110KV农村变电所

1、. . . . 110KV农村变电所电气系统设计学生：丁清叶 赛加 樊洁馨 夏旭明指导教师：、俐院系：工程学院电气工程系专业：电气化与自动化 班级：电气0801- 42 - / 440 前言变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。作为农村的重要基础设施，农村电

2、力的发展和电力设施建设对于促进农村经济社会发展、提高农民生活质量、推动农业生产具有重要作用。为了搞好农村电网改造升级工作，达到安全可靠、节能环保、技术先进的目的，农网改造升级工程应严格执行国家和行业有关设计技术规程和规，同时供鉴国外的设计、运行经验。 建国以来，我国农电事业得到了迅速的发展。根据1991年农电年报统计，全国已建成35(63)110kV农村变电所13150座，农网总用电量上升到2286亿kWh，乡、村的通电率分别达到96.4%和90%。农村电力的建设，对促进农业、乡镇工业的经济建设和提高农民的生活水平，起到了十分重要的作用。但是，随着改革开放的形势发展，现有农村电网已经适应不了农

3、电负荷迅速增长的要求。我国于20世纪五六十年代早期建立起来的农村变电所的主要问题是设备旧落后，开关容量不足，占地面积大，建设周期长，耗费投资多。这种变电所已不能适应我国农村经济发展的新形势。为进一步探讨我国农村变电所的建设原则、发展方向和模式方案，研制开发新型农电装备，在总结国建设和借鉴国外经验的基础上，对农村变电所的发展提出了三点要求： 农村变电所的建设方案既要满足农业现代化的需要，又要适合我国的国情、网情，走自己的路。研究新技术和开发研究的新装备，要结合农网的实现，做到技术上先进、安全可靠、不检修周期长。农村变电所的总体布局，要注意节省投资、维修方便。小型化变电所的兴起，新设备的应用，大促

4、进了农网电气化的建设，加速了农村经济的发展，供电可靠性有了很大的提高。小型化变电所方案，符合农村电网的特点，适合中国的国情，符合国家的政策，达到了少花钱、办好事、办快事的目的。(1)农村小型化变电所的建设，占地面积小，仅为常规变电所的l3左右，平均每座变电所可节约土地面积1000平方米左右，符合我国土地的使用政策。设备整体布置合理，紧凑而不拥挤，可谓“袖珍”变电所。(2)基建工程量小，施工方便，周期短。特别是对简陋的变电所改造尤为方便，可做到供电、改造两不误。建设周期一般在100天左右，比建常规变电所平均每座可缩短近100天的工期，社会效益显著。(3)总工程投资减少，仅占常规变的23左右，平均

5、每座小型化变电所可节约资金30万元左右。(4)延长了设备的检修周期，改变了原来每年一大修、半年一小修，平时临检不停的现象，节约了人力和检修费用。(5)简化了接线方式。由于采用自动重合器和分段器配合使用，取代了庞大的控制室，高压配电室与其保护盘、控制盘、整流柜和高压开关柜，主接线简单，设备安全可靠，自动化程度高，为农村变电所实现无人值班提供了条件。(6)提高了供电可靠性，设备具有智能功能，避免了线路分支线一点故障导致的全线甚至全所停电的事故。由于分段器自动分段故障线路区段，非故障线路区段正常供电，缩短了线路故障的查寻时间，节约了人力。可见，农村小型化变电所的造价低、占地少、工期短、维护费用少等优

6、点已为工程实践所证实。目前小型化变电所的建设已遍布全国，成为农村变电所的主要形式。自从计算机技术深入到电力系统以来，微机监测技术获得了快速的发展。20世纪80年代，计算机在电力系统的应用，主要以监测电力系统的参数为主，即所谓发展SCADA系统。但是，随着电力系统自动化水平的提高，SCADA系统已不能满足生产实践的要求，因此才开始发展变电所综合自动化系统。这种系统集保护、远动、监控为一体，是一种分布式的综合自动化装置。其把继电保护、远动技术、参数监测等各种功能分布在各个单片机上，而这些单片机通过计算机网络连接起来，形成一个有机的自动化装置。国务院总理温家宝2011年1月5日主持召开国务院常务会议

7、，决定实施新一轮农村电网改造升级工程，在“十二五”期间使全国农村电网普遍得到改造，农村居民生活用电得到较好保障，农业生产用电问题基本解决，基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规的新型农村电网。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。当今110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会

