畢業(yè)設計池小佳-四川大學網(wǎng)絡教育學院.doc

四川大學網(wǎng)絡教育學院本科生（業(yè)余）畢業(yè)設計題 目 調(diào)度自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設計辦學學院 四川大學電氣信息學院 教學部 汕頭經(jīng)濟干部學校 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 年 級 05秋 指導教師 呂 林 學生姓名 池小小佳 學 號 VH1052U2008 2007年 09月1日1103510變電站設計學生:池小佳 指導教師:呂 林摘要 隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟合理、擴建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設計了一個降壓變電站,此變電站有三個電壓等級：高壓側(cè)電壓為110kv,有二回線路；中壓側(cè)電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側(cè)電壓為10kv,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。同時對于變電站內(nèi)的主設備進行合理的選型。本設計選擇選擇兩臺SFSZL-31500/110主變壓器，其他設備如站用變，斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，高壓熔斷器，電壓互感器，無功補償裝置和繼電保護裝置等等也按照具體要求進行選型、設計和配置，力求做到運行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟合理，具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。關(guān)鍵字： 變電站 設計 Devise A 1103510 Substation student:XiaoJia-Chisupervisor:Lv-LinAbstract With the development of the industry times, people bring up higher requests to the electric power supply, especially to the stability、reliability and endurance .But the stability 、reliability and endurance of the electrical network often rely on the transformer substations rationality and disposition. One typical transformer substation requests the equipments in it work reliably, operate nimbly, being carried on reasonably and easy to be expended .Refer to these several reasons, in this article we devise a transformer substation for abasing voltage, which has three voltage rates: the high voltage rate is 110kV,which has two routes; the middle voltage rate is 35kv, which has six routes and four of them have double routes; the low voltage rate is 10kV, which has eight routes and six of them have double routes. In the same time ,we select the main equipments for the transformer substation .This article select two main transformer (SFSZL-31500/110) and other equipments, for example : transformer used for substation ,breaker , isolator ,current transformer, voltage transformer, high voltage fuse , Idle work compensator ,the protecting equipments and so on are also selected ,devised and disposed according to the actual fact. Whats more, we try our best to mange to make the substation work reliably, operate nimbly, be carried on reasonably and easy to be expended. So that it can close the fact more.Key word : transformer substation device 目 錄第一章 電氣主接線的設計61.1 原始資料分析61.2 主結(jié)線的設計61.3 主變壓器的選擇111.4 變電站運行方式的確定12第二章 短路電流計算13第三章 電氣設備的選擇143.1斷路器的選擇143.2隔離開關(guān)的選擇153.3電流互感器的選擇163.4電壓互感器的選擇163.5熔斷器的選擇173.6無功補償裝置183.7避雷器的選擇18第四章 導體絕緣子套管電纜204.1 母線導體選擇204.2 電纜選擇214.3 絕緣子選擇214.4 出線導體選擇22第五章 配電裝置23第六章 繼電保護裝置256.1 變壓器保護256.2 母線保護266.3 線路保護276.4 自動裝置27第七章站用電系統(tǒng)29第八章結(jié)束語31 第一章 電氣主接線的設計一、 原始資料分析本設計的變電站為降壓變電站,有三個電壓等級：高壓側(cè)電壓為110kv,有二回線路；中壓側(cè)電壓為35kv,有六回出線；其中有四回出線是雙回路供電。