110kv地区变电站电气一次部分设计1

110KV地区变电站电气一次部分设计学院工程学院班级2010级电气工程及其自动化二班姓名学号指导老师日期2013年6月25号摘要电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点。作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。与社会经济和社会发展有着十分密切的关系，它不仅是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。本设计讨论的是110KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。关键字变电站；短路计算；设备选择。110KV变电所电气一次部分设计目录1原始材料及其简单分析111原始材料112简单分析22设计说明书221电气主接线2211主接线设计的基本要求2212主接线的设计原则3213电气主接线的确定422主变压器选择523所用电的设计7231所用电的设计原则7232所用电源引接方式7233所用变压器的选择824短路电流计算9241短路电流计算目的9242短路电流计算内容9243短路电流计算结果925主要电气设备的选择10251主要电气设备的选择要求10252各电压等级电气设备的选择结果14253导线选择1426防雷设计15261避雷针的配置15262避雷器的配置163设计计算书1831负荷计算1832主变容量计算1833主变压器各绕组电抗标幺值计算1834短路电流计算18341110KV母线短路时短路电流计算1934235KV母线短路时短路电流计算2034310KV母线短路时短路电流计算2135电气设备的选择22351110KV侧电气设备的选择及校验2235235KV侧电气设备的选择及校验2635310KV侧电气设备的选择及校验3036导线的选择33361110KV母线的选择与校验3336235KV母线选择与校验3436310KV母线选择与校验35110KV变电所电气一次部分设计37避雷器的选择计算37371110KV侧避雷器的选择校验3737235KV侧避雷器的选择校验3737310KV侧避雷器的选择校验37参考文献39致谢40110KV变电所电气一次部分设计11原始材料及其简单分析11原始材料111地区电网的特点本地系统能满足本变电站的负荷需求，无需外系统的支援。112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（5）变电站站用负荷6753KVA113各等级电压的出线及传输容量1110KV出线6回235KV310KV本变清溪15000KW6KM本变玉塘15000KW423KM本变系统（两回）30000KW72KM每一回架空线电抗04018欧/KM本变滩岩8000KW36KM备用（两回）本变清溪8000KW6KM本变赤岩变5000KW15KM本变外塘变（两回）5000KW10KM备用（两回）本变氮肥厂12500KW2KM本变化工厂21500KW3KM本变医院（两回）1500KW5KM本变印刷厂2000KW4KM110KV变电所电气一次部分设计2114环境条件（1）当地年最高温度为40，年最低温度为5；（2）当地海拔高度为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1000M。115电气主接线要求尽量考虑设置熔冰措施。116短路阻抗系统作无穷大电源考虑117设计要求（1）电气主接线设计（发电厂电气部分）（2）主变压器的选择（发电厂电气部分）（3）站（所）用电设计（发电厂电气部分）（4）电气设备的选择（发电厂电气部分（5）电力系统继电保护设计（电力系统继电保护）（课程安排暂未学到，本设计略过）（6）配电装置的布置（发电厂电气部分）（7）防雷及过电压保护装置设计（高电压技术）12简单分析本设计主要通过分析上述供电系统和负荷资料，在此基础上，进行了各电压等级主接线方案的确定，同时，通过负荷计算，确定变压器的具体型号，接着，对最大持续工作电流及短路电流的计算，以及综合各个因素，确定了变电站主要电气设备的选型，最后，对变电站进行了防雷保护方案的确定，进而完成了变电站一次系统设计。2设计说明书21电气主接线电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备已规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定本变造纸厂2500KW6KM本变机械厂2500KW4KM备用（三回）110KV变电所电气一次部分设计3性的关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最佳方案。211主接线设计的基本要求（1）可靠性。所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。安全生产是电力系统的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。（2）灵活性。主接线的灵活性有一些几方面要求1，调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2，检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用的供电。