KV变电所电气部分设计.doc

目 录摘要前言设计任务书第一章 主接线的确定2第一节 电气主接线的拟订2第二节 对三个方案进行经济、技术比较5第三节 变压器的选择6第二章 短路电流计算9 第一节 电力系统短路电流计算条件9第二节 不对称短路电流的计算20第三章 电气设备的选择26第一节 断路器的选择26第二节 隔离开关的选择30第三节 母线的选择33第四节 互感器的选择38第五节 避雷器的选择42第六节 熔断器的选择44第四章 变电站主变压器的继电保护设计47第一节 瓦斯保护的整定47第二节 变压器纵差动保护47第三节 变压器的电流保护48第四节 变压器的零序保护48摘 要本毕业设计是对110KV变电所电气部分的初步设计，说明书的主要设计内容为拟订电气主接线方案并进行技术经济比较、最大和最小运行方式下短路电流计算、电气设备的选择、配置主变压器继电保护并进行整定计算。这次毕业设计是将大学四年所学的理论知识进行一次综合运用,也是对“电气工程及其自动化”所学的相关基础理论、专业知识掌握程度的检验。关键词毕业设计；电气主接线；短路电流；变压器保护 前 言电能有许多的优点，随着电力工业和国民经济的可持续发展,电力已成为国民经济建设中不可缺少的动力，并广泛应用于一切生产和日常生活方面。我们这次设计的题目是：110KV变电所设计。改变电站为终端降压变电所，电压等级110/35/10KV三级电压。2回110KV架空进线，线路长度一条为16.85KM，一条为14.52KM。110KV侧平均功率因数COS=0.85，T=4800h。110KV采用中性点直接接地的运行方式。35KV、10KV采用中性点不接地的运行方式。8回35KV出线，主要供电给煤矿（一类负荷），最大负荷为41.5MVA，其中重要负荷占60%，最大一回负荷为6MVA，COS=0.85，Tmax=5000h。35KV用户除本所外无别的电源。10回10KV出线，主要给部分工厂和民用（主要为二三类负荷）。最大负荷为18MVA，最大一回负荷为2MVA，COS=0.8，Tmax=4200h。110KV线路的主保护瞬时动作，后备保护动作时间为0.15S，35KV出线过流保护时间为2S，10KV出线过流保护工作时间为0.5S。变电所地处平原地区，海拔高度100M，年平均气温17C，最热平均气温35C，绝对最高气温为40C，最热月土壤温度为18C。我们组于6月1日接到设计任务书，根据要求我们组四人相互配合完成本次设计任务，主要设计内容为：1.拟定电气主接线；2.短路电流计算；3.主要一次设备选择；4.主变压器继电保护整定计算。设计任务于2006年6月20日之前完成。我在本次毕业设计中承担的主要设计任务是：承担一次电气设备的选择；参与主接线方案的设计与短路电流的计算；参与主变压器继电保护整定计算等。我们组在本次毕业设计过程中，始终本着综合运用理论知识和符合毕业设计要求而展开设计工作。查阅了发电厂电气设备、电力系统分析、电力系统继电保护、高电压技术等课程的内容，查阅了电力工程设计手册和标准，在次基础上拟定了电气主接线，进行了短路电流的计算和电气设备的选择，进行了继电保护的整定计算，最后根据设计要求绘出110KV变电所主接线图和保护配置图。这次设计检验了我在大学四年里所学的所有专业知识和实习期间所获得的生产知识。从而巩固、加深专业知识。学习和掌握水电站设计的基本方法和技能，还培养和提高独立分析和解决实习工程问题的能力。设计人：吴先涛2006年6月16日毕业设计任务书一、设计题目：110KV变电所设计改变电站为终端降压变电所，电压等级110/35/10KV三级电压。2回110KV架空进线，线路长度一条为16.85KM，一条为14.52KM。110KV侧平均功率因数COS=0.85，T=4800h。110KV采用中性点直接接地的运行方式。35KV、10KV采用中性点不接地的运行方式。8回35KV出线，主要供电给煤矿（一类负荷），最大负荷为41.5MVA，其中重要负荷占60%，最大一回负荷为6MVA，COS=0.85，Tmax=5000h。35KV用户除本所外无别的电源。10回10KV出线，主要给部分工厂和民用（主要为二三类负荷）。最大负荷为18MVA，最大一回负荷为2MVA，COS=0.8，Tmax=4200h。110KV线路的主保护瞬时动作，后备保护动作时间为0.15S，35KV出线过流保护时间为2S，10KV出线过流保护工作时间为0.5S。变电所地处平原地区，海拔高度100M，年平均气温17C，最热平均气温35C，绝对最高气温为40C，最热月土壤温度为18C。设计所系统1500MVA X1min=0.092 X1max=0.11火电为主 X2min=0.075 X2max=0.09 SB=100MVA二、设计内容：1.参与电气主接线方案的确定；2.承担主要电气设备选择；3.参与主变压器保护并进行整定计算；4.绘制相关图纸。