【电气工程及其自动化】某110kV降压变电所一次系统设计

1、 A 根底理论 B 应用研究 C 调查报告 D 其他本科生毕业论文设计某110kV降压变电所一次系统设计二级学院：信息科学与技术学院专 业：电气工程及其自动化完成日期：2021年05月10日目 录1 HYPERLINK l _Toc1896 设计资料参考分析1TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc19560 电源情况 PAGEREF _Toc19560 1 HYPERLINK l _Toc26526 1.2 设计任务书3 HYPERLINK l _Toc2794 1.3 设计成品3 HYPERLINK l _Toc1896 2 主变压器的选择3 HYPERLINK l _

2、Toc20284 负荷分析统计3 HYPERLINK l _Toc11915 主变选择 PAGEREF _Toc20284 4 HYPERLINK l _Toc24617 3 所用电的设计5 HYPERLINK l _Toc16604 所用电接线一般原那么5 HYPERLINK l _Toc20874 所用变容量型式确实定5 HYPERLINK l _Toc3296 3.3 所用电接线方式确定 PAGEREF _Toc20874 6 HYPERLINK l _Toc16815 4 电气主接线设计 PAGEREF _Toc20874 6 HYPERLINK l _Toc8697 5 短路电流计算

3、 PAGEREF _Toc14575 1 PAGEREF _Toc19560 1 HYPERLINK l _Toc11112 短路电流计算的目的 PAGEREF _Toc14575 1 PAGEREF _Toc19560 1 HYPERLINK l _Toc23784 短路电流计算条件 PAGEREF _Toc23784 1 PAGEREF _Toc19560 1 HYPERLINK l _Toc14575 根本假定 PAGEREF _Toc14575 1 PAGEREF _Toc19560 1 HYPERLINK l _Toc1398 一般规定 PAGEREF _Toc1398 12 HYP

4、ERLINK l _Toc10110 6 电气设备设计选择 PAGEREF _Toc20464 12 HYPERLINK l _Toc28222 选择母线按最大允许电流选择 PAGEREF _Toc20464 12 HYPERLINK l _Toc2148 110kV侧母线选择 PAGEREF _Toc20464 12 HYPERLINK l _Toc20464 35kV侧母线选择 PAGEREF _Toc21445 13 HYPERLINK l _Toc21445 10kV侧母线选择 PAGEREF _Toc21445 1 PAGEREF _Toc20284 4 HYPERLINK l _T

5、oc8823 6.2 断路器选择 PAGEREF _Toc20367 1 PAGEREF _Toc20874 6 HYPERLINK l _Toc6973 110kV侧断路器选择 PAGEREF _Toc20367 1 PAGEREF _Toc20874 6 HYPERLINK l _Toc20367 35kV侧断路器选择 PAGEREF _Toc6234 1 PAGEREF _Toc20874 6 HYPERLINK l _Toc6234 6.2.3 10kV侧断路器选择18 HYPERLINK l _Toc1954 隔离开关选择19 HYPERLINK l _Toc11261 110kV侧

6、隔离开关选择19 HYPERLINK l _Toc15048 35kV侧隔离开关选择19 HYPERLINK l _Toc25479 10kV侧隔离开关选择19 HYPERLINK l _Toc20438 电流互感器选择19 HYPERLINK l _Toc25969 110kV电流互感器选择19 HYPERLINK l _Toc10875 35kV电流互感器选择 PAGEREF _Toc18810 20 HYPERLINK l _Toc18810 10kV电流互感器选择 PAGEREF _Toc18810 20 HYPERLINK l _Toc25370 电压互感器的选择 PAGEREF _

7、Toc12177 21 HYPERLINK l _Toc12177 熔断器选择 PAGEREF _Toc18071 22 HYPERLINK l _Toc18071 避雷器选择 PAGEREF _Toc18071 22 HYPERLINK l _Toc29429 7 配电装置设计 PAGEREF _Toc29940 23 HYPERLINK l _Toc9590 110kV侧配电装置设计 PAGEREF _Toc29940 23 HYPERLINK l _Toc29940 35kV侧配电装置设计 PAGEREF _Toc29940 23 HYPERLINK l _Toc31751 10kV侧配

8、电装置设计 PAGEREF _Toc31751 23 HYPERLINK l _Toc4451 本所的户外式配电装置均采用中型 PAGEREF _Toc4451 23 HYPERLINK l _Toc28474 8 继电保护配置 PAGEREF _Toc21188 24 HYPERLINK l _Toc14010 变电所母线保护配置 PAGEREF _Toc21188 24 HYPERLINK l _Toc5152 110kV、35kV线路保护局部 PAGEREF _Toc21188 24 HYPERLINK l _Toc13294 10kV线路保护 PAGEREF _Toc21188 24