8、效益。1 本文所要完成的主要工作本次设计经过对变电所原始资料的分析，进行主变与电气设备的选择与校验，继电保护，二次接线，接地与防雷保护以与工程概算等容。根据变电所主变台数与中低压侧设置电压等级的不同，110kV终端变电所110kV和10kV两级电压，110kV进线一回，10kV出线六回。通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以与综合自动化技术，并将通信设施并入主控室，简化所附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。2 系统总体设计2.1 负荷统计和计算2.1.1 负荷统计表本变电所均为三类负荷，生活用电负荷大，工业负荷小，农业灌溉负荷比重较大；共有4条10kV出线，

9、长度为1520km不等，每条出线，接配电变压器1525台。见表2-1所示。表2-1负荷统计表回路 名称用户类型需用系数配电容量(kVA)台 数供电 回路线路 长度(km)备 注1城东线居民用电 甲线0.7120015111三类2城南线居民用电 乙线0.6135020115三类3城西线居民用电 丙线0.6165015117三类4城北线其它用电0.7196525118三类2.1.2各用户计算负荷：公式：2.1.3变电所当年的计算：当年计算负荷各用户的计算负荷同时系数，一般取0.85-0.9X%线损率，系数设计取10%2.1.4负荷增长（5年以后）的变电所最大计算负荷：表2-2 单位：兆瓦名称201

10、12012201320142015最大负荷4.114.314.524.754.99增长率5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%所以，选择型号的三项变压器一台。2.2 主变设计2.2.1主变台数的确定因电力负荷季节性不强，且变电站只有三类负荷，故设一台主变压器。考虑到不受运输条件的限制，选用三项变压器。同深入引进至负荷中心，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，否则不能并列进行，所以变压器绕组的连线方式选Y型连接。2.2.2 主变容量的确定装设一台主变，额定容量8000KVA，Se0.6Sjszd

11、即Se0.6×7583.48kVA 主变采用双绕组变压器-8000/110型变压器。见表2-3。表2-3主变参数表额定容量损耗空载电流阻抗电阻连接组标号外型(mm)空载 短路8000kVA11.05 42.50.8%10.5YNd116100×4100×51302.2.3 主接线设计农村变电所的趋向是小型化，因变电所只有三类负荷，操作方便，安全，运行灵活，有扩建改造的前远诸多因素，因此，主接线的确定方案考虑以上各点决定：110KV有以进线，采用单母线接线，10KV侧有4条回路出线，采用单母线接线。主接线图见附录。3 短路电路的计算3.1短路点的确定根据保护整定值计

12、算和校验，计算如图所示的各短路短点。图3-1 短路点的确定3.2路电抗并算出短路电流3.2.1计算各支路的电抗标幺值各回路的容量为：各回路负荷电抗：各回路总电抗：各回路并联等效电抗标幺值：短路电流计算（110kv侧）：10kv侧d2短路 d3短路d4短路d5短路d6短路短路电流一览表3-2：13.97614.33623.80013.72031.0123.64840.7982.87750.7222.60060.6872.4784 电气设备的选择与校验4.1母线的选择4.1.1 母线截面形状和截面积的选择（1）按最大长期工作电流选择母线截面选择条件：通过母线的最大长工作电流不应大于母线长允许电流。

13、适用围：各种电压等级的装置中主母线和引下线以与临时装设的母线，都按长期工作电流选择截面（2）按经济电流密度选择母线4.1.2 侧母线截面积的选择与校验4.1.2.1 110kV侧母线的选择与校验若一台变压器停止工作， 想满足整个负荷的要求， 则另一台变压器工作在过负荷状态下。 由于所以只需一台过负荷为原来的倍，即。按通过高压侧母线的最大长期工作电流 (3-1)按济电流密度选择母线截面 (3-2)取变压器最大负荷利用小时数h=3000-5000小时，选择。经计算选择LGJ-35mm2型钢芯铝绞线，其40时最大允许持续电流为275A。校验如下：短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以tfz=0，

