满足额定开断电流的要求。1) 热稳定性校验短路计算时间。因，所以，经查短路电流为分量等值时间表1得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定性及动稳定性要求，因此所

25、选ZW1-10型断路器满足要求。5.3 隔离开关的选择及校验5.3.1 60kV侧隔离开关的选择及校验（1） 隔离开关的选择根据变压器高压母线侧断路器选择计算的数据，经查«电气设备实用手册»3 选择GW4-63型隔离开关。其技术参数见表5-4。表5-4 GW4-63型隔离开关参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流 （kA）4s热稳定电流（kA）GW4-636363050 20（2） 校验1) 热稳定性校验短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定性及动稳定性要求，因此所选GW4-63型隔离开关满足

26、要求。5.3.2 10kV侧隔离开关的选择及校验（1） 隔离开关的选择根据变压器低压母线侧断路器选择计算的数据，经查«电气设备实用手册»3 选择GW9-10G/20型隔离开关。其技术参数见表5-5。表5-5 GW9-10G/630-20型隔离开关参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流（kA）4s热稳定电流（kA）GW9-10G/630-20106305020（2） 校验1) 热稳定性校验短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定及动稳定要求，因此所选GW9-10G/630-20型隔离开关满足要求。

27、5.3.3 10kV出线侧隔离开关的选择及校验（1） 隔离开关的选择根据变压器低压母线侧断路器选择计算的数据，经查«电气设备实用手册» 选择GW9-10G/630-20型隔离开关。其技术参数见表5-6。表5-6 GW9-10G/630-20型隔离开关参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流（kA）4s热稳定电流（kA）GW9-10G/630-20106305020（2） 校验1) 热稳定性校验短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。2) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定及动稳定要求，因此所选GW9-10G/630-20型隔离开关满足要

28、求。5.4 电流互感器的选择及校验5.4.1 60kV侧电流互感器的选择及校验（1） 电流互感器的选择按最大长期工作电流根据，经查«电气设备实用手册»选择LCWB5-63型户外独立式电流互感器。其技术参数见表5-7。表5-7 LCWB5-63型电流互感器参数型号额定电压（kV）准确级额定输出（VA）额定电流比 1s热稳定电流倍数动稳定电流倍数LCWB5-6363B50300/530100（2） 校验1) 热稳定性校验根据满足热稳定要求2) 动稳定性校验 内部动稳定校验满足内部动稳定要求 外部动稳定校验满足外部动稳定要求经计算满足热稳定及内、外动稳定要求，因此所选LCW-60

29、型电流互感器满足要求。5.4.2 10kV侧电流互感器的选择及校验（1） 电流互感器的选择按最大长期工作电流根据，查«电气设备实用手册»3 选择LB-10型电流互感器。其技术参数见表5-8。表5-8 LB-10型电流互感器参数型号额定电压（kV）准确级额定输出（VA）额定电流比短时热电流倍数动稳定电流倍数LB-101010P15400/590225（2） 校验1) 热稳定性校验根据2) 动稳定性校验 内部动稳定校验 外部动稳定校验经计算满足热稳定及内、外动稳定性要求，所选LB-10型电流互感器满足要求。5.4.3.1 10kV出线侧电流互感器的选择及校验（1） 电流互感器的

30、选择按最大长期工作电流根据，经查«电气设备实用手册»3选择LB-10型电流互感器。其技术参数见表5-9。表5-9 LB-10型电流互感器参数型号额定电压（kV）额定电流比1s热稳定电流倍数动稳定电流倍数LB-1010200/590225（2） 校验1) 热稳定性校验根据满足热稳定要求2) 动稳定性校验 内部动稳定校验 外部动稳定校验经计算满足热稳定及内、外动稳定要求5.4.3.2 电流互感器所接仪表及负荷的二次分配表5-10 电流互感器的负荷仪表名称符号二次负荷A相 C相电流表（1T1A）3 0功率表（1D1W）1.5 1.5电度表（DS）0.5 0.5总 计5 2电流互感

31、器与仪表的接线，如图5-15.4.3.3 二次侧连接导线的确定电流互感器的误差与二次负荷阻抗有关，所以同一台电流互感器在不同的准确度等级时，会有不同的额定容量。当二次负荷容量过大时，其准确度等级会降低，因此，选择时必须满足 VA (5-3)式中 电流互感器的额定容量，在此；电流互感器的二次负荷，VA (5-4)电流互感器的二次额定电流已经标准化（5A或1A）,所以二次负荷主要决定于二次阻抗，额定容量也就常用二次额定阻抗表示。 实际选择中，都按最大一相负荷来选择，即最大一相负荷容量小于或等于额定容量 。若不计负荷电抗时，最大一相负荷按下式计算 (5-5)式中 最大一相负荷阻抗， 最大一相负荷测量

