资源描述
摘 要本设计是针对“ZYA市新建110KV变电站”一次设计的要求，对电力系统及变电所的具体情况进行了分析与说明，对主变压器和主接线进行了设计与选择，并进行了短路电流的计算，根据所求的结果和已知的数据确定了母线、母线引下线、断路器、隔离开关、绝缘子、避雷器等必需的电气设备，且对变电所进行了防雷设计。根据变电所给定的负荷，我们不难对主变进行选择，并用一级和二级负荷对其容量的选择进行校验，根据远景与近景负荷的比较确定一期工程主变的台数。电气主接线的设计是变电站电气设计的主体，在设计中应以任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为保证供电可靠、调度灵准绳，结合工程实际情况在活、满足各项技术要求的前提下兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资。导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一，电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不一样，具体选择的方法也不完全相同，但对它们都有一致的要求，电气设备要能可靠的工作，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。配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。以本设计来看110KV宜采用室外形式，35KV和10KV宜采用室内形式。为了预防和限制雷电的危害性，变电站中还应采用防雷措施和防雷保护装置。关键词：断路器隔离开关配电装置避雷器AbstractThis design aims at the request which WH the city newly built 110KV transformer substation time designs, has carried on the analysis and the explanation to the electrical power system and the transformer substation special details, has carried on the design and the choice to the main transformer and the host wiring, and has carried on the short-circuit current computation, according to result and known data determination generator, generator download, circuit breaker, isolator, insulator, and so on which asks essential electrical equipment, also has carried on the anti-radar design to the transformer substation.According to the given load substation, we not difficultly change to the host carry on the choice, and carries on the verification with level of and two level of loads to its capacity choice, changes the Taiwan number according to the prospect and the close view load quite definite issue of project host. The electrical host wiring design is the transformer substation electricity design main body, in the design should take the project description as the basis, take the national economic construction policy, the policy, the technical stipulation, the standard as the criterion, the union project actual situation in the guarantee power supply reliable, the dispatcher nimble, satisfies each specification under the premise to give dual attention to the movement, the maintenance is convenient, as far as possible saves the investment. The conductor and the electrical equipment choice is one of electrical