110kV降压变电站电气部分设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上内容摘要 这次毕业设计的主要内容是对某地区110kV变电所的设计，该变电所位于平原地带，交通方便，无特殊环境污染。该地区最热月平均温度30度，年最高温度为40度，年平均气温14度，土壤温度25度。并且该变电所与甲，乙两变电站相连，以35KV、10kV出线分别向附近的工厂和居民点供电，35KV出线共5回，35kV侧的最大负荷为26800KW，最小负荷为最大负荷的80%；在5回出线中，最大回的负荷按7000KW考虑。10kV出线共7回。10kV侧的最大负荷为5400KW，最小负荷为最大负荷的80%；在7回出线中，最大回的负荷按1000KW考虑。并且根据所有的条件进行毕业设

2、计，选择主变压器的台数和容量，并进行短路电流计算，从而进行设备选型和校验，选择合适的电压、电流互感器，同时介绍了一些电气设备选择的原则。对主变压器进行保护设计，进一步整定计算，最后规划该变电所的防雷保护措施，做出完整的110kV变电所电气部分设计。在本设计中共分两部分，五十七页。第一部分是设计说明书，共八章，主要介绍负荷情况、主变压器的选择、电气主接线的选择、短路电流计算、各级电压配电装置的选择、各种电气设备选择、继电保护规划等；第二部分为本次设计的短路计算书及所附的图纸。引 言“110kV降压变电站电气部分的设计”是我们郑州电力高等专科学校电力工程系2008年毕业设计的课题之一，此课题同我们

3、的专业课联系比较紧密，对我们以后的工作帮助很大。“110kV降压变电站电气部分的设计”设计的主要内容是：负荷分析及主变压器的选择、电气主接线的设计、变压器的运行方式以及短路电流计算（包括三相、两相、单相短路）、各级电压配电装置设计、各种电气设备选择、继电保护规划等。在本设计中共分两部分，总计九章，五十七页。第一部分是设计说明书，共八章，主要介绍主变压器的选择、电气主接线的选择、各级电压配电装置的选择、各种电气设备选择、继电保护规划等；第二部分共一章，主要详细介绍了短路电流的计算过程。 在本设计的过程中，我得到了指导老师郭琳老师的大力指导和许多同学的热情帮助，在此表示衷心的感谢。由于时间紧迫以及

4、本人的水平有限，在设计中难免有不足之处，衷心的恳请各位老师和同学批评指正！提出宝贵意见！ 王延利 2008年7月第一部分 设计说明书第一章：任务书一、设计课题110kV降压变电站电气部分的设计。 二、所址概况所址地理位置及地理条件变电所位于某中型城市边缘，所在区域西为城区，南为工业区，所选地址，地势平坦，交通便利，进出线方便，空气污染轻微，不考虑对变电所的影响。 区平均海拔200米，最高气温40，最低气温-18，年平均气温14，最热月平均最高气温30，土壤温度25。一、 系统情况如下图四、设计任务 负荷分析 主变压器的选择。 电气主接线的选择 短路电流计算（包括三相、两相、单相短路） 高压电气

5、设备选择 继电保护配置 配电装置规划五、负荷情况：电压负荷名称每回最大负荷（kW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）35kV市镇变160000901架空15市镇变270000921架空8煤矿变45000852架空10化肥厂43000882架空7砖厂50000851架空1110kV镇区变10000903架空5机械厂8000892电缆2纺织厂17000891电缆3纺织厂28000882架空7农药厂6000881架空4面粉厂7000901架空5耐火材料厂8000902架空2第二章：负荷分析一、 负荷分类及定义一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设备损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属

6、于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。二、本设计中的负荷分析市镇变1、2：市镇变担负着对所辖区域的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一但停电就可能造成人身伤亡，所

7、以应属一级负荷。化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了，就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属三级负荷。镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。纺织厂1、2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属二级负荷。农药厂：农药厂的生产过程

8、伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。三、35kV及10kV各侧负荷的大小35kV侧：P1=6000+7000+4500×2+4300×2+5000=35600KWQ1=6000×0.48+7000×0.426+4500×0.62×2+4300×0.54×2+5000×0.62=19186Kvar10kV侧：P2=1000×3+800×2+700+800×2

9、+600+700+800×2=9800KWQ2=1000×3×0.48+700×0.512+800×0.512×2+800×0.54×2+600×0.54+700×0.48800×0.48×2=4909.6KVarP=P1+P2=35600KW+9800KW=45400KWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6KVar 所以：S=51398.0KVA考虑线损、同时系数时的容量：S251398.0×0.8×1.05=43174.3KVA第三

