110kV变电所设计毕业论文.doc

110kV变电所设计东北农业大学本科论文 学号： 110kV变电所设计110kV substation design学生姓名： 指导教师：所在院系：网络教育学院所学专业： 电气工程及其自动化研究方向： 110kV变电所设计东北农业大学中国哈尔滨2008年6 月 IV摘 要随着我国工业的发展，各行业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。变电站是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能。变电站的安全运行对电力系统至关重要。本文主要进行110kV/10kV无人值班降压变电站的设计。主要内容包括：变电站电气主接线的设计和选择、短路电流的计算、主变压器和电器设备的选择。其中电器设备的选择主要包括：断路器、隔离开关、PT、CT、支柱绝缘子、套管、母线导体、避雷器、电抗器、高压熔断器等。本文简单介绍了采用综合自动化设备实现变电站无人值班。附件包括：变电站电气主接线图、变电站平面布置图、110kV侧进线间隔断面图关键词 降压变电站、电气部分设计、无人值班、综合自动化系统Abstract Along with the continuous developing of agriculture and industry in our country,every walk of lifes demand of reliability and stability towards electric power system .They are used to connect the power supplies ascengd or descend the electric voltage ,or distribute electric power .Its very important to power system that the substation works safely . This paper main focus on the designing of primary power system in 110/10kV unmanned and step-down substation .The main contents are as follows :the designing and selecting main electrical connection of substation ,calculation of short-circuit current ,selecting of main transformer and electrical equipments primarily includes :circuit-breaker ,disconnecting switch ,potential transformer ,current transformer ,post-type insulator ,busbar conductor ,lighting arrestor etc . This paper also contains the designing of intergrated automation based unmanned substation . Affix main contains main electrical connection drawing ,general layout drawing of substation ,fracture surface of 110kV drawing .Keywords: step-down substation、electrical connection、design unmanned、intergrated automation system目 录摘要IAbstractII1 前言11.1变电站的发展过程、特点、设计原则11.2 基本概念22 概述33短路电流计算及设备选择93.1电气布置213.2电缆设施243.3电气建筑物254所用电、直流系统及主控室255继电保护及微机监控系统275.1总的要求275.2继电保护配置及微机监控系统275.3变压器继电保护326 过压保护、接地及照明337消防及其它368通信、远动及工业电视379计算书38 9.1短路电流计算.38 9.2负荷电流计算.41 9.3断路器和隔离开关的选择.42 9.4电流互感器的选择46 9.5母线的选择及其它4810结论.51致谢52参考文献5311附录.54110kV变电所设计1前言1.1变电站的发展过程、特点、设计原则1.1.1 变电站的发展过程变电站无人值班运行管理，早在50年代末60年代初，许多供电局就进行了无人值班的试点，当时采用的是从原苏联引进的有接点远动技术，型号是SF-58,但由于技术手段不完善，管理体制不适应，认识上的种种原因，除上海、郑州等少数地区外都没有坚持。80年代以来，自动化技术的完善，特别是人们对变电站无人值班认识的提高，郑州、深圳、大连、广东出现无人值班，1996年底全国有60余座，97年底有1000余座。1.1.2 特点增强了设备可靠性：无论是正常操作或事故处理，均通过自动化系统，减少了人为失误，降低了出差错的概率，及时准确可靠；简化生产管理环节：以实现远动和自动化为基础，人到自动化的转变使生产管理环节得以解放；降低了电力建设造价：采用先进的远动及自动化设备，优化系统结构，减少设备可用空间，减少占地面积和生产辅助设备及生活设施，降低工程造价；推进供电网络科学化管理；在供电网络中，降压变电站进线由地区电网接入降至配电电压与用户连接，将降压变电站、开关站及相关馈线综合考虑实行自动化管理，增强供电可靠性，提高科学管理水平。