kV降压变电所电气部分初步设计

1、南 京 工 程 学 院继续教育学院（本科）110kV降压变电所电气部分初步设计（论文）函 授 站： 南 京 班 级： BH 姓 名： 范明敏 指 导 老 师： 2012年 06月 23日摘 要随着科学技术的发展，作为现代工业发展的基础和先行官电力工业，也随之有了很大的发展。电力需求的大大增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。由于大电网的出现，世界各国电力工业发展和运行的经验说明：电力系统愈大，调度运行就愈能合理和优化，经济效益就愈好，应变事故的能力就愈强。所以许多发达国家的电力系统都已联合成统一的国家电力系统，甚至联合成跨国电力系统。110kV变电所是电力配送的

2、重要环节，也是电网建设的关键环节。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。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。本文设计的变电站为110KV变电

3、站，其下级负荷为35KV及10KV级工业及其它负荷。这些负荷包括炼钢厂、矿机厂、机械厂等。他们对供电的要求不同，但保证他们的供电可靠性级连续性是本变电站设计的目的。传统变电站一般都采用常规设备。二次设备中的继电保护和自动装置远动装置等采用电磁式或晶体管式，体积大，设备笨重，因此，主控室占地面积较大。常规装置结构复杂，可靠性低，维护工作量大。随着国民经济的持续发展，人民的生活质量和生活水平不断提高家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的要求越来越高。但是传统变电站缺乏科学的电能质量考核办法。传统变电站由于远动功能不全。一些遥测，遥信量无法实时送到调度中心，不能满足向调度中心及时提供运行参

4、数的要求。变电站本身又缺乏自动控制和调控手段，因此无法进行实时控制，不利于系统的安全稳定运行。 在本变电站的设计中，分为对变电站做总体分析和负荷分析、变电站主变的选择、主接线、短路电流计算、电力系统继电保护等部分的分析计算，在设计中发现所用数据不够准确，特别是在电力系统继电保护是计算中，存在很大缺陷，力求在以后的设计中能够逐步趋于完善，相信不久能实现无人值班高度自动化以弥补传统变电站的缺陷。现在，随着大电网系统的建设，输电的电压等级越来越高，这一方面使降低损耗的需要，另一方面也是工业生产等负荷发展的需要。我国目前广泛采用的输电等级有110KV、220KV等级别，还有500KV级的输电线路也在迅

5、速发展，所以110kv级的变电站在电力系统中的应用也十分广泛。并且伴随电力系统中所用电气元件产品诸如断路器、继电器、隔离开关等性能指标的提高，变电站的功能也会越来越完善，可靠性也会得到很大的提高。相信随着科技技术的发展和各种理论的应用更加趋于完善，110KV等级别的变电站也将承担电力系统中越来越多的任务。目 录摘 要III1设计任务12电气主接线33主变压器的选择124短路电流计算165电气设备选择176防雷保护设计23谢 辞29参考文献30附录一31附录二391设计任务1.1 原始资料1、待设变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。2、确定本变电所的电压等级为110

6、kV/350kV/10kV,110kV是本变电所的电源电压，35kV和10kV是二次电压。3、待设计变电所的电源，由对侧110kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；在中压测35kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出10回线路至地区负荷。4、该变电所的所址，地势平坦，交通方便。5、该地区年最高气温，最热月平均最高气温。35kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（KW）cos回路数重要负荷百分数（）炼钢厂420000.9525010kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷（KW）cos回路数重要负荷百分数1矿机厂19000.912702机械厂9002403汽车厂210

7、02604电机厂24002555炼油厂2000260最大负荷利用小时数 同时率取0.9，线路损耗取6%。1.2 设计任务1、 选择本变电所主变的台数、容量和型号；2、 设计本变电所的电气主接线；3、 进行必要的短路电流计算；4、 选择和校验所需的电气设备；5、 选择和校验10kV硬母线；6、 进行继电保护的规划设计；7、 进行防雷保护规划设计；8、 配电装置设计。2电气主接线2.1 110kV侧接线方式110KV侧是变电所的电源部分，若发生故障将使整个变电所包括由变电所供给的所有一类负荷都会停电，这是不满足供电可靠性的，因此该侧接线首先要满足可靠性准则要求，因此拟定了三种主接线方案可供选择：方

