农村35kV无人值守变电所设计

农村35kV无人值守变电所设计农村35kV无人值守变电所设计摘要随着电网容量的增加，综合自动化水平的需求，无人值守变电所的建设已经是当今电力事业发展的潮流。本变电所位于乡镇边缘，公路交通方便，主要为生活用电和农业用电所设计的，以三类负荷为主。35kV侧采用一回进线、主变压器采用一台S63150/35型双绕组变压器；主变压器35kV侧采用SW3-35型断路器配合GW5-GD600型隔离开关作为保护和控制；10kV侧采用单母线接线；出线4回；10kV主进线采用LN2-10型SF6断路器、出线采用断路器与保护控制器配合作为控制和保护。10kV侧电容器选用集合式BFM型并联电容器；电流互感器和电压互感器均选用干式互感器；35kV，10kV侧避雷器全部选用HY5W5型阀型避雷器。二次设备采用综合自动化装置LFP-900系列。关键词：无人值守 继电保护 电气设备AbstractWith the increase of the capacity of the electric wire netting , improvement of the voltage grade, the demand for the comprehensive automation level, the construction of the transformer substation with no guard is nowadays trend of development of electric cause. This transformer substation lies in the edge of villages and towns, the highway communication is convenient, mainly design in order to live with the electricity with electricity and agriculture, take three kinds of load as the core. 35kV side adopt one enter line , main voltage transformer adopt one capacity S6- 3150/35 type to have , transfer and pigeonhole the voltage transformer year; The main voltage transformer 35kV side adopts the circuit breaker of the Model SW3-35 to cooperate with the GW5-GD600 type to isolate the switch as protecting and controlling; 10kV side adopt single bus bar simple and easy to segment wiring; Qualify for the next round of competitions 4 times; 10kV enter line adopt Model LN2-10 vacuum circuit breaker , qualify for the next round of competitions , adopt circuit breaker with protect controller cooperate as controlling and protecting mainly. 10kV side condenser selects the set type BFM type for use and connects the condenser in parallel; The mutual inductor of the electric current and voltage mutual inductor select the doing type mutual inductor for use ; 35kV, all 10kV arresters select the valve type arrester of Model HY5W5 for use. Apparatus two times adopts the device LFP-900 series of comprehensive automation.Keyword: Nobodys electric equipment of relay protection on dutyII农村35kV无人值守变电所设计目录摘要IAbstractII目录III1 前言11.1设计的原则以及设备选型11.1.1电气主接线11.1.2主要设备选型21.1.3所用电及照明21.2设计中应注意的问题22负荷统计及其计算32.1负荷统计表32.2负荷计算32.2.1变电所各用户计算负荷32.2.2 