变电站电气一次部分设计学士学位

根据设计任务书的要求，本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kV、35kV和10kV三个电压等级。各个电压等级分别采用单母线分段接线、单母线分段带旁母接线和单母线分段接线。本次设计中进行了电气主接线的设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等)以及防雷保护的配置。本设计以《35～~110kV变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35~110kV高压配电装置设计规范》等规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。关键词：电气主接线、主变压器、短路电流、互感器、避雷器可修改编辑可修改编可修改编鞋可修改编鞋毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定，学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或部分内容。保密的论文(设计)在解密后适用本规定。可修改编辑可修改编料选资料1.设计(论文)的内容包括：1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分：引言(或绪论)正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求：理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。1)文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，2)工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图可修改编辑料选资料3)毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印1)设计(论文)2)附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它 11.1变电站的作用 1 3 71.4选题目的及意义 81.5设计思路及工作方法 9 可修改编辑料选资料2.1环境条件 2.3设计任务 3.335kV侧主接线的设计 3.410kV侧主接线的设计 4.1负荷分析 4.2主变压器的确定 5.1短路电流计算的目的 可修改编 6.7熔断器的选择 7.2变电站直击雷保护 7.3侵入波过电压防护 7.4进线段保护 参考文献 外文资料及译文 附录I短路电流计算书 可修改编粘选资料1.4短路电流的计算 附录Ⅱ电气设备选型计算书 附录Ⅲ电气主接线图 可修改编辑第1章绪论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(发电机)、变换(变压器、整流器、逆变器)、输送和分配(电力传输线、配电网),消费(负荷);另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁变电站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：(1)枢纽变电站；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330—500kV的变电站，成为枢纽，(2)中间变电站：高压侧以交换潮流为主，其系统变换功的作用。或使长距离输电线路分段，一般汇聚2—3个电源，电压为220—330kV,同时又降压供当地供电，这样的变电站起中间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区域电网解列。可修改编辑(3)地区变电站：高压侧一般为110—220kV,向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区(4)终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧的电压为电力系统供电要求：(1)保证可靠的持续供电：供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先足可靠、持(2)保证良好的电能质量：电能质量包括电压质量，频率质量和波形质量这三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定的数来衡量，例如给定的允许电压偏移为额定电压的正负5%,给定的允许频率偏移为正负0.2—0.5%HZ等，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。(3)保证系统运行的经济性：电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗占的比重约为1/3,而且在电能变换，输送，分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能损耗的能源可修改编辑和降低变换，输送，分配时的损耗，又极其重要的意义。1.2.1我国变电站的发展趋势近年来，在我国在经济技术领域中取得了快速发展，特别是计算机网络技术和通信技术的发展，为我国变电站的发展起到了强有力的推动作用，越来越多的新技术新产品应用到变电站方面，具体来说，使我国变电站设计呈现以下发展趋势：1.