变电站110kv论文

前 言变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计为110kV变电站电气一次部分初步设计，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本文是在河北化工医药职业技术院高恒志教授的精心指导下完成的。高老师治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方向。在毕业设计期间高老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指导和帮助。高老师循循善诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。在此，我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢！本文从主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、站用电系统图、防雷保护配置图、各级电压配电装置断面图、直流系统图等相关设计图纸。由于本人水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师批评指正。第一章 原始材料1.1地区电网的特点(1)本地区即使在最枯的月份，水电站发电保证出力时亦能满足地区负荷的需要，加上小火电，基本不需要外系统支援。(2)本系统的水电大多数是迳流式电站，除发保证出力外的月份，均有电力剩余，特别是4至7月份。1.2建站规模(1)变电站类型：110kV变电工程(2)主变台数：最终两台(要求第一期工程全部投入)(3)电压等级：110kV、35kV、10kV(4)出线回数及传输容量110kV出线6回本变长泥坡15000kW 6km LGJ120本变双溪变15000kW 42.3 km LGJ120本变系统30000kW 72km LGJ150本变芷江8000kW 36km LGJ120备用两回35kV出线8回本变长泥坡8000kW 6km LGJ95本变火电厂10000kW 8km LGJ95本变中方变5000kW 15km LGJ95本变水电站10000kW 12km LGJ120(两回)本变鸭嘴岩变5000kW 10km LGJ95备用两回10kV出线10回本变氮肥厂2500kW 2km本变化工厂1500kW 3km本变医院1500kW 5km(两回)本变印刷厂2000kW 4km本变造纸厂2500kW 6km本变机械厂2500kW 4km备用三回(5)无功补偿采用电力电容两组,容量为24500kva1.3环境条件(1)当地年最高温度为40,年最低温度为-5；(2)当海拔高度为800米；(3)当地雷暴日数为55日/年；(4)本变电站处于“薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率高达1000。1.4电气主接线建议110kV、35kV、10kV均采用单母线分段带旁路接线，并考虑设置熔冰措施。1.5短路阻抗(1)系统作无穷大电源考虑：，(2)火电厂装机容量为37500kW，最大运行方式下,该火电厂只投入二台机组,最小运行方式下,该火电厂三台机组全部投入,并满发。(3)水电厂装机容量为35000kW，最大运行方式下，该水电厂三台机组全部投入运行，并满发，最小运行方式下，该水电厂只投入一台机组。第二章 主变压器的选择与确定2.1 主变压器负荷计算电力系统负荷的确定，对于选择变电站主变压器容量，电源布点以及电力网的接线方案设计等，都是非常重要的，电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、具体、切实可行；对于远景负荷，应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上，进行负荷预测，负荷发展的水平往往需要多次测算，认真分析影响负荷发展水平的各种因素，反复测算与综合平衡，力求切合实际。本变电站负荷分析计算如下(线损平均取5%，功率因数取0.8，负荷同时率取0.9)：(1) 10kV侧 (2)35kV侧35kV侧电源容量20MW，负荷功率1.8MW，基本平衡，功率可直接通过母线传输而不通过变压器传输。(3)110kV侧10kV侧所需负荷功率可通过主变压器由110kV母线取得。故考虑增长，按8年计算，由工程概率和数理统计得知，负在荷一定阶段内的自然增长率是按指数规律变化的，即式中初期负荷x年数，一般按510年规划考虑m年负荷增长率，由概率统计确定。所以，考虑负荷增长以及线损，年负荷增长率取10%，按8年计算，本变电站负荷为=14.1=32.95MVA2.2 站用变压器负荷计算目前采用的站用变压器负荷计算的主要方法有：(1)换算系数法；(2)分别将每台电动机的kW换算成kVA，再考虑不同时运行情况的计算方法。本变电站采用第二种计算方法。按每台电动机的功率因数、效率、负荷系数分别由kW换算成kVA，再考虑不同时运行的情况，计算出总负荷。本变电站需要计入的经常性电力负荷为：主变压器风扇，蓄电池的充电和浮充电机组、蓄电池室通风、取暖、照明等；短时不经常及断续不经常运行的设备如检修负荷等不计算再内。充电机系不经常连续运行的设备，故其负荷应予以计算，但此时可考虑浮充电机不运行，不必计算。计算公式如下：电力负荷：照明和加热负荷：所用电总负荷：本变电站所用变压器选择计算结果如表2.1所示。表2.1 变电站所用变压器选择计算结果序号名称计算容量（kW）额定容量(kW)功率因数(co)和效率()经常性负荷非经常性负荷安装数(台)运行数(台)运行容量安装数(台)运行数(台)运行容量(kW)(kVA)(kW)kVA1.