篇一：110kv变电站电气一次部分设计论文
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110kV变电站电气部分设计
第一篇：毕业设计说明书
第一章
变电站总体分析
第一节
变电站的基本知识
一.变电站的定义
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，是进
行电压变换以及电能接受和分配的场所。
二.变电站的分类
1、根据变电站的性质可分为升压和降压变电站
（1）升压变电站是将发电厂发出的电能进行升压处理，便于大功率和
远距离输送。
（2）降压变电站是对电力系统的高电压进行降压处理，以便电气设备的使用。
2、变电所根据变电站在系统中的地位，可分为枢纽变电站、区域变电站和用户变电站
（1）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330～500KV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。
（2）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2～3个电源，电压为220～330KV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。
（3）地区变电所。高压侧一般为110～220KV，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。全所停电后，仅使该地区中供电停电。
（4）终端变电所。在输电线路的终端，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，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受实用大全
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到损失。
第二节
所设计变电站的总体分析
变电站电气一次部分的设计主要包含：负荷的分析计算、变压器的选型、主接线的设计、无功补偿、短路电流的计算、电气设备的选型和校验、母线的选择和校验等有关知识。因此，变电站的总体分析也应该从这几个方面着手。
1、由待设计变电站的建设性质和规模可知，所设计变电站主要是为了满足
某铁矿生产生活的发展需要,是一个110/10kv降压变电站,也是一个地区性变电站，并且只有两个电压等级，因此，主变压器可选用双绕组型的。
2、由原始资料电力系统接线简图可知有来自同一个电力系统的双电源供
电。
3、由原始资料负荷资料可知110kv侧线路共三回，两用一备，有穿越功率，穿越功率经过110kv母线配电装置传出。10kv侧线路共15回，13用2备，负荷较大，无功补偿应选在10kv侧，一二级负荷所占比例较大，对供电可靠性要求较高。因此110kv,10kv侧母线可考虑对供电可靠性较高的单母线分段和双母线接线两种接线形式。
4、由原始资料所设计变电站的地理位置示意图和该地地形、地质、水文、气象等条件可知，所设计变电站应选址在负荷中心且地势较平坦的山谷中，根据变电站的出线方向来设计配电装置的布置，还应考虑到变电站的防震防雷防雪等，根据110kv变电站的设计手册可知所选电气设备应优先考虑室外型。。
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第二章
负荷分析计算及变压器选择
第一节
负荷计算目的、方法
一．负荷计算的目的负荷计算主要是确定“计算负荷”。“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假想的持续负荷，“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。所以根据“计算负荷”选择导体及电器时，在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过容许值。
计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失。
二．负荷计算的方法
若已知一个供电围的电气设备数量和容量时，负荷计算的方法有：需要系数法、利用系数法和二项式法；当在电气设备数量和容量都不清楚的情况下，可采用各种用电指标进行负荷计算，其方法有：负荷密度法、单位指标法、住宅用电指标法等。
1.需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。
2.二项式法其考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。
3.利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据是概率论与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法，但其计算过程相对繁琐。
因本设计的电气设备数量和容量都是确定的，且容量相差不大，所以其负荷计算方法选择计算较简单的需要系数法。主要计算公式如下：
有功功率：
PC?K?p?Pci
无功功率:QC?K?Q?Qci
I?1I?1nn实用大全
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2视在功率:SC?PC2?QC
计算电流:IC?SC3U
负荷计算过程见负荷计算书
第二节
主变台数、容量和型式的确定
一．主变压器台数的确定
在《电力工程电气设计手册》中可知：“对大中城市郊区的一次变电站，在中、低压已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜”。在运行或检修时，可以一台工作，一台备用或检修，并不影响供电，也可以两台并列运行。根据设计任务书中所示本变电所为地方变电所，且出线回路数较多，为保证供电的可靠性，在考虑了所建变电站的近期和远期负荷相差较大的情况下，参照规程要求，宜选用三台小容量主变压器。
二．主变压器容量的确定
主变压器容量应根据负荷情况进行选择。在《电力工程电气设计手册》中规定对于装设两台及以上主变压器的变电所，应满足当一台主变停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60%－70%。为保证可靠供电，避免一台主变故障或检修时影响对用户的供电，主变容量就为总负荷的60%－70%。容量计算如下：
S????6.58MVA;远期S总=22.96MVA,0.7?
近期S总=10.65MVA，0.7?S总=7.45MVA，S总=16.072MVA一二类负荷总和S????15MVA。经查设备手册，选每台主变压器容量为10MVA。
三.主变压器型式的选择
本变电站有110kV、10kV两个电压等级，根据设计规程规定，主变压器一般采用双绕组变压器，故选择三相双绕组有载调压降压变压器，其型号及参数如下表2-1表2-1110kv级三相双绕组主变技术参数表
型号
额定容连接组额定电压(KV)高压
121低压
10.5损耗(KW)短路
72空载
14短路电压(%)10.5空载电流（%）
1.1量(KW)标号
SFL1-10000/11010000Yyn0实用大全
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第三节
站用变台数、容量和型式的确定
一．站用变台数的确定
对大中型变电站为满足整流操作电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要，装设两台所用变压器，两台所用变分别接于10kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电站的全部负荷
二.站用变容量的确定
站用变压器
容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。一般考虑站用负荷为变电站总负荷的0.1%-0.5%，这里取0.2%计算，0.2%S总?=0.002?22964=45.93KVA，S站?=45.93/(1-10%)=51KVA。经查设备手册，选每台站用变压器容量为80KVA。
三.站用变型式的选择
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。站用变压器型号及参数如表2-2表2-210kv级三相双绕组站用变技术参数表
型号
额定容连接组额定电压(KV)高压
10.5低压
0.4损耗(W)空载
240负载
1250阻抗电压(%)4空载电流
1.8量(KW)标号
S9-80/1080Yyn实用大全
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第三章
电气主接线设计
第一节
电气主接线的基本知识
电气主接线是发电厂和变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节。
主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。而用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。
主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式接线、桥式接线和多角形接线。
主接线的选择直接影响到电力系统运行的可靠性，灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济比较后方可确定。
第二节
电气主接线的基本要求
现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。
1.运行的可靠
断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
2.具有一定的灵活性
主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。
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3.操作应尽可能简单、方便
主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。
4.经济上合理
主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。
5.应具有扩建的可能性
由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。
第三节
主接线设计
电气主接线的设计，应根据变电站在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电站得规划容量等条件和具体情况，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。具体如下:1．变电站的高压侧接线，根据技术设计规程应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式。
2．在10kV配电装置中，当线路在6回及以上时，根据规程一般采用单母线分段接线方式。
一．110KV电气主接线设计
1.方案选择
方案Ⅰ：单母线接线（见图3.1）
方案Ⅱ：单母线分段接线（见图3.2）
方案Ⅲ：双母线接线（见图3.3）
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110KV图3.1单母线接线
图3.2单母线分段接线
110kv
图3.3双母线接线
2.方案比较见表3-1表3-1110kv电气主接线方案选择比较表
方案
项目
优点
作方便
便；可靠性、灵活性较高
建方便，便于试验
倒闸操作复杂，易误操作
可靠性、灵活性差
任一断路器检修，该回路缺点
必须停止工作
投资和占地面大，造价高
设备多、配电装置复杂
单母线接线
（方案Ⅰ）
接线简单、清晰，操单母线分段接线
（方案Ⅱ）
接线简单、清晰，操作方双母线接线
（方案Ⅲ）
供电可靠，调度灵活，扩综合考虑经济性，可靠性，灵活性的基础上，110kv母线采用可靠性和灵活性较高，经济较合理的单母线分段接线。
二．10kV电气主接线设计
6～10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线接线，单母实用大全
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线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性很高的场合。本所10KV出线共15回线路无穿越功率，综合考虑宜采用单母线分段接线。
三．站用电主接线设计
一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案，因两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的单母线分段接线。
第四章
无功功率补偿
第一节
无功功率补偿的必要性
在工民用电设备中，有大量设备工作需要够过向系统吸收感性的无功功率来建立交变磁场，这使系统输送的电能容量中无功率的成分增加，功率因数降低，对系统会造成如下影响：
（1）
使变配电设备的容量增加；
（2）
使供配电系统的损耗增加；
（3）
使电压损失增加；
（4）
使发电机的效率降低。
由于无功功率对供电系统有着如上诸多不利的影响，因此必须提高功率因数，降低无功功率的输送量，提高系统及用户供电质量，保证经济、合理地供电的需要。
第二节
无功功率补偿的方法
要使供配电系统的功率因数提高，一般从两个方面采取措施：
一是提高用电设备的自然功率因数，自然功率因数是指不采用任何补偿装置式的功率因数。这种方法只能通过选择功率因数高的电气设备来做到，但不能达到完全补偿。
二是采取人工补偿的方法使总功率因数得以提高，有两种方法，一是采用同步电动机替代异步电动机工作，由于投资和损耗较大，又不便于维护、检修，供配电系统中很少采用。二是采用并联电容器补偿。
采用并联电容器补偿时目前供配电系统中普遍采用的一种补偿方法，也叫移相电容器静止无功补偿。它具有有功损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便、实用大全
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个别电容器损坏不影响整体使用等特点，所以本设计采用并联电容器补偿。
无功功率补偿计算过程见无功功率补偿计算书
第五章
短路电流计算
第一节
短路的危害和种类
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
三相交流系统的短路种类主要有三相短路，两相短路，单相短路和两相接地短路。三相短路指供配电系统三相导体间的短路；两相短路指三相供配电系统中任意两相导体间的短路；单相短路指供配电系统中任一相经大地与中性点或与中线发生的短路。上述短路中，三相短路属于对称短路，其他短路属于不对称短路。在电力系统中，发生单相短路的可能性最大，发生三相短路的可能性最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。
第二节
短路电流计算目的计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电气设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。
为达到上述目的，需计算出下列各短路参数：
Ik-----三相短路电流周期分量有效值，用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定开断电流。应采用（电力系统在最大运行方式下）继电保护安装实用大全
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处发生短路时的三相短路电流周期分量有效值来计算保护装置的整定值。
ish-----三相短路冲击电流，用来校验电气设备和母线的动稳定。
-----三相短路稳态有效值，用来校验电气设备和母线的热稳定。
IshS-----次暂态三相短路容量，用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据
采用标幺制计算时，其计算公式为：
IK?SS1?B?IK?B
（5—1）
ZK3UB3UBish?2?Ksh?IK
（5—2）
Ish?1.51IK
（5—3）
*S"?SBIK
（5—4）
第三节
短路电流计算点的确定
通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。按三相短路进行短路电流计算，可能发生最大短路电流的短路电流计算点有3个，即110KV母线短路（K1点），，10KV母线短路（K2点），0.4KV母线短路（K3）。
短路电流计算点如图5.1所示
K1K2K3110kv10kv0.4kv
图5.1系统短路等效电路图
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第四节
短路计算的方法和步骤
在本设计中将系统看成无穷大容量，采用标幺值法进行短路电流计算。
其步骤如下
1、绘制计算电路图。将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号。
2、确定短路计算点。短路计算点的选择要使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
3、按所选择的短路计算点绘制出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。
4、将等效电路化简，求出其等效总阻抗，计算短路电流和短路容量。
第六章
主要电气设备选择与校验原则
第一节
电气设备选择原则
电气设备的选择是发电厂和变电站电气设计的主要容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验。
一．按正常工作状态选择电气设备：
（1）.额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15Ue。所以一般可以按照电气设备的额定电压Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew:Ue≥Uew
（2）.额定电流：所选电气设备的额定电流In不得低于装设回路最大持续工作电流Imax:Ie≥Imax。计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5％时出力保持不变，所以Imax＝1.05In;母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。
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二．按短路状态校验：
（1）.热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：Qy≥Qd（2）.动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：ish≦idw第二节
高压断路器的选择
高压断路器是主系统的重要设备之一。它的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。
一．选择断路器时应满足以下基本要求：
1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。
3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
二．断路器种类选择
考虑到可靠性和经济性，方便运行维护且由于SF6断路器已成为高压和超高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧和35KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以10KV侧采用真空断路器。
三．断路器型式选择
按额定电压、额定电流选择；按开断电流选择、短路热稳定校验、短路动稳实用大全
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定校验
第三节
隔离开关的选择
隔离开关也是发电厂和变电站中常用的开关电器，它需与断路器配套使用。因其无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。
隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情况下，分、合电路。其主要功用为：
1.隔离电压：在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设与电源电压隔离，以确保检修的安全。
2.倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关
配合短路器，协同操作来完成
3.分、合小电流：因隔离开关具有一定的分、合小电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路。
隔离开关与短路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动稳定、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流的校验。
第四节
互感器的选择
互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100/3）和小电流（5、1A），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。
为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的每一个二次绕组必须有一可靠的接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高电压。
互感器包括电流互感器和电压互感器两大类，主要是电磁式的。
一．电流互感器的选择
1.根据电流互感器装置处电压等级确定额定电压
2.根据Ie=Igmax／110%确定CT一次额定电压
3.根据互感器CT用途，确定其级次组别及接线方式
4.110kV线路侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形
10kV主变出口设置差动、计量、测量及电流保护三组CT，接成三相星形
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10kV负荷出线处设置计量、测量及电流保护二组CT，接成二相星形
5、选定型号，根据短路情况校验热稳定及动稳定
二．电压互感器的选择
1.按技术条件选择
正常工作条件：一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷；承受过电压能力：绝缘水平，泄露比距。
2.环境条件
环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。
3.型式选择
1）.6～20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相三柱式电压互感器。
2）.35～110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。
4.电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，电压互感器本身不遭受短路电流作用，因此不校验热稳定和动稳定。
第五节
母线的选择
一.母线的选择原则
（1）选择母线的材料，结构和排列方式。110kV母线一般采用软导体型式；35KV及以下母线应选硬导体为宜。
（2）选择母线截面的大小。可按经济电流密度选择或按导体长期发热允许电流选择。
①按经济电流密度选择：
S?Ic(㎜2)（6—1）
jec
式中IC——正常工作时的最大持续工作电流，A。
②按导体长期发热允许电流选择
导体所在电路中最大持续工作电流应不大于导体长期发热的允许电流，即
Igma≤KQIP
（6—2）
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式中：Igmax——相应于导体允许温度和基准环境条件下导体所在回路中最大长期持续工作电流，A；
IP——在额定环境温度?O??25OC时导体允许电流，AKQ——综合修正系数，裸导体的值与海拔和环境温度有关。
二.检验母线短路时的热稳定和动稳定
对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。
1、电晕电压校验
对于110～220kV裸母线，可按晴天不发生全面电晕条件进行校验，即裸母线的临界电压应大于最高工作电压
Ulj?Ugmax
（6—3）
Ulj=84kmrδr(1+0.301?)lg
（6—4）
rδr式中：k——三相导线等边三角布置时为1，水平布置时为0.96；
mr——导线表面粗糙系数，取0.95；
?——空气相对密度，取0.892；
?——相间距离，cm；
r——导体半径为，cm；
Ugmax——安装处的电网工作电压
2、热稳定校验
按正常电流选出导体截面后，还应按热稳定进行核验。与导体最高允许加热温度所对应的截面为最小允许截面。
Smin?Qk
（6—5）
C式中：C——热稳定系数（与导体材料、结构及最高允许温度、长期工作额定温度有关）
Qk——短路电流的热效应，KA2S，实用大全
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Smin——满足热稳定的最小截面，mm
3、动稳定校验
动稳定应满足：
???max
（6—6）
式中：?