14、故。母线允许电流母线正常运行时的最高温度为： (3-3)查表知，按热稳定条件所需最小母线截面为 (3-4)小于所选母线的截面积，满足热稳定要求，因所选母线为钢芯铝绞线，故不需动稳定校验。4.1.2.2 10kV侧母线的选择按通过低压侧母线的最大长期工作电流按经济电流密度选择母线截面取变压器最大负荷利用小时数h=3000-5000小时，查表选择j=1.15×106A/m2经计算选择LMY-60×8型铝母线，其40时最大允许持续电流为958A。校验如下：热稳定性校验短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以tfz=0，故。母线正常运行时的最高温度为：查表知，按热稳定条件所需最小

15、母线截面为小于所选母线截面60×8mm2，故满足热稳定要求。 动稳定性校验10kV侧截面为矩形的母线水平放置，相间距离a=0.25m L=1.2m短路冲击电流(d2短路)截面系数小于铝母线的允许应力69×106Pa，故满足动稳定性要求。经校验所选母线满足热稳定与动稳定要求。4.2 线路的选择4.2.110kV出线的选择4.2.1.1 选择在四回出线中，以最大负荷的一条出线路为出线截面积选择的计算依据，其它线路一定能满足。由于四回出线的负荷相差不大，故不会造成太大的浪费。而且出线路负荷要考虑今后五年的增长，其增长率为5%。通过10kV侧出线的最大长期工作电流，各出线为架空线路

16、，可选择钢芯铝绞线LGJ-70， 4.2.1.2 校验短路计算时 。因，所以，经查表得。因，所以，故母线正常运行时的最高温度查表知，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。4.3 断路器的选择与校验4.3.1110kV侧断路器的选择与校验4.3.1.1 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，查手册选LW6110型瓷柱式SF6断路器。其技术参数见表3-3-1。表4-1 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)LW611011

17、02000401000.060.25404.3.1.2 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。热稳定性校验：短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。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与动稳定性要求，因此所选LW110型断路器满足要求-。4.3.2 10kV侧断路器的选择与校验4.3.2.1 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，所以可选真空断路又据，查手册选择ZN5-10/630-25型断路器，其技术参数见表3-2。 表4-2 断路器参数型号额定电

18、压(kV)额定电流(A)Iekd (kA)ij (kA)tg (s)thu(s)Ir(4s) (kA)ZN5-10/630-251063012.531.50.060.0612.5（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。热稳定性校验：短路计算时间 。因，所以，经查表得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。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与动稳定性要求，因此所选ZN5-10/630-25型断路器满足要求。4.3.3 10kV出线侧断路器的选择与校验（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。

19、而且放在屋，所以可选屋式真空断路器。又据，查手册选择ZN510/630-20型断路器。其技术参数见表4-3。型号额定电压(kV)额定电流(A) Iekd (kA)ij (kA)tg (s)Thu(s)Ir(4s) (kA)ZN5-10/630-201063020500.050.120表4-3断路器参数（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。热稳定性校验短路计算时间。因，所以，经查表得。因，所以，故短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。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与动稳定性要求，因此所选ZN5-10/630-20型断路器满足要求。4.4

20、隔离开关的选择与校验4.4.1110kV侧隔离开关的选择与校验（1）隔离开关的选择由地点选择户外式，根据变压器高压母线侧断路器选择计算的数据，经查手册选择GW5-110D型隔离开关。其技术参数见表4-4。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）雷电冲击耐压（kV）GW5-110D1106305020450(对地)表4-4 隔离开关参数（2）校验热稳定性校验短路电流的热脉冲：故满足热稳定性要求。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与动稳定性要求，因此所选GW5-110D型隔离开关满足要求。4.4.210kV侧隔离开关的选择与校验（1）

21、10kV侧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，选择GN30-10/630-20型隔离开关。其技术参数见表4-5。表4-5 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）GN30-10/630-20106305020（2）校验热稳定性校验短路电流的热脉冲：故满足热稳定性要求。动稳定性校验极限通过电流故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定与动稳定要求，因此所选GN30-10/630-20型隔离开关满足要求。4.4.310kV出线侧隔离开关的选择与校验（1）10kV出线侧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，经查选择GN3

22、0-10/630-20型隔离开关。其技术参数见表4-6。表4-6 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）GN30-10/630-20106305020（2）校验热稳定性校验短路电流的热脉冲：因此满足热稳定性要求。动稳定性校验极限通过电流故动稳定性也满足要求。经计算满足热稳定与动稳定要求，因此所选GN30-10/630-20型隔离开关满足要求。4.5 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。（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0.8，经电容器要求