动力1充电机34.8400.781134.834.82浮充电机3.24.50.72113.23蓄电池室通风机5.40.72115.47.504屋内配电装置通风机1.10.62222.25电焊10.50.471110.56检修用电50.6057电热15158通讯用电443.69取暖用电0.20.5110操动机构用电0.311远动装置用电1.500.681.502.22.照明12屋内工作照明16.016.013屋外工作照明8.188.1814事故照明10.0410.0415福利区照明8.768.76计算总容量(kVA) 109.9选择变压器容量(kVA) 100第三章 电气主接线的选择第一节 电气主接线设计的基本要求现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求。1. 运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2. 具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3. 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4. 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5.应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。随着电力系统的发展、调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用，变电所电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、1个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。从形式上看，主接线的发展过程是由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。在70年代，由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约，为了提高系统供电可靠性，产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中，随着新技术、高质量电气产品广泛应用，在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全，变电所主接线日趋简化。因此，变电所电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。第二节 电气主接线的选择方案3.2.1 110kv电器主接线110KV侧主接线方案：35110kV变电所设计规范规定，35110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回其以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、分段单母线或双母线的35110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。本变电站110kV线路有6回，可选择双母线接线或单母线分段接线两种方案，如图2.1所示。方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站，电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要，加上小火电，基本不需要外系统支援，电源主要集中在35kV侧，110kV侧是为提高经济效益及系统稳定性而倒有一回线路与华中大电网联系，采用方案二能够满足本变电站110kV侧对供电可靠性的要求，故选用投资小、节省占地面积的方案一。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。装设SF6断路器时，因断路器检修周期可长达510年甚至20年，可以不设旁路设施。本变电站110kV侧采用SF6断路器，不设旁路母线。本变电站35kV线路有8回，可选择双母线接线或单母线分段带旁路母线接线两种方案，根据本地区电网特点，本变电站电源主要集中在35kV侧，不允许停电检修断路器，需设置旁路设施，如图2.2所示。方案一供电可靠、调度灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，配电装置复杂，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，旁路断路器可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要回路特别是电源回路不停电。方案二具有良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故35kV侧接线采用方案二。图3.2 35KV电压侧接线方案3.2.2 10kV电压侧接线35110kV变电所设计规范规定，当变电所装有两台主变压器时，610kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。本变电站10kV侧线路为10回，可采用双母线接线或手车式高压开关柜单母线分段接线两种方案，如图2.3所示。方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的手车断路器来替代需要检修的工作的手车断路器。采用手车式高压开关柜，可不设置旁路设施。图3.3 10kv电压侧接线方案 综上所述,本变电站主接线如图3.4所示110kv变电站低压侧未采用限流措施，待计算短路电流之后，再采用相应的限流措施。最简单的限制短路电流的方法是使变压器低压侧分列运行。