——线材料的允许应力
?max——母线材料的所受的最大应力
第七章
配电装置及电气总平面布置设计
第一节
配电装置的选择
配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。
按电器装设地点不同，可分为屋和屋外；按组装方式，又可分为装配式和成套式。
一.各种配电装置的特点
1、屋式配电装置的特点：
（1）占地面积小
（2）室进行，不受气候影响
（3）污秽空气影响小
（4）房屋建筑投资较大
2、屋外式配电装置的特点：
（1）土建工作量和费用小，建设周期短
（2）扩建方便
（3）相邻设备之间距离大，便于带电作业
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（4）占地面积大
（5）受外界环境影响，须加强绝缘
（6）不良气候对设备维修和操作有影响
3、成套配电装置的特点是：
（1）电器布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑
（2）电器元件已在工厂组装成一体，大大减少现成安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁
（3）运行可靠性高，维护方便
（4）耗用钢材较多，造价较高
二.配电装置的型式选择
配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，逼供结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。
一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋式；110KV及以上多为屋外式。当在污秽地区或市区建110KV屋和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋型。
屋外配电装置的型式除与主接线有关，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受材料供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。
普通中型配电装置用较多，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低。缺点是占地面积较大。
高型配电装置的最大优点是占地面积少，一般比普通中型节约用地50%左右。但耗用钢材多，检修运行不及中型方便。
一般在下列情况下宜采用高型：
（1）在高产农田或地少人多的地区
（2）地形条件限制
（3）原有装置需改、扩建而场地受限制。
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三.各电压级配电装置的确定
110KV配电装置采用屋外普通中型配电装置
10KV配电装置采用屋配电装置。
第二节
电气总平面布置设计
在变电所中电气设施是总平面布置的主体，布置时应考虑电气设施之间的有机联系和与外界出线方向、出线走廊和市政设施的配合。
降压变电所主要由屋、外配电装置、主变压器、主控制室及辅助设施等组成。总体布置应根据外界条件，依据配电装置的电压等级和型式、出线方向、出线方式和出线走廊的条件、地形情况等因素，并满足防火及环境保护要求，因地制宜进行设计。
一.电气总平面布置的设计原则
根据《变电所总布置设计技术规定》
：
1、进线方位：
各级电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合,宜避免或减少线路的交叉跨越。
2、屋外配电装置要考虑道路的设置;(1)所外道路应利用已有道路或现成道路。
(2)当路基宽度小于5.5m时且道路亮端不能通过时，适当位置设置错车道。
(3)所外道路宜采用中级路面，根据施工条件可采用次高级路面。63、主控室的设置
（1）主控楼的位置在便于运行人员相互联系，便于巡视检查和观察屋外设备和减少电缆长度，避开噪音影响地段，在可布置的主配电装置一侧，配电装置之间结合前面设施进行布置。
（2）主控制室益有较好的朝向,炎热地区宜面向夏季盛行风向,避免日晒。
4、端子箱、配电箱电缆沟的位置：
电缆沟应位于各条母线下方，然后通向主控室，端子箱位于电缆沟旁。
5、所区大门的设置
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（1）所区应设置实体围墙，围墙高度为2.2—2.5m。
（2）所区大门应采用钢门，门宽应满足运输所大型设备的要求
二.变电站总平面布置结果
依据前面所述原则：
1、110KV配电装置设在变电站北部，10KV配电装置设在边电所的南部；
2、主变压器设在10KV配电装置北部，使之位于110KV配电装置和10KV配电装置之间；
3、主控室布置在10KV一侧，因10KV侧为屋配电装置，所以补偿电容器可和10KV屋布置设在同一楼室；
4、根据出线的方向及公路走向所大门应该设在变电所西部面向西方
第八章
变电站的防雷保护
第一节
变电站的防雷设计原则
变电站是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生。因此要求变电站的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，在此前提下，力求经济合理的原则。
第二节
变电站主要防雷设备
变电站遭受雷击的来源：一是雷直击与变电站的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站
防止雷电直击的主要设备有避雷针、避雷线；防止雷电波沿线路侵入电气设备和建筑物部的主要设备有避雷器等。避雷针有单支、多支，等高和不等高之分；避雷器有阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。
第三节
变电站的防雷设计
一．变电站防直击雷设计
1.防止雷电直击的主要设备是避雷针，其作用是将雷电吸引到避雷针本身上实用大全
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来并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。变电站装设避雷针时，应该使所有设备都处于避雷针保护围之，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等组成。
2.避雷针位置的确定，是变电站防雷设计的关键步骤。对于110kV及以上的变电站，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平高，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。
3.确定避雷针的安装位置后，再根据下列公式进行计算，校验是否在保护围之中。
(1)单支避雷针在地面上的保护半径应按下式计算：
r=1.5h(8—1)式中r-保护半径，m(2)单支避雷针在被保护物高度hx水平上的保护半径应接下式计算：
①当hx≥h/2时，rx=(h-hx)p=hap(8—2)式中rx-避雷针在hx水平面上的保护半径，m
ha-避雷针的有效高度，m②当hx＜h/2时，rx=(1.5h-2hx)p(8—3)(3)两支等高避雷针保护围确定方法：
两针外侧的保护围应按单支避雷针的计算方法确定，两针间的保护围应按下式计算：
ho=h-D/7p(8—4)式中ho-两针间保护围上部边缘最低点的高度，m；
D-两支避雷针间的距离，m两针间hx水平面上保护围的一侧最小宽度按下式计算：
bx=1.5(ho-hx)(8—5)式中bx-保护围的一侧最小宽度，m当D=7haP时，bx=0。
求得bx后，即可确定两针间的保护围。
(4)三支等高避雷针所形成的外侧保护围，分别按两支等高避雷针的计算方法确定；如在三针侧各相邻避雷针间保护围的一侧最小宽度bx≥0时，则全部面积即受到保护。四支以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法计算确定保护围。
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二．防雷电波设计和设备的选择
1.装设点的选择
根据《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，变电站的每组母线上，都应安装避雷器，作为防止高压雷电波沿架空线路、设备侵入变电站的最主要措施。据变电站设备要求及主接线形式应在下列点装设避雷器：110KV、35KV、10KV母线各段母线上，主变中性点接地处。
2.避雷器的选择应尽量按以下三个方面选择：
(1)按额定电压选择：避雷器的额定电压必须大于或等于安装处的电网额定电压。
(2)按工作环境温度选择：选择工作环境温度在-40℃至+40℃之间，适用高寒、高温工作环境设备。
(3)应首先采用高新技术产品，并有一定可靠运行记录的新产品。选用通流能力强，工频续流小，放电时间短，稳定性高，残压低的避雷器。
3.避雷器的选择
随着金属氧化物避雷器的不断推广，我国绝大多数变电站已逐步用金属氧化物避雷器来替换掉原来的阀型避雷器，但也有不少变电站仍采用阀型避雷器。金属氧化物避雷器除了有较理想的非线性伏安特性外，还有不少优点。一是无间隙。在工作电压下，金属氧化物避雷器实际上相当一绝缘体，因而工作电压不会使氧化锌阀片烧坏，同时，因无间隙，故大大改善了陡波下的响应特性。二是无续流，故只要吸收过电压能量即可，这样，对金属氧化物避雷器的热容量的要求比阀型避雷器低得多。三是电气设备所受过电压可以降低。虽然10kA雷电流下的残压值两种避雷器相同，但阀型避雷器只在串联间隙放电后才可将电流泄放，而金属氧化物避雷器在整个过电压过程中都有电流流过，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压。四是通流容量大，可以用来限制部过电压。其次，金属氧化物避雷器体积小，重量轻，结构简单，运行维护方便，使用寿命也长，所以本设计中采用金属氧化物避雷器
选用避雷器型号、参数及数量如表8-1表8-1避雷器型号、参数及数量表
技术参数
型号
Un(kV)实用大全
安装地点
数量（组）
残压(kV)
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Y10W5-100/260WHY5WZ-17/45HY5W-73/176100177326045176110KV进线
10KV母线
主变中性点
222第二篇：毕业设计计算书
第九章
负荷计算书
一．负荷计算
1.需要系数法计算
2.主要计算公式有：
有功功率：
PC?K?p?Pci
无功功率:QC?K?Q?Qci
I?1nnI?12视在功率:SC?PC2?QC
计算电流:IC?SC3U
3.负荷计算表如表9-1、9-2表9-1110kv侧负荷计算表
电压等级
线路名称
铁钢线
110kv铁区线
备用线
最大负荷/KW2210cos?
0.800.800.80tan?
0.750.750.75Pc/Mw2210Qc/Mvar1.51.57.5Sc/Mva2.52.512.5Ic/A13.113.165.6实用大全
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总计
有功同时系数
无功同时系数
110KV的总计算负荷
140.850.8510.511.98.92514.8778.表9-210kv侧负荷计算表
电压等级
负荷名称
露天矿一
露天矿二
矿井甲一
矿井甲二
矿井乙一
10KV矿井乙二
选矿厂一
选矿厂二
水源地一
水源地二
火药库
生活区
农业用电
备用一
备用二
20.720.9621.922.77160最大
负荷
cos?
tan?
PcQcSc/MVAIc/A/MW/Mvar30.780.832.43.84221.830.780.832.43.84221.840.750.8843.525.33307.720.151.52110.720.750.80.780.780.780.960.880.750.80.80.820.151.52111.920.1321.1251.60.80.82.770.2016011.51.88108.32.56147.91.281.2873.973.9实用大全
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总计
有功同时系数
无功同时系数
10KV侧的总计算负荷
0.850.8519.6516.6116.714.12421.871263二．加上线路损耗后的负荷计算结果
1．110KV的总计算负荷
Pc=11.9*（1+5%）=12.495MWQc=8.925*（1+5%）=9.371MvarSc=14.87*(1+5%)=15.614MVAIc=82.0A2．10KV的总计算负荷
Pc=16.7*（1+5%）=17.535MWQc=14.124*（1+5%）=14.83MvarSc=21.87*（1+5%）=22.96MVAIc=1326A3．110Kv母线上的总计算负荷
Pc=30.03MWQc=24.201MvarSc=38.78MVAIc=203.5A第十章
无功功率补偿计算书
为使10Kv负荷受电端的功率因数提高到0.9以上，采用低压侧母线上的集中补偿计算
10KV侧的总计算负荷
Pc=17.535MW、Qc=14.83Mvar、Sc=22.96MVA补偿前变压器10KV侧功率因数按下式计算：
cos?av?PavaPC??22Sav(aPC)?(?QC)11?(?QCaPC
（10—1）)2式中，a为有功负荷系数（一般取0.7-0.75）；?为无功负荷系数（一般取0.76-0.82）则
COS?1?1?0.76?14830?1???0.7?17535??2?0.73tan?1?0.92补偿后变压器10KV侧无功率因数要达到：
cos?2?0.93tan?2?0.4实用大全
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无功补偿量：
QCC?Pav(tan?1?tan?2)
=0.70x17535x(0.92-0.4)=6383kvar需装设的电容器个数为：
N?QCC6387kvar??53Qr120kvar考虑到三相均衡分配，应装设54个，每相18个，此时并联电容器的实际值为54x120=6480kvar，补偿后实际平均功率因数为：
cos?av?Pav?SavPavP?(Pavtan?av1?Qcc)0.7?175352av2=2?0.962?0.7?17535???0.7?17535?0.737?6480?
此值满足要求
第十一章
短路电流计算书
一.系统接线图如图11.1K1K2K3110kv10kv0.4kv
图11.1系统短路接线图
二.短路电流计算
1.最小运行方式
1）选基准:SB=100MVAUB=Uav
三个基准电压分别为UB1?115Kv，实用大全
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UB2?10.5Kv，UB3?0.4Kv
2）由系统接线图画出系统等值电抗图如图11.2K1K2X3T1K3X6T4X1X2X4T2X7T5图11.2系统最小运行方式等值电抗图
3）计算短路电抗值
系统S阻抗:X1*?1.1?SB?0.002UB1SB?0.0752UB1线路一阻抗：X2*?X0?L1?变压器T1,T2和T3阻抗:X3*?X4*?X5*?UK%SB??1.05100SN变压器T4和T5阻抗：X6*?X7*?
