110kv变电所电气一次系统设计_毕业设计论文1

华北电力大学成人教育毕业设计（论文）成人教育毕业设计论文论文题目110KV变电所电气一次系统设计华北电力大学成人教育毕业设计（论文）目录第一章电气主接线设计4第二章主变压器的确定10第三章主接线方案的确定12第四章短路电流计算15第五章设备的选择与校验21第一节设备选择的原则和规定21第二节导线的选择和检验22第三节断路器的选择和校验27第四节隔离开关的选择和校验29第五节互感器的选择及校验31第六节避雷器的选择及校验33第六章屋内外配电装置设计35第一节配电装置的设计要求35第二节配电装置的选型、布置36第七章防雷及接地系统设计38第一节防雷系统38第二节变电所接地装置40第八章变电所总体布置41华北电力大学成人教育毕业设计（论文）摘要此说明计算书为110KV变电站电气一次初步设计。其内容包括设计原始资料，主变的选择，电气主接线的选择，短路电流的计算，电气设备的选择，配电装置的结构型式，站用电源的选择，防雷保护，接地装置的说明，无功补偿。在编写过程中，受到校领导及各任课老师的大力支持，在此衷心的表示感谢。由于水平有限错误难免有不妥之处，诚恳各老师提出宝贵的意见和批评指正，以便提高和改进。关键词变电站；负荷；主变；主接线、短路电流华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第一章电气主接线设计变电所电气主接线是电力系统接线组成的一个重要部分。主接线的确定，对电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置等将会产生直接的影响。一、主接线的设计原则在进行主接线方式设计时，应考虑以下几点1）变电所在系统中的地位和作用。2）近期和远期的发展规模。3）负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。4）主变压器台数对主接线的影响。5）备用容量的有无和大小对主接线的影响。二、主接线的设计要求1、可靠性断路器检修时,能否不影响供电。线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。变电所全部停电的可能性。满足对用户的供电可靠性指标的要求。2、灵活性调度要求。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、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。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，且不影响对及户的供电。扩建要求。应留有发展余地，便于扩建。3、经济性投资省；占地面积小；电能损失小。三、拟定主接线方案华北电力大学成人教育毕业设计（论文）主接线的基本形式，概括地可分为两大类有汇流母线的接线形式单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。无汇流母线的接线形式变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。接下来对以上几种接线方式的优、缺点及适用范围简单论述一下，看看是否符合原始资料的要求。1、单母线接线。优点接线简单清晰，设备少，投资省，运行操作方便，且便于扩建。缺点可靠性及灵活性差。适用范围只有一台主变压器，10KV出线不超过5回，35KV出线不超过3回，110KV出线不超过2回。2、单母线分段接线。优点A用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。B当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。缺点A当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。B当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。C扩建时需两个方面均衡扩建。适用范围适用于610KV配电装置出线6回及以下，3560KV配电装置出线48回，110220KV配电装置少于4回时。3、双母线分段接线。由于当进出线总数超过12回及以上时，方在一组母线上设分段断路器，根据原始资料提供的数据，此种接线方式过于复杂，故一不作考虑。4、双母线接线。优点供电可靠，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。缺点使用设备多，特别是隔离开关，配电装置复杂，投资较多，且操作复杂容易发生误操作。适用范围出线带电抗器的610KV出线，3560KV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时，110KV220KV出线超过5回时。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）5、增设旁路母线的接线。由于610KV配电装置供电负荷小，供电距离短，且一般可在网络中取得备用电源，故一般不设旁路母线；3560KV配电装置，多为重要用户，为双回路供电，有机会停电检修断路器，所以一般也不设旁路母线；采用单母线分段式或双母线的110220KV配电装置一般设置旁路母线，设置旁路母线后，每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关，这样一来，检修任何断路器都不会影响供电，将会大幅度提高供电可靠性。优点可靠性和灵活性高，供电可靠。缺点接线较为复杂，且操作复杂，投资较多。适用范围出线回路多,断路器停电检修机会多；多数线路为向用户单供，不允许停电，及接线条件不允许断路器停电检修时。6、变压器线路单元接线。优点接线简单，设备少，操作简单。缺点线路故障或检修时，变压器必须停运；变压器故障或检修时，线路必须停运。适用范围只有一台变压器和一回线路时。7、桥形接线分为内桥和外桥两种。内桥接线连接桥断路器接在线路断路器的内侧。优点高压断路器数量少，四回路只需三台断路器，线路的投入和切除比较方便。缺点A变压器的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路暂时停运；B出线断路器检修时，线路需长时间停运；C连接桥断路器检修时，两个回路需解列运行。适用范围容量较小的变电所，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。外桥接线连接桥断路器接在线路断路器的外侧。优点设备少，且变压器的投入和切除比较方便。缺点A线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，且影响一台变压器暂时停运；B变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运；C连接桥断路器检修时，两个华北电力大学成人教育毕业设计（论文）回路需解列运行。