低壓側(cè)電壓為10kv,有八回出線,其中有六回是雙回路供電。從以上資料可知本變電站為配電變電站。二、 主接線的設計配電變電站多為終端或分支變電站，降壓供給附近用戶或一個企業(yè)，其接線應盡可能采用斷路器數(shù)目較少的接線，以節(jié)省投資和減少占地面積。隨著出線數(shù)的不同，可采用橋形、單母分段等。低壓側(cè)采用單母線和單母線分段。可按一下幾個原則來選：1 運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數(shù)目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。2 具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。 3 操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。4 經(jīng)濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。5應具有擴建的可能性由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。1 110KV側(cè)根據(jù)原始資料，待設變電站110kv側(cè)有兩回線路。按照發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料規(guī)定：在110220kv配電裝置中，當出線為2回時，一般采用橋形接線；當出線不超過4回時，一般采用分段單母線接線。待設變電所可考慮以下幾個方案，并進行經(jīng)濟和技術(shù)比較。方案1：采用單母線分段帶旁路接線其優(yōu)缺點：對重要用戶可采用從不同母線分段引出雙回線供電電源。當母線發(fā)生故障或檢修時，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電。單母線分段任一回路斷路器檢修時，該回路必須停止工作。單母線分段便于過渡為雙母線接線。采用的開關(guān)、刀閘較多，某一開關(guān)檢修時，對有穿越電流的環(huán)網(wǎng)線路有影響。6開關(guān)檢修時，可用旁路代路運行，無需停電。7易于擴建，利于以后規(guī)劃。方案2：采用內(nèi)橋接線其優(yōu)缺點：兩臺斷路器1DL和2DL接在電源出線上，線路的切除和投入是比較方便。當線路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。當變壓器故障時，如變壓器1B故障，與變壓器1B連接的兩臺斷路器1DL和3DL都將斷開，當切除和投入變壓器時，操作也比較復雜。較容易影響有穿越功率的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，內(nèi)橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運行方式的變電所。方案3：采用外橋接線其優(yōu)缺點：當變壓器發(fā)生故障或運行中需要切除時，只斷開本回路的斷路器即可。當線路故障時，例如引出線1X故障，斷路器1DL和3DL都將斷開，因而變壓器1B也被切除。 外橋接線適用于線路較短、變壓器按經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換且有穿越性功率經(jīng)過的變電所。以上三個方案所需110KV斷路器和隔離開關(guān)數(shù)量：方案比較單母線分段接線內(nèi)橋式接線外橋式接線斷路器臺數(shù)533隔離開關(guān)組數(shù)1686經(jīng)以上三種方案的分析比較：方案1雖然所用設備多，不經(jīng)濟，（單母線分段帶旁路接線）但當任一回路的斷路器檢修時，該電站無需停電，對有重要負荷的地方有重要意義。方案2（內(nèi)橋式接線）雖然所用設備少、節(jié)省投資，但以后擴建最終發(fā)展為單母線分段或雙母線接線方式，且繼電保護裝置整定有點復雜。方案3（外橋式接線）雖然具有使用設備最少，且裝置簡單清晰和建造費用低等優(yōu)點。但變壓器隨經(jīng)濟運行的要求需經(jīng)常切換，當電網(wǎng)有穿越功率流經(jīng)本站時比較適宜。由于110kv只有2條進線，出于經(jīng)濟考慮，綜合以上各個方案優(yōu)缺點，決定采用單母分段帶旁路接線方式.210KV側(cè)(8回出線) 分析：6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時，一般采用單母線分段接線220KV及以下的變電所，供應當?shù)刎摵傻?-10KV配電裝置，由于采用了制造廠制造的成套開關(guān)柜，地區(qū)電網(wǎng)成環(huán)的運行檢修水平迅速提高，采用單母分段接線一般均能滿足運行需求。（出線回路數(shù)增多時，單母線供電不夠可靠）3 35KV 側(cè)（6回出線）35kv送出六回線路,可采用單母線接線或單母線分段接線方式。但單母線接線方式只適用于6220kv系統(tǒng)中只有一臺發(fā)電機或一臺主變壓器的發(fā)電廠或變電所。