110KV降壓變電站電氣一次部分設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、 110kv降壓變電站電氣一次部分設(shè)計第一部分 設(shè)計說明書2第1章 設(shè)計說明21.1 環(huán)境條件21.2 電力系統(tǒng)情況21.3 設(shè)計任務3第2章 電氣主接線的設(shè)計32.1 電氣主接線概述32.2 110kv側(cè)主接線的設(shè)計42.3 35kv側(cè)主接線的設(shè)計42.4 10kv側(cè)主接線的設(shè)計42.5 主接線方案的比較選擇42.6 主接線中的設(shè)備配置6第3章 主變壓器的選擇83.1 負荷分析83.2 主變壓器臺數(shù)的確定93.3 主變壓器相數(shù)的確定93.4 主變壓器容量的確定9第4章 短路電流的計算104.1 短路電流計算的目的及規(guī)定104.2 短路電流的計算結(jié)果11第5章 主要電氣設(shè)備的選擇125.1 電

2、氣設(shè)備選擇概述125.2 高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇135.3 母線的選擇155.4 絕緣子和穿墻套管的選擇16 （5-3）175.5 電流互感器的選擇185.6 電壓互感器的選擇195.7 熔斷器的選擇205.8 避雷器選擇21（1） 型式選擇22（2） 避雷器滅弧電壓選擇22第6章 變電站防雷規(guī)劃236.1 防雷規(guī)劃原則236.2 防雷規(guī)劃結(jié)果24第二部分 設(shè)計計算書25第1章 短路電流計算251.1 計算變壓器電抗261.2 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖261.3 短路計算點的選擇271.4 短路電流計算27第2章 電氣設(shè)備選型322.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇322.2 母線選擇392.3 絕緣子和穿

3、墻套管的選擇432.4 電流互感器的選擇452.5 高壓熔斷器的選擇472.6 避雷器的選擇482.7 電容電流計算492.8 消弧線圈的選擇49結(jié)束語50參考文獻51致謝52附錄：專業(yè)相關(guān)文獻翻譯53中文譯文：59附錄：電氣主接線圖63第一部分 設(shè)計說明書第1章 設(shè)計說明1.1 環(huán)境條件（1）變電站所在高度70m（2）最高年平均氣溫19攝氏度，月平均氣溫27攝氏度1.2 電力系統(tǒng)情況（1）110kv變電站，向該地區(qū)用35kv和10kv兩個電壓等級供電。110kv以雙回路與 35km外的系統(tǒng)相連。系統(tǒng)最大方式的容量為2900 mva，相應的系統(tǒng)電抗為0.518；系統(tǒng)最小的方式為2100 mva

4、，相應的系統(tǒng)電抗為0.584，（一系統(tǒng)容量及電壓為基準的標么值）。系統(tǒng)最大負荷利用小時數(shù)為tm=5660h。（2） 35kv電壓級，架空線6回，3回輸送功率12mva；3回輸送功率8mva。（3） 10kv電壓級，電纜出線3回，每回輸送功率3mw；架空輸電線4回，每回輸送功率4mw。1.3 設(shè)計任務（1）變電站電氣主接線的設(shè)計（2）主變壓器的選擇（3）短路電流計算（4）主要電氣設(shè)備選擇（5）變電站繼電保護第2章 電氣主接線的設(shè)計2.1 電氣主接線概述發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)

5、備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。2.1.1 在選擇電氣主接線時的設(shè)計依據(jù)（1）發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用（2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模（3）負荷大小和重要性（4）系統(tǒng)備用容量大?。?）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料2.1.2 主接線設(shè)計的基本要求（1）可靠性（2）靈活性（3）經(jīng)濟性2.1.3 6-220kv高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的連線：單母線、單母線分段

6、、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6-220kv高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。2.2 110kv側(cè)主接線的設(shè)計110kv側(cè)是以雙回路與系統(tǒng)相連。由電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：35110kv線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。故110kv側(cè)采用橋形的連接方式。2.3 35kv側(cè)主接線的設(shè)計35kv側(cè)出線回路數(shù)為6回。由電力工程電氣一次設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當3563kv配電裝置出線回路數(shù)為48回，采用單母分段連接，當連接的電源較多，負荷較大時也可