8、案一：采用单母线分段接线方式：（1）单母线分段接线特点：优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同处引出两个回路，有两个电源供电。2）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和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障检修时，该段都要在检修内停电。2）当双线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（2）这种接线适用范围：1）610KV配电装置出线回路数为6回及以上时。2）3563KV配电装置出线回路数为48回时。3）110220KV配电装置出线回路线为34回时。方案二：双母线接线方式：这种接线方式特点：优点：1）供电可靠； 2）调度灵活；3

9、）扩建方便； 4）便于试验。缺点：1）增加一组母线和使每回路需增加一组母线隔离开关； 2）当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电气容易误操作。为避免隔离开关操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。这种接线适用范围是：1）610KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。2）3563KV配电装置，当出线回路超过8回时：或连接电源较多，负荷较大时。3）110220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110220KA配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。 方案三：双母线带旁路接线方式：这种接线方式基础上，增设一条旁路母线，为了是保证用双母线的配电，在进出线断路器检

10、修时（包括其保护装置的检修和调试），不中断对用户的供电。综合以上分析，对于该变电所220KV主接线，采用方案2，双母线接线方式，这种接线方式可靠性高，且无母联断路器操作问题和旁路操作等问题，因此确定双母线接线方式为110KV主接线方式。2.2 35kV侧接线方式35KV侧主要供电给炼钢厂，该负荷为I类负荷，用双回路通电，因此可靠性也十分重要，拟定三种方案：方案一：单母线方式：这种接线方式特点是：优点：1）各类单元直接并列，有利于电源的相互备用和电源间负荷的合理分。2）本单元均经断路器和隔离开关接至公共联接点，其正常投切与故障切除互不干扰、灵活方便，具有完全独立性。3）接线简单，清晰，设备量少，

11、经济实用。缺点：1）母线范围内发生故障时，与母线相联的所有电源回路均需切除，全部负载中断供电使整个装置在修复间停止工作。2）母线式母线隔离开关在停电检修期间，整个装置停止供电。3）各接线单元的断路器检修时，该单元中断工作。方案二. 单母分段：这种接线的特点：优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同引出两个回路，有个电源供电；2）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和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障检修时，该段都要在检修内停电；2）当双线为双回路时，常使空线路出现交叉跨越。3）扩建时需向两个方向衡扩建。 方案三、 采用内桥式

12、接线：这种接线特点：这种接线为无母线接线，因此可节省一条母线，但要增加断路器，接线如下图。这种内桥接线，使出线断路器投切方便，但当一台变压器发生故障时，断开与变压器相联的两断路器，使相关线路短时退出工作，这种接线一般用于线路较长和变压器不经常切换情况。综合以上分析，对该变电所35KV主接线，最终确定为单母线分段接线方式。2.3 10kV侧接线方式10KV侧负荷有六个工厂均为I类负荷,因此供电可靠性仍然十分重要,拟定三种接线方式：方案一、 单母线：这种接线方式特点是：优点： 1）各类单元直接并列，有利于电源的相互备用和电源间负荷的合理分配；2）本单元均经断路器和隔离开关接至公共联接点心-汇流母线

13、，其正常投切与故障切除互不干扰、灵活方便，具有完全独立性。3）接线简单，清晰，设备量少，经济实用。缺点： 1）母线范围内发生故障时，与母线相联的所有电源回路均需切除，全部负载中断供电使整个装置在修复间停止工作。2）母线式母线隔离开关在停电检修期间，整个装置停止供电。3）各接线单元的断路器检修时，该单元中断工作。方案二、 单母线分段：单母线分段接线特点：优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同引出两个回路，有个电源供电。2）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和不致使重要用户停电。缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障检修时，该段都要在检修内停电；2

