KV降壓變電所電氣部分

（建筑電氣工程）KV降壓

變電所電氣部分

2020年4月

多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗，經(jīng)過實戰(zhàn)驗賄以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁有!

畢業(yè)設計說明書

變配電型（A）

專業(yè)班級

姓名__________________

學號_______________

指導老師

刖言

本次畢業(yè)設計是在完成全部理論課程及一定時間的工作實踐基礎上進行的

一次綜合性教學環(huán)節(jié)。通過本次設計，鞏固和進一步擴大了所學的專業(yè)理論知識,

并在畢業(yè)設計的實踐中得到靈活應用；學習和掌握變電所電氣部分設計的基本方

法，樹立正確的設計思想；培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的工作能力及實際工程

設計的基本技能。

本設計課題為110KV降壓變電所電氣部分。主要參考了以下資料和教材：

《發(fā)電廠電氣設備》、《高電壓技術》、《電力系統(tǒng)繼電保護》、《電力系統(tǒng)自動裝置》、

《電力系統(tǒng)分析》、《變電所電氣部分畢業(yè)設計指導》、《電力工程師手冊》、《電力

工業(yè)技術規(guī)程匯編》、《電工產(chǎn)品目錄》。

因設計水平有限，在設計中難免存在缺點和錯誤，懇請老師和同學們給予批評指

導！

設計者

2009年07月于泉州

目錄

第一部分設計課題及原始資料.............................4

第二部分設計說明書

第一章主變的選擇....................................7

第二章電氣主接線的選擇................................11

第一節(jié)電氣主接線的基本要求和基本形式...................11

第二節(jié)電氣主接線的確定................................12

第三節(jié)主接線中的設備配置..............................17

第三章配電裝置的規(guī)劃.................................18

第四章消弧線圈......................................19

第五章所用變的選擇...................................21

第六章無功補償電容的選擇.............................22

第七章短路電流計算...................................23

第八章電氣設備和導體的選擇...........................28

第九章防雷保護規(guī)劃...................................32

第十章繼電保護及自動裝置的配置........................34

第十一章專題設計一備自投裝置.........................37

第一節(jié)備自投裝置的概述...............................37

第二節(jié)所用變的備自投裝置接線..........................38

第三部分設計計算書

第一章短路電流計算書.................................43

第二章電氣設備和導體選擇計算書.........................52

第一節(jié)110KV系統(tǒng)電氣設備的選擇........................52

第二節(jié)35KV系統(tǒng)電氣設備的選擇.........................54

第三節(jié)10KV系統(tǒng)電氣設備的選擇.........................56

第三章10KV線路保護整定計算書.........................65

第一部分設計課題及原始資料

一、設計課題

llOkV降壓變電所電氣部分

二、原始資料

1、llOkV電網(wǎng)圖

2、負荷預測

(1)35kV側

最大負荷

負荷名稱線路長km回路數(shù)供電方式

(kW)