design main contents, in the electrical power system each kind of electrical equipment function and the working condition are dissimilar, concrete choice method quite same not less than, but all has the unanimous request to them, the electrical equipment must be able the reliable work, must carry on the choice according to the regular service condition, and according to short-circuits the condition to verify the thermally stable and to move stably. The power distribution equipment is according to the electrical host wiring connection way, by the switch electric appliance, the protection and the survey electric appliance, the generator and the essential supporting facility sets up the overall installment which but becomes. By this design looked 110KV suitably uses outdoor form, 35KV and 10KV suitably uses in the room the form. In order to prevent with the limit thunder and lightning hazardous nature, in the transformer substation also should use the anti-radar measure and the anti-radar protective device.Key words: circuit breaker disconnectswitch switchyard lightning arrester目 录前言11 电力系统概述31.1 电力系统分析31.2 变电站总体分析51.2.1 建设规模51.2.2 选址概况51.3 负荷分析52 主变压器的选择82.1 主变容量选择应考虑问题82.2 主变额定容量的选择计算82.3 变压器相数的形式的选择92.3.1 变压器相数的选择92.3.2 绕组数和绕组连接方式的选择92.3.3 主变阻抗和调压方式的选择102.3.4 容量比102.3.5 变压器各侧电压的选择103 电气主接线设计113.1 电气主接线设计113.2 主接线设计应该考虑的基本问题113.3 主接线的设计步骤123.3.1 110V电压等级接线方式的确定123.3.2 35KV 电压等级主接线的分析设计133.3.3 10KV 电压等级主接线的确定144 短路电流的计算164.1 选择基准容量164.2 计算各线路电抗174.3 对应的标幺值174.4 系统电抗174.5 各电压侧计算185 电气设备的选择245.1 电器选择245.1.1 导体和绝缘子245.1.2 电气设备245.2 选择导体和电器设备的技术条件245.3 母线选择和负荷出线选择的计算过程255.3.1 110KV母线选择255.3.2 110KV侧主变引下线265.3.3 35KV母线发热及稳定性较验计算书275.3.4 35KV侧主变引下线的计算285.3.5 10KV侧电气计算书295.3.6 10KV侧主变引下线的计算305.4 电气设备的选择315.4.1 断路器选择和隔离开关的选择315.4.2 110KV侧计算书325.4.3 35KV侧计算书335.4.4 10KV侧计算书345.5 电压互感器和电流互感器的选择386配电装置设计406.1 配电装置设计406.1.1 配电装置概述406.1.2. 配电装置设计原则406.1.3 配电装置型式选择406.1.4. 各电压等级配电装置设计416.1.5 35KV及10KV配电装置设备列表427 防雷保护447.1 变电所的直击雷保护447.2 雷电过电压波的防护45总结47致谢48参考文献49 前 言变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应，建国以来，我国的电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。变电站的设计，除了能够满足用电的需求的基本条件外，还必须考虑到自身的建站经济性、调度的灵活性和可靠性，并易于扩建和升级改进成微机综合自动化。变电站自动化的发展将是以后变电站发展的主导方向，它不但节省了人力、物力、财力，而且从更大程度上可以保证供电质量，提高供电的可靠性。