7、采用雙母線接線。故35kv可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。2.4 10kv側(cè)主接線的設(shè)計10kv側(cè)出線回路數(shù)為7回。由電力工程電氣設(shè)計手冊第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當610kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時采用單母分段連接。故10kv采用單母分段連接。2.5 主接線方案的比較選擇由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案方案一：110kv側(cè)采用外橋形的連接方式，35kv側(cè)采用單母分段連接，10kv側(cè)采用單母分段連接，如圖2-1所示。 圖2-1 110kv電氣主接線方案一方案二：110kv側(cè)采用外橋形的連接方式，35kv側(cè)采用雙母線連接，10kv側(cè)采用單母分段連接，如圖2-2所示。此兩種方案

8、的比較方案一 110kv側(cè)采用外橋形的連接方式，便于變壓器的正常投切和故障切除，35kv、10kv采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復雜，投資和占地面增大，而且，當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。由以上可知，在本設(shè)計中采用第一種接線，即110kv側(cè)采用外橋形的連接方式，35kv側(cè)采用單母分段連線，10kv側(cè)采用單母分段連接。圖2-2 110kv電氣主接線方案二2.

9、6 主接線中的設(shè)備配置2.6.1 隔離開關(guān)的配置（1） 中小型發(fā)電機出口一般應裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220mw及以上大機組與雙繞組變壓器為單元連接時，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應有可拆連接點。（2） 在出線上裝設(shè)電抗器的610kv配電裝置中，當向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時，每回線上應各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。（3） 接在發(fā)電機、變壓器因出線或中性點上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。（4） 中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關(guān)接地；自耦變壓器的中性點則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。2.6.2 接地刀閘或接地器的配置（1） 為保證電器和母線的檢修安全，35kv及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)12

10、組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時可設(shè)置獨立式母線接地器。（2） 63kv及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。2.6.3 電壓互感器的配置（1） 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護 裝置不得失壓，同期點的兩側(cè)都能提取到電壓。（2） 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。（3） 當需要監(jiān)視和檢測線路

11、側(cè)有無電壓時，出線側(cè)的一相上應裝設(shè)電壓互感器。（4） 當需要在330kv及以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。（5） 發(fā)電機出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。當發(fā)電機配有雙套自動電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設(shè)一組電壓互感器。2.6.4 電流互感器的配置（1） 凡裝有斷路器的回路均應裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應滿足測量儀表、保護和自動裝置要求。（2） 在未設(shè)斷路器的下列地點也應裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。（3） 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，

12、依具體要求按兩相或三相配置。（4） 一臺半斷路器接線中，線路線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路變壓器串，當變壓器的套管電流互感器可以利用時，可裝設(shè)三組電流互感器。2.6.5 避雷器的裝置（1） 配電裝置的每組母線上，應裝設(shè)避雷器，但進出線裝設(shè)避雷器時除外。（2） 旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。（3） 220kv及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。（4） 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。（5） 下列情況的變壓器中性點應裝設(shè)避

13、雷器 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時。 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。 接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。 發(fā)電廠變電所35kv及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設(shè)避雷器。 sf6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 110220kv線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。第3章 主變壓器的選擇3.1 負荷分析3.1.1 負荷分類及定義（1） 一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟損失者屬于一級負荷。一級負荷要求有兩個獨立電源供電。（2） 二級負荷：中斷供電將造成

14、設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。二級負荷應由兩回線供電。但當兩回線路有困難時（如邊遠地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。（3） 三級負荷：不屬于一級和二級的一般電力負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。3.1.2 負荷計算最大綜合計算負荷的計算可按照公式： （3-1）求得。式中 同時系數(shù)，出線回數(shù)較少時，可取0.90.95，出線回數(shù)較多時，取0.850.9； 線損，取5% 3.2 主變壓器臺數(shù)的確定對大城市郊區(qū)的一次變電所，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計中的變電站符合