9、HYPERLINK l _Toc21188 变电所主变保护的配置 PAGEREF _Toc21188 24 HYPERLINK l _Toc21695 主变压器的主保护 PAGEREF _Toc21695 24 HYPERLINK l _Toc10946 8.2.2 主变压器的后备保护 PAGEREF _Toc9200 25 HYPERLINK l _Toc21599 9 防雷接地 PAGEREF _Toc21599 25 HYPERLINK l _Toc9200 变电所的进线段保护 PAGEREF _Toc19039 26 HYPERLINK l _Toc19039 接地装置的设计 PAGE

10、REF _Toc19039 26 HYPERLINK l _Toc10861 设计原那么 PAGEREF _Toc10861 26 HYPERLINK l _Toc9964 接地网型式选择及优劣分析 PAGEREF _Toc19039 2 PAGEREF _Toc3296 7 HYPERLINK l _Toc16684 降低接地网电阻的措施 PAGEREF _Toc19039 2 PAGEREF _Toc3296 7 HYPERLINK l _Toc21428 参考文献 PAGEREF _Toc19039 29 HYPERLINK l _Toc25288 致 谢 PAGEREF _Toc252

11、88 30 HYPERLINK l _Toc19109 附 录 PAGEREF _Toc19109 31 HYPERLINK l _Toc1908 附录A 等值电路计算 PAGEREF _Toc19109 31 HYPERLINK l _Toc6345 附录B 主要设备选型 PAGEREF _Toc27567 40 HYPERLINK l _Toc27567 附录C 防雷接线图 PAGEREF _Toc19109 41 HYPERLINK l _Toc19109 附录D 10kV配置图 PAGEREF _Toc1908 42 HYPERLINK l _Toc1908 附录E 110kV断面图

12、PAGEREF _Toc6345 43 HYPERLINK l _Toc6345 附录F 35kV断面图 PAGEREF _Toc27567 44 HYPERLINK l _Toc27567 附录G 10kV断面图 PAGEREF _Toc19109 45 HYPERLINK l _Toc19109 附录H 平面配置图 PAGEREF _Toc19109 46某110kV降压变电所一次系统设计摘要:变电所是电力系统的重要组成局部，它直接影响整个电力系统的平安与经济运行，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。本设计以110kV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变

13、电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号.根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。关键词:变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护A Step-down Substation 110kV System DesignAbstract: The substation is an important part of the power system, which directly affects the safety and economic operation of the entire power system, co

14、ntact the power plants and users of intermediate links, plays transformation and distribution of electric energy role. The design of step-down substation to 110kV as the main design and analysis of raw data to determine the main terminal of the transformer substation of substation; load calculation

15、to determine the number of main transformer capacity and model. According to the results of short circuit calculation, the substation primary equipment selection and calibration. While completion of the program design of lightning protection and grounding devices.keywords: Main substation electrical

16、 wiring; short circuit current calculation; primary equipment; lightning protection1 设计参考资料分析 电源情况与本所连接的系统电源共有3个，其中110kV两个，35kV一个。不要求在本所调压.具体情况如下： (1) 110kV系统变电所该所电源容量(即110kV系统装机总容量)为200MVA(以火电为主).在该所等电压母线上的短路容量为650MVA，该所与本所的距离为9kM。以一回路与本所连接。 (2110kV火电厂该厂距离本所12kM，装有3台机组和两台主变，以一回线路与本所连接，该厂主接线简图如图1-1：

17、 图1-1 系统图 (335kV系统变电所该所距本所kM。以一回线路相连接，在该所高压母线上的短路容量为250MVA。以上3个电源，在正常运行时，主要是由两个110kV级电源来供电给本所。35kV变电所与本所相连的线路传输功率较小，为联络用。当3个电源中的某一电源出故障，不能供电给本所时，系统通过并行运行调整运行方式，根本是能满足本所重要负荷的用电，此时35kV变电所可以按合理输送容量供电给本所。本所地理概况： 该所附近地区的气象及地质条件的大概取值： 年最高气温：40 最高月平均气温：34 年最低气温：-4 地震烈度：7度以上 年平均雷电日：90天 海拔高度：75M 负荷资料 (1) 35k