一般主變不少于2臺，故選用單母分段帶旁路接線方式。主接線 由以上分析比較，可得變電站的主接線方案為：110KV采用單母分段帶旁路接線方式，10KV采用單母分段接線，35KV采用單母分段帶旁路接線方式。三種方案粗略的經(jīng)濟性比較：由于設備選型未定，只能選定某一典型的設備的參考價格進行計算，同時忽略一些投資比較小的，還有投資相對固定的，諸如基建，直流系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及其他設備。第一種方案：110kV單母分段帶旁路，35kV單母分段帶旁路，10kV單母分段110kV項目單位數(shù)量設備費安裝費SF6斷路器臺5.002560009057.48 110kV隔離開關(guān)組16.00240004410.53 110kV電流互感器臺5.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 110kV軟母線跨3.002374.14 10kV進線斷路柜臺2.001193003711.72 母聯(lián)隔離柜臺2.00699003711.72 母線設備柜臺2.00285001782.64 饋線柜臺8.00530003711.72 電容保護柜臺2.00510003711.72 站用變保護柜臺2.00510003711.72 站用變柜(空柜)臺2.00170001782.64 封閉母線橋三相米10.005000.00394.08 穿墻套管個6.002000.00236.59 35kV SF6斷路器35kV臺9.001500009057.48 隔離開關(guān)35kV組20.00315001058.17 電流互感器35kV臺9.0038000706.31 電壓互感器35kV臺3.006000749.51 第二種方案：110kV內(nèi)橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段110kV 項目單位數(shù)量設備費安裝費SF6斷路器臺3.002560009057.48 110kV隔離開關(guān)組8.00240004410.53 110kV電流互感器臺3.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 35kV SF6斷路器35kV臺9.01500009057.48 隔離開關(guān)35kV組18.0315001058.17 電流互感器35kV臺9.0038000706.31 電壓互感器35kV臺3.006000749.51 10kV方案同第一種方案第三種方案：110kV外橋接法，35kV單母分段，10kV單母分段110kV 項目單位數(shù)量設備費安裝費SF6斷路器臺3.002560009057.48 110kV隔離開關(guān)組6.00240004410.53 110kV電流互感器臺3.00220001013.32 110kV避雷器組4.00660002656.6 35kV設備同第二種方案10kV方案同第一種方案主變的費用為2*26000005200000第一種方案算得其投資為：5200000+2176671.3+2451286.04+1231278.4211059235.76元第二種方案算得其投資為：5200000+1366123.04+2386169.7+1231278.4210183571.16元第三種方案算得其投資為：5200000+1309301.98+2386169.7+1231278.4210126750.54元可知總投資方面三種方案相差不是很大，出于可靠性及以后的擴建的可能性，采用第一種方案三、 變電站主變壓器的選擇負荷計算 在最大負荷水平下的流過主變的負荷： 在最小負荷水平下的流過主變的負荷：2、容量選擇按變電所所建成510年的規(guī)劃選擇并適當考慮遠期1020年的發(fā)展，對城郊變與城郊規(guī)劃結(jié)合。根據(jù)變電所負荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定，對有重要的負荷的變電所應考慮一臺主變停運時，其余主變?nèi)萘吭谟嫾斑^負荷能力后的允許時間內(nèi)能保證用戶12級負荷。對于一般性變電所，當一臺主變停運后嗣，期于主變應保證全部負荷的70%80%。Se(0.70.8)Smax (0.70.8)Smax=(0.70.8)*37.72=26.4030.18MVA同級電壓的單臺降壓變壓器容量級別不宜太多，應從全網(wǎng)出發(fā)，推行標準化系統(tǒng)化。3、臺數(shù)確定對大城市郊區(qū)的依次變電所在中低壓構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下裝兩臺。對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所應考慮裝三臺的可能。對規(guī)劃只裝兩臺主變的變電所其主變基礎按大于主變?nèi)萘康?2級設計以便主變發(fā)展時更換。根據(jù)以上準則和現(xiàn)有的條件確定選用2臺主變?yōu)橐?。選擇的條件2SeSjs(MVA) n=2 根據(jù)容量計算，選擇兩臺SFSZL-31500/110變壓器選擇結(jié)果及參數(shù)型號容量（kva）連接組別P0（kw）Ue(kv)SFSL-31500/11031500Yn/Yn/D11 38.4高中低11038.5 10.5，四、 變電站運行方式的確定該站正常運行方式：110kV、35kV、10kV母線分段開關(guān)（在下面選擇設備都以該方式下出現(xiàn)的最大短路電流來選擇）在合閘位置，#1、#2主變變高、變中中性點只投#1主變，#2主變變高中性點在斷開位置。第二章 短路電流的計算根據(jù)變電所電氣主接線做出等值電路，采用標么值計算，取Sb=1000MVA，Vb=Vav，Ib=Sb/Vb。