15、此情況，因此選擇兩臺變壓器即可滿足負荷的要求。3.3 主變壓器相數(shù)的確定（1） 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運輸條件等因素。（2） 當不受運輸條件限制時，在330kv及以下的發(fā)電廠和變電所，均應采用三相變壓器。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應采用三相變壓器。3.4 主變壓器容量的確定裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當其中一臺主變壓器停運時，其余主變壓器的容量一般應滿足60%的全部最大綜合計算負荷。即（n-1） （3-2）由上可知，此變電站單臺主變壓器的容量為：60%=79.860%=4

16、7.88 mva所以應選容量為50 mva的主變壓器綜合以上分析計算，選擇變壓器型號為sfsz750000/110型，其參數(shù)如表3-1所示。表3-1 sfsz750000/110變壓器參數(shù)變壓器型號額定容量（kva）電壓（kv）阻抗電壓（%）sfsz750000/11050000高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)高中高低中低11081.25%38.55%10.51710.56.5第4章 短路電流的計算4.1 短路電流計算的目的及規(guī)定4.1.1 短路電流計算的目的在變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。在選擇電氣設(shè)備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進行全面的短路電流計算

17、。例如：計算某一時刻的短路電流有效值，用以校驗開關(guān)設(shè)備的開斷能力和確定電抗器的電抗值；計算短路后較長時間短路電流有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定值；計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備動穩(wěn)定。4.1.2 短路電流計算的一般規(guī)定 （1） 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；（2） 短路種類：一般以三相短路計算；（3） 接線方式應是可能發(fā)生最大短路電流的正常方式（即最大運行方式），而不能用僅在切換過程中可能并列運行的接線方式；（4） 短路電流計算點：在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點。4.2 短路電流的計算結(jié)果在本設(shè)計中，選取5個短路點，分別為35kv、10kv的母線，各個電壓等級的主

18、變壓側(cè)。將所計算最大方式下短路電流值列成表4-1所示。表4-1 最大方式下各個短路點的短路電流值 名 稱短路點 基準電壓（kv）(ka)三相（ka）兩相(ka)(ka)s(mva)371.761.524.492.66112.7910.56.715.8117.1110.13122.031150.640.553.980.97127.48371.641.424.182.48105.110.56.325.4716.129.54114.94第5章 主要電氣設(shè)備的選擇5.1 電氣設(shè)備選擇概述5.1.1 選擇的原則（1） 應滿足正常運行、檢修、短路、和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展。（2） 應按當?shù)丨h(huán)境

19、條件校核。（3） 應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理（4） 與整個工程的建設(shè)標準應協(xié)調(diào)一致。（5） 同類設(shè)備應盡量減少種類。（6） 選用的新產(chǎn)品均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)。（7） 設(shè)備的選擇和校驗。5.1.2 電氣設(shè)備和載流導體選擇的一般條件（1） 按正常工作條件選擇 額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓ununs 額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流in，或載流導體的長期允許電流iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流i max 。計算回路的最大持續(xù)工作電流i max 時，應考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。（2） 按短路狀態(tài)校驗 。 熱穩(wěn)定效驗：當

20、短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導體時，其熱效應不應超過允許值，it2t qk，tk=tin+ta，校驗電氣設(shè)備及電纜（36kv廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。 動穩(wěn)定校驗：iesish，用熔斷器保護的電氣設(shè)備和載流導體，可不校驗熱穩(wěn)定；電纜不校驗動穩(wěn)定；（3） 短路校驗時短路電流的計算條件：所用短路電流其容量應按具體工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并應考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃；計算電路應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的種類一般按三相短路校驗；對于發(fā)電機出口的兩相短路或中性點直接接地系統(tǒng)、自耦

21、變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴重時，應按嚴重情況校驗。5.2 高壓斷路器及隔離開關(guān)的選擇5.2.1 斷路器及隔離開關(guān)的選擇方法（1） 選擇形式電壓等級在35kv及以下的可選用戶內(nèi)式少油斷路器、真空斷路器或 sf 斷路器 ；35kv的也可選用戶外式多油斷路器、真空斷路器或sf斷路器 ；電壓等級在110330kv范圍，可選用戶外式少油斷路器或sf斷路器。（2） 選擇電壓所選斷路器的額定電壓應大于或等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓。（3） 選擇額定電流按選擇斷路器的額定電流。（4） 校驗額定開斷能力為使斷路器安全可靠地切斷短路電流，應滿足下列條件： （5-1）式中 斷路器的額定開端電流，k