3，扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。（3）经济型。经济型主要是投资省、占地面积小、能量损失小。212主接线的设计原则（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。根据变电所在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模。变电所主接线设计应根据510年电力系统发展规划进行。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响。变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。例如，当断路器或110KV变电所电气一次部分设计4母线检修时，是否允许线路。变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。213电气主接线的确定（1）110KV部分电气主接线110KV出进线数为6回，且考虑到熔冰的设置，宜采用双母线接线。且根据变电站110KV运行实际情况（采用SF6断路器，故障率较低，且采用微机保护装置，检修周期较长）和技术发展趋势，故110KV本期及远景均采用双母线接线并设母联断路器。（2）35KV部分电气主接线110KV变电所中的35KV配电装置，出线回路数不超过3回时，宜采用单母线接线，48回时宜采用单母线分段接线，8回以上时，宜采用双母线接线。本设计出现回路数有6回，宜采用单母线分段接线。（3）10KV部分电气主接线本设计10KV出现7回路出线及3备用回路，从经济性的角度考虑采用单母线分段的接线方式。（4）最后方案110KV采用双母线接线，35KV采用单母线分段接线，10KV采用单母线分段接线。图213最后电气主接线图110KV10KV35KV110KV变电所电气一次部分设计522主变压器选择221主变压器的选择原则1主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。2根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的7080。3为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。222主变压器台数的选择1对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。3对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。根据本原始材料等方面综合考虑，本设计的主变压器的台数选择2台。223主变压器容量的选择1主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。2根据变电所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其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；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080。3同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。110KV变电所电气一次部分设计6本设计给的原始材料中，35KV电压等级算得最大总负荷为18000KW；10KV电压等级最大负荷12500W。则算得总容量3051280K10K35KWSSV总考虑到两种负荷的同时率为09，线损率取5，取8年的规划时间计算，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080，这里取70计算，则主变容量确定为298051907KVASN总224主变压器型式的选择选择主变压器，需考虑如下原则1当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。2当发电厂与系统连接的电压为500KV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选用三相变压器。3对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等。，确定是否需要备用相。本设计的变电站是110KV变电站，综合考虑选用三相变压器。225绕组数量和连接形式的选择在有三种电压等级的变电站中，如果变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15及以上，或低压侧虽然无负荷，但需要在该侧装无功补偿设备时，所以宜采用三绕组变压器。变压器绕组连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有星接和角接，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星接，35KV也采110KV变电所电气一次部分设计7用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用角接。