《110kv变电站电气控制方案设计报告（附控制图）》16000字（论文）

绪论电力是能源。电力已成为工业和农业生产中不可或缺的驱动力，并广泛用于生产的所有领域和日常生活中。首先，它可以简单有效地转化为其他形式的能量。其次，电能可以以高压的形式分配，这有助于提供电力，促进自动控制，提高产品质量和经济效益。电力部门在国民生产总值中占有非常重要的位置。中华人民共和国成立以来，中国的电力工业持续快速发展。变电站，开关柜和其他基本公共工程正在日益完成。在许多领域，电力传输，电压电平转换自动化等实施并实现了电力系统部署调度的自动化。随着经济的发展和现代工业建设的飞速发展，电源系统的设计越来越完整和系统化，工厂的能耗也在迅速增加。电能质量，经济和技术条件以及电源可靠性的指标也在不断提高。对电源设计有越来越高的要求。合理的设计将直接影响基础设施投资，运营成本和有色金属消耗，并反映电源的可靠性和安全生产。这与企业的经济利益和设备的人身安全密切相关。2变电站主接线和主变压器变电站是电力系统的重要组成部分。它包括电气设备，并以某种方式为船舶提供图片。通过使用电力系统，转换，分配，传输和保护等功能，可以确保安全稳定的用电。经济转移到每个电器移动的地方。变电站作为输变电枢纽，需要改变其传统的设计和控制方式，以适应现代电力系统，现代工业生产和现代生活，社会生活的发展趋势。随着最新计算机技术，网络和通信技术的发展，现有的变电站监视，控制，保护和计量设备以及系统分离，为最佳组合和集成系统提供了技术基础。110KV变电站属于高压电网。该区域的变电站涵盖多个方面。考虑到这些因素，它会分析变电站的工作和用户的负载，选择地址，使用用户的数据计算负载，并确定功率补偿器。同时，选择不同的变压器，确定变电站的接线方式，然后计算短路电流，选择配电线路和导体，计算短路电流。选择变电站的高压和低压电气设备，作为变电站图和横截面的基础。变电站的初步设计包括：总体方案的确定负荷分析短路电流的计算高低压配电系统的设计和系统布线方案的选择继电保护选择和设置（6）防雷和接地保护根据我国经济不断发展以及科技技术的不断提高，电力科技技术也在不断地进步。随着电力科技技术不断地应用，电力系统也在不断地完善，包括发电系统，供电系统等等诸多个领域内的新技术正在不断地发生变化，目前变电站科技技术也在自身领域内取得了一定的进展，对此而言，变电站是整个电力系统的核心部分，对此而言对于电力系统的发展具有非常重要的意义。变电站是整个电力系统的核心部分，也是对于电厂以及用户间进行连接的主要模块，且具体能够实施的内容具有分配电路以及转换店里等等功，对此而言对于用户及电厂间的连接发展具有非常重要的意义。对于变电站当中的相关功能进行分类为以下几个种类：1）枢纽变电站枢纽变电站属于整个电力系统的交叉核心部位，能够将电源进行多方面的收集工作，并且对于高压电力系统部分以及低压电力系统部分进行相关的连接。对于集线路变电站的定义，根据相关规范以及设计要求将300至500kv电压的变电站统称为集线路变电站。2）中间变电站高压侧主要由开关电源组成，通常是具有两至三个电源部分来组成，并且能够对于长距离线段传输以及系统电源开关进行调控的设备为开关电源。电压为200至330kV，电压降低到当地用户。3）区域变电站高压部分具有110至220kv范围内的电压，变电站主要负责供应一个地区。4）终端变电站高压部分具有110kv的电压，且该位置属于负载点周边，且是一个终端传输线，对于整个电压进行点变电站的降压之后提供给用户进行使用。这也是这边论文需要研究的核心内容。并且对于此篇论文写作过程当中需要降按照110kv的电气内容进行变电站部分的设计。本文设计的变电站类型是区域变电站。对于用户日常生活需要以及相关生产领域的有关条件方面考虑，在此基础之上，按照指导老师所提供的相关资料以及相关要求进行引荐，结合普通学习的知识，对参考文献进行了探讨，并对一些设计方法进行了熟悉，为此奠定了基础。用于未来电气部件的设计。2.1主要接线的设计原则和要求2.1.1设计主接线原则（1）对于整体地位以及相关作用考虑变电站在电力系统中的位置和功能是决定主要布线的主要因素之一。因电力系统当中的相关设施具有自身不同的功能以及位置，对此而言要对其进行布线需要把控经济性能，灵活性能以及可靠性能等等。（2）考虑近期和长期的发展规模变电站的主要接线应根据电力系统的发展方向在十年内进行规划设计。还应根据规模，类型，分布位置，增长率，速率，区域电网发展和潮流分布，以及各类极端的分析，确定主要布线的选择和连接到变电站的电源连接数量。操作模式。好的和外向的数量。（3）考虑负载分级的重要性以及出线电路数量对主线路的影响第一级和第二级负载必须具有两个独立的电源，当一个电源切断存储时，应确保所有第一和第二负载都没有断电;第三级负载通常只需要一个电源来供电。确保主要和次要负载不会中断。如果需要切断第一和第二负载，请考虑极端条件下的继电保护。（4）考虑主变压器数量对变电站主接线的影响对于变电站当中主线进行考虑选择的话，变压器数量以及变压器容量是主要考虑参数。例如对于大型的变胆战而言，因需要传输大型容量，对此而言自身具备着相当可靠的稳定性，对此而言除了可靠性以外还需要进行灵活性以及经济型。（5）考虑备用容量对主要布线的影响对于变电站当中所具备的备用容量而言，其目的是为了保障整个比那电站的稳定性以外还能够对于设备的维护，设备维修，设备停机，负载提高等等紧急情况进行处理。举例说明，若是进行母线的修理或者是断路器的相关维修时，是否应该对于变压器当中的继电保护或者是线路保护进行运行，或当线路故障直接或间接影响主线路连接时，线路和变压器是否允许切断动力。