35kv变电所设计说明书

35kv 变电所设计 1 前 言 . 2 内容提要 . 2 35KV变电站电气一次部分初步设计 . 3 一、总体分析 . 3 二、负荷分析 . 4 第一章 变压器选择 . 5 一、负荷计算 . 5 二、主变台数、容量和型式的确 定 . 5 三、所用变压器台数、容量和型式的确定 . 6 第二章 电气主接线设计 . 7 一、主接线应满足的三项基本要求 . 7 二、 35KV主接线设计 . 8 三、站用电接线 . 9 第二章 短路电流的计算 . 10 一、计算短路电流的目的 . 11 二、短路类型说明 . 11 三、短路计算数据说明 . 11 四、规定说明 . 11 五、短路计算点的选择 . 11 六、短路计算方法 . 12 第四章 主要电气设备的选择 . 12 一、一般原则 . 12 二、技术条件 . 12 三、环境条件 . 13 四、环境保护 . 13 第一节 高压断路器的选择 . 14 一、参数选择 . 14 二、型式选择 . 14 三、关于开关能力的几个问题 . 15 第二节 隔离开关的选择 . 16 一、隔离开关的配置： . 16 二、型式选择 . 17 三、操作机构选择 . 17 四、机械荷载 . 17 五、关于开断小电流 . 17 第三节 母线的选择 . 18 一、硬导体的选择 . 18 二、常用导体形式 . 19 三、导体截面的选择和校验 . 20 第四节 避雷器的选择 . 21 一、直击雷的过电压保护： . 21 二、雷电侵入波的过电压保护 . 21 三、避雷器的配置： . 22 第五节 电流互感器的配置和选择 . 22 35kv 变电所设计 2 一、 电流互感器的配置原则： . 22 二、电流互感器的选择 . 22 第六节 电压互感器的配置和选择 . 25 一 、 电压互感器的配置原则： . 25 二、电压互感器的选择 . 25 第七节 各主要电气设备选择结果一览表 . 28 一、断路器选择结果 . 28 二、隔离开关选择结果 . 29 三、电压互感器选择结果 . 29 四、电流互感器选择结果 . 30 五、母线选择结果 . 30 六、 避雷器选择结果 . 30 第五章 配电装置设计 . 30 一、总的原则 . 31 二、设计要求 . 31 三、分类及特点 . 32 四、配电装置的型式选择 . 32 五、布置及安装设计的具体要求 . 32 小 结 . 35 参考文献 : . 36 前 言 毕业设计是电力系统及其自动化专业教学计划中的很重要的环节。本次毕业设计的目的是通过变电站设计，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为今后的实际工 作奠定坚实的基础。 通过本次设计，培养了自己查找、阅读有关资料，以及分析和运用这些资料解决工程中实际问题的能力，并且培养了自己绘图、计算、编写工程报告等技巧。 内容提要 本次设计的主要任务是 35KV 变电站一次部分初步设计，分为两部分： 第一部分是设计说明书，主要有变电站资料总体分析、电气主接35kv 变电所设计 3 线设计、变压器选择、短路电流计算、主要电气设备选择、配电装置设计，变电站的防雷设计； 第二部分是设计计算书，主要有短路电流计算书，主要电器选择计算书：高压断路器的选择计算，隔离开关的选择计算，母线的 选择计算，电压互感器的选择计算，电流互感器的计算。 本次设计得到了老师的耐心辅导和帮助，在此表示感谢 ,由于水平有限 ,请老师在阅后指正。 35KV 变电站电气一次部分初步设计 总 则 本设计根据毕业设计任务书拟订的任务进行设计。本设计依据有关设计规程，参照“任务书”及设计手册等有关资料，通过对该变电站性质，规模以及在系统中的地位等总体分析，进行合理的设计。正确的设计主接线，合理地选择主变压器和其它电器设备，努力使本设计达到安全、可靠、经济的目的。 一、总体分析 变电所的基本情况 （ 1）系统接线图（见附图 ） 35kv 变电所设计 4 （ 2）如图所示，本变电所通过一条 15KM 长的线路，在系统变电所 A 的 35KV 母线 上与系统连接。系统变电所 A 内有两台 SFSLZ120000/110 变压器，其短路电压百分数为 Ud%=10.5%. （ 3）图中系统为无限大容量系统，其电抗按零计。 （ 4）本变电所有 8 条 10KV 出线给用户供电，每条线路输送容量为 800KW。 10KV母线的功率因数经补偿后为 cos =0.9. （ 5）本变电所的最高环境温度为 40 度。 二、负荷分析 负荷分析是变电站全面分析的基础工作，对于确定变电站的布局位置，主接线的设计起着决定性的作用，直接影响到变电站的技术、经济性能。 （ 1） 35KV 电压级： 35KV 侧进线 1 条， 35KV 与电力系统连接，接受系统输送的功率； （ 2） 10KV 电压级：架空线 8 回，可能出现的最大总负荷为7.111MVA； 35kv 变电所设计 5 （ 3）站用电负荷：按主变压器容量的（ 0.5-1.0） %，选择所用变压器总负荷为 50KW。 经过对原始 资料的分析，所设计的变电站为终端小型变电站，向该地区 10KV电压等级供电。