226主变压器选择结果查电力工程电气设计手册电气一次部分，选定变压器的容量为315MVA。由于降压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，本设计选用有载调压主变压器选SFSZ731500/110型，其参数如表23所示表23主变参数表额定电压KV负载损耗（KW阻抗电压型号额定容量KVA高压中压低压空载电流（）空载损耗（KW）高低高低中低高中高低中低连接组SFSZ731500/1103150011081253852251110950317510517565YN,YN0,D1123所用电的设计231所用电的设计原则变电所的所用电系统设计和设备选择，直接关系到变电所的安全运行和设备的可靠，对他的要求主要有（1）保证所用电源的可靠性；（2）调度灵活可靠，检修调试安全方便，系统接线要清晰、简单；（3）要考虑全所的扩建和发展规划，所用配电装置不值合理，便于维护管理，对全所系统的容量应满足要求，适当留有裕度；（4）设备选用合理、技术先进、注意节约投资、减少电缆用量；（5）变电所的所用电因为高压电动设备很少，一般动力负荷均为低压，故低压所用电压宜采用380/220V。232所用电源引接方式当所内有较低母线时，一般均采用这类母线上引接11个所用电源，这一所用电源引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能由不同电压等级的母线上分别引接两个所用电源，则更可保证所用电的不间断供电。本变电所所用电110KV变电所电气一次部分设计8接线设计，所用电源采用从10KV母线上引接两个的方式。因为10KV母线为单母线分段接线，所以所用电源分别接于10KV母线的段和段，互为备用，平时运行当一台故障时，另一台能够承担变电所的全部负荷。电压降落所用电力变压器的额定电压为10/04KV，其高压侧进线分别接于10KV侧母线的段和段，其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，提高供电可靠性高。所用电接线图如图22所示图22所用电接线233所用变压器的选择（1）所用变压器的选择原则所用电负荷按02变电所容量计，设置2台所用变相互备用。（2）厂用变压器的容量计算所用电负荷为6753KVA，选择2台，则每台厂用变压器的容量为由于本变电所最低电压等级10KV，可直接通过一级电压降落，选用两台变压器，最后降为所用电压380/220V，查电力工程电气设备手册电气一次部分，所选变压器的技术参数如表22所示22所用变压器参数10KV10KV110KV变电所电气一次部分设计9额定电压KV损耗W型号额定容量KVA高压低压连接组空载短路阻抗电压空载电流S6500/1050011、105、10、63、604Y,YN010304950415/324短路电流计算241短路电流计算目的在进行变电站一次部分设计时，通常要进行短路电流的计算，其目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；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网络设施的影响等。本设计希望通过进行短路电流的计算达到以下目的（1）电气主接线方案的选择。短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。（2）电气设备的选择。选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断能力等。（3）确定中性点的接地方式。对于35KV、10KV供配电系统，根据单相短路电流可确定中性点接地方式。（4）选择继电保护装置并进行整定计算。在考虑正确、合理地装设保护装置，在校验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。242短路电流计算内容（1）短路点的选取。各级电压母线、各级线路末端。（2）短路电流计算。110KV变电所电气一次部分设计10根据本设计的设计要求，只需进行最大运行方式下的三相短路电流。243短路电流计算结果短路电流计算一般只计及各元件（即发电机、变压器、电抗器、线路等）的电抗，采用标幺值来计算。在为选择电气设备而进行的短路电流计算中，如果系统阻抗（即等值电源阻抗）不超过短路回路总阻抗的510，将系统作为无限大电力系统进行计算。短路电流计算结果如表24所示。表24短路电流计算结构项目短路点（KA）（KA）SHI（KA）（KA）（KVA）1D46346311817049262425505501402583635011428142836421712485725主要电气设备的选择251主要电气设备的选择要求一、断路器的选择要求（1）额定电压和额定电流的选择SNUMAXI（2）额定开断电流的选择INBR（3）短路热稳定和动稳定校验热稳定KTQI2动稳定SHEI110KV变电所电气一次部分设计11二、隔离开关的选择要求隔离开关与断路器相比，在额定电压、电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。