變電所A150000.80152架空

變電所B120000.80202架空

變電所C100000.85401架空

醫(yī)院50000.80202架空

化肥廠80000.90401架空

負荷同時率七5=0.80,最大負荷利用小時TMAX=5000小時

(2)10kV側

最大負荷線路長

負荷名稱回路數(shù)供電方式

(kW)km

配電站A25000.80122架空

配電站B30000.80102架空

配電站C20000.80151架空

配電站D20000.80101架空

配電站E20000.80141架空

配電站F20000.80201架空

機械廠20000.90102電纜

化工廠20000.9082電纜

醫(yī)院10000.80102電纜

劇院15000.9052電纜

負荷同時率Kio=O.85,最大負荷利用小時TMAX=5500小時

(3)llOkV側

負荷同時率Kno=O.85,

(4)負荷年增長率:5%

3、地區(qū)溫度

年最圖溫度：4CTC最熱月平均最懸?溫度：35℃

年最低溫度：-5(最熱月平均地溫：25℃

三、設計內容要求

1、選擇主變壓器的臺數(shù)、容量及型號

2、主接線選擇

(1)根據(jù)設計原始資料，選擇2-3個可能采用的主接線方案。

(2)從技術可靠性、經(jīng)濟合理性等方面進行綜合分析比較，確定一種較合理的

主接線方案。

(3)說明主接線的主要運行方式。

3、確定無功補償?shù)姆绞健Ｈ粜璨捎秒娏﹄娙萜鬟M行補償，應：

(1)選擇補償電力電容器的容量及接線方式。

(2)選擇電力電容器的型號及數(shù)量。

4、選擇所用變壓器的容量、臺數(shù)及接線方式。

5、確定主變壓器中性點的運行方式。若需裝設消弧線圈，應選擇消弧線圈的容

量、臺數(shù)及型號。

6、配電裝置的規(guī)劃。

7、短路電流計算

(1)確定最大運行方式，計算各短路點的三相短路電流。

(2)確定最小運行方式，計算有關短路點的三相和二相短路電流。

8、主要電氣設備的選擇

(1)選擇各電壓等級的斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線、

電纜的型號及規(guī)格。

(2)對斷路器、隔離開關進行校驗。

(3)對一電壓等級的硬母線及其支持絕緣子和穿墻套管進行校驗。

(4)對任一回路的電流互感器，確定二次進線方式，配置必要的測量表計，選

擇二次導線的截面積，校驗電流互感器的動、熱穩(wěn)定。

(5)對一電壓等級母線的電壓互感器，確定二次接線方式，配置必要的測量表

計，計算各相最大負荷，確定電壓互感器的容量，配置高壓熔斷器。

9、變電所的防雷規(guī)劃，并配置主接線中的常規(guī)避雷器。

10、配置繼電保護及自動裝置。

(1)線路保護

(2)主變壓器保護

(3)母線保護

(4)電容器保護

(5)所用變壓器保護

(6)自動裝置

11、任選一條低壓側架空出線的繼電保護整定計算。

(1)整定保護的一、二次側動作值

(2)校驗靈敏系數(shù)

(3)整定自動重合閘裝置的參數(shù)

(4)選擇繼電器的型號、規(guī)格

(5)畫出其原理接線圖

12、自選專題

學生根據(jù)自己的具體情況與知道教師商定，內容如下：

(1)備用電源自投裝置

(2)無功補償

(3)主變保護的整定計算

(4)其它

四、設計成品要求

L設計說明書。

將上述設計的內容，進行整理、編寫，要求文字說明簡明扼要，語句通順，書寫

工整，計算正確，條理清楚。內容主要包括：

(1)主變壓器的容量、臺數(shù)、型號選擇。

(2)主接線方案的選擇。應寫清方案分析比較、確定的過程，并列出有關的論

據(jù)。

(3)無功補償?shù)姆绞郊半娙莸倪x擇。

(4)所用變壓器的容量、臺數(shù)及接線方式選擇。

(5)主變中性點運行方式及笑話線圈的選擇。

(6)配電裝置的規(guī)劃。

(7)設備的選擇和校驗。要求寫明設備所在的電壓等級和回路的名稱，計算要

正確，對斷路器、隔離開關等設備的選擇，建議采用列表法，使之一目了然。

(8)防雷保護規(guī)劃及常規(guī)避雷器的配置。

(9)繼電保護和自動裝置的配置。

(10)繼電保護的整定計算。

(11)短路電流計算書。要求作出短路電流計算的等值電路圖，計算應列出公式,

計算過程簡單明了，計算正確。各點短路的計算結果用列表的方式進行綜合。

(12)自選專題部分的內容說明和分析計算等。

(13)編寫目錄。

2、繪制圖紙

(1)主接線圖

(2)線路繼電保護及自動裝置原理圖

(3)自選專題所部分需的圖紙

要求圖中的圖形符號和文字符號必須符合國家標準，應標明圖中主要設備的型

號、規(guī)格，圖紙線條清晰，勻稱，布置合理，圖面整潔。

五、參考資料與書刊

L電力工程設計手冊

2、發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料

3、專題設計指導書

4、發(fā)電廠電氣部分(教材)

5、電力系統(tǒng)分析（教材）

6、電力系統(tǒng)繼電保護（教材）

7、電力系統(tǒng)自動裝置（教材）

8、高電壓工程（教材）

9、畢業(yè)設計技術規(guī)程匯編

10、上海電器產(chǎn)品目錄和火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程

其中的4、5、6、7、8等各種教材由學員自行準備。

第二部分設計說明書

第一章主變及所用變的選擇

一、主變臺數(shù)的確定

根據(jù)《35-110kV變電所設計規(guī)范》3.1.2條規(guī)定"在有一、二級負荷的變電

所宜裝設兩臺及以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網(wǎng)取得足夠容量的

備用電源時，可裝設一臺主變壓器」

本設計的llOkV降壓變電所，35kV及10kV側負荷有醫(yī)院、煤礦、變電所

等，變電所不能由中、低壓側取得足夠的備用電源，為保證供電可靠性，采用兩

臺主變壓器，當一臺主變停運時，另一臺主變仍能保證60%重要負荷的供電。

二、主變容量的確定

根據(jù)?35-110kV變電所設計規(guī)范》3.1.3條規(guī)定"裝有兩臺及以上主變壓器

的變電所，當斷開一臺時，其余主變壓器的容量不應小于60%的全部負荷，并

應保證用戶的一、二級負荷。"

負荷統(tǒng)計與分析

根據(jù)設計任務書提供的資料，計算如下：

L35kV側

負荷名稱最大負荷(kW)=Aiaxtg(arc)(kVar)