变压器低压侧分列运行，限流效果显著，是目前广泛采用的限流措施。在变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器用的很少，母线电抗器体积大、价格高且限流效果较小，出线上装电抗器，投资最贵，且需造两层配电装置室，在变电站中应尽量少用。3.2.3 站用变压器低压侧接线站用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源，站用变压器低压侧接线采用单母线分段接线方式，平时分裂运行，以限制故障范围，提高供电可靠性。380V站用电母线可采用低压断路器（即自动空气开关）或闸刀进行分段，并以低压成套配电装置供电。站用变压器低压侧接线如图3.5所示。图3.5站用变压器低压侧接线第四章 短路电流计算第一节 短路电流计算的目的与一般规定4.1.1 短路电流计算的目的1.在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2.在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4.在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5.按接地装置的设计，也需用短路电流。4.1.2 短路电流计算的一般规定1.验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。2.选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3.选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4.导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。第二节 短路电流的计算步骤与短路点的选择目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如下：1.选择要计算短路电流的短路点位置；2.按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；2）选取基准容量 和基准电压Ub（一般取各级的平均电压）；3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；4）由上面的推断绘出等值网络图；3.对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标么值，即转移电抗；4.求其计算电抗；5.由运算曲线查出短路电流的标么值；6.计算有名值和短路容量；7.计算短路电流的冲击值；1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值： 有名值： 2）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量： 短路电流冲击值： 8.绘制短路电流计算结果表4.2.1 三相短路电流计算在最大运行方式下对三相短路的情况进行计算。(1) 画出计算电路图，如图4.1(a)所示。图4.1计算电路图及其等值网络图4.2 等值网络化简（2）制订等值网络如图3.2(b)所示，进行参数计算。 选取,计算各元件的标幺值。发电机 发电机 线路 线路 线路 变压器、 将计算结果注于图4.1(b)中。(3)计算各短路点的短路电流当短路发生在点时， 计算各电源对短路点的转移电抗和计算电抗，如图4.2(a)所示。 S对的转移电抗为对的转移电抗为对的转移电抗为各电源的计算电抗如下查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。对于发电机G1用汽轮发电机计算曲线数字表，对于G2用水轮发电机计算曲线数字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式计算。所得结果填入表4.1。计算短路电流的有名值，将所得结果填入表4.1。计算短路电流冲击值，将所得结果填入表4.1。计算短路全电流最大有效值，将所得结果填入表4.1。计算短路容量，将所得结果填入表4.1。当短路发生在点时， 计算各电源对短路点的转移电抗和计算电抗，如图4.2(b)所示。 对的转移电抗为对的转移电抗为对的转移电抗为各电源的计算电抗如下= 查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。对于发电机G1用汽轮发电机计算曲线数字表，对于G2用水轮发电机计算曲线数字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式= 计算所得结果填入表4.1计算短路电流的有名值，将所得结果填入表4.1。计算短路电流冲击值，将所得结果填入表4.1。计算短路全电流最大有效值，将所得结果填入表4.1。计算短路容量，将所得结果填入表4.1。当短路发生在点时，分两种情况进行短路电流计算。第一种情况：变压器低压侧并列运行，计算各电源对短路点的转移电抗和计算电抗，如图4.2(c)、4.2(d)所示。消去图3.2(c)中的结点a，得图4.2(d)。S对的转移电抗为G1对的转移电抗为G2对的转移电抗为各电源的计算电抗如下 查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。对于发电机G1用汽轮发电机计算曲线数字表，对于G2用水轮发电机计算曲线数字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式计算。所得结果填入表2.1。计算短路电流的有名值，将所得结果填入表4.1。计算短路电流冲击值，将所得结果填入表4.1。