三、电流互感器的选择要求（1）一次回路额定电压选择SNU（2）额定电流比的选择（3）热稳定校验22TMDZKIT其中T为电流互感器的1S热稳定倍数。（4）动稳定校验DWMSHII其中DW为电流互感器的动稳定倍数。四、电压互感器的选择要求35KV110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；620KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘220KV及以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。一次电压1U，电压互感器额定一次线电压NUNNU901二次电压按下表25要求选择表25二次电压选择要求绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中用于中性点不直接接地或经消弧线圈接地系统110KV变电所电气一次部分设计12二次额定电压1003/101003/10准确等级电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下（1）用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为05级。（2）供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。（3）用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。（4）在电压互感器二次回路，同一回路接有几张不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。五、熔断器的选择要求高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。熔断器选择的具体技术条件如下1电压（328）NGU限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏，故应为NG2电流（329）NFFGII12MAX式中熔体的额定电流。NFI2熔断器的额定电流F13根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间，或熔断器与电源侧继电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。4断流容量110KV变电所电气一次部分设计13（330）KDCHII或式中三相短路冲击电流的有效值。CHI熔断器的开断电流。KD252各电压等级电气设备的选择结果一、110KV侧电气设备选择结果如表26表26110KV侧电气设备选择结果设备名称设备型号设备主要参数额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）断路器LW6110型6SF110315040额定电压（KV）额定电流（A）隔离开关GW4110/600110600额定电流比（A）电流互感器LB110/2600/52600/5额定变比电压互感器JCC110屋外式10310额定电压（KV）额定电流（A）最大开断容量三相）（MVA）高压熔断器RW61101101001000二、35KV侧电气设备选择结果如表27表2735KV侧电气设备选择结果设备名称设备型号设备主要参数额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）断路器SW235/1000248型351000248额定电压（KV）额定电流（A）隔离开关GW235/1000（户外型）351000额定电流比（A）电流互感器LMZD3511000/5电压互感器JDJ35额定电压（KV）110KV变电所电气一次部分设计14一次绕组二次绕组辅助绕组3501额定电压（KV）额定电流（A）最大开断容量三相）（MVA）熔断器RW93535052000三、10KV侧电气设备选择结果如表28表2835KV侧电气设备选择结果设备名称设备型号设备主要参数额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）断路器SN1010/2000433102000433额定电压（KV）额定电流（A）隔离开关GW210/2000102000额定电流比（A）电流互感器LAJ10/20006000/520006000/5额定变比电压互感器JDZ1010000/100额定电压（KV）额定电流（A）最大开断容量三相）（MVA）高压熔断器RN21010051000253导线选择一、导体的选择及校验要求（1）导体选型载流导体一般使用铝或铝合金材料，而在对铝有严重腐蚀的场合则使用铜导体。硬导体的截面一般为矩形、槽形和管形。（2）导体截面选择按导体长期发热允许电流选择。其计算式为ALKIMAX式中IMAX为导体所在回路中最大持续工作电流（A）；IAL为在额定环境温度025时导体允许电流；K为与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。110KV变电所电气一次部分设计15（3）电晕电压校验110KV及以上裸导体需要按晴天不发生全面电晕的条件校验，即裸导体的临界电压UCR应大于最高工作电压UMAX。