其总负荷为 7.111MVA，而系统总容量为无限大容量系统。如果该站停电也只会影响本地区的供电，不会给系统带来大的危害。 35KV 级的接线为电源进线，所以供电可靠性一定要保证，这直接影响本所供电的需要； 10KV 电压级出线 8 回，回路较多，所以在保证可靠性的前提下，要着重考虑接线的灵活性和经济性。 第一章 变压器选择 一、负荷计算 10KV 电压级可 能出现的最大总负荷为 7.111MVA；站用电负荷总负荷为 50KW。 二、主变台数、容量和型式的确 定 1.主变压器选择的有关规定及原则： 正确合理地选择主变台数、容量和类型是变电站主接线设计的一个主要问题，容量过大不经济，若太小会封锁负荷。 主变压器台数的确定要求：根据电力系统设计技术规范，为了保证供电可靠性，变电所以装设两台主变压器为宜。故选用两台主变压器。 主变压器容量的确定要求： 1 主变压器容量一般按变电站建成后510 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷 发展。 2 根据变电站带负荷的性质和电网结构来确定主变压器容量。对于有重要35kv 变电所设计 6 负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，有余变压器容量在设计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量就能保证 全部负荷的 70%-80%。 2.本设计主变压器选择 待设变电所 10 KV 侧的最大负荷为 7.111MVA。按照主变压器容量的确定原则，单台主变压器容量应大于 5000KVA. 故主变压器选择如下： 型号： SL7-5000/35 额定容量： 5000KVA 额定电压高压： 35 2 2.5% 额定电压低压： 10.5kv 连接 组 别 ： YN,d11 空载损耗： 6750kw 短路损耗： 36700kw 空载电流： 0.9 阻抗电压： 7 三、所用变压器台数、容量和型式的确定 站用变压器容量的选择原则要求：站用变压器的容量应能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。本站站用电源由一台 S9-50变压器提供，接与 35KV 母线上， 10KV 配电室，通讯室采用日光照明灯，控制室采用日光灯和白帜灯混合照明，电容35kv 变电所设计 7 器室采用防爆灯照明，屋外采用高压水银灯照 明。 故 所用 变压器选择如下： 型号： S9-50/35 额定容量： 50KVA 额定电压高压： 35kv 额定电压低压： 0.4kv 连接 组 别 ： Y, yn0 空载损耗： 250kw 短路损耗： 1180kw 空载电流： 2.0 阻抗电压： 6.5 第二章 电气主接线设计 电力主接线的确定对电力系统的安全、稳定和灵活经济运行，以及对变电站电器设备的选择，配电装置的布局，继电保护和控制方式的拟订都有着密切的关系。它的设计好坏不仅影响到电力系统和变电站本身，同时也影响到工农业生产和人民群众的生活。 一、主接线应满足的三项基 本要求 （一）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。 （二）灵活性 35kv 变电所设计 8 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 （三）经济性 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 1、投资省：主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等一次设备。要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。如能满足系统安全运行及继电保护要求。 2、占地面积小：主接线设计要为配电装置布置创造条 件，尽量使占地面积减少。 3、电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 4、此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电站接入系统的电压等级一般不超过两种。 二、 35KV 主接线设计 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。 35kv 变电所设计 9 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： 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： 1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。 2）当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。 