2.1.2主要接线设计的基本要求法规规定；要设计电气线路应根据应依据变电站的变电特性，也要归化其容量，线路改变电压能力的负载连接以及全系统消耗总量。除此之外，还需要对于系统当中的灵活性，维修成本，维修便利性，可靠性，初期投资节约以及抑制过渡和变电站扩容规模的技术要求。2.1.2.1.可靠运行所谓的可靠性代表着电力线路可以可靠动作，保证用户不停电，毕竟客观标准是在实践中操作可以可靠工作。客观评估主要线路可靠性的指标如下：（1）断路器维修期间是否会影响电源;（2）在设备和线路的维护和维修期间，停电次数和停电之间的时间间隔，以及是否可以保证对一级和二级重要用户的供电。（3）变电站全部停电的可能性。2.1.2.2.具有一定的灵活性在重要场合中灵活供电，运行驱动可以方便快捷，方便调度，并可在各种事故或设备维护和维修中尽快取出电气设备。最短的截止时间和最小的冲击范围确保了施工人员的安全。同时，可以保证停电范围不扩大。在电站主接线的设计中，应有一定的电气余量。为了便于从初始阶段到扩展布线的过渡，当变电站扩展时，应尽可能地减少一次设备和二次设备的修改量，并且可以节省投资。2.1.2.3.操作应尽可能简单方便主接线应简单明了通俗易懂的操作，应使操作方便为前提，便于操作人员掌握。配置复杂的布线线路操作困难，而且经常由于操作员错误而导致事故。但是，简易联络可能无法满足需要，可造成停电。2.1.2.4.经济上合理对整个布线来说具体的技术要求是要具备灵活性以及可靠性，灵活性与可靠性与经济性出现矛盾，对于灵活性以及经济性的提高可能会既降低经济性。对此而言，需要在相关技术条件进行满足的前提之下，要对于经济合理进行考虑。（1）投资节省。简单明确的接线路，能够对于资金成本进行相关得控制。（2）年运营成本很小。年度运营费用包括电力损失，折旧和大修，以及每日小型维护。当中，功率损耗主要是由输电线路阻抗引起的。对此而言，有必要合理地考虑工作数量，工作容量，工作方式等等。（3）具有较小的占地面积及。对于电气主要布线的有关规划为整个布局提供良好的基础，从而对于建筑，绝缘体，安装等等进行节省成本的应用。（4）应尽可能采用设计，尽快实现阶段性投资，生产和经济效益。2.2主要接线线路的设计2.2.1设计步骤按照相关的初始信息，目前具有三个等级的电压分别为110/35/10KV，对此而言需要进行三项三绕变压器。为了保证供电系统的可靠性，可以安装两个主变压器。2.2.2项目初步设计为了确保最佳布线，最初设计了以下两种布线方案以优化布线选项。优化方案1：将双线布置在110KV侧面，单母线布线需要平均分布35KV，10KV。优化方案2：单母线布线需要平均分布110KV，10KV，将双线布置在35KV。优化方案1：将双线布置在110KV侧面，单母线布线需要平均分布35KV，10KV。优化方案2：单母线布线需要平均分布110KV，10KV，将双线布置在35KV。2.2.3最佳界定方案2.2.3.1技术比较在最初设计的两种方案中，优化方案1：将双线布置在110KV侧面，单母线布线需要平均分布35KV，10KV。使用双母线布线的优点：（1）系统运行可靠，电源可靠;（2）系统调度灵活;（3）系统易于扩展等。单母线分割的优点：（1）线路简单易行;（2）易于操作，设备和设施较少;缺点：（1）可靠性很差;（2）系统稳定性差。对此而言，在110KV侧使用双母线布线是有利的。在初步设计的两种方案中，方案1：35KV侧的单母线分段布线;方案2：35KV侧的双母线连接。从原材料中已知问题没有在该问题中解释，对此而言在35KV侧使用单母段布线。2.2.3.2经济比较对整个解决方案的综合分析表明，在标配设备的资金投入中，包括控制设备，电缆，总线和民用建筑成本，35KV，10KV侧的单母线布线比双母线布线具有更大的灵活性。。从以上分析可以选择最优解决方案作为第一种方案，优化方案1：将双线布置在110KV侧面，单母线布线需要平均分布35KV，10KV。2.3主变压器的选择2.3.1主变压器数量的选择对于变电站当中涉及到的不同等级之中，变电器的应用是非常关键的，变电器主要对于电压转换以及电压传输等工作进行负责。对于变压器的容量进行合理设计能够对于电网的安全性能，可靠，成本低，稳定性具有一定的影响。对此而言需要在整个电力能够进行稳定传输的情况之下，还需要对于成本进行考虑。需要在相关技术条件进行满足的前提之下，要对于经济合理进行考虑。主变压器选择为了确保电源的可靠程度，需要由两个主变压器进行设计。这个设计变电站有两个电路，低压侧电源只能从这两条回路获得，所以选择两个主变压器。2.3.2主变压器选型2.3.2.1确定阶段数三相三变压器对于330KV及以下设计的变电器当中主要进行应用。由于三相变压器比同等容量的三相变压器具有更少的投资成本，更少的设备占地面积和更少的电力系统损耗。同时，该装置结构便已，易操作，维护方便。如果难以制造或难以运输，也可以使用两个具有小体积的三相变压器。当技术合理时，可以使用单相变压器。2.3.2.2绕组数的确定。选择变压器的基本原则（1）导通点对应变压器额定电压初级侧，工厂电源系统主要对应变压器额定电压次级侧。（2）阻抗电压和电压调节模式按照母线的所有级别进行考虑额定电压。;（3）变压器的容量必须确保站内使用的机械设备能够从电源获得足够的电力。2.3.3主变压器容量的选择2.3.4主变压器型号的选择Sjs=Ke(∑Pmax/cosφ)（1+α%）Sjs：最大计算负荷（KVA）Pmax：每个用户的最大负荷（KW）Cosφ：功率因数Ke：同时系数α%：线损率（取为5%）由此可知选择主变应留有一定裕度，防止其因超过百分之五二损坏，导致系统裂解。