為了選擇各級電壓的設備，選取兩短路點d1、d2進行短路計算，計算過程見計算書，結(jié)果如下表：短路點Vn(KV)運行方式暫態(tài)短路電流I(KA)沖擊電流ich(KA)全電流有效值Ich(KA)短路容量Sd(MVA)D1110kV最大7.1718.2810.901429D235kV最大2.56.383.8160D310kV最大23.6460.2835.93422第三章 電器設備選擇正確地選擇電器是使電器主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。電器主要選擇項目匯總表設備名稱一般選擇項目特殊選擇項目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動穩(wěn)定斷路器，隔離開關(guān)電流互感器高壓熔斷器；選擇性電壓互感器以下各節(jié)列出了各種電器設備選擇結(jié)果，其計算過程詳見計算書。一、 斷路器選擇：據(jù)能源部導體和電器選擇設計技術(shù)規(guī)程，對主電路所有電氣設備進行選擇和校驗，各級電壓的斷路器的選擇成果見表 計算數(shù)據(jù) 設備參數(shù)型號 (KV) （A）( KA ) (KA) 安裝地點臺數(shù)LW-126/T4000-40 110 126173.6 4000 7.17 4018.2810063.75 6400變壓器110KV側(cè)，母聯(lián)及出線5LW8-35 35 35 545.6 1600 2.5 256.38 63 7.88 2500350KV主變回路，母聯(lián)及出線9ZN98 10 12103.8 125023.64 31.560.28 80706.94396910KV 出線回路8ZN63 10 121909.59 400023.64 4060.28 100706.94 640010KV主變回路及母聯(lián)3二、 隔離開關(guān)的選擇 選擇隔離開關(guān)的方法和要求與選擇斷路器相同，為了使所選擇的隔離開關(guān)符合要求，又使計算方便，各斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，原則上按斷路器計算數(shù)據(jù)進行選擇。隔離開關(guān)選擇表： 計算數(shù)據(jù) 設備參數(shù)型號 (KV) （A） (KA) 安裝地點臺數(shù)GW4-110/1000110110173.6100018.288063.752246.76變壓器110KV側(cè)及母聯(lián)兩側(cè)16GW4-35/10003535545.6010006.38807.882246.7635KV主變回路及母聯(lián)兩側(cè)28KYN27-12598400060.28100706.94640010KV主變、分段開關(guān)及饋線11三、電流互感器的選擇： 電流互感器的配置原則：1、 為了滿足測量和保護裝置的需要，在發(fā)電機、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依照具體情況（如符合是否對稱、保護靈敏度是否滿足等）按二相或三相配置。2、 對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區(qū)來設置。例如：若有兩組電流互感器，且位置允許時，應設在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護范圍之中。3、 為了防止支持式電流互感器套管閃絡造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。4、 為了減輕內(nèi)部故障時發(fā)電機的損傷，用于自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的電流互感器應布置在發(fā)電機定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的電流互感器已裝在發(fā)電機中性點測。根據(jù)以上配置原則和電流互感器選擇條件和校驗標準選出電流互感器如下：安裝地點型 號額定電流比1S熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt動穩(wěn)定倍數(shù)Kdw主變110KV側(cè)LCWDL-1102*600/575135主變35KV側(cè)LCWDL-352*300/575135主變10KV側(cè)LAJ-103000/5509010KV饋線LAJ-103000/55090四、電壓互感器的選擇：各電壓互感器除供給測量儀表和繼電保護外，另有輔助繞組，供給保護及絕緣監(jiān)察裝置用。電壓互感器的配置原則如下：1、母線 除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。2、線路 35KV級以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓、進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。3、發(fā)電機 一般裝23組電壓互感器。一組（三只單相、雙繞組）供自動調(diào)節(jié)勵磁裝置。另一組供測量儀表、同步和保護裝置使用，該互感器采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器，其開口三角形供發(fā)電機在未并列之前檢查是否接地之用。當互感器負荷太大時，可增設一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。5萬KW級以上發(fā)電機中性點常接有單相電壓互感器，用于100%定子接地保護。4、變壓器 變壓器低壓側(cè)有時為了滿足同步或繼電保護的要求，設有一組電壓互感器。