（4）热稳定校验在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数KF的影响，由短路时发热的计算公式可得到短路热稳定决定的最小截面积SMIN为CQFKMIN式中C为热稳定系数；QK为短路电流热效应（A2S）。（5）动稳定校验1）单条矩形导体构成母线的应力计算。导体最大相间计算应力PH为WLFMPHPH02式中FPH为单位长度导体上所受相间电动力（N/M）；L为导体支柱绝缘子间的跨距（M）；M为导体所受最大弯矩（NM）；W为导体对垂直于作用力方向轴的截面系数（M3）导体最大相间应力PH应小于导体材料允许应力A1，即ALPH2）多条矩形导体构成的母线应力计算。同相母线由多条矩形导体组成时，母线中最大机械应力由相间应力PH和同相条间应力B叠加而成，则母线满足动稳定条件为ALBPH式中相间应力PH计算与单条导体计算相同，而条间应力B为BLFWMB2二、导体选择结果110KV母线选LGJ185型35KV母线选用1008型单条矩形铝母线10KV母线选用每相2条矩形铝导体1808012MM26防雷设计110KV变电所电气一次部分设计16261避雷针的配置一、避雷针的配置原则1、在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻10ER。当有困难时，可将该接地装置与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点沿接地线的长度不得小于15M。2、独立式避雷针与变配电装置在空气中的间距应符合各种规程规范的要求。二、避雷针位置的确定首先应根据变电所设备平面布置图的情况而确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程规范的要求。1、电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000N米的地区，宜装设独立的避雷针。2、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10N。3、35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15M的要求。262避雷器的配置避雷器是一种保护电器，用来保护配电变压器，电站和变电所等电器设备的绝缘免受大气过电压或某些操作过电压的危害。大气过电压由雷击或静电感应产生；操作过电压一般是由于电力系统的运行情况发生突变而产生电磁振荡所致。避雷器有两种（1）阀型避雷器按其结构的不同，又分为普通阀型避雷器和磁吹阀型避雷器。（2）管型避雷器，利用绝缘管内间隙中的电弧所产生的气体把电弧吹灭。用于线路作为防雷保护。110KV变电所电气一次部分设计17阀型避雷器应按下列条件选择（1）额定电压避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。（2）灭弧电压按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）；在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应取设备最高运行线电压的80。110KV母线接避雷器选FZ110型，其参数如下表所示表21工频放电电压KV型号组合方式额定电压KV灭弧电压KV不小于不大于FZ1104FZ30J11010022426835KV母线接避雷器选FZ35型，其参数如下表所示表22工频放电电压KV型号组合方式额定电压KV灭弧电压KV不小于不大于FZ352FZ1535418410410KV母线接避雷器选FZ10型，其参数如下表所示表23工频放电电压KV型号组合方式额定电压KV灭弧电压KV不小于不大于FZ10单独元件101272631110KV变电所电气一次部分设计183设计计算书31负荷计算3051280K10K35KWSSV总32主变容量计算考虑到两种负荷的同时率为09,以及建成后510年的规划，主变容量确定为考虑到两种负荷的同时率为09，线损率取5，取8年的规划时间计算，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080，这里取70计算，则主变容量确定为298051907KVASN总33主变压器各绕组电抗标幺值计算假定高压，中压，低压绕组分别为一，二，三次绕组，则有设AVBU，MVASB10,个绕组电抗的标幺值为34短路电流计算220KV变电所等值电路为110KV变电所电气一次部分设计19图31110KV变电所等值电路电抗标幺值的计算取MVASB10，X004018欧/KM,线路20NLLX则341110KV母线短路时短路电流计算等值电路为图32110KV母线短路时等值电路X1110KV35KV10KVD1X1XT1XT2XT1XT2XT3XT3110KV变电所电气一次部分设计20其中D1点短路电流标幺值计算结果如下D1点短路电流有名值计算结果如下D1点短路稳态短路电流计算结果如下D1点短路冲击电流计算结果如下D1点短路最大电流有效值计算结果如下D1点短路容量计算结果如下34235KV母线短路时短路电流计算电力系统网络化简如下所示等值电路（忽略变压器到母线间输电线路的阻抗）为图3335KV母线短路时等值电路X1XT1XT2XT1XT2110KV变电所电气一次部分设计21D2点短路电流标幺值计算结果如下D2点短路电流有名值计算结果如下D2点短路稳态短路电流计算结果如下D2点短路冲击电流计算结果如下D2点短路最大电流有效值计算结果如下D2点短路容量计算结果如下34310KV母线短路时短路电流计算等值电路（忽略变压器到母线间输电线路的阻抗）为图3410KV母线短路时等值电路XT1XT3X1XT1XT3110KV变电所电气一次部分设计22D3点短路电流标幺值计算结果如下D3点短路电流有名值计算结果如下D3点稳态短路电流计算结果如下D3点短路冲击电流计算结果如下D3点短路最大电流有效值计算结果如下D3点短路容量计算结果如下短路电流计算结果如表24所示。