14、） 当双线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。3） 扩建时需向两个方向均衡扩建。方案三、 双母线：这种接线方式特点：优点：1）供电可靠；2）调度灵活；3）扩建方便； 4）便于试验。缺点：1）增加一组母线和使每回路需增加一组母线隔离开关；2）当母线故障和检修时，隔离开关作为倒换操作电气容易误操作。为避免隔离开关操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。这种接线适用范围是：1）610KV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时。2）3563KV配电装置当出线回路超过8回时：或连接电源较多，负荷较大时。3）110220KV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110220KA配电装置，在系统中

15、居重要地位，出线回路数为4回及以上时。综上所述分析：从供电可靠性和灵活性、经济性几方面考虑最终确定10KV侧主接线为单母线分段。2.4 变电所总体电气主接线经过三个电压等级电气主接线的选技组合成为变电所的总体电气主接线。3主变压器的选择3.1. 主变压器的选择依据 主变容量的考虑原则 1 只装一台主变压器的变电所主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要 SN.TS302装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量SN.T应同时满足以下两个条件.任一台变压器单独运行时,应满足总计算负荷S30的大约60%70%的需要,即: S30=(0.60.7) S30.任一台变压器单独运行时,

16、应满足全部一二级符合的需要即: S30S30(+)3 车间变电所主变压器的单台容量选择车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000KV.A，对装设在二层以上的电力变压器,应考虑其垂直与水平运输对通道及楼板荷载的影响。如果采用干式变压器时,其容量不易大于630KVA，对居住小区变电所内的油浸式变压器单台容量不易大于630KVA.适当考虑负荷的发展，应适当考虑今后510年电力负荷的增长,留有一定的余地,干式变压器的过负荷能力较小,更宜留有较大的裕量。又参考电力工程电气设计手册中的第五章的规定：（1）主变容量选择一般应按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电所

17、，主变容量应与城市规划相结合。（2）根据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的60。(3)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。（主要考虑备用品，备件及维修方便）。变电站主变压器台数和容量的最后确定,应结合主接线方案,经技术经济比较择优而定。根据以上对主变压器的分析.该变电站的负荷大多为一二级负荷,主变压器选为二台主变。3.1.2 主变台数的考虑原则选择主变压器台数时应

18、考虑下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求,对供有大量一二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器对一二级负荷继续供电.对只有二级负荷而无一级负荷的变电所,也可以只采一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源或另有自备电源。1. 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所也可以考虑采用两台变压器。2. 除上述两种情况外,一般车间变电所宜采用一台变压器.但是负荷集中且容量相当大的变电所,虽为三级负荷,也可以采用两台变压器。3. 在确定变电所主要变压器台数时,应适当考虑负荷的发展留有一定的余地。3.2 变电所主变

19、压器形式与容量的确定 主变压器容量确定的要求 1.主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。 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%。S总=60.6MVA由于上述条件所限制。故选两台63000KVA的主变压器就可满足负荷需求。 变压器形式的选择1 变压器相数的确定根据：若站址地势开阔，不受运输条件限制时，在330KV及其以下的发电厂和

20、变电所中，均采用三相变压器。2 变压器绕组数量的选择   在电力工程电气设计手册和相应规程中指出：在具有三种电压的变电所中，如果通过主变压器各绕组的功率达到该主变压器容量的15%及以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功功率补偿设备时，主变宜采用三绕组变压器。结合本次设计的具体实际情况，都应选择三绕组变压器。3 绕组连接方式   在具有三种电压的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所的实际情况，由主变容量选择部分的计算数据，明显满足上述情况。故本市郊变电所主变选择三绕组变压器。 参考电力工程

21、电气设计手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式有Y和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的，我国110KV及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中型点，所以都需要选择的连接方式。，而6-10KV侧采用型的连接方式。故本次110KV变电站主变应采用的绕组连接方式为：，。4.变电站主变压器型式的选择 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%以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，主变压器采用三饶组。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择