根據(jù)以上配置原則和電壓互感器選擇和校驗條件選出電壓互感器如下：安 裝 地 點型 號數(shù) 量額 定 變 比最 大 容 量(VA)110KV母線TYD110/0.005H6120035KV母線 JDJJ-356120010KV母線JSJW-10210000/100/100/3960五、 熔斷器選擇：由于110KV和35KV側(cè)電壓互感器的電壓等級很高，不宜裝設熔斷器，下面對10KV側(cè)熔斷器進行選擇。由于PT一次繞組電流很小，故熔斷器只需按額定電壓和開斷電流進行選擇。即： 選擇結(jié)果如下表：安 裝 地 點型 號額定電壓（KV）額定電流（A）最大開斷電流（KA）斷流容量（MVA）10KV電壓互感器RN210/0.5100.5851000六、 無功補償裝置由于負荷的變化明顯，波動性大，對線路末端的用戶極為不利，特別在負荷高峰期電壓太低，在低谷期電壓有明顯偏高，使電壓質(zhì)量下降，站內(nèi)的調(diào)壓裝置有有載調(diào)壓裝置，但單純地依靠有載調(diào)壓進行調(diào)壓效果也不是很理想，尤其在出線無功缺額，功率因數(shù)較低的情況下。再者頻繁調(diào)節(jié)有載調(diào)壓對該裝置的壽命影響很大。考慮到上述因素，在10kV母線處加裝幾組電容進行無功補償。根據(jù)電容容量的選擇原則： 6.3MVar9.45MVar（功率因數(shù)偏低時用30）選用型號為的電容器額定電壓：額定容量：334組數(shù)： （考慮站端功率因數(shù)為0.85）取28組別接法：采用星型接法，每段母線各帶14組電容器七、 避雷器選擇： 根據(jù)避雷器配置原則，配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器；變壓器中心點接地必須裝設避雷器，并應接在變壓器與斷路器之間；110、35KV線路側(cè)一般不裝設避雷器。本工程采用110KV、35KV配電裝置構(gòu)架上設避雷針；10KV配電裝置設獨立避雷針進行直接雷保護。 為了防止反擊，主變構(gòu)架上不設置避雷針。采用避雷器來防止雷電侵入波對電器設備絕緣造成危害。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，所以本工程110KV和35KV系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。由于金屬氧化物避雷器沒有串聯(lián)間隙，正常工頻相電壓要長期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證使用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不可超過避雷器允許的持續(xù)運行電壓。避雷器選擇情況見下表：型 號安裝地點額定電壓（KV）滅弧電壓（KV）工頻放電電壓（KV）沖擊放電電壓（KV）不大于不小于不大于FCZ-110110KV側(cè)110126255290365FZ-3535KV側(cè)354184104148FZ-110J變壓器110KV中性點110100224268364FZ-40變壓器35KV中性點405098121154FZ-1010KV母線1012.7263145FS-1010KV出線1012.7263145第四章 導體、電纜、絕緣子和套管的選擇一、 母線導體的選擇目前常用的導體有硬導體和軟導體，硬導體形式有矩形、槽形和管形。各種導體的特點 ：矩形導體：散熱條件較好，便于固定和連接，但集膚效應大，因此，單條矩形導體最好不超過1250mm2，當工作電流超過最大截面單條導體允許載流量時，可將2-4條矩形導體并列使用。矩形導體一般只用于35KV以下，電流4000A及以下的配電裝置中。槽形導體：機械強度好，載流量大，集膚效應系數(shù)較小。槽形導體一般用于40008000A的配電裝置中，一般適用于35KV及以下。管形導體：集膚效應系數(shù)較小，機械強度高，管內(nèi)可以通風或通水，用于8000A以上的大電流母線。圓管表面光滑，電暈放電電壓較高，可用于110KV及以上的配電裝置中。軟導體：軟導體分為單根軟導線和分裂導線。分裂導線可滿足大的負荷電流及電暈、無線電干擾要求，且抗震能力強，經(jīng)濟性好。導體選擇的一般要求：裸導體應根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進行選擇或校驗：1、工作電流2、經(jīng)濟電流密度3、電暈4、動穩(wěn)定或機械強度5、熱穩(wěn)定同時也應注意環(huán)境條件如溫度、日照、海拔等。導體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對于年負荷利用小時數(shù)大，傳輸容量大，長度在20m以上的導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導體和支撐絕緣兩部分。載流導體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導線等形式），因其機械強度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。110KV及以上高壓配電裝置，一般采用軟導線。 以下為導體選擇結(jié)果（詳細的計算選擇和校驗過程見計算書）：母線型號載流量（A）截面()110KVLGJ-7026529435KVLGJ-40082563110KV矩形鋁導體3114380*10二、 電纜的選擇電力電纜應按以下條件進行選擇和校驗：1、 電纜芯線材料及型號2、 額定電壓3、 截面選擇4、 允許電壓降校驗5、 熱穩(wěn)定校驗電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。