22、a；剛分電流，ka。（5） 校驗動穩(wěn)定按進行校驗。（6） 校驗熱穩(wěn)定按進行校驗。隔離開關(guān)的選擇與斷路器選擇相比，不用進行額定開斷能力校驗。其他與斷路器均相同，且與其成為配套裝置。5.2.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇結(jié)果依據(jù)上述原則，斷路器選擇結(jié)果如下表5-1所示：表5-1 斷路器選擇的結(jié)果安裝地點型號額定電壓（kv）額定電流（a）額定開斷電流（ka）極限通過電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）固有分閘時間（s）110kv主變壓器側(cè)110315031.512550（3s）0.0335kv出線側(cè)3520006.6176.6(4s)0.0635kv主變壓器側(cè)3520006.6176.6(4s)0.0610k

23、v出線側(cè)101250028.97143.2(1s)0.0610kv主變壓器側(cè)101250028.97143.2(1s)0.06隔離開關(guān)的選擇結(jié)果如下表5-2所示：表5-2 隔離開關(guān)的選擇結(jié)果安裝地點型號額定電壓（kv）額定電流（a）極限通過電流（ka）熱穩(wěn)定電流（ka）110kv主變壓器側(cè)1106308031.5(4s)35kv出線側(cè)dw35200010031.5(4s)35kv主變壓器側(cè)dw35200010031.5(4s)10kv出線側(cè)106000200105(5s)10kv主變壓器側(cè)106000200105(5s)5.3 母線的選擇5.3.1 導體選擇的一般要求裸導體應根據(jù)具體情況，按下

24、列技術(shù)條件分別進行選擇和校驗；工作電流；電暈（對110kv級以上電壓的母線）；動穩(wěn)定性和機械強度；熱穩(wěn)定性；同時也應注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。導體截面可以按長期發(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)包括截面導體和支撐絕緣兩部分，載流導體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導體等形式，因其機械強度決定支撐懸掛的絕緣子，所以不必效驗其機械強度。5.3.2 母線選擇的方法（1） 選擇母線的材料、截面形狀：載流導體一般采用鋁質(zhì)材料，對于持續(xù)工作電流在

25、4000a及以下時，一般采用矩形導體；在110kv及以上高壓配電裝置，一般采用軟導體。軟母線（鋼芯鋁絞線）適用于各個電壓等級。（2） 選擇母線的截面積：對于匯流母線須按照其最大長期工作電流選擇截面積。（3） 校驗母線的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定：如果選用軟母線，則此項校驗可以省略。 6.1.2 （4） 電暈校驗：對于110kv及以上的母線，還應校驗能否發(fā)生電暈。但是如果截面積大于最小電暈校驗截面積，則不需電暈校驗。5.3.3 母線選擇結(jié)果按照上述過程，母線選擇結(jié)果如下：35kv：選用6310（mmmm）雙條矩形鋁導體，平放，長期允許載流量,集膚效應系數(shù)。10kv：選用槽形鋁導體，其中h=225mm,b=1

26、05mm,e=12.5mm,r=16mm,雙槽導體截面s=9760,集膚效應系數(shù)，雙槽導體長期允許載流量，平放，截面系數(shù)，慣性矩,慣性半徑。5.4 絕緣子和穿墻套管的選擇5.4.1 絕緣子的選擇方法在發(fā)電廠變電站的各級電壓配電裝置中，高壓電器的連接、固定和絕緣，是由導電體、絕緣子和金具來實現(xiàn)的。所以，絕緣子必須有足夠的絕緣強度和機械強度，耐熱、耐潮濕。絕緣子型式的選擇：對于軟導體，由懸式絕緣子懸掛于構(gòu)架上，所以要選用懸式絕緣子。對于硬母線，則需要支柱絕緣子支撐，所以采用支柱式絕緣子。如果采用懸式絕緣子，則根據(jù)相應規(guī)定，選擇正確的型號和該型號在不同電壓等級時所需要的片數(shù)即可。如果采用支柱式絕緣子