3）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。 三、站用电接线 变电所的主要所用负荷是变压器有载调压装置、直流系统中的充放电装置和整流装置以及采暖、通风、照明、供水等负荷，这些负荷容量都不太大，因此变电所的所用电压只需 0.4KV 一级，采用动力与照明混合供电方式。 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，35kv 变电所设计 10 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 3 10kV 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。 第二章 短路电流的计算 基本假定：短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则： （ 1） 正常工作时，三相系统对称运行 ； （ 2） 所有电源的电动势相位角相同 ； （ 3） 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%负荷接在高压母线上， 50%负荷接在系统侧 ； （ 4） 短路发生在短路电流为最大值的瞬间 ； （ 5） 考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流 ； （ 6） 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计 ； （ 7） 元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范35kv 变电所设计 11 围 ； 一、计算短路电流的目的 计算短路电流的目的主要是为了选 择断路器等电器设备或对这些提出技术要求；评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯设施的影响。 二、短路类型说明 本设计短路类型采用三相短路 三、短路计算数据说明 Ich1:冲击电流有效值 Ich1:冲击电流瞬时值 If:短路电流周期分量 I :次暂态短路电流的有效值 四、规定说明 a 验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流时，所有的短路电流应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统远景规划。 b 确定短路 电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式选择。 五、短路计算点的选择 在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点，选为短路计算点。本设计选择两个短路计算点，分别在 35KV母线上、 10KV母线上。系统等值电路图如下图所示 : 35kv 变电所设计 12 六、短路计算方法 本设计利用分布系数法进行网络化简，求出转移电抗 ,再求出相应的计算电抗，分别查汽轮发电机计算曲线数字表 ,求出各时电流的标幺值 ,并化成有名值。 计算时取 SB=100MVA、 基准电压 VB=Vav 第四章 主要电气设备的选择 电器选择的一般要求有以下几点： 一、一般原则 （ 1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展； （ 2）应按当地环境条件校验； （ 3）应力求技术先进和经济合理； （ 4）与整个工程的建设标准应协调一致； （ 5）同类设备应尽量减少品种。 （ 6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准 。 二、技术条件 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。各种高压电器的一般技术条件如下表示。 各种高压电 器的一般技术条件 35kv 变电所设计 13 序号 电器名称 额定电压（ kV） 额定电流（ A） 机械负荷（ N） 额定开断电流（ kA） 短路稳定性 绝缘水平 热稳定 动稳定 1 高压断路器 2 隔离开关 3 电压互感器 4 电流互感器 5 避雷器 （一）长期工作条件 电压、电流、机械荷载 （二）短路稳定条件 热稳定条件、动稳定条件 （三）绝缘水平 三、环境条件 温度、日照、风速、冰雪、湿 度、污秽、海拔、地震 四、环境保护 电磁干扰、噪音 35kv 变电所设计 14 第一节 高压断路器的选择 一、参数选择 断路器及其操动机构应按表所列技术条件选择，并按表中使用环境条件校验。 