变电所当年的负荷33 变压器容量的选择与主接线的设计53.1主变容量及台数的选择53.2 主接线形式的确定54短路计算64.1短路计算的目的64.2各元件电抗标幺值计算64.3短路点的确定64.3.1最大运行方式各短路点电流74.3.2最小运行方式各短路点电流85 电气设备的选择与校验105.1高压侧电气设备的选择及校验105.1.1高压侧母线的选择及校验105.1.2高压侧隔离开关的选择115.1.3高压电流互感器的选择115.1.4高压侧断路器的选择及校验12(1) 35kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下：125.1.5高压侧悬式绝缘子的选择135.2低压侧电气设备的选择与校验145.2.1低压侧母线的选择及校验145.2.2低压侧断路器的选择及校验1510kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下：155.2.3低压侧电流互感器的选择及校验165.2.4低压侧支柱绝缘子的选择175.3低压侧出线设备的选择与校验185.3.1低压侧出线的选择与校验185.3.2低压侧出线路断路器的选择与校验195.3.3低压侧出线路隔离开关的选择与校验195.3.4低压出线电流互感器的选择与校验205.3.5电压互感器的选择215.3.6电力电容器的选择225.3.7保护电力电容器的熔断器的选择235.4所用变的选择及其保护设备的选择235.4.1所用变的选择235.4.2保护所用变的熔断器的选择245.4.3保护所用变的隔离开关的选择245.4.4穿墙套管的选择与校验246 变电所继电保护的设计266.1主变压器的保护266.2电流速断保护266.3主变的过流保护276.4低压侧出线的的保护277 接地装置及防雷保护的设置307.1直击雷的保护301设计中应该注意的问题307.2变电所侵入波的保护307.3接地装置318 绝缘监察装置338.1断路器的控制及信号回路338.2直流操作电源339综合自动化装置的选择359.1 LFP-900系列中低压变电站综合自动化保护装置359.1.1概述359.2.2 主要特点359.2.3本变电所保护配置369.2.4 变压器保护369.2.5主要技术数据379.2微机控制系统在35kV无人值守变电所中的应用389.2.1调度端389.2.2 信号通道389.2.3 执行端3810变电所整体平面设计4011.工程概算4112.结束语42附图43参考文献55致 谢56V农村35kV无人值守变电所设计1 前言综观我国农村变电所发展的全过程，经历了早期简易站，改进型户内站，常规站和小型站四个发展阶段。在上述的四种模式中，除极早期的简易站未设专人值守外，其余均设人值守。这使我们在值守人员方面投入大量的建设资金和维护型开支。如黑龙江省龙江县电业局瞎属的11座35kV变电所，就有34名值守人员，仅此支出（如工资，管理费等）全年达50万元之多。如今随着国外高新技术的引进，国内新型变配电控制设备的研究开发已经取得了突破性的进展。所以当今无人职守变电所的建设已经成为我国电力事业的一大发展趋势。无人值守变电所技术含量高，实时监控设备健康化，遥控、遥信、信号的采集，都需要通过调度这一环节来完成，必须强化调度的管理责任。各个部门的配合一定程度上直接影响无人值守变电所的安全和运行。 留守人员的职责需加强，不能淡化。部分管理者有一种片面意识，认为无人值守变电所的最终意图，是减人增效，提高劳动生产率，淡化了留守人员的职责，电力系统内部某些隐形缺陷，如过热、放电等，信号量无法采集，只有扩大了故障，引起了事故才得以发现和处理，显然是不妥的，必须加强留守人员的职责，严格要求有利于管理。 留守人员应填写的几种记录。有据可查，建议无人值守变电所恢复以下记录：交接班记录；设备巡视记录；设备缺陷记录；避雷器动作记录；绝缘保护工具试验记录。 为了适应现阶段我国电力事业的发展并将所学的知识运用到实际生产中去，增强自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了农村35kV无人值守变电所电气部分设计作为自己的毕业课题。本次设计的变电所为35kV无人职守变电所，基建工程量小，施工方便，周期短。总工程投资少，仅占常规变电所的三分之二。延长设备的检修期，改变了原来每年一大修，半年一小修的现象，并保证了平时临检不停电，节约了人力和检修费用。简化了接线方式，设备安全可靠，自动化程度高，提高了供电可靠性。小型化变电所符合农村电网的特点，适合我国国情，符合国家政策。它可以满足乡镇农业生产和生活所需要的电力负荷，增加供电量，改善电压质量，促进乡镇农业经济增长和提高人民的生活质量。本次设计包括主变及电气设备的选择与校验，继电保护，接地与防雷等内容。在本次设计中，我对所学的知识得以融会贯通，对专业知识有了更深的理解，提高了我的独立工作能力以及查阅资料的能力，为我走入社会参加工作打下了很好的基础。由于水平有限，论文中存在缺点和错误在所难免，敬请各位老师同学批评指正。