2.4站变压器的选择2.4.1站变压器选择的基本原则（1）额定电压处于变压器侧以及额定电压属于二次侧进行良好的布局。（2）对调压方式以及抗阻电压调试去，按照相关规范设计要求进行选择。（3）变压器的容量必须保证站内使用的机械设备能从电源中获得足够的电力。2.4.2如何选用站用变压器参考《发电厂电气部分》，选择站用变压器如下：表1至5站用变压器型号及参数规格容量额定值(KVA)电压额定值(KV)组件消耗值(W)电压抗阻值(%)电流空载值(%)空载短路SC9至80/108010.5/0.4Y,yn03401140423短路电流计算3.1短路计算的目的，规定和步骤3.1.1短路电流计算的目的计算短路电流的目的是电厂和变电站规划的重要部分。计算的主要目标如下：（1）对于主电线进行设计时，要按照多种的布线方式进行相比，最终确定能够对于短路电流进行良好的限制的那一条，并且对于短路电流进行计算并判断。（2）对于电气设备设施进行选择时，对于整个设备的正常运行需要保障以外，还需要对于相关得故障条条件之下的运行可靠程度进行保证。最终进行考虑的是成本需求，之后计算影响值（f通过短路电流验证设备的动态稳定性）。3.1.2短路计算的一般要求3.1.2.1计算的基本情况;（1）电网中的所有电压源必须在额定负载下运行。（2）具有自动调控励磁的同步电机性能。（3）短路发生在短路电流最大的时刻。（4）所有电源的相角相等。（5）确定对于短路电流的整体影响，并且将能够对于其造成影响的设备等等进行考虑，除此之外，对于短路电弧电阻进行排除，因短路电弧电阻过小，不满足相应的规范要求。对于短路电流当中的冲击值最大以及全电流最大值进行考虑即可。3.1.2.2接线方法对于短路电流进行相关设计时，需要降最大短路电流进行应用设计，并且需要注意的是，不能够在整个切换过程当中进行并联模式应用。对于短路电流进行相关设计时，需要降最大短路电流进行应用设计，并且需要注意的是，不能够在整个切换过程当中进行并联模式应用。3.1.3计算步骤1）短路点的选择和计算。2）绘制等效网络图。（1）首先，要去除系统中各元件的所有支路、线路电容器和电阻。（2）选择参考电压与功率（通常是各级的平均电压）。（3）根据比例的计算对于标准电抗进行设计。（4）对网络路等效模式进行绘制，并且对于等效变换之后的各个元件电抗进行编制。3）简化网络：对于计算的不同内容而言，按照等效网络的中心与其短路点进行重合来绘制，最终计算短路点之间的阻抗，即为变压器测量阻抗。4）计算电抗Xjs，单位欧姆。5）各电源所提供的短路电流周期分量由运行曲线确定（运行曲线仅为XJS=3.5）。（1）对于周期分量进行计算，周期分量是短路电流无穷大容量所提供的。（2）对于短路容量以及相关得额定值进行计算。3.2变压器参数的计算和短路点的确定3.2.1变压器参数的计算基准值的选取：，取各侧平均额定电压(1)主变压器参数计算由计划设计可知：U12%=10.4U13%=17.0U23%=6.0U2%=0.5(U12%+U23%至U13%)=0.5(10.4+6.0至17.0)=至0.3<0所以U2%=0U1%=0.5(U12%+U13%至U23%)=0.5(10.4+17.0至6.0)=10.7U3%=0.5(U13%+U23%至U12%)=0.5(17.0+6.0至10.4)=6.3X1==10.7/100·200/31.5=0.680X2=U2%/100·SB/SN=至0/100·200/31.5=0.0X3=U3%/100·SB/SN=6.3/100·200/31.5=0.432(2)相关参数验算由表1.5查明：X4=Ud%/100*SB/SN=4/100*200/0.08=25(3)系统等值电抗3.2.2短路点的确定对于整体设计当中按照四种类型来考虑内容，并且对于整个短路点而言，需要降线路输入值在110kv电压以及高压侧变电器值相同设计，对此而言，对于整个设计过程当中需设计一个短路点；在其他三种电压水平下，也仅需要一个短路点。3.2.3每个短路点的短路计算按照连接模式，参数设计，短路点设计等等进行网络等值图设计，具体如下图所示：图2至1短路等值图3.3计算各短路点的情况3.3.1短路点d至1（110KV母线）的短路计算网络化简如图2.2所示：图2至2d至1点等值图Xf1=Xs＝x0l（Sj/Uj2）＝0.4×150×（100/1152）＝0.454Xjs1=Xf1×Sn/Sb=0.454×1000/100=4.54因为Xjs1=4.54>3所以I"*=I∞*=I0.2*=1/Xjs1=1/4.54=0.22Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×115)=0.502(KA)In=Ib×Sn/Sb=0.502×1000/100=5.02(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.22×5.02=1.1(KA)ich=2.55×I"=2.55×1.1=2.8(KA)ich=1.52×I"=1.52×1.1=1.672(KA)S"=√3×I"×Un=√3×1.1×110=209.58(MVA)3.3.235KV短路点d至2总线的短路计算网络化简为：图2至3d至2点等值图Xf2=X+(X1+X2)//(X1+X2)=0.454+(0.341)//(0.341)=0.625Xjs2=X×Sn/Sb=0.6245×1000/100=6.23I"*=I∞*=I0.2*=1/Xjs2=16\100Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×37)=1.56(KA)In=Ib×Sn/Sb=1.56×1000/100=15.6(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.16×15.6=2.5(KA)ich=2.55×I"=2.55×2.5=6.375(KA)ich=1.52×I"=1.52×2.5=3.8(KA)S"=√3×I"×Un=√3×2.5×35=151.55(MVA)3.3.310KV母线的短路点d至3短路计算网络化简为：图2至4d至3点等值图Xf3=X+(X1+X3)//(X1+X3)=0.7315Xjs3=Xf3×Sn/Sb=0.7315×1000/100=7.315I"*=I∞*=I0.2*=0.1367Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×10.5)=5.5(KA)In=Ib×Sn/Sb=5.5×1000/100=55(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.1367×55=7.52(KA)ich=2.55×I"=2.55×7.52=19.176(KA)ich=1.52×I"=1.52×7.52=11.43(KA)S"=√3×I"×Un=√3×7.52×10=130.25(MVA)3.3.4短路点d至4的短路计算对于简化的网络图需要添加站用变压器当中的电抗标幺值方可，如下所示：图2至5d至4点等值图Xf4=Xf3+X4=0.7315+50=50.7315Ib=Sb/(√3×Ub)=100/(√3×0.4)=144.34(KA)In=Ib×Sn/Sb=144.34×1000/100=1443.4(KA)I"=I∞=I0.2=I"*In=I∞*In=I0.2*In=0.00197×1443.4=2.84(KA)ich=2.55×I"=2.55×2.84=7.242(KA)ich=1.52×I"=1.52×2.84=4.32(KA)S"=√3×I"×Un=√3×2.84×0.38=1.87(MVA)3.4绘制短路电流计算结果表4电气设备的选择和验证对于变电器设计当中主要是根据导体选择以及电气选择两种。且总体变变电器的设计根据我国专业技术政策以及经济政策相关。所选设备均为国家推荐的新产品，先进的技术，安全的运行，合理的经济利用是确保设计合理的重要核心。对此应选择适合当前模式下的电气设施设备。4.1一般规定电气设备的选择4.1.1一般原则对于修理，维护，运行状态以及异常状态等等综合考虑求，并应考虑可持续发展的需要。4.1.2几项有关规定对于变电器设计当中主要是根据运行条件来选择导体以及电气。按照短路问题进行热稳定性能以及动态稳定性能进行设计，在此基础之上，能够对于基本情况进行验证。（1）在正常工作条件下，每个电路的工作电流计算如下表所示。1)对于每一个回路当中的相关电流情况，应当在正常运行条件之下进行计算，并且具体如下所示。表3至1各回路持续工作电流回路名称计算公式变压器回路Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un馈电回路Igmax=Pn/√3Uncosφ循环名称计算公式变压器电路Igmax=1.05In=1.05Sn/√3Un馈电电路Igmax=Pn/√3Uncosφ注意：Pn，Un，In等都是设备本身的额定值。Igmax，Ugmax，Igmax是该装置的连续工作值4.2计算每个电路的连续工作电流依据表4.1，各回路持续工作电流计算见下图：表3至2各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式及结果110KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×115=166.05A110KV进线Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/(√3×115×0.85)=184.2A35KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×38.5=495.996A35KV出线火电厂2Ig.max=S/√3Uncosφ=8800/(√3×37×0.85)=150.36A火电厂2Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/(√3×37×0.85)=98.79A10KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×10.5=1818.65A10KV出线化工厂Ig.max=S/√3Uncosφ=3000/√3×10.5×0.85=194.07A铝厂（两回）Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/√3×10.5×0.85=355.8A医院（两回）Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A氮肥厂Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A印刷厂Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A0.4KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×653/√3×0.38=104.17A如图每个电路的连续工作电流计算如下图所示：电路名称计算公式和结果终结；1）110KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×115=166.05A2）110KV输入线Igmax=Pn/√3Uncosφ=31185/（√3×115×0.85）=184.2A3）35KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×38.5=495.996A4）35KV出口热电厂2Ig.max=S/√3Uncosφ=8800/（√3×37×0.85）=150.36A5）火力发电厂2Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/（√3×37×0.85）=98.79A6）10KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×31500/√3×10.5=1818.65A7）10KV出口化工厂Ig.max=S/√3Uncosφ=3000/√3×10.5×0.85=194.07A8）铝厂（两次）Ig.max=S/√3Uncosφ=5500/√3×10.5×0.85=355.8A9)医院（两次）Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A10)氮肥厂Ig.max=S/√3Uncosφ=2000/√3×10.5×0.85=129.38A11)印刷厂Ig.max=S/√3Uncosφ=1500/√3×10.5×0.85=97A12)0.4KV母线Ig.max=1.05Sn/√3Un=1.05×653/√3×0.38=104.17A4.3高压电气设备的选择4.3.1断路器的选择和验证对于相关得环境因素以及技术因素以外，还需要对于整体安装类型，调试类型以及后期维修类型等等进行考虑，对于整体选择环节需要进行经济成本比对以及技术参数考核。按照我国相关得设计规范以及现状来看，6至220千伏范围内的需要设计低油断路器。断路器选择的具体技术条件如下：（1）电压：Ug（主电网连续工作电压）≤Un（3至1）（2）当前：Ig.max（连续工作电流最大值）≤In（3至2）（3）断流：Idt≤Ikd（3至3）式中：Idt至断路器实际断开的短路周期分量;Ikd至断路器的标准断路电流。（4）动态稳定性：Ich≤imax（3至4）当中：ich至断路器的最大峰值电流;Imax。（5）热稳定性：I∞2tdz≤It2t（3至5）当中：I∞至稳定的短路电流;当中：时间t由短路电流计算，断路器的选择,根据以下条件选择断路器：电压：电流：每个电路见表3.2。每个断路器的选择结果如下表所示：断路器的选择结果见下表：表3至3断路器的型号及参数参数型号电压额定值（K.V）电流额定值（A）断开电流额定值（K.A）电流动稳定（K.A）电流热稳定（K.A）分闸时间（s）合闸时间（s）变压器110KV处OFPI至110110125031.58031.5(3)<0.03变压器35KV处HB35361250258025(3)0.060.0635KV出线处HB35361250258025(3)0.060.06变压器10KV处HB至101012504010043.5(3)0.060.0610KV出线处ZN4至10C1060017.329.417.3(4)0.050.2站用DW5至400380至4004004.3.2隔离开关的选择和验证(1)110KV侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定：ich≤imaxich=2.8(KA)imax=50(KA)ich<imax=3\*GB3③热稳定：I∞2tdz≤It2t根据相关设计内容可知：I∞2tdz=1.12×1.7=2.1[（KA）2s]It2t=142×5=980[（KA）2s]则：I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。(2)35KV变压器侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定：ich≤imaxich=6.375(KA)imax=80(KA)ich<imax=2\*GB3②热稳定：I∞2tdz≤It2t根据相关设计内容可知：I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]It2t=23.72×4=2246.76[（KA）2s]则：I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。(3)35KV出线侧隔离开关的校验=1\*GB3①动稳定：ich≤imaxich=6.375(KA)imax=34(KA)ich<imax=2\*GB3②热稳定：I∞2tdz≤It2t根据相关设计内容可知：I∞2tdz=2.52×1.7=10.625[（KA）2s]It2t=5.62×5=156.8[（KA）2s]则：I∞2tdz≤It2t经以上校验此隔离开关满足各项要求。4.3.3保险丝的选择应根据列出的技术条件和工作环境检查高压熔断器。保险丝是最常见的保护装置。对于电气设备的保护具有过载电流的作用。对于电线路以及变压器的保护所应用的设备是高压熔断器。