18、V负荷见表1-1，表1-1 35kV负荷用户名称容量MW距离kM备注化工厂15类负荷铝厂13类负荷水厂5类负荷塘源变74类负荷35kV用户中，化工厂，铝厂,水厂都有自备电源。 (2) 10kV远期最大负荷见表1-2，表1-2 10kV远期最大负荷用户名称容量MW负荷性质备注机械厂自行车厂食品加工厂电台纺织厂木材厂齿轮厂 (3) 本变电所自用负荷约为60kVA.。 (4) 一些负荷参数的取值： a 负荷功率因数均取。 b 荷同期率。 c 年最大负荷利用小时数小时/年。 d 表中所列负荷不包括网损在内，故计算时因考虑网损，此处计算一律取网损率为5%。 e 各电压等级的出线回路数在设计中根据实际需要

19、来决定。各电压等级是否预备用线路请自行考虑决定。1.2 设计任务书 (1) 电气主接线设计。 (2) 短路电流计算。 (3) 主要电气设备及载流导体选择。 (4) 配电装置的设计。1.3 设计成品说明书一份包括对设计根本内容的论证：短路电流计算过程。电气设备选择计算过程。2 主变压器的选择 负荷分析统计 (1) 35kV侧负荷： (2-1) 其中类负荷： (2-2)类负荷占总负荷百分数： (2-3) (2) 10kV侧负荷： (2-4) 其中类负荷： (2-5)类负荷： (2-6) 类负荷总负荷百分数： (2-7) 类负荷占总负荷百分数： (2-8) (3) 110kV侧负荷： (2-9) 主

20、变选择 (1) 台数分析：为了保证供电的可靠性，选两台主变压器。 (2) 主变压气容量：主变压气容量应根据510年的开展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故是的过负荷能力。所以每台变压器的额定容量按 PM为变电所最大负荷选择，即这样当一台变压器停用时，可保证对70%负荷的供电。(3) 考虑变压器的事故过负荷能力，那么可保证对98%的负荷供电，由于一般电网变电所大约有25%的非重要负荷，因此采用Sn=0.7PM对变电所保证重要负荷来说是可行的。(4)15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。因15%Sn=1841.2kVA。所以S1S2S315%Sn。即通过主变压器各绕组的功率均到达15%Sn以

21、上，又因中性点具有不同的接地方式，所以采用普通的三绕组变压器。选为SFSL120000型，容量比为100/100/50。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。故本次变电站设计的三个电压等级分别为：110kV、35kV和10kV，所以选用主变的接线组别为YN，yn0，d1118变压器参数见表2-1。表2-1 主变型号与参数型号及容量kVA额定电压高 /中 /低损耗kW阻抗电压%空载电流%参考价格(万元)综合投资(万元)空载短 路高-中高-低中-低高-中高-低中-低SFSL1-20000131183

22、所用电的设计变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所开展规划，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计到达经济合理，技术先进，保证变电所平安，经济的运行。 所用电接线一般原那么(1) 满足正常运行时的平安,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求。(2) 尽量缩小所用电系统的故障影响范围,并尽量防止引起全所停电事故。(3) 充分考虑变电所正常,事故,检修,起动等运行下的供电要求,切换操作简便。 所用变容量型式确实定见表表3-1 S9-50/10变压器参数表站用变压器的容量应满足经常的负荷需要，对于有重要负荷的变电所，应考虑当

23、一台所变压器停运时，其另一台变压器容量就能保证全部负荷的6070%。由于S=60kVA且由于上述条件所限制。所以，两台所变压器应各自承当30kVA。当一台停运时，另一台那么承当70%为42kVA。型 号电压组合连接组标号空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压高 压高压分接范围低压S9-50/10105%10;6.3;6Y,yn04应选两台50kVA的主变压器就可满足负荷需求。考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器表3-1。3.3 所用电接线方式确定所用电的接线方式，在主接线设计中，选用为单母分段接线选两台所用变压器互为备用，每台变压器容量及型号相

24、同，并且分别接在不同的母线上。4 电气主接线设计110kV侧：本所在正常运行时主要是由12两个110kV级电源来供电。所以必须考虑其可靠性。35kV侧：因为此侧类负荷占57.8%占的比例重大，考虑类用户的可靠性，应采用带有旁路的接线方式。10kV侧：此侧类负荷占26.7%比重不大，但负荷较多，且本所用电即从本侧取，所以应考虑带旁路和分段。方案： 图4-1 主接线图一 110kV：采用桥形接线设备少，接线简单清晰，为了检修桥连断路器时不致引起系统开环运行，增设并联的旁路隔离开关以供检修用。但桥形可靠性不高，见图4-1。35kV：采用单母线分段带专用旁路。接线简单清晰，操作简单，当检修出线断路器时