23、补偿后达到0.9。负荷的有功功率为p=6150×0.8=4920w系统要求补偿的无功功率为本所要求一组电容器组来补偿，每组补偿1323.08kVar，采用三相三角形接线的电容器初选BFF10.5-100-H1w型电容器组，其技术参数见表3-7。表3-7 电容器参数型号额定电压(kV)额定容量(kVar)额定电容(F)BFF10.5-100-1w10.51002.88共用电容器为 15×3=45个 。总的额定容量为，而需补偿的为1323.08kVar，故所选电容器组满足要求。4.6 绝缘子的选择4.6.1110kV侧绝缘子的选择与校验 （1）按安装地点和额定电压查手册选择XP

24、-70型绝缘子，其技术参数见表4-8。表4-8 绝缘子数据表型号额定电压（kV）工频击穿电压（kV）工频闪络电压（kV）机电破坏负荷（kN）最小放电距离（mm）干湿XP-70110110754570295在一般情况下的单位泄露距离为1.6cm/kV，应选用个，考虑出现一片故障的情况应加1，取7。所以110kV侧每相悬式绝缘子应选7个满足要求。4.6.210kV侧绝缘子的选择与校验（1）屋外绝缘子的选择按额定电压和装设地点，经查手册选择ZS-10/4型支柱棒型绝缘子。其技术参数见表3-9。表3-9 绝缘子数据表型号额定电压(kV)机械破坏负荷(kN)总高（mm）上附件安装尺寸下附件安装尺寸孔径孔

25、数中心距孔径孔数 中心距ZS-10/4104210M8236122130（2）校验动稳定校验绝缘子底部至母线中心线的高：绝缘子帽所受的力： 绝缘子的允许负荷：经计算满足动稳定要求，故所选ZS-10/4型户胶装支柱瓷绝缘子满足要求。（3）屋绝缘子的选择根据安装地和构造类型，经查手册选择ZN-10/4型支柱绝缘子。其技术参数见表4-10。表4-10绝缘子数据表型号额定电压(kV)机械破坏负荷(kN)总高H（mm）ZN-10/4104120（4）校验动稳定校验绝缘子底部至母线中心线的高度：绝缘子帽所受的力：绝缘子的允许负荷：经计算满足动稳定要求，故所选ZN-10/4型支柱绝缘子满足要求。4.7 穿墙

26、套管的选择与校验（1）穿墙套管的选择按装置种类、构造形式、额定电压与最大长期工作电流，经查手册选择CWB-10/1000型穿墙套管。其技术参数见表4-11。型号额定电压(kV)额定电流(A)总长L(mm)抗弯破坏负荷(kN)5s短时热电流（kA）CWB-10/10001010006107.512表4-11穿墙套管参数（2）校验热稳定校验动稳定校验经计算满足热稳定性与动稳定性要求，故所选CWB-10/1000型穿墙套管满足要求。4.8所用变压器4.8.1 所用变的选择考虑到变电所主要设备的需要，如蓄电池充电、取暖、照明与有关的继电保护装置的用电等负荷，对于一般情况下应将所用变装设在110kV侧，

27、保证检修时所可正常供电，根据变电所负荷特点，季节性极强，备有一台备用变压器。即使主变检修时，可切换备用变压器，以保证低压母线侧有电，因此将所用变建在10kV侧。所用电负荷统计见表4-12。表412 所用电负荷统计表日常照明用电3kW取暖设施用电6W继电保护装置用电30kW其它用电11kW总计50kW综合以上数据，选择SL7-50/10型电力变压器作为所用变压器。其技术参数见表4-13。表4-13 电力变压器参数型号额定容量（kVA）额定电压（kV）损耗（kW）空载电流（%）阻抗电压（%）SL7-50/1050101.152.544.8.2 保护电容器组的熔断器的选择电力电容器在合闸时产生冲击电

28、流，此时熔断器的熔件不应熔断，保证正常工作。熔件的额定电流应按如下计算：其额定电压为10kV，所以选择RN1-10型户高压熔断器，其技术参数见表4-14。表4-14 高压熔断器参数型 号额定电压（kV）开断电流（kA）额定电流（A）切断容量（MVA）RN1-101040250200熔断器的额定电流，故所选熔断器满足要求。4.8.3 所用变压器保护熔断器的选择（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手册选择RW3-10型高压跌落式熔断器。其技术参数见表4-17。表4-17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RW3-1010100

