桂林市高新区66KV变电所设计毕业设计

1、桂林市高新区66KV变电所设计摘 要随着现代工业化的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电力系统的稳定性、可靠性和持续性通常取决于变电所的设计和配置。一个典型的变电所要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。根据各项规定，本论文设计了一个降压变电所。本次设计根据桂林市高新区各工厂电力负荷资料，对该地区66/10KV变电所进行初步设计，结合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能力问题。本设计以实际负荷为依据，以变电所的最佳运行为基础，按照有关规定和规范，做出了满足该地区供电要求的66KV变电所初步设计。设计中首先对负荷进行了

2、计算与统计，选出了所需的主变压器型号，然后根据负荷性质拟定主接线方案，设计中还包括短路计算和对各电压等级侧的电气设备进行了选择与校验，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了继电保护的设计和计算，提高了整个变电所的安全性与可靠性。关键词：66KV；变压器；主接线；电气设备保护Guilin high-tech zone 66KV substation designABSTRACTWith the development of modern industrialization, increasing demand for the electricity supply, in pa

3、rticular the stability of electricity supply, reliability and durability. However, power system stability, reliability, and sustainability often depends on the design of substation and configuration. A typical substation substation equipment you require reliable operation, the operation is nimble, e

4、conomical, convenient extension. According to the provisions, we designed a step-down transformer substation. According to this design in Guilin high-tech zone factories power load information, preliminary design of 66/10KV substation in the area, combined with the power supply situation in the coun

5、try to address the departmental safety and distribution capacity of economic and technical issues. This design was based on actual and optimum operation of substation based on according to related regulations and specifications, to meet power requirements in the area of 66KV substation design. First

6、 of all in the design load is calculated with statistics, selected the required transformer type and based on load characteristics main wiring scheme, also included in the design of short circuit calculation and electric equipment for different voltage levels for selection and validation, such as ci

7、rcuit breakers, disconnect switches, transformers, current transformers, etc. Also for design and calculation of relay protection improves the security and reliability of the entire substation.Key words: 66KV, Transformer, Wiring, Electrical equipment protection 目 次 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4

8、21478067 摘 要 PAGEREF _Toc421478067 h I HYPERLINK l _Toc421478068 1绪论 PAGEREF _Toc421478068 h 1 HYPERLINK l _Toc421478069 选题的目的和意义 PAGEREF _Toc421478069 h 1 HYPERLINK l _Toc421478070 选题的目的 PAGEREF _Toc421478070 h 1 HYPERLINK l _Toc421478071 选题的意义 PAGEREF _Toc421478071 h 1 HYPERLINK l _Toc421478072 国内

9、外研究状况 PAGEREF _Toc421478072 h 2 HYPERLINK l _Toc421478073 所址选择和所区规划 PAGEREF _Toc421478073 h 2 HYPERLINK l _Toc421478074 变电所在电力系统的作用 PAGEREF _Toc421478074 h 3 HYPERLINK l _Toc421478075 2负荷计算 PAGEREF _Toc421478075 h 4 HYPERLINK l _Toc421478076 负荷计算的内容和目的 PAGEREF _Toc421478076 h 4 HYPERLINK l _Toc42147

10、8077 负荷计算的方法 PAGEREF _Toc421478077 h 4 HYPERLINK l _Toc421478078 桂林市高新区变电所10KV侧各工厂的计算负荷 PAGEREF _Toc421478078 h 5 HYPERLINK l _Toc421478079 线路的功率损耗 PAGEREF _Toc421478079 h 7 HYPERLINK l _Toc421478080 变压器功率损耗 PAGEREF _Toc421478080 h 9 HYPERLINK l _Toc421478081 3变电所主变压器的选择 PAGEREF _Toc421478081 h 12 H

11、YPERLINK l _Toc421478082 变压器选择的规定 PAGEREF _Toc421478082 h 12 HYPERLINK l _Toc421478083 主变压器的选择 PAGEREF _Toc421478083 h 12 HYPERLINK l _Toc421478084 台数的选择 PAGEREF _Toc421478084 h 12 HYPERLINK l _Toc421478085 容量的选择 PAGEREF _Toc421478085 h 12 HYPERLINK l _Toc421478086 无功功率补偿 PAGEREF _Toc421478086 h 13