UK%SB??50100SN当K1点短路时：如图11.3K1X1X2图11.3k1点短路等值电抗图
X*??X1*?X2*=0.008+0.=0.I*?1X*??10.083?12.05KA
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短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=6.05KA冲击电流:ish=2×1.8×6.28=15.43KA冲击电流有效值:Ish=1.52×6.28=9.20KA短路容量:s?=I*×SB=12.05*100=1205MVA当K2点短路时:
如图11.4K1K2X3T1X1X2X4T2图11.4k2点短路系统等值电抗图
X*??X1*?X2*??X3*X4*??0.60I*?1X*??10.608?1.64KA
短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=9.02KA冲击电流:ish=2×1.8×9.02=23.00KA冲击电流有效值:Ish=1.52×9.02=13.71KA短路容量:s?=I*×SB=164MVA当K3点短路时:
如图11.5实用大全
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K1K2X3T1K3X6T4X1X2X4T2X7T5图11.5k3点等值电抗图
X*??X1*?X2*??X3*X4*???X6*X7*??25.608I*?1X*??0.03短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=5.6KA冲击电流:ish?1.84IK=1.84*5.6=10.37KA
冲击电流有效值:Ish?1.09IK=1.09*5.6=6.1KA
短路容量:s?=I*×SB=3.9MVA2．最大运行方式
1）选基准:SB=100MVAUB=Uav三个基准电压分别为UB1?115Kv，UB2?10.5Kv，UB3?0.4Kv
2）由系统接线图画出系统等值电抗图如图11.6K1K2X3T1K3X6T4X1X2X4T2X7T5X5T3110KV10KV0.4KV
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图11.6系统最大运行方式等值电抗图
3）计算短路电抗值
系统S阻抗:X1*?XS?SB100?0.998??0.007522?115?UB1SB?0.0752UB1线路一阻抗：
X2*?X0?L1?变压器T1,T2和T3阻抗：X3*?X4*?X5*?UK%SB??1.05100SN变压器T4和T5阻抗:X6*?X7*?UK%SB??50100SN当K1点短路时：如图11.图11.7k1点短路等值电抗图
X*??X1*?X2*?0.0075+0.=0.0825I*?1X*??10.0825?12.12KA
短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=6.09KA冲击电流:ish=2×1.8×6.09=15.52KA冲击电流有效值:Ish=1.52×6.09=9.25KA短路容量:s?=I*×SB=1212MVA当K2点短路时:如图11.8实用大全
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K1K2X3T1X1X2X4T2X5T3110KV10KV
图11.8k2点短路等值电抗图
X*??X1*?X2*?X3*X4*X5*?0.4325??I*?1X*??10.4325?2.31KA
短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=12.70KA冲击电流:ish=2×1.8×12.7=32.3KA冲击电流有效值:
Ish=1.52×12.7=19.30KA短路容量:s?=I*×SB=231MVA当K3点短路时:如图11.K1K2X3T1K3X6T4X1X2X4T2X7T5X5T3110KV10KV0.4KV
图11.9k3点短路等值电抗图
X*??X1*?X2*?X3*X4*X5*??X6*X7*??25.4325??I*?1X*??0.039实用大全
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短路电流周期分量有效值:IK=I*sj/3uav=5.6KA冲击电流:ish?1.84IK=1.84*5.6=10.37KA冲击电流有效值:Ish?1.09IK=1.09*5.6=6.1KA短路容量:s?=I*×SB=3.9MVA
第十二章
主要电气设备的选择与校验计算
第一节
高压断路器的选择与校验
一．110kV进线及母线分段断路器的选择
(1)额定电压：Ue=110kV(2)额定电流：Ie>110kv母线最大长期工作电流Igmax
Igmax?S?204A3UN(3)查电气设备手册选择断路器型号及参数如表12-1表12-1110kv进线及母线分段断路器型号及参数表
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型号
LW25-110/1000数量
3额定电流I（A）
1000技术参数
额定开断电动稳定电流
流（KA）
(kA)25634秒热稳定电流(kA)25(4)校验：
①Ue=110kV=UN
②I=1000A>204A③额定开断电流校验：
110kV母线三相稳态短路电流
Ik=6.09KALW25-110/1000断路器的额定开断电流＝25KA符合要求。
④动稳定校验
：
110kV母线短路三相冲击电流ish=15.52(kA)LW25-110/1000断路器的动稳定电流Igf=63(kA)ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β=Ish/Ik=9.25/6.09=1.51查曲线：tep＝3.8秒 110kV母线短路热容量：Qdt=Ik2tep=140.9(kA2S)LW25-110/1000断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA)It2t=252×4=2500(kA2S)Ik2tep //⑥温度校验： LW25-110/1000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，符合要求。 通过以上校验可知，110kV侧所选LW25-110/1000断路器完全符合要求。 二．110kv出线侧段断路器的选择 （1）额定电压：Ue=110kV（2）额定电流：按110KV出线最大负荷考虑 实用大全 标准文档 Igmax?S11622??61.0KA 3UN3?110（3）查电气设备手册选择断路器型号及参数如表12-2表12-2110kv出线侧断路器型号及参数表 技术参数 额定开断电动稳定电流 流（KA） (kA)2563型号 LW25-110/1000数量 6额定电流I（A） 10004秒热稳定电流(kA)25（4）校验： ①Ue=110kV=UN ②I=1250A>Igmax=61A③额定开断电流校验： 110kV母线三相稳态短路电流Ik=6.09KALW25-110/1000断路器的额定开断电流＝25KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流：ish=15.52(kA)LW25-110/1250断路器的动稳定电流Igf=25(kA)ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish /Ik=9.25/6.09=1.51查曲线：tep＝3.8秒 110kV母线三相短路热容量：Qdt=Ik2tep=140.9(kA2S)LW6-35/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA)It2t=252×4=2500(kA2S)Ik2tep ⑥温度校验： LW25-110/1250断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，主变110kV出现侧断路器的选择完全符合要求。 实用大全 标准文档 三．10kV进线及母线分段断路器的选择 （1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：Ie>10kv母线最大长期工作电流IgmaxIgmax?S23019??1329A 3UN3?10（3）查电气设备手册选择断路器型号及参数如表12-3表12-310kV进线及母线分段断路器型号及参数如表 技术参数 型号 数量 额定电流I（A） 2000额定开断电流（KA） 31.5动稳定电流 4秒热稳定电流(kA)(kA)8031.5ZW12-10/20003（4）校验： ①Ue=10kV=UN ②I=2000A>Igmax=1329A③额定开断电流校验： 10kV母线三相稳态短路电流Ik=12.7KAZW12-10/2000断路器的额定开断电流＝31.5KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ish=32.39(kA)ZW12-10/2000断路器的动稳定电流Igf=80kA)ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish /Ik=19.3/12.7=1.52查曲线：tep＝4秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=Ik2tep=645.16(kA2S)ZW12-10/2000断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA)It2t=31.52×4=3969(kA2S)实用大全 标准文档 Ik2tep ⑥温度校验： ZW12-10/2000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，10kV进线及母线分段断路器选择符合要求。 四．10kV出线侧断路器的选择 （1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：按10KV出线最大负荷考虑 Igmax?S2000??116A 3UN3?10（3）查电气设备手册选择断路器型号及参数如表12-4表12-410kV出线侧断路器型号及参数如表 技术参数 型号 数量 额定电流I（A） 1000额定开断电流（KA） 16动稳定电流 (kA)404秒热稳定电流(kA)16ZW1-10/100017（4）校验： ①Ue=10kV=UN ②I=1000A>Igmax=116A③额定开断电流校验： 10kV母线三相稳态短路电流Ik=12.7KAZW1-10/1000断路器的额定开断电流＝16KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ish=32.39(kA)ZW1-10/1000断路器的动稳定电流Igf=40(kA)ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish /Ik=19.30/12.7=1.52实用大全 标准文档 查曲线：tep＝4秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=Ik2tep=645.16(kA2S)ZW1-10/1000断路器的4秒热稳定电流：It=16(kA)Itt=16×4=1024(kAS)Ik2tep 222⑥温度校验： ZW1-10/1000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，10kV出线侧断路器的选择符合要求。 第二节 隔离开关的选择 一．110kV进线及母线分段隔离开关的选择 (1)额定电压：Ue=110kV(2)额定电流：Ie>110kv母线最大长期工作电流Igmax Igmax?S?2043UN(3)预选GW5-110/1250型隔离开关如表12-5表12-5110kV进线及母线分段隔离开关型号及参数 技术参数 型号 数量 动稳定电流(kA)GW5-110/12506804秒热稳定电流(kA)31.5(4)校验： ①Ue=110kV=UN ②I=1250A>204A③额定开断电流校验： 实用大全 标准文档 110kV母线三相稳态短路电流 Ik=6.09KAGW5-110/1250隔离开关的额定开断电流＝31.5KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流ish=15.52(kA)GW5-110/1250隔离开关的动稳定电流Igf=80(kA) ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish/Ik=9.25/6.09=1.52查曲线：tep＝4秒 110kV母线短路热容量：Qdt=Iktep=342.25(kAS)GW5-110/1250隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA)It2t=31.52×4=3969(kA2S)Ik2tep 22⑥温度校验： GW5-110/1250隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，符合要求。 校验可知，110kV进线侧及母线分段所选GW5-110/1250隔离开关完全符合要求。 二．110kv出线侧隔离开关的选择 （1）额定电压：Ue=110kV（2）额定电流：按100KV出线最大负荷考虑 Igmax?S11622??61.0KA 3UN3?110（3）根据有关资料选择隔离开关如表12-6表12-6110kV出线侧隔离开关型号及参数表 技术参数 型号 数量 动稳定电流 (kA)4秒热稳定电流 (kA)实用大全 标准文档 GW5-110/1250128031.5（4）校验： ①Ue=110kV=UN ②I=1250A>61A③额定开断电流校验： 110kV母线三相稳态短路电流 Ik=6.09KAGW5-110/1250隔离开关的额定开断电流＝31.5KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 110kV母线短路三相冲击电流ish=15.52(kA)GW5-110/1250隔离开关的动稳定电流Igf=80(kA) ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish/Ik=9.25/6.09=1.52查曲线：tep＝4秒 110kV母线短路热容量：Qdt=Ik2tep=342.25(kA2S)GW5-110/1250隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA)It2t=31.52×4=3969(kA2S)Ik2tep ⑥温度校验： GW5-110/1250隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，符合要求。 通过以上校验可知，110kV出线侧及母线分段所选GW5-110/1250隔离开关完全符合要求。 三．10kV进线及母线分段隔离开关的选择 （1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：Ie>10kv母线最大长期工作电流Igmax实用大全 标准文档 Igmax?S23019??1329A 3UN3?10(3)根据有关资料选择隔离开关如表12-7表12-710kV进线及母线分段隔离开关型号及参数 技术参数 型号 数量 动稳定电流 (kA)GW4-10/20006804秒热稳定电流 (kA)40（4）校验： ①Ue=10kV=UN ②I=2000A>Igmax=1329A③额定开断电流校验： 10kV母线三相稳态短路电流Ik=12.7KAGW4-10/2000隔离开关的额定开断电流＝40KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ish=32.3979(kA)GW4-10/2000隔离开关的动稳定电流Igf=80(kA) ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish /Ik=19.3/12.7=1.52查曲线：tep＝4秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=Ik2tep=645.16(kA2S)GW4-10/2000隔离开关的4秒热稳定电流：It=20(kA)It2t=402×4=6400(kA2S)Ik2tep 符合热稳定要求 ⑥温度校验： GW4-10/2000隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 实用大全 标准文档 本变电站地区气温：-22℃～40℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，10kV进线及母线分段隔离开关的选择符合要求。 四．10kV出线侧断路器两侧隔离开关的选择 （1）额定电压：Ue=10kV（2）额定电流：按10KV出线最大负荷考虑 Igmax?S2000??116A 3UN3?10（3）根据有关资料选择隔离开关如表12-8表12-810kV出线隔离开关型号及参数表 技术参数 型号 数量 动稳定电流 (kA)GW9-10/125034404秒热稳定电流 (kA)20（4）校验： ①Ue=10kV=UN ②I=1000A>Igmax=116A③额定开断电流校验： 10kV母线三相稳态短路电流Ik=12.7KAGW9-10/1250隔离开关的额定开断电流＝20KA符合要求。 ④动稳定校验 ： 10kV母线短路三相冲击电流：ish=32.39(kA)GW9-10/1250隔离开关的动稳定电流Igf=40(kA) ish 符合动稳定要求 ⑤热稳定校验： β//=Ish /Ik=19.3/12.7=1.52查曲线：tep＝4秒 10kV母线三相短路热容量：Qdt=Ik2tep=645.16(kA2S)实用大全 标准文档 GW9-10/1250隔离开关的4秒热稳定电流：It=20(kA)It2t=202×4=1600(kA2S)Ik2tep ⑥温度校验： GW9-10/1250隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 本变电站地区气温：-22℃～40℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，10kV出线侧断路器两侧隔离开关的选择完全符合要求。 第三节 电流互感器选择的选择 一.主变110KV侧电流互感器选择 （1）U1e=U1g=110kV（2）Igmax=110%I1e Ie?Igmax110%?204?185A 1.1（3）预选：LB7-110,技术参数如表12-表12-9主变110KV侧电流互感器技术参数 技术参数 型号 电流比 LB7-110400/5级次组合 0.2/10P15/10P20Kd Kt70/1s（4）校验： ①热稳定校验： Ik2tep=140.9(kA2S)I1e=400A；Kt=70；t=1s(I1eKt)2t=(0.4×70)2×1=784(kA2S) Ik2tep<(I1eKt)2t实用大全 标准文档 符合要求 ②动稳定校验： Kd=；I1e=400A；ish=15.52(kA) 2I1eKd?2?0.4?135?76.37(kA) ish?2I1eKd 符合要求 通过以上校验可知，选择LB7-110型电流互感器符合要求。 二．主变10KV侧总电流互感器选择 （1）U1e=U1g=10kV（2）Igmax=110%I1eIe?Igmax110%?1329?1208A 1.1（3）预选：LFZ6-10,技术参数如表12-10表12-10主变10KV侧电流互感器技术参数 技术参数 型号 电流比 LFZ6-101500/5级次组合 0.2/10P15/10P20Kd110Kt43.1/1s（4）校验： ①热稳定校验： Ik2tep=645.16(kA2S)I1e=1500A；Kt=43.1；t=1s(I1eKt)2t=(1.5×43.1)2×1=4179(kA2S)Ik2tep<(I1eKt)2t 符合要求 ②动稳定校验： Kd=110；I1e=1.5A；ish=32.39(kA) 2I1eKd?2?1.5?110?233(kA) ish?实用大全 2I1eKd 标准文档 符合要求 通过以上校验可知，选择LFZ6-10型电流互感器符合要求。 第四节 电压互感器的选择 一．110kV侧电压互感器的选择： 110000100::10选取WVB110-20H户外； 额定变比：； 330.2级：150VA0.5级：150VA3P级：100VA二．10kV侧PT选择： 10000:100:选取JDZX-10户外； 额定变比：； 10030.2级：100VA3P级：100VA6P级：100VA第五节 母线的选择 一．110KV母线选择(硬母线)1、按经济电流密度选择导线载面S年最大负荷利用小时数为5000h以上时，经济电流密度jec=0.90A/mm2S?Ic204??226.7?mm2? Jec0.90所以预选LMY-50?6型硬母线，平放 2、校验： 热稳定校验： S选?SminSmin?Ik Tima3.8?6.09?103??136?mm2?C8S选=50×6mm2>Smin=136mm2满足热稳定要求 ②动稳定校验： σc≤σal 实用大全 标准文档 3ishl?10?a0.3Fl152.97?1.1M?C??16.82?Nm? 1010FC?2?73??15.52?103??1.1?10?72?152.97?N? b2h0.052?0.006W???2.5?10?6?m3? 