若是处于发电厂当中需要降对于电压互感器进行保护，且保护需要的设备是高压熔断器。4.3.3.1选择保险丝选择的技术条件如下：（1）电压：（3至12）（2）电流：（3至13）（3）按照相关的性能要求以及熔体的额定电流相关参数要求，要对于选择的前后级进行保障。。4.3.3.2保险丝的选择根据上述保险丝选择的条件，如下图所示表3至7保险丝的类型和参数依据以上熔断器选择的条件，下图表示表3至7熔断器的型号及参数种类电压标准值(KV)电流标准值(A)开端容量(MVA)其他RN2100.51000保护户内电压互感器RW9至35350.52000保护户外电压互感器4.3.4避雷器的选择和验证1阀式避雷器根据不同的分类分为不同类型的避雷器和磁力鼓风式避雷器;能够对于高灭弧能力设计间隙值，通过间隙值进行保护的是管状避雷器。具体工作流程是对于中间的间隙进行电弧吹出，之后对于整个电路进行防雷保护。选择以下条件作为阀式避雷器的特性参数：（1）额定电压。避雷器通常在电网的额定电压（即电网的相电压）下工作。（2）电弧抑制电压。在电源故障的情况下，避雷器允许施加最大的工频电压。3-10kV阀式避雷器灭弧电压为电网最大工作电压的110%。（3）脉冲放电电压。对于脉冲放电电压，预放电时间为1.5至20微米。（4）残余压力。也就是说，剩余电压是由流经避雷器的脉冲雷电流引起的电压降。避雷器的设计考虑了使用期间受保护电气设备的绝缘配合问题。对此而言，只要可以正确选择避雷器的类型，就可以验证其参数和保护特性。4.4汇流排和电缆选择和验证4.4.1材料的选择配电单元的母线由铜，铝或铝合金制成。铜是一种优良的母线材料，具有低电阻率，高机械强度，高耐腐蚀性和广泛的应用。4.4.2母线横截面积的选择4.4.2.1根据允许长期加热选择电流允许长期电流能够对于真个电压等级当中的主母线设计，下引线设计以及配电装置设计，临时安装设计等等具有一定的作用。KIal≥Igmax（3至15）当中：Ial对于母线环境温度处于25oC时，能够按照母线的相关允许长期电流来设计。Igmax至通过总线的最大长期工作电流。K至温度校正系数母线当中的额定温度Θ0，设计值为θ0=250C，母线时间实践环境温度设计值为θ，母线允许长期温度为θal，设计值为θal=700C。（1）110KV母线选择110KV总线中的Igmax=116.05A。KIal=0.943×252=237.636>116.05=IGmax的对此而言根据25×3矩形铝母线具有75mm2的横截面面积。2Ial=252A（2）35KV母线选择35KV总线中的Igmax=495.996A。KIal=0.943×632=595.976A>495.996=IGmax的对此而言根据50×3矩形铝母线具有250mm2的横截面面积。Ial=623A（3）10KV母线选择10KV总线中的Igmax=1818.65A。KIal=0.943×1360=1282.48A>1818.65A=IGmax的对此而言根据80×10矩形铝母线具有800mm2的横截面面积。Ial=1360A满足动态稳定性的要求效应良好，对于35kV及以下普遍应用。3）管状导体：具有较高的强度，集肤效应良好，对于8000A以上普遍应用。软导体：软导体分为单个软导体和分离导体。对于大负载电流而言分裂线能够进行满足，并且对于抗震性能良好，经济性能良好等等特点。6其它设备的选择6.1接地刀闸的选择6.1.1110kV侧接地刀闸的选择：根据系统电压可以选择JW2-110型接地刀闸。校验：动稳定电流峰值热稳定电流（2S）可见所选的JW2-110型接地刀闸能够满足要求。6.1.210kV侧接地刀闸的选择：根据系统电压可以选择JN1-10I型接地刀闸。校验：动稳定电流峰值热稳定电流（2S）可见所选的JN1-10I型接地刀闸能够满足要求。6.1.335kV侧接地刀闸的选择：根据系统电压可以选择JW-35型接地刀闸。校验：动稳定电流峰值热稳定电流（2S）可见所选的JW-35型接地刀闸能够满足要求。6.2绝缘子和穿墙套管的选择电站变电站各级配电设备中高压电气设备的连接，紧固和绝缘是通过导体，绝缘子和附件完成的。因此，绝缘材料必须具有足够的电绝缘性和机械强度，耐热和耐湿性。选择室外绝缘子会增加沿表面的放电距离，并在雨天阻止水流，从而确保绝缘子在恶劣的气候下也能可靠地运行。壁挂套管在套管穿透墙壁和天花板时使用，而当套管从内到外穿透墙壁时使用。7继电保护的装置选择与整定继电保护的种类很多，但是就一般情况来说，它是由测量部分、逻辑部分、执行部分组成的，其原理图如下：执行部分逻辑部分测量部分输出信号输入信号执行部分逻辑部分测量部分输出信号输入信号图7-1继电保护装置的原理框图测量设备输入要保护的对象的相关信号，并将其与指定的设置值进行比较，以确定保护是否有效。根据测量元件的大小，特性，形状或每个输出的组合的顺序，使保护装置根据特定的逻辑关系进行操作，并最终确定行为保护装置的行为。运行单元将发送立即或延迟的警报或跳闸信号。电网保护继电器的配置原则必须首先满足继电器保护的四个基本要求：选择性，快速动作，灵敏性和可靠性。然后，根据电网电压等级，网络结构和接线方式的特点，选择不同保护措施的工作原理和性能，并进行有机调整，从而形成完整的电网保护。110kV部分：110kV采用了内桥接线，所以在110kV不需要装设保护。35kV部分：线路保护：35kV接地小电流系统的线路必须配备反映相间故障和单相接地故障的保护装置。建议安装两级电流保护（限时电流浪涌保护和超时电流保护）以反映相间故障。对输出断路器的冲击保护和使用两相线的保护。装三相一次重合闸。