智能化智能化变电站的发展是随着高压高精度的智能仪器的出现而逐渐发展的，特别是计算机高速通信网络在实时系统中的开发和应用，使变电站的所有信息采集、传输实现的智能化处理提供的强大的物质和理论基础。智能化主要体现在以下几个方面：紧密联结全网。支撑智能电网。高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。远程可视化。装备与设施标准化设计，模块化安装。可修改编辑粘选资料另外，为了加强对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统，这促使了电力综合监控的网络化发展。以IP数字视实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出不过我国目前还没用完全实现真正意义山的智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备俩转化实现，一般采用智能终端的模式。目前在国内进行的数字化变电站项目，虽然大多数采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整2.数字化通过采用现代化的精密仪器仪表，以及实时性较高的通信网络，因此在此基础上出现了数字化变电站，数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比3.装配化装配式变电站采用全预制装配结构的建筑形式，大幅缩短了设计及建可修改编设周期，减少了变电站占地面积，节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广，装配式变电站在全国各地均成功试点，成为今后变电站建设的一种新型模式。1.2.2我国变电站设计的发展趋势依据我国的国情，以及我国多年来积累的关于变电站设计的实践和经验，可以看出我国变电站设计的发展趋势有以下几个方面。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高；而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。1、变电站接线方案趋于简单化随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。2、大量采用新的电气一次设备近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不断可修改编辑这些户外高压和超高压组合电器共同特点是以SF6断路器为核心，与3、变电站占地及建筑面积减少或地下等布置形式，占地面积有效减少。另外，针对一些110kV及以下变4、变电站综合自动化技术变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障滤波、事件记录、运行监视和控制管理等功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。变电站综合自动化技术将会引起电力行业的重视，成为变电站设计核心技术之一。变电站综合自动化发展趋势主要表现在一下几个方面：(1)全分散式变总之，变电站综合自动化向着使电力系统的运行和控制更方便、快捷、安全、灵活的方向发展。1.3变电站设计的主要原则和分类变电站设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效、,努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性的协调统一。1.统一性：建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象提醒公司企业的文化特征；可修改编辑2.可靠性：主接线方案安全可靠。3.经济性，按照利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运行4.先进性：设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经5.适应性：综合考虑不同地区的实际情况，要在系统中具有广泛的适应性，并能在一定时间内对不同规模，不同形式，不同外部条件均能适应。6.灵活性：规模划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减7.时效性：建立滚动修改机制，随着电网的发展和技术的进步，不断8.和谐性：变电站的整体状况与变电站周边人文地理环境相协调变电站设计的分类按照变电站标准方式、配电装置型式和变电站规模31.4选题目的及意义本次设计旨在掌握变电站设计的基本流程。这既是对平时理论知识的考察，更是对所学专业知识的一次实践。通过本次设计，巩固和加深专业课知识，掌握发电厂部分初步设计的过程，而且也可以拓宽知识面，增强可修改编辑工程观念，培养变电站设计的能力，逐步提高解决问题的能力。同时对能源、发电、变电、和输电的电气部分有了详细的概念，能熟练地运用所学专业知识，如短路计算的基本理论和方法，主接线的设计，导体和电气设备的选择以及变压器的选择，防雷接地保护1.5设计思路及工作方法分三步完成：1.变电站电气主接线的设计(完成主接线，主变的选择：包括容量计算、台数和型号的选择，绘出主接线);2.短路电流计算；3.主要电气设备选择。.可修改编辑粘选资料第2章设计说明(1)变电站所在高度70M(2)最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度2.2电力系统情况110kV出线6回。