變電所A150000.811250

變電所B120000.89000

變電所C100000.856197

醫(yī)院50000.803750

化肥廠80000.903875

合計5000034072

考慮到負荷的同時率K(35)=0.8

Pmax(35)=50000x0.8=40000(kW)

5ax(35)=34072X0.8=27257.6(kvar)

Smax(35)==48404.3(kVA)

考慮到負荷年增長率5%,待設變電所按5年發(fā)展規(guī)劃，則35kV側負荷為:

S'max(35)=Smax(35)x(l+0.05)5=48404.3x(l+0.05)5=61777.5(kVA)

2、10kV側：

負荷名稱最大負荷(kW)=Aiaxtg(arc)(kvar)

配電站A25000.81875

配電站B30000.82250

配電站C20000.81500

配電站D20000.81500

配電站E20000.81500

配電站F20000.81500

機械廠20000.9968.6

化工廠20000.9968.6

醫(yī)院10000.8750

劇院15000.9726.5

合計2000013538.7

考慮到負荷的同時率K(10)=0.85廁

Pmax(io)=2OOOOx0.85=17000(kW)

(?r)ax(io)=13538.7x0.85=11507.9(kvar)

Smax(io)==2O528.8(kVA)

考慮負荷年增長率5%彳寺設變電所按5年發(fā)展規(guī)劃，則10kV側負荷為:

S'max(io)=Smaxx(l+O.O5)5=2O528.8x(l+O.O5)5=262OO.5(kVA)

3、llOkV側：

忽略各種損耗，考慮llOkV負荷同時率K(iio)=O.85,貝U

Pmax(110)=[Pmax(35)+Pmax(10)]XK(110)

=(40000+17000)x0.85

二48450(kW)

Qr)ax(110)=[Qnax(35)+Qnax(10)]XK(110)

=(27257.6+11507.9)x0.85

=32950.675(kvar)

Smax(uo)==58593.1(kVA)

按5年發(fā)展規(guī)劃，負荷的年增長率5%考慮，則

5

S'max(110)=58593.1x(l+0.05)=74781.3(kVA)

故本設計滿足兩個條件：

11兩臺總容量2s二SN1+SN2之，則每臺主變容量為

SN>=74781.3=44868.78(kVA)

21S>(60-75)%

取S=70%2s=0.774781.3=52346.91(kVA)

杳產(chǎn)品目錄，選擇兩臺變壓器容量一樣，確定每臺主變容量為63000kVA

三、選擇主變型式

1、相數(shù)選擇

依設計原則，只要不受運輸條件限制，應優(yōu)先考慮三相變壓器。該變電所主

變壓器為UOkV降壓變，單臺容量不大(63000kVA),不會受到運輸條件限制，

故選用三相變壓器。

2、繞組數(shù)選擇

根據(jù)《35-llOkV變電所設計規(guī)范》3.1.4條規(guī)定"具有三種電壓的變電所，

如通過主變壓器各側線圈的功率均達該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采

用三線圈變壓器。"

待設計變電所有三個電壓等級，且

35kV側：/?=61777.5/(263000)=0.49>0.15

10kV側：/公=26200.5/(263000)=0.208>0,15

上述兩式均大于15%,故選擇主變?yōu)槿ψ儔浩?/p>

3、容量比選擇

由上述計算可知，在確定主變容量為63000kVA情況下，35kV側負荷占主變容

量的49%,只一臺主變運行時，61777.5x0.7/63000=0.686,大于50%,為

滿足35kV側負荷的要求與需要，故35kV側容量取100%的額定容量；10kV

側負荷占額定容量的20.8%，只一臺主變運行時,26200.5x0.7/63000=0.291,

小于50%,故10kV側繞組容量取50%。從以上分析得出主變壓器各繞組的容

量比為100/100/50。

4、中性點接地方式

本設計UOkV主網(wǎng)電壓采用中性點直接接地方式，即UOkV系統(tǒng)為大電

流接地系統(tǒng)。中性點直接接地系統(tǒng)主要優(yōu)點是發(fā)生三相短路時，非故障相對地電

壓不升高，因此，電網(wǎng)中設備各相對地絕緣水平取決于相電壓，使電網(wǎng)的造價在

絕緣方面的投資越低，當電壓越高，其經(jīng)濟效益越明顯，故絕緣方式采用半絕緣。

因此我國規(guī)定電壓大于或等于llOkV的系統(tǒng)采用中性點直接接地。故本所采主

變llOkV中性點經(jīng)隔離開關接地，以便于運行時靈活選擇接地點。

而中壓電網(wǎng)為35kV,為小電流接地系統(tǒng)，由于中性點具有不同的接地方式,

而自耦變壓器高低壓側之間有電的直接聯(lián)系，要求高、低壓繞組的中性點運行方

式須一致，所以本所不宜采用自耦變壓器，選擇普通的三繞組變壓器，故中、低

壓側采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地的中性點運行方式。

Q)35kv側接地電容電流：

===19(A)