表24短路电流计算结构项目短路点（KA）（KA）SHI（KA）（KA）（KVA）1D463463118170492624255055014025836350131D1428142836421712485735电气设备的选择351110KV侧电气设备的选择及校验110KV变电所电气一次部分设计23一、110KV侧断路器的选择及校验（1）选择计算断路器的最大持续工作电流额定电压选择额定电流选择AIN6173MAX开断电流校验则本电压侧断路器选择LW6110型断路器，其技术数据如表346SF表34LW6110型断路器参数表型号额定工作电压（KV）最高工作电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）额定关合电流（峰值）（KA）3S热稳定电流（KA）额定动稳定电流（峰值）（KA）额定开断时间（S）固有分闸时间（S）LW6110110126315040500401000050030（2）热稳定校验设主保护和后备保护的动作时间为0S和15S短路时间此时不计非周期热效应，短路电流的热效应KQ等于又则有KTI2满足热稳定校验（3）动稳定校验由以上数据有满足动稳定校验。表35相关参数表1181KA110KV变电所电气一次部分设计24校验项目1计算数据校验项目2LW6100NSU110KVNU110KVMAXI1736AI3150A463KANBR40KASHI1181KAESI100KAKQTI2二、110KV侧隔离开关的选择及校验（1）选择计算额定电压选择KVUNS20额定电流选择AI6173MAX极限通过电流选择则本电压侧隔离开关选择型号为GW4110/600，其技术数据如表36表36GW4110/600型隔离开关参数表型号额定电压（KV）额定电流（A）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流（KA）4SGW4110/6001106005016（2）热稳定校验满足热稳定校验。（3）动稳定校验满足动稳定校验。表37相关参数表110KV1181KA1181KA110KV变电所电气一次部分设计25校验项目1计算数据校验项目2GW4110/600NSU110KVNU110KVMAXI1736AI600ASHI1181KAESI50KAKQTI2三、110KV侧电流互感器的选择及校验本电压侧电流互感器选择的型号为LB110，其技术数据如表38表38LB110型电流互感器参数表二次负荷准确等级10倍数1S热稳定动稳定05135P10P型号额定电流比（A）级次组合准确级次02VAVA二次负荷倍数电流倍数电流倍数LB110/2600/52600/5B0/05B220153075电流互感器的选择及校验（1）额定电压选择KVUNX20（2）额定电流比校验5/4260/173553FI（3）热稳定校验满足热稳定校验。（4）动稳定校验110KV110KV变电所电气一次部分设计26满足动稳定校验。四、110KV侧电压互感器的选择及校验本电压侧电压互感器选择的型号为JCC110，其技术数据如表39表39JCC110型电压互感器参数表在下列准确等级下额定容量VA型式额定变比1级3级最大容量VA连接组单相屋外式JCC1100310500100020001/1/11212五、110KV侧高压熔断器的选择及校验系列型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA备注RW61101101001000保护户外电压互感器校验110KV母线短路容量S92624MVASD1000MVA。35235KV侧电气设备的选择及校验一、35KV侧断路器的选择及校验（1）选择计算断路器的最大持续工作电流110KV变电所电气一次部分设计27额定电压选择额定电流选择开断电流校验故本电压侧断路器选择型号为SW235/1000248型,其技术数据如表310表310SW235/1000248型断路器参数表电压KV极限通过电流KA型号额定最大额定电流A额定断开电流KA最大有效4S热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间SSW23535405100024863439224804006（2）热稳定校验设主保护和后备保护的动作时间为0S和15S短路时间此时不计非周期热效应，短路电流的热效应KQ等于又则有KTQI2满足热稳定校验（3）动稳定校验由以上数据有满足动稳定校验。