22、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。我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y0连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用 连接。故市郊工业变电所主变应采用的绕组连接方式为：5 调压方式的确定常用的调压方式手动调压和有载调压。手动调压用于调整范围±2×2.5以内；有载调压用于调整范围可达30%，其结构复杂，价格较贵，常用于以下情况：（1）接于出力变化大的发电厂的主要变压器。（2）接于时而为送端，时而为受端，具有可逆工作的特点联络变压器。（3）发电

23、机经常在低功率因数下运行时。规程规定，在满足电压正常波动情况下可以采用手动调压方式(手动调压方式的变压器便于维修)。对于110kv站以往设计由于任务书已经给出系统能保证本站110kv母线的电压波动在+5-0之内，所以可以采用手动调压方式。综合以上分析，本设计中该市郊工业变电站的主变宜采用有载调压方式。6 主变压器的冷却方式根据型号有：自然风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环等。按一般情况，220KV变电站宜选用自然风冷式。7 是否选用自耦变压器选择自耦变压器有许多好处，但是自耦变适用于两个电压级中性点都直接接地的系统中，而本站110KV与35KV是中性点直接接地系统，且其多用于110KV及以上

24、变电所，发电机升压及联络变压器。它经小阻抗接地，短路电流大，造成设备选择困难和对通信线路的危险干扰，且考虑到现场维护等问题，故不采用自耦变压器。8 变压器各侧电压的选择作为电源侧，为保证向线路末端供电的电压质量，即保证在10%电压损耗的情况下，线路末端的电压应保证在额定值，所以，电源侧的主变电压按10%额定电压选择，而降压变压器作为末端可按照额定电压选择。所以，对于110KV的变电站，考虑到要选择节能新型的，110KV侧应该选1150KV,35KV侧选38.5KV,10KV侧选10.5KV。9 全绝缘、半绝缘、绕组材料等问题的解决在110KV及以上的中性点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短

25、路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。110KV侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。10KV侧为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。3.3 主变选择计算变电所总容量：主变容量: = 2120MVA 变压器设备的型号为SFPS3-120000/220校验可得：主变的冷却方式是自然风冷式。4短路电流计算4.1 短路电流计算的目的 造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合

26、乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。4.2 短路电流的计算方法对电力系统网络的短路电流，我们可采用一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻t的短路电流，然后取所有这些短路电流的平均值，作为运行曲线在某时刻t和计算电抗情况下的短路电流值。4.3 短路电流的计算结果短路电流计算结果表短路点编号支路名称110KV母线短路12.6KA12.7KA12.06KA11.803KA11.764KA

27、11.761KA11.76KA10KV母线短路17.676KA17.676KA17.67KA17.696KA17.696KA17.699KA17.696KA35KV母线短路2.612KA2.597KA2.597KA2.597KA2.615KA2.615A2.615KA5电气设备选择5.1 电气设备选择正确选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节约投资，具体选择方法也就不完全一样。但对它们的要求却是基本相同的。电力系统中的各种电气设备，其运行条件完全一样，选择方法也不完全相同，但

28、对它们的基本要求是相同的。电气设备要想能可靠地工作，必须按正常运行条件进行选择，并且按短路条件校验其热稳定和动稳定。5.1.1 电气选择的选择5.1.1.1 主要任务导体和绝缘子 导体的选择主要有：各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级的绝缘子等。5.1.1.2 电气设备 电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管、开关柜的选择及其一次接线的编号。5.2 选择导体和电器的基本条件5.2.1 按长期工作条件选择参考导体和电器的选择设计技术规定第条: 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行