计算短路全电流最大有效值，将所得结果填入表4.1。计算短路容量，将所得结果填入表4.1。第二种情况：变压器低压侧分列运行，计算电路图及其等值网络如图4.3所示，网络变换如图4.4所示。图4.3变压器低压侧分列运行计算电路图及其等值网络 计算各电源对短路点的转移电抗和计算电抗，如图4.4(a)、4.4(b)所示。图4.4变压器低压侧分列运行等值网络化简对的转移电抗为对的转移电抗为对的转移电抗为各电源的计算电抗如下查计算曲线数字表，求出短路周期电流的标幺值。对于发电机G1用汽轮发电机计算曲线数字表，对于G2用水轮发电机计算曲线数字表，系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式计算。计算短路电流的有名值，将所得结果填入表4.1。 计算短路电流冲击值，将所得结果填入表4.1。计算短路全电流最大有效值，将所得结果填入表4.1。 计算短路容量，将所得结果填入表4.1。表4.1短路电流计算结果短路点编号短路类型电源名称电源计算电抗0s短路电流周期分量2s短路电流有名值4s短路电流有名值短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路容量标幺值有名值三相短路S4.552.172.172.17G10.224.940.350.180.17G20.402.770.200.190.20小计2.722.542.546.934.13518.21三相短路S2.043.183.183.18G10.166.761.580.630.58G20.303.730.870.690.70小计5.634.504.4614.368.55341.29三相短路S1.286.706.706.70G10.254.353.421.961.10G20.472.331.831.861.99小计12.010.59.7924.9614.88207.84三相短路S0.683.563.563.56G10.313.492.741.831.82G20.581.871.471.641.81小计7.777.037.0919.8111.81134.58注：主变低压侧并列运行;主变低压侧分列运行。4.2.2 站用变压器低压侧短路电流计算对于1000V以下低压网络的短路电流计算，还应考虑以下特点：(1)可按无穷大容量供电的计算短路电流方法进行计算。(2)因电阻值较大，感抗值较小，所以短路电流中各元件的有效电阻，包括开关和电器触头的接触电阻均应计入。(3)多匝电流互感器的阻抗，仅当三相都装有同样互感器时，才予考虑。(4)低压电器元件的电阻多以m?计因而短路电流一般采用有名值计算比较方便。在设计和运行实践中，已经总结出了1000 V以下低压网络的短路电流计算结果，并制成表格，为简化计算，本设计站用变压器低压侧网络的短路电流计算值直接查表，并记入表4.2。表4.2 站用变压器低压侧短路电流计算结果变压器容量（KVA）100变压器阻抗电压4%变压器高压侧短路容量(MVA)200三相正 负序单相相零计算电阻(m)32.63128.59计算电抗(m)55.79180.583.561.04第三节 短路点的具体分布与短路电流计算结果相短路计算结果见表3.3表4.3 短路电流计算结果短路点编号短路类型0s短路电流周期分量有名值2s短路电流有名值4s短路电流有名值短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路容量f三相短路2.722.542.546.934.13518.21f三相短路5.634.504.4614.368.55341.29f三相短路12.010.59.7924.9614.88207.84f三相短路7.777.037.1919.8111.81134.58注: f 主变低压侧并列运行；f主变低压侧分列运行。第五章 导体和电气的选择与校验第一节 导体和电器选择的一般规定电器选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。(1)按正常工作条件选择电器额定电压和最高工作电压在选择电器时，一般可按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即额定电流电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤其是小环境）条件当气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是，应采取措施。(2)按短路情况校验短路热稳定校验短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为式中 短路电流产生的热效应；、电器允许通过的热稳定电流和时间。电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为或式中 、短路冲击电流幅值及其有效值；、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定：1)容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后510年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。2)短路种类一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。3)计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和，即而 式中 断路器全开断时间；后备保护动作时间；断路器固有分闸时间；断路器开断时电弧持续时间开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间应为主保护时间和断路器固有分闸时间之和，即第二节 电气主接线的选择方案5.2.1 高压断路器的选择高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。