系统最大方式的容量为2900MVA,相应的系统电抗为0.518;系统最小的方式为2100MVA,相应的系统电抗为0.584,(一系统(2)35kV电压级，架空线6回，3回输送功率12MVA;3回输送功(3)10kV电压级，电缆出线3回，每回输送功率3MW;架空输电线4回，每回输送功率4MW,备用两回。2.3设计任务(1)变电站电气主接线的设计可修改编辑料选资料(2)主变压器的选择(3)短路电流计算(4)主要电气设备选择(5)变电站继电保护可修改编辑第3章电气主接线的设计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、继电保护和控制方式的拟定有较大影《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等第3.2.2条：当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或可修改编辑第3.2.3条：35-110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压母线的接线。35-63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35-110kV主接线(1)可靠性(2)灵活性(3)经济性本变电站110kV线路有6回，可选择双母线接线或单母线分段接线可修改编辑料选资料两种方案，如图3.1所示。图3.1110kV电压侧接线方案方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站，电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要，加上小火电，基本不需要外系统支援，电源主要集中在35kV网联爽，莱用方寒二能够满足本变电站110kY侧对供鬼可养性的要求，故选用报资小、节省古地面积的方案一。玲方案一方案二本变电站35kV线路有6回，可选择双母线接线或单母线分段带旁路母线接线两种方案，根据本地区电网特点，本变电站电源主要集中在35kV可修改编辑料选资料侧，不允许停电检修断路器，需设置旁路设施，如图3.2所示。方案一供多，配电装置复杂，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故35kV侧接线采用方案二。方案一个个个，¥小个个个义当义方案二小丁义之丁、火工小丁火工3.410kV侧主接线的设针工方案一方案二本变电站10kV侧线路为9回，可采用双母线接线或手车式高压开关柜单母线分段接线两种方案，如图3.3所示。方案-一般用于出线较多，可修改编辑不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的手车断路器来替代需要检修的工作的手车断路器。采图3.310kV电压侧接线方案可修改编辑可修改编第4章主变压器的选择4.1负荷分析(1)一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽(2)二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产(3)三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷4.1.2负荷计算可修改编辑式中K,—同时系数，出线回数较少时，可取0.9~0.95,出线回数较多时，取0.85~0.9;α%—线损，取5%=0.85×(12+12+12+8+8+8+0.85+0.85+0.85+0.85+0.85+0.=79.80MVA4.2.1主变压器台数的确定根据规程规定，在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台及以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。此设计中的变电站需要选择两台主变压器即可满足符合的要求。4.2.2主变压器相数的确定(1)主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、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可修改编鞋粘选资料三相变压器。压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60%的全部最大综合计算负所以应选容量为50MVA的主变压器。参数如表4-1所示。表4-1SFSZ7—50000/110变压器参数变压器型号量电压(kV)高压侧中压侧低压侧高中高低中低可修改编辑可修改编辑可修改编第5章短路电流的计算(1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是 (2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安(3)再设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相(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(5)接地装置的设计，也需用短路电流。