32、仪表的总阻抗， 二次连接导线的电阻， 导线接头的接触电阻，一般取0.1电流互感器二次测量仪表确定后，仅连接导线电阻是未知量，为了使电流互感器的最大一相负荷在所要求的准确度等级下不大于其额定阻抗，即，则连接导线的电阻应满足下式 (5-6)连接导线的长度确定以后，其截面为 （m2） (5-7)式中 二次连接导线的截面，m2 导体材料的电阻率，·m连接导线的计算长度，m。电流互感器采用不完全星形接线，电流互感器到主控仪表间导线路径长度为12m.。 mm2故采用截面为2 mm2的铜线。 5.5 电压互感器的选择与断路器和隔离开关的选择与校验5.5 .1 电压互感器的选择及校验电压互感器主要用

33、来计量，而上一级变电所出线已由本所计量，故60kV侧不必装设电压互感器，在10kV侧必须装设电压互感器，从而减少造价。（1） 电压互感器的选择根据该电压互感器的用途、装设地点及额定电压，经查«电气设备实用手册»3选择JDN2-10型电压互感器。其技术参数见表5-11。表5-11 JDN2-10型电压互感器参数型号额定电压比（KV）最大容量准确级次及相应额定二次负荷(VA)0.5级1级3级JDN2-1010000/1003505080200测量仪表的技术数据见表5-12。表5-12 测量仪表的技术参数仪表名称仪表型号每线圈消耗功率(VA)有功功率表1D1W0.751无功功率表

34、1D1Var0.751有功电度表DS11.50.38频率表1D1Hz21电压表1T1V51功率因数表1D10.751电压互感器和测量仪表的三线接线图如图5-2所示。图5-2 三线接线图（2） 校验在电压互感器接线布局中，由于接入了电度表，所以电压互感器的准确度等级选0.5级，在0.5级以下工作的电压互感器的额定容量Se=50VA按二次负荷选择电压互感器应作如下计算：首先计算各相负荷，然后取最大一相负荷与一相额定容量相比较。（利用变电工程教材1中第三种接线方式进行计算）A相负荷为：B相负荷为：经计算可知B相负荷最大，其值为0.5级的JDN2-10型电压互感器的一相额定容量为50/3=16.7（V

35、A）,此值大于它的最大一相负荷Sb，因此满足要求。由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时互感器本身并不遭受短路电流的作用，因此不需要校验动稳定与热稳定。5.5.2 其保护熔断器的选择及校验熔断器的选择对于保护电压互感器的熔断器，只按额定电压及断流容量选择即可kV (4-8)MVA经计算查«电气设备实用手册»3选择RW3-10型熔断器。其技术参数见表5-13。表5-13 RW3-10型熔断器参数型号额定电压(kV)额定电流(A)配用熔丝额定电流（A）额定断流容量（MVA）上限 下限RW3-101020010150 30经计算满足要求，故选RW3-10形熔断器。5.6 绝缘

36、子和穿墙套管的选择及校验发电厂和变电站常用的绝缘子有支柱绝缘子、套管绝缘子和悬式绝缘子。支柱绝缘子用于支持和固定母线，并使母线与地绝缘；套管绝缘子主要用于母线穿过墙壁或楼板，使母线之间、母线与地之间绝缘；悬式绝缘子主要用于固定屋外配电装置中的软母线。 5.6.1 60kV侧绝缘子的选择及校验（1） 绝缘子的选择按安装地点和额定电压查«电气设备实用手册»3选择XP-70C型绝缘子，其技术参数见表5-14。表5-14 XP-70C型绝缘子参数型号工频击穿电压（kV）工频闪络电压（kV）机电破坏负荷（kN）泄漏比距（cm/kV）最小放电距离（cm）干湿XP-70C11075455

37、21.630（2） 悬式绝缘子片数的选择一般情况下的单位泄漏距离为1.6cm/kV，所以应选绝缘子的片数为片式中 泄漏比距 每片绝缘子的泄漏距离所以初选4片绝缘子，考虑到绝缘子老化及出现故障等情况，应将绝缘子片数加1，故选择片5绝缘子。60kV每相悬式绝缘子应选5片，满足要求。5.6.2 10kV侧绝缘子的选择及校验按额定电压和装设地点，经查«电气设备实用手册»3选择XP-70C型支柱棒型绝缘子。其技术参数见表5-15。表5-15 XP-70C型绝缘子参数型号工频击穿电压（kV）工频闪络电压（kV）机电破坏负荷（kN）泄漏比距（cm/kV）最小放电距离（cm）干湿XP-70