由電氣專業(yè)資料可知：當35kV系統(tǒng)對地電容電流大于10A,應采用中性點

經(jīng)消弧線圈接地，所以本所35kV系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地。

(2)10kv側接點電容電流

架空線:Id==10x(12x2+10x2+15+10+14+20+10x2)/350=

=3.51(A)

電纜線:IC2=0.1UN=0.110(10X2+8X2+10X2+5X2)=66

(A)

=Ici+Ic2=3.51+66=69.51(A)

因＞30A,由電氣專業(yè)資料可知：當10kV系統(tǒng)對地電容電流大于30A時,

通常采用中性點經(jīng)消弧線圈接地或直接接地。所以本所主變10kV側中性點不接

地，而采用所用變中性點經(jīng)消弧線圈接地。

5、調壓方式的選擇

根據(jù)《35-110kV變電所設計規(guī)范》3.L5條規(guī)定"變壓器的有載調壓是改善

電壓質量，減少電壓波動的有效手段，對電力系統(tǒng)，一般要求UOkV及以下變

電所至少采用一級有載調壓變壓器。"而本設計llOkV變電所35kV及10kV側

擔負著醫(yī)院、煤礦、變電所及配電站等重要負荷，對電能的質量和可靠性的要求

較高，為保證連續(xù)供電和滿足對電能質量的要求，并能隨時調壓，擴大調壓幅度

而不引起電網(wǎng)的波動，故應采用有有載調壓方式的變壓器，以滿足供電要求。

6、連接組別

由于UOkV系統(tǒng)采用中性點直接接地,35kV系統(tǒng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接

地，10kV系統(tǒng)采用中性點不接地，故主變的接線方式采用YN,ynO,dll

7、結構方式

待設變電所為降壓變電所，故主變選擇降壓式結構，繞組排列順序為自鐵芯

向外依次為低、中、高。其繞組排列方式如下圖所示：

根據(jù)以上分析結果，最終選擇型號如下：SFSZ7-63000/110,其型號意義及技

術參數(shù)如下：

SFSZ7-63000/110

高壓繞組額定電壓等級：UOkV

額定容量：63000kVA

性能水平代號

有載調壓方式

繞組數(shù)：三繞組

冷卻方式：風冷

相數(shù)：三相

技術參數(shù):

額定電壓組合聯(lián)結組

型號阻抗電壓％其它參數(shù)

容量(kV)標號

110±

高壓8x局r低17-18空載電流％1.2

SFSZ7-

630001.25%YN,ynO,dl

63000/1

kVA38.5±184.7k

10中壓高-中10.5空載損耗

5%W

低壓10.5中-低6.5負載損耗300kW

外形尺寸：8667x5576x6057mm總重量：111.7噸

第二章電氣主接線的確定

第一節(jié)電氣主接線的基本要求和基本形式

主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行，對系統(tǒng)的穩(wěn)定和調度靈活性，

以及對電氣設備的選擇、配電裝置的的布置、繼電保護及控制方式的擬定均有密

切的關系。在選擇發(fā)電廠或者變電站的電氣主接線時，應注意其在系統(tǒng)中的地位、

回路數(shù)、設備特點及負荷性質等條件，并考慮下列基本要求：

1.供電的可靠性

當個別設備發(fā)生事故或需停電檢修時不宜影響對系統(tǒng)供電；斷路器等母線故

障，母線檢修時盡量減少停運回路和停運時間，并保證對一級負荷或大部分二級

負荷的供電。

2.運行上的安全性和靈活性

電氣主接線要盡可能適應各種運行方式。不但在正常運行時能很方便地投入

或切換某些設備，而且在其中一部分電路檢修時，應能盡量保證未檢修設備繼續(xù)