可修改编辑粘选资料5.2短路电流计算的一般规定验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定：(1)计算的基本情况②同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁);③短路发生在短路电流为最大值的瞬间；⑥应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时(2)接线方式：计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式(即最大运行方式),而不能用仅在切换过程(3)计算容量：应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划(一般考虑本工程建成后5-10年)。(4)短路种类：一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相(或两相)接地可修改编辑粘选资料短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况进行校验。(5)短路计算点：在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大对于带电抗器的6~10kV出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的5.3短路电流的计算结果在本设计中，选取5个短路点，分别为35kV、10kV的母线，各个电压等级的主变压器侧。将所计算最大方式下短路电流值列成表5-1所示。表5-1最大方式下各个短路点的短路电流值短路点名称短路点(kV)三相两相可修改编辑可修改编辑第6章主要电气设备的选择尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，6.1.1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(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。粘选资料(7)设备的选择和校验。(1)按正常工作条件选择①额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，②额定电流：所选电气设备的额定电流IN,或载流导体的长期允许电流Iy,不得低于装设回路的最大持续工作电流Imax。计算回路的最大持续工作电流Imax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。①热稳定效验：校验电气设备及电缆(3~6KV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②动稳定校验：(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，并应考虑电可修改编粘选资料方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；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、自耦况校验。(1)选择形式电压等级在35kV及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或器；电压等级在110~330kV范围，可选用户外式少油断路器或SF6断路(2)选择电压(3)选择额定电流按Iv≥Im选择断路器的额定电流。(4)校验额定开断能力可修改编辑粘选资料(5)校验动稳定按i≥i进行校验。(6)校验热稳定依据上述原则，断路器[5选择结果如下表6-1所示：分闸可修改编辑粘选资料型号电流断电流时间)器侧侧主变侧侧0可修改编辑侧0隔离开关51的选择结果如下表6-2所示：表6-2隔离开关的选择结果型号额定电压额定电流极限通过电流(kA)热稳定电主变压器侧出线侧主变压器侧出线侧可修改编辑粘选资料主变压器侧裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验；工作电流；电晕(对110kV级以上电压的母线);动稳定性和机械强度；热稳定性；同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20M以上的导一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必效验其机械强度。6.3.2母线选择的方法可修改编辑(1)选择母线的材料、截面形状：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流在4000A及以下时，一般采用矩形导体；在110kV及以上高压配电装置，一般采用软导体。软母线(钢芯铝绞线)适用于各个电压等级。(2)选择母线的截面积：对于汇流母线须按照其最大长期工作电流选择截(4)电晕校验：对于110kV35KV:选用63×10(mm×mm)双条矩形铝导体，平放，长期允许载肤效应系数K=1.575,双槽导体长期允许载流量I=101504,平放，截面系数Wγ=66.5cm³,惯性矩Iy=490cm⁴,惯性半径ry=3.20cm。6.4绝缘子和穿墙套管的选择6.4.1绝缘子的选择方法在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。绝缘子型式的选择：对于软导体，由悬式绝缘子悬挂于构架上，所以要选用悬式绝缘子。对于硬母线，则需要支柱绝缘子支撑，所以采用支柱式绝缘子。如果采用悬式绝缘子，则根据相应规定，选择正确的型号和该型号在不同电压等级时所需要的片数即可。如果采用支柱式绝缘子，则按照下面的步骤选择：(1)按安装地点选择支柱绝缘子一般用于屋内配电装置的选用户内式的，用于屋外配电装置的选用屋外式的。当户外污秽严重时，应选用防污式的。