10、章主变压器的选择一、主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。二、主变容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。. 根据变电所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所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。此变电

11、所是一般性变电所。有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：S=S2×0.8=43174.3×0.8=34539.48 KVA所以应选容量为40000KVA的主变压器。 三、主变相数选择1.主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。2.当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。四、主变绕组数量在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧

12、虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：k1=0.9>0.15中压侧：k2=0.7>0.15低压侧: k3=0.2>0.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、主变绕组连接方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致,否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有y和,高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此变电站110k

13、V侧采用Y0接线 35kV侧采用Y接线10kV侧采用接线六、主变中性点的接地方式选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。35kV系统，IC<=10A; 10kV系统：IC<=30A(采用中性点不接地的运行方式) 35kV:Ic=6.8A10A 10kV: Ic=

14、+=8.2A30A在本设计中110kV采用中性点直接接地方式35、10kV采用中性点不接地方式七、主变的调压方式电力工程电气设计手册（电器一次部分）第五章第三节规定：调压方式变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达到±30%。对于110kV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。由以上知，此变电所的主变应采用有载调压方式。八、变压器冷却方式选择主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水

15、冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。本设计中主变的型号是SFPSL40000/110第四章电气主接线的初步设计及方案选择一、电气主接线的概述发电厂和变电所中的一次设备,按一定要求和顺序连接成的电路,称为电气主接线,也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用,设备间的连接方式,以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电

16、保护和控制方式的拟定有较大影响。在选择电气主接线时的设计依据）发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用）发电厂、变电所的分期和最终建设规模）负荷大小和重要性）系统备用容量大小）系统专业对电气主接线提供的具体资料主接线设计的基本要求）可靠性）灵活性）经济性、6220kV高压配电装置的基本接线有汇流母线的接线：单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线：变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6220KV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。二、110kV侧主接线的设计110kV侧设计回路数为2。由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知

17、：110220kV配电装置出线回路数为3-4回时采用单母分段接线高压侧采用单母分段接线有下列优点：（1） 供电可靠性：当一段母线停电或故障时，不影响另一段母线供电；（2） 调度灵活：各电源和各回路负荷可任意分配到某一段母线上；（3） 扩建方便：任意方向扩建，不影响两段母线的电源和负荷均匀分配；（4） 便于实验：个别回路可进行单独试验。故110kV侧采用单母分段接线三、35kV侧主接线的设计35kV侧出线回路数为5回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当3563kV配电装置出线回路数为回,采用单母分段接线，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35kV可采用单母分段接线也

18、可采用双母线接线。四、10kV侧主接线的设计10kV侧出线回路数为7回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知：当610kV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段接线故10kV采用单母分段接线五、主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一：110kV侧采用单母线接线，35kV侧采用单母分段接线，10kV侧采用单母分段接线。方案二：110kV侧采用双母线接线，35kV侧采用双母线接线，10kV侧采用单母分段接线。此两种方案的比较方案一110kV侧采用单母分段接线，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35kV 、10kV采用单母分段接线，对重要用户可从不同段引出两个回路

19、，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110kV侧采用单母线接线，35kV侧采用单母分段接线，10kV侧采用单母分段接线。第五章 短路电流的目的及结果一、短路电流计算的目的在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的饿目的是选择主接线，比较各种接线方案；选择电气设备，校验设备提供依据，为继电保护

20、整定计算提供依据等。二、计算结果短路电压I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)I"(kA)(kA)110kv2.706.882.3355.9432.9037.3883.0367.72735kv3.4348.74110kv8.77922.349第六章电气设备选择一、电气设备选择的概述选择的原则1）应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。2）应按当地环境条件校核。3）应力求技术先进和经济合理4）与整个工程的建设标准应协调一致5）同类设备应尽量减少种类6）选用的新产品均应具有可靠的实验数据设备的选择和校验。1、电

21、气设备和载流导体选择的一般条件(1)按正常工作条件选择A额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压。B额定电流：所选电气设备的额定电流，或载流导体的长期允许电流，不得低于装设回路的最大持续工作电流。计算回路的最大持续工作电流时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。(2)按短路状态校验A热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和栽流导体时，其热效应不应超过允许值，校验电气设备及电缆（36KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。B动稳定校验：，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电

22、缆不校验动稳定；（3）短路校验时短路电流的计算条件所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。二、110kV侧断路器的选择在本设计中110kV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得