1.1.3 设计原则结合本地区电网规划、电网调度自动化系统规划和通信规划，根据电网结构、变电站地理环境、交通、消防条件、站地区社会经济状况，因地制宜地制定设计方案；除按照电网规划中规定的变电站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求；自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系，做到远近结合；节约用电，减少建筑面积，既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行；对一、二次设备及土建进行必要简化，取消不必要措施；应满足备用电源自投、无功功率和电压调节。1.2 基本概念1.2.1 按突然中断供电造成的损失程度分为：一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造成重大设备损坏，打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作，经常用于国际活动的场所的负荷。1.2.2 一级负荷供电可靠性要求高，一般要求有一个以上的供电电源（来自不同的变电所或发电厂，或虽来自同一变电所，但故障时不相互影响不同母线段供电）。1.2.3 同时率-各用户负荷最大值不可能在同一时刻出现，一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。 对所建变电所在电力系统中的地位、作用和用户的分析，变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类：1.2.4 纽变电所：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统的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，成为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统的瘫痪。1.2.5 中间变电所：高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用，或是长距离输电线路分段，一般汇集2-3个电源，电压为220-330kV，同时降压供当地使用，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后将引起区电网瓦解。1.2.6 地区变电所：高压侧一般为110-220kV，向当地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，仅使该地区中断供电。1.2.7 终端变电所：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为110kV经降压后直接向用户供电的变电所。全所停电后仅使用户中断供电。2概述设计依据中华人民共和国电力公司发布的35kV110kV无人值班变电所设计规程（征求意见稿）110kV清河输变电工程设计委托书。电力工程电气设计手册（电气一次部分）设计范围所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。系统通信及远动。所内主控制室、各级电压配电装置和辅助设施。所区内给排水设施及污水排放设施。所区采暖通风设施、消防设施。所区内的规划。编制主要设备材料清册。编制工程概算书。设计分工110kV配电装置以出线门型架为界，10kV电缆出线以电缆头为界。电缆沟道至围墙外1米。所外专用通信线、光纤系统通信、施工用电、用水等设施由建设单位负责。主要设计原则电气主接线电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。110kV主接线设计：110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，一回由北郊变直接供给，另一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络，因此有两个方案可供选择：单母线接线；单母线分段接线。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。方案II：采用单母线分段接线优点：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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。35Kv主接线设计：主要考虑为清河工业园区及周边高陵西部地区供电。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的35-63KV配电装置的出线回路数不超过3回。方案II：采用单母线分段接线优点：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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：35-63KV配电装置的出线回路数为4-8回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。