表311相关参数表校验项目1计算数据校验项目2SW235/1000248NSU35KVNU35KVMAXI54560AI1000A550KANBR248KA110KV变电所电气一次部分设计28SHI14025KAESI634KAKQTI2二、35KV侧隔离开关的选择及校验（1）选择计算额定电压选择额定电流选择极限通过电流选择故本电压侧隔离开关选择型号为GW235/1000，其技术数据如表312表312GW235/1000型隔离开关参数表型号额定电压KV额定电流A动稳定电流KA热稳定电流SKAGW235351000501010（2）热稳定校验满足热稳定校验。（3）动稳定校验满足动稳定校验。表313相关参数表校验项目1计算数据校验项目2GW235/1000NSU35KVNU35KVMAXI54560AI1000ASHI14025KAESI50KAKQTI2110KV变电所电气一次部分设计29三、35KV侧电流互感器的选择及校验本电压侧电流互感器选择的型号为LMZD35，其技术数据如表314表314LMZD35型电流互感器参数表二次负荷准确等级10倍数1S热稳定动稳定05135P10P型号额定电流比（A）级次组合准确级次02VAVA二次负荷倍数电流倍数电流倍数LMZD3511000/505/D051212204090电流互感器的选择及校验（1）额定电压选择（2）额定电流比校验（3）热稳定校验SKAQSKAKIKTM22225719360410满足热稳定校验。（4）动稳定校验KIKISHDWM6538613902满足动稳定校验。四、35KV侧电压互感器的选择及校验本电压侧电压互感器选择的型号为JDJ35，其技术数据如表321表321JDJ35型电压互感器参数表14025KA110KV变电所电气一次部分设计30额定电压（KV）二次绕组额定容量（VA）型号一次绕组二次绕组辅助绕组020513最大容量（VA）JDJ35350180150320640其额定变比为35/01五、35KV侧电压高压断路器的选择及校验系列型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA备注RW93535052000保护户外电压互感器校验35KV母线短路容量S3501MVASD2000MVA。35310KV侧电气设备的选择及校验一、10KV侧断路器的选择及校验（1）选择计算断路器的最大持续工作电流额定电压选择额定电流选择开断电流选择本电压侧断路器选择型号为SN1010/2000433，其技术数据如表316表316SN1010/2000433型断路器参数表110KV变电所电气一次部分设计31极限通过电流KA型号额定电压KV额定电流A额定断开电流KA热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间SSN10101020004331304334S02006（2）热稳定校验设后备保护时间为15S此时不计非周期热效应，短路电流的热效应KQ等于又则有KTQI2满足热稳定校验（3）动稳定校验由以上数据有满足动稳定校验。表317相关参数表校验项目1计算数据校验项目2SN1010/2000433NSU10KVNU10KVMAXI190959AI2000A1428KANBR433KASHI364KAESI130KAKQTI2二、10KV侧隔离开关的选择及校验（1）选择计算额定电压选择110KV变电所电气一次部分设计32额定电流选择极限通过电流选择故本电压侧隔离开关选择型号为GW210/2000，其技术数据如表318表318GW210/2000型隔离开关参数表型号额定电压KV额定电流A动稳定电流KA热稳定电流SKAGW2101020008551（5隔离开关的选择及校验（2）热稳定校验满足热稳定校验。（3）动稳定校验满足动稳定校验。表319相关参数表校验项目1计算数据校验项目2GW210/2000NSU10KVNU10KVMAXI190959AI2000ASHI364KAESI85KAKQTI2三、10KV侧电流互感器的选择及校验本电压侧电流互感器选择的型号为LAJ10/20006000/5，其技术数据如表320表320LAJ10/20006000/5型电流互感器参数表10倍数型号额定电流比A级次组合准确级次二次负荷05级二次负荷倍数1S热稳定倍数动稳定倍数110KV变电所电气一次部分设计33LAJ1020006000/505/D0524105090电流互感器的选择及校验（1）额定电压选择（2）额定电流比校验（3）热稳定校验满足热稳定校验。（4）动稳定校验满足动稳定校验。四、10KV侧电压互感器的选择及校验本电压侧电压互感器选择的型号为JDZ10，其技术数据如表321表321JDZ10型电压互感器参数表在下列准确等级下额定容量VA型式额定变比05级1级3级最大容量VA单相屋外式JDZ1010000/10080150300500五、10KV侧高压熔断器的选择及校验10KV选择熔断器RN210型，其参数如下表所示系列型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA备注RN210051000保护户内电压互感器校验10KV母线短路容量S24857MVASD1000MVA。36导线的选择110KV变电所电气一次部分设计34361110KV母线的选择与校验110KV母线所在回路最大持续工作电流110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。