29、7510（2）校验经计算满足要求，故选RW3-10形熔断器。4.9 熔断器的选择 熔断器是最早被应用，也是最简单的一种保护器。它串联在电路使用中。当电路过过负荷电流和短路电流时，利用熔体产生的热量使它自身熔断，切断电路，以达到保护的目的。4.9.1 保护低压侧电压互感器用熔断器的选择按额定电压选择：熔断器所在电网的额定电压按额定断流容量选择三相短路容量：决定选用RN2-10型户限流熔断器，技术数据如图4-18所示：表4-18 熔断器参数型 号额定电压（kV）额定电流（A）开断电流（kA）切断容量（MVA）RN2-10100.55010004.9.2 保护电容器组的熔断器的选择电力电容器在合闸时

30、产生冲击电流，此时熔断器的熔件不应熔断，保证正常工作。熔件的额定电流应按如下计算：其额定电压为10kV，所以选择RN1-10型户高压熔断器，其技术参数见表4-19。表4-19 熔断器参数型 号额定电压（kV）额定电流（A）开断电流（kA）切断容量（MVA）RN3-101040040不小于200熔断器的额定电流，故所选熔断器满足要求。4.10 电流互感器的选择与校验（1）形式选择应根据用途和使用条件选择。（2）额定电压选择（3）准确度等选择（4）二次负荷选择4.10.1110kV侧电流互感器的选择与校验4.10.1.1 电流互感器的选择按最大长期工作电流根据，经查手册选择LB6-110型电流互感

31、器。其技术参数见表4-20。表4-20 电流互感器参数型号额定电压（kV）额定电流比1s热稳定电流动稳定电流LB6-1101102100/51540 温度校正系数， 所以4.1.10.2校验热稳定性校验电流互感器的热稳定通常以1s的热稳定倍数表示，因此，校验热稳定应满足下式式中 电流互感器的热稳定倍数， 电流互感器的热稳定时间，（2） 动稳定性校验 部动稳定校验 需满足下式 式中电流互感器的动稳定倍数满足部动稳定要求。外部动稳定的校验满足外部动稳定要求。经计算满足热稳定与、外动稳定要求，因此所选LB6-110型电流互感器满足要求。4.10.210kV侧电流互感器的选择与校验4.10.2.1 电

32、流互感器的选择按最大长期工作电流根据经查选择LB-10(LJWD-10)型电流互感器。其技术参数见表4-21。表4-21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-10(LJWD-10)101000/590225温度校正系数， 所以4.10.2.2校验热稳定性校验：动稳定性校验： 部动稳定校验 外部动稳定校验经计算满足热稳定与、外动稳定性要求，所选LB-10(LJWD-10)型电流互感器满足要求。4.10.310kV侧母线分段电流互感器的选择因其最大长期工作电流与各相参数均与变压器10kV侧基本一样，因此选择与校验过程同10kV侧，故选LB-10(LJWD

33、-10)型断路器。4.10.410kV出线侧电流互感器的选择与校验4.10.4.1电流互感器的选择按最大长期工作电流根据，经查手册选择LB-10(LJW-10) 型电流互感器。其技术参数见表4-22。表4-22 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-10(LJW-10)10200/560150温度校正系数， 所以4.10.1.2校验热稳定性校验：根据满足热稳定要求动稳定性校验： 部动稳定校验 外部动稳定校验经计算满足热稳定与、外动稳定要求，因此所选LB-10(LJW-10)型电流互感器满足要求。4.11 电压互感器的选择（1）形式选择：应根据安装地点

34、和安装方式来选择（2）额定电压选择：电流互感器的额定电压不小于安装处的电网额定电压。（3）按一次额定电流选择：不应小于流过它的最大长期工作电流。（4）准确度等级选择：按二次负荷选择。4.11.1 高压侧电压互感器的选择电压互感器主要用来计量，选择老型号油浸式电压互感器。其数据如下： 表4-23 电压互感器参数型号额定电压比二次绕组极限负荷（VA）准确级次与相应额定二次负荷(VA)0.5级1级3级JCC1-110110000/100/100/20003005001000由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身不遭受短路电流作用，因此无须校验。此电压互感器供监视电能的电度表、功率表与