反映单相接地故障，加装反映零序电压的接地信号装置，单相接地时发出信号。母联开关保护：加装带时限的定时过流保护，作为母线充电时的保护。10kV部分：线路保护：接地的10kV小电流系统的线路必须装有反映相间故障和单相接地故障的保护装置。建议安装两级电流保护（限时电流浪涌保护和超时电流保护）以反映相间故障。对输出断路器的冲击保护和使用两相线的保护。支撑开关保护：添加了带时间限制的定时过流保护，以在充电时保护总线。1）主变压器保护配置a）气体保护：作为变压器的主要保护装置，对变压器油箱内部的故障做出反应，包括相间短路，地对地短路，相继短路和铁芯着火。，降低油位。轻气体作用于信号，重气体作用于变压器两侧的断路器的开口。b）纵向差动保护：作为主变压器的主要保护，它反映了相间短路，单相接地故障，变压器绕组，套管和导体上的短路和短路。大电流接地系统的侧面和导体相CT是专用的CT，安装在主变压器的3个侧面和4个点上。c）用于混合电压启动的限时过电流保护：作为气体保护和纵向差动保护的后备保护，用于响应发生短路时出现的负序电压。d）零序电流保护：与响应变压器的外部接地短路。e）过载保护：响应变压器的对称过载，防止单相电流，减慢信号运行，并经常与过流保护共用CT。母线保护2)35kV单母线分段（分段操作），不使用任何特殊保护。如果母线发生故障，可以通过触摸变压器35kV侧的断路器来消除故障。2）单个10kV母线段（分段运行），未应用特殊保护，如果母线发生故障，可通过触摸变压器10kV侧的断路器来消除故障。线路保护1)110kV进线：因为110kV博山变电所处在系统的受电端，故110kV进线不设保护2)35kV线路保护：：(电流速断保护、定时限过流保护)二段式电流保护、快速重合闸（1）I项电流断路保护是一种主要保护，它反映了相间故障期间由于电流浪涌而引起的瞬态工作电流保护，并且保护了总长度的15％至20％。排。（2）作为第二节快速电流跳闸保护的备用保护，第二节限时过电流保护不仅可以保护该线的整个长度，而且可以保护线的整个长度，以及相邻线的长度。电流保护使用两相CT（A，C相）。（3）如果线路瞬时故障时电源没有停止，则应安装自动开关装置。（4）35kV是低电流接地系统，因此如果线路上发生单相接地故障，则它可以保持工作2小时，因此它不会使断路器跳闸，只会影响信号，信号和第一节电流跳闸保护是主要保护，它反映了由于相间故障期间的电流浪涌而引起的瞬态工作电流保护，以及总长度的15％至20％的保护。3)10kV线路保护：二段式电流保护(电流速断保护、定时限过流保护)、快速重合闸（1）主保护不高于第一级，并采用两级限时短路电流保护，可保护整条线路的70％至70％。（2）如果线路瞬时故障时电源没有停止，则应安装自动开关装置。（3）10kV是低电流接地系统，因此如果线路上存在单相接地故障，则它可以继续工作2小时，因此它只能工作并连接信号，而不会使断路器跳闸。空心三角形的PT。7.1电力变压器的零序电流保护：在变压器低压侧使用“变压器”电源将导致从次级插座到低压开关设备的距离更长，并且单相接地短路。如果安装在高压侧的过电流保护装置的灵敏度低于低压侧的单相短路保护装置的灵敏度，并且不能满足规定的要求，则必须保护装置的顺序电流不能安装在低压中压和单相接地保护装置上。该设置应在正常运行期间尽可能避免流过变压器中性线的不平衡电流。国家标准规定不平衡电流不得超过额定电流的25％。由于零序电流互感器的变比为150/1，所以；=0.524S＜0.5～0.7S所以符合要求。式中=1.2～1.3称可靠系数。保护时限取0.5～0.7S。保护灵敏度按变压器低压侧干线末端发生单相短路来校检，规定≥1.25～1.5。继电器常用感应式GL型系列。7.2纵联差动保护分步的有时间限制的过电流，在电源端子附近发生故障后无法立即跳闸，并且电流快速制动保护器具有一个死区，在死区即会立即切断部分受保护的绕组。为了使变压器成为重要的设备，可以使用纵向差动保护，该差动保护在发生故障后立即关闭。差动保护是一种保护装置，其工作原理是反映被保护组件两侧的电流差。差动保护的范围涵盖了变压器绕组，侧套管和导体中可能发生的各种短路故障。——不平衡电流——外界短路时的最大短路电流——同型系数，差动保护中采用两种互感器，当它们型号相同时，k=0.5；当它们型号不同时，取k=1；——互感器的误差，取最大值10%。为了防止误动作，必须使差动保护的动作电流大于最大不平衡电流。为了提高差动保护的灵敏度，又必须设法减少不平衡电流。7.3瓦斯保护瓦斯保护，也称为瓦斯继电器保护，是防止油浸式变压器内部发生故障的基本保护措施。根据GB50062-92，瓦斯保护装置应安装在工作场所中700kVA或以上的常规油浸式变压器中以及400kVA或以上的油浸式变压器中。瓦斯保护的主要组成部分是瓦斯继电器。它安装在变压器油箱和油枕之间的连通管道中，并使用油浸式变压器内部故障进行操作时产生的瓦斯。有两个联系人。一种是“轻度瓦斯暴露”，另一种是“重度瓦斯暴露”。当变压器正常运行时，断开瓦斯继电器的两对触点。当变压器箱内部发生小故障时，“轻瓦斯触点”打开。当变压器容器内发生严重故障时，“重瓦斯接触”将亮起。如果变压器油箱泄漏，则分别连接“轻气触点”和“重气触点”。重油的工作值根据油的流量来设定，油浸式自冷变压器通常设定为0.6-1.0m/s。对于带有强制油循环的变压器，该设置为1.1-1.2m/s。7.4过电流保护当流过保护元件的电流超过某个预设值时，会断开电路或发出警报信号的设备称为过电流保护器，它有两种类型：时间限制和反向时间。时光倒流：接线系统简单经济，广泛用于10kV以下中小型工厂的供电系统。