27、，則按照下面的步驟選擇：（1） 按安裝地點選擇支柱絕緣子一般用于屋內(nèi)配電裝置的選用戶內(nèi)式的，用于屋外配電裝置的選用屋外式的。當戶外污穢嚴重時，應選用防污式的。（2） 按電壓條件選擇支柱絕緣子應滿足下式 ： （5-2）式中 所在電網(wǎng)的額定電壓，kv ； 支柱絕緣子的額定電壓，kv。（3） 按短路條件校驗支柱絕緣子由于三相母線是通過支柱絕緣子支持和固定的，因此，短路時作用在母線上的相間電動力也會傳到支柱絕緣子上，為保證它們在這種情況下不受損壞，應滿足下列條件： （5-3） 式中 支柱絕緣子的抗彎破壞負荷，n，可從設(shè)計手冊中查得；作用在支柱絕緣子上的相間電動力，n。本設(shè)計中35kv、10kv均采用硬

28、母線，故這兩個電壓等級選用支柱絕緣子。5.4.2 穿墻套管的選擇方法（1） 根據(jù)裝設(shè)地點可選擇屋內(nèi)型和屋外型，根據(jù)用途可選擇帶導體的穿墻套管和不帶導體的母線型穿墻套管。屋內(nèi)配電裝置一般選用鋁導體穿墻套管。（2） 額定電壓的選擇：按穿墻套管的額定電壓不得低于其所在電網(wǎng)額定電壓的條件來選擇。當有冰雪時，應選用高一級電壓的產(chǎn)品。（3） 額定電流的選擇：帶導體的穿墻套管，其額定電流不得小于所在回路最大持續(xù)工作電流。母線型穿墻套管本身不帶導體，沒有額定電流選擇問題，但應校核窗口允許穿過的母線尺寸。（4） 熱穩(wěn)定效驗：滿足熱穩(wěn)定的條件為 （5-4）式中 短路電流熱效應;制造廠家給出的t秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定

29、電流（ka）母線型穿墻套管不需進行熱穩(wěn)定效驗。（5） 動穩(wěn)定效驗：當三相導體水平布置時，穿墻套管端部所受電動力（單位為n）為 （5-5）式中套管端部至最近一個支柱絕緣子間的距離（m）;套管本身長度（m）。動穩(wěn)定效驗的條件為 （5-6）式中 抗彎破壞負荷（n），0.6為安全系數(shù)。5.4.3 絕緣子和穿墻套管選擇結(jié)果按照以上方法，本設(shè)計中絕緣子選擇結(jié)果如下表5-3所示：表5-3 絕緣子的選擇結(jié)果安裝地點型式型號高度（mm）機械破壞負荷（kn）35kv支柱式zs-35/8400810kv支柱式zl-10/81708穿墻套管選擇結(jié)果如下表5-4所示：表5-4 穿墻套管的選擇結(jié)果型號額定電壓（kv）額定

30、電流（a）套管長度（mm）機械破壞負荷（kn）cwlc2-1010600043512.55.5 電流互感器的選擇5.5.1 電流互感器的選擇原則電流互感器的選擇和配置應按下列條件：型式：電流互感器的型時應根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620kv屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對于35kv及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器。有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。一次回路電壓： 一次回路電流： 準確等級：要先知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確等級的要求，并按準確等級要求高的表計來選擇。二次負荷： （5-7） （5-8）動

31、穩(wěn)定： （5-9）式中， 是電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)。熱穩(wěn)定： （5-10）為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。5.5.2電流互感器的選擇結(jié)果電流互感器的選擇結(jié)果如下表5-5所示表5-5 電流互感器的選擇結(jié)果型號額定電壓（kv）電流比準確級次組合熱穩(wěn)定電流（ka）動穩(wěn)定電流（ka）110751353530751040905.6 電壓互感器的選擇5.6.1 電壓互感器的選擇原則電壓互感器的選擇和配置應按下列條件：型式：620kv屋內(nèi)互感器的型式應根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35kv110kv配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器；220kv級以上的配電裝置，當容量和準確等級滿足要求，