29、电压。即： 其中， 一般按照选择电气设备的额定电压：对于导体：对于电器：的计算方法：（1）汇流主母线 110KV主母线：按实际功率分布进行计算 35KV主母线：按实际功率分布进行计算 10kV主母线：（2）旁路母线回路（3）主变的引下线（4）出线 单回线： 双回线：（5）母联回路（6）分段回路 （K=0.50.8 ）（7）10KV并联电容器回路5.2.2 按经济电流密度选择导体参考导体和电器选择设计技术规定第条： 载流导体应选择铝质材料。第条：除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济密度选择，导体的经济电流密度可按照附录四所列数值选取。当无合适规定导体时，导体面积可按经济电流密度计算截面

30、的相邻下一档选取。选取条件：经济截面 J经济电流密度注意：按此法选择导体后，必须按长期发热校验。5.3 导体和电器的选取及校验条件5.3.1 导体的选择5.3.1.1 母线的选择参考导体和电器选择设计技术规定第2.1.3条：载流导体宜采用铝质材料，下列场所可选用铜质材料的硬导体。（1） 持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部或采用硬铝导体穿墙套管有困难时；（2） 污秽对铜腐蚀较轻微而对铝有较严重腐蚀的场所。第条：20KV以下回路的正常工作电流在4000A及以下时，宜采用矩形导体，在4000-8000A时，宜选用槽形导体。110-220KV及以上高压配电装置，当采用硬导体时，宜选

31、用铝锰合金管形导体。5.3.1.2 10KV出线电缆选择（1）依据发电厂电气部分电力电缆应按下列条件选择和校验:a. 电缆芯线材料及型号b. 额定电压c. 截面选择d. 允许电压降校验e. 热稳定校验f. 电缆的动稳定由厂家保证，可不必校验。（2）电缆芯线材料及型号选择电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般选用铝芯，电缆的型号应根据其用途，敷设方式和使用条件进行选择，郊变10KV出线选用三相刚芯铝绞线。（3）电压选择：电缆的额定电压应大于等于所在电网的电压。（4）截面选择：电力电缆截面一般按长期发热允许电流选择，当电流的最大负荷利用小时数大于5000小时且长度超过20m时，应按经济电流密度选择。5

32、.3.2 电器选择5.3.2.1 断路器选择根据电力工程电气设计手册（电气一次部分）第62节规定：35KV及以下，可选用少油、真空、多油断路器等，应注意经济性。35KV220KV可选用少油、SF6、空气断路器等。综合考虑，尽量利用经过国家鉴定推荐使用的新产品，又110-220KV为检修方便，选用SF6断路器，10KV侧采用真空断路器。5.3.2.2 隔离开关的选择种类和形式的选择：隔离开关的型式很多，按安装地点的不同可分为屋内式和屋外式。按绝缘支柱数目可分为单柱式和双柱式。它对配电装置的占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置的特点和使用要求以及经济技术条件来确定。由于本设计中均采用手车式断路

33、器，故35KV、10KV侧不用选隔离开关。5.3.2.3 电压互感器选择电压互感器是二次回路中测量和保护用的电压源，通过它反映系统的运行状况。它的作用是将一次高压变为二次侧的低电压便于测量。依据电力工程设计手册对电压互感器配置的规定：（1） 电压互感器的配置与数量和配置、主接线方式有关，并应满足测量、保护周期和自动装置的要求。电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。（2） 6220KV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否需要装设压互，应视各回出线外侧装设压互的情况和需要确定。（3） 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设

34、压互。根据导体和电器选择技术规定SDGJ14-86：第条：电压互感器应按下列技术条件选择和校验a. 一次回路电压b. 二次电压二次负荷a. 准确度等级b. 继电保护及测量的要求第条：电压互感器的型式应按下列使用条件选择：c. 320KV屋内配电装置宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。d. 110KV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。第条：用于中型点直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100V，用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100/3V。根据以上原则，可选择电压互感器。5.3.2.4 电流互感器选择