23、到广泛的应用。110kV的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。从电气工程电器设备手册（上册）中比较各种110KV SF6高压断路器的应采用LW11110型号的断路器。校验：LW11110断路器的具体技术参数如下： 额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流110kV123(145)kV1600315031.54080100热稳定电流(3s)额定关合电流固有分闸时间分闸时间31.5kA（）40kV80kA100kA40ms135ms由上表知：1.该断路器的额定电压为110kV,不小于装设断路器所在电网的额定电压。2.该断路器的最大持续工作电流:Imax=1.05In=220.4A该

24、断路器的额定电流为1600A（最小的），大于通过该断路器的最大持续工作电流220.4A3.校验断路器的断流能力此断路器的额定开断电流Iekd=31.5kA短路电流周期分量:IZK=3.036kA Iekd IZK4.此断路器的额定关合电流Ieg=80kA Ich=7.74KA IegIch5.动稳定校验动稳定电流: idw=80kA ich=7.74kA idw ich 热稳定效应:Qd=×t=×3=27.65KA2SIr2t=31.52×3=2976.75Qd操作机构,采用气动操动机构；由电气工程电气设备手册（上册）查得应采用CQA1型电气操动机构。三、110k

25、V隔离开关的选择采用户外型隔离开关。参考电气工程电气手册（上册），可知应采用GW5110G高压隔离开关。此隔离开关技术数据如下额定电压额定电流动稳定电流值动稳定电流值操动机构110KV600A50kA72kA 16(4S)40(5S)CS17G校验：通过隔离开关的最大持续工作电流为220.4A，隔离开关的额定电流为600A,大于通过隔离开关的最大持续工作电流。动稳定校验：动稳定电流: idw=50kA ich=7.74kA idw ich热稳定效应:Qd=×t=×5=44.4KA2SIr2t=142×5=980Qd四、敞露母线选择硬母线一般是指配电装置中的汇流母线

26、和电气设备之间连接用的裸硬导体。硬母线分为敞露式和封闭式两类。1.母线材料和截面形状的选择：目前母线材料广泛采用铝材，因为铝电阻率较低，有一定的机械强度，质量轻、价格较低，我国铝材的储量丰富。钢虽有较好的性能，但价格贵，我国储备不多。所以只有在一些特殊场合，如工作电流较大，位置特别狭窄，环境对铝材有严重腐蚀的情况下才用铝材。综上所述，在本设计中母线材料采用铝。硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好，有一定的的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用于35kV及以下，电流在4000A级以下的配电装置中。槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在40008

27、000A时一般采用槽形母线。管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A及以上的大电流母线。此外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高,因此，110kV以上配电装置中多采用管形母线。由以上分析知：在本设计中110kV采用槽形母线，35kV、10kV采用矩形母线管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置,水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。2.母线截面积选择：本设计中

28、母线的截面按长期允许电流选择。按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，IyImax Iy =kIyeIy基准环境条件下的长期允许电流K综合校正系数110kV母线截面选择Imax=1.05Ie=210.8从电力工程电气手册第八章第一节 表83中查得应选用载流量为2280（A）的双槽形母线，其参数如下：h(mm): 75 ，b(mm): 35 ，t(mm): 4，r(mm): 6 双槽形导体截面积s(mm2): 1040 ，集肤效应系数：1.01235kV母线截面选择Imax=1.05Ie=1.05×=646.5(A)从电力工程电气手册第八章

29、第一节 表83种查得应选用载流量为692（A）单条竖放的导体，导体尺寸：h×b=50×5(mm×mm)Iy=692A10kV母线截面选择Imax=1.05Ie=1.05×=2309.47(A)从电力工程电气手册第八章第一节 表83种查得应选用载流量为2373（A）双条竖放的导体，导体尺寸：h×b=80×10(mm×mm)五、110kV电流互感器选择由电气工程电气设备手册（上册）中比较分析得，在本设计中宜采用LCWB110(W)型号的电流互感器，技术数据如下：额定电流二次组合准确级准短时热稳定电流动稳定电流10%倍数二次负荷二

30、辞赋110kV600A0.5 15.831.6kA（KA）4080kA(KA)P/P/P/0.5此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国标和IEC的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性高以及运行维护简单方便等特点。Imax=1.05In=220.4KAIe1=300A Ie1 Imax热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数表示。热稳定倍数等于1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。×t=×t=(15.8)2×1=249.64AQd=27.65 符合要求动稳定校验: LH的动稳定能力用动稳定倍数表示。等于内部允许