供電，同時又要保證檢修工作的安全進行。

3.接線簡單操作方便

電氣主接線要在各種倒閘操作中操作步驟最少。由于復雜的接線，會使運行

人員操作困難，容易造成誤操作而發(fā)生事故。電氣設備增多，也增加了事故點，

同時復雜的接線也給繼電保護的選擇帶來很大困難。

4.建設及運行的經(jīng)濟型

5.電氣主接線應考慮將來遠景發(fā)展擴建的可能性

主接線的基本形式

常用的電氣主接線形式有單母線接線、雙母線接線、3/2斷路器接線，多角

形接線、橋形接線等。單母線接線又分為但母線無分段、單母線有分段、單母線

分段帶旁路等多種形式。雙母線接線又分為單斷路器雙母線、雙斷路器上母線、

3/2斷路器雙母線、帶旁路雙母線的雙母線接線等多種形式。

第二節(jié)電氣主接線的確定

依據(jù)原始資料：

1.llOkv母線由兩路電源供電，有兩回出線，另外本所選擇兩臺主變壓器

2.35kv側共有5路出線，其中3路采用雙回路供電

3.lOkv側有10路出線，其中6路采用雙回路供電

依據(jù)《35-110kV變電所設計規(guī)范》有以下幾條規(guī)定：

第3.2.2條：當能滿足運行要求時，變電所高壓側直采用斷路器較少或不用斷路

器的接線。

第3.2.3條：35-llOkV線路為兩回及以下時，宜采用擠形、線路變壓器組或線

路分支接線。超過兩回時，宜采用擴大擠形、單母線的接線。35-63kV線路為

8回及以上時，亦可采用雙母線接線。llOkV線路為6回及以上時，宜采用雙母

線接線。

第324條：在采用單母線、分段單母線或雙母線的35-llOkV主接線中，當不

允許停電檢修斷路器時，可設置旁路設施。

綜上所述，現(xiàn)采用以下三種主接線進行比較，分析表如下：

方案2:雙母線帶旁

方案1:雙母線方案3:單母線分段

母

1、檢修母線時，電源和出線可繼續(xù)工1、優(yōu)點同左。1、段母線發(fā)生短路故障時，

作，不會中斷對用戶供電。2、檢修線路開關時，分段斷路器斷開，非故障母

2、檢修任一母線隔離開關時，只需斷該回路不停電。線可繼續(xù)工作。

開這一回路并倒母線即可，不影響其2、保護簡化，動作可靠性

它線路供電。局I。

優(yōu)3、工作母線故障時，所有回路能迅速3、線供電的重要用戶,可

點恢復工作。將雙回路分別接于不同母

4、在特殊需要時，可將個別回路接在線分段上，保證對重要用戶

備用母線上單獨工作或試驗。的供電。

5、雙母線接線運行方式比較靈活，可4、接線簡單，操作方便，

作單母線接線或單母線分段接線投資少。

6、便于擴建。

1、線路開關檢修，該回路停電。切換1、投資更大。1、線路開關檢修，該回路

母線操作過程中，如發(fā)生母線故障會2、二次回路復雜。停電

缺造成全停3、倒閘操作量大，易2、任一段母線故障，造成

點2、設備增多，配電裝置復雜，投資和發(fā)生誤操作事故。50%的用戶中斷供電，供電

占地面積增大?？煽啃圆?。

3、倒閘操作量大易發(fā)生誤操作事故。

一、nokv主接線的選擇

待設變電所為終端變，由原始資料及主變容量的計算可知，待設變電所所需

主變容量不大，且轉供負荷較小，方案2可靠性及靈活性最高，但投資最大，不

經(jīng)濟，因此不考慮。從表1分析可知，單母分段和雙母線接線均能滿足可靠性和

靈活性的情況下，比較兩者，由于雙母線接線需要增加一組母線側刀閘，設備投

資增多，占地面積增大，且倒閘操作復雜，容易出現(xiàn)誤操作，對這種小型變電站

來說較不經(jīng)濟、合理。所以llOkV主接線采用單母線分段接線。

llOkV系統(tǒng)接線圖：

［批注［U1］:出線箭號畫反了!

二、35kV母線接線的選擇

依設計規(guī)范第323條規(guī)定，可采用雙母線或單母分段式接線。35kV出線

75%采用雙回路供電，醫(yī)院應有其它進線，若采用雙母線設備多，投資大，繼電

保護復雜，倒閘操作易出現(xiàn)誤操作，故單母線分段已滿足要求，而重要負荷已有

雙回路供電，故不用增設旁路母線。所以35kV母線接線采用單母分段。

35kV系統(tǒng)接線圖:

三、10kV母線接線選擇

10kV側通常采用單母線或單母線分段接線，單母線雖使用設備少，經(jīng)濟性

好，但可靠性差,故采用單母線分段接線，可靠性較好，操作方便,重要負荷

已有雙回線，故不考慮設置旁路母線，綜上所述：10kV系統(tǒng)最終選用單母分段。

10kV接線簡圖如下：

四、變電站主接線簡圖如下:

批注[U2]:圖沒完整，你沒改過來!