(2)按电压条件选择支柱绝缘子应满足下式：式中UNs——所在电网的额定电压，kV;可修改编鞋(3)按短路条件校验支柱绝缘子本设计中35kV、10kV均采用硬母线，故这两个电压等级选用支柱绝(1)根据装设地点可选择屋内型和屋外型，根据用途可选择带导体的穿墙套管和不带导体的母线型穿墙套管。屋内配电装置一般选用铝导体穿(2)额定电压的选择：(3)额定电流的选择：带导体的穿墙套管，其额定电流In不得小于所在回路最大持续工作电可修改编流Imax。母线型穿墙套管本身不带导体，没有额定电流选择问题，但应校核窗口允许穿过的母线尺寸。(4)热稳定校验：满足热稳定的条件为I₁——制造厂家给出的t秒内允许通过的热稳定电流，kA。母线型穿墙套管不需进行热稳定校验。(5)动稳定校验当三相导体水平布置时，穿墙套管端部所受电动力Fmax(单位为N)为式中Li——套管端部至最近一个支柱绝缘子间的距离(m);L₂——套管本身长度Lea(m)。动稳定校验的条件为式中Fde——抗弯破坏负荷(N),0.6为安全系数。6.4.3绝缘子和穿墙套管选择结果按照以上方法，本设计中绝缘子[51选择结果如下表6-3所示：表6-3绝缘子的选择结果可修改编辑粘选资料安装地点型号机械破坏负荷(kN)穿墙套管[5选择结果如下表6-4所示：表6-4穿墙套管的选择结果型号机械破坏负荷CWLC2-6.5电流互感器的选择6.5.1电流互感器的选择原则电流互感器的选择和配置应按下列条件：型式：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6~20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。一次回路电压：uu一次回路电流：Igmax(一次回路最大工作电压)≤Im(原边额定电流)可修改编辑准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。是电流互感器动稳定倍数。K,为电流互感器的1s热稳定倍数。6.5.2电流互感器的选择结果电流互感器I5的选择结果如下表6-5所示表6-5电流互感器的选择结果型号额定电压电流比准确级次组合0可修改编辑粘选资料56.6电压互感器的选择电压互感器的选择和配置应按下列条件：型式：6~20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV~110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。二次电压：按表所示选用所需二次额定电压u₂。如表6-6所示。表6-6电压互感器一二次绕组绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中心用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定可修改编辑粘选资料电压准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。电压互感器的选择结果电压互感器5的选择结果如下表6-7所示：表6-7电压互感器的选择结果安装地点型号额定电压(kV)级次一次线圈二次线圈辅助线圈可修改编辑粘选资料)35kV母线10KV母线6.7熔断器的选择护功能。流的损害。但其容量小，保护特性较差，一般仅适用于35kV及以下电压等级。路保护(不可用于过载保护),可选用RN2、RN4、RW10、RXW10等系电压(但限流式则只能等于电网电压),额定电流通常为0.5A。其开断能力INor应大于或等于安装点的短路电流。可修改编辑粘选资料按照以上原则，熔断器[5]的选择结果如下表6-8所示：表6-8熔断器的选择结果型号额定电压(kV)额定开断容量(MVA)56.8.1避雷器的配置原则：(1)配电装置的每组母线上均应装设避雷器，就近接入接地网，并加设集中接地装置；(2)220kV及以下变压器的电气距离超过允许值时，变压器附近应增设一组避雷器；(3)三绕组变压器中压侧或低压侧可能会开路运行时，应在其出线处设置一组避雷器；(4)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离开关时；②直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变压所为单进线且为可修改编辑6.8.2避雷器的选择依据以上原则，首先确定需要避雷器的位置(标与主接线图中),再按照下面的方法选择各个位置避雷器的型号。(1)型式选择10kV及以下的配电系统、电缆终端盒采用配电用普通阀FS型避雷器；3~220kV发电厂、变电所的配电装置采用电站用普通阀FZ型避雷器。避雷器的灭弧电压(又称避雷器的额定电压Ube),应按设备上可能出现的运行最大工频过电压选择。在220kV及以上电网中，一般直接反应在电网接地系数上。故避雷器的灭弧电压应为：ca——接地系数，对非直接接地，20kV及以下ca=1.1,35kV及以上ca=1.0;对直接接地系统ca=0.8;Um——最高运行线电压(kV)。6.8.3避雷器选择结果根据以上原则及计算，避雷器[5]选择结果如下表6-9所示：表6-9避雷器的选择结果可修改编辑粘选资料.可修改编辑第7章防雷保护设计(2)变电站设备与架空输电线相联接，输电线上的过电压波会运动至变电站，对电气设备过程威胁。因此变电站要对侵入波过电压进行防护，主要手段是避雷器。(3)变电站内都安装有贵重的电气设备，如变压器等，这些电气设备一旦受损，一方面会对人民的生活和生产带来巨大损失，造成严重后果；另一方面，这些设备的修复困难，需要花费很长时间和大量金钱，给电力系统本身带来重大经济损失。所以变电站要采取周密的过电压防护措施。