断路器参数选择 项目 参数 技术条件 正常工作条件 电压、电流、频率、机械荷载 短路稳定性 动稳定电流、热稳定电流和持续时间 承受过电压能力 对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距 操作性能 开断电流、短路关合电流、操作循环、操作次数、操作相数、分合闸时间及同期性、对过电压的限制、某些特需的开断电流、操动机构 环境条件 环境 环境温度、日温差、最大风速、相对湿度、污秽、海拔高度、地震烈度 环境保护 噪音、电磁干扰 二、型式选择 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。选择原则如下表所示。 35kv 变电所设计 15 断路器的选型 安装使用场所 可选择的主要型式 需注意的技术特点 配电装置 35kV 及以下 六氟化硫断路器 用量大，注意经济实用性，多用于屋内或成套高压开关柜内，采用多油老型号断路器需注意产品质量和重合闸影响。电缆线路开断应无重燃 真空断路器 多油断路器 三、关于开关能力的几个问题 在校核断路器的断流能力时，应用开断电流代替断流容量。一般取断路器实际开断时间的短路电流作为校验条件。 考虑到可靠性、经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无油化目标， 35kV 侧采用六氟化硫断路器、 10kV 侧采用真空断路器。断路器规范的选择按照电力工程设计手册（ 1 册）第 259 页的表 4-6确定。 项目 按 工 作电 压 选择 按工作电流选择 按额定开断电流或断流容量选择 按动稳定校验 按 热 稳 定校验 断路器 Ue Ug Ie Ig.maxIdn Idt 或 Sdn Sdt Igf Ich It2t I 2tj 35kv 变电所设计 16 第二节 隔离开关的选择 一、隔离开关的配置： 1、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 2、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时隔离电源。 隔离开关及其操作机构应按表中所列技术条件选择，并按表中使用环境条件校验。 隔离开关参数选择 项目 参数 术技术条件 正常工作条件 电压、电流、频率、机械荷载 短路稳定性 动稳定电流、热稳定电流 和持续时间 承受过电压能力 对地和端口间的绝缘水平、泄漏比距 操作性能 分合小电流、旁路电流和母线环流、单柱式隔离开关的接触区、操作机构 环环境条件 环境 环境温度、最大风速、覆冰厚度、相对湿度、污秽、海拔高度、地震烈度 环境保护 电磁干扰 35kv 变电所设计 17 二、型式选择 隔离开关的型式，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术经济比较后确定。 三、操作机构选择 1、屋内式 8000A 以下隔离开关一般采用手动操作机构； 8000A 及以上，宜采用电动机构。 2、屋外式 220kV 及以下隔离开关和接地刀闸 一般采用手动操作机构。 四、机械荷载 机械荷载应考虑母线（或引下线）的自重、张力、风力和冰雪等施加于接线端的最大水平静拉力。当引下线采用软导线时，接线端机械荷载不需再计入短路电流产生的电动力。但对采用硬导体分裂导线或扩径空心导线的设备间连线，则应考虑短路电动力。 五、关于开断小电流 选用的隔离开关应具有一定的切合电感、电容性小电流的能力，并应能可靠切断断路器的旁路电流及母线环流。 对于 35kV 及以上隔离开关的接地闸刀，应根据起安装处的短路电流进行动、热稳定校验。接地闸刀允许通过的热稳定电流，不一定与主闸刀的 额定热稳定电流相同 。 隔离开关型式的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，应根据配电装置特点和使用要求等因素，进行综合技术比较后确定。隔离开关规范的选择按照下表确定 35kV 隔离开关。 35kv 变电所设计 18 项目 按工作电压选择 按工作电流选择 按断流容量选择 按动稳定校验 按热稳定校验 隔离开 关 Ue Ug Ie I g.max Igf Ich It2t I 2tj 第三节 母线的选择 一、硬导体的选择 （一）导体选型 载流导体一般使 用铝或铝合金材料。纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。由于纯铝的管形导体强度稍低， 110kV 及以上配电装置敞露布置时不宜采用。 铝合金导体有铝锰合金和铝镁合金两种，形状均为管形。铝锰合金导体载流量大，但强度较差，采用一定的补强措施后可广泛使用；铝镁合金导体机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此使用受到限制。 （二）导体型式及适用范围 1、导体形状应满足的要求 导体除满足工作电流、机械强度和电晕要求外，导体形状还应满足下列要求： （ 1）电流分布均匀（即集肤效应系数尽可能低） （ 2）机械强度高 （ 3）散热良好（与导体放置方式和形状有关） （ 4）有利于提高电晕起始电压 （ 5）安装、检修简单，连接方便。 35kv 变电所设计 19 二、常用导体形式 我国目前常用的硬导体型式有矩形、槽形和管形等。 1. 