10kV主接线设计：主要考虑为变电站周围地区供电。方案I：采用单母线接线优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围：6 -10KV配电装置的出线回路数不超过5回 。 方案II：采用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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6 -10KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。主变压器选择容量的确定:主变压器容量一般按变电所建成后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。对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许进间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。主变压器台数的确定：对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。对于规划只装设两台变压器的变电所，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。因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选变压器两台。主要电气设备选择110kV配电装置选用户外110kV六氟化硫全封闭组合电器(GIS)。开断电流31.5kA。35kV选用kYN-35型手车式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。开断电流25kA。10kV选用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。出线开断电流31.5kA，进线开断电流40kA。10kV母线避雷器选用HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器。根据陕西电力系统污秽区分布及电网接线图集，该站地处级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提高一级，按级户外用电气设备泄漏比距，110kV、35kV、10kV为2.5cm/kV(均按系统最高工作电压确定)。无功补偿及消弧线圈10kV出线回路数每段母线12回，本期装设2组干式接地变及消弧线圈。接地变容量700/160kVA，消弧线圈600kVA。本期装设21800kVar电容器组。电工构筑物布置根据进出线规划及所址地形情况，电工构筑物布置如下：110kV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35kV10kV开关室布置在所区北侧，为一座二层楼结构，一层10kV，二层35kV；主变压器布置在二者之间，所区大门设在西侧，进所道路自所址西侧的公路接引。110kV配电装置进线采用软母线，进线间隔宽度为8米。按远期出线总共6个间隔设计。35kV配电装置按两台主变进线，4个出线间隔设计。10kV配电装置采用屋内单层双列布置。干式接地变及消弧线圈装在一箱内，安装在10kV开关柜中间。共36个出线间隔(公用4个)。控制、保护及直流控制方式本工程的控制、信号、测量采用计算机监控方式，分层分布式综合自动化系统，按无人值班有人值守方式设计。保护装置继电保护均采用微机保护，这些保护的信息都以通信方式接入计算机监控系统。自动装置10kV馈线装设小电流接地选线装置；10kV馈线具有低周减载功能。直流采用智能高频开关电源系统，蓄电池采用2100Ah免维护铅酸蓄电池，计206只，单母线分段接线。基础资料110kV清河变电站地址选在市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。电源由北郊330kV变110kV母线出两回，一回直接接入，一回经大明湖变“”接后再接入。导线选择LGJ-300/40。环境条件该站位于市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。占地东西长69m，南北长66m，面积4554m2，合6.831亩。该站出线条件较好，110kV南面进出，35kV北面进出，10kV电缆从西侧进出(电缆沟)。交通方便，靠近乡镇，职工生活方便。围墙内自然高差与公路相差3m左右，回填土方量较大。环境温度:-15C+45C。相对湿度：月平均90%，日平均95%。海拔高度:1000m。地震烈度:不超过8度。风速:35m/s。最大日温差:25C。周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件(如避开断层、交通方便等)。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响(如对通讯、居民生活等)。环境保护变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65bB，以达到工业企业噪声卫生标准的规定。绿化在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。