1 电力系统概述1.1 电力系统分析电力系统规划，设计与运行的根本任务是在国家发展计划的统筹计划下，合理开发动力资源用最少的支出（含投资和运行成本）为国民经济各部门与人民生活提供充足，可靠和质量合格的电能，根据国民经济的需要和能源，在电力系统规划中就已经对有功电源的安排，受端系统的建设电源的接入，系统见的联络线，无功电源与电压控制，继电保护与安全自动，调度自动化与通信做了统筹的安排与考虑。电力系统的运行与其他电力系统相比较，有非常明显的特点：1. 传递速度快，过渡时间短。2. 电能不能大量存储，电能的生产，输送，分配，使用是同时进行的。3. 与现代工业，农业，科学技术以及整个国家的国防事业都有紧密的联系。电力系统根据其生产的特点，必须满足下列要求：1. 保护供电的可靠性如果供电中断将会使生产停顿，人民生活发生混乱，甚至危及人身设备安全，造成十分严重的后果。所以在任何情况下，都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。根据负荷允许停电程度的不同，将负荷分成3级：第级：如果停电将造成人身，设备事故，生产废品，使生产秩序长期不能恢复或产生严重政治影响，使人民生活发生混乱等。第级：如果停电将造成大量减产，使人民生活受到影响。第级：不属于第、级的负荷，如工厂的附属车间，小城镇等。对于第级负荷，至少要有由两个独立电源供电，其中每一个电源的容量，都应在另一个电源发生故障时仍能完全保证级负荷的用电；对第级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定，而对第级负荷，一般不学要备用电源。2. 保证良好的电能质量电压、频率和波形是电能的质量指标，也是电器设备设计和制造的主要技术参数。当电力系统运行电压和频率超过允许的偏移值时，将影响设备的安全运行，并可能造成减产，产生废品等。我国规程规定：1035KV及以上电压供电的用户和对电压质量有特殊要求的低呀用户允许偏移为（正负）5%；频率允许偏移为（正负）5%HZ。3. 保证系统运行的经济性电能的生产规模大，其消耗的一次能源站国民经济能源总消耗的比重很大。 电力系统运行有三个主要经济指标，即生产每度电的能源消耗量（煤耗量、油耗量、水耗量等），生产每度电的有用电量（自用电率），以及供、配电每度电在电力网中的电能损耗量（线损率）应在电力系统中开展经济运行工作，在安全、可靠地发供电及电能质量达到一定指标的前提下，合理地安排各类发电厂所承担的负荷力求降低能源消耗，厂用电率和电力网的输配电损耗等，以求得最大的经济效益。1.2 变电站总体分析1.2.1 建设规模该变电站电压等级为：110/35/10KV线路回数：110KV近期2回，远景发展2回 35KV近期3回，远景发展2回 10KV近期9回，远景发展2回1.2.2 选址概况该变电所位于ZYA市郊东南郊，交通便利，变电所的西边为10KV负荷密集区，主要有棉纺厂，食品厂，印染厂，真挚厂，柴油机厂，橡胶厂以部分失去用电。变电所以东主要有35KV的水泥厂，耐火厂以市郊其他用电。该变电所所址海拔220m，地势平坦，为非强地震区，输电线路走廊阔，架设方便，全线为黄土层地带，地耐力为2.41.3 负荷分析表1-1 35KV负荷情况35电压负荷名称最大负荷（mW）负荷组成 ()自然力率(h)线长(km) 备注近期远景一二 水泥厂11.5215300.9350020水泥厂21.5215300.9400020耐火厂11.515350.9500018备用12.50.915备用22.50.91535KV侧负荷分析：水泥厂1和水泥2及耐火厂以及市郊的备用线路，停电将可能出现残次品或造成机器设备的损坏，导致严重的经济损失，必须对生产和人民群众的生活进行连续可靠的线路电能。表1-2 10KV负荷情况电压等级负荷名称最大负荷mW负荷组成 ()自然力率(h)线长(km) 备注近期远景一二 10kv棉纺厂122.520400.7555003.5棉纺厂222.520400.7555003.5印染厂11.5230400.7850004.5印染厂21.5230400.7850004.5毛纺厂2220400.7550002.5针织厂11.520400.7545001.5市区11.5220400.825002市区21.5220400.825002食品厂1.21.515300.840001.5备用1 1.50.78备用21.50.7810KV侧负荷分析：主要针对棉纺厂1、2；印染厂1、2；市区等，其中第、级负荷比重较大。停电意味着出现残次品或造成机器设备的损坏，带来严重的经济损失，甚至出现事故。为能确保对企业单位可靠的供电，保证工业区的各项工作顺利进行，不能因中断供电或电能质量的问题给企业生产造成影响。2 主变压器的选择2.1 主变容量选择应考虑问题根据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的、负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷运行的60%正常运行。2.2 主变额定容量的选择计算1. 根据各电压等级侧出线数目的多少选择各电压等级的同时系数：中压35KV侧出线回路数为3回，故可取Kt=0.9； 低压10KV侧出线回路数为9回，取Kt=0.85由负荷资料表的数据经计算得到：2.变压器的近期计算容量：3. 由选择条件：装有2台及以上主变压器的变电所，其中一台事故断开，其余变压器的容量应保证该所60%的全部负荷。 