矩形导体 单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点，一般适用于工作电流 2000A的回路中。 多片矩形导体集肤效应系数比单片导体的大，所以附加损耗增大。因此载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其是每相超过三片以上时，导体的集肤效应系数显著增大。在工程实用中多片矩形导体适用于工作电流 I 4000A 的回路中。当工 作电流为 4000A以上时，导体则应选用有利于交流电流分布的槽形或圆管形的成型导体。 2. 槽形导体 槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形导体相比，其优点是散热条件好、机械强度高、安装也比较方便。尤其是在垂直方向开有通风孔的双槽形导体比不开孔的方管形导体的载流能力约大9%-10%；比同截面的矩形导体载流能力约大 35%。因此在回路持续工作电流为 4000A-8000A 时，一般可选用双槽形导体，大于上述电流值时，由于会引起钢结构严重发热，故不推荐使用。 3. 管形导体 管形导体是空心导体，集肤效应系数小，且有利于提高电晕 的起始电压。户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小、架构简明、布置清晰等优点。但导体与设备端子连接较复杂，用于户外时易产生微风振动。 35kv 变电所设计 20 经过比较，确定本设计可选用单条，矩形硬铝母线。 三、导体截面的选择和校验 1、一般要求 裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验 （ 1）工作电流 （ 2）经济电流密度 （ 3）电晕 （ 4）动稳定或机械强度 （ 5）热稳定 裸导体应按下列使用环境条件校验 （ 1）环境温度 （ 2）日照 （ 3）风速 （ 4）海拔高度 2、按回路持续工作电流选择 3、按经济电流密度选择 除 配电装置的汇流母线外，对于全面负荷利用小时数较大，母线较长（长度超过 20m），传输容量较大的回路，均应按经济电流密度选择导体截面。 4、导体截面的校验 （ 1）按短路热稳定校验 （ 2）按短路动稳定校验：导体短路时产生的机械应力一般均按三相短路验算。 项目 按工作电压选择 按工作电流选择 按断流容量选择 按动稳定校验 按热稳定校验 隔离开关 Ixu Imax.g xu Smin S 35kv 变电所设计 21 第四节 避雷器 的选择 避雷针、避雷器是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的主要措施。变电所借助 屋外配电装置架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的保护网来实现，主控制室和屋内配电要采用屋顶上的避雷带。 一、直击雷的过电压保护： 装设独立避雷针，为防止雷直击变电设备及其架构、电工建筑物，其冲击接地电阻不宜超过 10 欧，为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离 SK不宜小于 5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离 Sd应大于 3m。 35kV、 ll0kV 配电装置：在架构上装设独立避雷针，将架构支柱主钢筋作引下线接地。 主变压器装设独立避雷针 各电压等级母线桥：装设独立避雷针 。 主控制楼：屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。 二、雷电侵入波的过电压保护 对入侵波防护的主要措施： 变电所内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，在ll0kV、 35kV靠近变电所 l-2kM 的进线上架设避雷线，其耐雷水平分别不应低于 30kA 和 75kA 保护角在 25和 30范围内，冲击接地电阻在l0左右，以保证大多数雷电波只在此线段外出现，即设置进线段保护。对于三绕组变压器，应在低压侧任一相绕组对地加装一个避雷器，35kv 变电所设计 22 对于变压器中性点保护，因中性点为直接接地，变压器为分级绝缘。其绝缘水平为 35kV等级，需在中性点上装避雷器。 三、避雷器的配置： (1)进出线设备外侧； (2)所有母线上； (3)变压器高压侧，尽量靠近变压器； (4)变压器低压侧为时，只装在 B相； (5)主变压器中性点，按其绝缘水平等级选设； 第五节 电流互感器的配置和选择 一、 电流互感器的配置原则： 为了满足测量和保护装置的需要，变压器、馈出线、电容器等上配置电流互感器。该站属于中性点非直接接地系统，按两相或三相配置。 二、电流互感器的选择 （一）参数选择 电流互感器应按表中所列技术条件选择，并按表中使用环境条件校验。 