66?c?M16.82??6.72MPa ?6W2.5?10?c??al?70MPa 满足动稳定要求 通过以上校验LMY—50×6平放，符合要求。 二．10kV侧母线选择（硬母线） 1、按经济电流密度选择导线载面S年最大负荷利用小时数为3000h--5000h时，经济电流密度jec=1.15A/mm2S?Ic1326??1153?mm2? Jec1.15所以预选LMY-120?10型硬母线，平放 2、校验： 热稳定校验： S选?SminSmin?Ik Tima3.8?12.7?103??284.6?mm2?C8S选=120×10mm2>Smin=284.6mm2满足热稳定要求 ②动稳定校验： σc≤σal 3ishl?10?a0.3Fl666.3?1.1M?C??73.29?Nm?101FC?实用大全 2?73??32.39?103??1.1?10?72?666.3?N? 标准文档 b2h0.122?0.01W???2.4?10?4?m3?66?c?M73.29??0.31MPa?4W2.4?1?c??al?70MPa 满足动稳定要求 通过以上校验LMY—120×10平放，符合要求按载流量选择母线 附录Ⅰ 负荷统计表 10kv侧负荷统计表 最大 电压等级 负荷名称 负荷 露天矿一 10KV矿井乙二 露天矿二 矿井甲一 3矿井甲二 矿井乙一 30.780.832.43.84221.80.780.832.43.84221.820.720.9621.922.77160PcQcSc/MvaIc/Acos? tan? /Mw/Mvar实用大全 标准文档 选矿厂一 4选矿厂二 水源地一 2水源地二 火药库 生活区 农业用电 备用一 备用二 总计 有功同时系数 无功同时系数 10KV侧的总计算负荷 110kv侧负荷统计表 线路最大负名称 荷/KW铁钢线 110kv铁区线 备用线 总计 有功同时系数 无功同时系数 221Pc/Mw2210140.850.85Qc/Mvar1.51.57.510.5Sc/Mva2.52.512.5Ic/A13.113.165.616.714.12421.8712630.151.52110.850.850.750.80.780.780.780.880.750.80.80.80.151.52110.1321.1251.60.80.80.2011.50.720.9621.922.771600.750.8843.525.33307.71.88108.32.56147.91.281.273.973.19.6516.617电压等级 cos? tan? 0.800.800.80.750.750.75实用大全 标准文档 100KV的总计算负荷 11.98.92514.8778.0附录 Ⅱ 主要电气设备选择表 电压等级 110kv进线 设备名称 高压断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 避雷器 LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250ZW12-10/2000GW4-10/2000110kv出现 10kv进线 10kv出现 ZW1-10/1000GW9-10/1250LB7-110/400/5AWVB-110HY10W5-100/260LFZ6-10/1500/5AJDZX-10HY5WZ-17/45LMY-120×10SFL1-10000/110S9-80/10母线 主变压器 LMY-50?6站用变压器 实用大全 标准文档 附录 Ⅲ 主接线图 S1WVB-110GW5-v110/1250S2HY10W5-100/260WVB-110GW5-v110/1250vLW25-110/1000GW5-110/1250vHY10W5-100/260LW25-110/1000GW5-110/1250LMY-50×6WBH1GW5-110/1250GW5-110/1250LB6-35/600/5AGW5-110/1250LW25-110/1000LB6-35/600/5AGW5-110/1250GW5-110/1250WBH2GW5-110/1250GW5-110/1250GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250LW25-110/1000GW5-110/1250SFL1-10000/110铁钢线GW4-10/2000SFL1-10000/110T2SFL1-10000/110T3铁区线备用T1GW4-10/2000GW4-10/2000ZW12-10/2000GW4-10/2000ZW12-10/2000GW4-10/2000ZW12-10/2000GW4-10/2000LMY-120×10WBL1LFZ6-10/1500/5AWBL2GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/1250ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-10/100010/100010/100010/1000LFZ6-10/1500/5AWBL3GW9-10/1250GW9-10/1250GW9-10/1250GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/125010/125010/1250GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/125010/125010/125010/1250ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-10/100010/100010/100010/100010/100010/100010/1000ZW1-10/1000ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-ZW1-10/100010/100010/100010/100010/100010/100010/1000ZW1-10/1000GW9-10/1250GW9-10/1250GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/125010/125010/1250GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/1250GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-GW9-10/125010/125010/125010/125010/125010/125010/1250GW9-10/1250S9-80/10露天矿一BWF-120-1露天矿二矿井甲一矿井甲二矿井乙一矿井乙二T4BWF-120-1选矿厂一选矿厂二备用一S9-80/10T5水源地一水源地二火药库生活区农业用电备用二BWF-120-1站用电站用电 实用大全 标准文档 总 结 为期两个多月的毕业设计工作就要结束了，置身于此，不免有较强的成就感，当然也留有遗憾。 使我感到满足和自豪的是，在设计的过程中，加强了对专业知识的掌握，特别是供配电方面，比如短路电流的计算方法、变压器的选型和校验、高压电器设备的选型与校验等，都有了不小的提高。由于在设计的过程中，需要查阅大量的资料和参考书，有时甚至要到网络上去搜集，这就提高了我的查阅资料的能力。设计画图的环节中，有效加强了计算机绘图的水平。与此同时，沟通和协作也是相当重要，总之，通过这次毕业设计，使自己在多方面得到了提高，为日后的社会工作奠定了坚实的基础。 美中不足的是，由于以前没有作过这样的大型设计，在设计的过程中有不少不曾遇见过的问题，比如怎样选择最合适的电器设备；变电所的布置等。尽管经过各方面的努力之后，大部分的问题都被解决了，毕竟时间和精力有限，设计成果并不是太理想，比如比较前沿的微机保护没用上等，很有待今后的努力。 在设计的过程中，我得到了不少老师和同学的热心帮助，在此，对为我提供帮助的老师和同学表示衷心的感谢！同时希望各位看到本设计的志士提出高见，指出不足，以便改正。 实用大全 110kV降压变电站一次系统设计毕业论文（完整版） XXX大学 毕业设计(论文)110kV降压变电站一次系统设计 院系名称： 专业： 学生姓名： 学号： 指导老师： （本论文有完整的逻辑框架，内容详实，WORD格式/A4大小稍作修改可直接使用，顺利毕业无忧！） XXX大学教务处制 2019年05月25日 目录 摘要..............................................................................................................................................................................II引言.(1)1电气主接线方案的选择(1)1.1电气主接线设计(1)1.1.1主接线的设计原则(1)1.1.2主接线的设计要求(1)1.1.3拟定主接线方案(2)1.1.4原始资料(5)1.1.5拟定方案(5)1.2电气主接线方案的确定(5)1.2.1主接线方案的可靠性比较(5)1.2.2主接线方案的灵活性比较(8)IAbstract.............................................................................................................. 1.2.3主接线方案的经济性比较(8)1.2.4主接线方案的确定(7)2变压器的确定(8)2.1主变压器容量、台数及型号的选择(8)2.1.1主变压器的选择(8)2.2所用变压器容量、台数及型号的选择(12)2.2.1所用变压器台数及容量的确定(12)2.2.2所用电源引接方式(13)2.2.3所用变的选择(13)3短路电流计算(13)3.1短路电流计算的目的(13)3.2短路电流计算的一般规定(13)3.2.1计算的基本情况(13)3.2.2接线方式(14)3.2.3计算容量(14)3.2.4短路种类(14)3.3短路电流计算(14)3.3.1选择计算短路点(14)3.3.2画等值网络图(14)3.3.3计算.............................................................................................错误！未定义书签。 4设备的选择与校验(18)4.1设备选择的原则和规定(19)4.1.1设备选择的一般原则(19)4.1.2设备选择的有关规定(19)4.2导线的选择和校验(20)4.2.1导线的选择(21)4.2.2导线的校验(23)4.3断路器的选择和校验(19)4.3.1断路器选择的技术条件(19) 4.3.2断路器型式和种类的选择(25)4.3.3断路器的选择和校验(25)4.4隔离开关的选择和校验(27)4.4.1隔离开关的选择及校验原则(27)4.4.2隔离开关的选择及校验(28)4.5互感器的选择及校验(29)4.5.1电压互感器的选择(29)4.5.2电流互感器的选择(30)4.5.3电流互感器的校验(31)4.6避雷器的选择及校验(32)4.6.1型式(32)4.6.2金属氧化物避雷器选择原则(32)5屋内外配电装置设计(34)5.1配电装置的设计要求(34)5.1.1配电装置应满足的基本要求(34)5.1.2配电装置的安全净距(34)5.2.1屋外配电装置选择原则(35)5.2.2屋外配电装置选择(29)5.2.310kV屋内配电装置选择(29)6防雷及接地系统设计(29)6.1防雷系统(29)6.1.1hx=11m的保护范围(29)6.1.2hx=7m的保护范围(36)6.2变电站接地装置................................................................................错误！未定义书签。 6.2.1接地装置要求.............................................................................错误！未定义书签。 6.2.2接地网的扁钢尺寸要求(38)6.2.3接地装置选择(38)7变电站总体布置(38) 7.1总体规划(38)7.2总平面布置(38)7.2.1总平面布置的主要内容(38)7.2.2总平面布置的基本原则(39)参考文献(40)致谢(41)附录...............................................................................................................错误！未定义书签。 ContentsAbstract..........................................................................................................................................IIIntroduction.(1)1Thechoiceofelectricalmainwiringscheme(1)1.1Electricalmainwiringdesign(1)1.1.1Designprincipleofmainwiring(1)1.1.2Mainwiringdesignrequirements(1)1.1.3Mainwiringscheme(2)1.1.4Source(4)1.1.5Plan(5)1.2Determinationofelectricalmainwiringscheme(5)1.2.1Reliabilitycomparisonofmainwiringscheme(5)1.2.2Theflexibilityofmainwiringscheme(7)1.2.3Economiccomparisonofmainwiringschemes(7)1.2.4Determinationofmainwiringscheme(7)2Determinationoftransformer(8)2.1Themaintransformercapacityandnumberandtypeselection(8)2.1.1Selectionofmaintransformer(8)2.2Volume,numberandtypesoftransformerusedinthechoiceof(10)2.2.1Bydeterminethenumberandcapacityoftransformers (10)2.2.2Leadconnectionmode(11)2.2.3Variableselectionused(11)3Calculationofshort-circuitcurrent(11)3.1Thepurposeofshort-circuitcurrentcalculation(11)3.2Generalrulesforcalculationofshort-circuitcurrent(12)3.2.1Basicsituationofcalculation(12)3.2.2Connectionmode(12)3.2.3Computationalcapacity(12)3.2.4Short-circuittype(12)3.2.5Short-circuitcalculationpoint(12)3.3Calculationofshort-circuitcurrent(12)3.3.1Selecttheshort-circuitpoint(12)3.3.2Drawingequivalentnetworkdiagram(12)3.3.3Calculation(12)4Selectionandverificationofequipment(16)4.1Theprincipleandregulationsofequipmentselection(16)4.1.1Generalprinciplesforequipmentselection(16)4.1.2Therelevantprovisionsofthechoiceofequipment(17)4.2Wireselectionandverification(17)4.2.1Wireselection(17)4.2.2Calibrationofwire(19)4.3Selectionandverificationofcircuitbreaker(19)4.3.1Technicalconditionsforselectingcircuitbreakers(19)4.3.2Choiceoftypeandtypeofcircuitbreaker(21)4.3.3Selectionandverificationofcircuitbreaker(21)4.4Isolationswitchselectionandverification(22)4.4.1Isolationswitchselectionandcalibrationprinciple(22)4.4.2Isolationswitchselectionandverification(23)4.5Selectionandverificationoftransformer(24) 4.5.1Thechoiceofvoltagetransformer(24)4.5.2Thechoiceofcurrenttransformer(24)4.5.3Calibrationofcurrenttransformer(25)4.6Selectionandverificationofarrester(26)4.6.1Type(26)4.6.2Metaloxidearresterselectionprinciple(26)5Designofpowerdistributionequipmentinsideandoutsidethehouse(27)5.1Distributionequipmentdesignrequirements(27)5.1.1Basicrequirementsfordistributionequipment(27)5.1.2Distributiondevicesecurityclearance(28)5.2Distributionequipmentselectionandlayout(28)5.2.1Selectionprincipleofdistributionequipmentoutsidethehouse(28)5.2.2Outdoordistributionequipmentselection(30)5.2.310kVpowerdistributiondeviceselection(30)6Lightningprotectionandgroundingsystemdesign(29)6.1Lightningprotectionsystem(29)6.1.1Hx=11mprotectionrange(29)6.1.2Hx=7mprotectionrange(30)6.2Substationgroundingdevice(31)6.2.1Earthingdevicerequirements(31)6.2.2Groundingflatsizerequirements(31)6.2.3Earthingdeviceselection(31)7Substationgenerallayout(31)7.1Overallplanning(31)7.2Generallayout(31)7.2.1Maincontentsoftotalplanelayout(31)7.2.2Basicprinciplesofgenerallayout(31)Reference(33) Thank(34)Appendix(35)110KV降压变电站一次系统设计 摘要：本文是对110kV变电站电力系统进行总体分析，然后进行计算和初步设计，确定了变电站电气一次系统主接线的形式。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。本次设计进行了电气主接线的设计和选择、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、互感器、避雷器等）、各电压等级配电装置设计、防雷保护接地系统设计和变电站总体布置。