35、电压继电器用，准确等级选择1。4.11.2 低压侧电压互感器的选择根据该电压互感器的用途、装设地点与额定电压，经查选择JDZX-10型电压互感器(单相三线圈浇注式)。其技术参数见表4-24。表4-24 电压互感器参数型号额定电压比二次绕组极限负荷（VA）准确级次与相应额定二次负(VA)0.5级1级3级JDZX-1010000/100/100/40050802004.11.3 电压互感器其保护熔断器的选择与校验4.11.3.1熔断器的选择对于保护电压互感器的熔断器，只按额定电压与断流容量选择即可。经计算选择RN2-10型熔断器。其技术参数见表4-26。表4-26 熔断器参数型号额定电压(kV)额

36、定电流(A)额定断流容量（MVA）RN2-10100.510004.11.3.2 校验经计算满足要求，故选RN2-10形熔断器。5 继电保护变电所按综合自动化标准设计，达到无人值班要求。继电保护装置、自动化系统采用集中与分散相结合的方式配置。本期工程两台主变压器配置差动与其后备保护；110kV出线配置光纤差动保护；110kV母联配置微机母联保护；10kV线路配置微机线路保护；10kV母联配置微机母联保护；10kV电容器配置微机电容器保护。5.1 电力变压器的保护5.1.1变压器的瓦斯保护瓦斯保护作为变压器部故障的主保护。反应变压器油箱部故障与油位降低，动作后重瓦斯跳变压器两侧断路器，轻瓦斯发信

37、号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。瓦斯保护保护主变箱各种短路故障。当壳故障产生瓦斯或油面下降时,瞬时动作于信号。当产生大量瓦斯时,动作于断开变压器各侧的断路器。瓦斯继电器安装在油箱与油枕之间的连通管道中。5.1.1.1瓦斯保护的主要特点动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、可以有效地反应变压器油箱的故障与油面降低，但它不能反应油箱外套管与引出线上的故障，因此必须与纵差动保护一起，共同构成变压器的主保护。5.1.1.2 瓦斯保护的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

38、数量与流速构成瓦斯保护，它应安装在油箱与油枕之间的连接管道上。瓦斯保护原理图如图5-1所示。本工程采用综合自动化保护，电子式保护装置替代图中继电器，实现保护功能。5.1.1.3 瓦斯保护的整定当部气体为 250300cm3时，轻瓦斯动作于发生信号；当部气体为 0.71.2m/s时，动作于跳闸。图5-1 瓦斯保护接线5.1.2 变压器的电流速断保护对于200010000kVA与以下较小容量的变压器，若灵敏系数满足要求时，应采用电流速断保护。原理：变压器的电流速断保护是反应电流增大而瞬时动作的保护。对变压器与其引出线上各种形式的短路进行保护。它只能保护变压器的部分，一般能保护变压器的原绕组。保护原

39、理图如图5-2所示。实现保护功能。电源侧为大接地电流系统时采用完全星形接线。电源侧为小接地电流系统时采用两相不完全星形接线。图5-2 速断保护原理图电流速断保护的整定计算：按避越变压器外部故障的最大短路电流整定：可靠系数 取1.4电流速断保护的动作电流还应避越空载投入变压器时的励磁涌流，一般动作电流应大于变压器额定电流的35倍。选择较大值作为变压器电流速断保护的起动电流5.1.3 变压器的过电流保护原理：变压器过电流保护是防御外部相间短路引起的变压器过电流和变压器部相间短路的后备保护。原理接线图如图5-3所示。图5-3 单相过电流保护原理图过电流保护的整定计算按躲开变压器可能出现的最大负荷电流

40、进行整定式中：可靠系数，取1.2；返回系数，取0.850.95；并列运行变压器台数。保护安装侧变压器的额定电流。灵敏度的校验5.1.4 变压器的过负荷保护原理：变压器可能出现过负荷的情况，因此需装设过负荷保护。变压器过负荷电流三相对称，过负荷保护装置只采用一个电流继电器接于一相电流回路中，三侧都装有过负荷元件，对于双绕组变压器，过负荷保护应装于电源侧。过负荷保护原理图如图5-4所示。 图5-4 单相过负荷保护原理按躲过变压器的额定电流进行整定 （4-3）式中：可靠系数，一般取1.05；返回系数，取0.85；保护安装侧变压器的额定电流。过负荷保护的延时应比变压器过电流保护时延长一个时限阶段，一般