12、HYPERLINK l _Toc421478087 4电气主接线的设计 PAGEREF _Toc421478087 h 16 HYPERLINK l _Toc421478088 供电电源的确定 PAGEREF _Toc421478088 h 16 HYPERLINK l _Toc421478089 设计原则 PAGEREF _Toc421478089 h 16 HYPERLINK l _Toc421478090 主接线方案的确定 PAGEREF _Toc421478090 h 16 HYPERLINK l _Toc421478091 5短路电流计算 PAGEREF _Toc421478091

13、h 18 HYPERLINK l _Toc421478092 短路的原因及计算短路电流的目的 PAGEREF _Toc421478092 h 18 HYPERLINK l _Toc421478093 短路电流的计算方法 PAGEREF _Toc421478093 h 18 HYPERLINK l _Toc421478094 短路电流的计算过程 PAGEREF _Toc421478094 h 19 HYPERLINK l _Toc421478095 6电气设备的选择 PAGEREF _Toc421478095 h 22 HYPERLINK l _Toc421478096 电气设备选择的一般原则

14、PAGEREF _Toc421478096 h 22 HYPERLINK l _Toc421478097 各电压等级侧断路器的选择 PAGEREF _Toc421478097 h 23 HYPERLINK l _Toc421478098 66KV侧断路器的选择 PAGEREF _Toc421478098 h 23 HYPERLINK l _Toc421478099 10KV侧断路器的选择 PAGEREF _Toc421478099 h 24 HYPERLINK l _Toc421478100 隔离开关的选择 PAGEREF _Toc421478100 h 25 HYPERLINK l _Toc

15、421478101 66KV侧隔离开关的选择 PAGEREF _Toc421478101 h 25 HYPERLINK l _Toc421478102 6.3.2 10KV侧隔离开关的选择 PAGEREF _Toc421478102 h 26 HYPERLINK l _Toc421478103 电压互感器和电流互感器的选择 PAGEREF _Toc421478103 h 27 HYPERLINK l _Toc421478104 电压互感器的选择 PAGEREF _Toc421478104 h 27 HYPERLINK l _Toc421478105 电流互感器的选择 PAGEREF _Toc4

16、21478105 h 28 HYPERLINK l _Toc421478106 66KV侧的电流互感器的选择与检验 PAGEREF _Toc421478106 h 29 HYPERLINK l _Toc421478107 10KV侧的电流互感器的选择与检验 PAGEREF _Toc421478107 h 30 HYPERLINK l _Toc421478108 导线选择 PAGEREF _Toc421478108 h 31 HYPERLINK l _Toc421478109 6.5.1 66KV侧汇流母线和引出母线的选择 PAGEREF _Toc421478109 h 31 HYPERLINK

17、 l _Toc421478110 10KV侧汇流母线和引出母线的选择 PAGEREF _Toc421478110 h 32 HYPERLINK l _Toc421478111 7继电保护 PAGEREF _Toc421478111 h 34 HYPERLINK l _Toc421478112 继电保护的基本任务 PAGEREF _Toc421478112 h 34 HYPERLINK l _Toc421478113 继电保护的基本要求 PAGEREF _Toc421478113 h 34 HYPERLINK l _Toc421478114 变压器的继电保护设置 PAGEREF _Toc4214

18、78114 h 35 HYPERLINK l _Toc421478115 变压器的纵联差动保护 PAGEREF _Toc421478115 h 35 HYPERLINK l _Toc421478116 变压器的瓦斯保护 PAGEREF _Toc421478116 h 37 HYPERLINK l _Toc421478117 变压器的过电流保护 PAGEREF _Toc421478117 h 37 HYPERLINK l _Toc421478118 线路保护设计 PAGEREF _Toc421478118 h 38 HYPERLINK l _Toc421478121 结 论 PAGEREF _T

19、oc421478121 h 39 HYPERLINK l _Toc421478122 致 谢 PAGEREF _Toc421478122 h 40 HYPERLINK l _Toc421478123 参考文献 PAGEREF _Toc421478123 h 41 HYPERLINK l _Toc421478124 附 录 PAGEREF _Toc421478124 h 421绪论选题的目的和意义选题的目的由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分,所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电所使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的