第一章 主接线的确定第一节 主接线的拟定电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，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，灵敏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，必须正确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，确定主接线方案。一、 接线的设计原则在选择电气主接线时，应以下面各点作为设计依据；1、 在电力系统中的地位和作用电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。一般系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率交换和以中压供电，电压为330500KV；地区重要变电所，电压为220330KV，一般变电所为终端和分支变电所，电压为110KV；但也有220KV。2、 所的分期和最终建设规模变电所根据510年电力系统发展规划进行设计，一般装设两台（组）主变压器；当技术经济比较合理时，330500KV枢纽变电所也可装设34台（组）主变压器；终端或分支变电所如只有一个电源时，可只装设一台主变压器。3、 负荷大小的重要性（1）对于一级负荷必须有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部或大部分二级负荷不间断供电。（3）对于三级负荷一般只要一个电源供电。4、系统备用容量大小装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该所70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证拥护的一级和二级负荷。系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化。例如：检修母线或断路器时，变压器或发电机停运；故障时允许切除的线路、变压器和机组的数量等。设计主接线时，应充分考虑这个因素。二、 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵敏性和经济性三个要求（一） 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先满足这个要求具体如下；（1） 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。（2） 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回数和停运的时间，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。（3） 尽量避免变电所的停运的可靠性（二） 灵敏性主接线应满足在调度、检修及扩建的灵敏性。（1） 调度时应可以灵敏地投入和切除电压的线路，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行下的系统调度要求。（2） 检修时可方便地停运断路器母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网用户的供电。（3） 扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连接供电或停电时间最短的情况下投入变压器或线路而互不干扰，并且对一级和二级部分的改建工作量最少。（三） 经济性主接线在满足可靠性、灵敏性的要求下做到经济合理。根据以上原则结合所给的设计任务书，电气主接线拟定以下三个方案，如图所示； 图1-1 方案（1）图1-2方案（2）图1-3 方案（3）第二节 对三个方案进行经济技术比较一、 技术比较由于该变电所为终端将压变电所，35KV出线主要供电给煤矿（一级负荷），且无别的电源供电，为此必须时刻保证其用电。10KV出线主要供电给部分工厂及民用（二三级负荷）。可排除方案一。二、 经济比较在供电的可靠性和灵敏性大体相同的前提下，要做到经济合理，主接线应力求简单的断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一级设备。经济比较主要是指主接线方案的综合总投资O和年运行非U两大项进行综合效益比较（1） 综合总投资O主要包括变压器，配电装置等主体设备的综合投资及不可预见的附加投资，所谓综合投资，包括设备本体价格，附属设备费，主要材料费及安装费等各项费用的总和。即：（万元）（1-1） 注发电厂电气部分P194有方案（二）较方案（三）多两个断路器而变压器型号相同可知O（一）O（二）（2） 年运行费U的计算年运行费U主要包括一年中变压器的电能损耗费、小修、维护费及折旧费。