(1)110kV线路侧及变压器侧选用LW11-110型户外SF断路器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；额定开断电流：，合格；短路关合电流：，合格；动稳定校验：，合格。热稳定校验：=6.93kA,合格；(2)35kV线路侧及变压器侧选用ZW7-40.5型户外真空断路器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；额定开断电流：，合格；短路关合电流：，合格；动稳定校验：，合格；热稳定校验：，合格。(3)10kV线路侧选用KYN28A-12(Z)高压开关柜，柜内装设ZN63-12断路器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；额定开断电流：，合格；短路关合电流：=24.96kA，合格；动稳定校验：，合格；热稳定校验：，合格。(4)10kV变压器侧选用KYN28A-12(Z)型高压开关柜，柜内装设ZN63-12断路器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；额定开断电流：，合格；短路关合电流：=24.96kA，合格；动稳定校验：，合格；热稳定校验：，合格。本变电站高压断路器选择如下(1)110kV线路侧及变压器侧：选择LW11-110型户外断路器。计算数据LW11-110U110(KV)U110(KV)I206.7(A)I1600(A)I2.72(KA)I31.5(KA)i6.93(KA)I80(KA)Q6.53(KAS)It3969(KAS)i6.93(KA)i80(KA)(2)35kV线路侧及变压器侧：选择ZW7-40.5型真空户外断路器计算数据ZW7-40.5U35(kV)U40.5(kV)I346.42(A)I1600(A)I5.63(kA)I31.5(kA)i14.36(kA)I80(kA)Q21.17(kAs)It3969(kAs)i14.36(kA)i80(kA) (3)10kV线路侧：选择KYN28A-12(Z)/1250-31.5型高压开关柜计算数据KYN28A-12(Z)/1250-31.5U10(kV)U12(kV)I189.4(A)I1250(A)I12.0(kA)I31.5(kA)i24.96 (kA)I80(kA)Q111.86 (kAs)It3969(kAs)i24.96 (kA)i80(kA)(4)10kV变压器侧：选择KYN28A-12(Z)/2000-31.5型高压开关柜。计算数据KYN28A-12(Z)/2000-31.5U10(kV)U12(kV)I1212.47(A)I2000(A)I12.0(kA)I31.5(kA)i24.96 (kA)I80(kA)Q111.86 (kAs)It3969(kAs)i24.96 (kA)i80(kA)5.2.2 隔离开关的选择隔离开关也是变电站中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。1.隔离开关的主要用途：(1)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。(2)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。(3)分、合小电流因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器关合电容电流不超过5A的空载线路。(1)110kV隔离开关选用GW5-110/1000-80型隔离开关。额定电压：，合格；额定电流：，合格；动稳定校验：，合格；热稳定校验：，合格。(2)35kV隔离开关选用GW4-35D/1000-83型隔离开关。额定电压：，合格；额定电流：，合格；动稳定校验：，合格；热稳定校验：，合格。2.本变电站隔离开关的选择(1)110kV：选择GW5-110/1000-80计算数据GW5-110/1000-80U110(kV)U110(kV)I206.7 (A)I1000(A)Q6.53(kAs)It2311(kAs)i6.93(kA)i80(kA)(2)35kV：选择GW4-35D/1000-83计算数据ZW7-40.5U35(kV)U12(kV)I346.42(A)I1000(A)Q21.17(kAs)It2500(kAs)i14.36(kA)i83(kA)3. 电流互感器的选择互感器（包括电流互感器TA和电压互感器TV）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A)，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。本变电站电流互感器选择： (1)110kV电流互感器：选用LCWB6-110型电流互感器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；，合格；热稳定校验：，合格。内部动稳定校验：，合格。(2)35kV电流互感器：线路侧选用LZZB8-35型电流互感器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；热稳定校验：，合格；内部动稳定校验：，合格。变压器侧选用LR-35型电流互感器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；热稳定校验：，合格；内部动稳定校验：，合格。