20、核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电所在整个经济开发区中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。变电所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。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。由于桂林市高新区经济发展的需要电力供不应求的情况下，为了适应经济开发的发展要在其区内建设66KV变电站。选题的意义变电站是汇集电源、升降电压和分配电力场所。变电站有升压变电站和降压

21、变电站两大类。升压变电站通常是发电厂升压站部分，紧靠发电厂。降压变电站通常远离发电厂而靠近负荷中心。这里所设计得就是66KV降压变电站。它通常有高压配电室、变压器室、低压配电室等组成。变电所内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷的短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提

22、高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电所的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。国内外研究状况通过网络及杂志我们可以发现，近年来一些发达国家的能源不是很丰富，进而导致电力资源不是很充足。为了满足国内的需求，减少在网路中的损耗，这些发达国家已经形成了完善的变电设计理论。比较完善的变电站设计理论，是真正的做到了节约型，集约型，高效型。发达国家通过改善优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，尽可能地提高变电站的可靠

23、性，尽可能地使变电站的灵活性提高，尽可能地提高经济性。然而在国内，变电站的设计中仍然存在很多问题，比如可靠性还不是很高。我国经济的发展给电力行业带来两个问题：一是电力能源的需求持续增长，城市和农村用电量和密度越来越来高，需要更多的深入市区农村的变电站，以减少线路的功率损耗，提高电力系统的稳定性等，然而这些变电站占地面积大；二是城区地价昂贵，环境要求严格，在稠密的市区选择变电站址相当困难。在农村，农田的保护非常严格。我国开始开发新的技术，即建设地下变电站。而建设地下变电站可以利用城化绿化带或者利用大厦的地下室。此外计算机的渗透已经达到每一个角落，电力系统也不可避免地进入了微机控制 HYPERLI

24、NK :/news.studa / 时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。本设计主要从大致的66KV变电所二次侧设计出发，对66KV变电所各个工厂进行简单的设计和计算。所址选择和所区规划变电所的所址应符合下列要求：接近负荷中心，不占或少占农田，便于各级电压线路的引入和引出。架空线路走廊应与所址同时确定；交通运输方便；具有适宜的地质条件；尽量不设在空气污秽地区，负责应采取防污设施或设在污

25、源的上风侧；所址不应为积水淹浸，山区变电所的防洪设施应满足泄洪要求；具有生产和生活用水的可靠水源；适当考虑职工生活上的方便；确定所址时，应考虑邻近设施的影响。所区内建筑物、构建物的布置应紧凑合理，充分利用地形并考虑便于扩建。为了减少所区占地面积或当所区面积受到限制时，配电装置中应尽量采用减少占地的电器，或在布置上采用高型或半高型等。变电所在电力系统的作用电力系统是由变压器，输电线路，用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产,例如发电机，变换,例如变压器、整流器、逆变器，输送和分配（电力传输线，

26、配电网），消费；另一类是控制元件，它们改变电力系统的运行状态，例如同步发电机的励磁调节器。且变电所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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类：表1-1 变电所种类枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330KV，同时又降压供当地用电，起中间环节的作用地区变电所高压侧一般为110220KV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所终端变电所在输

27、电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110KV，经降压后直接向用户供电的变电所2负荷计算负荷计算的内容和目的计算负荷又称需要负荷或最大负荷，计算负荷是一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等，在配电设计中，通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据1。尖峰电流指单台或多台用电设备持续1s左右的最大负荷电流，一般取启动电流周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据，在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量1。平均负荷为某段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比，常选用最大负荷班（即有代表性的一昼

28、夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量1。负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位指标法等几种。需要系数法，用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷，这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。利用系数法，采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际。适用于工厂企业电力负荷计算，但计算过程稍繁。单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法，前两者多用于民用建筑后者

29、适用于某些工业建筑,在用电设备功率和台数无法确定时，或者设计前期，这些方法是确定设备负荷的主要方法。除采用以上的方法外，还有二项式法以及近年国内出现的ABC法、变值需要系数法等,这些方法有的已被其他方法代替，有的是利用系数法的简化，还有的是实用数据不多，未能推广，故不在此介绍。单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法多用于设计的前期计算，如可行性研究和方案设计阶段；需要系数法、利用系数法多用于初步设计和施工图设计。本论文设计根据实际情况采用需要系数法。根据下列公式计算：有功计算负荷： （2.1）无功计算负荷： （2.2）视在计算负荷： （2.3）计算电流： （2.4）式中为需要系数，为功率