25、可不停电,可靠性比拟高，但当母线短路时要停电，见图4-1。 10kV：采用单母线分段带专用旁路的，所用电采用双回路供电提高了所用电可靠性，见图4-1。方案：图4-2 主接线图二110kV：采用桥形接线，其接线方式同方案的主接线图一，见图4-2。35kV：双母线带专用旁路，可靠性更高，灵活。检查出线断路器不会停电。母线短路只出线短时停电，可靠地保证类用户用电，但投资大，操作较复杂，易出现误操作，见图4-2。 10kV: 采用单母线分段带专用旁路，其接线方式同方案主接线图一，见图4-2。方案： 110kV：采用桥形接线，同方案，见图4-3。35kV：采用单母线分段兼专用旁路，接线清晰明了，可靠性较

26、高，但做母联和做旁路时切换复杂，见图4-3。10kV：采用单母线分段，接线简单，但在检修出线断路器时需停电，可靠性不高，见图4-3。图4-3 主接线图三可靠性分析方案： 110kV侧采用桥形接线，使断路器到达最简。鉴于110kV为两回进线，所以采用桥形较合理。可靠性比单元接线要高，并易开展成单母线分段，为以后的开展大下根底。又因，两个110kV电源离本所不远出现故障的机率不多，所以虽可靠性不很多，但仍可满足需要。35kV：采用单母线分段带旁路，当检修出线断路器时可不停电，因为进行分段且是断路器分段，所以当一段母线发生故障时，可以保证正常段母线不间断供电，因为设置旁路母线，可以保证。类用户用电要

27、求，同时它结构简单清晰，运行也相对简单，便于扩建和开展。同时它投资小，年费用较低，占地面积也比双母线带旁路小，年费用较小，所以满足35kV侧用户的要求，但当母线故障时，可能出现一半容量停运。10kV：采用单母线分段带旁路，因为本侧类用户仅占26.8%。所以完成可靠满足供电要求。方案： 110kV侧采用桥形接线，可靠性同方案。35kV：采用双母线带旁路，通过两组母线隔离开关的到闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一出线断路器无需停电。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上。能灵活地适应各种运行方式调度和潮流变化需要.扩建方便，但投资大，占地

28、多，配电装置复杂，容易发生误操作。10kV：采用单母线分段，所用电因较重要，采用双回路供电来提高它的可靠性，同方案。方案： 110kV侧采用桥形接线，可靠性同方案。35kV：采用单母线分段兼专用旁路，这种接线方式具有了旁路的优点，同时减少了一个断路器使投资减少，但要检修任一断路器时，操作步骤复杂，对本级类用户的供电可靠性有一定影响。10kV：采用单母线分段，这种接线方式使当一段母线发生故障时，不致造成政策母线也同时停电，缩小了停电范围。对本级出线多，很适合，但因为没有带旁路，使当检修出线断路器时需要停电，这样就不能保证本级类负荷的要求。所以，选用方案与方案进行经济比拟。经济比拟统一初选同一类型

29、主变压器和断路器参数见表4-1，表4-1 主变压器和断路器参数表元器件 型号主变压器 SFSL120000 110kV断路器DW311035kV断路器DW33510kV断路器GG1A25方案：表4-2 方案 价格表电压等级 接线形式价格110kV母线 桥形万元35kV母线 单母线带专用旁路分段万元10kV母线 单母线分段带专用旁路万元U=31.4+23.983+9.315=万元，参数见表4-2。变压器年电能损失总量A (4-1) (4-2) (4-3)方案：表4-3 方案价格表电压等级接线方式价格110kV桥形万元35kV母线双母线带旁路万元10kV母线单母线分段带旁路万元U=31.4+25.

30、786+8.415=65.601(万元，参数见表4-3。 (4-4)方案I的线路较方案的线路简单，线损耗自然也会较方案少很多，再综合变压器的损耗，在损耗方面方案I较为优先考虑。 U U, (4-5) 经比拟选用方案I5 短路电流计算 短路电流计算的目的在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环。其计算的目的的主要有以下几个方面：(1) 在选择电气主接线时，为了比拟各种接线方案，或确定某一接线是否需要采用限制短路电流的措施，均需进行必要的短路电流计算。(2) 在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障状况下都能平安、可靠的工作。同时又力求节约资金，这就需要按短路情况进行全面校