得：那么一台主变电压器的容量16.59MVA。故可选用主变容量为:31.5MVA. 4.校核条件：一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷正常供电，即： 则： 成立，满足条件要求。 又有： 显然满足条件： 所以选取结果如下：可选主变容量为:25MVA台数2台 2.3 变压器相数的形式的选择2.3.1 变压器相数的选择由相关规程规定，若站址地势开阔，交通运输方便也不是由于容量过大无法解决制造问题宜选择三相变压器。2.3.2 绕组数和绕组连接方式的选择在电力工程电气设计手册和相应规程中指出：在具有三种电压的变电所 中，如果通过主变所各绕组的功率达到该变电站容量的15%以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所内需要装无功补偿设备时，主变压器宜选择三绕组变压器，结合本次设计的具体110KV变电所的实际情况，都应该选择三绕组变压器。2.3.3 主变阻抗和调压方式的选择电力系统电气设计手册和相应规程中指出：变压器各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系统内的调压手段和并列运行等的方面进行综合考虑，并应以对工程起决定性作用的因素来确定。2.3.4 容量比变压器的绕组容量有100/100/100、100/100/50和100/50/50等几种，对于100KV变压器总容量不大，其绕组容量对于造价影响不大，所以宜采用100/100/100的容量比。2.3.5 变压器各侧电压的选择作为电源侧，为保证想线路末端供电的电压质量，即保证在有10%电压损失的情况下，线路末端的电压应保证在额定值。所以，电源侧的主变压器按照10%额定电压选择，而降压变压器作为末端可以按照额定电压选。所以，对本次设计的110KV变电站，考虑选择节能新型的变压器，110KV侧选110KV, 35KV侧选37KV， 10KV侧选10.5KV。3 电气主接线设计3.1 电气主接线设计主接线设计应该满足的基本要求：应该考虑可靠性、经济性、灵活性、扩建可能性等，同时应该考虑国家的方针政策，如不占或少占良田；尽量选用国家过关的设备；采用新设备应该经过试验等。3.2 主接线设计应该考虑的基本问题1电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，它要求用规定的设备文字和图形符号，并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置全部基本组成和连接关系，代表该变电站电气部分的主体结构，是电力系统结构网络的重要组成部分。它的设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，我们要重视电气主接线的设计。2. 110KV进线回路数为4回，出线回路数为2回，为了使进出线断路器在检修时不停电，经过初步考虑采用方案(1) 单母线分段接线(2)单母线接线35KV和10KV侧电压级出线回路数比较多，而且多为直接馈线、电压较低，而且供电负荷中含有大量的一级负荷和二级负荷，为了保证供电的可靠性及灵活性，不至于对重要的电力负荷中断供电，经过初步考虑采用方案(1)单母分段的主接线形式 (2)单母线。3.3 主接线的设计步骤3.3.1 110V电压等级接线方式的确定图3-1 主接线方案表3-1 110KV侧主接线方案比较基本要求/方案方案1 ：单母线分段方案2 ：单母线可靠性1.无论检修断路器或变压器故障时，均不会造成重要的电力负荷停电。1.供电可靠性差。2.设备维护及维修都要对负荷停止供电。灵活性1.电气主接线的结构简单，调度灵活性较高。2.易于扩建和扩展。1.运行方式相对简单，调度灵活性差。2.易于扩建和扩展经济性1.使用的电气设备较少，投资相对较小，年运行费用较低。2.占地面积比较小。1. 选择轻型的电气设备，投资较少，年运行费用较低。2.占地面积比较小。通过对以上几种可行性方案的比较可知，110KV 电压级，综合考虑各种因素，电气主接线的基本要求以及市区的经济水平等，最后，选定单母线分段的接线主接线形式。这种电气主接线形式可以满足该市郊经济发展的需要，而且也进行长远的考虑，随着经济的发展，市区用电总负荷也将会不断增加，现在的总电能已经不能满足各行各业发展的需要，必须进行扩建才能满足需求，因此，电气主接线要留有一定的余量，能够进行再扩建，选择单母线分段的电气主接线形式还是比较好的3.3.235KV 电压等级主接线的分析设计图3-2 主接线方案表3-2 35KV侧主接线方案比较基本要求/方案方案1 ：单母线分段方案2 ：单母线可靠性1.无论检修断路器或变压器故障时，均不会造成重要的电力负荷停电。1.供电可靠性差。2.设备维护及维修都要对负荷停止供电。灵活性1.电气主接线的结构简单，调度灵活性较高。2.易于扩建和扩展。1.运行方式相对简单，调度灵活性差。2.易于扩建和扩展经济性1.使用的电气设备较少，投资相对较小，年运行费用较低。2.占地面积比较小。1. 选择轻型的电气设备，投资较少，年运行费用较低。2.占地面积比较小。由表中分析可以知道，35KV 电压级，综合考虑主接线的基本要求，合理考虑市区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况，通过比较，最后选择第方案：单母线分段的电气主接线形式。