1.1设计的原则以及设备选型1.1.1电气主接线电气主接线以运行可靠,简单清晰,操作方便为原则,并留有发展的余地,方案采用: 35kV 进线1 回,主变压器1 台;35kV 侧装设隔离开关和断路器,35kV 及10kV 母线均为单母线布置,10kV 出线4回,其中电容器1 台,各出线均选择隔离开关和SF6断路器作控制设备。1.1.2主要设备选型所内采用1台主变压器,为一台S63150/35型双绕组变压器,变压器容量根据电力负荷情况而定。高压断路器采用SW335/600断路器, 10kV侧断路器采用LN210型SF6断路器。35kV 母线使用LGJ - 70 铝绞线,采用单母线不分段接线,10kV母线采用单母线接线，采用LMY-5050mm2型铝母线，出线4回。1.1.3所用电及照明所用变压器选用S9 - 50/35 直配型变压器, 作为全所控制、保护及变电所检修调试电源。全所还设有工作照明和事故照明,当全所停电时,事故照明回路自动切换至直流系统供电。1.2设计中应注意的问题(1)设计方案要区别于初期小型化设计方案，特别是在自动化装置的配置方面，按变电所自动化配置。 (2) 电气设备选择应优先采用国内可靠性较高的设备,满足性能稳定、工作可靠、安装方便、不检修的周期长、维护工作量小等要求。2负荷统计及其计算2.1负荷统计表本变电所均为三类负荷，以生活用电、农业灌溉负荷比重大，工业比重小。10kV侧采用单母线接线4回出线。负荷统计如表2-1所示表2-1 负荷统计表供电回路序号回路名称用户类型容量（kVA）需用系数线长（km）回路数1张庄三类14000.61012四马架三类12000.61513蓝村三类10000.61514王家沟三类800 0.82012.2负荷计算2.2.1变电所各用户计算负荷根据 =则： = 1400 0.6 = 840 kVA =1200 0.6 = 720 kVA = 1000 0.6 = 600 kVA =800 0.8 = 640 kVA式中 各用电设备的额定容量各用电设备的需用系数2.2.2 变电所当年的负荷根据 则： 式中 线损率取7% 同时系数取0.85考虑到5年内，年负荷增长率为5%，因此，该所最大计算负荷为：3 变压器容量的选择与主接线的设计3.1主变容量及台数的选择由于本变电所供电区域内为三类负荷，供电可靠性要求不是很高，所以选用一台主变。其额定容量为Se（0.75-0.8）3274.02=2619.21 kVA，主变的容量为3150kVA ，所以选择S6-3150/35型变压器，其技术数据如表3-1表3-1 主变参数表额定电压阻抗电压（%）空载损耗短路损耗空载电流（%）高压低压35kV10.5kV74.5kw23kw1.03.2 主接线形式的确定35kV侧采用单母线接线，采用断路器和隔离开关配合作为变压器的过负荷和短路保护。10kV 侧采用单母线接线，在出线线路上采用SF6断路器作为保护。为了减少电网的电能的损耗和提高电源的利用率，装设了无功补偿电容器，将电容器接成三角形并联在10kV侧母线上。4短路计算4.1短路计算的目的 在选择主接线以及确定主接线是否采用限制短路电流的措施，该变电所容量小，不需采用任何限制短路电流的措施。 在选择、校验电气设备时，为了保证在正常运行和故障运行时都能安全可靠地工作，同时力求节约投资，需考虑短路电流的大小。 在选择继电保护方式以及进行继电保护整定计算中需要以短路电流为依据。 选择接地装置的设计中也要以短路电流为依据。 设计户外装置时，要根据短路电流确定及校验导线的相间距离以及他们相对地面的安全距离。4.2各元件电抗标幺值计算取SB=100MVA，VB=Vav系统电源电势标幺值为1，系统电抗标幺值最大运行方式Xmin=0.04，最小运行方式Xmax=0.06，主变的等效阻抗标幺值：XT*=Ux%/100SB/SN=7/100100106/（3150103）=2.22高压侧电源进线的阻抗标幺值：低压侧各出线的阻抗标幺值：因为出线1的阻抗最小，短路电流Id最大，所以出线的短路点f1选在出线1。4.3短路点的确定短路点的确定如图其接线如图4-1所示图4-1 等值电路图4.3.1最大运行方式各短路点电流f1点发生短路时：f2点发生短路时：点发生短路时：f4、f5、f6的短路点计算同上。4.3.2最小运行方式各短路点电流f1点发生短路时：f2点发生短路时：f3点发生短路时：f4、f5、f6的短路点计算同上。各短路点短路电流如表41所示表4-1 各短路点短路电流汇总表短路点计 算最大运行方式最小运行方式f12.0521.7535.1543.0992.2281.4885.6813.364f21.8391.5934.6822.7771.8271.5824.652.759f30.8310.722.1151.2550.8290.7182.1091.252f40.6520.5651.6590.9440.650.5631.5640.982f50.6520.5651.6590.9440.650.5631.5640.982f60.5350.4651.3670.8080.5350.4631.3620.808比较后选短路电流大的进行计算，即选最大运行时的三相短路电流计算。