电流 互感器的参数选择 项目 参数 35kv 变电所设计 23 技技术条件 正常工作条件 一次回路电压、一次回路电流、二次回路电流、二次侧负荷、准确度等级、暂态特性、二次级数量、机械荷载 短路稳定性 动稳定倍数、热稳定倍数 承受过电压能力 绝缘水平、泄漏比距 环境条件 环境温度、最大风速、相对湿度、污秽、海拔高度、地震烈度 （二）型式选择 用于 35KV 及以下电路的电流互感器，通常采用户内式的，根据安装使用条件及产品情况， 过去多 采用瓷绝缘结构 ,现在多采用树脂浇注绝缘结构。一般常用的型式有： 1.安装在低压配电屏和配电设备中的有： LQ 线圈式， LM母线式； 2. 6 20kV屋内配电装置和高压开关柜中的有： LD 单匝贯穿式，LF复匝贯穿式； 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，常用 L（ C）系列。树脂浇注绝缘的 LZ 系列只适用于 35kV 屋内配电装置。在有条件时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资、减少占地。 选用母线式电流互感器时，应注意校核窗口允许穿过的母线尺寸。 测量仪表与继电保护共用一个互感器时，一般应选用具有两个二次绕组的电流互感器，以分别满足各自的需要。 35kv 变电所设计 24 （三）一次 额定电流选择 当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大 1/3 左右，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的 1/3 进行选择。 中性点非直接接地系统中的零序电流互感器，在发生单相接地故障时，通过的零序电流较中性点直接接地系统的小得多。为保证保护装置可靠动作，应按二次电流及保护灵敏度来校验零序电流互感器的变比。 （四）短路稳定校验 1.动稳定校验是对产品本 身带有一次回路导体的电流互感器进行校验，对于母线从窗口穿过且无固定板的电流互感器（ LMZ 型）可不校验动稳定。 2.热稳定校验则是校验电流互感器承受短路电流发热的能力。 项目 按工作电压选择 按工作电流选择 按断流容量选择 按动稳定校验 按热稳定校验 电流互感器 Ue Ug Ie I g.max 2 I1eKd ich (I1eKt)2 I 2tj 35kv 变电所设计 25 3.提高短路稳定度的措施 当动、热 稳定不够时，例如有时由于回路中的工作电流较小，互感器按工作电流选择后不能满足系统短路时的动、热稳定要求，则可选择额定电流较大的电流互感器，增大变流比。 4.关于准确度和暂态特性 电流互感器的准确等级，同样取决于二次负荷要求。用于连接电力变压器，自用电及出线等电路的电度表及其它用于计算电费的电度表的互感器，其准确等级应为 0.5 级；用于电流电压测量的，准确度不应低于 1 级，非重要回路可使用 3级。 用于继电保护的电流互感器，应用“ D”（或“ B”）级，同时按校验额定 10%倍数，以保证过电流时的误差不超过规定值。 第六节 电压互感器的配置和选择 一 、 电压互感器的配置原则： 1、母线 除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。 2、线路 35KV 及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压，进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。 3、变压器 变压器低压侧有时为了继电保护的要求，设有一组电压互感器。 二、电压互感器的选择 （一）参数选择 电压互感器按下表中所列技术条件选择，并按表中环境条件校验。 35kv 变电所设计 26 电压互感器参数选择 项目 参数 技技术条件 正常工作条件 一次回路电压、一次电压、二次负荷、准确度等级、机械荷载 承受过电压能力 绝缘水平、泄漏比距 环境条件 环境温度、最大风速、相对湿度、污秽、海拔高度、地震烈度 （二）型式选择 通常， 35KV 及以上的电压互感器采用户外式的；而 35KV及以下的电压互感器采用户内式的。 35KV 及以上的多选用串级式结构或电容分压式电压互感器； 35KV 及以下的可采用油浸式结构或浇注式结构。 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。当需要零序电压时，一般采用三相 五柱电压互感器。 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。（三）接线方式选择 在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。 本设计为初步设计，可不计算其二次负荷。 当需要测量线电压和相电压，还需监视电网绝缘状况时， 35KV 及以下的可选用三相五柱式电压互感器，也可选用三只单相电压互感器，35kv 变电所设计 27 互感器需带有附加二次绕组，接成 y0 y0 接线。 35KV 及以上通常选用三只单相电压互感器，接成 y0 y0 接线。 （四）电压选择 电压互感器的额定电压按表中数据选择。 附加二次绕 组的额定电压与中性点运行方式有关，本设计应取为100/3(伏 )。 