即： （1-2） 注发电厂电气部分P194 由式（1-1）可知U(二)U(三)通过以上比较可最终确定方案(三)为最佳方案.第三节 变压器的选择主变压器性能直接关系到本变电站的可靠性，选择时除依据基本资料外取决于主接线形式、电压等级、传输功率以及系统联系，根据主接线方案应选择两台同型号的三绕组变压器。一、变压器容量的确定（1）主变压器容量一般按变电所建成510年的规划负荷选择，并适当考虑到运期1020年负荷发展。对于成郊变电所，主变压器容量应于城市规划相结合。（2）根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，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允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全负荷的70%80%即： (2-1) n为变压器的台数，取SN为40MVA表2-1变压器的参数型号额定容量（KVA）额定电压（KV）连接组损耗（KW）载电流（%）阻抗电压（%）总体质量（t）备注高压中压低压空载短路高中高低中低SFSQ7-40000/1104000011035105YNyNDd1154521009105171865414沈阳变注发电厂电气部分P480附表1-6由表所知： 归算到110KV侧得：化为表幺值为：第二章 短路电流计算一、短路计算的目的1）电气主接线的选取；2）选择导线的电气设备；3）确定中性点的接地方式；4）计算软导线的短路摇摆；5）定分裂导线间隔棒的距离；6）验算接地装置的接触电压和跨步电压；7）选择继电保护装置和进行整定计算。第一节 电力系统短路电流计算条件一、基本假设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）所有电源的电势相位角相同。3）系统中同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应的影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差120电气角度。4）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。5）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。6）输电线路的电容略去不计。根据以上假设和规定短路点的选取见方案（三）。共三个短路点，现分别计算如下：1当短路发生点时。网络图如下：为了判断符合负荷LD-1、LD-2是否供给冲击电流，须验算节点a、b的残压。当点发生短路时，由提供的短路电流为：负荷LD-1提供冲击电流。同理 0.8，负荷LD-2也提供冲击电流+SX2F1X1X3X7X4X6X5X8X2E2=0.8图2-1 （C）网络变换如下： +SX2F1X1E1=0.8+b图2-1（d）然后将由、组成的四支星形电路通过变化消去A点，如下图所示。 所以各点对短路点的转移阻抗为：SX2F1XfaXfbXfcEG1X2F1XfaXfcE3EG2=1图2-1（e） 标幺值： 有名值 当短路点发生在时经星网变换得：EG1E2EG2+XG2bf2E1+图2-2（a）所以各点对电源的转移阻抗为：（3） 当短路点发生时：经星网变换得有名值：第二节 不对称短路电流的计算一、计算说明：不对称短路计算，一般采用对称分量法。三相网络内任一组不对称（电流、电压等）都可以分解为三相不对称分量。由于三相对称网络中对称分量的独立性、即正序电势只产生正序电流和正序电压降，负序和零序亦然。因此可利用重叠原理。分别计算，然后从对称分量中求出实际的短路电流或电压值。以下所有短路电流计算均在最小运行方式下。 且+ 同三相对称计算的X=X+X=0.45 X=5.5二、制定短路点各序网络三、11点短路时x1(tmax)+X1(1)X3(1)+x1(tmax)X1(1)x1(tmax)+X1(2)X3(2)X1(2)Vac1)Vac2)+X1(0)Vac0)xff(2)+Vac2)xff(0)+Vac0)xff(0)+Vac0)+Eeq对于单相短路=X+X=0.231+0.416=0.64697 =3 I=0.5978 I= I=1.794对于两相短路点短路时=X=0.231 =I=1.136(KA)I= I=1.954(KA)点短路时=X=0.231 =I=3.57(KA)I= I=6.184(KA)点短路时=X=0.231 =I=12.497(KA)I= I=21.645(KA)对于两相接地短路点短路时=0.149=1.521I=1.38(KA)I= I=2.101(KA)2点短路时对于单相短路=X+X=0.231+0.416=6.058 =3I=0.268(KA)I= I=0.803(KA)3点短路时=X+X=0.231+0.416=6.058 =3I=0.936(KA)I= I=2.808(KA) 点短路时=0.106=1.716I=4.895(KA)I= I=8.3998(KA)点短路时=0.106=1.716I=26.97(KA)I= I=36.374(KA)表2-1短路电流计算结果短路点时间（t）短路点的电流来源短路点电流S1S2E1E2E1/2EG1/G210BM706237071378072309160481491102 B M456823971293067910870571364705 B M38011995126106621076056532214 B M2523132416640873113280697289420 B M066410960381062945087436916102B M5693939304640766348757521591105BM445173420496081829514868130294BM 253242890274045224444032877330 B M04552571041223753173183192326402 B M055932270522301422041273727105 B M058433170537310073424234104574 B M186010747491注：B表示标幺值M表示有名值E1/2是E1，E2的合并，EG1/G2是两输电线路的合并。第三章 电气设备的选择第一节 断路器的选择由于各种电气设备的具体工作条件并不完全相同，所以它们选择的具体方法也不完全相同，但基本要求相同，即保证电气设备可靠的工作。按照正常工作条件选择，并按短路情况校验其热稳定和动稳定。结合任务书，所有设备均选择平原型。一、110KV母线侧进出线断路器及母线分段断路器的选择断路器选择一般情况下所遵循的原则有以下几点：（1）该满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求；（2）按照当地环境条件校核；（3）力求技术先进和经济合理；（4）考虑远景发展的情况；1型号选择如图1-1方案3所示，110KV母线侧进线断路器及母线连接断路器的短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的断路器（3个）。为最大负荷之和：110KV母线的最大持续工作电流为：根据最大持续工作电流查发电厂电气部分P491附表2-17可选择型号为SW4-110型断路器，参数见表3-1。表3-1 110KV断路器参数表型号额定电压（KV）额定电流（KVA）额定开断电流（KA）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）备注SW4-110110100018455210.060.252断路器校验（1）开断电流校验 满足要求额定开断电流点次暂态电流（2）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（3）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（4）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流 （5）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，二、35KV母线侧进出线断路器及母线分段断路器的选择1型号选择如图1-1方案3所示，35KV母线侧进线断路器及母线连接断路器的短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的断路器（3个）。为最大负荷之和：35KV母线的最大持续工作电流为：根据该最大持续工作电流查发电厂电气部分P490附表2-16可得到：选择型号为SN10-35型断路器，参数见表3-2。表3-2 35KV断路器参数型号额定电压额定电流额定开断电流动稳定电流热稳定电流固有分闸时间合闸时间备注（KV）（KA）（KA）（KA）（S）（S）SN10-35351000248634248006042断路器校验（1）开断电流校验 满足要求额定开断电流点次暂态电流（2）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（3）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（4）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流 （5）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，三、10KV母线侧进出线断路器及母线分段断路器的选择1型号选择如图1-1方案3所示，35KV母线侧进线断路器及母线连接断路器的短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的断路器（3个）。