41、取10s5.1.5 零序接地保护 对中性点直接接地电网，由由外部接地短路引起过电流时，如变压器中性点接地运行，要装设零序电流保护，作为变压器本身主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。对有多台变压器运行的变电所，采用一部分变压器中性点接地而另一部分变压器中性点不接地运行方式。其原理图如图5-5所示本工程采用综合自动化保护。图5-5 BYQ中性点接地运行的零序保护5.210kV线路保护310kV中性点非有效接地电力网的线路，对相间短路的继电保护配置：可装设两段过电流保护，第一段为不带时限的电流速断保护；第二段为带时限的过电流保护，保护可采用定时限或反时限特性。对单相接地短路，应按下列规定装

42、设保护：a)在变电站母线上，应装设单相接地监视装置。监视装置反应零序电压，动作于信号。b)有条件安装零序电流互感器的线路，如电缆线路或经电缆引出的架空线路，当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时，应装设动作于信号的单相接地保护。如不能安装零序电流互感器，而单相接地保护能够躲过电流回路中的不平衡电流的影响，例如单相接地电流较大，或保护反应接地电流的暂态值等，也可将保护装置接于三相电流互感器构成的零序回路中。c)在出线回路数不多，或难于装设选择性单相接地保护时，可用依次断开线路的方法，寻找故障线路。d)根据人身和设备安全的要求，必要时，应装设动作于跳闸的单相接地保护。10kV线路保护方案图

43、如图5-6所示。 图5-6 10kV线路保护接线图6 二次接线为了保证变电所的经济、安全运行和操作管理的方便，需要装设一系列辅助电气设备，如监察测量仪表、控制与信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等，这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或所用低压电源供电，表明它们互相连接关系的电路称为二次接线。6.1 综合自动化装置的选择变电站综合自动化将变电站保护、自动、远动、通信功能融为一体，完成对站所有模拟量、状态量的采集以与对各种设备的控制和保护。例如对线路与主设备各模拟量、 状态量的采集，对断路器和隔离开关、变压器有载调压开关的控制与监视，站用备用电源的自动投入、站用直流电源等的控制

44、与监视，以与对为火灾的监视与消防系统的控制。通常变电站综合自动化系统由计算机系统组成。变电站综合自动化能节省二次电缆，缩短建设周期，便于对系统调度运行和维护管理。根据上节继电保护和二次接线部分的计算，本变电所选用国较有影响的自动化研究院生产的LFP-900系列中低压变电站综合自动化保护装置。 (1) 概述LFP-900系列中低压变电站综合自动化保护装置适用于110kV与以下各电压等级的变电站与厂站系统保护。中低压系列保护装置继承了高压、超高压系列保护装置（LFP-901A，902A，931A，941A，951A，）的优点，针对中低压系统的特点而研制的。该系列保护装置包括：LFP-961馈线保护

45、（666kV）；LFP-962 站用变保护；LFP-963A/963B/963C电容器保护；LFP-964电动机保护；LFP-965A/965B备用电源自投；LFP-966 3566kV线路方向电流电压保护；LFP-971A/971B/972A/972B主变差动保护；LFP-973A/973B主变后备保护；LFP-974变压器非电量保护；LFP-975母线保护；CM-90微机保护装置仍能正常运行。采用单元式密封结构，既可集中组屏；也可分散安装（开关柜式）(2) 主要特点1) 保护配置系列化、成套化、模块化、生产过程自动化。继电保护公司能提供各种电压等级（6500kV）、各种接线方式、各种特殊配

46、置的成套继电保护产品。 硬件系统设计思想统一，以高压系统的标准应用于中低压系统，保留了望独立的起动开放回路，冗余、自检、闭锁相结合，提高硬件系统固有的可靠性。软件设计思想统一，程序结构统一，保护中的多功能软件模块统一，管理软件格式，容统一，通信协议统一。 生产过程自动化，调试过程不用人工参与，出厂整机高温老化，用技术手段保证大批量生产的产品质量。2) 保护功能完善，性能安全可靠，置精心设计的抗干扰组件，抗干扰能力强。3) 友好的人机界面，配有液晶显示，正常运行时显示电流，电压的幅值和相位与其它有关状态，故障时显示保护的动作元件与时间，键盘操作简单，采用菜单工作方式，易于掌握。4) 配有自动调试