3短路电流计算及设备选择短路电流及负荷电流计算用于设备选择的短路电流是按照变电所最终规模：三台50MVA主变压器及110kV远景系统阻抗，考虑三台主变并列运行的方式进行计算的。计算结果如下。表1 变压器短路阻抗标幺值电压等级（kV）1103510符号XIJ*XJ*XJ*短路阻抗标幺值0.341000.1980表2 主变压器额定电流值电压等级（kV）1103510额定电流（A）173.574961735.7表3 清河变电站短路计算表110kV母线2010年规划短路阻抗值：0.0335， 短路电压：Ud-=10.5% 零序短路阻抗值：0.0136， Ud-=17%额定电压：11081.25%/38.522.5%/10.5kV Ud-=6%额定容量：31.5MVA 容量比：100%.100%.100% 接线组别：YN，yn0.d11表4 清河变电站短路电流计算结果表（远期10kV、35kV并列运行）短路类型短路点编号短路点位置短路点平均电压（kV）基准电流（KA）短路电流周期分量起始有效值短路电流冲击值（KA）短路电流最大有效值（KA）三相短路d1110kV母线1150.5021.238.21114.985d235kV母线371.562.2430.3987.628d310kV母线10.55.59.3346.211118.122单相短路d1110kV母线1150.5021.76.95642.728设备的选择与校验结合以往110kV变电所设计及运行情况，本次选用110kV及10kV开关开断电流采用31.5kA，35kV选用25 kA。并依次对设备进行了选择和校验。断路器型式的选择除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。断路器的选择及校验条件如下：UzdUg；IeIg；热稳定校验 Ie2.t .t I2.t 动稳定校验 ichidf隔离开关的选择隔离开关的主要用途：隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。分、合小电流。隔离开关选择和校验原则是：UzdUg；IeIg；Ie2.t.t I2.t ichidf电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。UzdUg；IeIg；校验动稳定 2ImKem ich 校验热稳定 I2.teq（Im.kth）2.t主要设备参数表：主变：(有载调压电力变器)型 号SSZ10-31500/110冷却方式DNAN标准代号GB1094.1-21996GB1094. 3-85GB1094.5-85绝缘水平L1480AC200-L1250AC95/L1200AC85/L175AC额定容量31500kVA联接组别YnynOd11空载损耗23.42KW额定频率50HZ空载电流0.10%相 数3使用条件户 外海 拔1000m油面温升55 K油 重5684(带油)Kg额定电压11081.25%/38.522.5%/10.5kV短路阻抗负载损耗在31500kVA时在31500kVA时110及38.5kV间10.12%110及38.5kV间141.10KW110及10.5kV间17.55%110及10.5kV间144.93KW38.5及10.5kV间6.22%38.5及10.5kV间122.23KW1101、1102、1100、泾北、泾湖开关：（GIS组合电器）型 号LWG2-126额定电压126kV额定电流1250 A额定频率50 HZ 额定开断电流315 KA额定分闸电压 220 V额定气压05mpa额定合闸电压 220 V操作机构型 号CT20-1XG额定电流2 A分合闸线圈电阻33 欧交直流电机额定电压功率220 V 330WFES快速接地刀闸：(线路侧)型 号120-GRE额定电压126kV额定电流1250 A短时耐受电流315KA 操作机构型 号CTG1控制电压220 V电机额定电压220 V ES接地刀闸：(开关侧)型 号120-GRE额定电压126kV额定电流1250 A短时耐受电流315KA 操作机构型 号CJG1控制电压220 V电机额定电压220 V DS刀闸：(开关侧)型 号120-GR-20C额定电压126kV额定电流1250 A短时耐受电流315KA 操作机构型 号CTG1控制电压220 V电机额定电压220 V 110kV电压互感器：型号JSQX8-110HA1标准代号GB1207-86相数3额定频率50 HZ额定绝缘水平126/230/550kV二次绕组额定电压端子标号准确级极限110/3V1a 1n022400VA110/3V2a 2n3p剩余电压绕组100VDa on3p额定电压因数1215六氟化硫额定值04mpa相应额定时间连续30s气体压力035mpa110kV电流互感器：型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级5P20额定容量300VA额定短时耐受电流315KA 3s出厂编号081出厂日期2000-7 型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级02额定容量300VA额定短时耐受电流315KA 3s出厂编号081出厂日期2000-7 型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级05额定容量300VA额定短时耐受电流315KA 3s110kV电流互感器：型号Y10WF5-110/260额定电压100V额定频率50HZ 额定气压0392mpa 