(4)为了充分发挥防雷设备的保护作用，变电站应有良好的接地系统。护采用避雷针，变电站围墙四角各布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。本站东西向长99m,南北向宽68m,占地面积6732m2,110kV配电装置构架高12.5m,35kV终端杆高13.5m。屋内可修改编辑配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。7.3侵入波过电压防护已在输电线上形成的雷闪过电压，会沿输电线路运动至变电站的母线上，并对与母线有联接的电气设备构成威胁。在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施。7.4进线段保护所谓进线段保护是指临近变电站1～2km一段线路上的加强型防雷保护措施。当线路无避雷线时，这段线路必须架设避雷线；当沿线路全长架设避雷线时，则这段线路应有更高的耐雷水平，以减少进线段内绕击和反击的概率。7.5三绕组变压器和变压器中性点的防雷保护三绕组变压器只要在低压任一相绕组直接出口处装一个避雷器即可。110kV中性点有效接地系统，若变压器不是采用全绝缘，则应在中性点加装一台避雷器。可修改编毕业设计是在完成了理论课程和毕业实习的基础上对所学知识的一次综合性的总结，是工科学生完成基础课程之后，将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，是为以后走向工作岗位能更好的服务社会打下基础是重要环节。通过本次毕业设计，我树立了工程观点，能初步联系实际，基本掌握了110kV变电站电气主接线设计的基本步骤和方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，进一步巩固了电力生产的专业知识，掌握了工程绘图方面的知识、方法，掌握了科技论文作的一般知识及科技文献资料的查找技巧，为以后从事设计、运行和科研工作，奠定必需的知识基础。110kV变电站电气一次部分初步设计的过程，是对所学知识进行的一次检验和实践，从而使电力专业知识得到巩固和加深，逐步提高在设计的过程中，我查阅了大量的文献资料，积累了丰富的第一手材料，在主接线设计、电气设备选择等具体设计任务中进行了大量的比较、计算、优化有效的培养了自己分析问题、解决问题的能力，并使专业知识但在本次设计中仍有不足与疏漏。在设计过程中，虽然有老师的耐心可修改编辑讲解，有大量的文献资料可供查阅，但对于一些具体问题，比如复杂网络的短路电流计算等，仍感觉吃不透，我将在以后的工作、学习中扬长避短，发扬严谨的科学态度，使所到的知识不断升华。可修改编辑参考文献[1]范锡普.发电厂电气部分[M].第二版.北京：中国电力出版社，1995[2]冯金光、王士政.发电厂电气部分[M].第三版.北京：中国水利水电出版社，[3]许珉、杨宛辉、孙丰奇.发电厂电气主系统[M].北京：机械工业出版社，[4]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].电气一次部分.北京：水利电力出版社，1989[6]陈珩.电力系统稳态分析[M].第三版.北京：中国电力出版社，1995[7]李光琦.电力系统暂态分析[M].第三版.北京：中国电力出版社，1995[8]戈东方.电力工程电气设计手册[M].第一版.北京：中国电力出版社，1989[9]戈东方.电力工程电气设备手册[M].第一版.北京：中国电力出版社，1998[10]范锡普.发电厂电气部分[M].第一版.北京：中国电力出版社，1995[11]黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.第二版.水利水电出版社，[12]国家电力公司成套设备部.城乡电网建设改造设备使用手册.第一版.中可修改编辑国电力出版社，2001[13]何仰赞温增银.电力系统分析.第三版.华中科技大学出版社，2002[14]中国工程建设标准化协会电气工程委员会.注册电气工程师执业资格考试必备标准规范汇编.第一版.中国计划出版社，2003[15]胡国根王占铎.高电压技术.第一版.重庆大学出版社，1996[16]白忠敏.电力工程直流系统设计手册.第一版.中国电力出版社，1999可修改编辑粘选资料值此论文完成之际，我衷心地感谢陈旭老师。在我的设计过程中陈老师给予了悉心地指导和精辟的建议，使得本课题的设计任务得以顺利完成，特别是在设计的最初阶段，陈老师耐心细致地给我讲解，指导我查阅资料，为我排除困扰，使我走出困境。在我的设计过程中，陈老师倾注了大量的心血和汗水，他严谨的治学态度、渊博的知识水平和踏实的工作作风给我留下了深刻的印象，在此，我向陈老师致以最诚挚的谢意。同时，我感谢电气工程系其他各位老师、图书馆理科书库、资料室全体老师给我提供的帮助和指导，感谢各位同学在学习、生活中给我的鼓励和帮助。感谢我的同学们在设计过程中同我一起探讨遇到的问题，使我能够顺利完成设计。衷心感谢其他所有关心我，帮助我的老师、同学和朋友们。可修改编辑ofoperation.Never粘选资料可修改编粘选资料neighborhoodparty.Suchanover-load,if可修改编辑粘选资料sleet,trees,cranes,airplanes,ordamagetosupportingstructures.r可修改编可修改编鞋粘选资料voltage.Whenusedonsomthewindings.Inordertopr可修改编粘选资料ofthemeterload.themagneticfluxintheiron,whichsuppliesthevoltage,可修改编粘选资料densityintheiron.Ahighermagneticdensityincreasesboththeironlossf粘选资料可修改编辑粘选资料fulfillthefollowingrequirements.dischargetheseover-voltagestoeamostsevereswitchingsurgesandtem电力系统故障每年新设计的电力设备都使系统的可靠性不断提高，然而，设备的使用不当以及一些偶然的外在因素均会导致系统故障的发生.