10KV側(cè)電纜選擇如下：類型載流量截面纜芯最高工作溫度根數(shù)直埋地下普通粘性浸漬紙絕緣三芯（鋁）絞線275A1852三、絕緣子選擇及穿墻套管的選擇 支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進行短路時動穩(wěn)定校驗。穿墻套管應按額定電壓、額定電流和類型選擇，按短路條件檢驗動、熱穩(wěn)定。 本設計選擇的絕緣子如下：電壓等級（kv）型號額定電壓(kv)絕緣子高度(mm)機械破壞負荷（kg）110ZS-1101101200200035ZS-3535485100010ZB-1010215750本設計選擇的穿墻套管如下:電壓等級（KV）型號額定電流（A）套管長度（mm）10CLD-104000620四、出線選型：35kV出線：Tmax5000h 查負荷的經(jīng)濟密度曲線得到對于雙回線路的負荷：出于以后負荷增長的可能，選用LGJ95導線，在20C時最大允許電流為352，40為272對于單回線路，由于負荷與雙回線路相差不大，同時考慮以后負荷的增長，故仍選用LGJ95導線10出線：max4000，查負荷的經(jīng)濟密度曲線得到對于雙回線路的負荷：出于以后負荷增長的可能，選用LGJ95導線，在20C時最大允許電流為352，40為272對于單回線路，由于負荷與雙回線路相同，同時考慮以后負荷的增長，故仍選用LGJ95導線第五章 配電裝置 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是根據(jù)主接線的聯(lián)結(jié)方式，由開關(guān)電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。 配電裝置按電器裝設地點不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置的特點是：1、 由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；2、 維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候影響；3、 外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護工作量；4、 房屋建筑投資較大。屋外配電裝置的特點是：1、 土建工作量和費用較小，建設周期短；2、 擴建比較方便；3、 相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；4、 占地面積大；5、 受外界環(huán)境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣；6、 不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響。配電裝置的型式選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結(jié)合運行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式；110KV及以上多位屋外式。當在污穢地區(qū)或市區(qū)建110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價相近時，宜采用屋內(nèi)型，在上述地區(qū)若技術(shù)經(jīng)濟合理時，220KV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。發(fā)電廠和變電所中610KV的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點，但其結(jié)構(gòu)復雜，施工時間長，造價較高，檢修和運行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價較低，運行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，如容量不太大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)外，還與場地位置、面積、地址、地形條件及總體不知有關(guān)，并受到設備材料的供應、施工、運行和檢修要求等因素的影響和限制。普通中型配電裝置，國內(nèi)采用較多，已有豐富的經(jīng)驗，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。缺點是占地面積較大。中型配電裝置廣泛應用于110500KV電壓級。高型配電裝置的最大優(yōu)點是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約50%左右。但耗用鋼材較多，檢修運行不及中型方便。半高型布置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。一般高型適用于220KV配電裝置，而半高型宜于110KV配電裝置。根據(jù)以上原則，選擇配電裝置如下：110KV屋外中型配電裝置35KV屋外中型配電裝置10KV屋內(nèi)單層配電裝置第六章 繼電保護裝置一、變壓器的繼電保護變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來研總的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。 變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障，油箱內(nèi)部故障包括相間短路，繞組的匝數(shù)短路和單相接地短路，外部故障包括引線及套管處會產(chǎn)生各相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要是由外部短路或過負荷引起的過電流油面降低和過勵磁等。 