30、因数，为额定电压。桂林市高新区变电所10KV侧各工厂的计算负荷表2-1桂林市高新区变电所10KV侧用户负荷表企业类别需要系数最大负荷时的功率因数最大负荷/KW变动范围建议采用变动范围建议采用橡胶厂80006800化学工厂38007000水泥工厂17006500电机制造厂50005000机床制造厂48006000混凝土桥梁厂0.30.4532006800电线电缆制造厂45005000橡胶厂 取=0.5 =0.72 =0.72 （2） 化学工厂取=0.28 =0.81 =0.81 (3) 水泥工厂取=0.71 =0.75 =0.75 电机制造厂取=0.33 =0.75 =0.75 机床制造厂取=0

31、.2 =0.74 =0.74 混凝土桥梁厂取=0.4 =0.55 =0.55 电线电缆制造厂取=0.35 =0.73 =0.73 线路的功率损耗 （1）橡胶厂已知线路长度,采用LGJ-150/8，几何间距为，（2）化学工厂已知线路长度,采用LGJ-120/7，几何间距为，（3）水泥工厂已知线路长度3.3km,采用LGJ-95/15，几何间距为，（4）电机制造厂已知线路长度km,采用LGJ-120/7，几何间距为，（5）机床制造厂已知线路长度,采用LGJ-120/7，几何间距为，（6）混凝土桥梁厂已知线路长度,采用LGJ-120/7，几何间距为，（7）电线电缆制造厂已知线路长度,采用LGJ-12

32、0/7，几何间距为，变压器功率损耗（1）橡胶厂选择4台型号为S9-1600/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（2）化学工厂选择1台型号为S9-1600/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（3）水泥工厂选择2台型号为S9-1000/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（4）电机制造厂选择2台型号为S9-1250/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（5）机床制造厂选择1台型号为S9-1600/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（6）混凝土桥梁厂选择2台型号为S9-1250/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器（7）电线电缆制造厂

33、选择2台型号为S9-1250/10型，电压为10/0.4，Yyn0联结变压器表2-2桂林市高新区10KV侧各工厂计算负荷汇总工厂名称变压器功率损耗线路功率损耗10KV侧计算负荷有功负荷/KW无 功负 荷/Kvar视 在负 荷/KVA有功负荷/KW无 功负荷/Kvar有功负荷 /KW无 功负荷/Kvar有 功负 荷/KW无 功负 荷/Kvar橡胶厂40003840化学工厂1064水泥工厂1207电机制造厂1650145222.69机床制造厂960混凝土桥梁厂1280电线电缆制造厂1575总计3变电所主变压器的选择在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输

34、的主要任务,确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。变压器选择的规定为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。根据电力系统设计技术规程有关规定：凡有两台主变及以上的变电所，其中一台事故停运后，其余主变容量应保证供应该所全部负荷的70%，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12。根据供配电系统设计规范，由文献13可知选择主变压器台数时应考虑下列原则：1、应满足供电的可靠性要求，对供有在量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电

35、。2、对季节负荷或昼夜负荷变动较大而易于采用经济运行方式的变电所，也可采用两台变压器。3、对于集中负荷较大的情况，虽为三级负荷，也应采用两台及以上的变压器。4、在确定变电所主变压器参数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。主变压器的选择台数的选择本变电所设计的主变压器台数应装设两台。容量的选择1、装有一台主变的变电所，主变容量应不小于总的计算负荷，即。2、装有两台主变的变电所，每台主变容量应不小于总的计算负荷的60%，最好为70%左右，即。同时应不小于全部一、二级负荷之和，即。补偿前低压母线计算负荷：取根据电力工程电气设计手册规定：当不受运输条件限制时，在330KV有以下的发电厂和变电所均

36、采用三相变压器。由于本次设计中电压等级为60KV/10KV，且变电所处于交通方便之地，故选用三相变压器1。根据电力工程电气设计手册规定：35KV以上的绕组采用Y接线。35KV以下的变压器绕组采用接线，所以本次设计采用的变压器联结组别为YNd11型1。选择两台容量为20000KVA的变压器，当一台停运时，仍能保证全部重要负荷供电及全所负荷的90%。正常运行时，两台变压器全部投入。但是，当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷能力，另一台应仍能达到全部负荷。主变压器主要参数见下表：表3-1 66KV级9型双绕组有载调压变压器技术参数产品型号额定容量电压组合联结组标号空载损耗负载损耗空载电流短路阻抗