电压互感器的额定电压选择 型式 一次电压（ V） 二次电压（ V） 第三绕组电压（ V） 单相 接于一次线电压上（如 V/V接法） Ux 100 接于一次相电压上 Ux3 1003 中性点非直接接地系统 100/3、 100 3 中性点直接接地系统 三相 Ux 100 100/3 其中， Ux 系统额定电压 35kv 变电所设计 28 （五）准确度及二次负荷 电压互感器的准确等级取决于二次仪表或继电保护的要求。 用于电度计量，准确度不应低于 0.5 级；用于电压测量，不应低于 1 级；用于继电保护不应低于 3级。本设计选取的等级为 0.5级。 （六）铁磁谐振特性和防谐措施 电磁式电压互感器安装在中性点非直接接地系统中，且当系统运行状态发生突变时，有可能发生并联谐振。为防止此类型铁磁谐振发生，可在电压互感器上装设消谐器，亦可在开口三角端子上接入电阻或白帜灯泡。 短路电流不通过电压互感器，故不需校验动稳定和热稳定。 项目 按工作电压选 择 按工作电流选择 按断流容量选择 按 动 稳定校验 按热稳定校验 电 流 互感器 Ule Ug 第七节 各主要电气设备选择结果一览表 一、断路器选择结果 电压 等级 （ KV） 型号 额定 电压 （ KV） 最高工作电压 （ KV） 额定电流 （ A） 动稳定电流（ KA） 热稳定电流（ KA） 35kv 变电所设计 29 35 LN2-35 I 35 40.5 1250 40 16 10 ZN9-10 10 11.5 1250 63 25 二、隔离开关选择结果 电压等级（ KV） 型号 额 定 电压（ KV） 额 定 电流（ A） 动 稳 定电流（ KA） 热 稳 定电流（ KA） 35 CN19-35/630 35 630 50 20 10 CN19-10/1250 10 1250 100 40 三 、电压互感器选择结果 电压等级 型号 额 定一 次 电 压（ V） 额 定二 次 电 压（ V） 二次绕组准确级及 相应的额定容量 （ VA） 二次绕组极限容量（ VA） 0.2级 0.5级 1 级 35 JDZ- 35 35000 100 45 100 200 10 JSJB-10 10000 100 120 200 960 35kv 变电所设计 30 四、电流互感器选择结果 电压等级 型号 额 定一 次电流（ A） 准 确 级 及 相 应 的 额 定 输 出 （ VA） 热 稳 定电流（ KA） 动稳定电流（ KA） 0.2 级 0.5 级 35 LCZ- 35 600 30 50 65 Ie 141 Ie 10 LDJ- 10(Q) 1250 20 30 80 Ie 130 Ie 五 、 母线 选择结果 安装地点 母线 型号 母线类型 截面面积（ mm） 2 允许载 流量 （ A） 10KV主 母线 LMY-80*6 单条矩形 硬铝母线 h80 b6 947 六 、 避雷器 选择结果 型号 系统标称电压 避雷器额定电压 工频放电电压 (有效值 ,KV) 1.2/50 s 冲击放电电压 (峰值 ,KV) (有效值 ,KV) 不小于 不大于 不大于 FCZ3-35L 35 46 78 90 134 FZ2-10 10 12.7 26 31 45 第五章 配电装置设计 配电装置是按主接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母35kv 变电所设计 31 线和必要的辅助设备等组成。它的主要作用是：接受电 能，并把电能分配给用户。 一、总的原则 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。 配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置形式的选择，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，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。为了保证电力系统安全经济的运行，配电装置应满足以下基本要求： 1节约用地； 2运行安全和操作、巡视方便； 3便于检修和安装； 4节约三材、降低造价； 二、设计要求 1满足安全净距要求； 2施工、运行和检修的要求； 3噪声的允许标准及限制措施； 4静电感应的场强水平和限制措施； 5电晕无线电干扰的特性和控制。 35kv 变电所设计 32 三、分类及特点 按电气设备安装地点不同，配电装置可分为屋内式和屋外式。按其组装方式又可分为，装配式配电装置和成套式配电装置。 屋内式配电装置的特点：占地面积小；不受气候影响；外界污秽空气对电气 设备影响小；房屋建筑投资大。 屋外式配电装置的特点：土建量和费用小，建设周期短；扩建方便；相邻设备间距较大，便于带电作业；占地面积大；受外界气候影响，设备运行条件差；外界气象变化影响设备的维修和操作。 四、配电装置的型式选择 大中型变电所中 35 千伏及以下的配电装置，多采用屋内配电装置；110 千伏及以上多为屋外配电装置。