本设计以《电力工程电气设计手册》、《35～110kV高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，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：一次系统变压器短路电流设计 110kvstep-downsubstationsystemdesignAbstractThisarticleistooverallof110kvsubstationofpowersystemanalysis,andthenthecalculationandpreliminarydesign,determinestheelectricsubstationmainwiringintheformofasystem.Thesubstationequippedwithtwosetsofthemaintransformer,stationNaZhuwiringisdividedinto110kv,35kvand10kvvoltagegradethree.Thedesignofthemainelectricalwiringdesignandselection,short-circuitcurrentcalculation,themainelectricalequipmentselectionandcalibration(includingcircuitbreaker,isolatingswitch,currenttransformer,lightningarrester,etc.),thevoltageleveldistributionequipmentdesign,lightningprotectiondesignandgeneralarrangementofsubstationgroundingsystem.Thisdesignisto"electricalengineeringelectricaldesignmanual","35~110kvhigh-voltagepowerdistributionequipmentdesigncodespecificationssuchasdisciplineasthebasis,thecontentofthe designinconformitywiththerelevanteconomicandtechnologicalpoliciesofthestate,theselectedequipmentforallcountriesrecommendnewproducts,advancedtechnology,reliableoperation,economicandreasonableKeywords:primarysystem;transformer;short-circuitcurrent;design引言 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 本次设计为110kV变电站一次系统初步设计，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本文在撰写的过程中，得到老师和同学大力协助和建议，在此致以衷心的感谢。 由于时间所限，设计书难免存在不足之处，敬请各位老师批评指正并提出宝贵意见。 1电气主接线方案的选择 1.1电气主接线设计 在发电厂和变电站中，发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电容器、互 感器、避雷器等高压电气设备，以及将它们连接在一起的高压电缆和母线，构成了电能 生产、汇集和分配的电气主回路，这个电气回路被称为电气一次系统，又称为电气主接线。 电气主接线是变电站设计的主体，采用何种主接线形式，与电力系统原始资料，变 电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，并且对电气设备选择、配 电装置布置、继电保护的控制方式的拟定等都有直接的影响。因此，电气主接线的设计 必须根据电力系统、变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技 术经济比较，合理地选择主接线方案。 1.1.1主接线的设计原则 以下达的设计任务书为依据，根据国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设与发展方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，准确地掌 握原始资料，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性。 1.1.2主接线的设计要求 1.1.2.1可靠性： 供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，主接线首先必须满足 这一可靠性的要求。 （1）断路器检修时,能否不影响供电。 （2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 （3）变电站全部停电的可能性。 （4）满足对用户的供电可靠性指标的要求。 1.1.2.2灵活性： （1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。 （2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响对用户的供电。 （3）扩建要求。应留有发展余地，便于扩建。 2.1.2.3经济性： （1）投资省。主接线应力求简单，有时应采取限制短路的措施，继电保护和二次回路不过分复杂； （2）占地面积小。主接线设计应使配电装置占地较少； （3）电能损失小。应避免迂回供电。主变压器的型号、容量、台数的选择要经济合理。 1.1.3拟定主接线方案 主接线的基本形式，概括地可分为两大类： （1）有汇流母线的接线形式：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。 （2）无汇流母线的接线形式：变压器—线路单元接线、桥形接线、角形接线等。 1.1.3.1几种接线方式 1.1.3.1.1单母线接线 优点：接线简单清晰，设备少，投资省，运行操作方便，且便于扩建。 缺点：可靠性及灵活性差。 适用范围：只有一台主变压器，10kV出线不超过5回，35kV出线不超过3回，110kV出线不超过2回。 1.1.3.1.2单母线分段接线 优点： （1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源 供电。 （2）当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。 缺点： （1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。 （2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。C扩建时需两个方面扩建。 适用范围：适用于6~10kV配电装置出线6回及以下，35~60kV 配电装置出线4~8回，110~220kV配电装置少于4回时。 1.1.3.1.3双母线分段接线。 由于当进出线总数超过12回及以上时，方在一组母线上设分段断路器，根据原始资料提供的数据，此种接线方式过于复杂，故不作考虑。 1.1.3.1.4双母线接线。 优点：供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。 缺点：使用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较多，且操作复杂容易发生误操作。 适用范围：出线带电抗器的6~10kV出线，35~60kV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时，110kV~220kV出线超过5回时。 1.1.3.1.5增设旁路母线的接线。 由于6~10kV配电装置供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源，故一般不设旁路母线；35~60kV配电装置，多为重要用户，为双回路供电，有机会停电检修断路器，所以一般也不设旁路母线；采用单母线分段式或双母线的110~220kV配电装置一般设置旁路母线，设置旁路母线后，每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关，这样一来，检修任何断路器都不会影响供电，将会大幅度提高供电可靠性。 优点：可靠性和灵活性高，供电可靠。 缺点：接线较为复杂，且操作复杂，投资较多。 适用范围： （1）出线回路多,断路器停电检修机会多； （2）多数线路为向用户单供，不允许停电，及接线条件不允许断路器停电检修时。 1.1.3.1.6变压器—线路单元接线。 优点：接线简单，设备少，操作简单。 缺点：线路故障或检修时，变压器必须停运；变压器故障或检修时，线路必须停运。 适用范围：只有一台变压器和一回线路时。 1.1.3.1.7桥形接线：分为内桥和外桥两种。 （1）内桥接线：连接桥断路器接在线路断路器的内侧。 优点：高压断路器数量少，四回路只需三台断路器，线路的投入和切除比较方便。 缺点：1）变压器的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路暂时停运；2）出线断路器检修时，线路需长时间停运；3）连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。 适用范围：容量较小的变电站，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。 （2）外桥接线：连接桥断路器接在线路断路器的外侧。 优点：设备少，且变压器的投入和切除比较方便。 缺点：1）线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，且影响一台变压器暂时停运；2）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运；3）连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。 适用范围：容量较小的变电站，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较低的情况，当电网中有穿越功率经过变电站时，也可采用此种接线。 1.1.3.1.8角形接线 由于保证接线运行的可靠性，以采用3~5角为宜。 优点： （1）投资少，断路器数等于回路数； （2）在接线的任一段发生故障时，只需切除这一段及其相连接的元件，对系统影响较小； （3）接线成闭合环形，运行时可靠、灵活； （4）每回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器时都不致中断供电； （5）占地面积小。 缺点：在开环、闭环两种运行状态时，各支流通过的电流差别很大，使电器选择困难，并使继电保护复杂化，且不便于扩建。 适用范围：出线为3~5回且最终规模较明确的110kV以上的配电装置中。 综上所述八种接线形式的优缺点，结合原始资料所给定的条件进行分析，拟定主接 线方案。 1.1.4原始资料 1.1.4.1电压等级：110/35/10kV1.1.4.2出线回路数： 110kV侧2回（架空线）LGJ-300/35km35kV侧6回（架空线） 10kV侧12回（其中电缆4回） 1.1.4.3负荷情况 ＝ 35kV侧：最大38/MW，最小20MW，max6000hT=，cos0.85＝ 10kV侧：最大27MW，最小18MW，max6000hT=，cos0.85负荷性质：工农业生产及城乡生活用电 1.1.4.4系统情况 （1）系统经双回路给变电站供电。 （2）系统110kV母线短路容量为3000MVA。 （3）系统110kV母线电压满足常调压要求。 1.1.4.5环境条件： 年最高温度：39℃ 年最低温度：-15℃ 海拔高度：100m雷暴日数：30日/年 ρ<欧.米 土质：粘土、土壤电阻率251.1.5拟定方案 结合所提供的数据，权衡各种接线方式的优缺点，将各电压等级适用的主接线方式列出： 1.1.5.1110kV只有两回出线，且作为降压变电站，110kV侧无交换潮流，两回线路都可向变电站供电，亦可一回向变电站供电，另一回作为备用电源。所以，从可靠性和经济性来定，110kV部分适用的接线方式为内桥接线和单母线分段两种。 1.1.5.235kV部分可选单母线分段及单母线分段兼旁路两种。 1.1.5.310kV部分定为单母线分段。 1.1.5.4拟定两种主接线方案： 方案I：110kV采用内桥接线，35kV采用单母线分段接线，10kV为单母线分段接线。 方案II：110kV采用单母线分段接线，35kV采用单母线分段兼旁路接线，10kV为单母线分段接线。 绘出方案I、方案II的单线图如下图。 #2主变#1主变10kV出线710kV出线810kV出线1010kV出线910kV出线1110kV出线1210kV出线610kV出线510kV出线310kV出线410kV出线210kV出 线 135kV出线Ⅳ35kV出线Ⅴ35kV出线Ⅵ35kV出线Ⅲ35kV出线Ⅱ35kV出线Ⅰ110kV出线Ⅱ110kV出线I35kV10kV110kV图1-1方案I接线图 图1-2方案II接线图1.2电气主接线方案的确定1.2.1主接线方案的可靠性比较 110kV侧： 方案I：采用内桥接线，当一条线路故障或切除时，不影响变压器运行，不中断供电；桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。且接线简单清晰，全部失35kV出线Ⅳ110kV 10kV35kV110kV出线I110kV出线Ⅱ35kV出线Ⅰ35kV出线 Ⅱ35kV出线Ⅲ35kV出线Ⅴ35kV出线Ⅳ10kV出线110kV出线210kV出线410kV出线310kV出线510kV出 线610kV出线1210kV出线1110kV出线910kV出线1010kV出线810kV出线7#1主变 #2主变 电的可能性小，但变压器二次配线及倒闸操作复杂，易出错。 方案II：采用单母线分段接线，任一台变压器或线路故障或停运时，不影响其它回路的运行；分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。 35kV侧： 方案I：单母线分段接线，检修任一台断路器时，该回路需停运，分段开关停运时，两段母线需解列运行，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不致失电，另一段母线上其它线路需停运。 方案II：单母线分段兼旁路接线，检修任一台断路器时，都可用旁路断路器代替；当任一母线故障检修时，旁路断路器只可代一回线路运行，本段母线上其它线路需停运。 10kV侧：由于两方案接线方式一样，故不做比较。 1.2.2主接线方案的灵活性比较 110kV侧： 方案I：操作时，主变的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，扩建方便。线路的投入和切除比较方便。 方案II：调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器，而且便于扩建。 35kV侧： 方案I：运行方式简便，调度操作简单灵活，易于扩建，但当开关或二次检修时线路要停运，影响供电。 方案II：运行方式复杂，调度操作复杂，但可以灵活地投入和切除变压器和线路，能满足在事故运行方式，检修方式及特殊运行方式下的调度要求，较易于扩建。 10kV侧：两方案相同。 1.2.3主接线方案的经济性比较 将两方案主要设备比较列表如下： 表1-1两种方案设备比较表 项目方案主变压器 （台） 110kV断 路器（台） 110kV隔离 开关（组） 35kV断路 器（台） 35kV隔离 开关（组） 10kV设备 I238816相同II2510827相同 从上表可以看出，方案I比方案II少两台110kV断路器、两组110kV隔离开关，11组35kV隔离开关，方案I占地面积相对少一些（35kV侧无旁路母线），所以说方案I比方案II综合投资少得多。 1.2.4主接线方案的确定 对方案I、方案II的综合比较列表，对应比较一下它们的可靠性、灵活性和经济性，从中选择一个最终方案（因10kV侧两方案相同，不做比较）。 表1-2两种方案综合比较列表 通过以上比较，经济性上第I方案远优于第II方案，在可靠性上第II方案优于第I方案，灵活性上第I方案远不如第II方案 该变电站为降压变电站，110kV母线无穿越功率，选用内桥要优于单母线分段接线。又因为35kV及10kV负荷为工农业生产及城乡生活用电，在供电可靠性方面要求不是太方案 项目 方案I方案II可 靠 性 （1）简单清晰，设备少 （2）35kV母线故障或检修时，将导致该母线上所带3回出线全停 （3）任一主变或110kV线路停运时，均不影响其它回路停运 （4）各电压等级有可能出现全部 停电的概率不大 （5）操作简便，误操作的机率小 （1）简单清晰，设备多 （2）35kV母线检修时，旁路断路 器要代该母线上的一条线路，给重 要用户供电，任一回路断路器检修，均不需停电 （3）任一主变或110kV线路停运时，均不影响其它回路停运 （4）全部停电的概率很小 （5）操作相对简便，误操作的机 率大 灵 活 性 （1）运行方式简单，调度灵活性强 （2）便于扩建和发展 （1）运行方式复杂，操作烦琐，特别是35kV部分 （2）便于扩建和发展 经 济 性 （1）高压断路器少，投资相对少 （2）占地面积相对小 （1）设备投资比第I方案相对多 （2）占地面积相对大 高，即便是有要求高的，现在35kV及10kV全为SF6或真空断路器，停电检修的几率极小，再加上电网越来越完善，N+1方案的推行、双电源供电方案的实施，第I方案在可靠性上完全可以满足要求，第II方案增加的投资有些没必要。 经综合分析，决定选第I方案为最终方案，即110kV系统采用内桥接线、35kV系统采用单母分段接线、10kV系统为单母线分段接线。 2变压器的确定 2.1主变压器容量、台数及型号的选择 2.1.1主变压器的选择 2.1.1.1主变容量和台数的确定原则 主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。 在有一、二级负荷的变电站中宜装设两台变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变。如变电站可由中、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。对大城市郊区的一次变电站，在中压侧构成环网的情况下，宜装设两台变压器。 装设两台及以上主变的变电站，当断开一台时，其余主变的容量不应小于70-80%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。 电力潮流变化大和电压偏移大的变电站，在普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。 主变压器容量一般按照变电站建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。 对引入至负荷中心、具有直接从高压将为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 2.1.1.2主变压器台数的确定 主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。由于本变电站出线较多，负荷较重，为了提高供电可靠性，尽量减少由于停电带来的损失，因此，本变电站安装两台主变压器。 2.1.1.3调压方式的确定： 据设计任务书中：系统110kV母线电压满足常调压要求，且为了保证供电质量，电 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 摘 要 本设计是针对“ZYA市新建110KV变电站”一次设计的要求，对电力系统及变电所的具体情况进行了分析与说明，对主变压器和主接线进行了设计与选择，并进行了短路电流的计算，根据所求的结果和已知的数据确定了母线、母线引下线、断路器、隔离开关、绝缘子、避雷器等必需的电气设备,且对变电所进行了防雷设计。 根据变电所给定的负荷,我们不难对主变进行选择，并用一级和二级负荷对其容量的选择进行校验，根据远景与近景负荷的比较确定一期工程主变的台数.电气主接线的设计是变电站电气设计的主体，在设计中应以任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为保证供电可靠、调度灵准绳,结合工程实际情况在活、满足各项技术要求的前提下兼顾运行、维护方便,尽可能的节省投资。导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一，电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不一样,具体选择的方法也不完全相同，但对它们都有一致的要求，电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置.以本设计来看110KV宜采用室外形式，35KV和10KV宜采用室内形式。为了预防和限制雷电的危害性，变电站中还应采用防雷措施和防雷保护装置. I 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 关键词：断路器 隔离开关 配电装置 避雷器 Abstract II 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 Thisdesignaimsattherequestwhich"WHthecitynewlybuilt110KVtransformersubstation”timedesigns,hascarriedontheanalysisandtheexplanationtotheelectricalpowersystemandthetransformersubstationspecialdetails,hascarriedonthedesignandthechoicetothemaintransformerandthehostwiring，andhascarriedontheshort-circuitcurrentcomputation，accordingtoresultandknowndatadeterminationgenerator,generatordownload，circuitbreaker，isolator,insulator,andsoonwhichasksessentialelectricalequipment，alsohascarriedontheanti-radardesigntothetransformersubstation。 