为最大负荷之和：10KV母线的最大持续工作电流为：根据最大持续工作电流查发电厂电气部分P490附表2-16可得到：选择型号为ZN12-10型断路器，参数见表3-3。表3-3 10KV断路器参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）额定开断电流（KA）额定关合电流（KA）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）ZN12-10101250315808031506500752断路器校验（1）开断电流校验 满足要求额定开断电流点次暂态电流（2）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（3）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（4）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流 （5）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，第二节 隔离开关的选择一、110KV母线进出线隔离开关及母线分段隔离开关选择1型号选择如图1-1所示的方案3。110KV母线侧进出线隔离开关及母线分段隔离开关发工作情况，短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的隔离开关（3个）。110KV母线的最大持续工作电流为： 根据此持续电流查电力工程手册（3）P1377表26-4，选择型号为GW2-110/600的隔离开关，参数见表3-4。表3-4 110KV隔离开关参数表型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流（KA）5秒热稳定电流（KA）备注峰值有效值GW2-110/6001106005029142断路器校验（1）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（2）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（3）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流 （4）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，二、35KV母线进出线隔离开关及母线分段隔离开关选择1型号选择 如图1-1所示的方案3。35KV母线侧进出线隔离开关及母线分段隔离开关的工作情况，短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的隔离开关（29个）35KV母线的最大持续工作电流为： 根据此持续电流，查电力工程设计手册（3）P1377表26-4，选择型号为GW4-35/1000的隔离开关，参数见表3-5。表3-5 35KV隔离开关型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）5秒热稳定电流（KA）备注GW4-35/1000351000802152断路器校验（1）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（2）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（3）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流 （4）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，三、10KV母线进出线隔离开关及母线分段隔离开关的选择1型号选择如图1-1所示的方案3。10KV母线侧进出线隔离开关及母线分段隔离开关的工作情况，短路情况及基本要求一致，故可选用同一型号的隔离开关（23个）35KV母线的最大持续工作电流为： 根据此持续电流查发电厂电气部分P493表2-19,选择型号为GW30-10/1250的隔离开关，参数见表3-6。