发生故障时,电流、电压变得不正常，从电厂到用户的送电在相当大的区域不令人满意。此时若故障设备不立即从系统中切除的话，则会造成其他运行设备的损坏。故障是由于有意或无意地使两个或更多的导体相接触而造成的。到体之间是有电位存在的，而这种接触可能是金属性接触，也可能是电弧引起的。如果是前者造成的故障，则两部分导体之间电压会降低为零；若为后者，则电压变得很低，超常的大电流经过网络流至故障处。此短路电流通常会大大超出导线以及供电发电机的热承受能力，其结果，温度的升高会导致导体烧毁或绝缘体焦化。在允许的期限内，最靠近故障处的电压会变得很低，致使用电设备无法运行。显然，系统设计者必须事先考虑到故障可能发生在什么地方，能够推测出故障期间的各种情况，提供调节好的设备，以便驱动为将故障设备切除所必需断开的开关能够跳闸。通常希望此时系统无其他开关打开，否则会导致系统线路不必要的修改。过负荷与故障是两个概念。过负荷仅指施加于系统的负荷超过了设计值。发生这种情况时，过负荷处的电压可能很低，但并等于零。这种电压可修改编辑不足的情形可能会越过过负荷处蔓延一定距离，进而影响系统其他部分。过负荷设备的电流变大而超过预定的热极限，但是这种情况比发生故障时的电流要小。此时，供电虽往往能维持，但电压较低。过负荷的情况经常在家里发生，例如请街坊邻居聚会时，女主人可能将五个华夫饼干烘烤器的插头同时插入厨房的插座，诸如此类的过负荷倘若不能迅速处理的话，就会造成电力线发热甚至酿成火灾。为了避免这种情况发生，须采用保险丝或断路器来保护住宅区电路免受损坏。断路器会在电流超出预定值时迅速切断电路。当用户安装的用电器增加时，也会超过变压器负荷能力，因此有必要不时地监视配电线路以确保在负荷增加时电力系统会发生各种类型，由各种原因引起的故障。我们在家里看到过破损的照明灯电线，使得其两根导线相触，并会发出弧光。如果此时断路器或保险丝能够正常工作，见分晓电路能被自动切断。大部分架空明线是用裸导线架设的，有时由于风、雪、或大树、起重机，飞机及支撑物的损坏等因素会使导线偶然碰到一起。由雷电或开关瞬变过程引起的过电压会在支撑物或导体之间产生电弧，即使在电压正常的通常采用油浸电缆纸或聚乙烯一类固体塑料绝缘材料将埋地电缆中的导线与导线和导线隔开。这些绝缘材料会随着时间的流失而老化，尤其实高而增加。接地金属部件之间产生电弧。发电机故障可能是由于同一槽中相邻线圈之间绝缘被破坏而造成的，围短路。下三相故障的处理中。电压互感器检测装置和同期设备、保护和调节继电器以及自动化断路器的失压和过压跳闸线圈一起使用。只要仪表的总电流不超过互感器的设计的补偿要求，通常，电压互感器繁荣容量设计为200VA电压互感器的误差有两个，称为变比误差和相角误差。对于任何电压，这些误差中由于励磁电流而引起的部分是恒定的。通过选择最佳质量的铁心和低磁场强度下运行，可以将这个误差减到最小。这些误差中由于负荷电流引起的部分直接随着负荷变化，并且可以通过绕组电阻的减小来使其最小化。需要对电压互感器在额定电压下的铁芯损耗进行补偿。当运行在其他电压时，无论电压高低，都会产生误差。总的来讲，当使用电压为额定电压的50%~110%时，这些误差都不会超过0.15%。电压互感器不允许应用于电压超过其额定电压10%的电路。电压互感器的二次侧端子不允许短路。如果其二次侧持续短路的话，将在二次绕组中产生巨大电流，从而烧毁绕组。为了防止系统中电压互感器电路持续短路，一个认可的常用措施是在电压互感器的一次侧串连接入一个电阻器和熔断器。电阻器的选择是将电流限制到约20~40A,而熔断器的选择是按照能断开这样的电流来设计的。在正常运行状况下，流过电阻器的仅仅是电压互感器的小的一次侧电流，并且他们引起的电压降落是可忽略的。电流互感器可修改编辑电流互感器与电流表、功率表、功率因数表、电能表、补偿装置、保护和调节继电器以及断路器的跳闸线圈一起使用。一个电流互感器可在不电流互感器串联于电路，并且在二次侧连接仪表数量是固定的。线电流的增加或减小需要二次侧电压降落相应的上升或下降，从而强制二次侧电流流过表计负荷的阻抗。因此，产生这个电压的铁心中的磁通也将随着连接与电流互感器二次侧电路的仪表是串联接入的，以便二次侧电流流过每一个仪表。随着仪表的增加，就需要较高的电压来强制电流流过这些仪表。这要求在铁芯中具有较大磁场密度。一个较高的磁场密度将增大铁芯损耗和励磁电流，因此造成变比误差和相角误差增大。因此，为了保证一定的精确度，需要对每一个电流互感器所允许带的仪表数设置一个极一次侧负载运行时，电流互感器的二次侧电流不允许开路。如果必须要断开仪表的话，应首先将二次侧断路。如果二次侧电路开路的话，在端子之间将产生电位差，这对于任何接近或接触表计和表头的人员都将是危险的。引起这个高电位差的原因时：当二次侧电路开路时，所有的一次侧安匝都有效的用于产生铁芯的磁通，而正常中只有总安匝中的小部分用于产生铁芯磁通。事实上，而磁侧电压的波形上升达到波峰并产生最大值，可修改编辑危险被放大。在这种情况下所产生的大磁通还会永久性的改变磁状况和铁避雷器保护输电设备的一个方法就是使用避雷器，用于这个目的的避雷器有两种类型：有效间隙(碳化硅)避雷器和无间隙金属氧化物避雷器。碳化硅避雷器有效间隙避雷器的两个主要部分是火花间隙和非线性电阻。