第三節(jié)主接線中的設備配置

一、隔離開關的配置

1、斷路器的兩端均應配置隔離開關，以便斷路器檢修時隔離電源

2、中性點直接接地的普通變壓器應經(jīng)隔離開關接地

3、接在220KV及以下母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關。但線

路電壓互感器接著線路主保護，不能退出運行，不應設隔離開關。其檢修可

與相應回路檢修同時進行。

4、接在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關

二、接地刀閘的配置

1、為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上母線每段根據(jù)長度裝設1~2組

接地刀閘。母線的接地刀閘宜裝設在母線電壓互感器的隔離開關和母聯(lián)隔離

開關上。

2、63KV以上配電裝置的斷路器兩側隔離開關和線路隔離開關的線路側直配置接

地刀閘。63KV及以上主變進線隔離開關的主變側裝設一組接地刀閘。

三、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，并應滿足測量、保護、同期和

自動裝置的要求。電壓互感器應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失

壓，同期點的兩側都能提取電壓。

2、6~220KV電壓等級的每組主母線的三相上應裝設電壓互感器

3、需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相應裝設電壓互感器

四、電流互感器的配置

1、裝設斷路器的回路均應裝設電流互感器，其數(shù)量應滿足測量儀表、保護和自

動裝置

2、變壓器中性點應裝設電流互感器

3、對直接接地系統(tǒng)一般按三相配置；非直接接地系統(tǒng)依具體要求按兩相或三相

配置

五、避雷器的配置

1、配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器時除外

2、220KV以下變壓器到避雷器的自動電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近

增設一組避雷器

3、三繞組變壓器低壓側的一相上宜設一臺避雷器

4、直接接地系統(tǒng)變壓器中性點為分級絕緣且裝設隔離開關時應設一避雷器。中

性點不接地和經(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應設

避雷器

5、110~220KV線路側一般不設避雷器

6、變電所10KV及以下進線避雷器的配置應遵照《電力設備過電壓保護設計技

術規(guī)程》

第三章配電裝置的規(guī)劃

變電所的總體布置應根據(jù)所處的地理位置等外部條件決定，根據(jù)C5-110kV

變電所設計規(guī)范》有關規(guī)定：

1、對配電裝置的設計和建造，特別應注意節(jié)約用地，不占或少占耕地。

2、保證運行安全和工作可靠，設備要注意合理選型，布置應力求整理清晰,

滿足對設備和人身的安全距離，并應有防火、防暴措施。

3、便于檢修、操作和巡視。

4、節(jié)約材料，減少投資。

5、便于擴建和安裝。

一、擬定本設計變電所35kV配電裝置和10kV配電裝置采用室內布置，它

的特點是占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設備受污穢和氣候條件影

響較??；但需建造房屋，投資較大。

二、llOkV采用屋外布置，它的特點是土建工程量小，投資少，建造工期短;

但占地面積大，運行維護條件差，易受污穢和氣候條件影響。若采用雙層結構，

這樣llOkV配電室造價較高，從投資利益上考慮，llOkV擬定戶外半高型布置。

三、考慮電磁效應，讓主控樓盡量遠離高壓區(qū)。

全所配電裝置規(guī)劃如下

批注[U3]:中間兩方塊代表？

第四章消弧線圈的選擇

按《電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程》第五節(jié)消弧線圈中第46條規(guī)定:

在選擇安裝位置時，在任何形式下，大部分電網(wǎng)不得失去消弧線圈的補償，并

且不應將多臺消弧線圈集中安裝在一處，應盡量避免整個電網(wǎng)只裝一臺消弧線

圈。

消弧線圈的脫諧度不能太大，其[v[<10%。太大時殘流增大，故障點恢復

電壓增長速度太快，消弧線圈就起不到消滅單相接地電弧的作用。脫諧度愈小，

殘流愈小，故障點恢復電壓速度減小，電弧容易熄滅。脫諧度也不能太小，|v

I>2.5%。當u-0時，接近并聯(lián)諧振狀態(tài)，正常運行時的中性點將發(fā)生很大偏

移。規(guī)程規(guī)定中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中性點位移電壓不應超過15%的相電

壓。

--35KV側消弧線圈的選擇

由上述計算知，35kV中性點電容電流=19A>10A,采用中性點經(jīng)消弧線

圈接地，消弧線圈裝在主變35kV側中性點側。

按額定電壓選：

LUN=35kV

2、按補償容量選：Q===518.32(kvar)

3、調諧值和分接頭選定

本設計先選擇一臺XDJ-550/35消弧線圈,消弧線圈各分接頭補償電流值

如表：

分接頭

消弧線圈型號12345

序號

實際補

XDJ-550/35償電流12.514.917.72125

(A)

550kvar的消弧線圈選4檔，實際償電流為21A

脫諧度v===-0.105=-10.5%，其|v|<10%,能滿足要求

中性點位移電壓Uo===6.88%<15%

式中：——消弧線圈投入前電網(wǎng)的不對稱電壓，一般為0.8%;

d——阻尼率，35kV及以下架空線取0.05;

v——脫諧度

因此選擇是合適的。

二.10kv消弧線圈的選擇

1、按額定電壓選：Un=10kv

2、按補償容量選：Q===541.777(kvar)