5 电气设备的选择与校验5.1高压侧电气设备的选择及校验5.1.1高压侧母线的选择及校验（1）母线材料的选择：母线的材料有铜、铝和钢。目前变电站和发电厂的配电装置中的母线，广泛采用铝母线。这是因为铜贵重，我国储量少；而铝储量多，价格低，重量轻，加工方便。从总体上看，选用铝母线比铜母线经济。（2）母线截面形状的选择： 在35kV以上的屋外配电装置中，一般采用圆形截面母线，目的为了防止产生电晕，因为圆形截面母线消除了电场集中的现象，作为配电装置布置简单，投资少，选用软母线钢芯铝绞线。最大长期工作电流经济截面： 式中 经济电流密度取变压器最大负荷利用小时数h=5000小时，查得=0.9106A/m2选择LGJ95型，其40时通过的最大电流Iy=335A.校验：取短路时间t=1.5s,所以不计及短路电流非周期分量的影响故按三相短路计算 取 t=1.5s 查得母线正常运行的最高温度按查表得热稳定系数C=97106用最小截面积法校验LGJ70型满足热稳定要求。因为选择的是绞线，所以不需动稳定校验。5.1.2高压侧隔离开关的选择根据最大长期工作电流和网络电压选择：=51.61A选择GW5GD/600型隔离开关技术数据如下表5-1所示表5-1 GW5GD/600型隔离开关技术数据表型号额定电压额定电流极限通过电流5s热稳定电流GWGD/60035kA600A50kA145极限通过电流： I=50AI=2.552.025=5.163kA 故满足动稳定要求。短路电流的热脉冲：It=145It=2.0250.9 (kAs) 故满足热稳定要求综上选择GW5GD/600型隔离开关。5.1.3高压电流互感器的选择根据电压等级和电流互感器安装出的最大长期工作电流，选择LCW35型技术数据如下表5-2示.表5-2 LCW35型电流互感器技术数据表型号额定电压准确度1s热稳定倍数额定电流比1s动稳定倍数LCW-3535kV0.565200/5100效验热稳定：（Ik）t=（20065）1=169kAsIt=2.0250.9=3.690 kAs（Ik）tIt 故满足热稳定要求动稳定校验：内部动稳定校验 Ik=200100=28.28kAI=2.552.025满足内部动稳定要求外部动稳定校验当产品样本未标明F，而给出相间距离a=0.25m和L=1.2m时的动稳定倍数k时，则按下式校验kkkII式中 ka=0.5时 k=0.79k当L0.5时取1k动稳定倍数取100kkkI=0.791100200=22.35I=5.154A满足动稳定要求综上选择LCW35型电流互感器5.1.4高压侧断路器的选择及校验(1) 35kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下： 按额定电流和额定电压选择UU式中 U断路器安装地点电网的额定电压为35kV所以选U为 35kVIII=51.61A综上选择SW335/600型断路器其技术参数见表 5-3表5-3 SW335/600型断路器其技术参数表型号额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流4s热稳定电流SW335/60035kV600A6.6kA17kA6.6kA（2）断路器的热稳定校验短路计算时间 t=t+t+t=1+0.06+0.05=1.11s查短路电流周期分量等值时间为t=0.9s故短路电流发热等值时间为 t= t=0.9s35kV侧短路时短路发热量为：It=2.0250.9It=6.64kAs故满足热稳定要求动稳定校验极限通过电流 I=17kAI=5.154kA满足动稳定要求综上选择SW335/600型少油断路器5.1.5高压侧悬式绝缘子的选择选择X4.5型绝缘子，平均泄露距离为29.53mm按正常工作电压下泄露距离选择n=式中 n绝缘子串片数d泄露比距 取1.6s每片绝缘子的泄露距离U电网额定电压所以n=1.93 初选3片按大气过电压作用下不闪络选择：一般来说，只要满足承受内部过电压作用的要求，同时接地电阻值也满足规程要求，则在大气过电压作用下将不致引起绝缘子串的逆闪络。按以上条件选择的绝缘子串片数，考虑到绝缘子老化需增加一片，对于耐张绝缘子串，因承受较大的拉力，容易损坏，又需比悬式绝缘子串再增加一片综上选择X4.5型绝缘子。5.2低压侧电气设备的选择与校验5.2.1低压侧母线的选择及校验由于同样截面的矩形母线周长比圆形母线周长要长，散热面积大，冷却条件好，其次，由于集肤效应的影响，矩形母线的电阻比圆形的小，因而，在同一允许工作电流下，矩形母线截面积要比圆形母线的截面积小，用金属量少，与铜相比，铝储量多，价格低，重量轻，加工方便，因此选铝母线。最大长期工作电流(1).按经济电流密度选择：=181.87AS=式中 经济截面 mJ经济电流密度 A/ m 取1.1510 A/ mS=158.15mm查电力工程设计手册选LMY-505母线，其中I=632AK=0.85I= KI=0.85632=537.2A231A满足长期工作时发热条件。