37、轮距高压高压分接范围低压SFZ9-20000/66VAKV%KVWW%MM2000066YNd1124000891002040无功功率补偿在工业企业供电系统中，绝大部分用电设备（如感应电动机、变压器、电抗器、电焊机等）为感性负荷，这些设备不仅需要从电力系统吸收有功功率，还要吸收无功功率以产生正常工作所必需的交变磁场，然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，将带来以下许多不良的后果：引起线路的总电流增大，使供电网络中的损耗和电能损耗增大。使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量。使供配电设备的容量不能得到从分利用，降低了供电能力。使发电机的输出能力下降，发电设备效率降低，发电成本提高

38、1。综上所述，无功功率对电源及工业企业内部供配电系统都有不良影响。从节约电能、改善变配电设备的利用情况和提高电能质量等方面考虑，都必须设法减少负荷无功功率带来的不利影响，为此，需要装无功功率补偿设备。功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，无功补偿后的效果常用补偿前后的功率因数来体现，因此，由全国供用电规则规定：100KVA及以上高压供电的用户，其功率数不应于0.9，其他电力用户的功率因数不应低于0.85。若达不到以上要求，应装设必要的无功补偿设备，否则要加收电费1。并联电容器补偿容量的计算（1）补偿前的功率因数 （2）确定无功补偿容量1。因此，需装设的电容器容量为：表3-2 电容器参数安

39、装地点电容器型号额定容量/kvar额定电容/F相数10KV母线侧1201则所需电容器个数为：取n=60，则实际补偿容量为：（3）补偿后的变压器容量和功率因数无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： 电力变压器的数据为：变压器负荷率为：变压器高压侧的计算负荷为：变电所高压侧的功率因数为： 满足电业部门要求。4电气主接线的设计供电电源的确定由设计原始资料可知，变电所电源拟从电业部门某220/66KV变压所，用66KV双回路架空线引入本变电所，其中一个作为工作电源，一台作为备用电源。设计原则电气主接线图的设计，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、

40、可靠、灵活和经济等要求。（1）安全：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。（2）可靠：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。（3）应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。（4）在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用1。主接线方案的确定主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节2。（1）高压侧无母线、低压侧采用单母线分段接线。这种接线的供电可靠性较高，当任一台变压器或任一电源进线故障或检修时，通过闭合低压母线分段开关，可迅速恢复对整个变电所的供电，因此可供一、二类负荷或用电量较大的车间变电

41、所。（2）高压侧单母线、低压侧采用单母线分段接线。这种接线适用于装有两台及以上配电变压器或具有多回路高压出线的变电所。其供电可靠性也较高，任一台变压器故障或检修时，通过切换操作能恢复整个变电所的供电，但当高压母线或电源进线故障或检修时，整个变电所要停电，顾可供二、三类负荷1。当与其他变电所之间有联络线时，可供一、二类负荷。（3）高、低压侧均采用单母线分段接线。这种接线的供电可靠性相当高，当一台变压器或一回电源进线故障或检修时，通过切换操作，可迅速恢复对整个变电所的供电，因此，可供一、二类负荷1。本方案采用的是一、二侧均为单母线分段的总降压变电所主接线方式。一、二次侧均采用单母线分段的目的是：这

42、种接线的供电可靠性高，运行灵活，可供一、二类负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所；并列运行时，当任意一母线发生故障时，继电保护装置会将分段断路器自动跳开，将故障母线切除，保证非故障母线继续运行。图4-1一、二侧均为单母线分段接线图5短路电流计算短路的原因及计算短路电流的目的电气设备载流部分绝缘的损坏和运行人员的误操作等原因会导致电力系统的短路。引起绝缘损坏的原因有：（1）各种形式的过电压，如雷击过电压。（2）绝缘材料的自然老化。（3）遭受机械损伤以及设备运行维护不良等。精确地推算出电网中各点短路电流值的大小，有助于确定系统的保护策略和方法，合理的选择配电方式和保护装置，可以保证电力系