對于上述故障和不正當工作狀態(tài)，根據(jù)DL400-91繼電器保護和安全起動裝置技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，變壓器應裝設以下保護：（1）瓦斯保護：為了反應變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低，對0.8MVA及以上油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器應裝置設瓦斯保護。（2）縱差動保護或電流速斷保護為了反應變壓器繞組和引出線的相間短路以及中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路，應裝設縱差保護或電流速動保護?？v差動保護適用于：并列運行的變壓器，容量為6300KVA以上時；單獨運行的變壓器，容量為10000KVA以上時；發(fā)電廠常用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中的重要變壓器，容量為6300KVA以上時。電流速斷保護適用于1000KVA以下的變壓器，且其過電流保護的時限大于0.5S時。（3）外部相間短路時，應采用的保護：過電流保護，一般用于降壓變壓器，保護裝置的整定值應考慮事故狀態(tài)下可能出現(xiàn)的過負荷電流；復合電壓啟動的過電流保護，一般用于升壓變壓器及過電流保護靈敏度不滿足要求的降壓變壓器上；負序電流及單相式低電壓啟動的過電流保護，一般用于大容量升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器；阻抗保護，對于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器，當采用前兩種保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時，可采用阻抗保護。（4）系統(tǒng)外部接地短路時，應采用的保護對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時，如變壓器中性點接地運行，應裝設零序電流保護。對自耦變壓器和高中壓側(cè)中性點都直接接地的三繞組變壓器，當有選擇性要求時，應該增設零序方向元件。當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，為防止發(fā)生接地短路時，中性點接地的變壓器跳開后，中性點不接地的變壓器（低壓側(cè)有電源）仍帶接地故障繼續(xù)運行，應根據(jù)具體情況，裝設專用的保護裝置，如零序過電壓保護等。（5）過負荷保護對400KVA以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況，裝設過負荷保護。（6）過勵磁保護對400KVA及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應裝設過勵磁保護。 本設計所選變壓器容量為31500KVA，根據(jù)以上保護原則，可裝設以下保護：（1）裝設反應內(nèi)部短路和油面降低的瓦斯保護。（2）裝設反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護。（3）裝設反應變壓器外部相間短路和內(nèi)部短路的反備保護的過電流保護。（4）裝設零序電流保護以反應大接地電流系統(tǒng)外部接地短路。（5）裝設過負荷保護防止變壓器過負荷。（6）裝設過勵磁保護反應變壓器過勵磁。二、母線保護 母線是電力系統(tǒng)匯集和分配電能的重要元件，母線發(fā)生故障，將使連接在母線上的所有元件停電。若在樞紐變電所母線上發(fā)生故障，甚至會破壞整個系統(tǒng)的穩(wěn)定，使事故進一步擴大，后果極為嚴重。根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，以下情況應裝設專用母線保護：1、 發(fā)電廠和變電所的220500KV電壓的母線，應裝設能快速有選擇地切除故障的母線保護，并考慮實現(xiàn)保護雙重化。2、 110kV單母線，重要發(fā)電廠或110以上重要變電所的3566KV母線，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求，需要快速切除母線上的故障時。3、 3566KV電力網(wǎng)中主要變電所的3566KV母線雙母線或分段單母線需要快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電時。對母線保護的要求是：必須快速有選擇地切除故障母線；應能可靠、方便地適應母線運行方式的變化；接線盡量簡化。母線保護的接線方式，對于中性點直接接地系統(tǒng)，為反映相間短路和單相接地短路，須采用三相式接線；對于中性點非直接接地系統(tǒng)只需反映相間短路，可采用兩相式接線。母線保護大多采用差動保護原理構(gòu)成，動作后跳開連接在該母線上的所有斷路器。按構(gòu)成原理的不同，母線保護主要有完全電流差動母線保護、電壓差動母線保護、具有比率制動特性的電流差動保護。 根據(jù)以上原則，配合本設計電氣主接線特點，結(jié)合其站的重要性，以線路（電源線）的后備保護，方向零序II段，距離II段作為母線故障的保護，而不專門配置母差保護。三、線路保護 根據(jù)35KV側(cè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點，選擇安裝限時電流速斷保護、過電流保護（III）和零序電流保護以反映各種相間短路和接地故障。10kV側(cè)電網(wǎng)由于系不接地系統(tǒng)，故只