32、一般采用電容式電壓互感器。在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。一次電壓、為電壓互感器額定一次線電壓。二次電壓：按表所示選用所需二次額定電壓。如表5-6所示。表5-6 電壓互感器一二次繞組繞組主二次繞組附加二次繞組高壓側(cè)接入方式接于線電壓上接于相電壓上用于中性點直接接地系統(tǒng)中心用于中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地二次額定電壓100100準確等級：電壓互感器在哪一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表，繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定，規(guī)定如下：用于發(fā)電機、變壓器、調(diào)相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表，及所有計算的電度表，其準確等級要

33、求為0.5級。 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準確等級，要求一般為1級。用于估計被測量數(shù)值的標記，如電壓表等，其準確等級要求較低，要求一般為3級即可。在電壓互感器二次回路，同一回路接有幾種不同型式和用途的表計時，應按要求準確等級高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準確度等級。負荷： （5-11） 5.6.2 電壓互感器的選擇結(jié)果電壓互感器的選擇結(jié)果如下表5-7所示：表5-7 電壓互感器的選擇結(jié)果安裝地點型號額定電壓（kv）準確級次一次線圈二次線圈輔助線圈110kvjdcf-110(wb)0.10.535kv母線jdjj2-350.510kv母線jdzj-100.5 5.7 熔

34、斷器的選擇高壓熔斷器是一種保護電器，當其所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時間后，它的熔體熔化而分斷電流開斷電路，熔斷器主要用來進行短路保護,用來保護線路變壓器及電壓互感器等設(shè)備。有的熔斷器具有過負荷保護功能。熔斷器由熔體支持金屬體的觸頭和保護外殼三部分組成。熔斷器是最簡單的保護電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害 。但其容量小，保護特性較差，一般僅適用于35kv及以下電壓等級。熔斷器的型式可根據(jù)安裝地點、使用要求選用。作為電壓互感器的短路保護（不可用于過載保護），可選用rn2、rn4、rw10、rxw10等系列。保護電壓互感器的高壓熔斷器，額定電壓應高于或等于所在電網(wǎng)額定電壓（但限

35、流式則只能等于電網(wǎng)電壓），額定電流通常為0.5a。其開斷能力應大于或等于安裝點的短路電流。依照以上原則，熔斷器的選擇結(jié)果如下表5-8所示：表5-8 熔斷器的選擇結(jié)果型號額定電壓（kv）額定電流（a）額定開斷容量（mva）rn2-10100.51000rxw10-35350.510005.8 避雷器選擇5.8.1 避雷器的配置原則：（1） 配電裝置的每組母線上均應裝設(shè)避雷器，就近接入接地網(wǎng)，并加設(shè)集中接地裝置；（2） 220kv及以下變壓器的電氣距離超過允許值時，變壓器附近應增設(shè)一組避雷器；（3） 三繞組變壓器中壓側(cè)或低壓側(cè)可能會開路運行時，應在其出線處設(shè)置一組避雷器；（4） 下列情況的變壓器中

36、性點應裝設(shè)避雷器： 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時； 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變壓所為單進線且為單臺變壓器運行時。5.8.2 避雷器的選擇依據(jù)以上原則，首先確定需要避雷器的位置（標與主接線圖中），再按照下面的方法選擇各個位置避雷器的型號。（1） 型式選擇10kv及以下的配電系統(tǒng)、電纜終端盒采用配電用普通閥fs型避雷器；3220kv發(fā)電廠、變電所的配電裝置采用電站用普通閥fz型避雷器。（2） 避雷器滅弧電壓選擇避雷器的滅弧電壓（又稱避雷器的額定電壓），應按設(shè)備上可能出現(xiàn)的允許最大工頻過電壓選擇。在220kv及以下電網(wǎng)中，一般直接反映在電網(wǎng)接地系數(shù)上。故避雷