4kg/cm持续运行电压80kV标称放电流10KA直流1mA电压145 kV3501、3502、3500开关：型 号VD4M-3612-31ZC额定电压405kV额定电流1600 A额定频率50 HZ 额定开断电流315 KA工频试验电压96kV雷电冲击耐受电压185kV额定短时耐受电流315 KA 4s泾西开关：型 号VD4M-3612-31ZC额定电压405kV额定电流1250 A额定频率50 HZ 额定开断电流315 KA工频试验电压96kV雷电冲击耐受电压185kV额定短时耐受电流315 KA 4s35kV电压互感器手车柜：型 号PPT额定一次电压405kV额定电流1250A额定二次电压100/3V 额定耐受电压95kV准确级02/0.535kV电压互感器:型号ONED35-S额定电压405/95/200kV35000/3 VV100/3V20VACL021a-1n100/3V30VACL052a-2n100/3V20VACL021a-1n35kV电流互感器:型 号 AW36/250f/2405/95/185kV600A5ACL02101S1-1S25ACL02102S1-2S25ACL5P103S1-3S25ACL5P10 1th2s 31.5KA1dyn80KA35kV电流互感器:型 号 AW36/250f/2405/95/185kV150A5ACL02101S1-1S25ACL02102S1-2S25ACL5P103S1-3S21th2s 31.5KA1dyn80KA101、102、211开关：型 号VD4 1231-40额定电压12kV额定电流3150A额定频率50 HZ 额定开断电流40 KA 工频试验电压96kV雷电冲击耐受电压75kV额定峰值耐受电流100 KA10kV开关：型 号ZN63A-12/T1250-31.5额定电压12kV额定电流1250额定频率50 HZ 额定开断电流31.5 KA 4s工频试验电压42/48kV控制电压 220短路开合电流80 KA2112插车:型 号KYN28A-12额定电压10kV额定电流3150手车名称隔离10kV电互感器手车:型 号KYN28A-12额定电压10kV10YH电互感器：型 号JDZXF1-10额定频率50HZ额定电压 kV准确级额定容量最大容量10/3V0.250/75/100500100/3V.100/3V.100/3V6P0.2级101、102、211开关配用电流感器：型 号LZZBJ12-10额定电压10 kV额定电流 准确级额定容量 3000/5021K1-1K210VA052K1-2K215VA10P3K1-3K22VA1s热稳定电流100KA动定电流80KA10kV开关配用电流感器：型 号LZZBJ12-10额定电压10 kV额定电流 准确级额定容量 400/5021K1-1K210VA052K1-2K215VA10P3K1-3K22VA1s热稳定电流100KA动定电流80KA2号电容器开关配用电流感器：型 号LZZBJ12-10额定电压10 kV额定电流 准确级额定容量 300/5021K1-1K210VA052K1-2K215VA10P3K1-3K22VA1s热稳定电流100KA动定电流80KA2号站用开关配用电流感器：型 号LZZBJ12-10额定电压10 kV额定电流 准确级额定容量 200/5021K1-1K210VA052K1-2K215VA10P3K1-3K22VA1s热稳定电流100KA动定电流80KA2号档电容器成套装置：型 号TBB11-1800+1800-KA频率50HZ容 量1800+1800kVar安装户外相 数3重量3150Kg接线方式星型 2号接地变压器：型号DKs9-700/10.5额定电压105005%/400V一次容量700kVA二次容量160kVA额定中性点电流115A额定频率50HZ低压额定电流231A接线组别Znyn11标准代号GB10229-88产品代号1 HB 720冷却方式ONAN 使用阻抗7.2相数3接地时限2h油重480Kg总重 1900Kg2号有载调流消弧线圈：型号YHDI-630/10.5标准代号GB1029-88额定容量630kVA额定电压10500/3V额定电流25-100A额定频率50HZ产品代号1 HB 720使用条件户外与系统的联接按照规划，清河变电所、大明湖变电站，均接在北郊330变110kV出线上。见下图。如果清河变电站先一步上，则将“”接点短接，北郊330变两回出线直接至清河变电站，这样在清河变电站要加上线路纵差保护。同时，在订对侧保护时，电流互感器都改为300600/1A，均安装在北郊330变。清河变 北 12.2km 19.2km大明湖变 电流互感器：300-600/5A 8km “”接点 电流互感器：300-600/1A北郊330变清河变与系统的联接图第五节 电气布置与电缆设施电气布置110kV配电装置为户外GIS布置。由于110kV线路顺城建规划路由南边来，所以，110kV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35kV10kV开关室接布置在所区北侧，三台主变压器布置在二者之间，4回35kV线路向北出线，1OkV全部电缆出线。二次设备室布置在二楼西面。10kV密集型电容器、接地变、消弧线圈在西南角。110kV配电装置采用户外双列布置，该配电装置向南出线，进线采用悬挂式软母线，进出线架构高10米，间隔宽度均8米，母线及进出线相间距离为2.2米。