按经济电流密度选择母线截面按TMAX5000H/A可得经济电流密度J115A/MM2则母线经济截面为SJIMAX/J1736/11515096MM2选LGJ185型在QY70,Q025时，IY510A综合校正系数K0096K0IY0965104896A所以IMAXUG110KV36235KV母线的选择及校验110KV变电所电气一次部分设计35按经济电流密度选择母线截面35KV最大持续工作电流IMAX54560A按TMAX4500H/A，可得经济电流密度J084A/MM2则母线经济截面为SIGMAX/J54560/084650MM2选用1008型单条矩形铝母线，平放时长期允许载流量为1542A，取综合校正系数K094，则实际载流量为I1542094144948AIMAX可满足长期发热要求。热稳定校验SSMINMM2DZTCITDZ为主保护动作时间加断路器全分闸时间即TDZ019005024S其中热稳定系数C87，满足热稳定要求的最小截面为SMIN3097MM2DZTCI可见，前面所选母线截面S1008800MM2SMIN3097MM2能满足短路热稳定要求。动稳定校验振动系数的确定07M；L12M；155104；127103CHPHILF0254171073210360863522MBHWP查资料知硬铝线最大应力为69106PA，满足动稳定要求。36310KV母线的选择及校验按经济电流密度选择母线截面10KV最大持续工作电流查IMAX190909A10372154810552PAWLFPHPH110KV变电所电气一次部分设计36采用铝母线，时，经济电流密度AHT/560MAX2/740MAJ则母线经济截面为选用每相2条矩形铝导体，平方时，1808012MAIN218集肤效应系数3SK因实际平均环境温度与25摄氏度差不多，则取，综合修正系数K095，故允许电流为190A218MAXGYIAI可满足长期发热的要求。1热稳定校验由校验短路器可知，短路电流周期分量母线正常运行最高温度为639218/42570MAXCILALWO由，则母线最小截面为CMINS满足热稳定。2动稳定校验由短路电流计算结果表查得，短路冲击电流为相间距离取M3501083103422MBHWP561064PALFPHPH同相条间应力为190959A110KV变电所电气一次部分设计37（324）147354801202127MNKBIFCHB（325）131473508026MAXFHBLBPHAL,即每跨内满足动稳定所必须的最少衬垫数为2个。实际531MAXBL衬垫距为MAX702BBL满足动稳定的要求。37避雷器的选择计算371110KV母线接避雷器的选择及校验由UG110KV，选FZ110型，其参数见表21所示检验1灭弧电压UMIKUXG因为KUXG1110/63509KVUMI100KV3所以UMIKUXG2工频放电电压下限UGFX35UXG因为UGFX224KV35UXG35110/22228KV3所以UGFX35UXG37235KV母线接避雷器的选择及校验由UG35KV，选FZ35型，其参数见表22所示检验1灭弧电压UMIKUXG因为KUXG135/20207KVUMI41KV3所以UMIKUXG110KV变电所电气一次部分设计382工频放电电压下限UGFX35UXG因为UGFX84KV35UXG3535/70725KV3所以UGFX35UXG37310KV母线接避雷器的选择及校验由UG10KV选FZ10型，其参数见表23所示检验1灭弧电压UMIKUXG因为UXG10/5774KVUMI127KV3所以UMIUXG2工频放电电压下限UGFX35UXG因为UGFX26KV35UXG3510/20207KV3所以UGFX35UXG110KV变电所电气一次部分设计39参考文献1西北电力设计院电力工程电气设计手册（电气一次部分）M中国电力出版社,19892西北电力设计院电力工程电气设备手册（上、下册）M中国水利水电出版3熊信银发电厂电气部分（第四版）M中国电力出版社,20094杨以涵电力系统基础第二版M中国电力出版社,20065戈东方电力工程电气设计手册S北京水利电力出版社，20006毛力夫发电厂变电站电气设备M北京中国电力出版社，1998110KV变电所电气一次部分设计40致谢这次课程设计是与自己专业直接相关的一个课程设计，首先，很感谢我们的科任老师孔老师向学院提出这种类型的课程设计，能够让我们更好地消化书本上的东西，使得我们的专业知识更加牢固。记得在之前的学习中，当时的孔老师就是很细致的给我们讲解问题。在本次的设计中，由于我经验的缺乏，难免会遇到很多考虑不周的问题，很多问题的解决都是参照以往孔老师向我们讲解的方法去解决，在此像孔老师致以最真诚的谢意。再次感谢的是我的同学，有时候遇到问题我们会一起商量，大家在整个过程中互相帮助。有时候一本参考书不太容易找到，但当有一个同学找到的时候，我们其他人也都会得到分项。当然我自己的收获真的不小。作为电气专业的学生，我的系统性思想又得到一次历练。相信这种纵观全局的思维会在以后的工作中给我很大的帮助。再就是我对知识的又一次吸收，以前学过的知识可能会有不熟的情况，现在做了一次整体的设计之后，对知识的理解更加透彻。有的平时用的不多的工具现在也熟练起来。更重要的是我的自学意识真的有了很大提高。另外，没有学习过继电保