37、器的滅弧電壓應為： （5-12） 式中 避雷器滅弧電壓有效值（kv）； 接地系數(shù)，對非直接接地，20kv及以下=1.1，35kv及以上=1.0；對直接接地系統(tǒng)=0.8；最高運行線電壓（kv）。5.8.3 避雷器選擇結(jié)果根據(jù)以上原則及計算，避雷器選擇結(jié)果如下表5-9所示：表5-9 避雷器的選擇結(jié)果型號額定電壓（kv）滅弧電壓（kv）工頻放電電壓（kv）沖擊放電電壓幅值（kv）fz-35354184104134fz-101012.7263145fz-110110126254312375第6章 變電站防雷規(guī)劃6.1 防雷規(guī)劃原則變電所可采用的防雷措施有：用避雷針保護全所電氣設(shè)備不受直接雷擊，用進線段

38、避雷線防止架空進線受直接雷擊，用避雷器保護變電所的電氣設(shè)備不受雷電侵入波的損壞。6.1.1 避雷器的配置原則（1） 各匯流母線應安裝一組避雷器，且與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)布置在同一間隔中；（2） 三繞組變壓器，三相自耦變壓器三側(cè)靠近主變處均應安裝一組避雷器，以防止一側(cè)開路，另一側(cè)發(fā)生過電壓；（3） 雙繞組變壓器高壓側(cè)是否安裝避雷器，視電壓等級和主變距離高壓配電裝置的距離而決定；（4） 對于110kv及以上變壓器，如采用分極絕緣，中性點應安裝一只比其額定電壓低一級的避雷器。6.1.2 避雷針的配置原則（1） 變電所的所有建（構(gòu)）筑物應在避雷針的保護范圍內(nèi)；（2） 110kv及以上配電裝置，一

39、般可將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上。但是在土壤電阻率大于1000m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立避雷針；（3） 35kv及以下高壓配電裝置的架構(gòu)或房頂上不宜裝設(shè)避雷針；（4） 裝設(shè)在架構(gòu)上的避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至主變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于15m。（5） 獨立避雷針不應設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。避雷針及其接地裝置與道路和出入口等處的距離不宜小于3m。（6） 獨立避雷針宜設(shè)置獨立的接地裝置。（7） 獨立避雷針與配電裝置帶電部分的空中距離，以及避雷針的接地裝置與變電站接地網(wǎng)間的地中距離應符合規(guī)程的要求。6.1.3 進線保護的配置原則（1） 在離變電站12km內(nèi)進線段

40、上加強防雷措施。出入變電站的35110kv無避雷線的線路，要在其靠近變電站的12km線路上加裝避雷線。全線有避雷線的線路要采取措施提高變電站附近2km長線路的耐雷水平。（2） 110kv及以上的變電所，可將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，當土壤電阻率大于1000m時，應裝設(shè)集中接地裝置。35kv、66kv變電所，在土壤電阻率不大于500m的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應裝設(shè)集中接地裝置。當土壤電阻率大于500m時，避雷線應架設(shè)到終端桿塔為止。從線路終端桿塔到變電所的一檔線路的保護，可采用獨立避雷針，也可在線路終端桿塔上避雷針。6.2 防雷規(guī)劃結(jié)果6.2.1 直擊雷保護11

41、0kv配電裝置和主變壓器為戶外布置，在110kv主變壓器進線門型架上設(shè)一支總高30m的避雷針，保護110kv配電裝置和主變壓器。避雷針的保護范圍未顧及35kv架空進線的零檔線，宜在線路終端桿上加設(shè)桿頂避雷針。6.2.2 過電壓保護主變壓器35kv、10kv出口及35、10kv每段母線分別安裝帶間隙氧化鋅避雷器。35kv、10kv每回出線安裝帶間隙氧化鋅避雷器，作為真空斷路器的操作過電壓保護，也兼作熱備用線路斷開時終端設(shè)備的雷電過電壓保護。為保護主變壓器中性點絕緣，在主變壓器110kv側(cè)中性點裝設(shè)一臺氧化鋅避雷器及放電間隙。10kv并聯(lián)電容器根據(jù)規(guī)定安裝氧化鋅避雷器保護。第二部分 設(shè)計計算書第1