(2) 热稳定校验t=t+t+t=1+0.06+0.05=1.11s1s 故不考虑短路电流非周期分量的影响，因此t= t查短路电流周期分量等值时间曲线t=0.9s故短路电流发热等值时间为 t= t=0.9s母线上正常运行时的最高环境温度为=+（）（）=39.488由=63.88查变电工程课本得C=9710按热稳定条件所需的最小母线截面S=22.29505满足热稳定条件（3）动稳定校验母线所受电动力 F=1.7310I（L=1.2 a=0.25）=1.7310（5.36410）=37.5N所收最大弯距 M =4.5NmW=2.0810m母线最大计算应力=2.16310P6910 P满足动稳定条件综上选择LMY-505型母线5.2.2低压侧断路器的选择及校验10kV侧高压断路器的最大长期工作电流计算如下：=181.87A根据最大长期工作电流和网络额定电压和安装位置选择LN210型SF6断路器。其技术数据如表5-4表5-4 LN210型SF6断路器技术数据表型号额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流4s热稳定电流LN21010kV1250A25kA63kA25kA（1）断路器的热稳定校验短路电流的持续时间为：t=t+t+t=1+0.06+0.05=1.11s1s故短路电流发热等值时间 tdz=tz=0.9s断路器的热稳定应满足下式：ItIt式中 t断路器的热稳定时间， sIr断路器的热稳定电流， kAIt=2524=2500 (kAs)It=2.1820.9=4.285(kAs)故满足上式，既满足热稳定。（2）断路器的动稳定校验断路器的动稳定用它的极限通过电流的幅值表示因此按下式校验动稳定：II （kA）I=63kA I=5.564kA所以满足动稳定，最后选择LN210型SF6断路器5.2.3低压侧电流互感器的选择及校验根据电压等级和电流互感器安装位置最大长期工作电流选择LFZ10型电流互感器。技术数据如下表5-6表5-6 LFZ10型电流互感器技术数据表型号额定电压额定电流比准确度1s热稳定倍数1s动稳定倍数LFZ1010kV150/50.5120210（1）电流互感器热稳定的校验（Ik）t=（150120）1=324kAsIt=2.1820.9= 4.285kAs（Ik）tIt满足热稳定要求（2）电流互感器动稳定的校验1）内部动稳定校验 Ik=60050=42.43kAI=4.682kA满足内部动稳定要求2）外部动稳定校验当产品样本未标明F，而给出相间距离a=0.25m和L=1.2m时的动稳定倍数k时，则按下式校验kkkIIkkkI=0.79190600=60.33I=5.565kA满足外部动稳定要求综上选择LFZ10型电流互感器。5.2.4低压侧支柱绝缘子的选择根据安装地点和构造类型选用屋内联合胶装支柱绝缘子，根绝额定电压UU，选用ZNA10MM型户内支柱绝缘子，F=3750N ，高度125mm动稳定的校验F=1.7310I=37.5N绝缘子底部至母线中心线的高度H=H+18+=125+18+=163mm绝缘子帽所受的力F=Fk=37.5=32.5N绝缘子的允许负荷 0.6 Fp=0.63750=2250NF=32.5N满足动稳定要求故选用ZNA10MM型户内支柱绝缘子5.3低压侧出线设备的选择与校验5.3.1低压侧出线的选择与校验在4条出线中找出最大负荷的一条作为计算依据，则其他线路都满足，又由于4条出线路的负荷相差不大，故不会造成太大的浪费，并且，出线路负荷要求考虑今后5年的增长，其生长率为8%。S=0.85（1+8%）800e=836.481kVA（1）按母线最大长期工作电流选择截面=1.05=46.471Aj=1.1510 A/ mS=40.409查电力工程设计手册选LGJ-70母线，其中I=275AK=0.85I= KI=0.85275=235.49A46.471A满足长期工作时发热条件（2）校验母线的热稳定t=t+t+t=1+0.05+0.06=1.1s1s 故不考虑短路电流非周期分量的影响。查短路电流周期分量等值时间曲线 t=0.9s故短路电流发热等值时间为 t= t=0.9s母线上正常运行时的最高环境温度为=+（）（）=38.282由=40查变电工程课本35表得C=9910按热稳定条件所需的最小母线截面S=4.32670故满足热稳定条件.综上选择LGJ-70型出线5.3.2低压侧出线路断路器的选择与校验（1）10kV出线高压断路器的最大长期工作电流=46.471A根据最大长期工作电流，网络电压和安装位置选择LN210型SF6断路器。其技术数据同上（2）断路器的热稳定校验短路计算时间 t=t+t+t=1+0.06+0.05=1.11s查短路电流周期分量等值时间为t=0.9s 故短路电流发热等值时间为 t= t=0.9s 35kV侧短路时短路发热量为It=0.8240.9It=255kAs 满足热稳定要求（3）断路器的动稳定校验 极限通过电流 I=63 kAI=2.102kA 满足动稳定要求综上选择LN210型SF6断路器。