47、接口，可方便地与配套的自动调试仪（Help-90）连接，自动进行定值校验，整组试验与输入输出接点检查。背后有一个隔离的串行口，作为对外的通信接口。有防跳操作回路，设计中考虑了无操作屏的要求。有故障录波与事件记录功能，保证掉电数据不丢失。钟走时精确，掉电不停钟，并有与卫星钟对时功能。块化设计，本系列保护采用统一的硬件结构，插件品种少，各种装置之间插件可以互换，方便了生产调试与现场的运行维护。本变电所保护配置LFP966 35110kV 线路方向电流电压保护 该保护装置用于小电流接地系统线路保护。三段式方向过流保护：各段电流保护通过方式字可选择经低电压和方向闭锁（相电流，线电压）。三相一次自动重合

48、闸：检无压/检同期，有压/无条件重合闸。分散式低周减载：低压闭锁，滑差闭锁，频率测量。设有独立加速段。设有跳合闸操作回路。LFP961 666kV 线路保护接线方式：两相或三相式。保护配置：定时限电流速断：定时限过电流保护。分散式低周减载：低压闭锁；滑差闭锁；频率测量。3I0 接地告警（LFP961A中）。设有跳合闸操作回路。(3) LFP963A 10kV电容器组保护LFP963A；适用于单Y与 双Y与接线的并联电容器组。保护配置二段式三相过流；过电压保护零序过电压/不平衡电压保护（在LFP963A）；零序电流/不平衡电流保护（在LFP963电压取样：各段母线TV的相间电压。保护动作闭锁远动

49、自动和手动投切功能。实现方法为：在保护动作时，由保护给监控一个接点信号，监控收到该信号后，闭锁投切功能。跳合闸操作回路一般情况下，设有跳合闸操作回路(4) 变压器保护LFP-971/LFP-972变压器差动保护LFP-971；用于双绕组变压器LFP-971A/972B：间断角闭锁的比率差动保护LFP-971B/972B：间断角闭锁的比率差动保护。(5) 差动速断：1）二次谐波/间断角闭锁的比率差动保护;2）二次谐波/间断角闭锁的工频变化量比率差动保护。3）TA断线报警与闭锁；4）非电量保护的事件记录与延时。(6) LFP-973A变压器后备保护1) 三段复合电压闭锁过流，、段可带方向，由控制字

50、选择。方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。2) 接地保护：中性点直接接地运行；两段零序过流保护（由整定控制字选择经零序电压闭锁）。3) 过负荷，启动风冷，过载闭锁有载调压。4) TV断线。(7) LFP-974变压器非电量保护1) 从变压器本体来的非电量接点（有载重瓦斯，轻瓦斯，本体重瓦斯，轻瓦斯压力释放阀动作，油温高，冷控失电等）重动后发出中央信号，远动信号，并送给微机保护作为事件记录，要直接跳闸的则另外起动本装置的跳闸继电器。2) 三个相互独立的不按相操作断路器的跳闸操作回路。(7)成套变压器保护根据变压器容

51、量，绕组数，电压等级等因素，将上述差动保护，后备保护，非电量保护组合，即可得一完整的变压器保护。双绕组变压器的成套变压器保护：LFP-971A+LFP-973A+LFP-974(8) LFP-962 站用变压器保护本保护用于变电站中站用变压器保护，其配置为：1) 二段式过流保护 （电流速断+定时限过流保护）2) 重瓦斯保护。3) 轻瓦斯保护。4) 设有操作回路。 (9) 主要技术数据1）额定数据。直流电源；220V，110V，交流电压：（相电压）。100V（线电压）；交流电流：5A，1A ；频率：50Hz。2）功率消耗：直流回路：20W；交流电压回路：< 0.5VA，交流电流回路：< 1VA（In=5A）；< 0.5VA（In=1A）。3）精确工作围：电流，0.119 In；相电压0.595V；线电压，1160V。 4) 动作时间：元件固有动作时间30ms；延时段时间误差10ms+1%整定时间。5) 允许环境温度正常工作温度：040；极限工作温度：-10+50。 6) 抗干扰性能符合国际GB6162。7) 绝缘耐压标准满足部标DL478。本套综合自动化装置适合于本变电所的要求7 配电装置的确定7.1 二次设备室本期工程新上21面屏，其中，主变压器保护测控屏2面，110kV光纤差动保护屏1面，110kV线路保护测控屏