表3-6 10KV隔离开关参数表：型号额定电压（KV）额定电流（KA）动稳定电流峰值（KA）4秒热稳定电流（KA）备注GW30-10/1250101250100402断路器校验（1）额定电压校验 满足要求断路器额定电压电网额定电压（2）额定电流校验 满足要求断路器额定电流最大持续工作电流（3）动稳定校验动稳定额定电流短路冲击电流（4）热稳定校验热稳定电流，最大稳定短路电流，短路电流假想时间，热稳定允许作用时间，第三节 母线的选择根据矩形、槽形和管形母线的使用范围、母线的截面形状，应该保证集肤效应系数尽可能低、散热良好、机械强度高、安装简便和连接方便以及变电所的周围环境和实际情况母线的选择一、110KV母线的选择1母线型号选择原则应该按照母线上可能出现的最大持续工作电流考虑。依据最大持续工作电流和经济电流密度 查电力工程手册（1）P227表4-26，选择母线型号见表3-7。表3-7 110KV母线参数D（mm）截面载流量重量电阻集肤效应系数截面系数惯性半径19283.56050.7671.4021.00.3880.375窗体顶部 选择具体依据如下：，当温度不是25C时应该乘以温度校正系数。窗体底部相应于某一周围环境与母线放置方式下长期容许的电流值。母线正常发热允许最高温度一般取70C 电气设备的额定环境温度取25C经济电流密度截面：经济截面（mm2）经济电流密度（A/mm2），取1.15可选择此种型号的母线2母线校验（1）电晕电压的校验 对35KV及以下电压的母线和软母线应根据当地晴天气象条件校验电晕电压，使工作电压小于临界电晕电压 满足要求其中： =0.83 =300cm临界电晕电压 电网电压（4） 热稳定的校验 满足要求其中：所选用导线截面C与导线材料及发热温度有关的系数，一般取97 集肤效应系数断路器动作时间与后备保护动作时间之和 （3）动稳定校验 满足要求其中：短路冲击电流跨距相间距离母线截面系数振动系数，一般取1.0母线容许应力，钢芯铝绞线取二、35KV母线的选择1母线型号选择原则应该按照母线上可能出现的最大持续工作电流考虑。依据最大持续工作电流和经济电流密度 查电力工程手册（1）P227表4-26，选择母线型号见表3-8。表3-8 110KV母线参数D（mm）截面载流量重量电阻集肤效应系数截面系数惯性半径28615.810251.6620.481.052.1950. 70窗体顶部 选择具体依据如下：，当温度不是25C时应该乘以温度校正系数。窗体底部相应于某一周围环境与母线放置方式下长期容许的电流值。母线正常发热允许最高温度一般取70C 电气设备的额定环境温度取25C经济电流密度截面：经济截面（mm2）经济电流密度（A/mm2），取1.15可选择此种型号的母线2母线校验（1）电晕电压的校验 对35KV及以下电压的母线和软母线应根据当地晴天气象条件校验电晕电压，使工作电压小于临界电晕电压 满足要求其中： =0.83 =300cm临界电晕电压 电网电压（5） 热稳定的校验 满足要求其中：所选用导线截面C与导线材料及发热温度有关的系数，一般取97 集肤效应系数断路器动作时间与后备保护动作时间之和 （3）动稳定校验 满足要求其中：短路冲击电流跨距相间距离母线截面系数振动系数，一般取1.0母线容许应力，钢芯铝绞线取三、10KV母线的选择1母线型号选择原则应该按照母线上可能出现的最大持续工作电流考虑。依据最大持续工作电流和经济电流密度 查电力工程手册（1）P227表4-26，选择母线型号见表3-9。表3-9 110KV母线参数D（mm）截面载流量重量电阻集肤效应系数截面系数惯性半径35962.113702.60.371.074.2880.875窗体顶部 选择具体依据如下：，当温度不是25C时应该乘以温度校正系数。窗体底部相应于某一周围环境与母线放置方式下长期容许的电流值。母线正常发热允许最高温度一般取70C 电气设备的额定环境温度取25C经济电流密度截面：经济截面（mm2）经济电流密度（A/mm2），取1.15可选择此种型号的母线2母线校验（1）热稳定的校验 满足要求其中：所选用导线截面 C与导线材料及发热温度有关的系数，一般取97 集肤效应系数断路器动作时间与后备保护动作时间之和 （2）动稳定校验 满足要求其中：短路冲击电流跨距相间距离母线截面系数振动系数，一般取1.0母线容许应力，钢芯铝绞线取第四节 互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，电压互感器是一种小型变压器，电流互感器是一种小型变流器，它们是将电力系统的一次电压表，继电保护及自动装置的电压线圈或电流线圈供电。一、电流互感器选择1电流互感器型号选择电流互感器的选择，根据电流互感器安装处电网的额定电压，线路的最大持续工作电流，用途以及安装地点，分别找出此变电站的三个电压等级下的电流互感器。