5.3.3低压侧出线路隔离开关的选择与校验（1）根据最大长期工作电流和网络额定电压选择=80.414A Ue=10kV选择GN110/400型隔离开关,技术数据如下表5-7表5-7 GN110/400型隔离开关技术数据表型号额定电压额定电流极限通过电流5s热稳定电流GN1-10/40010kV400A50kA14kA（2）动稳定校验极限通过电流I=50kAI=.2.102kA动稳定满足（3）热稳定校验短路电流的热脉冲It=145 It=0.8240.9 kAs满足热稳定5.3.4低压出线电流互感器的选择与校验（1）根据电压等级和电流互感器安装处最大长期工作电流选择LFZ10型电流互感器。其技术数据同上（2）校验热稳定短路电流持续时间时间 t=t+t+t=1+0.06+0.05=1.11s（Ik）t=（150120）1=324kAsIt=0.8240.9=0.611 kAs（Ik）tIt满足热稳定（3）动稳定校验Ik=150210=44.5kAI=1.659kA满足内部动稳定外部动稳定校验按下式校验kkkIIkkkI=0.791210150=35.19I=1.659kA满足外部动稳定要求5.3.5电压互感器的选择 电压互感器是二次回路中供测量和保护用的电压源，通过它能正确反映系统电压的运行状况。其作用有二：一是将一次侧的高电压改变成二次侧的低电压，使测量仪表和保护装置标准化，并便于监视，安装和维护；二是低压二次回路与高压一次系统隔离，保证了工作人员的安全。由于电压互感器主要用于计量，而上一级变电所已装设，所以本变电所35kV侧不装设电压互感器，只在10kV侧装设。根据所需电压互感器的用途装设地点及作用，二次负荷选择JSJW10型电压互感器技术数据如下表5-8表5-8 JSJW10型电压互感器技术数据表型号额定电压额定容量最大容量20时电阻试验电压原线圈副线圈辅助线圈0.5级1级3级原线圈副线圈JSJW10100.10.1/312020048096017300.1542表5-9 各电测仪表技术数据参数表仪表名称仪表型号每线圈消耗功率有功功率表1D1W0.751无功功率表1D1VAR0.751有功电度表DS1.50.38频率表1D1H21电压表1T1V51在电压互感器中由于接入了电度表，所以电压互感器的准确度等级选0.5级，在0.5级下工作电压互感器的额定容量S=120VA首先计算各项负荷，然后取最大一项负荷和一项额定容量相比较。计算各项负荷。P=20.75+0.75+1.50.38+5=7.82W Q=1.5=1.39VS=7.94VA =0.9849 =958P=20.75+0.75+1.50.38+2=4.82W Q=1.5=1.39VS=5.02VA =0.9602 =1613A相负荷为P=4.3W Q=-1.57 VB相负荷为P=6.48WQ=2.06 V从上述各项负荷计算结果可知，B相负荷最大，其值为：S=6.80VA0.5级的JSJW10型电压互感器一项额定容量为120/3=40VA此值大于一相符合Sb，因此满足要求，最后选择0.5级的JSJW10型电压互感器。5.3.6电力电容器的选择电力电容器通过补偿感性负载的无功，而起到下列作用：（1）减小电网的电能损耗。（2）提高电源设备的利用率。（3）提高系统的功率因数。（4）改善电压质量。降低线路和变压器的功率损耗。低损耗。按工作电压选择 UU U=10kV，所以U为10kV按工作频率选择 f=50H无功功率的计算设备补偿前的功率因数为0.76，经电容器要求补偿后达到0.9负荷的有功功率P=S=3274.020.76=2488.255kW系统要求补偿的无功功率Q=P=1409.439kV本所要求两组电容器组来补偿，每组补偿350 kV，采用三相三角形接线的电容器组。1/2Q=3U =2f得 =8.17f初选BAM10.5100/w型电容器组。技术数据见表5-10表5-10 BAM10.5100/w型电容器技术数据表型号额定电压标称容量标称电容BAM10.5100/w10.51002.89n=2.833个所以，电容器组每相并联3个，两组三相共18个电容器，每个电容器的标准容量为100kV，18个电容器总的容量为1800kV，而需要补偿的功率为1409.439kV。满足容量的要求。5.3.7保护电力电容器的熔断器的选择电力电容器在合闸时产生冲击电流，此时熔件不应熔断，所以熔件的额定电流应按此条件选择，即Ierj=KcIec式中 Iec电容器的额定电流Kc系数，1.5Ierj=KcIec=1.5=8.25A熔断器是一种保护电器必须具有可靠地切除短路的能力，因此因满足下式：IekdIch式中 Iekd熔断器的额定开断电流，kA Ich短路冲击电流有效值，Ich =1.52Iekd1.522.025=3.078kA根据额定电压，额定开断电流，熔件的额定电流选择RN10型熔断器。5.4所用变的选择及其保护设备的选择5.4.1所用变的选择为了保证供电的安全性，可靠性，将所用变设在高压侧，所用变主要有动力电和照明用电，且当主变检修时或故障时所内不停电。所以选择S950/35型电力变压器.