31、通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。×40=56.56kA (按最小动稳定电流计算)ich=7.74kA > ich 符合要求六、电压互感器的选择从电气工程设备手册（电气一次部分）中比较各种电压互感器后选择JDXN2110W的电压互感器。该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适用于交流50HZ电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。七、避雷器的配置(1)配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。 (2)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一组避雷器。(3)下列情况的变压器中性点应装设避雷器1)直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔

32、离开关时。2)直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。 3)不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。(4)发电厂变电所35kv及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。(5)SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。(6)110220kV线路侧一般不装设避雷器。110kV侧选用FZ110J型号的避雷器八、电缆选择电力电缆用于发电机、电力变压器、配电装置之间的连接，电动机与自用电源的连接，以及输电线路的引出。结构类型的选择（1）电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般选用铝芯，但需移动或震动剧烈的场所应采用铜芯。（2）在35kV及以

33、下三相三线制的交流装置中，用三芯电缆；（3）直埋电缆一般采用带护层的铠装电缆。35kV出线的电缆选择1. 额定电压和结构类型的选择。根据题意，应选择UN=35kV的YJLV型电缆。2. 截面选择。按最大持续工作电流选择Imax= =132A查表得，选择S=50m 的电缆，N=25时，IN=135A，al=90。温度修正系数Kt=1.0查表得，K3=1.08 K4=0.92允许载流量 IalKtK3K4IN=1.08×1.0×0.92×135=134A>132A满足长期发热要求。3. 允许电压损失校验。查表得，r=0.64 x=0.133。 U%173Imax

34、 L(rcos+xsin)/Uns=173×132×2×(0.64×0.920.133×0.39)/35000=0.84%<5%满足要求。4. 热稳定校验。正常最高运行温度为 w（al）·（Imax/Ial）=25+(9025)（132/135）=87.2()热稳定系数CC=× =×=78.5短路电流热效应 Qk=×t=×1=9.2kA2SSmin=/C=/78.5=38.6(m)<50m 满足热稳定。10kV出线的电缆选择1.额定电压和结构类型的选择。根据题意，应选择UN=10kV

35、的YJLV型电缆。2.截面选择。按最大持续工作电流选择Imax= =67A查表得，选择S=50m 的电缆，N=25时，IN=90A，al=90。温度修正系数Kt=1.0 查表得，K3=1.08 K4=0.92允许载流量 IalKtK3K4IN=1.08×1.0×0.92×90=89.4>67A满足长期发热要求。5. 允许电压损失校验。查表得，r=1.28 x=0.094。 U%173Imax L(rcos+xsin)/Uns=173×132×2×(1.28×0.90.094×0.44)/10000=4.5%&

36、lt;5% 满足要求。6. 热稳定校验。正常最高运行温度为 w（al）·（Imax/Ial）=25+(9025)（67/89.4）=61.5 ()热稳定系数CC=× =·=84.4短路电流热效应Qk=×t=×2=18.4【KA2S】Smin=/C=/84.4=49.5(m)<50m 满足热稳定。九、高压开关柜的选择近年来高压开关柜（简称开关柜）的开发和制造发展的步伐比较快。额定电压有3、6、10、35kV等多种，额定电流可达到3150A，开断电流可达到50kA。高压开关柜应实现电器和机械的“五防闭锁”，防止误操作，提高安全可靠性，“五防”

37、的具体要求是： 防止误合、误分断路器 防止带负荷分、合隔离开关 防止带电挂接地线 防止带接地线合闸 防止误入带电间隔一、35kV侧高压开关柜的选择：从电气工程电气设备手册（电气一次部分）第11章中比较各开关柜后选择GBC35型手车式高压开关柜。GBC35型手车式高压开关柜系三相交流50Hz单母线系统的户内保护型成套装置。作为接受和分配35kV的网络电能之用。该开关柜为手车结构，采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于30mm，只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶，前后可以观察。联络母线一般采用50×5铝管，呈三角形布置在柜的下部。除柜

38、后用钢网遮栏以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门或封板中以保护。GBC35型手车式高压开关柜技术数据名称参数名称参数额定电压35kV最大关合电流42kA最高工作电压40.5kV极限通过电流42kA最大额定电流1000A2s热稳定电流16kA额定断开电流16kA额定断流容量1000MVA35kV变压器出线开关柜方案选择:Imax=1.05 Ie=629.8A主要设备: LCZ-35型电流互感器 ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器 CD10I型电磁操作机构35kV出线开关柜方案选择:Imax =124A主要设备:LCZ-35型电流互感器F2-35型避雷器、JS-2型