这种主接线形式能够满足市区各级电力负荷的用电要求，考虑了今后随着经济的发展，还有扩建和扩展的可能，另外，由于出线回路数比较多，且各回路出线的负荷大小也不一样，因此，选择了单母分段电气主接线形式。3.3.310KV 电压等级主接线的确定10KV电压等级下两种电气主接线形式如上图，综合考虑该电压等给下主接线的基本要求，合理分析出线回路数的多少和重要负荷的容量，结合该地区电力负荷的基本情况以及市区的经济状况，比较结果如下：选择第单母线分段的电气主接线形式，考虑到今后随着经济的发展，还有扩建和扩展的可能性，因此在设计时应留出一定量了扩展空间。综上分析可以得出：市区新建变电站的电气主接线形式为，110KV、35KV、10KV电压级均采用单母线分段的主接线形式.4 短路电流的计算作电力系统结构简图的等值电路图图4-1 电力系统等值电路图4.1 选择基准容量Sb=100MVA Ub1=115KV Ub3=10.5KV则基准电流基准电抗4.2 计算各线路电抗4.3 对应的标幺值4.4 系统电抗4.5 各电压侧计算1. 110KV等效图：图4-2 等效图图4-3 等效图 图4-4 等效图图4-5 等效图忽略次要因素对线路电流的影响1.1 计算系统电流对短路点的电抗值1.2 计算短路点的短路电流参数1按、查汽轮机的计算表得：当 短路电流周期分量标幺值：取1.2秒时/2取0.6秒时得到:取4秒时：因t=和t=4秒时，它们所对应的曲线重合所以2 35KV侧故障时短路电流的计算过程系统等效图可以转化图4-6 等效图 图4-7 等效图图4-8 等效图 图4-9 等效图(因阻抗值无负值所以取0)因计算电抗时相等，3 10KV侧故障时短路电流的计算过程图4-10 等效图 图4-11 等效图图4-12 等效图+由于两个计算电抗都大于3.5可知 =0, =1.2, =0.6, =, 时 I相等即 且计算结果如表4-1表4-1 短路电流计算结果短路母线(KA)(KA)(KA)I(KA)（KA）110KV母线9.0768.8369.15810.0923.135KV母线6.66.66.66.616.810KV母线16.416.416.416.441.755 电气设备的选择5.1 电器选择导体和绝缘子导体的选择主要有：各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级的绝缘子以及绝缘子数目多少的计算等。电气设备电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管、开关柜的选择及其一次接线的编号。5.2 选择导体和电器设备的技术条件参考导体和电器的选择设计技术规定第条: 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。即：其中，一般按照选择电气设备的额定电压。第条: 选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流，由于高压开路电器没有连续过载能力，在选择其额定电流时，应满足各中可能运行方式下回路持续工作电流的要求。在断路器、隔离开关、空气自然冷却限流电抗器等电器各部分的最大允许发热温度，不超过交流高压电器在长期工作时的发热GB763-74所规定的数值情况下，当这些电器使用在环境温度高于+40（但不高于+60）时，环境温度每增加1，减少额定电流的1.8%；当使用在环境温度低于+40时，环境温度每降低1，增加额定电流的0.5%，但其最大过负荷不得超过额定电流的20%。即：（1）对于导体：（2）对于电器：5.3 母线选择和负荷出线选择的计算过程5.3.1110KV母线选择1.1按导体长期发热允许电流选择截面： 选择型号为LGJ-240的钢芯铝绞线，屋外载流量为610A1.2 热稳定校验：短路持续时间为：周期分量的热效应：考虑到保护的动作时限t1s,故不计算非周期分量的热效应正常导体运行时导体温度 根据电力系统电气设备选择与实用计算查表2-32，当时，导体的运行极限温度为；满足短路时发热的最小导体截面为满足热稳定要求。故选择型号为LGJ-240的钢芯铝绞线，屋外载流量为610A5.3.2110KV侧主变引下线110K侧室外型主变引下线一般用刚芯铝绞线LGJ母线截面选择，我们选用接近的LGJ-185其，导体70允许电流为。按相关规定导体安装在屋内时其温度应取当地月平均最高温度+5故导体环境温度为25。热稳定效验，短路持续时间为：周期分量的热效应考虑到保护的动作时限t1s ,故不计算非周期分量的热效应正常运行时导体温度：取最小温度值查电力系统电气设备选择与实用计算表2-32得C=99，所以满足短路时发热的最小导体截面为即满足热稳定要求。故电压为110KV软导型号为LGJ-185。35KV母线发热及稳定性较验计算书(1)按长期发热允许电流选择截面，查电力手册选单条40mm4mm距形铝导体，平放时允许电流为456A， K=0.92热稳定效验，短路持续时间为：周期分量的热效应考虑到保护的动作时限t1s,故不计算非周期分量的热效应正常运行时导体温度： 查电力系统电气设备选择与实用计算表2-32得C=89，所以满足短路时发热的最小导体截面为 即能满足热稳定要求。动稳定效验：因为是单条矩形铝导体，所以无须进行热稳定校验。