43、统在发生短路时能够快速有效地切断短路故障，将故障限制在较小的范围内，防止故障点引发的火灾并避免设备损坏，把短路故障引起的破坏降低到最小的情况。由于系统运行方式等影响，短路电流也将随之发生变化。在电力系统设计和运行的许多工作中，都必须有短路计算的结果作为依据，例如，选择合理的电气接线图，选择有足够动、热稳定度的电气设备及载流导体，合理配置各种继电保护和自动装置并且正确地整定器参数等。短路电流的计算方法标幺值法：选取基准容量为，基准电压用各级线路的平均额定电压，即。发电机： (5.1)变压器： (5.2)输电线路： (5.3)短路电流周期分量有效值： (5.4)短路电流冲击值： (5.5)短路电流

44、的计算过程图5-1电网接线图1、选取基准容量为，基准电压为则基准电流为：2、电力系统当时，当时，3、计算各元件电抗标幺值线路WL 变压器TI，T2 4、做等效电路图图5-2短路电流等效电路5、系统最大运行方式下三相短路电流及短路容量计算（1）K1点短路时：(5) K2点短路时：6、系统最小运行方式下三相短路电流及短路容量计算（1）K1点短路时：(5) K2点短路时：表5-1短路电流计算结果汇总短路计算点运行方式三相短路电流/kA短路容量/MVA最大最小最大最小6电气设备的选择电气设备选择的一般原则在变电所中，电气设备的种类很多，他们的工作条件和要求各不相同，但选择这些电器设备的基本要求却是一致

45、的，悬着电气设备的一般条件是：保证电气设备在正常工作条件下能可靠工作，在短路情况下不被损坏。既按长期正常工作条件进行选择，按短路情况进行校验。电气设备按正常工作条件选择，主要包括以下几个方面：（1）使用环境条件 主要包括设备的安装地点（户内或户外）、环境温度、海拔、相对湿度等，还应考虑防尘、防腐、防爆、防火等要求。即根据安装地点的环境不同，可分为室内型和室外型两种。（2）额定电压 电气设备的额定电压应不小于设备安装地点电网的最高工作电压，即： （6.1）（3）额定电流 电气设备的额定电流应不小于设备正常工作的最大负荷电流，即： （6.2）目前，我国生产的电气设备是按环境温度设计的，如果安装地点

46、的实际环境温度，则额定电流应乘以温度校正系数,即： （6.3）式中，为电气设备长期工作时的最高允许温度；为设备安装地点的实际环境温度。电气设备的最大长期工作电流，取线路的计算电流或变压器的额定电流。2按短路情况进行校验（1）动稳定校验 动稳定是指电气设备承受短路电流力效应的能力，满足动稳定的条件是：或 （6.4）式中，、分别为电气设备允许通过的最大电流峰值和有效值，可查相关手册或产品样本；、分别为设备安装地点短路冲击电流的峰值和有效值。（2）热稳定校验 热稳定是指电气设备承受短路电流热效应的能力，满足热稳定的条件是： （6.5）式中，为电气设备在t时间内的热稳定电流（kA）；为三相短路稳态短路

47、电流（kA）；t为厂家给出的热稳定试验时间（s）；为假想时间（s）。和t可查相关手册或产品样本。各电压等级侧断路器的选择6.2.1 66KV侧断路器的选择66KV的该回路均安装在户外所以选择户外型断路器，因此选择的断路器的额定电压的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以66KV段选择的断路器型号选择SW260G 型户外少油断路器。其参数如下：表6-1 SW260G 型户外少油断路器参数额定电流/A额定电压/KV额定断开电流/KA断流容量/MVA极限通过电流/KA5s热稳定电流/KA峰值有效值160066252500673925动稳定校验如下表，符合要求。表6-2 设备参数与计算

48、值对比设备参数对比计算值热稳定校验假想时间为： 校验合格6.2.2 10KV侧断路器的选择10KV侧的回路安装在户外并且回路的额定电压为10KV，因此选择的断路器的额定电压的断路器，并且其额定电流要大于通过断路器的最大持续电流，所以10KV段选择的断路器型号为SN10-10III，其基本参数如下表：表6-3 SN10-10III基本参数：型号额定电压/KV额定电流/A额定开断电流/KA动稳定电流/KA4s热稳定电流/KA固有分闸时间/s合闸时间/sSN10-10III1020004012540动稳定校验如下表，符合要求。表6-4 设备参数与计算值对比设备参数对比计算值热稳定校验：继电保护动作时