31、验。(3) 在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线相间和相对地平安距离。(4) 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。(5) 接地装置的设计，也需用短路电流。 短路电流计算条件 根本假定(1) 正常工作时，三相系统对称运行。(2) 所有电流的电动势相位角相同。(3) 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。(4) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。(5) 不考虑短路点的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。(6) 不考虑短路点的电流阻抗和变压器的励磁电流。(7) 元件的技术参数均取额定值，不考虑参数的误差和调整范围。(8) 输电线路的电

32、容略去不计。 一般规定(1) 验算导体电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统远景的开展方案。(2) 选择导体和电器用的短路电流，在电器连接的网络中，应考虑具有反响作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响。(3) 选择导体和电器时，对不带电抗回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大地点。(4) 导体和电器的动稳定、热稳定和以及电器的开断电流，一般按三相短路计算。短路电流计算见附录A。6 电气设备设计选择 选择母线按最大允许电流选择 110kV侧母线选择母线最大工作电流按一台主变容量来计算 (6-1) (1) 按长期发热允

33、许电流选择截面。因为110kV侧为户外配电装置。所以选用软导线。查?设计资料?表5-13初选用型号为LGJ50的钢芯铝绞线，由于是户外装置，所以按最热月平均最高温。即34查?电气?附表3得环境修正系。数LGJ50型导线在基准温度25时，载流量为210.0 A。 Ial34210.0=184.8A110.22A (6-2) (2) 热稳定校验tk (6-3) 周=期分量热效应 (6-4) 因tk1秒，所以要计算非周期分量热效应Qnp且取 (6-5) 故 (6-6)正常运行时的导体温度 (6-7)查?电气?表4-6得C=88，满足短路时发热的最小截面 (6-8)所以选择LGJ-50型导线满足要求。

34、由于是软导线，所以可不必校验动稳定。 35kV侧母线选择35kV35kV电压母线接于主变二次侧，所以 (6-9) (1) 因为35kV为室外设备，所以选用软导线，查?设计资料?表5-13。初选用LGJ-120型导线。在基准温度25时载流量为380A，k值取。那么 (6-10) (2) 热稳定校验: (6-11) 同期分量热效应: (6-12)因为，所以应算非周期分量热效应Qnp.且取 (6-13)故： (6-14)正常运行时导体温度: (6-15)查?电气?表4-6得C=89，满足短路时发热的最小截面: (6-16) 满足热稳定要求。 10kV侧母线选择 (1) 该侧采用室内配电装置。所以0应

35、取最热月平均最高温度再加5，即34+5=39。查?电气?附表3，k取。导体采用矩形。因为矩形导体一般用于35kV及以下，电流在400A及以下的配电装置中。而且矩形导体散热条件好，便于固定和连接。查?手册?表5-4。选用1条8010矩形导体，平放允许电流为1411A。竖放允许电流为1535A，集肤效应系数kS (6-17)10kV母线按一台主变容量来计算,因为10kV电压母线接在主变低压侧,所以 (6-18) (6-19) (2) 热稳定效验： (6-20)周期分量热效应： (6-21)非周期分量热效应且取, (6-22)故： (6-23)正常运行时导体温度: (6-24)查?电气?表4-6得C

36、=92，满足短路时发热的最小截面 (6-25)满足热稳定要求。 (3) 动稳定效验：导体自振频率由以下求得: (6-26) (6-27)按汇流母线为两端简支多跨梁方式查表4-5，,那么 L取1m (6-28)故 =1变压器出口断路器侧短路时，k那么冲击电流 (6-29)母线相间引力: a=0.25m (6-30)导体截面系数: (6-31)那么 (6-32)硬铝最大允许应力: (6-33)绝缘子间最大允许跨距: (6-34)所以L=1m满足要求。6.2 断路器选择 110kV侧断路器选择 在110kV火电厂侧变电站短路，那么应将110kV系统和35kV系统电源送出的短路电流与110kV火电厂送

37、出的短路电流比拟，以两者间大者为基准选择断路器和隔离开关。 (6-35)周期分量热效应: (6-36) (6-37) (6-38)冲击电流: (6-39) (6-40) 由以上计算参数，参考?设计资料?表5-26可选择SW6110/1200型断路器。其计算参数与SW6110/1200参数比拟如表6-1，表6-1 SW6-110/1200参数表计算数据 SW6110/1200UNS110kVUN110kVImax0.135kAIN1200kA I2.113kAInbr21kAishiwt55kAQkIt2*t 15.84(kA)2S通过以上比拟： SW6110型断路器完全能满足要求。 35kV侧