在特殊情况下，如当大气中含有腐蚀性气体或处于严重污秽地区的 35 110 千伏也可采用屋内配电装置。 10kV 配电装置一般均为屋内布置。当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜布置； 当出线带电抗器时，一般采用三层或两层装配式布置或两层装配与成套混合式布置。 综上所述，为了缩小占地面积，减少设计和安装工作量，便于扩建和检修维护等，本变电所设计 10KV部分 可考虑采用 屋内 式成套高压配电装置。 五、布置及安装设计的具体要求 1、屋内配电装置部分 1）相邻间隔均为架空出线时，必须考虑当一回带电、另一回检修35kv 变电所设计 33 时的安全措施，如将出线悬挂点偏移，两回出线间加隔板等。 2）隔离开关操动机构的安装高度，摇式一般为 0.9m，上臂板式一般为 1.05m。 3）隔离开关传动系统的设计，必须防止出现操作死点。 4）安 装带放油阀的油浸式电压互感器的基础，要求高出地面不小于 0.1m，以便于放油取样。 5）矩形母线的布线应尽量减少母线的弯曲，尤其是多片母线的立弯。 2、运行要求 1）各级电压配电装置之间，以及它们和各种建（构）筑物之间的距离和相对位置，应按最终规模统筹规划，充分考虑运行的安全和便利。 屋内配电装置应考虑设备搬运的方便，如在墙上或楼板上设搬运孔等，搬运孔尺寸一般按设备外形加 0.3m 考虑。搬运设备通道的宽度，一般可比最大设备的宽度加 0.4m，对于电抗器加 0.5m。 工艺布置设计应考虑土建施工误差，确保电气安全距离 的要求，一般不宜选用规程规定的最小值，而应留有适当裕度（ 5cm 左右）。 配电装置的方位应由下列因素综合考虑确定： （ a）进出线方向 （ b）避免或减少各级电压架空出线的交叉 （ c）缩短主变压器各侧引线的长度，避免交叉，并注意平面布置的整体性。 35kv 变电所设计 34 2）配电装置的布置应该做到整齐清晰，各个间隔之间要有明显的界限，对同一用途的同类设备，尽可能布置在同一中心线上（屋外），或处于同一标高（屋内）。 3）架空出线间隔的排列应根据出线走廊规划的要求，尽量避免线路交叉，并与终端塔的位置相配合。当配电装置为单列布置时，应考虑尽可 能不在两个以上相邻间隔同时引出架空线。 4）各级电压配电装置各回路的相序排列应尽量一致。一般为面对出线 ,电流流出方向自左至右、由远到近、从上到下按 A、 B、 C相顺序排列。对硬导体应涂色，色别为： A 相黄色， B 相绿色， C 相红色。对绞线一般只标明相别。 5）配电装置内应设有供操作、巡视用的通道。 屋内配电装置各种通道的最小宽度（净距），不应小于下表所示。 6）配电装置中电气设备的栅栏高度不应低于 1.2m，栅栏最低栏杆至地面的净距不应大于 200mm。 配电装置电气设备的遮拦高度不应低于 1.7m，遮拦网孔不应大于40 40mm。 围栏门应装锁。 7）当屋内配电装置长度超过 60m 时，应在两侧操作通道之间设置联络通道，以便于运行人员巡视和处理事故。联络通道的位置可结合配电装置室的中部出口及伸缩缝一并考虑。对于两层配电装置，尚需在中部设置楼梯。 8）屋内外配电装置均应装设闭锁装置及联锁装置，以防止带负荷35kv 变电所设计 35 拉合隔离开关，带接地合闸，带电挂接地线，误拉合断路器，误入屋内有电间隔等电气误操作事故。 小 结 经过两个多月的努力，这次函授学习最后一个环节 毕业设计的论文部分终于完成了。 毕业设计是 对三年来所学知识的综合考察，不仅要求全面掌握所学知识，还要能够综合运用，并结合自学有关知识才能完成。所以，经过这次毕业设计，在这些方面都有了很大的进步和提高。 本次毕业设计的课题是 35kV 变电站的初步设计。这个课题的内容与我们所学的各门专业课程都有一定的联系。但由于时间有限，只进行了初步设计，涉及的内容较少，尽管如此，在设计过程中，在老师和有关专业人员的指导和帮助下，得以顺利进行，提高了我的业务素质和工作能力。 本篇论文经过多次的修改，补充，增删，现已成稿。但由于本人水平有限，难免会有错误和遗漏，请各位 教师批阅后批评和指正。 再次感谢各位老师在这次毕业设计过程中给予我的帮助，有了这次毕业设计的经历，为我今后的工作垫定了基础，指导我深入钻研业务知识，在今后的工作中继续努力钻研，取得成绩。 35kv 变电所设计 36 参考文献 : 电力工程设计手册（第一、二册） 上海人民出版社 西北电力设计院及东北电力设计院编 发电厂变电所电气接线和布置（上、下册） 水利电力出版社 西北电力设计院编 电力设备过电压保护设计技术规程 水利电力出版社 高压配电装置设计技术规程 水利电力出版社 变电所设计规程 水利电 力出版社 发电厂电气部分（第二版） 中国电力出版社 四川联合大学范锡普主编 电力系统分析（上、下册） 华中科技大学出版社 何仰赞 温增银编 电力系统继电保护原理 中国电力出版社 天津大学 贺家李 宋从矩合编 电力系统自动装置原理 中国电力出版社 上海交通大学 杨冠城 主编 发电厂及变电所的控制（二次部分） 中国电力出版社 文锋主编 电力工程电气设备手册 电气 (1)部分 水利电力出版社 戈东方主编