49、间：，断路器的固有分闸时间为s，选择熄弧时间，则假想时间：。则： 即：，热稳定也满足要求，以上各种参数校验均满足要求，故选择SN10-10III断路器。隔离开关的选择隔离开关的作用是断开无负荷电流的电路。使所检修的设备与电源有明显的断开点，以保证检修人员的安全,隔离开关没有专门的灭弧装置不能切断负荷电流和短路电流，所以必须使电路在断路器断开电路的情况下才可以操作隔离开关11,13。隔离开关的用途主要是： (1)用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点。 (2)隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。 (3)用以接通或断开小

50、电流电路。6.3.1 66KV侧隔离开关的选择通过前面的计算已知最大负荷电流为：选择GW560GD型户外隔离开关。其参数如下：表6-5 GW560GD型户外隔离开关参数额定电流/A额定电压/KV极限通过电流/KA4(S)热稳定电流/KA峰值有效值60060502916表6-6 设备参数与计算值对比设备参数对比计算值热稳定校验假想时间为： 校验合格6.3.2 10KV侧隔离开关的选择为了使电气设备和母线在检修时的安全，10KV回路选择带接地刀闸的隔离开关，且该隔离开关选择户外型的。所选隔离开关的额定电压，而且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流，因此选择GN10-10T/3000型接地

51、高压隔离开关，其主要参数如下表表6-7 GN10-10T/3000型接地高压隔离开关主要参数型号额定电压KV额定电流A热稳定电流（5s）KA极限通过电流峰值KAGN10-10T/300010300075160下面校验所选的隔离开关：动稳定校验：短路时通过该隔离开关的短路冲击电流为，所选的隔离开关的动稳定电流为，即，因此动稳定满足要求。热稳定校验：该隔离开关允许的热效应为 短路时的热效应，即，因此热稳定满足要求。经过以上校验，所选隔离开关满足动热稳定要求，故确定选用GN10-10T/3000型高压隔离开关。电压互感器和电流互感器的选择互感器是一次回路与二次回路的联络原件，在电力系统中专为测量和保

52、护服务。它是一种特种变压器，可分为电流互感器和电压互感器两大类。互感器在供配电系统中的作用是：（1）使测量仪表、继电器等二次设备与一次回路隔离，这样既可防止一次回路的高电压、大电流直接引入仪表、继电器等二次设备，又可防止仪表、继电器等二次设备的故障影响一次回路，从而提高一、二次回路运行的安全性和可靠性，并有利于保障人生安全。（2）使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产。（3）使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大1。电压互感器的选择电压互感器都安装在变电所的每组母线上，电压互感器应该参照工作电压进行选择：一般电压互感器一次绕组所接电网的电压应在（0.81.2）范围内变动，即应满足：1

53、3。本设计中根据主变的参数 选择的电压互感器的型号为：表6-8 66KV侧选择：JDZF66型电压互感器型号一次侧额定电压/KV额定绝缘水平U/AC/LI(KV)二次绕组额定负荷JDZF-66一次二次测量二次保护二次测量绕组66/333表6-9 10KV侧选择：JSXN-10型电压互感器型号额定电压比/KV联结组标号准确级次及相应额定二次负荷/VA二次绕组极限负荷/VA剩余电压绕组最高工作电压（KV，有效值）JSXN-101000/100/100/3Y,Yn,d13960准确级次额定负荷/VA1202004006P40电流互感器的选择电流互感器都应该安装在安装有断路器的回路上，其数量应该符合测

54、量仪表、保护和自动装置的各项要求。原则： （1）一次绕组的额定电压应不低于安装地点的电网额定电压。 （2）一次绕组的额定电流取电流互感器的长期最大工作电流。（3）动稳定可按：进行校验，为电流互感器的动稳定倍数，。（4）热稳定可按：进行校验，为电流互感器的热稳定倍数，.1 66KV侧的电流互感器的选择与检验66KV侧电流互感器的最大长期工作电流：选择LCWB5-66型电流互感器。其参数如下表：表6-10 LCWB5-66型电流互感器参数型号额定电压/KV最高工作电压/KV额定一次电流/A额定二次电流/A准确级绕组组合额定1S短时热电流/KA动稳定电流/KALCWB5-666669750525-3