42、章 短路電流計算取基準容量為,基準電壓為，又依公式：;。計算出基準值如下表1-1所示：表1-1 基準值1153710.50.5521.7166.048120.2312.451.001.1 計算變壓器電抗 = =10.5=6.5=01.2 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖如下圖1-1所示：圖1-1 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖1.3 短路計算點的選擇選擇上圖中的各點。1.4 短路電流計算（1）點短路時（如圖1-2所示）：次暫態(tài)短路電流標幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：圖1-2 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡等值簡化 (2) 點短路時（如圖1-3所

43、示）：圖1-3 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡等值簡化次暫態(tài)短路電流標幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（3）點短路時（如圖1-4所示）：圖1-4 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡等值簡化次暫態(tài)短路電流標幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（4）點短路時（如圖1-5所示）： 圖1-5 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡等值簡化次暫態(tài)短路電流標幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：（5）點短路時（圖1-6所示）：

44、圖1-6 點短路時的系統(tǒng)網(wǎng)絡等值簡化次暫態(tài)短路電流標幺值的計算：次暫態(tài)（0s）和4s時的短路電流相等，三相短路電流有名值為：兩相短路電流為：沖擊電流為：短路容量為：第2章 電氣設(shè)備選型2.1 斷路器及隔離開關(guān)選擇為了方便運行管理，每個電壓等級按照工作條件最嚴格的地點，最嚴格的條件選擇一臺斷路器，該電壓等級均采用該型號。2.1.1 110kv電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表2-1所示：表2-1 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓kv額定電流a最高工作電壓kv額定斷流容量ka

45、極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka固有分閘時間s峰值3s110315012631.5125500.03熱穩(wěn)定效驗：電弧持續(xù)時間取0.04s，熱穩(wěn)定時間為：因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間t=0.05s，所以，滿足熱穩(wěn)定效驗。動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定效驗。因此所選斷路器合適。（2） 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表2-2所示：表2-2 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓kv額定電流a極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka峰值4s1106308031.5熱穩(wěn)定效驗：動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求因

46、此所選隔離開關(guān)合適2.1.2 35kv電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表2-3所示：表2-3 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓kv額定電流a最高工作電壓kv額定斷流容量ka極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka固有分閘時間s峰值4s35200040.56.6176.60.06熱穩(wěn)定效驗：電弧持續(xù)時間取0.04s，熱穩(wěn)定時間為：因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間t=0.05s，所以，滿足熱穩(wěn)定效驗。動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定

47、效驗。因此所選斷路器合適。（2） 主變壓器側(cè)短路器的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)由上表可知，同樣滿足主變壓器側(cè)斷路器的選擇。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)相同。（3）出線側(cè)隔離開關(guān)，母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表2-4所示：表2-4 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓kv額定電流a極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka峰值4s35200010031.5熱穩(wěn)定效驗：動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求因此所選隔離開關(guān)合適（4） 主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過

48、電流選擇： (點短路電流)由上表可知同樣滿足主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。2.1.3 10kv電壓等級的斷路器及隔離開關(guān)的選擇（1） 出線側(cè)斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)選用型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表2-5所示：表2-5 型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號額定電壓kv額定電流a最高工作電壓kv額定斷流容量ka極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka固有分閘時間s峰值1s101250050028.97143.20.06熱穩(wěn)定效驗：電弧持續(xù)時間取0.04s，熱穩(wěn)定時間為：因此需要計入短路電流的非周期分

49、量，查表得非周期分量的等效時間t=0.05s，所以，滿足熱穩(wěn)定效驗。動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定效驗。因此所選斷路器合適。（2） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇： (點短路電流)由上表可知，同樣滿足主變壓器側(cè)斷路器的選擇。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)相同。（3） 出線側(cè)隔離開關(guān)，母聯(lián)斷路器隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)選用型，具體參數(shù)如下表2-6所示：表2-6 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號額定電壓kv額定電流a極限通過電流ka熱穩(wěn)定電流ka峰值5s106000200105熱穩(wěn)定效驗：動穩(wěn)定效驗：滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求因此所選隔離開關(guān)合適（4）主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇： (點短路電流)由上表可知同樣滿足主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)側(cè)相同。2.2 母線選擇2.2.1 110kv母線選擇因為橋型接線是一種無母線方式的接線，本設(shè)計中1