5.3.4 35KV侧主变引下线的计算母线截面选择，由于母线传输容量大，长度超过20m故按经济电流密度选择截面查电力手册当T=5000h时，J=0.8A/m查电力手册得，我们选用50mm10mm距形导体，导体允许电流为Ial=565A， K=0.92热稳定效验，短路持续时间为：周期分量的热效应由于t1S故不计算非周期热效应,所以非周期热效应是：正常运行时导体温度：查电力系统电气设备选择与实用计算表得当时C=93，所以满足短路时发热的最小导体截面为即能满足热稳定要求。动稳定效验：由于采用的是单条矩形导体，所以不需进行动稳定校验。5.3.5 10KV侧电气计算书按长期发热允许电流选择截面，查电力手册选单条距形铝导体，平放允许电流Ial=1663A， K=0.92热稳定效验，短路持续时间为：周期分量的热效应由于t1S故不计算非周期热效应正常运行时导体温度：查电力系统电气设备选择与实用计算得,当时C=87所以满足短路时发热的最小导体截面为即能满足热稳定要求。5.3.610KV侧主变引下线的计算母线截面选择，由于母线传输容量大，5000h，长度超过20m故按经济电流密度选择截面查电力手册当T=5000h时，J=0.8A/m ，电力手册得，我们选用两条125mm8m距形导体，导体平放允许电流为 ，K=0.92热稳定效验，短路持续时间为：周期分量的热效应 因t1S故不计算非周期热效应正常运行时导体温度： 查电气手册C=97满足短路时发热的最小导体截面为 即满足热稳定要求。5.4 电气设备的选择5.4.1 断路器选择和隔离开关的选择断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，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工作，起着保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大的特点是能断开电器负荷电流和短路电流。根据电力工程设计手册中高压断路器选择规定：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断路器。综合考虑，尽量利用经过国家鉴定推荐使用的新产品，又110KV为检修方便，选用SF6断路器，35KV也选用SF6断路器，10KV侧采用真空断路器。5.4.2 110KV侧计算书（1） 断路器选择根据110KV侧的额定电压，及安装在屋内的要求，查电气手册，可选SW4-110G型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为110KV侧断路器选择列表：表5-3 断路器的选择计 算 数 据SW4-110/1000110KVUN110KV210.9A1250A9.076KA31.5KA23.1KA22.1KA315.61724=23.1KA22.5KA（2） 隔离开关的选择由UNS=110KV Imax=210.9A 查附表7可选用GW4-110D/600-50型号的隔离开关。隔离开关选择列表：表5-4 隔离开关的选择计算数据GW-110D/600-50UNS110KVUN110KVImax210.9AIN205.1AQk315.61（KA）2SI2t*t312.1KA）2Sish23.1KAies22.7KA由上表可见所选隔离开关GW4-110D/600-50合格。5.4.335KV侧计算书根据35KV侧的额定电压，及安装在屋内的要求，查电气手册，可选SN10-35/1000型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为110KV侧断路器参数列表：表5-5 短路器参数列表计 算 数 据SN10-35/100035KV35KV409.6A408.5A6.6KA5.7KA16.8KA16.4KA130.68(KA)2SI2tt129.5(KA)2S16.8KA16.4KA5.4.410KV侧计算书根据10KV侧的额定电压，及安装在屋内的要求，查电气手册，可选SN10-110/603型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为隔离开关选择参数列表：表5-6 隔离开关参数列表计 算 数 据SN10-10/3000-4.4310KV10KV288.9A287.6A16.4KAInbr16.1KA42.77KA42.7KA268.96(KA)2SI2tt265.7(KA)2S42.77KA42.76KA分段断路器的选择根据10KV侧的额定电压，要求，查电气手册，可选型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为断路器选择列表如下：表5-7 断路器选择列表计 算 数 据SN10-10/2000-4.4310KV10KV1150A1147A11.32KA11.21KA30.45KA29.4KA139.67(KA)2SI2tt135.4(KA)2S30.45KA30.21KA用户出线断路器选择根据110KV侧的额定电压，及安装在屋内的要求，查电气手册，可选SN10-10/630-43.3型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为断路器选择列表如下：表5-8 