3、安裝位置選擇：本設計選擇兩臺消弧線圈XHDC-800/10.5分別安裝在

兩臺所用變中性點。

分接頭

消弧線圈型號123425

序號

實際補

XHDC-

償電流3538.842.646.4135

800/10.5

(A)

每檔相差3.8A。所以消弧線圈選弟11檔，實際償電流為73A

即補償電流IL=73A>69.51A

脫諧度v===-0.0502=-5.02%，其|v|<10%,

滿足要求

中性點位移電壓Uo===11.291%<15%

因此選擇上述消弧線圈及其分接頭是合適的

第五章所用變選擇

待設變電所不能由所外引入一個可靠的低壓備用電源，且待設變電所有兩臺

變壓器，為保證所用電的可靠性，根據(jù)設計規(guī)范要求，采用兩臺所用變互為備用,

分別接于兩臺主變的兩段10kV母線上，互為暗備用。

而消弧線圈接入系統(tǒng)必須要有電源中性點，在其中性點上接入消弧線圈。本

次主變接線方式采用YN,ynO,dll,10kV系統(tǒng)為三角形結線；，無中性點引出，

這就需要先通過接地變壓器來形成一個中性點。接地變壓器采用Z型結線（或稱

曲折型結線）,與普通變壓器的區(qū)別是每相線圈分別繞在兩個磁柱上，這樣零序

磁通能沿磁柱流通，而普通變壓器的零序磁通是沿漏磁磁路流通，所以Z型接地

變壓器的零序阻抗很小，可帶90%-100%容量的消弧線圈，相比普通變壓器可

帶消弧線圈容量不得超過變壓器容量的20%,可節(jié)省投資。

接地變壓器除可帶消弧線圈外，也可帶二次負載，兼作站用變。為節(jié)省投

資，本所接地變壓器兼作所用變。

當接地變壓器除帶消弧線圈外，還兼作所用變壓器使用時，接地變壓器的容

量應等于消弧線圈容量加上所用變容量。

一般所用變選主變容量的（0」-0.5）%為其容量，取系數(shù)0.1%。

單臺所用變容量S所N=0.1%>SN=0.1%63000X2=126（kVA）

接地變容量S=800+126=926(kVA)

查產(chǎn)品目錄，DKSC系列干式接地變壓器選所用變型號為DKSC-1150/10.5-

315/0.4,裝于室內。

其主要技術參數(shù)如下：

額定電壓組合聯(lián)結

型號

容量高壓低壓標號

DKSC-

1150/10.51150/315kVA10.5kV0.4kVZN,ynl

-315/0.4

第六章無功補償電容的選擇

無功補償裝置是電網(wǎng)重要設備，合理的無功補償可以減少線損，減少電壓損

失，提高電壓質量，多輸送有功功率，提高電網(wǎng)和社會整體的經(jīng)濟效益。

在35-100kv變電所裝設的無功補償裝置，主要是裝設并聯(lián)電容器組。

35kV采用分散償方式，在本變電所內不考慮，電容器裝在下一級線路內。

10kV采用集中補償，為了實現(xiàn)無功分壓，就地平衡的原則，改善電網(wǎng)的功

率因數(shù)，保證10kV側電壓正常，所以需在本所10kV母線上裝設電容補償裝置,

以補償無功，并把功率因數(shù)提高到，補償前的最大功率因數(shù)為：

=/=11507.9/17000=0.6769

其負荷所需補償?shù)淖畲笕菪詿o功量為

Q=ZPio(-)

=20000[0.6769-(arcCos0.9)]=3851.56(kvar)

式中WP1。-母線上最大有功負荷

-補償前的最大功率因數(shù)

-補償后的最小功率因數(shù)