35kV10kV配电装置、二次室及辅助厂房采用双层屋内配电装置，10kV在一楼，采用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，单母线分段，双列布置，10kV出线均为电缆出线。35kV在二楼，采用KYN-35Z型金属铠装高压开关柜，单列布置，35kV均为架空进出线。二次室及辅助厂房布置于35kV开关室西侧。在10kV、段母线上分别接700/160kVA干式接地变压器一台。安装在10kV高压室内。其它本变电所的配电装置型式选择，考虑了所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足以下四点要求：节约用地；运行安全，操作巡视方便；便于检修和安装；节约材料，降低造价。 屋外配电装置布置应符合下列条件：设备套管和绝缘子最低绝缘部位离地2.5m时应加围栏；围栏向上延伸线距地2.5m处与其上方带电部分净距不应小于A1值；车道上运设备时，其外廓至裸导线净距B1值；不同时停电检修的无遮拦裸导体之间垂直净距B1值； 带电部分至建筑物顶部（或围墙）净距D值；实际因风力、温度、结冰使上述尺寸偏短，故设计时取的值大得多，如母线桥母线相间一般取60cm80cm。屋外配电装置规定的最小安全净距：UN（kV）11035110J110200J330J净距值（cm）名称导电体地（A1）204090100180260异相带电部分间（A2）2040100110200280带电体栅栏95115165175255335裸导体地面（C）270290340350430510不同时停电检修的裸导体之间的水平距离（D）220240290300380460电缆设施室内外控制及低压电力电缆采用电缆沟敷设，出电缆沟至电气设备的电缆采用穿管敷设；10kV出线电缆采用电缆沟敷设。110kVGIS组合电器至主变110kV侧及主变至35kV进线套管均采用电缆和电缆沟道敷设。主变10kV到10kV进线套管采用矩形铜母线热缩接线。变电站内、户外间设置了800mm宽的控制电缆沟，通向主控室。户外电缆沟高出地面100mm以防雨水的进入。10kV配电室内设有1000mm宽的电力电缆沟，室外有1800mm宽的电缆隧道，以供1OkV电力电缆通向所外。控制电缆全部采用阻燃、带屏蔽的铜芯控制电缆，型号:2RkVVP2/22;10kV电力电缆采用交联电力电缆，型号:YJV22-8.7/10-3120和3185。去接地变与密集型电容器的10kV电缆采用直埋方式。电气建筑物设计了一座35kV至10kV高压室的二层结构楼房。一层为10kV高压室。呈双列布置，全部电缆出线。35kV高压室开关柜呈单列布置。二层为35kV高压室。考虑到35kV目前有的线路均在北侧，所以，35kV向北边出线，为单列布置，架空出线。高压室长宽41.56.3m，层高5m。4所用电、直流系统及主控室所用电接线变电所所用电属于确保供电负荷，提高所用电供电可靠性的措施如下：对于容量在60MVA及以上或枢纽变电所采用两台所用变供电。两台所用变分别接至变电所最低一级电压母线或独立电源上，并装设备用电源自接装置。对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并装设备用电源自接装置。能可靠地利用所外380V电源备用时，需2台所变的变电所可装一台所变。采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电所装设两台所用变。对于310kV有旁路母线且变电所只有一台所用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上。对无人值班的变电所，一般采用两台能够自动接入的所用变。对中小型变电所及有人值班的变电所，一般采用一台所用变，其容量一般为20kVA。所用变压器一般高压侧采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，故宜采用6.3kV或10.5kV的所用变。所用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，所内一般设置检修电源。本次设计在10kV至段母线上分别接一台700/160/10kVA、10/0.4kV接地变压器、低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源。在35kV有双向供电线路上接一台100kVA/35kV线路干式所用变一台，作为备用电源。当全站失压后，由35kV带电线路反供35kV所用变。三台所用变互为闭锁自投。所用电源接至五块所用电屏上，供给全所用电。所用电接地线能满足三台接地变分列运行及备用电源自动投入方式运行。所用变容量为160kVA，由于接地变压器(曲折变)一、二次容量比不宜过大，其低压侧一旦发生短路可烧坏接地变，故二次容量选160kVA为宜。所用电380/220V母线采用单母线分段接线，三相四线制，中性点直接接地系统。所用屏布置在二次室内。直流系统直流系统主要是指变电所中的直流蓄电池组，其使用目的是：用于控制、信号、继电保护和自动装置回路操作电源，也用于各类断路器的传动电源以及用于直流电动机拖动的备用电源。本次设计直流系统采用智能高频开关电源系统。蓄电池采用2100AH 免维护铅酸蓄电池，单母线分段接线，控制母线与合闸母线间有降压装置。直流屏两面，电池屏两面。该型直流系统是模块化设计，N+1热备份;有较高的智能化程度，能实现对电源系统的遥测、遥控、遥信及遥调功能;可对每一个蓄电池进行自动管理和保护。该系统通过RS232或RS485接口接入计算机监控系统。直流负荷统计见下表。