早期的一种设计是平板间隙的避雷器，今天在一些中压供电网中还仍然得到使用，而在高压电网中，特别是在超高压电网中(300~750kV),通常更普遍使用的是磁吹火花间隙的避雷器。它主要包括三个部分：火花间隙、放电电阻和一个能监测通过火花间隙的电压分布的分级系统。氧化锌避雷器这种避雷器的材料是被均匀混合，形成晶粒，经过特殊过程在温度1100~1350℃时烧结。使用氧化锌材料的无间隙避雷器的特性是：随着电个好的过电压保护系统或者一个避雷器应该满足下列要求：能量的重复放电后，它必须能承受系统的正常的相对地电压；(2)它必须能承受由姐弟故障和其他的系统过渡状态造成的短时过电可修改编辑料选资料压而不被破坏，并且这些过电压对大地放电不会导致接地故障；(3)能断开续流电流；(4)它的能量吸收能力必须满足这种情况，即在最严重的操作过电压和短时过电压下，其部件的温度也不能升高到散热允许的设定值；(5)它必须维持尽可能低的保护水平。最新开发的氧化锌避雷器具有优异的非线性特性、能量吸收能力和保护功能，能满足上面的要求。.可修改编辑料选资料附录I短路电流计算书取基准容量为SB=100MVA,基准电压为UB=U,又依公式：Ig=SB/√3UB;XB=UB²/SB。计算出基准值如下表8-1所示：可修改编辑XT₃=(UA3%/100)×(Ss/SN)=(0/100)1.2系统等值网络图系统等值网络图如下图8-1所示：图8-1系统等值网络图1.3短路计算点的选择选择上图中的d、d₂、d₄、d₅各点。1.4短路电流的计算次暂态短路电流标幺值的计算：可修改编辑次暂态(0S)和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I(2)d₂点短路时(如图8-3所示):Uav=10.5kV可修改编鞋0。图8-3d₂点短路时的系统网络等值简化次暂态(0S)和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I"=I×Ss/√3Uw=1.22×10I=1.51"=1.51×6.71=10.13kA可修改编辑图8-4d₃点短路时的系统网络等值简化I"=I=1/X3=1.0/0.786≈1.27次暂态(OS)和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I"=I"×SB/√3Ua=1.27×I=1.51/"=1.51×0.64=0.97kA可修改编辑图8-5d₄点短路时的系统网络等值简化次暂态(OS)和4S时的短路电流相等，三相短路电流0中I"=I"×Ss/√3Ua=1.15×1可修改编辑粘选资料电气设备选型计算书II.1断路器及隔离开关选择Imax=(1.05×SN)/(√3×UM)=(1.05×断路器电压电流作电压极限通过电流(kA)峰值可修改编辑料选资料选用GW₅-110I/630型5,具体参数如下表9-2所示：可修改编辑精选资料额定电压额定电流A极限通过电流热稳定电流峰值I²t=31.5²×4=3969kA)²S>Q=0.11(kA)²SImx=(2×SN)/√3×UN)=(2可修改编鞋选用SW,-35型断路器[3],其技术参数如下表9-3所示：表9-3SW₂-35型断路器的技术参数断路器额定电压额定电流AkV高作压kA过电流热稳定S峰值50tk=0.15+0.03+0.04=0,Qk=Qm+Q,=0.14+0.774=0.9所以I²t>Q,满足热稳定效验。可修改编辑粘选资料满足动稳定校验。因此所选断路器合适。Imax=(1.05×Sx)/(√3×UN)=(1.05×50Imax=(2×Sn)/√3×Uw)=(2×额定电压选择：UN=UNs=35kV额定电压额定电流A极限通过电流热稳定电流可修改编辑粘选资料Imax=(1.05×Sw)/(√3×Uw)=(1.05可修改编辑Imx=(2×SN)/(√3×UN)=(2×选用SN₁₀-10型断路器[5,其技术参数如下表9-5所示：表9-5SN₁₀-10型断路器的技术参数断路器(kV)(A)最高工作电压极限通过电流热稳定(kA)固有分闸时间峰值0料选资料可修改编辑选用GN₁₀-10T型5,具体参数如下表9-6所示：表9-6GN₁₀-10T型隔离开关的技术参数隔离开关型号额定电流A极限通过电流热稳定电流峰值动稳定效验：(4)主变压器侧隔离开关的选择Imax=(1.05×Sn)/(√3×UN)=(1.05×50额定电压选择：UN=Us=10kV由上表可知GN₁₀-10T同样满足主变压器侧隔离开关的选择。其动稳可修改编辑I1.2.1110kV母线选择因为桥形接线是一种无母线方式的接线，本设计中110kV电压等级采用的是桥形接线，故本设计中110kV电压等级不需选择母线。I1.2.235kV母线选择Imax=(2×Sx)/(√3×Uw)=(2×500采用矩形导体，根据最大负荷利用小时数TM=5660h,由表可查得：J=0.7,经济截面为：查矩形铝导体长期允许载流量表，选用63×10mm²双条矩形铝导体，平放时允许电流Ia=18004,集肤系数Ks=1.14。满足长期发热条件的要求(2)热稳定效验查表可知：θ₁=60,θ₂=65,C₁=91,C₂=89可修改编辑所选截面S=1260mm²>Smin=11.44mm²,能满足热稳定要求。(3)共振效验m=2×h×b×pw=2×0.63×0.01×2700kg/当固有频率在30~160HZ以外时，有β≈1或p<1,在此情况下，可不(4)动稳定效验W=bh²/3=0.01×0.63²/3m³=1可修改编辑根可以查得形状系数K1₂≈0.87条间电动力为：最大允许衬垫跨距：铝双条导体的λ取1003,则衬垫临界跨距为：由于L和Lbmax均大于1.2m,因此不需装设衬垫。可