35、目前电力系统中用的广泛是电磁式电流互感器（用字母TA表示），它的原理和变压器相似，他的特点：一次绕组串联在电路中，并且很少，电流取决于被测试电路的负荷电流，而与二次侧电流的大小无关；二次侧的电流绕组阻抗很小，所以它在近于短路的状态下运行。根据电力工程电气设计手册：a. 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。b. 发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等也应装设电流互感器。c. 对直接接地系统，按三相配置；对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配。5.3.2.4 绝缘子和穿墙套管参考导体和电气选择设计技术规程 屋外支柱绝缘子宜采用棒式支柱绝缘子。屋外支柱绝缘子需倒装时

36、，可用悬挂式支柱绝缘子。5.4 设备选择结果显示 5.4.1 导体选择一览表导体选择一览表电压级别主母线主变引下线负荷出线110KVLGJ-120LGJ300 /35KVLGJ-3302LGJ-300LGJ-24010KVLMY矩形母线(三条125×10)LMY矩形母线(三条125×10)2LGJ-4005.4.2 断路器和隔离开关选择一览表断路器和隔离开关选择一览表设备项目断路器隔离开关110KV出线SW6-220/1200GW6-220D/1000-50110KV主变引下线SW6-220/1200GW6-220D/1000-5035KV出线SW4-110/1000GW4

37、-110D/1000-8035KV主变引下线SW4-110/1000GW4-110D/1000-8010KV出线SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV分段SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV主变引下线SN-10/7000GN10-10T/7000-2405.4.3 电流互感器 110KV侧：LCW2-220W（2*200-2*600/5） 35KV侧：LCW-110W（2*50-2*600/5） 10 KV侧：LAJ-10W（2000-7000/5）电压互感器 110KV侧：JCC2-220 35KV侧：JCC2-110 10 KV侧：JSJW

38、-10 5.4.4 绝缘子和穿墙套管绝缘子和穿墙套管电压级别设备类型110KV35KV10KV绝缘子ZSW-220/4ZSW-110/5ZN-10/8穿墙套管/CMLC2-10/30006防雷保护设计6.1避雷针的布置及保护范围计算避雷针是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的主要设施。变电所借助屋外配电装架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的保护网来实现。厂房、主控室和屋内配电室采用屋顶上的避雷带进行防雷。由变电所总平面布置图知，变电所长100m，宽80m。宜设置（ 8）个避雷针，其中1#-8#避雷针设立在变电所门型架上，这样即可减少避雷针长度，又可增大保护范围。6.2各电压等级

39、的避雷器选择避雷器是发电厂，变电所防护雷电侵入波的主要设施。应根据被保护的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的型式，额定电压等，并根椐使用情况校验所选避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。氧化锌避雷器的工频电压参数和通流能力应满足以下要求：1）氧化锌避雷器的额定电压应大于电网工频过电压。2）氧化锌避雷器最高持续工作电压应大于电网的最高运行相电压。3）氧化锌避雷器通流能力应满足电网向避雷器的放电能量。（1）110KV侧避雷器选取择：110KV超高压配电装置，应选择氧化锌（En0）避雷器，即作限制雷电过电压保护，又作为限制操作过电压的第二线保护，并且以它的保护水平作为电气设备绝缘配备的基础。按以上要求，计

40、算110KV电网的实际参数：电网最高运行相电压有效值为：KV电网最大工频过电压有效值为：母线侧：1.3KV电网2ms方波电流按下式估算：（KA）式中：,根据规程110KV系统内过电压计算倍数=2.75-相应于时的避雷器残压值，取=496KVZ-线路波阻抗，参考资料取Z=310操作冲击电流持续时间：L-线路长度（km）,取L=240kmC-电磁波长度，因线路的长度L是系统的一个估计值，实际长度还会增大，故取t=2ms。根据电网实际计算，所选避雷器特性比较，如下表所示。氧化锌避雷器技术参数选择避雷器安装位置电网参数选择的避雷器特性最高运行相电压（KV）有效值最大工频过电压（KV）有效值2ms方波电