直流负荷统计表序号负荷名称容量（KW）负荷系数计算容量（KW）计算电流（A）事故放电时间及电流（A）初期持续末期1经常负荷41418.1818.1818.182事故照明2129993DL跳闸0.6204DL合闸1335合计27.1827.1835继电保护及微机监控系统总的要求控制、信号及测量采用微机监控方式，按无人值班变电所设计。要求对所有一次设备进行监视、测量、控制、记录和报警。110kV开关保护测量及主变保护测量，集中组屏放置在主控室；35kV、10kV开关保护放置在35kV、10kV柜上，计量表计放在主控室集中组屏。继电保护装置与微机监控系统相互独立。反映微机保护装置正常运行及事故状态时的动作工况应以数字接口，直接上网并反映于微机监控系统中。所选微机保护充分保证变电所安全可靠运行，并便于调试维护。具备微机五防要求。计算机网络按总线设计，当地监控微机及远动微机均按主后备方式配置。保证运行的可靠性及灵活性。微机监控系统按分层分布结构，即继电保护、自动装置、测量、控制及按I/O以集成形式单元(间隔屋单元)设计。110kV系统保护及公用部分集中安装于二次室内，10kV保护及测量控制信号部分就地安装于各单元的开关柜上。继电保护配置及微机监控系统保护配置要求110kV线路保护 (本期四套)110kV清北线保护一套，110kV清湖线保护一套，对侧110kV北清线保护一套；110kV湖清线保护一套。设有光纤闭锁高频距离保护，后备保护为三段式相间距离，三段式接地距离、四段式零序方向保护，并具有同期三相一次重合闸功能。如果两回进线都接在北郊330变，则加一套光纤纵差保护。110kV母线电压并列装置，可在就地或远方实现PT并列或分开运行。主变保护 (本期二套)主保护：差动电流速断和二次谐波制动比率差动保护，并具有CT断线检测报警功能。后备保护：110kV及10kV二段复合电压闭锁过流保护。110kV二段零序电压闭锁、零序过流保护。过负荷闭锁有载调压。过负荷保护及启动通风保护。主变高、中、低压侧后备动作时第段作用于10kV相关分段开关，第段作用于变压器三侧开关，同时闭锁10kV备自投装置。具有PI断线检测功能。非电量保护:跳主变三侧开关的有:主变本体重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放(由压板切换至跳闸或发信)。应有独立跳闸出口。报警信号有:主变本体轻瓦斯、有载轻瓦斯，油温。无功电压自动调节装置：(本期二套)通过自动改变变压器有载调压装置分接头位置及自动换切电容器，对变电站的电压和无功进行综合控制。10kV线路保护 (本期二十四套)保护配置：三相式速断、三段式过流保护。三相一次重合闸。低周减载。小电流接地选线。接地变 (本期二套) ：三相式速断、三段式过流保护，过负荷。小电流接地选线。零序电流、零序电压。温度信号。电容器 (二套) ：三相不平衡电压保护、三相式速断，三段式过流保护。小电流接地选线；过压、欠压保护；小电流接地选线；保护动作应闭锁电容器自动投切。10kV母联(备自投)：配置原则：10kV、段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后备保护动作，则跳开母联开关，并且闭锁备自投。10kV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。35kV线路保护 (本期四套)保护配置：三相式速断、三段式过流保护。电压闭锁电流保护。三相一次重合闸。低周减载。35kV母联(备自投) 配置原则：35kV、段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后备保护动作。则跳开母联开关，并且闭锁备自投。35kV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。遥测、遥控、遥信及电能计量要求接收集控站计算机系统遥控、遥调命实施控制操作。接收并实施集控站系统对时命令。接收并实施集控站系统复归保护动作当地信号命令。向集控站、调度主站传送信息包括：A、常规电气量、非电量(包括模拟量、开关量、电度量)。B、微机保护动用及警告信息。C、事件顺序记录信息。D、保护装置工作状态信息。具体如下：110kV线路遥控：110kV线路断路器分、合、隔离开关的分合；保护信号复归；操作箱信号复归。遥测：110kV线路电流IA、IB、IC、P、Q。遥信：110kV线路断路器位置信号SOE；隔离开关位置信号SOE，接地刀闸的位置信号SOE；110kV线路保护动作和重合闸动作信号SOE；控制回路断线等状态SOE；SF6气压报警。110kV母联遥控：110kV母联断路器分、合、隔离开关的分合；遥测：三相电流IA、IB、IC。110kV、段母线电压VA、VB、VC、3VO。计算：Vab、Vbc、Vac及F。遥信：110kV母联断路器位置信号SOE；隔离开关及接地刀闸的位置信号SOE； PT回路故障SOE； 110kV母线保护动作SOE；母联各类故障信号SOE； SF6气压报警。主变遥控：主变三侧开关的分、合；主变中性点接地刀闸分、合；有载调压开关的升降、急停；保护信号复归，操作箱信号复归；主变有载调压自动方式的投入、退出。遥测：主变IA、IB、IC、Q、P、COS：主变低压侧IA、IB、IC、Q、P；主变油温。遥信：主变两侧开关位置信号SOE；隔离开关接地刀闸位置信号、中性点接地闸位置信号SOE；主变抽头位置信号；主变调压装置运行状态信号SOE；主保护动作信号SOE，后备保护动作信号SOE；非电量保护动作信号SOE。10KV线路遥控：线路断路器的分、合