38、断路器选择最大持续工作电流: (6-41)最大短路电流: (6-42) (6-43)冲击电流: (6-44)周期分量热效应: (6-45)非周期分量: (6-46) 故： (6-47)由计算数据与SW335/600参数比拟见表6-2，表6-2 SW-35/600参数表15计算数据SW335/600UNS35kVUN35kVImaxIN600AIInbrishiwt17kAQk5.321kA)2SIt2*t6.624kA)2S通过以上比拟： SW335/600型断路器完全能满足要求。 10kV侧断路器选择 (6-48) (6-49) (6-50) (6-51)周期分量热效应: (6-52)非周期

39、分量: (6-53) 故： (6-54)冲击电流: (6-55)由计算数据与SN1010/1000参数比拟见表6-3，表6-3 SN-10/1000参数表15 计算数据 SN1010/1000UNS10kVUN10kVImaxIN1000AIInbrishiwt71kAQk126.874kA)2SIt2*t2924kA)2S通过以上比拟： SN1010/1000型断路器完全能满足要求。 隔离开关选择 110kV侧隔离开关选择隔离开关的选择参数见表6-4，详细见?发电厂电气局部?15。表6-4 GW2-110/600 计算数据GW2110 UNS110kVUN110kV Imax135AIN60

40、0A ish8.652kA ies50kA Qk5.3886kA)2SIt2*t1425kA)2S 35kV侧隔离开关选择隔离开关的选择参数见表6-5，详细见?发电厂电气局部?15。表6-5 GW2-35/600计算数据 GW235UNS35kVUN35kVImaxIN600Aish7.302kAies50kA Qk5.321kA)2SIt2*t1425kA)2S 10kV侧隔离开关选择隔离开关的选择参数见表6-6，详细见?发电厂电气局部?15。表6-6 GN6-10/1000 计算数据GN610/1000UNS10kVUN10kVImaxIN1000Aishies50kAQk126.874k

41、A)2SIt2*t1425kA)2S 电流互感器选择 110kV电流互感器选择110kV有关数据见表6-7，表6-7 电流互感器参数UN=110kVImax=135AishQk=5.389kA)2S 互感器选择：电流互感器安装处电压为110kV，最大工作电流为135A，安装在室外。查表5-51选LCWD110室外型电流互感器，互感器变比为600/5，级数组合，选级。其次负荷为12.动稳定倍数kes=60，热稳定系数为34。校验所选电流互感器的动稳定和热稳定:热稳定校验： (6-56)动稳定校验： (6-57)均满足要求，故LCWD110合格。 35kV电流互感器选择 (1) 额定电压： (6-

42、58) (2) 额定电流： (6-59)根据以上数据，可初步选择LCWD35型户外独立式电流互感器，其技术参数见表6-8，表6-8 LCWD参数额定电流比1000/5A1S热稳定倍数65动稳定倍数38 (3) 热稳定效验: (6-60) (6-61)满足热稳定要求. (4) 动稳定效验: (6-62) (6-63) 10kV电流互感器选择 (1) 额定电压: (6-64) (2) 额定电流： (6-65)根据以上数据，可初步选择LAJ-10型户外电流互感器，其技术参数见表6-9，表6-6 LAL-9参数额定电流比3000/5A1S热稳定倍数60动稳定倍数90 (3) 热稳定效验 (6-66)

43、(6-67) 满足热稳定要求。 (4) 动稳定效验 (6-68) (6-69) 电压互感器的选择各电压互感器除供给测量仪表和继电保护外，另有辅助绕组，供给保护及绝缘监察装置用。电压互感器的配置原那么如下： (1) 母线除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。 (2) 线路35kV级以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。 (3) 发电机一般装23组电压互感器。一组三只单相、双绕组供自动调节励磁装置。另一组供测量仪表、同步和保护装置使用，该互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，其开口三角

44、形供发电机在未并列之前检查是否接地之用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。5万kW级以上发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护。 (4) 变压器变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。根据以上配置原那么和电压互感器选择和校验条件选出电压互感器见表6-10，详细见?发电厂电气局部?15。表6-10 电压互感器参数表安 装 地 点型 号数 量额 定 变 比最 大 容 量(VA)35kV母线 JDJJ-352120010kV母线JSJW-10210000/100/100/3960 熔断器选择由于110kV和35kV侧