55、0动稳定校验：所选电流互感器动稳定电流，其值大于66KV短路时的冲击电流，即，满足动态稳定要求。热稳定校验：假想时间为： ，满足热稳定要求。表6-11 66KV电流互感器的各项技术数据和各项计算数据比较计算数据LCWB5-66技术数据电网电压额定电压长期最大工作电流额定电流短路冲击电流动稳定电流热效应热稳定综上LCWB5-66型电流互感器校验合格。.2 10KV侧的电流互感器的选择与检验10KV侧电流互感器最大长期工作电流选择LDZ-10型电流互感器。其参数如下：表6-12 LDZ-10型电流互感器参数型号额定电压/KV额定一次电流/A额定一次电流/A准确组合（或级数）LDZ-10101500

56、51/3额定二次负荷/VA10P级确限值系数1s短时热稳定电流（KA、有效值）额定动稳定电流（KA、有效值）绝缘水平/KV1级3级1010151554动稳定校验：所选电流互感器动稳定电流，其值大于10KV短路时的冲击电流，即，满足动态稳定要求。热稳定校验：假想时间为：满足热稳定要求。表6-13 10KV电流互感器的各项技术数据和各项计算数据比较计算数据LCWB5-66技术数据电网电压额定电压长期最大工作电流额定电流短路冲击电流动稳定电流热效应热稳定综上LDZ-10型电流互感器校验合格。导线选择 66KV侧汇流母线和引出母线的选择户外配电装置的汇流与引出母线多采用软导线，因此66KV侧汇流母线和

57、引出母线选用钢芯铝绞线。（1）按经济电流密度选择导线截面66KV母线的最大持续工作电流为，年最大负荷利用小时，由我国现行经济电流密度规定得，经济电流密度为，则导线的经济截面积为：初选LGJ-185型钢芯铝绞线（2）校验发热条件30时LGJ-185型钢芯铝绞线的允许载流量为：温度校正系数；导线的最高允许温度；导线的允许载流量所采用的环境温度；导线敷设地点的实际环境温度。因此满足发热条件。（3）校验机械强度由架空线路按机械强度要求的最小允许导线截面得，35KV以上的钢芯铝绞线最小允许截面为，所以选LGJ-185满足机械强度要求。（4）校验热稳定度满足热稳定度的最小允许截面积为：实际选用的母线截面积

58、，所以热稳定满足要求。6.5.2 10KV侧汇流母线和引出母线的选择户外配电装置的汇流与引出母线多采用软导线，因此66KV侧汇流母线和引出母线选用钢芯铝绞线。（1）按发热条件选择导线截面积10KV母线的最大持续工作电流为，30时LGJ-800/100型钢芯铝绞线的允许载流量为：温度校正系数；导线的最高允许温度；导线的允许载流量所采用的环境温度；导线敷设地点的实际环境温度。（2）校验机械强度由架空线路按机械强度要求的最小允许导线截面得，35KV以上的钢芯铝绞线最小允许截面为，所以选LGJ-185满足机械强度要求。（3）校验热稳定度满足热稳定度的最小允许截面积为：实际选用的母线截面积，所以热稳定满

59、足要求。7继电保护继电保护的基本任务谓继电保护装置，是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于短路跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其损坏程度尽可能减小，并最大限度地保证非故障部分迅速恢复正常工作。（2）能对电气元件的不正常运行状态做出反应，并根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出报警信号、减负荷或延时跳闸8。继电保护的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护四性。选择性是指电力系统发生故障时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小

60、，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。速动性是指继电保护装置快速从电网中切除故障的性能。故障切除时间等于继电保护动作时间和断路器的跳闸时间之和。即 （7.1）式中 t故障切除时间； 保护动作时间； 断路器跳闸时间。一般快速保护动作的时间为，最快的可达到2。一般断路器动作的时间为，最快的可达到。当系统发生故障时，快速将故障从电网中切除可以提高系统并列运行的稳定性，使系统在低电压下的工作时间减少，故障元件的损坏程度下降，避免故障进一步地扩大。灵敏性是指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力，满足灵敏性要求的保护装置应该在规定区内故障时，不论短路点的位置、类型如何，以及短路点是