Accordingtothegivenloadsubstation,wenotdifficultlychangetothehostcarryonthechoice,andcarriesontheverificationwithlevelofandtwolevelofloadstoitscapacitychoice,changestheTaiwannumberaccordingtotheprospectandthecloseviewloadquitedefiniteissueofprojecthost.Theelectricalhostwiringdesignisthetransformersubstationelectricitydesignmainbody，inthedesignshouldtaketheprojectdescriptionasthebasis,takethenationaleconomicconstructionpolicy,thepolicy，thetechnicalstipulation，thestandardasthecriterion，theunionprojectactualsituationintheguaranteepowersupplyreliable,thedispatchernimble，satisfieseachspecificationunderthepremisetogivedualattentiontothemovement,themaintenanceisconvenient，asfaraspossiblesavestheinvestment。 Theconductorandtheelectricalequipmentchoiceisoneofelectricaldesignmaincontents,intheelectricalpowersystemeachkindofelectricalequipmentfunctionandtheworkingconditionaredissimilar,concretechoicemethodquitesamenotlessthan，butallhastheunanimousrequesttothem，theelectricalequipmentmustbeablethereliablework，mustcarryonthechoiceaccordingtotheregularservicecondition,andaccordingtoshort-circuitstheconditiontoverifythethermallystableandtomovestably.Thepowerdistributionequipmentisaccordingtotheelectricalhostwiringconnectionway,bytheswitchelectricappliance,theprotectionandthesurveyelectricappliance，thegeneratorandtheessentialsupportingfacilitysetsuptheoverallinstallmentwhichbutbecomes.Bythisdesignlooked110KV III 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 suitablyusesoutdoorform，35KVand10KVsuitablyusesintheroomtheform.Inordertopreventwiththelimitthunderandlightninghazardousnature，inthetransformersubstationalsoshouldusetheanti—radarmeasureandtheanti-radarprotectivedevice。 Keywords： circuitbreakerdisconnectswitchswitchyardlightningarrester 目 录 前 言 ......................................................................................................11电力系统概述 ....................................................................................31。1电力系统分析 ......................................................................3IV 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 1.2变电站总体分析 .....................................................................51.2。1建设规模 ...................................................................51.2。2选址概况 ...................................................................51。3负荷分析 ..............................................................................52主变压器的选择 ................................................................................2.1主变容量选择应考虑问题 .....................................................2.2主变额定容量的选择计算 .....................................................2。3变压器相数的形式的选择 ..................................................2.3。1变压器相数的选择 ...................................................2.3。2绕组数和绕组连接方式的选择..............................2.3。3主变阻抗和调压方式的选择................................12。3。4容量比 ..................................................................12。3。5变压器各侧电压的选择 ......................................13电气主接线设计 ..............................................................................13.1电气主接线设计 ...................................................................13.2主接线设计应该考虑的基本问题 .......................................113。3主接线的设计步骤 ............................................................123。3.1110V电压等级接线方式的确定 .........................123.3.235KV电压等级主接线的分析设计 ......................133.3.310KV电压等级主接线的确定 ..............................144短路电流的计算 ..............................................................................154。1选择基准容量 ....................................................................164。2计算各线路电抗 ................................................................14。3对应的标幺值 ....................................................................14。4系统电抗 ............................................................................14.5各电压侧计算 .......................................................................15电气设备的选择 ..............................................................................235.1电器选择 ...............................................................................235.1.1导体和绝缘子 ............................................................235。1.2电气设备 .................................................................245。2选择导体和电器设备的技术条件 ....................................245.3母线选择和负荷出线选择的计算过程...............................255。3。1110KV母线选择 ...............................................255。3.2110KV侧主变引下线 ..........................................265。3。335KV母线发热及稳定性较验计算书 .............25。3.435KV侧主变引下线的计算 ...................................2V 河南理工大学万方科技学院毕业设计/论文 5。3.510KV侧电气计算书 ...............................................25.3.610KV侧主变引下线的计算 ...................................35。4电气设备的选择 ..............................................................315.4.1断路器选择和隔离开关的选择...............................315。4.2110KV侧计算书 ..................................................315.4.335KV侧计算书 ..........................................................335.4。410KV侧计算书 .......................................................345。5电压互感器和电流互感器的选择 ....................................36配电装置设计 ...................................................................................36。1配电装置设计 ....................................................................36。1。1配电装置概述 ......................................................36。1.2.配电装置设计原则 ................................................46.1.3配电装置型式选择 ....................................................46。1.4。 各电压等级配电装置设计................................416.1。535KV及10KV配电装置设备列表 .......................41防雷保护 ........................................................................................437.1变电所的直击雷保护 ...........................................................437。2雷电过电压波的防护 ........................................................44总 结 ....................................................................................................46致 谢 ....................................................................................................4参考文献 ..............................................................................................4VI 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 前 言 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护,包括故障录波、紧急控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应，建国以来,我国的电力事业已经获得了长足的发展.随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此,变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一,也是满足现代化供用电的实时,可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站的设计，除了能够满足用电的需求的基本条件外，还必须考虑到自身的建站经济性、调度的灵活性和可靠性,并易于扩建和升级改进成微机综合自动化。变电站自动化的发展将是以后变电站发展的主导方向，河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 它不但节省了人力、物力、财力，而且从更大程度上可以保证供电质量，提高供电的可靠性。 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 1电力系统概述 1。1电力系统分析 电力系统规划，设计与运行的根本任务是在国家发展计划的统筹计划下，合理开发动力资源用最少的支出（含投资和运行成本）为国民经济各部门与人民生活提供充足，可靠和质量合格的电能，根据国民经济的需要和能源，在电力系统规划中就已经对有功电源的安排,受端系统的建设电源的接入，系统见的联络线，无功电源与电压控制,继电保护与安全自动，调度自动化与通信做了统筹的安排与考虑。电力系统的运行与其他电力系统相比较，有非常明显的特点： 1.传递速度快，过渡时间短.2.电能不能大量存储，电能的生产，输送,分配，使用是同时进行的.3.与现代工业,农业，科学技术以及整个国家的国防事业都有紧密的联系。 电力系统根据其生产的特点,必须满足下列要求： 1。 保护供电的可靠性 如果供电中断将会使生产停顿，人民生活发生混乱，甚至危及人身设备安全,造成十分严重的后果。所以在任何情况下,都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。根据负荷允许停 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 电程度的不同，将负荷分成3级：第Ⅰ级：如果停电将造成人身，设备事故,生产废品，使生产秩序长期不能恢复或产生严重政治影响，使人民生活发生混乱等。第Ⅱ级：如果停电将造成大量减产,使人民生活受到影响。第Ⅲ级：不属于第Ⅰ、Ⅱ级的负荷，如工厂的附属车间，小城镇等。 对于第Ⅰ级负荷，至少要有由两个 独立电源供电,其中每一个电源的容量，都应在另一个电源发生故障时仍能完全保证Ⅰ级负荷的用电；对第Ⅱ级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定，而对第Ⅲ级负荷，一般不学要备用电源。 2.保证良好的电能质量 电压、频率和波形是电能的质量指标，也是电器设备设计和制造的主要技术参数。当电力系统运行电压和频率超过允许的偏移值时，将影响设备的安全运行，并可能造成减产，产生废品等.我国规程规定：10～35KV及以上电压供电的用户和对电压质量有特殊要求的低呀用户允许偏移为（正负)5%;频率允许偏移为(正负)5%HZ。 3。 保证系统运行的经济性 电能的生产规模大，其消耗的一次能源站国民经济能源总消耗的比重很大。 电力系统运行有三个主要经济指标，即生产每度电的能源消耗量（煤耗量、油耗量、水耗量等），生产每度 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 电的有用电量(自用电率）,以及供、配电每度电在电力网中的电能损耗量(线损率)应在电力系统中开展经济运行工作,在安全、可靠地发供电及电能质量达到一定指标的前提下，合理地安排各类发电厂所承担的负荷力求降低能源消耗，厂用电率和电力网的输配电损耗等,以求得最大的经济效益。 1.2变电站总体分析 1.2.1建设规模 该变电站电压等级为：110/35/10KV线路回数：110KV近期2回，远景发展2回 35KV近期3回，远景发展2回 10KV近期9回,远景发展2回 1。2。2选址概况 该变电所位于ZYA市郊东南郊,交通便利，变电所的西边为10KV负荷密集区,主要有棉纺厂，食品厂,印染厂，真挚厂，柴油机厂，橡胶厂以部分失去用电。变电所以东主要有35KV的水泥厂，耐火厂以市郊其他用电.该变电所所址海拔220m，地势平坦，为非强地震区,输电线路走廊阔，架设方便，全线为黄土层地带,地耐力为2.41。3负荷分析 表1-135KV负荷情况 35电负荷 名称 最大负荷(mW)负荷组成 自然 （﹪) 力率 Tmax(h） 线长 备(km） 注 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 压 近远景 期 水泥1。52厂1水泥1.5厂2耐火1厂 备用 1备用 22。50。152.50。151.515350。950001215300.94000215300.935002一 二 35KV侧负荷分析：水泥厂1和水泥2及耐火厂以及市郊的备用线路，停电将可能出现残次品或造成机器设备的损坏，导致严重的经济损失，必须对生产和人民群众的生活进行连续可靠的线路电能。 表1—210KV负荷情况 电压 等级 棉纺厂21棉纺厂102kv印染厂1.51印染厂 61。5230400.7850004。5230400.7850004。522.520400。7555003.52。520400。7555003.5负荷 名称 最大负荷mW近期 远一 景 负荷组成 （﹪） 自然线Tmax （h)长 （km)备注 力率 二 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 2毛纺厂 2针织厂 1市区1市区22204040404030.750.750。80.80.80.780.7850004500250025004002.51.52020201。5221.51。521.52食品厂 1.2备用1备用21。5151。51.510KV侧负荷分析：主要针对棉纺厂1、2;印染厂1、2；市区等,其中第Ⅰ、Ⅱ级负荷比重较大。停电意味着出现残次品或造成机器设备的损坏,带来严重的经济损失，甚至出现事故。为能确保对企业单位可靠的供电,保证工业区的各项工作顺利进行，不能因中断供电或电能质量的问题给企业生产造成影响。 2主变压器的选择 2。1主变容量选择应考虑问题 根据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的Ⅰ、Ⅱ负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时,其余主变压器应能保证全部负荷运行的60%正常运行。 2。2主变额定容量的选择计算 1。 根据各电压等级侧出线数目的多少选择各电压等级的同时系数：中压35KV侧出线回路数为3回，故可取Kt=0。9;低压10KV侧出线回路数为9回,取Kt=0。