(3)10kV电流互感器：选用LZZBJ9-10型电流互感器。额定电压：，合格；额定电流：，合格；热稳定校验：，合格；内部动稳定校验：，合格。110kV线路侧及变压器侧选用LCWB6-110型瓷绝缘户外电流互感器，校验合格。35kV线路侧选用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型装入式电流互感器，校验合格，配置位置参见主接线图；35kV变压器侧选用LRD-35、LR-35型装入式电流互感器，校验合格，配置位置参见主接线图。10kV线路侧及变压器侧选用LA-10型穿墙式电流互感器，校验合格。5.2.3 电压互感器选择及校验3110kV高压配电装置设计规范规定，用熔断器保护的电压互感器可不验算动稳定和热稳定。(1)110kV电压互感器：出线电压互感器选用TYD-110成套电容式电压互感器，母线电压互感器选用JDCF-110单相瓷绝缘电压互感器。一次回路电压：，合格；二次回路电压：110/，合格。(2)35kV电压互感器：母线电压互感器选用JDZXW-35单相环氧浇注绝缘电压互感器。一次回路电压：，合格；二次回路电压：110V，合格。(3)10kV电压互感器：母线电压互感器选用JSZK1-10F三相相环氧浇注绝缘电压互感器。一次回路电压：，合格；二次回路电压：110V，合格。出线选用TYD110/3型成套电容式电压互感器，校验合格。110kV母线选用JDCF-110型单相瓷绝缘电压互感器，校验合格。35kV母线选用JDZXW-35型单相环氧浇注绝缘电压互感器，校验合格。10kV母线选用JSZX1-10F型三相环氧浇注绝缘电压互感器，校验合格。5.2.4 高压熔断器选择及校验对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流容量两项来选择。(1)35kV高压熔断器，选用RXW-35/0.5型户外跌落式高压熔断器，额定电压：，合格；断流容量：=341.29MVA，合格。(2)10kV高压熔断器，选用RN2-10/0.5型户内限流式高压熔断器，额定电压：，合格；断流容量：=207.84MVA，合格。35kV母线电压互感器选用RXW-35/0.5型户外跌落式高压熔断器保护，校验合格。10kV母线电压互感器选用RN2-10/0.5型户内限流式高压熔断器保护，校验合格。5.2.5 本变电站母线选择及校验(1)110kV母线选择110kV汇流母线按最大可能负荷68000kW计算,则在当地常温25时，最大持续工作电流为：归算到温度为t=40，则式中温度校正系数。该级汇流母线采用管型母线,选择LGJ185，载流量为510A。 热稳定校验：，合格； 电晕校验： ，合格。(2)35kV母线：该电压等级母线选用管型母线LGJ185，载流量为510A。热稳定：，合格；电晕电压： ，合格。(3)10kV母线：选用单条矩形铝母线LMY11010，其载流量1663A。热稳定：，合格；动稳定：取跨度l=100cm，相间距离a=30cm，震动系数=1，截面系数=24cm水平平行放置的母线中产生的最大机械应力为母线允许应力为，合格。第六章 配电装置第一节 概述目前，110KV高压配电装置常采用的布置形式有屋内布置和屋外布置两大类；屋内布置又分为普通电器安装在屋内布置、110KV断路器小车屋内布置、SF6全封闭组合电器（G I S）屋内布置三种形式。采用普通电器安装在屋内布置和110KV断路器小车屋内布置，每个间隔宽度可以设计成6.5米，跨度约12米，占地面积相当，投资也相差不大，多用在城郊或污染较严重地区。SF6全封闭组合电器（G I S）屋内布置占地最小，运行维护最好，但投资较高，多用在城市中心和用地非常紧张的地方。目前，广大农村和县城更多地采用屋外布置形式，故本文将屋外布置形式作为研究对象。屋外布置分为屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三种形式。半高型布置是将母线与母线隔离开关升高，把断路器、电流互感器等设备直接布置在升高母线的下方，使配电装置跨度尺寸减少，但由于进出线间隔不能合并，各占一个间隔，使横向面积增大，对于进出线回路多的变电站，多采用该布置。高型布置是将母线与母线隔离开关上下重叠布置，适用于双母线布置，屋外中型布置是将所有电气设备都安装在地面设备支架上，母线下不布置任何电气设备，具有布置比较清晰、不易误操作、运行可靠、施工和维修都比较方便、构架高度低、造价低等的优点，是本文研究的几种接线最适合选用配电装置选型。在110KV变电站中，与普通中型配电装置相对应的110KV母线设计，多采用软母线，该型配电装置在我国已有30多年运行历史，各地电业部门无论在运行维护还是安装检修方面都积累了比较丰富的经验。第二节 配电装置设计原则与要求配电装置应满足以下基本要求：(1)配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。(2)保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选用设备，在布置上力求整齐、清晰、保证具有足够的安全距离。(3)便于检修、巡视和操作。(4)在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。(5)安装和扩建方便。第三节 配电装置的布置配电装置设计的基本步骤：(1)根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式；(2)拟定配电装置的配置图；(3)按照所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照配电装置设计技术规程的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置的平、断面图。