45、电压互感器的电压等级很高，不宜装设熔断器，下面对10kV侧熔断器进行选择。由于PT一次绕组电流很小，故熔断器只需按额定电压和开断电流进行选择。即： 选择结果见表6-11，表6-11 熔断器参数表安 装 地 点型 号额定电压kV额定电流A最大开断电流kA断流容量MVA10kV电压互感器RN21085 1000 避雷器选择 根据避雷器配置原那么，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器；变压器中心点接地必须装设避雷器，并应接在变压器与断路器之间；110kV、35kV线路侧一般不装设避雷器。 本工程采用110kV、35kV配电装置构架上设避雷针；10kV配电装置设独立避雷针进行直接雷保护。为了防止还击

46、，主变构架上不设置避雷针。采用避雷器来防止雷电侵入波对电器设备绝缘造成危害。避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器磁吹避雷器，且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程110kV和35kV系统中，采用氧化锌避雷器。 由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压要长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过避雷器允许的持续运行电压。避雷器选择情况见表6-12。表6-12 避雷器参数表型 号安装地点额定电压kV灭弧电压kV工频放电电压kV冲击放电电压kV不大于不小于不大于FZ-3535kV侧3541841

47、04148FZ-110J变压器110kV中性点110100224268364FS-1010kV出线102631457 配电装置设计 110kV侧配电装置设计 本所为一般变电所，从原始资料分析可知，它在郊外土地较宽裕，并为110kV，所以采用户外配电装置。户外配电装置有以下特点：建设周期短，扩建方便，便于带电作业，土建工作量和费用较少，各设备之间距离较大。但易受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘。 35kV侧配电装置设计 一般情况下，35kV变电所配电装置采用户外式，并因为本所在郊外，用地方便，所以采用户外式。 10kV侧配电装置设计采用室内成套配电装置，电器布置在封闭或半封闭的金属外壳

48、中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小，所有电器组装成一体，减少了安装工作量，并且不受外界环境影响，运行可靠性高，维护方便。 本所的户外式配电装置均采用中型 因为从原始资料分析可知，本地地震烈度到达7级，故应采用抗振性能较好的中型配电装置。它有如下优点：运行可靠，布置较清晰，施工和检修比拟方便，构架低，钢材用量少，造价低。8 继电保护配置继电保护是电力系统平安稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。 变电所母线保护配置 110kV、35kV线路保护局部

49、(1) 距离保护。 (2) 零序过电流保护。 (3) 自动重合闸。 (4) 过电压保护。 10kV线路保护 (1) 10kV线路保护：采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三相一次重合闸。 (2) 10kV电容器保护：采用微机保护装置，实现电流过流保护、过压、低压保护。 (3) 10kV母线装设小电流接地选线装置。 变电所主变保护的配置电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，而本次所设计的变电所是110kV降压变电所，如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，影响变电所供电可靠性。 主变压器的主保护 (1) 瓦斯保护 对变压器

50、油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反响于油箱内部所产生的气体或油流而动作.其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。 (2) 差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。8.2.2 主变压器的后备保护 (1) 过流保护为了反响变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。 (2) 过负荷保护 变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个

51、时间继电器。 (3) 变压器的零序过流保护对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有局部变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。9 防雷接地变电所是电力系统的中心环节，是电能供给的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的平安运行。 变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电

52、波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针线的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生还击。 对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并平安地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。 避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用

53、电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。 变电所的进线段保护为使避雷器可靠的保护变压器，还必须设法限制侵入波陡度和流过避雷器的冲击电流幅值。因为避雷器的残压与雷电流的大小有关，过大的雷电流致使过高，而且阀片通流能力有限，雷电流假设超过阀片的通断能力，避雷器就会坏。因此，还必须增加辅助保护措施配合避雷器共同保护变压器，这一辅助措施就是进线段。 如果线路没有进线段保护，雷直击变电所附近导线时，流过避雷器的雷电流幅值和陡度是有可能超过容许值的。因此，为了限制侵入波的陡度和幅值，使避雷器可靠动作，变电所必须有一段进线段保护。本设计中采用的是在进线进线12km范围内装设避雷器

54、17。 接地装置的设计 接地就是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地相连，使该物体或节点与大地保持等电位，埋入地中的金属接地体称为接地装置。 设计原那么 (1) 由于变电站各级电压母线接地故障电流越来越大，在接地设计中要满足电力行业标准DL/T621-1997?交流电气装置的接地?中R2000/I是非常困难的。现行标准与原接地规程有一个很明显的区别是对接地电阻值不再规定要到达，而是允许放宽到5，但这不是说一般情况下，接地电阻都可以采用5，接地电阻放宽是有附加条件的，即：防止转移电位引起的危害，应采取各种隔离措施；考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，3-10kV