85由负荷资料表的数据经计算得到： ?2.5?2.5?1.5?2.5?2.5?Sjs远35?0.9?????1?5%??11.025MVA0.9???2.5?2.5?2?2?2?1.52?2?1.5?Sjs远10?0.85??????1?5%??21.5MVA0.750.8?? 2. 变压器的近期计算容量:Sjs近?0.85?Sjs近35?Sjs近10?0.85??4.2?16.6??17.68MVA ??3。 由选择条件： ?1.5?1.5?1?Sjs近35?0.9????1?5%???4.2MVA 0.9???2?2?1.5?1.5?2?11.5?1.5?1.2?Sjs近10?0.85??????1?5%??16.6MVA0.750.8?? Sjs远?0.85??Sjs远35?Sjs远10??0.85??11.025?21.5??27.65MVA 装有2台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余变压器的容量应保证该所60％的全部负荷。 得：Sjs?0.6?Sjs远?0.6?27.65?16.59MVA 那么一台主变电压器的容量S?16.59MVA。故可选用主变N 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 容量为:31。5MVA。 4。 校核条件：一台主变压器停运时，其余主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、二级负荷正常供电，即： （n?1)Se??S1??S2则：(2?1)Se?25??S??S 成立,满足条件要求。 又有： 1221.52(15%?30%)?2?(15%?35%)?(20%?40%)?20.90.90.75221.5?(30%?40%)?2?(20%?40%)?(20%?40%)0.780.750.7521.5?(20%?40%)?2?(15%?30%)?17.05MVA?25MVA0.80.8?S1??S2? 显然满足条件:(n?1)Se??S??S12所以选取结果如下:可选主变容量为:25MVA台数2台 2。3变压器相数的形式的选择 2.3.1变压器相数的选择 由相关规程规定,若站址地势开阔,交通运输方便也不是由于容量过大无法解决制造问题宜选择三相变压器。 2。3。2绕组数和绕组连接方式的选择 在《电力工程电气设计手册》和相应规程中指出：在具有三种电压的变电所 中,如果通过主变所各绕组的功率达到该变电站容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选择三绕组变压器，结合本次设计的具体110KV变电所的实际情况，都应该选择三绕 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 组变压器。 2。3.3主变阻抗和调压方式的选择 《电力系统电气设计手册》和相应规程中指出:变压器各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定,潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系统内的调压手段和并列运行等的方面进行综合考虑,并应以对工程起决定性作用的因素来确定。 2.3.4容量比 变压器的绕组容量有100/100/100、100/100/50和100/50/50等几种，对于100KV变压器总容量不大，其绕组容量对于造价影响不大,所以宜采用100/100/100的容量比.2。3。5变压器各侧电压的选择 作为电源侧，为保证想线路末端供电的电压质量，即保证在有10%电压损失的情况下,线路末端的电压应保证在额定值。所以，电源侧的主变压器按照10％额定电压选择，而降压变压器作为末端可以按照额定电压选.所以,对本次设计的110KV变电站，考虑选择节能新型的变压器，110KV侧选110KV,35KV侧选37KV,10KV侧选10.5KV。 3电气主接线设计 3.1电气主接线设计 主接线设计应该满足的基本要求： 应该考虑可靠性、经济性、灵活性、扩建可能性等，同时 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 应该考虑国家的方针政策,如不占或少占良田；尽量选用国家过关的设备；采用新设备应该经过试验等。 3。2主接线设计应该考虑的基本问题 1．电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流,高电压的网络,它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。它的设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，我们要重视电气主接线的设计.2。110KV进线回路数为4回,出线回路数为2回，为了使进出线断路器在检修时不停电，经过初步考虑采用方案(1） 单母线分段接线（2）单母线接线 35KV和10KV侧电压级出线回路数比较多，而且多为直接馈线、电压较低，而且供电负荷中含有大量的一级负荷和二级负荷,为了保证供电的可靠性及灵活性，不至于对重要的电力负荷中断供电，经过初步考虑采用方案（1）单母分段的主接线形式 （2)单母线。 11河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 3.3主接线的设计步骤 3。3.1110V电压等级接线方式的确定 图3-1主接线方案 表3-1110KV侧主接线方案比较 基本要求/方案 方案1:单母线分段 可 靠 性 灵 活 性 经 相对较小，年运行费用较低。 济 2。占地面积比较小。 性 2.占地面积比较小。 低。 投资较少,年运行费用较1。无论检修断路器或变压器故障时，均不会造成重要的电力负荷停电。 1。电气主接线的结构简单，调度灵活性较高。 2。易于扩建和扩展。 1。使用的电气设备较少，投资方案2：单母线 1。供电可靠性差。 2.设备维护及维修都要对负荷停止供电。 1。运行方式相对简单，调度灵活性差.2。易于扩建和扩展 1。 选择轻型的电气设备，通过对以上几种可行性方案的比较可知，110KV电压级,综合考虑各种因素，电气主接线的基本要求以及市区的经济水 12河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 平等，最后，选定单母线分段的接线主接线形式。这种电气主接线形式可以满足该市郊经济发展的需要,而且也进行长远的考虑，随着经济的发展，市区用电总负荷也将会不断增加，现在的总电能已经不能满足各行各业发展的需要,必须进行扩建才能满足需求,因此,电气主接线要留有一定的余量，能够进行再扩建，选择单母线分段的电气主接线形式还是比较好的3。3。235KV电压等级主接线的分析设计 图3-2主接线方案 表3-235KV侧主接线方案比较 基本要求/方方案1：单母线分段 案 可 靠 性 灵 活 性 1。无论检修断路器或变压器故障时,均不会造成重要的电力负荷停电。 1。电气主接线的结构简单，调度灵活性较高。 2.易于扩建和扩展。 1。供电可靠性差。 2.设备维护及维修都要对负荷停止供电。 1.运行方式相对简单，调度灵活性差。 2。易于扩建和扩展 方案2：单母线 13河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 1。使用的电气设备较少，投经 资相对较小，年运行费用较济 低.性 2.占地面积比较小。 1。 选择轻型的电气设备,投资较少，年运行费用较低。 2。占地面积比较小。 由表中分析可以知道，35KV电压级，综合考虑主接线的基本要求,合理考虑市区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况，通过比较，最后选择第方案Ⅰ：单母线分段的电气主接线形式.这种主接线形式能够满足市区各级电力负荷的用电要求,考虑了今后随着经济的发展，还有扩建和扩展的可能,另外，由于出线回路数比较多，且各回路出线的负荷大小也不一样，因此,选择了单母分段电气主接线形式。 3.3。310KV电压等级主接线的确定 10KV电压等级下两种电气主接线形式如上图，综合考虑该电压等给下主接线的基本要求,合理分析出线回路数的多少和重要负荷的容量，结合该地区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况,比较结果如下：选择第单母线分段的电气主接线形式，考虑到今后随着经济的发展，还有扩建和扩展的可能性，因此在设计时应留出一定量了扩展空间。 综上分析可以得出：市区新建变电站的电气主接线形式为，110KV、35KV、10KV电压级均采用单母线分段的主接线形式。 14河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 4短路电流的计算 作电力系统结构简图的等值电路图 15河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 23S1S2乙变X2X3X4甲变X1X5110351图4—1电力系统等值电路图 4.1选择基准容量 Sb=100MVAUb1=115KVUb3=10.5KVSUIb?b Xb?b Ub1Sb2则基准电流 Ib1?Ib2?Sb100??0.87KV Ub1115Sb100??2.7KV Ub237Ib3?Sb100??9.53KV Ub310.52基准电抗 Ub110.52Xb1???1.013? Sb100Xb22Ub2372???13.26? Sb1001623河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 Xb3Ub31152???132.5? Sb10024。2计算各线路电抗 X1?0.4?10?4? X2?0.4?10?4? X3?0.4?70?28? X4?0.4?50?20? X5?0.4?10?4? 4。3对应的标幺值 X1?X2?**X14??0.03132.5132.5X24??0.03132.5132.5X3?X4?X5?**X328??0.21132.5132.5X420??0.15132.5132.5X54??0.03132.5132.5*4.4系统电抗 Xs1?Xs1?**Sb100?0.7??0.35Sb1200Sb100?0.6??0.04Sb21500Xs2?Xs2?4。5各电压侧计算 1.110KV等效图： 1122河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 S2S1S23S1XS1XS2XS1XS2X6X7X8X2X13X94d1S1S2d1图4-2等效图 图4-3等效图 S1S2X12X10X11X13X14X9d1d1图4—4等效图 图4-5等效图 X6?X2?X3?X4?0.03?0.21?0.15?0.3*X1*?X60.03?0.39X7*?*??0.026**0.03?0.03?0.39X1?X5?X6**X5?X60.03?0.39X8*?*??0.026**X1?X5?X60.03?0.03?0.3923*****X1*?X50.03?0.03X9*?*??0.002**X1?X5?X60.03?0.03?0.39X10?Xs1?X7?0.35?0.026?0.37618*** 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 X11?Xs2?X8?0.04?0.026?0.066*忽略次要因素XYZ对线路电流的影响 ***X*13**X9?X100.02?0.376?X?X??0.002?0.376??0.38*0.066X11*9*10*9*11**X9?X110.02?0.066X?X?X??0.002?0.066??1.02*0.376X10*141.1计算系统电流对d1短路点的电抗值 *X*?Xjs113?Sb1200?0.389??0.77Sb100*X*js2?X14?Sb21500?0.068??1.02Sb101。2计算d1短路点的短路电流参数 *1．按X*js1、Xjs2查汽轮机的计算表得： 当tk?0s Ijs1?1.351Ijs2?1.024短路电流周期分量标幺值:If(0)?1.35?2001500?1.024??1.076KA 11531153tk取1.2秒时 Ijs1?1.313;Ijs2?1.041If(1.2)?1.313?2001500?1.024??9.158KV 11531153tk/2取0.6秒时得到： Ijs1?1.212;Ijs2?0.992If(1.2)?1.313?200200?0.992??8.83611531153tk取4秒时： Ijs1?1.584;Ijs2?1.121河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 3If(4)?1.584?2200200?1.129??10.09KV 311631153142因t=?和t=4秒时，它们所对应的曲线重合所以 1If(?)?If(4)?10.09KV D2ish?2?kmI,,d?2?1.8?9.076?23.1KA 2．35KV侧d2故障时短路电流的计算过程 系统等效图可以转化 S1DX10X11S2S1X10X11S2X9X9CXT1XTXT3XT2CBd2图4-6等效图 图4-7等效图 S1X14S2S1X10X11S2X15X16X9‘Ad2d22012B 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 图4-8等效图 图4-9等效图 Sb11100*XT?(U?U?U)??(10.5?17.5?6.5)??0.3411s12s13s232100SN2100?31.5Sb11100*XT?(U?U?U)??(10.5?6.5?17.5)???0.792s12s13s232100SN2100?31.5(因阻抗值无负值所以取0） *XT3?Sb11100(Us12?Us13?Us23)??(6.5?17.5?10.5)??0.2142100SN2100?31.5**X"9?X7?X9?0.17?0.002?0.172* "**X9?X100.172?0.376*X?X??X?0.172??0.376?1.5210*0.066X10*5"*9"**X9?X110.172?0.066*X?X??X?0.172??0.066?0.211*0.376X11*16"*9*X*js1?X15?S1200?1.528??3.056Sb100S21500?0.27??4.05Sb10*X*js2?X16?因计算电抗X*3.5所以得tk?0,tk?1.2,tk/2?0.6,tk??时IS1相js2大于等，I1f(0)?I1f(tk)?I1(ftk/2) I2f(0)?I2f(tk)?I2f(?)?I2f(tk/2) XI?1111??0.327X???0.24II**Xjs24.05Xjs13.056I0?Itk?Itk/2?I??I""d?XISb13Ub2?XIISb23Ub2?0.3272003?37?0.24715003?37?6.6ish?2km?I""d?2?1.8?6.6?16.3．10KV侧d3故障时短路电流的计算过程 21123423河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 4S1X10X11S2S1X10X11S2X9X9’XTd2d3图4-10等效图 图4-11等效图 S1S2X15X16d3图4—12等效图 **XT0.341?0.2141?XT2X???0.2722*T"**X9?XT?X9?0.277?0.002?0.27"**X9?X100.376?0.277?0.376?0.279??2.23X?X+X?*0.066X11*15"*9*10X*16"**X9?X110.279?0.066?X?X??0.279?0.066??0.394*0.376X10"*9*11*X*js1?X15?Sb1200?2.23??4.46Sb100X2*js2S15003*?X16?b2?0.394??5.91Sb104由于两个计算电抗都大于3.5可知 tK=0，tK=1。2，tK=0。6，tK=∞,时Is1相等 22河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 即 I1f(0)?I1ftk?I1f且tktk?I1f(?) I2f(0)?I2ftk?I2f?I2f(?) 22XI?11??0.0224*Xjs14.46Itk"?I(?)?Id?XI215003?10.5Sb13Ub2?XIIXII?Sb23Ub211??0.169*Xjs25.91?0.224? I(0)?Itk?2003?10.5?0.169??16.4(KA)" ish?2?km?Id?2?1.8?16.4?41.75计算结果如表4—1表4—1短路电流计算结果 短路母线 I??（KA） Itk(KA） 2Itk(KA） I∞（） KAish（KA） 110KV母线 35KV母线 10KV母线 9。0768。8369。15810.0923。16。66.66。66。616。816。416。416。416.441.755电气设备的选择 5.1电器选择 5。1。1导体和绝缘子 导体的选择主要有：各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级的绝缘子以及绝缘子数目多少的计算等。 23河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 5.1.2电气设备 电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管、开关柜的选择及其一次接线的编号。 5。2选择导体和电器设备的技术条件 参考《导体和电器的选择设计技术规定》 第1.1.3条： 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压.即： Ual.m?Usm 其中，Ual.m?1.15UNUsm?1.1UsN，一般按照UN?UsN选择电气设备的额定电压. 第1。1.4条： 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流，由于高压开路电器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各中可能运行方式下回路持续工作电流的要求.在断路器、隔离开关、空气自然冷却限流电抗器等电器各部分的最大允许发热温度，不超过《交流高压电器在长期工作时的发热》GB763—74所规定的数值情况下，当这些电器使用在环境温度高于+40℃(但不高于+60℃)时，环境温度每增加1℃,减少额定电流的1。8％；当使用在环境温度低于+40℃时，环境温度每降低1℃，增加额定电流的0。5％，但其最大 24河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 过负荷不得超过额定电流的20％。即： （1） 对于导体：Ial?Imax(2）对于电器:IN?Imax 5。3母线选择和负荷出线选择的计算过程 5。3。1110KV母线选择 1。1按导体长期发热允许电流选择截面：Imax?KIal 选择型号为LGJ-240的钢芯铝绞线，屋外载流量为610AK? Imax?Ial??al??70?32??0.92?al??070?2525?1033?115?131.79A SN3Ub?1.05?Imax131.79??143.3A K0.921。2热稳定校验： 短路持续时间为： tk?tpr?tab?4.05S 周期分量的热效应： 22I??2?10Itk?ItkQp?2129.0672?10?8.8362?9.15822tk??4?315.68?KA??s12??考虑到保护的动作时限t>1s，故不计算非周期分量的热效应 2Qp?Qk?315.68?KA??s ??正常导体运行时导体温度 2Imax131.792???0???al??0?2?25??70?25???63.1oC2Ial143.3根据《电力系统电气设备选择与实用计算》查表2-32，当??63.10C时,导体的运行极限温度为C?890C；满足短路时发 25河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 热的最小导体截面为 Smin315.61?106???199.6mm2?240mm2C89Qp满足热稳定要求。故选择型号为LGJ-240的钢芯铝绞线，屋外载流量为610A5。3。2110KV侧主变引下线 110K侧室外型主变引下线一般用刚芯铝绞线LGJImax?1.05?SN3Ub?1.05?25?1033?115?131.79A 母线截面选择，我们选用接近的LGJ-185其，导体70℃允许电流为I?510A。 al按相关规定导体安装在屋内时其温度应取当地月平均最高温度+5℃故导体环境温度为25℃。 K??al??70?32??0.92?al??070?25Ial25?C?0.92?510?469.2A?143.3A 热稳定效验，短路持续时间为： tk?tpr?tab?4.09S 周期分量的热效应 I??2?10Itk?ItkQp?222122?315.61?KA??s??9.0672?10?8.8362?9.1582tk??412考虑到保护的动作时限t〉1s,故不计算非周期分量的热效应 2Qp?Qk?315.61?KA??s ?? 26河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 正常运行时导体温度:???0???al??0?