断路器选择列表计 算 数 据SN10-10/63010KV10KV216.51AA11.32KAKA30.45KAKA139.67(KA)2SI2tt(KA)2S30.45KAKA断路器和隔离开关选择一览表：表5-9 断路器和隔离开关选择列表设备项目断路器隔离开关110KV出线SW4-110/3150GW-110D/600-50/110KV分段SW4-110/3150GW-110D/600-50/110KV主变引下线SW4-110/3150GW-110D/600-50/35KV出线SN10-35/100035KV分段SN10-35/100035KV主变引下线SN10-35/100010KV出线SN10-10/3000-43.310KV分段SN10-10/2000-43.310KV主变引下线SN10-10/630-165.5 电压互感器和电流互感器的选择依据电力工程设计手册对电压互感器配置的规定：由电压互感器的选择条件我们分别选出110KV、35KV、10KV压互，型号分别为：JCC1-110型油浸式、JDJJ-35型油浸式、JSJW-10型三相五柱电压互感器它们二次侧电压均为5A依电流互感器的选择条件 分别选出各电压等级的电流互感器具体如下：110KV侧：主变引下线的电压互感器选： LCWB-60（50-1600/）母联的电压互感器选： LCWB-60(50-1600)35KV侧： 主变引下线的电压互感器选： LRD-35（600/5）母联的电压互感器选： LRD2-35（600/5）用户出线的电压互感器选： LR2（75/5）10KV侧：主变引下线的电压互感器选： LAJ-10W（2000-6000/5） 母联的电压互感器选： LAJ-10W（1000-1500/5） 用户出线的电压互感器选： LAJ-10W1（300/5）电压互感器与电流互感器选择结果列表：表6-10 电压和电流互感器选择列表电压级别设备类型110KV35KV10KV电压互感器JCC1-110JDJJ-35JSJW-10分段电流互感器LCWB6-110GYW2600/5LRD-35600/5LAJ-10W11500/5出线电流互感器LCWB6-110GYW2600/5LR2-3575/5LAJ-10W1300/5主变引下线电流互感器LCWB6-110GYW21600/5LRD-35600/5LAJ-10W12000/56配电装置设计6.1 配电装置设计 配电装置概述配电装置是变电所的重要组成部分。是全面贯彻国家方针政策的重要环节，对变电所的多快好省的建设和安全，经济可靠的运行有重要意义。它是根据电气主接线，由开关电器，保护和测量电器，母线和必要的组建而成，用来接受和分配的装置。6.1.2. 配电装置设计原则依据高压配电装置设计技术规程SDJ585中第条规定：高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修的要求，合理的制定布置方案和选用设备，并积极慎重地采用新布置，新设备和新材料，使设计技术先进，经济合理，可靠运行，巡视方便，同时注意节约三材。6.1.3 配电装置型式选择（1）选择配电装置应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约土地并保证运行和检修的要求，通过技术经济比较，35KV及以下配电装置宜采用屋内型。（2）当采用管型母线的配电装置时，管母选用单管或分裂结构，固定方式宜采用支撑式或悬挂式，当地震烈度为8度及以上宜选用悬挂式。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方针和技术经济政策，如节约土地。2) 保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求清晰，整齐，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。6.1.4. 各电压等级配电装置设计（1） 110KV侧配电装置型式选择WH市位于市郊，由于技术发展，新上项目均为全室内设计，自动化程度高，检修不受天气影响，虽然造价高，但可靠性更好，便于检修。最好采用全室内装置。 （2） 35KV侧配电装置设计35KV侧配电装置屋内与屋外相比较，在经济上两者总投资接近，因屋内式电器投资较屋外略少，而土建投资又稍高于屋外式，但屋内式具有节约用地、便于运行维护、防污等优点，且参考以上原则可知，应采用屋内配电装置。又考虑到WH市郊变电站35KV侧采用了单母分段型式的主接线，为了提高运行可靠性，节约用地，故采用手车式高压开关柜，所以35KV配电装置采用屋内单层式。 （3）10KV侧配电装置的型式选择依据上述原则，10KV配电装置一般采用屋内配置。当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置。考虑到RM市地区经济较发达，且主接线为单母分段接线型式，故采用手车式开关柜。