38、C1107545521.630校验（3） 悬式绝缘子片数的选择一般情况下的单位泄漏距离为1.6cm/kV，所以应选绝缘子的片数为片式中 泄漏比距 每片绝缘子的泄漏距离所以初选1片绝缘子，考虑到绝缘子老化及出现故障等情况，应将绝缘子片数加1，故选择片2绝缘子。10kV每相悬式绝缘子应选2片，满足要求。5.6.3 穿墙套管的选择及校验（1） 穿墙套管的选择按装置种类、构造形式、额定电压及最大长期工作电流，查«电气设备实用手册»3选择CWB-10/400型穿墙套管。其技术参数见表5-16。表5-16 CWB-10/400型穿墙套管参数型号额定电压(kV)额定电流(A)总长L(mm

39、)抗弯破坏负荷(kN)5s短时热电流（kA）CWB-10/400104005107.512（2） 校验1) 热稳定校验2) 动稳定校验经计算满足热稳定性及动稳定性要求，故所选CWB-10/400型穿墙套管满足要求。5.7 所用变设备的选择5.7.1 所用变压器的选择考虑到变电所主要设备的需要，如采用硅整流操作电源，要求有可靠的所用电源。此电源不仅能在正常运行方式下保证供给操作电源，而且应考虑在全所停电之后，仍能实现对电源进线断路器的合闸。一般应至少有两路互为备用的所用电源。一台接在高压侧，一台接在低压侧。所用电负荷统计见表5-17。表5-17 所用电负荷统计表日常照明用电3kW取暖设施用电4k

40、W继电保护装置用电30kW其它用电13kW总计50kW综合以上数据，查«电气设备实用手册»3选择S9-50/60型和S9-50/10型电力变压器作为所用变压器。5.7.2 保护熔断器的选择（1） 熔断器的选择其最大长期工作电流 熔件的额定电流为 短路容量 经计算查«电气设备实用手册»选择RW6-60/500型高压熔断器和RW3-10型高压跌落式熔断器。其技术参数见表5-20和5-21。表5-18 RW6-60/800型熔断器参数型号额定电压(kV)额定电流(A)额定断流容量（MVA）上限下限RW6-60/8006010080020表5-19 RW3-10

41、型熔断器参数型号额定电压(kV)额定电流(A)配用熔丝额定电流（A）额定断流容量（MVA）上限 下限RW3-101020010150 30（2） 校验?经计算满足要求，选RW6-60/800和RW3-10型熔断器。5.7.3 隔离开关的选择根据以上计算数据，选择GW4-63型和GW4-10G/630-20型隔离开关即能满足要求。 其技术参数如表5-20和5-21。表5-20 GW4-63型隔离开关参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流 （kA）4s热稳定电流（kA）GW4-636363050 20表5-21 GW9-10G/400-12.5型隔离开关参数型号额定电压（kV）额定电流（

42、A）动稳定电流（kA）4s热稳定电流（kA）GW9-10G/400-12.51040031.512.5由于 ，所以满足工作条件。热稳定校验短路电流的热脉冲： 因此满足热稳定性要求。3) 动稳定性校验极限通过电流 故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定及动稳定要求，因此所选隔离开关满足要求5.8 电力电容器的选择电力电容器是用来提高电网功率因数、减少线损、改善电压质量、提高供电效率的电器设备。5.8.1 电容器的选择（1） 按工作电压选择（2） 按工作频率选择（3） 无功功率的计算设备补偿前的功率因数为0.75，经电容器要求补偿后达到0.9。负荷的有功功率为系统要求补偿的无功功率为查«

43、电气设备实用手册»3初选BWF10.5-100-1型电容器组，其技术参数见表5-22。表5-22 BWF10.5-100-1W型电容器参数型号额定电压(kV)额定容量(kvar)额定电容(F)BWF10.5-100-1W10.51002.89因此，一相需9个此型号的电容器组，三相则需27个电容器组，总的额定容量为，故所选电容器组满足要求。5.8.2 其断路器、隔离开关、电流互感器的选择电容器组回路的最大长期工作电流小于各出线回路中的最大长期工作电流，因此断路器、隔离开关、电流互感器均可按出线路侧选择，一定会满足要求。其所选型号为：断路器选用选择ZW1-10型隔离开关选用GW9-10G