取最小温度值??400C 2ImaxIal2131.792o?25??70?25???25.04C2445查《电力系统电气设备选择与实用计算》表2-32得C=99，所以满足短路时发热的最小导体截面为 Smin?QpC315.6?106??179.45mm2?180mm299即满足热稳定要求。 故电压为110KV软导型号为LGJ-185.5。3。335KV母线发热及稳定性较验计算书 Imax?1.05?SN3UN?1.05?25?1033?37?490.61A （1) 按长期发热允许电流选择截面，查《电力手册》选单条40mm×4mm距形铝导体，平放时允许电流为456A，，K=0。92Ial25?C?0.92?456?419.52A?409.61A 热稳定效验,短路持续时间为： tk?tpr?tab?3.05S 周期分量的热效应 22I??2?10Itk?ItkQp?2126.62?10?6.62?6.622tk??3?130.68?KA?s12?? 考虑到保护的动作时限t〉1s,故不计算非周期分量的热效应 2Qp?Qk?130.68?KA?s ?? 2河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 正常运行时导体温度： ???0???al??0?2ImaxIal2409.612o?25??70?25???61.3C2456查《电力系统电气设备选择与实用计算》表2-32得C=89，所以满足短路时发热的最小导体截面为 C即能满足热稳定要求。 Smin?Qp130.68?106??128.44mm2?40?4mm289动稳定效验：因为是单条矩形铝导体，所以无须进行热稳定校验。 5.3。435KV侧主变引下线的计算 Imax?1.05?SN3UN?1.05?25?1033?37MAX?409.61A 母线截面选择,由于母线传输容量大，T?5000h 长度超过20m故按经济电流密度选择截面查《电力手册》当T=5000h时，J=0。8A/mST?Imax409.61??512.01mm2J0.8查《电力手册》得，我们选用50mm×10mm距形导体，导体允许电流为Ial=565A,K=0。Ial25?C92?0.92?565?519.8A?409.61A 热稳定效验，短路持续时间为： tk?tpr?tab?3.09S周期分量的热效应 I??2?10Itk?ItkQp?222122?130.68?KA?s??6.62?10?6.62?6.62tk??3122河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 由于t〉1S故不计算非周期热效应，所以非周期热效应是： Qp?Qk?130.68?KA?s2?? 正常运行时导体温度： ???0???al??0?2ImaxIal2409.612o?25??70?25???53.94C2519.8查《电力系统电气设备选择与实用计算》表得当??53.940C 时C=93，所以满足短路时发热的最小导体截面为 Smin130.68?106???122.9mm2?500mm2C93Qd即能满足热稳定要求.动稳定效验:由于采用的是单条矩形导体,所以不需进行动稳定校验。 5。3.510KV侧电气计算书 按长期发热允许电流选择截面，查《电力手册》选单条100mm?10mm距形铝导体，平放允许电流Ial=1663A，K=0.92Imax?1.05?SN3UN?1.05?25?1033?10.5?1443.4AIal25?C?0.92?1663?1529.96A?1443.4A 热稳定效验，短路持续时间为:tk?tpr?tab?1.09S周期分量的热效应 22I??2?10Itk?ItkQp?21216.42?10?16.42?16.422tk??1?268.96?KA?s12??由于t〉1S故不计算非周期热效应 Qp?Qk?268.96?KA?s2?? 2河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 正常运行时导体温度： ???0???al??0?2ImaxIal21443.42o?25??70?25???65.1C21529.96查《电力系统电气设备选择与实用计算》得,当??65.10C时 C=87所以满足短路时发热的最小导体截面为 268.96?106Smin???188.5mm2?1000mm2C8即能满足热稳定要求。 Qp5。3.610KV侧主变引下线的计算 Imax?1.05SN3UN1.05?250003?10.5?1443.4(A) 母线截面选择，由于母线传输容量大，TMAX＞5000h，长度超过20m故按经济电流密度选择截面查《电力手册》当T=5000h时，J=0.8A/m,SJ?Imax/J?1443.4/0.8?1804.25(mm) 《电力手册》得,我们选用两条125mm×8m距形导体，导体平放允许电流为 Ial?1920A Ial250C?0.92?1920?1766.4A，K=0。92Ial250C?0.88?3152?2773.76A?1443.4A 热稳定效验，短路持续时间为： tk?tpr?tab?1.09S 周期分量的热效应 I??2?10Itk?ItkQp?222122?268.96?KA?s??16.42?10?16.42?16.42tk??112因t>1S故不计算非周期热效应 2Qp?Qk?268.96?KA?s ??正常运行时导体温度： 3河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 ???0?(?al??0)ImaxIal221443.420?25?(70?25)?50.4C19202查《电气手册》C=97满足短路时发热的最小导体截面为 268.96?106smin???176.34(mm2)?1000(mm2)C93即满足热稳定要求。 Qp5.4电气设备的选择 5.4。1断路器选择和隔离开关的选择 断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行,起着控制作用；当设备或线路发生故障时,能快速切除故障回路，保证无故障部分正常工作，起着保护作用。 高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大的特点是能断开电器负荷电流和短路电流。 根据《电力工程设计手册》中高压断路器选择规定：断路器型式的选择除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定选择断路器。 综合考虑，尽量利用经过国家鉴定推荐使用的新产品，又110KV为检修方便，选用SF6断路器，35KV也选用SF6断路器,10KV侧采用真空断路器。 5。4.2110KV侧计算书 (1） 断路器选择 31河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 IMAX?1.05?s总?S穿3UN?18?10?123?110?210.9(?) 根据110KV侧的额定电压，I及安装在屋内的要求，查MAX《电气手册》,可选SW4-110G型少油断路器周期分量热效应 I???10Itk?ItkQP?2tk?tpr?ta?tin?4.012tk?9.076?10?8.836?9.1582?9.158?81.35?KA?S12?? 因tk〉1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为 2QK?QP?81.35??KA?S? ish?1.92I??2?2.69?3.11?8.37?KA? 110KV侧断路器选择列表： 表5-3断路器的选择 计 算 数 据 SW4—110/1000UN 110KV1250A31.5KA22.1KA72×4=??KA?S? 2UNS IMAX I?? 110KV 210。9A9.076KA23.1KA315.61??KA?S? 2IN Inbr incl ish QK It.t ies 2ish 23。1KA22.5KA（2） 隔离开关的选择 由UNS=110KVImax=210。9A 32河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 Qk?315.61(KA)2?S ish?23.1KA 查附表7可选用GW4—110D/600-50型号的隔离开关。 隔离开关选择列表： 表5-4隔离开关的选择 计算数据 GW4—110D/600—50U NS??110KV U N110KV Imax Qk ish 210。9A315。61（KA)·S 23.1KA2I N205。1A312。1KA）·S 22。7KA2I2t*ties 由上表可见所选隔离开关GW4-110D/600—50合格。 5。4.335KV侧计算书 Imax?1.05??Se3UN?409.62(A) 根据35KV侧的额定电压，I及安装在屋内的要求，查《电MAX气手册》，可选SN10-35Ⅰ/1000型少油断路器 X*?X*SSS/Sd?0.4?31.5/100?0.126tk?tpr?ta?tin?3.09周期分量热效应 I???10Itk?ItkQP?212tk?6.6?10?6.6?6.62?6.6?43.56?KA?S 12??因tk>1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为 QK?QP?63.43?KA?S 2?? 33河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 ish?1.92I??2?2.69?4.21?11.325?KA? 110KV侧断路器参数列表： 表5-5短路器参数列表 计 算 数 据 SN10—35Ⅰ/100UNS IMAX I?? 35KV409.6A6。6KA16.8KA130.68（KA）·S 16.8KA2UN IN Inbr incl I2tt 35KV408.5A5。7KA16.4KA129。5(KA)·S 16。4KA2ish QK ish ies 5.4。410KV侧计算书 IMAX?1.05?总3UN?288.9A(?) 根据10KV侧的额定电压，I及安装在屋内的要求，查《电MAX气手册》，可选SN10-110/603型少油断路器 tk?tpr?ta?tin?1.09周期分量热效应 I???10Itk?ItkQP?212tk?268。96?KA?S 2??因t>1S故不计算非周期热效应,短路电流引起的热效应为 kQK?QP?26896??KA?S? 2ish?1.92I??2?1.8?2?I""?42.77?KA? 隔离开关选择参数列表： 34河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 表5-6隔离开关参数列表 计 算 数 据 SN10—10/3000—4。43UNS IMAX I?? 10KV288。9A16.4KA42.77KA268.96(KA)·S 42.77KA2UN IN Inbr 10KV287.6A16.1KA42。7KA265。7(KA）·S 42。76KA2ish QK incl I2tt ish ies 分段断路器的选择 IMAX?1.05?s总3UN?1.05?3?1033?10.5?173.3(?) 根据10KV侧的额定电压，I要求，查《电气手册》，可选MAX型少油断路器 tk?tpr?ta?tin?1.09周期分量热效应 I???10Itk?ItkQP?212tk?268.96?KA?S 2??因tk>1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为 2QK?QP?268.96??KA?S? ish?1.82I??2?1.8?2?I""?KA??42.77KA 断路器选择列表如下： 表5-7断路器选择列表 计 算 数 据 35SN10-10/2000—4.43河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 UNS IMAX I?? 10KV1150A11.32KA30.45KA139.67(KA)·S 30.45KA2UN IN Inbr incl I2tt 10KV1147A11。21KA29.4KA135。4(KA)·S 30.21KA2ish QK ish ies 用户出线断路器选择 IMAX?1.05PMAX3UN?216.51(?) 及安装在屋内的要求,查MAX根据110KV侧的额定电压,I《电气手册》，可选SN10-10Ⅰ/630-43.3型少油断路器 tk?tpr?ta?tin?1.09周期分量热效应 I???10Itk?ItkQP?212tk?268.96?KA?S 2??因t〉1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应k为 QK?QP?268.96??KA?S? 2ish?1.82I??2?1.8?2?I""?42.77?KA? 断路器选择列表如下： 表5-8断路器选择列表 计 算 数 据 SN10-10/630UNS 10KVUN 3610KV 河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 IMAX I?? 216.51A11.32KA30。45KA139.67(KA）·S 30.45KA2IN Inbr incl I2tt AKAKA（KA）·S KA2ish QK ish ies 断路器和隔离开关选择一览表： 表5-9断路器和隔离开关选择列表 设备 断路器 项目 110KV出线 SW4-110Ⅰ/315GW4—110D/600—50/110KV分段 SW4-110Ⅰ/315GW4-110D/600-50/110KV主变引下线 SW4-110Ⅰ/315GW4-110D/600—50/35KV出线 35KV分段 35KV主变引下线 10KV出线 10KV分段 10KV主变引下线 SN10—35Ⅰ/100SN10—35Ⅰ/100SN10—35Ⅰ/100SN10—10/3000-43。3SN10—10/2000-43。3SN10—10/630-16隔离开关 5。5电压互感器和电流互感器的选择 依据《电力工程设计手册》对电压互感器配置的规定： 由电压互感器的选择条件0.8U出110KV、35KV、10KV压互，型号分别为:JCC1-110型油浸式、JDJJ-35型油浸式、N1?UNS?1.2UN1我们分别选 3河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 JSJW—10型三相五柱电压互感器它们二次侧电压均为5A依电流互感器的选择条件UN1?UNS INI?IMAX 分别选出各电压等级的电流互感器具体如下： 110KV侧：主变引下线的电压互感器选： LCWB—60（50—1600/） 母联的电压互感器选:LCWB—60（50—1600)35KV侧： 主变引下线的电压互感器选：LRD—35(600/5) 母联的电压互感器选：LRD2-35(600/5) 用户出线的电压互感器选：LR2（75/5） 10KV侧：主变引下线的电压互感器选:LAJ—10W（2000-6000/5) 母联的电压互感器选：LAJ-10W（1000—1500/5) 用户出线的电压互感器选：LAJ-10W1(300/5)电压互感器与电流互感器选择结果列表： 表6-10电压和电流互感器选择列表 电压级别 设备类型 电压互感器 分段电流互感器 110KVJCC1-11035KVJDJJ-3510KVJSJW-10LAJ-10W11500/5LAJ-10W1300/5LCWB6—110GYW2LRD—35600/5LCWB6-110GYW2600/5600/5LR2-3575/5出线电流互感器 3河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 主变引下线电流互感LCWB6—110GYW2LRD—35器 1600/5600/5LAJ—10W12000/56配电装置设计 6。1配电装置设计 6.1。1配电装置概述 配电装置是变电所的重要组成部分.是全面贯彻国家方针政策的重要环节，对变电所的多快好省的建设和安全,经济可靠的运行有重要意义。它是根据电气主接线，由开关电器,保护和测量电器，母线和必要的组建而成，用来接受和分配的装置。 3河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 6。1。2。 配电装置设计原则 依据《高压配电装置设计技术规程》SDJ5—85中第1。0。1条规定：高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修的要求,合理的制定布置方案和选用设备，并积极慎重地采用新布置，新设备和新材料，使设计技术先进，经济合理，可靠运行，巡视方便,同时注意节约三材。 6。1.3配电装置型式选择 （1）选择配电装置应考虑所在地区的地理情况及环境条件,因地制宜，节约土地并保证运行和检修的要求，通过技术经济比较，35KV及以下配电装置宜采用屋内型。 （2）当采用管型母线的配电装置时,管母选用单管或分裂结构,固定方式宜采用支撑式或悬挂式，当地震烈度为8度及以上宜选用悬挂式.配电装置应满足以下基本要求： 1)配电装置的设计必须贯彻执行国家基本方针和技术经济政策，如节约土地。 2） 保证运行可靠.按照系统和自然条件，合理选择设备,在布置上力求清晰，整齐，保证具有足够的安全距离.3） 便于检修,巡视和操作。 4） 在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低 4河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 造价。 6.1.4.各电压等级配电装置设计 （1）110KV侧配电装置型式选择 WH市位于市郊,由于技术发展，新上项目均为全室内设计,自动化程度高，检修不受天气影响，虽然造价高，但可靠性更好，便于检修.最好采用全室内装置。 （2)35KV侧配电装置设计 35KV侧配电装置屋内与屋外相比较，在经济上两者总投资接近,因屋内式电器投资较屋外略少，而土建投资又稍高于屋外式，但屋内式具有节约用地、便于运行维护、防污等优点,且参考以上原则可知，应采用屋内配电装置。 又考虑到WH市郊变电站35KV侧采用了单母分段型式的主接线，为了提高运行可靠性，节约用地,故采用手车式高压开关柜，所以35KV配电装置采用屋内单层式。 （3）10KV侧配电装置的型式选择 依据上述原则,10KV配电装置一般采用屋内配置。当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置。考虑到RM市地区经济较发达，且主接线为单母分段接线型式,故采用手车式开关柜。 6。1。535KV及10KV配电装置设备列表 35KV侧设备如下表:表6—135kv侧设备列表 41河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 数量 序 号 052065895334名 称 出线柜 主变进线柜 电压互感器柜 避雷器柜 母线分段柜 母线分段柜 穿墙套管 穿墙套管 规 格 GBC-35-05GBC-35-20GBC—35-65GBC—35-89GBC—35-53GBC—35-34CWL-35/630CWL-35/630单 位 近期 面 面 面 面 面 面 支 支 412211312远期 213610KV侧设备如下表： 表6—210kv侧设备列表 序 号 01402040440304名 称 出线柜 主变进线柜 电压互感器柜 母线分段柜 母线分段柜 并联电容器柜 穿墙套管 规 格 JYN2-10—01JYN2—10—40JYN2-10-20JYN2—10—40JYN2—10—44JYN2—10—03CWWL-10/2000单 位 面 面 面 面 面 面 支 数 量 1222112642河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 7防雷保护 7.1变电所的直击雷保护 如果让雷电直接击中变电所设施的导电部分，则出现的雷电过电压波很高，一般都会使引起绝缘的闪络或击穿。所以必须按装避雷针或避雷线对直击雷进行防护，让变电所需要保护的设备和设施均处于其保护范围之内。 我国规定： (1）11OKV及以上的配电装置，一般将避雷针装在构架上.?.m的地区，仍宜装设独立避雷针以免但在土壤电阻率??10043河南理工大学万方科技学院毕业设计论文 发生反击.（2）35KV及以下的配电装置应采用独立避雷针来保护。 （3)60KV的配电装置，在??500?m的地区宜采用独立避雷针；在??500?.m的地区容许采用构架避雷针变电所的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针支数、高度、装设位置，验算它们的保护范围，应有的接地电阻，防雷接地装置设计等.对于独立避雷针，则还有一个验算它对相邻配电装置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。 保护措施： 1.110KV配电装置；装设避雷针或装设独立避雷针，架空线路上可以装设避雷针（网），使被保护的建筑或线路均处于接闪器的保护.2。 主变压器:装设避雷针 3.屋外导线：装设独立避雷针 4.空间高度超出45m的钢筋混凝土结构,钢构建筑物，都应采用防侧雷和等电位的保护措施 7。2雷电过电压波的防护 保护措施:装设筏式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电波的辐值。在入户应加设避雷器，并将其与绝缘子铁脚，尽具连在一起接至电气设备的接地装置上.靠近建筑物的两其电杆上的绝缘子 44 推荐访问:110kv变电站电气一次部分设计论文
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