55、避雷器不应动作或动作后不应损坏；应采取均压措施，并验算接触电位差和跨步电位差是否满足要求, 施工后还应进行测量和绘制电位分布曲线。 (2) 在接地故障电流较大的情况下，为了满足以上几点要求，还是得把接地电阻值尽量减小。接地电阻的合格值既不是，也不是5，而应根据工程的具体条件，在满足附加条件要求的情况下，不超过5都是合格的17。 接地网型式选择及优劣分析220kV及以下变电站地网网格布置采用长孔网或方孔网，接地带布置按经验设计，水平接地带间距通常为5m-8m。除了在避雷针线和避雷器需加强分流处装设垂直接地极外，在地网周边和水平接地带交叉点设置的垂直接地极，进所大门口设帽檐式均压带，接地网结构是水

56、平地网与垂直接地极相结合的复合式地网。长孔与方孔地网网格布置尺寸按经验确定，没有辅助的计算程序和对计算结果进行分析，设计简单而粗略。因为接地网边缘局部的导体散流大约是中心局部的3-4倍，因此，地网边缘局部的电场强度比中心局部高，电位梯度较大，整个地网的电位分布不均匀。接地钢材用量多，经济性差。在220kV及以下的变电工程中采用长孔网或方孔网，因为入地故障电流相对较小，地网面积不大，缺点不太突出。而在500kV变电站采用，上述缺点的表现会十清楚显，建议500kV变电站不采用长孔或方孔地网17。 降低接地网电阻的措施 (1) 利用地质钻孔埋设长接地极根据接地理论分析，接地网边缘设置长接地极能加强边

57、缘接地体的散流效果，可以起到降低接地电阻和稳定地网电位的作用。如果用打深井来装设长接地极，那么施工费很高，如利用地质勘察钻孔埋设长接地极，施工费将大大节省。但需注意：利用地网边缘的地质钻孔，间距不小于接地极长的两倍；钻孔要伸入地下含水层方可利用，工程中我们曾经进行过实测，未插入到含水层的长接地极降阻效果差。 (2) 使用降阻剂在高土壤电阻率区的接地网施工中使用降阻剂，无论是变电还是发电工程例子都很多。20世纪的70年代到80年代，使用较多的是膨润土降阻剂和碳基类降阻剂。据了解，多个使用降阻剂的工程，接地完工后测量接地电阻情况都不错，但由于缺乏长期的跟踪监测，对降阻剂性能的长效性和对接地极材料的

58、腐蚀性的信息返回少。确实也有质量差的降阻剂，降阻效果不能持久，对接地网造成腐蚀，引起各地对降阻剂使用意见分岐。 (3) 利用地下水的降阻作用,深井接地,引外接地当变电站附近有低土壤电阻率区水塘、水田、水洼地，可以敷设辅助接地网与所内主接地网连接，这种方式叫引外接地。这也是降低接地电阻的有效措施。 (4) 扩大接地网面积 我们知道，在均匀分布的土壤电阻率条件下，接地电阻与接地网面积的平方成反比，接地网面积增大，那么接地电阻减小，因此，利用扩大接地网面积来降低接地电阻是可能预见的有效降阻措施。 参考文献1 电力工业部西北电力设计院. 电气工程设计手册电气一次局部M. 北京：中国电力出版社,1998

59、.2 弋东方. 电气设计手册电气一次局部M. 北京：中国电力出版社,2002.3 陈学庸. 电力工程电气设备手册电气二次局部M. 北京：中国电力出版社，1996.4 曹绳敏. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料M. 北京：中国电力出版社，.5 文远芳. 高电压技术M. 武汉：华中科技大学出版社，.6 孟祥萍. 电力系统分析M. 北京：高等教育出版社,2004.7 刘吉来,黄瑞梅. 高电压技术M. 北京： 中国水利水电出版社 ,2004.8 熊信银,吴希再. 电力工程M. 武汉: 华中科技大学，1997.9M. 北京： HYPERLINK :/202.192.129.7:82/searchres

60、ult.aspx?publisher_f=%bb%fa%d0%b5%b9%a4%d2%b5%b3%f6%b0%e6%c9%e7&dt=ALL&cl=ALL&dp=20&sf=M_PUB_YEAR&ob=DESC&sm=table&dept=ALL 机械工业出版社，2003.10M. 北京：中国电力出版社，2004.11 M. 北京： HYPERLINK :/202.192.129.7:82/searchresult.aspx?publisher_f=%d6%d0%b9%fa%b5%e7%c1%a6%b3%f6%b0%e6%c9%e7&dt=ALL&cl=ALL&dp=20&sf=M_PUB_Y