表5-11 S950/35型电力变压器技术数据如下表型号额定电压(kV)损耗阻抗电压(%)空载电流(%)额定容量(kVA)高低空载短路S9-50/35350.40.251.186.51.1505.4.2保护所用变的熔断器的选择通过熔断器的最大长期工作电流为：Igdz=1.05Ieb=1.05=0.82A熔件的额定电流为Ierj =Kb Ieb =1.17A三相段路容量为：Sd=UpIch =371.522.025=197.25MVA选择RXW035/3型户外高压限流熔断器。5.4.3保护所用变的隔离开关的选择选择GW535GD型高压隔离开关.5-12 GW535GD型高压隔离开关技术数据表型号额定电压额定电流极限通过电流5s热稳定电流GW5-35GD35kV600A50kA14kA（1）动稳定校验极限通过电流I=50kAI=5.154A满足动稳定（2）热稳定校验短路电流的热脉冲It=145 It=2.0250.9 kAs满足热稳定要求。5.4.4穿墙套管的选择与校验（1） 穿墙套管的选择按安装置种类、构造形式、额定电压及最大长期工作电流，查手册3选择CWLB-10/600型穿墙套管。其技术参数见表5-13。5-13 CWLB-10/600型穿墙套管参数表型号额定电压(kV)额定电流(A)总长L(mm)抗弯破坏负荷(kN)5s短时热电流（kA）CWLB-10/600106005307.512温度校正系数 则 大于其长期最大长期工作电流。（2）校验1）热稳定校验2）动稳定校验式中 穿墙套管端部至最近一个支柱绝缘子间距离，取=1m；穿墙套管的长度；a相间距。 经计算满足热稳定性及动稳定性要求，故所选CWLB-10/600型穿墙套管满足要求6 变电所继电保护的设计当电力系统发生故障时要求自动化系统装置根据继电保护整定值能迅速灵敏有选择的切除故障线路。6.1主变压器的保护1. 对于油箱内部的各种故障采用瓦斯保护2. 对于反映主变电源测电流增大而瞬间动作的电流速断保护3. 对于主变相间短路时，可采用过电流保护作为后备保护6.2电流速断保护变压器的电流速断保护是反映电流增大而动作的保护，装于变压器的电源侧顺势动作对于变压器及其引出线上各种形式的短路进行保护，为了保证选择性，电流速断保护只能保护变压器的一部分，一般能够保护变压器的原绕组的一部分。1. 电流速断保护整定计算 躲开变压器负荷侧出线最大短路电流来整定I=KI式中 K可靠系数 取1.4I变压器负荷侧出口流过保护安装地的最大短路电流I= KI=1.32.025=2.925kA 躲开变压器空载投入时的励磁涌流I=（35）I式中 I变压器的额定电流I=（35）=5=866.05A选择其中较大者作为速断的启动电流I=2.925kA则可求得：I=20299A动作时限 t=0s6.3 主变得过流保护整定计算灵敏度校验k=1.6961.5满足灵敏度要求6.3主变的过流保护1.整定计算对并列运行的变压器应考虑切除一台变压器是所出现的过负荷。当各台变压器的容量相同时按下式计算I=I式中 K可靠系数 1.51.3 K 返回系数 0.85I=529.82A对减压变压器应考虑有电动机的自启动电流，过电流保护的动作电流为I=I式中 K自启动系数 1.52.5I=391.25A灵敏度校验 K=3.641.5 满足灵敏度要求6.4低压侧出线的的保护1. 出线采用电流速断和过流三段保护，段保护本条线路的一部分，段保护本条线路全长，及下一条线路全长，因为本所为终端变电所，故只采用段、段就满足要求了。出线路最大负荷电流计算线路1 I=1.05=1.05=46.188A线路2 I=1.05=1.05=52.863A线路3 I=1.05=1.05=32.992A线路4 I=1.05=1.05=27.71A整定计算：出线1段：动作电流I=KI=1.20.704=844.8kAI=K=1=42.24A式中 Kjx为接线系数，取1保护范围的校验要求无时限电流速断保护在系统最小运行方式下，两相短路时的最小保护范围应大于被保护线路全长的1520%等效电源最大电流X=(0.06+0.73+1.75)=2.8最小保护长度L=7.8km灵敏度校验： K=100%=100%=45.8%15% 则满足整定范围。速断保护的动作时间只取决于继电器本身固有动作时间，人为延时时间是零，考虑到线路中避雷器的放电时间为0.040.06s段动作电流过电流保护的的整定计算按躲开最大负荷时变电所具有最大动作电流的保护装置的动作电流来进行。I=I=125.732AI=1=6.281.5满足灵敏度要求，动作时限为2s7 接地装置及防雷保护的设置变电所设计中，防雷是非常重要的一部分。如果发生雷击事故将大面积的停电，严重影响人民生活。因此防雷要十分可靠。变电所设计过程中，要考虑过电压的影响。其中过电压分为内部过电压和大气过电压，内部过电压一般由开关操作、负荷变化引起的，这种过电压在选择电气设备时予以考虑。而大气过电压是由雷电引起的。其值可能超过电气设备电压的几百倍，甚至上千倍，对人与设备危害极大，故应采取相应的防雷措施。