10kV電容器一般接成星形，查《常用高低壓電器手冊》，選用

BAM--200-1W型電容器，

其型號意義如下：

BAM--200-1W

吊陶

頷丘容量：200KVAR

頷隹電壓：11N=KV________

如莫復合介質

浸漬劑

并聯(lián)電容器

其額定容量為200kvar,UN=U/V3,標稱電容C=7.89，則每相并聯(lián)個數(shù)：

n=3851.56/(3x200)=6.42,故并聯(lián)8只BAM-11/V3-200-1W型電容

器，分別接于lOkVLH段母線上，即每段母線每相并聯(lián)4只電容器。

第七章短路電流計算

一、短路電流計算目的

(1)電氣主接線方案的比較和選擇

(2)電氣設備和載流導體的選擇

(3)繼電保護裝置的選擇和整定計算

(4)接地裝置的設計

(5)系統(tǒng)運行和故障的分析等

二、短路電流計算短路點選擇

L最大運行方式時，在llOkV母線上發(fā)生三相短路di

2、最大運行方式時,在35kV母線上發(fā)生三相短路d2

3、最大運行方式時，在10kV母線上發(fā)生三相短路ch

4、最大運行方式時，在10kV配電站A線路末端發(fā)生三相短路d4

5、最小運行方式時，在10kV配電站A線路末端發(fā)生兩相短路d5

6、最小運行方式時，在10kV配電站A線路首端發(fā)生兩相短路d6

確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路短路的正常接線方式，而不應按僅

在切換過程中可能并列運行的接線方式

最大運行方式：兩臺發(fā)電機組滿載，兩臺主變并列運行

最小運行方式：發(fā)電機組和主變各停一臺，Scmin=400MVA,Xc=30%

短路點選擇示意圖：

批注[U4]:llOkV側60km,50km均為兩回路！你少畫

了！

三、電路元件參數(shù)的計算

高壓短路電流的計算，一般只計及各元件的電抗，采用標么值計算。

為方便計算，通常?。?/p>

基準容量Sj=100MVA,

基準電壓Uj=Up=1.05Ue,

式中

UP——各電壓等級平均電壓

Ue——各電壓等級額定電壓

各類元件電抗平均值計算公式如下表所示：

元件名稱標么值備注

發(fā)電機X*二d'%為發(fā)電機次暫態(tài)電抗百分值。Pe系指電機額定

容量，單位為MW

變壓器X*二Ud%為變壓器短路電壓的百分值

Se系指最大容量繞組的額定容量,單位為MVA

架空線路X*=0.4LL為線路長度，單位Km

Up為線路平均電壓，單位KV

系統(tǒng)X'*=Xc為系統(tǒng)電抗百分值

Sc為系統(tǒng)容量

本次設計短路電流采用實用運算曲線法

將計算結果標注于等值電路圖中

d3°

d

d

d

將各點短路的短路電流計算結果列表如下:

短路點名稱電源名稱(kA)loo(kA)iimp=2.55(kA)

G1.5941.418

dlC0.4310.449

小計2.0251.8675.164

G3.1583.488

d2C0.8810.881

小計4.0394.40610.299

G9.57412.291

d3C2.5232.588

小計12.09714.87930.847

G0.6450.645

d4C0.7590.759

小計1.4041.4043.58

G0.4810.481

d5C0.6850.685

小計1.1661.1662.973

G4.4825.04

d6C6.1366.136

小計10.61811.17627.076

第八章電氣設備和導體的選擇

電氣設備和導體一般是按正常工作條件選擇守安最嚴重的短路情況校驗其動、

熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核其基本使用條件。

一、一般原則：

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)展的需

要；

2、應當按照當?shù)丨h(huán)境條件校核；

3、力求技術先進核經(jīng)濟合理；

4、為方便安裝、運行、維護及備品的儲備，同一電壓等級的設備應盡量選擇同

一型號；

5、選用新產(chǎn)品,應具有可靠的試驗數(shù)據(jù),并經(jīng)主管部門鑒定合格。

二、有關規(guī)定：

L在正常運行條件下，各回路的持續(xù)工作電流應按下表計算

回路名稱計算工作電流說明

單回路出線線路最大負荷電流包括線路損耗與事故時轉移負荷

1.2~2倍一回線

雙回路出線包括線路損耗與事故時轉移負荷

正常最大負荷電流

L根據(jù)在0.95倍額定電壓以上時

變壓器其容量不變

1.05倍變壓器額定電流

回路2、帶負荷調壓變壓器應按變壓器

最大工作電流

要求承擔另一變壓器事故或檢修時

1.3~2.0倍變壓器額定電流

轉移負荷

母聯(lián)聯(lián)絡

一最大電流元件的計算電流

回路

發(fā)電機回路1.05倍發(fā)電機額定電流

2、對不帶電抗器回路的計算短路點應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的

地點

3、校驗導體和110KV以下電纜的短路熱穩(wěn)定所用的計算時間，采用主保護動作

時間加上相應的斷路器全分閘時間；如主保護有死區(qū)時，則采用能對該死區(qū)起作

用的后備保護動作時間，并采用相應處的短路電流值。而校驗電氣設備和110KV

及以上充油電纜的短路電流時間，一般采用后備保護動作時間加上相應的斷路器

全分閘時間。

4、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定及開斷電流，可按三相電流驗算。若單相，兩

相接地短路情況更嚴重時，應按嚴重情況驗算

本設計只對10kV側的電氣設備和導體進行校驗，llOkV側對斷路器及隔離

開關設備進行選擇校驗，其他設備只選擇而不校驗。詳細過程見計算書，選擇結

果表如下：

斷路器和隔離開關選擇結果

額額定額定極限熱穩(wěn)定固有合固有

安裝型操動

定電流開斷通過電流