41、流值（A）最高持续工作电压（KV）有效值额定电压（KV）有效值20次2ms方流通流能力（A）母线侧139.72KV181.64KV153A146KV200KV1000A氧化锌避雷器采用上海电瓷厂的系列氧化锌避雷器，其技术参数见下表：110KV氧化锌避雷器技术参数：避雷器型号系统电压（KV）有效值系统最高电压（KV）有效值避雷器额定电压（KV）有效值参考电压持续运行电压（KV）有效值操作残压30/60us（2KV）峰值（KV）雷电冲击8/20us（10KA）峰值（KV）操作冲击电流耐受能力2ms和20ms方波20次（A）峰值110121110200146442520100011012111020

42、014642249610001101211102001464945801000线路侧型氧化锌避雷器：母线侧也选择型氧化锌避雷器。可见，所选氧化锌避雷器具有优越的保护性能。(2)35KV侧避雷器选择和校验：110KV母线选FCZ-110J磁吹避雷器，查表得技术参数：校验灭弧电压：工频放电电压： 且所选FCZ-110J型避雷器满足要求。（3）10KV侧避雷器选择和校验：变电所10KV侧避雷器选用普通阀式避雷器型号为：FS-10型，查技术参数得：校验灭弧电压： 满足要求。校验工频放电电压： 且所选FCZ-35型避雷器满足要求。避雷器选择结果序号型号技术参数(KV)数量安装地点灭弧电压工频放电电压冲击

43、放电电压残压1496KV1220KV母线上2FCZ-110J100V170195KV260KV260KV2110KV母线上3FS-10型12.7KV2631KV45KV45KV210KV母线上6.3 母线避雷器与变压器之间最大电气距离变电所防护雷电侵入波过电压的第二个措施是设进线保护段，即在变电所1-2Km进线段架设避雷线，防止或减少近区雷击闪络，降低雷电侵入波的陡度，限制雷电流的幅值，保证变电所安全运行。110kV架空送电线路沿全线有避雷器，在2km进线保护段范围内的杆塔耐雷水平应为140kA以上，保护角不超过节，雷线接地电阻要小于10，未沿全线架设避雷线的10kV和35kV架空线路，应在变

44、电所12km的进线段架设避雷线，其耐雷电水平分别不低于8kA和75kA，保护角在25°到30°范围内，冲击接地电阻在10左右。（1）设进线保护段后变电所雷电侵入波的计算陡度按下列公式计算：对变电所110 KV出线：避雷器，杆塔均高度对变电所35 KV出线：避雷器，杆塔均高度对变电所10KV出线：避雷器，杆塔均高度（2）布置在母线避雷器与变压器之间最大电气距离：按下列公式计算：要求满足变压器和避雷器间的最大保护距离，防止在避雷器动作时，发生反击的危险，同样避雷针与保护设备之间也要满足：空气距离;地中距离的要求。6.4 防雷接地根据变电所的土壤电阻率500/M，电阻率不会太高，

45、所以采用环形复式接地装置，用直径50mm，长250cm的钢管作垂直接地体，埋深0.8m用的扁钢管作水平接地体，焊接成网孔状，保证接地电阻小于4，跨步电压和接触电压在允许范围内。谢 辞在某某班级的三年学习中，得到老师们和领导们的关心和学习上的帮助，正是这样，我才在机专学习到大量有用的知识。在这三年来老师和校系领导们帮助我克服学习上和生活上的一个又一个困难，才使我在机专三年顺利地完成学业成为一名合格的大学毕业生，在此由衷地感谢老师们和校系领导们的关心和帮助。本文由某某老师指导完成,在我设计的过程中，某老师提出了很多宝贵的意见和建议,同时提供许多有用的资料,在此对老师的帮助表示衷心的感谢!在本文的编