7.1直击雷的保护1设计中应该注意的问题（1）BLZ应有接地装置，接地电阻在25以下，与主接地网距离应保持3m以上，即Sd3m，且要高于构架5m以上，即Sk5m。（2) 被保护设备距BLZ不能太 ，也不能太近。太近会出现反击现象。 （3) BLZ应设在人不经常出入的地方。（4) 根据本变电所占地面积,共需架设2个等高的BLZ2保护的措施由于变电所绝缘水平低，所以还应采用架设BLZ来保护电气设备。3保护原理BLZ高于被保护物体，将雷电流引至自身，并通过BLZ本身将过电流大地。4BLZ的保护选择与较验（1）具体要求：母线构架高8.5米.则h=8.5+8=16.5米,所以可以架设18米高的BLZ做为防累保护.（2）BLZ的校验bx1=1.5(h0-hx)=1.5(h-a/7p-hx)=1.5(18-50/7-8.5)0bx2=1.5(h0-hx)=1.5(h-a/7p-hx)=1.5(18-40/7-8.5)0故满足要求。7.2变电所侵入波的保护雷击线路的机会比雷击变电所多，侵入变电所的雷电过电压的行波是常见的，线路绝缘水平50%冲击闪络电压比变压器的冲击试验电压高很多，所以进线主要装设阀形避雷器。（1）高压侧避雷器的选择：避雷器选用Y5WZ-41/131型其技术参数见表7-1。表7-1 Y5WZ-41/131型避雷器参数表 型号额定电（kV）避雷器额定电压(kV)持续运行电压(kV)4冲击电流(kA)雷电冲击残压(kV)Y5WZ-41/131354123.440131（2）低压侧避雷器的选择：按系统的额定电压V与低电压侧避雷器的电压一致选HY5W512.7/45型阀型避雷器。技术数据如下.表7-2表 7-2 HY5W512.7/45型阀型避雷器技术数据表 型号额定电压避雷器额定电压持续运行电压电流下残压峰值HY5W5-12.7/4510kV12.7kV6.6kV45kV7.3接地装置（1）电气设备根据接地装置的作用和目的可分：1）工作接地：电力系统正常运行需要将网络的某一点接地，稳定电网对地电位，使对地绝缘降低及有利于实现继电保护措施。2）保护接地：为了人身安全将高压电气设备的金属外壳接地，保护人员的安全。3）防雷接地：是为了减小电流通过接地装置时电位升高。（2）接地电阻的确定35kV为中性点不接地系统，其接地电阻要求可根据单相接地电容电流来确定。架空线路长度： L=25mI=2.5A故接地电阻为：R=4810kV为中性点不接地，其线路长度。L=10+14+15+20=59KmI=1.685A故接地电阻为：R=71.216在根据 S0.3R+0.1h (S5)取R10所用变380/220中性点接地，接地电阻要求值为4，其共用接地装置的接地电阻应小于4。当根垂直直接接地电阻为：R=42.2接地体的根数n假设钢管之间的距离a=7.5m则a/l=7.5/2.5=3 根据R/R=42.2/1 初选n=60根在查表得 =0.62则n=61.2562根决定选60根钢管，验算人工接地电阻，查表得=0.67则 R=0.94满足人工接地电阻R=1的要求。（3）校验接地线的热稳定S=31.3它小于采用410=40的扁钢，所以采用其接地满足要求。8 绝缘监察装置在变电所10kV母线上装绝缘监察装置，而采用过电压继电器，当发生接地故障时，将信号传送到综合自动化系统，由自动化系统将故障切除，故障线路被拉开后，接地信号消失，否则继续寻找。接线如下图：8-1图 8-1 变电所10kV母线上装绝缘监察装置图8.1断路器的控制及信号回路（1） 断路器控制回路应能满足如下要求：1）应能进行手动跳、合闸和由继电器保护与自动装置实现自动跳合闸，并且当跳合闸操作完成后，应能自动切断跳合闸脉冲电流；2）应有防止断路器多次合闸的跳跃闭锁装置；3）应能指示断路器的合闸与跳闸位置状态；4）自动跳闸或合闸应有明显的信号；5）控制回路应力求简单可靠，使用电缆芯数目最少。控制回路的操作电源是经熔断器供给的，对于熔断器的工作状态，必须加以监视，以防熔断器的熔丝熔断而失去操作电源。同时为了保证设备的安全运行，对于跳闸回路的完整性也应有经常性的监视，以防由于跳闸回路断线而使在发生事故时继电保护装置不能将断路器跳闸。8.2直流操作电源为了供给控制回路、信号回路，继电保护和自动装置电源，在变电所中必须装设直流操作系统。本所直流电源选择用有蓄电池组供电，它不受交流电源的影响，因而当电力系统发生故障时，甚至在全所交流电源全部停电的情况下，仍能保证控制信号继电保护和自动装置能连续可靠地工作，但是蓄电池组价格昂贵，寿命短，运行维护复杂，而且装设了蓄电池组后还需要配备有充足设备。但相对于可靠性来说其仍然得到广泛应用。9综合自动化装置的选择变电所综合自动化将变电站保护、自动、远动、通信功能融为一体，完成对站内所有模拟量、状态量的采集以及对各种设备的控制和保护。例如对线路及主设备各模拟量、状态量的采集，对断路器和隔离开关、变压器有载调压开关的控制与监视，站用备用电源的自动投入、站用直流电源等的控制与监视，以及对为火灾的监视与消防系统的控制。通常变电站综合自动化系统由计算机系统组成。变电站综合自动化能节省二次电缆，缩短建设周期，便于对系统调度运行和维护管理。根据继电保护