39、放电记录器JDJJ2-35型电压互感器、RN2-35形熔断器有关设备校验:ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器ZN-35/1000A-12.5KA型真空断路器的技术参数如下:额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流35kV40.5kV630A （1000A）8kA（12.5kA）20kA（32kA）热稳定电流(2s)额定关合电流固有分闸时间生产家8kA（12.5kA）20kA（32kA）0.06s西安电器设备厂此断路器的额定关合电流Ieg=20kAIch=7.74KA IegIch动稳定校验动稳定电流: idw=20kA ich=7.74kA idw ich 热稳定效应:

40、Qd=×t=×2=18.4KA2SIr2t=82×2=128Qd校验合格LCZ-35型电流互感器的校验额定电流比准确级准短时热稳定电流动稳定电流201000/50.5 3 B13(1S)（kA）42.4(kA)上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为200A的情况下取的热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数表示。热稳定倍数等于1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。×t=×t=(13)2×1=169A2SQd=×t=×1=9.2KA2S 符合要求动稳定校验: LH的动稳定能力用动稳定倍数表示。等于内

41、部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。×42.4=59.95KA (按最小动稳定电流计算)ich=7.74kA > ich 符合要求二、10kV侧高压开关柜的选择：比较各开关柜后选择GC5-10(F)型手车式高压开关柜。技术数据如下：名称参数名称参数额定电压3610kV额定电流63010002500A母线系统单母线最高工作电压3.6 7.2 11.510kV变压器出线开关柜方案选择一次线路选择主要设备: LFS-10型电流互感器ZN3-10型真空断路器10kV线路出线开关柜方案选择Imax =64.15A一次线路选择主要设备: LFS-10型电流互感器ZN3-10型真空断

42、路器 FS3型避雷器 JDJJ2电压互感器 RN2型熔断器有关设备校验:JN210型隔离开关；JDJ10型电压互感器1. ZN3-10型真空断路器 ZN3-10型真空断路器的技术参数如下: 资料参考电气工程电气设备手册表4-3-3额定电压额定电流开断电流动稳定电流10kV630A 1000A20kA50kA热稳定电流(2s)合闸时间固有分闸时间生产家20kA0.s 0.0s四川电器厂此断路器的额定开断电流Ieg=20kAIch=7.74kA IegIch5.动稳定校验动稳定电流: idw=50kA ich=7.74kA idw ich 热稳定效应:Qd=×t=×2=18.4

43、KA2SIr2t=202×2=800 KA2SQd校验合格LFS-10型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册中查得参数额定电流比准确级准热稳定电流动稳定电流51000/50.5 3 B32 kA (2S)80 kA上表中的动稳定电流、短时热稳定电流实在额定电流为200KA的情况下取的。热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数表示。热稳定倍数等于1S内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。×t=×t=(32)2×2=2048A2SQd=×t=×2=18.4KA2S 符合要求动稳定校验: LH的动稳定能力用动稳定倍数表示。等于内部允许

44、通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。×80=113.12KA (按最小动稳定电流计算)ich=7.74KA > ich 符合要求第七章 继电保护规划一、主变压器保护规划现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压等级等因素装设必要的、动作靠、性能高的继电保护装置。变压器保护的配置原则：变压器一般应装设以下保护 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护 短路保护 后备保护中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电

45、流保护 过负荷保护一、瓦斯保护容量为800KVA级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生轻微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保应动作断开变压器各电源侧断路器。瓦斯保护护装置：瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。二、纵联差动保护瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但

46、是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。在本设计中，采用由BCH-2继电器起动的纵联差动保护。为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器差动保护、瓦斯保护的后备，变压器应装设后备保护。后备保护的方案有过电流保护、负荷电压起动的过流保护、负序过电流保护和低阻抗保护等。目前，已广泛采用复合电压起动的过流保护作为变压器的后备保护。故在本设计也采用复合电压起动的过流保护。变压器的接地保护在中性点直接接地的变压器上,一般应装设反应接地短路的保护作为变压器的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。如果

47、变压器中性点直接接地运行，其接地保护一般采用零序电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器上。所以在本设计中变压器的接地保护采用零序电流保护。变压器的过负荷保护过负荷保护反应变压器对称负荷引起的过流保护。保护用一个电流继电器接于一相电流上，经延时动作于信号。对于两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设保护。二、线路保护的规划110kV侧:距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的,较少受运行方式的影响,在110220kV电网中得到广泛的应用。故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段保护范围为本线路长度的80%85%，T约为0.1S,第二短的保护范围为本