6.1.5 35KV及10KV配电装置设备列表35KV侧设备如下表：表6-1 35kv侧设备列表序 号名 称规 格单 位数量近期远期05出线柜GBC-35-05面4220主变进线柜GBC-35-20面1165电压互感器柜GBC-35-65面289避雷器柜GBC-35-89面253母线分段柜GBC-35-53面134母线分段柜GBC-35-34面1穿墙套管CWL-35/630支33穿墙套管CWL-35/630支12610KV侧设备如下表：表6-2 10kv侧设备列表序 号名 称规 格单 位数 量01出线柜JYN2-10-01面1240主变进线柜JYN2-10-40面220电压互感器柜JYN2-10-20面240母线分段柜JYN2-10-40面144母线分段柜JYN2-10-44面103并联电容器柜JYN2-10-03面204穿墙套管CWWL-10/2000支67 防雷保护7.1 变电所的直击雷保护如果让雷电直接击中变电所设施的导电部分，则出现的雷电过电压波很高，一般都会使引起绝缘的闪络或击穿。所以必须按装避雷针或避雷线对直击雷进行防护，让变电所需要保护的设备和设施均处于其保护范围之内。我国规定：（1）11OKV及以上的配电装置，一般将避雷针装在构架上。但在土壤电阻率的地区，仍宜装设独立避雷针以免发生反击。（2）35KV及以下的配电装置应采用独立避雷针来保护。（3）60KV的配电装置，在的地区宜采用独立避雷针；在的地区容许采用构架避雷针变电所的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针支数、高度、装设位置，验算它们的保护范围，应有的接地电阻，防雷接地装置设计等。对于独立避雷针，则还有一个验算它对相邻配电装置构架及其接地装置的空气间距及地下距离的问题。保护措施：1. 110KV配电装置；装设避雷针或装设独立避雷针，架空线路上可以装设避雷针（网），使被保护的建筑或线路均处于接闪器的保护。2. 主变压器：装设避雷针3. 屋外导线：装设独立避雷针4. 空间高度超出45m的钢筋混凝土结构，钢构建筑物，都应采用防侧雷和等电位的保护措施7.2 雷电过电压波的防护保护措施：装设筏式避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电波的辐值。在入户应加设避雷器，并将其与绝缘子铁脚，尽具连在一起接至电气设备的接地装置上。靠近建筑物的两其电杆上的绝缘子铁脚应接地，其冲击接地电阻不应大于30。1. 110KV、10KV每段母线上均装设一组避雷器。2. 变压器中性点装一个避雷器或在变压器低压侧的一相上设置一台避雷器，被设计在10KV的一相上装避雷器；3. 110KV侧每一相上为分级绝缘且装有隔离开关，故雷每相装设一个避雷器。变电站的防雷设计计算过程保护范围计算：根据下表中的公式： 表7-1 保护半径计算公式列表建筑物高度条件rx 的计算公式选避雷针高度，本设计取h=32m 则 P = =0.97保护半径为：两针之间的保护范围用公式：设 则 所以 所以只要在被保护物的水平面上各个双针的均在，那多针组成的多边形中间部分都在联合保护范围之内，所以根据计算需要采用四只避雷针，可满足保护范围使得全所不受雷电的袭击。确保变电站在雷电天气时能够正常稳定运行，保证供电的可靠性。在确定避雷针布置时，首先考虑到利用照明灯塔，同时应满足避雷针与配电装置带电部分在地中和空气中应有最小距离要求，每支避雷针够架5m以上，其接地线在地下与设备接地线相距3m以上。总 结本次毕业设计针对110KV变电站一次设计的要求我们分别对主变的选择、主接线的确定、短路电流的计算、电气设备的以及变电所的防雷设计等做了具体分析。随着科技的发展，社会经济的增长，人们对电力的需求日益增大对电能质量的要求不但提高。这就要求我们的电力系统有足够的可靠性，我们在建设变电站时为了保证电力系统的稳定运行，使电力系统的运行不至于受外界条件的影响，所以我们设计了全室内变电所，本变电所的优点在于它不因天气的变法而导致无法对电力系统的检修。在设计母线的运行方式时，因考虑到经济性和可靠性以及实用性，最终我们采用了单母分段的主接线形式。雷电的袭击可使变电所处于摊贩状态，严重时可导致火灾造成重大伤亡。为了保证生命及财产的安全所以我们要足够的重视变电所的防雷设计。普通阀式避雷器它既经济性能又可靠，是中小变电所的首选。随着社会的进步科技的发展新型电气设备的脱颖而出，而使高度自动化的变电所成为主题。利用微机和自动控制装置来监控各个电气设备，这样我们即使不到控制现场也能达到监视和控制的目的，这就是“无人值班变电站”。科技的发展社会的进步这将踌使“无人值班变电站”成为以后变电站发展的主角。致 谢作为一名即将完成学业，离开学校生活的我，我要感谢母校，是她给我创造了一个学习的机会，让我在这里学到了很多知识；我要感谢学校的各位领导，是他们正确的领导给我们创造了美好的学习生活环境；感谢父母，是他们的大力支持，让我顺利完成了学业；感谢各位老师，是他们传授给我的知识；感谢各位同学和朋友，是他们让我的学习和生活充满乐趣。感谢你们！在这里我要特别感谢司纪凯老师，在论文的完成过程中，我得到了司老师悉心的教导和培养。他为我在学习方法、写作思路等各面给予了许多的启迪。同时,我在此论文的写作过程中也得到了吕老师、蒋老师，王老师，段老师，田老师，等其他老师的指导，他们为我在计算机应用、发电厂电气部分、防雷保护、高电压技术等方面确实给予了极大帮助。在此，我对这几位老师表示崇高的敬意和诚挚的感谢！本设计因为时间仓促，设计水平有限，本设计中难免有错误，希望老师批评指正。参考文献1熊信银.发电厂电气部分.中国电力出版社， 20042焦
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