46、写过程中,也得到同组同学们的有力支持,他们给予我许多建议和一些宝贵的资料,在此也对他们表示衷心的感谢!通过某某多月的毕业设计,我明确了在无论是在学习还是在工作的过程中应认真踏实的一步一步的完成,为以后的工作和学习打下了基础。通过这次设计,使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。本次设计的内容所涉及发电厂电气部分的知识较多,以前我这方面掌握的不够牢固，通过这次论文写作，以及老师对知识进行的多次细致,详细的讲解，让我到把以前的知识掌握的更加牢固，同时学习到了很多综合的知识。在本次设计中翻阅了大量相关书籍资料，通过认真的阅读和理解，我提取到了很多的知识，为我能完成这次的毕业设计提供了和大的帮助。由

47、于水平有限,其中差错在所难免,不足之处请各位老师和读者批评指教二一一年五月三十一日于南京工程学院参考文献1 范锡普.发电厂电气部分 中国电力出版社. 1987年版2 中国电机工程协会.供用电实用手册辽宁科学技术出版社 1998年版3 解广润.电力系统过电压水利电力出版社 1985年4 刘介才.工厂供电简明设计手册机械工业出版社 1998年版5 焦留成.供配电设计手册中国计划出版社 1999年版6 戈以草.电工技能手册上海交通大学出版社 2001年版7 张仁豫.高电压实验技术清华大学出版社1992年版8 刘炳尧.高电压绝缘基础湖南大学出版社1986年版9 赵智大.电力系统中性点接地问题 中国工业

48、出版社 1983年版10 贺家李.宋从矩电力系统继电保护原理 中国电力出版社 1994年第三版11 郑忠.新编工厂电气设备手册 兵器工业出版社 1994年版12 朴在林.变电所电气部分 中国水利水电出版社 2002年版13 王锡凡.电力工程基础 西安交通大学出版社 1998年版14 刘介才.工厂供电设计指导 机械工业出版社 2000年版15 刘介才工厂供电机械工业出版社 1999年1版16 胡庄朔.汉英电力工程手册 中国电力出版社 1998年版17 赵智大.高电压技术中国电力出版社 1999年版18 张炜.电力系统分析中国水利水电出版社 1999年版19 马长贵.高电网继电保护原理 水利电力出

49、版社 1987年版20 中国电机工程协会.供用电实用手册辽宁科学技术出版社 1998年版附录一短路电流计算具体计算过程如下：取Sj=100MVA,= ,各元件的电抗标么值为：=0.124×=0.124×=0.198=×=0.167=0.4×50×=0.04=0.1423×0.1423×=0.605=×=0.075=0.4×67×=0.05=0.4×40×=0.03=0.004×=0.000190=0.4×60×=0.05=(13+23-8)=0.

50、14=(13+23-8)=-0.01=0=(13+23-8)=0.09III=0.14×=0.35=0=0.09×=0.225等效阻抗图：简化等值电路图：=0.091=0.34=0.025=0.091+=0.091+0.02=0.111=0.34+=0.365=0.015=0.111+0.015+=0.13=0.365+0.015+=0.43在d1点短路时,简化等值电路图为:系统支路:= ×=10.04KA电站: =0.13×=0.325=0.33查运算曲线图得:=3.16 =2.75 =2.52 =2.24 =2.22 =2.25 =2.28有名值：=

51、 ×=3.16×0.628=1.98KA=2.27×0.628=1.727KA =2.52×0.628=1.58KA =2.24×0.628=1.407KA =2.22×0.628=1.39KA =2.25×0.628=1.413KA =2.28×0.628=1.43KA电站II：电站：X34js=6.62×=3.115=3.1查运算曲线：=0.327 =0.319 =0.317 =0.327 =0.327 =0.327 =0.327有名值：=0.327×=0.327×2.588=0.846KA=0.319×2.588=0.826KA =0.317×2.588=0.820KA=0.327×2.588=0.846KA =0.327×2.588=0.846KA=0.327×2.588=0.846KA =0.317×2.588=0.846KA短路点叠加数据：=14.1+2.75+0.846=17.676KA=14.1+2.75+0.826=17.676KA=14.1+2.75+0.820=17.67KA=14.1+2.75+0.846=