48、线路全长并延伸至下一线路的一部分, T约为0.50.6S ,距离第一段和第二短构成线路的主保护。距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远后备保护,和本线路第一段和第二断保护的近后备。110kV以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网,在中性点直接接地电网中,当线路发生单相接地故障时,形成单相接地短路,将出现很大的短路电流,所以要装设接地保护。35kV 、10kV侧保护的选用从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在35kV 、10kV侧无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远后备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到远后备作用，还必须装设

49、第三套电流保护，即定时限过电流保护。三、母线保护规划110kV母线保护规划110kV220kV电网中母线保护应用较多的是母联相位比较差动保护,故在本设计中110kV母线保护母采用联相位比较差动保护。35、10kV母线保护规划35、10kV采用的都是单母分段接线, 35、10kV单母分段接线,一般采用低阻抗的电流差动母线保护,故在本设计中35、10kV母线保护采用低阻抗的电流差动母线保护。第八章 各级配电装置的配置发电厂和变电站主接线中，所装开关电器、载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要求建设而成的电工建筑物，称为配电装置。它的作用是接受电能和分配电能，所以它是发电厂和变电所的重要组成部分

50、。一、配电装置的要求（1） 配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。（2） 保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。（3） 便于检修、操作和巡视。（4） 便于扩建和安装（5） 在保证上述条件要求下，应节约材料、减少投资。二、配电装置的分类及使用范围配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装置。屋内配电装置是将电气设备安装在屋内，它的特点是占地面积小，运行维护和

51、操作条件较好，电气设备受污秽和气候条件影响较小；但需建造房屋，投资较大。屋外配电装置是将电气设备装置在屋外，它的特点是土建工程量小，投资小，建造工期短，易扩建，但占地面积大，运行维护条件较差，易受污秽和气候条件影响。在发电厂和变电所中，一般35kV及以下的配电装置采用屋内配电装置，110kV及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但110kV及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心,当技术经济合理时,也可采用屋内配电装置。成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用刚材较多，造价较高。目前我国生产的335kV各种成套配电装置，在

52、发电机和变电站中已广泛应用。由以上各种方案比较得：在本设计中，10kV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜。35kV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜。110kV采用屋外半高型配电装置。第二部分：短路电流计算说明书短路电流计算在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案；选择电气设备，校验设备提供依据；为继电保护整定计算提供依据等。一 三相短路计算解：1、计算各阻抗标幺值查220kV及三相双绕组电力变压器技术数据查240MVA变压器的技术数据得：Ud%=14容量为120MVA的变压器（额定容量为：12000/12000/6000）的阻抗电压（

53、%）：Ud12%=24.7 Ud23%=8.8 Ud31%=14.7200MW的发电机的电抗标幺值：X1*=Xd“×=0.167×=0.0184×240MVA的变压器：X2*=×=×=0.013575Km线路：X3*=X0L×=0.4×75× =0.05780Km线路：X4*=X0L×=0.4×80× =0.06容量为1000MVA的发电机X5*=Xd“×=0.04×=0.0042×120MVA的变压器：Ud1%=( Ud12%+ Ud31%- Ud23%

54、)=(24.7+14.7-8.8)=15.3Ud2%=( Ud12%+ Ud23%- Ud31%)=(24.7+8.8-14.7)=9.4Ud3%=( Ud23%+ Ud31%- Ud12%)=(8.8+14.7-24.7)=-0.60X6*= X7*=×=×=0.1275 X8*= X9*=×=×=0.07830km线路：X10*= X11*=X0L×=0.4×30× =0.091SFPSL-40000/110的技术参数:Ud12%=10.5 Ud23%=17.5 Ud31%=6.5Ud1%=( Ud12%+ Ud31%-

55、 Ud23%)=(10.5+17.5-6.5)=10.75Ud2%=( Ud12%+ Ud23%- Ud31%)=(10.5+6.5-17.5)=-0.250Ud3%=( Ud23%+ Ud31%- Ud12%)=(17.5+6.5-10.5)=6.75X12*=×=×=0.269 X14*=×=×=0.169 X13*=0等值电路图:简化得2图(如上):其中: X15*= X4*+ X5*=0.06+0.004=0.064X16*= X1*+ X2*+ X3*=0.057+0.0135+0.018=0.0885X17*=0.14825X18*= X12*+ X13*=0.269X19*= X12*+ X14*=0.269+0.169=0.4382.