表3-10 110KV、35KV 、10KV电流互感器参数表：型号额定电流比（A）准确级次二此负荷0.5级10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数重量(kg)二次负荷倍数LCWD110600/505080 070125500LCWD351000/505120.8 3565150270LMC102000/505121.2 3275325077表3-11电流互感器二次侧负荷参数表:仪表名称及型号二次负荷U相W相电流表(46L1-A)0.35有功功率表(46D1-W)0.60.6无功功率表(46D1-VAR)0.60.6有功电能表(DS1)0.50.5无功电能表(DX1)0.50.5总计2.552.20电流互感器与仪表的连接导线截面的选择,按照最大相负荷阻抗选择。由于电流互感器为不完全星型，所以连接导线的长度为导线截面面积为：所以，可选择截面面积为16mm2的铜导线2设备的校验（1）额定电流的校验 () () ()各电压等级下的电流互感器的额定电流 各电压等级下的最大持续工作电流（2）热稳定的校验： 满足要求 满足要求 满足要求其中：热稳定倍数一次额定电流短路点次暂态电流（3）动稳定的校验 满足要求 满足要求 一次额定电流短路点次暂态电流动稳定倍数绝缘子的允许应力计算跨距一般取0.5m相间距一般取0.4m二、电压互感器的选择1电压互感器型号选择电压互感器是将电力系统的一次电压按照一定的比例缩小为要求的二次电压，向测量表计和继电器供电。根据电压互感器的用途、安装地点及无油化和绝缘等级要求。查电力工程设计手册（3）P1244表24-4得各电压等级电压互感器参数见表3-12表3-12 各电压等级电压互感器参数表：型号最大容量（VA）额定电压（KV）副线圈容量（VA）1级连接组别原线圈副线圈辅助线JCC-11020000.1500I/I/I-12-12JDJJ-351200150（0.5级）I/I/I-12-12JSJW-109601001120（0.5级）按照二次负荷选择互感器的原、副、辅助线圈分别接成星型、开口三角形。表3-13 电压互感器二次侧负荷统计表：仪表名称及型号仪表电压线圈仪表数目AB相BC相线圈功率（VA）cosdsindPabQabPbcQbc有功功率表（D1VAR）0.751.0021.501.50无功功率表（D1VAR）0.751.00201.501.5有功功率表（DSW）1.500.380.9521.142.851.142.85无功电能表（DX1VAR）1.500.380.9521.142.851.142.85负荷继电器（DY2）12.51.00112.5012.50电压表6.01.00212.0012.00复合电压启动（DY1）5.01.0015.005.00总 计33.287.233.287.2有上表可以得知,AB相与BC相的负荷是相等的,所以有：只要求对A相或B相校验即可，在计算时考虑绝缘监察电压表的损耗()。按照10KV的副线圈容量校验成立，那么110KV，35KV也成立，因为10KV副线圈容量最小，互感器二次侧所接的负荷大同小异，所以110KV，35同理校验亦成立。第五节 避雷器的选择本电站位于海拔100米的平原，雷电活动较少，但为了供电的可靠性和设备的安全，并考虑到被保护电器的绝缘水平和使用特点及安装地点；所以在110KV、35KV母线上设置了防雷保护，即在母线上放置阀型避雷器。一、35KV阀型避雷器的选择1避雷器型号选择根据电压等级，查电力工程设计手册（3）P1441表28-2，避雷器型号选择见表3-14表3-14 35KV避雷器参数：型号额定电压（KV）灭弧电压（KV）工频放电电压（KV）冲击放电电压（KV）冲击电流残压波形（KV）有效值峰值FZ-353541841041341341482校验（1） 灭弧电压校验灭弧电压系统最高相电压（2） 工频放电电压下限，上限 (条件y；） 满足要求工频放电电压下限工频放电电压上限变压器内部绝缘工频试验电压35KV下一般取（90100KV）（3） 5KA时的残压校验 满足要求避雷器在5KA时的残压变压器内绝缘冲击试验电压，35KV下一般取150KV 配合系数,取=1.1 二、110KV阀型避雷器选择1型号选择110KV阀型避雷器根据电压等级，查电力工程设计手册（3）P1441表28-2，选择型号参数见表3-15表3-15 110KV避雷器参数：型号额定电压（KV）灭弧电压（KV）工频放电电压（KV）冲击放电电压（KV）冲击电流残压波形（KV）有效值峰值（5KA）（10KA）FZ-110J1101002242683103323642校验（1）灭弧电压校验灭弧电压系统最高相电压（2）工频放电电压下限，上限 (条件y；） 满足要求工频放电电压下限工频放电电压上限变压器内部绝缘工频试验电压，110KV下一般取（300320KV）（3）5KA时的残压校验 满足要求避雷器在5KA时的残压变压器内绝缘冲击试验电压，110KV下一般取380KV 配合系数,取=1.1 第六节 熔断器的选择熔断器的型号和种类的选择，可根据安装地点、使用要求选择，作为电力线路、电力变压器短路或过载保护，可选用RW3RW7、RW9RW11等系列；作为电压互感器（3110KV）的短路保护，可选用RW10或者RWX0等系列。