44、/400-12.5 电流互感器选用LB-10-2006 电气设备的平面布置6.1 配电装置的布置（1）60kV侧配电装置采用户外式，本所北侧进线，南侧出线。本着节约占地，少占农田的原则。并为了进行维护安装的方便及各种安全，此屋外配电装置采用半高式双层布置方式，这种布置方式整齐紧凑，巡视特别方便。（2）10kV侧采用户外式。（3）农村变电所屋外配电装置的母线一般采用钢芯铝绞线，三相水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上软母线可选用较大的档距，但档距越大导线弧垂越大，因而导线相间及对地距离要增加，母线及跨越线构架的宽度和高度均需增大。屋外配电装置的构架采用钢筋混凝土结构，构架配镀锌钢梁具有节省钢材

45、，经久耐用，维护简单等优点。（4）主变压器的布置变压器外壳不带电，故采用落地式，安装在钢筋混凝土基础上。主变压器与建筑物的距离不小于1.25m，且距离变压器5m以上的建筑物在变压器总高度下外廊两侧3m的范围内，不应有门窗和通风孔。变压器油超过2500kg以上的两台变压器之间的防火净距不应小于510m。（5）断路器的布置根据布置条件选择高式布置，安装在高约2m的混凝土基础上。（6）隔离开关和电流互感器的布置均采用高式布置，其支架高度为2.7m。（7）避雷器的布置 60kV侧采用高式布置，支架高度为2.7m（8）电容器采用低式布置为了人身安全应装设围栏，杆台上的电容器组，其台架底部对地高度为2.5

46、m。（9）电缆沟和通道屋外配电装置中，电缆沟布置应使电缆走的路径最短，所区内道路宽广大门正对道路，运输方便。主变搬运道路宽6m，其他道路宽为1.5m，电气设备附近电缆沟铺设水泥板，配电装置巡视小道。60kV侧配电装置的有关尺寸见表6-1所示。表6-1 配电装置的有关尺寸见母线出线门型母线门型母线架弧垂1.0米0.1米线间距离4米1.6米构架高度7.3米构架宽度5.0米电气设备布置图见附图。6.2 变电所的总平面布置6.2.1 布置情况主控室与10kV屋内配电室为平房布置，一字排开，由于是小型化变电所，所以60KV与10kV侧电气设备均为屋外布置，屋外电气设备全部布置在480m2面积的开关场，控

47、制部分及继电保护部分都布置在主控室内，面积为74.4m2,所区总面积为24×40m2，利用系数为70%，所区平坡布置，顺母线方向无坡，垂直母线方向为坡区排水布置0.81%的坡度。如图6-1所示。6.2.2 总平面图的布局 总平面图见附图所示。断面图见附图所示。6.2.3 控制室的平面布置本控制室为12000×6200mm2其中有综合自动化装置一套，计量屏一面，交流屏一面以及硅整流型直流系统一套，其布置如附图所示。图6-1 平面布置图7 继电保护及二次接线7.1 继电保护 继电保护的设计应以合理的运行方式和故障类型作为依据，并应满足速动性、选择性、可靠性和灵敏性四项基本要求。

48、本所主要对变压器、线路、电力电容器进行保护，同时也对其它设备进行保护。这里主要介绍这些主要的保护。7.1.1 电力变压器的保护电力变压器是电力系统中大量使用的重要电器设备，它的故障对供电可靠性和系统的正常运行带来严重后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件。因此，必须根据变压器容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器油箱内部主要易发生的故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路等。油箱内部故障对变压器来说是非常危险的，高温电弧会烧毁绕组的铁芯，而且会使变压器油绝缘受热分解产生大量气体，引起变压器油箱爆炸的严重后果。变压器油箱外部引线及套管处也可能发生相间短路和接地故障。变压器的不

49、正常运行状态主要有：由于变压器外部短路或过负荷引起的过电流，以及漏油引起的油面降低和过励磁等。对变压器的不正常工作状态应采取以下保护：（1） 为反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低应装设瓦斯保护。（2） 为反应变压器绕组、套管和引出线相间短路；直接接地系统侧绕组、套管和引出线的接地短路以及绕组匝间短路应装设纵联差动保护。（3） 为反应外部相间短路引起的过电流，应装设过电流保护作为后备保护。（4） 为反应过负荷，应装设过负荷保护；（5） 为反应油温降低而装设的保护。7.1.1.1 变压器的瓦斯保护根据继电保护和安全自动装置技术规程的规定，对于容量在0.8MVA以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护。瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内部各种短路故障，特别是对绕组的相间短路和匝间短路。（1） 原理及接线图1) 原理：由于短路点电弧的作用，将使变压器油和其它绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体的数量及流速构成瓦斯保护，它应安装在油箱与油枕之间的连接管道上。2) 瓦斯保护接原理线图如附所示。（2） 整定整定：在出现