普通中型配电装置，我国有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力好造价比较低，缺点是占地面积较大；半高型配电装置占地面积为普通中型的47%，而总投资为普通中型的98.2%，同时，该型布置在运行检修方面除设备上方有带电母线外，其余布置情形与中型布置相似，能适应运行检修人员的习惯与需要。高型一般适用于220kV及以上电压等级。本变电站有三个电压等级，110kV主接线不带旁路母线，配电装置采用屋外中型单列布置；35kV主接线带旁路母线，配电装置采用屋外半高型布置；10kV配电装置采用屋内成套高压开关柜布置。各电压等级配电装置断面图见设计图纸02电力-毕业设计-36。第七章 防雷保护与接地装置变电站的防雷保护具有以下特点：(1)变电站属于“集中型”设计，直接雷击防护以避雷针为主。(2)变电站设备与架空输电线相联接，输电线上的过电压波会运动至变电站，对电气设备过程威胁。因此变电站要对侵入波过电压进行防护，主要手段是避雷器。(3)变电站内都安装有贵重的电气设备，如变压器等，这些电气设备一旦受损，一方面会对人民的生活和生产带来巨大损失，造成严重后果；另一方面，这些设备的修复困难，需要花费很长时间和大量金钱，给电力系统本身带来重大经济损失。所以变电站要采取周密的过电压防护措施。(4)为了充分发挥防雷设备的保护作用，变电站应有良好的接地系统。7.1 变电站直击雷防护：户外配电装置一般都采用避雷针做为直击雷保护，本变电站直击雷防护采用避雷针，变电站围墙四角各布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。本站东西向长99m，南北向宽68m，占地面积6732m，110kV配电装置构架高12.5m，35kV终端杆高13.5m。屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。本站避雷针设置如图02电力-毕业设计-10所示。7.2 侵入波过电压防护：已在输电线上形成的雷闪过电压，会沿输电线路运动至变电站的母线上，并对与母线有联接的电气设备构成威胁。在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施。7.3 进线段保护：所谓进线段保护是指临近变电站12km一段线路上的加强型防雷保护措施。当线路无避雷线时，这段线路必须架设避雷线；当沿线路全长架设避雷线时，则这段线路应有更高的耐雷水平，以减少进线段内绕击和反击的概率。7.4 三绕组变压器和变压器中性点的防雷保护：三绕组变压器只要在低压任一相绕组直接出口处装一个避雷器即可。110kV中性点有效接地系统，若变压器不是采用全绝缘，则应在中性点加装一台避雷器。变电站直击雷防护采用避雷针，变电站围墙四角各布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。本站东西向长99m，南北向宽68m，占地面积6732m，110kV配电装置构架高12.5m，35kV终端杆高13.5m。避雷针保护范围计算如下：各针保护半径式中，p高度影响系数，当h30m是，p=1；h避雷针高度； 被保护物高度。四针保护半径为两针间的保护宽度为结 论毕业设计是在完成了理论课程和毕业实习的基础上对所学知识一次综合性的总结，是工科学生完成基础课程之后，将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，是为以后走向工作岗位能更好的服务社会打下基础是重要环节。通过本次毕业设计，我树立了工程观点，能初步联系实际，基本掌握了110kV变电站电气主接线设计的基本步骤和方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，进一步巩固了电力生产的专业知识，掌握了工程绘图、CAD绘图方面的知识、方法，掌握了科技论文写作的一般知识及科技文献资料的查找技巧，为以后从事设计、运行和科研工作，奠定必需的知识基础。110kV变电站电气一次部分初步设计的过程，是对所学知识进行的一次检验和实践，从而使电力专业知识得到巩固和加深，逐步提高了分析问题和解决问题的能力。在设计的过程中，我查阅了大量的文献资料，积累了丰富的第一手材料，在主接线设计、电气设备选择、平面布置等具体设计任务中进行了大量的比较、计算、优化有效的培养了自己分析问题、解决问题的能力，并使专业知识得到巩固和升华。在设计工程中，因为时间近、任务重，特别是CAD制图难度比较大，经常是通宵达旦的计算、绘图，十分辛苦。这使我深深感受到了奋战在我国电力系统设计第一线的专家、工程师和技术人员的辛劳，对他们为我国电力事业所付出的汗水所做出的贡献表示深深的敬意。在以后的学习和工作中，我将继续发扬这种能吃苦的精神，为我国电力事业发展做出应有的贡献。但在本次设计中仍有不足与疏漏。在设计过程中，虽然有老师的耐心讲解，有大量的文献资料可供查阅，但对于一些具体问题，比如PT、CT二次侧的选择条件、复杂网络的短路电流计算等，仍感觉吃不透，我将在以后的工作、学习中扬长避短，发扬严谨的科学态度，使所到的知识不断升华。参考文献1弋东方电力工程电气设计手册（电气一次部分）1989年12月第1版中国电力出版社2弋东方电力工程电气设备手册（电气一次部分上、下册）1998年10月第1版中国电力出版社3范锡普发电厂电气部分1995年11月第1版中国电力出版社4黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料1987年6月第2版水利电力出版社5国家电力公司成套设备部城乡电网建设改造设备使用手册（技术参数分册）2001年10月第1版中国电力出版社6何仰赞温增银电力系统分析（上、下册）2002年1月第3版华中科技大学出版社7中国工程建设标准化协会电气工程委员会注册电气工