可以同时执行电流快速切断保护，其工作时间如下。这麻烦且容易出错。持续时间：接线复杂，操作时间短，适用于35kV以上的电源系统。过电流保护装置的计算设定：计算过电流保护装置的工作电流通常包括工作电流计算，设置工作时间限制和灵敏度校正。(1)过电流保护装置动作电流计算过电流保护的最小起动电流必须按二个条件整定：一是必须躲过正常工作电流的最大负荷电流，二是躲过外部故障切断后各电动机的自起动电流。过电流保护装置的一次侧起动电流可按下式计算式中——可靠系数，DL型继电器取1.2；GL型继电器取1.3；——返回系数，DL型取0.7，GL型取0.75；——电动机自起动系数。由实验或实际运行数据来确定，当可查时，可考虑将取3~4。电流继电器的动作电流为：式中——接线系数；——电流互感器。（2）过电流保护的灵敏系数规程要求中性点不接地系统在最小运行方式时，保护区末断发生两相短路时，可考虑系数不应小于1.25～1.5，即:7.5电流速断保护为了确保过流保护装置的选择性，必须以△t秒为增量增加设定时间极限。离电源越近，短路电流越大，保护时间越长。为了弥补这些缺点，可以使用对电机的安全运行非常不利的运行时间限制，可以使用瞬时电流快速制动保护。当今快速制动保护的优势在于，它可以快速动作并缩短故障排除时间。缺点是它具有盲区，因此您无法保护整个线段。保护范围可以由短路电流确定。该段的分布曲线。电流快速断开保护不能单独使用，必须与过电流保护结合使用。在最大运行模式下，应根据线路末端的短路电流来设置快速制动保护的工作电流。速断保护继电器动作电流为：式中——可靠系数，DL型继电器取1.2～1.3，GL型继电器取1.5～1.6。速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下保护安装处两相短路电流与其动作电流之比，即。启动电流继电器后，直接连接信号继电器和中间继电器，最后中间继电器触点连接断路器的跳闸电路。图8.2是在线路上安装了清晰的过电流保护和快速图8-2定时限过电流保护和电流速断保护断流保护的示意图：KC4，KC5，KC6，KT，KS1形成明显的过电流保护，而KC1，KC2，KC3，KS2和KA形成电流。在引入置信因数以确保断路器操作的选择性之后，快速跳闸保护操作电流大于保护范围结束时的最大短路电流，因此保护设备无法提供完整的保护线路设置。而且，由于存在死区，因此快速中断保护不能作为主保护，而将过电流保护装置用作辅助保护更加经济合理。8变电站防雷保护及其配置雷电接地：用于减少因雷电电流平稳泄漏到地面而导致的过电压。它的性质似乎介于前两个基数之间。它是防雷装置的组成部分。像工作接地一样，但是是一种强大的人身安全手段，仅在发生故障时才有效，类似于保护性接地，通常电阻范围为1至30。由此可见,接地电阻取10较合适。查接地装置(冲击系数)与(接地装置的冲击利用系数)表,选用一字形的接地体。查得:＝0.45＝(式中:—冲击电流下的电阻;—工频电流下的电阻)＝0.45×10＝4.58.1直击雷的过电压保护安装单独的避雷针。脉冲接地电阻不应超过10欧姆，以避免对变电站设备，电气结构和技术产生直接雷击。气体分配设备的结构之间有独立的避雷针，以防止雷击引起的反击事故。最小距离Sk为5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的距离Sd不应超过3m。根据上述条件，变电站避雷针的结构如下。1）35kV，110kV配电系统：在结构上安装独立的避雷针，并将结构柱的主要钢筋接地。2）主变压器配有独立的避雷针。3）不同电压等级的母线桥：安装独立的避雷针。4）主控室：室内配电箱横梁8.2雷电侵入波的过电压保护防止侵入波的主要措施：（1）为限制侵入性脑电波的幅度，在变电站中安装了阀型电涌放电器，同时在变电站的输入线上设置了输入线路保护装置，以防止雷电流流过阀门。进入避雷器并减小雷电浪涌的斜率。（2）在变电站中，应安装避雷器，以限制过电压并防止EEG进入。避雷针应安装在1-2KM变电站附近的110kV和35kV线路上，并且必须分别提供小于30kA和75kA的低避雷角。在25°和30°范围内，脉冲接地电阻约为10Ω，因此，大多数雷击仅在线路段外时发生，即对于三绕组变压器，必须在所有低压相绕组上安装避雷器，并在中性点处直接接地，以保护变压器的中性点和变压器的绝缘。8.3.2避雷器避雷器是过压限制器。它本质上是一个过电压收集器。它与其他保护装置一起使用，当施加的电压超过一定范围时，避雷器始终首先工作，从而泄漏大量能量。避雷器广泛用于电气系统。它取决于额定电压（工作电压，在正常运行期间施加到避雷器的电源频率，即使用避雷器的电网的额定电压）和额定电压，功率平方的平均值。频率工作电压），避雷器是自由电弧，因此可以可靠地将其关闭。1)进出线设备外侧；2)所有母线上；3)变压器高压侧，尽量靠近变压器；4)变压器低压侧为△时，只装在B相；5)主变压器中性点，按其绝缘水平等级选设；避雷线的配置：1)110kV及以上线路全长架设避雷线；2)35kV雷电日较高应全长架设避雷线；3)10kV—35kV，一般设1—2km的进线段保护，以降低雷电波的陡度。已知条件算法：滚球法避雷针组号1避雷针编号：#1 #2 #3 针高：(#1,#2,#3)12.00米避雷针计算高度：(#1,#2,#3)12.00米被保护物的防雷等级要求：30米被保护物的高度：10.50米 计算过程和公式保护高度10.50米的计算#1,#2,#3r0=√[h*(2hr-h)]=√[12.00*(2*30.00-12.00)]=24.00(米)