一、10KV熔断器型号选择1熔断器型号选择根据额定电压和最大持续电流并考虑电力变压器侧和电压互感器一次侧，所以可选用同一型号的熔断器，查发电厂电气部分P494表2-20，10KV熔断器型号、参数见表3-16。表3-16 10KV熔断器参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）最大开断容量（MVA）RW10-10F1016002002熔断器的选择校验（1）额定电压的校验 满足要求熔断器的额定电压 电网额定电压 （2）额定电流的校验（条件： ） 满足要求熔断器的熔断电流可靠系数，考虑电动机自启动时取（K=1.52.0）最大持续工作电流（3）额定开断电流的校验（条件： ）根据最大开断容量求： 满足要求最大开断电流最大开断容量（MVA）短路时的冲击电流二、35KV熔断器选择1型号选择根据额定电压和最大持续电流并考虑电力变压器侧和电压互感器一次侧，所以可选用同一型号的熔断器，查发电厂电气部分P494表2-20，10KV熔断器型号、参数见表3-17。表3-17 35KV熔断器参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）最大开断容量（MVA）RW10-353510006002熔断器的选择校验（1）额定电压的校验 满足要求熔断器的额定电压 电网额定电压 （2）额定电流的校验（条件： ） 满足要求熔断器的熔断电流可靠系数，考虑电动机自启动时取（K=1.52.0）最大持续工作电流（3）额定开断电流的校验（条件： ）根据最大开断容量求： 满足要求最大开断电流最大开断容量（MVA）短路时的冲击电流三、110KV熔断器选择1型号选择根据额定电压和最大持续电流并考虑电力变压器侧和电压互感器一次侧，所以可选用同一型号的熔断器，查发电厂电气部分P494表2-20，110KV熔断器型号、参数见表3-18。表3-18 110KV熔断器参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）最大开断容量（MVA）RW6-1101105007502熔断器的选择校验（1）额定电压的校验 满足要求熔断器的额定电压 电网额定电压 （2）额定电流的校验（条件： ） 满足要求熔断器的熔断电流可靠系数，考虑电动机自启动时取（K=1.52.0）最大持续工作电流（3）额定开断电流的校验（条件： ）根据最大开断容量求： 满足要求最大开断电流最大开断容量（MVA）短路时的冲击电流第四章 变电站主变压器继电保护设计一、变压器保护装置的一般原则1防御变压器铁壳内部短路和油面降低的瓦斯保护。2防御变压器线圈和引出线的多相短路，大接地电流电网侧线圈和引出线的接地短路以及线圈间短路的纵差动保护或电流速断保护。3防御外部相间短路并作瓦斯保护和纵差动保护（或电流速断保护）后备的过电流保护（或复合电压启动的过电流保护或负序电流保护）4防御大接地电流电网中外部接地短路的零序电流保护。第一节 瓦斯保护的整定一、瓦斯保护的确定1轻瓦斯保护轻瓦斯保护主要由瓦斯继电器实现，安装在变压器的油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕，瓦斯保护装置接线有信号回路和跳闸回路组成。本设计变电站的主变压器的容量为40MVA，将瓦斯继电器气体容积整定为280CM当变压器内部发生轻微故障，变压器严重漏油使油面降低时，瓦斯继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。2，重瓦斯保护重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为（0.60.5M/S），在整定流速时，均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油流速度整定为（0.61M/S）时,保护反映变压器内部故障是相间灵敏的,但是在变压器外部故障时,由于穿越性故障电流的影响,在导油管中油流速度均为(0.40.5M/S),因此,为了防止穿越性故障时,瓦斯保护误动作,可将油流速度整定在1M/S左右.第一节 变压器纵差动保护一、差动保护启动电流的整定原则1在正常运行情况下，为防止电流互感器二次回路断线时，引起差动保护误动作，保护装置的启动电流应该大于变压器的最大负荷电流。即2躲开保护范围外部短路时的最大不平衡电流。3变压器纵差动保护的启动电流都必须能够躲开变压器的励磁涌流影响。根据运行经验，差动保护的启动电流仍需要整定为。二、动作电流整定三、灵敏度校验 灵敏系数满足要求 第三节 变压器的电流保护一、为了反映变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，变压器应装设过电流保护。二、保护装置的启动电流应按照躲