适用范围容量较小的变电所，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较低的情况，当电网中有穿越功率经过变电所时，也可采用此种接线。8、角形接线由于保证接线运行的可靠性，以采用35角为宜。优点A投资少，断路器数等于回路数；B在接线的任一段发生故障时，只需切除这一段及其相连接的元件，对系统影响较小；C接线成闭合环形，运行时可靠、灵活；D每回路都与两台断路器相连接，检修任一台断路器时都不致中断供电；E占地面积小。缺点在开环、闭环两种运行状态时，各支流通过的电流差别很大，使电器选择困难，并使继电保护复杂化，且不便于扩建。适用范围出线为35回且最终规模较明确的110KV以上的配电装置中。综上所述八种接线形式的优缺点，结合原始资料所给定的条件进行分析，拟定主接线方案。原始资料变电所类型110KV降压变电所电压等级110/10KV负荷情况10K侧最大24MW，最小10MW，TMAX4000小时，COS080出线情况110KV2回（架空）10KV14回（架空）所用电率05结合原始资料所提供的数据，权衡各种接线方式的优缺点，将各电压等级适用的主接线方式列出1、110KV只有两回出线，且作为降压变电所，110KV侧无交换潮流，两回线路都可向变电所供电，亦可一回向变电所供电，另一回作为备用电源。所以，从可靠性和经济性来定，110KV部分适用的接线方式为内桥接线和单母线分段两种。3、10KV部分定为单母线分段。这样，拟定两种主接线方案方案I110KV采用内桥接线，35KV采用单母线分段接线，10KV为单母线分段接华北电力大学成人教育毕业设计（论文）线。方案II110KV采用单母线分段接线，35KV采用单母线分段兼旁路接线，10KV为单母线分段接线。绘出方案I、方案II的单线图。方案I110KV1主变2主变10KV华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第二章主变压器的确定一、主变压器台数的确定为了保证供电的可靠性，变电所一般装设两台主变压器。二、调压方式的确定据设计任务书中系统110KV母线电压满足常调压要求，且为了保证供电质量，电压必须维持在允许范围内，保持电压的稳定，所以应选择有载调压变压器。三、主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，亦要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。对装设两台主变压器的变电所，每台变压器容量应按下式选择SN06PM。因对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证7080负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40。由于一般电网变电所大约有25为非重要负荷，因此，采用SN06PM确定主变是可行的。由原始资料知10KV侧PMAX24MW，COS080所以，在其最大运行方式下SN0654/08024/08085MVA参考电力工程电气设计手册选择两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为SFSZ750000型变压器。容量校验低负荷系数K1实际最小负荷/额定容量（208）/50056另外,发电厂电气设备P244规定自然油循环的变压器过负荷系数不应超过15。综上,并查发电厂电气设备P244变压器过负荷曲线图图911A可以得出过负荷时间T4HTMAX5500/3651507H。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）可见此变压器不能满足过负荷要求，故应选用更大型号的变压器。查手册现选用两台西安变压器厂生产的三相三绕组风冷有载调压变压器两台，型号为SFSZ763000型变压器。所选变压器主要技术参数如下表阻抗电压型号额定电压KV空载损耗KW空载电流接线组别高中高低中低SFSZ763000110812538522510584712YN,YN,D1117510565容量校验低负荷系数K1实际最小负荷/额定容量（208）/63044高负荷系数K2实际最大负荷/额定容量（5420）/63117另外,发电厂电气设备P244规定自然油循环的变压器过负荷系数不应超过15。综上,并查发电厂电气设备P244变压器过负荷曲线图图911A可以得出过负荷时间T24HTMAX5400/3651479H。可见此变压器能满足要求，故应选用此型号的变压器。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第三章主接线方案的确定一、主接线方案的可靠性比较110KV侧方案I采用内桥接线，当一条线路故障或切除时，不影响变压器运行，不中断供电；桥连断路器停运时，两回路将解列运行，亦不中断供电。且接线简单清晰，全部失电的可能性小，但变压器二次配线及倒闸操作复杂，易出错。方案II采用单母线分段接线，任一台变压器或线路故障或停运时，不影响其它回路的运行；分段断路器停运时，两段母线需解列运行，全部失电的可能稍小一些，不易误操作。10KV侧由于两方案接线方式一样，故不做比较。二、主接线方案的灵活性比较110KV侧方案I操作时，主变的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，扩建方便。线路的投入和切除比较方便。方案II调度操作时可以灵活地投入和切除线路及变压器，而且便于扩建。10KV侧两方案相同。三、主接线方案的经济性比较将两方案主要设备比较列表如下华北电力大学成人教育毕业设计（论文）项目方案主变压器（台）110KV断路器（台）110KV隔离开关（组）10KV设备I238相同II2510相同从上表可以看出，方案I比方案II少两台110KV断路器、两组110KV隔离开关，方案I占地面积相对少一些，所以说方案I比方案II综合投资少得多。四、主接线方案的确定对方案I、方案II的综合比较列表，对应比较一下它们的可靠性、灵活性和经济性，从中选择一个最终方案（因10KV侧两方案相同，不做比较）。通过以上比较，经济性上第I方案远优于第II方案，在可靠性上第II方案优于第I方案，灵活性上第I方案远不如第II方案该变电所为降压变电所，110KV母线无穿越功率，选用内桥要优于单母线分段接线。又因为10KV负荷为工农业生产及城乡生活用电，在供电可靠性方面要求不是太高，即便是有要求高的，现在10KV全为SF6或真空断路器，停电检修的几率极小，再加上电网越来越完善，N1方案的推行、双电源供电方案的实施，第I方案在可靠性上完全可以满足要求，第II方案增加的投资有些没必要。方案项目方案I方案II可靠性简单清晰，设备少任一主变或110KV线路停运时，均不影响其它回路停运各电压等级有可能出现全部停电的概率不大操作简便，误操作的机率小简单清晰，设备多任一主变或110KV线路停运时，均不影响其它回路停运全部停电的概率很小操作相对简便，误操作的机率大灵活性运行方式简单，调度灵活性强便于扩建和发展运行方式复杂，操作烦琐便于扩建和发展经济性高压断路器少，投资相对少占地面积相对小设备投资比第I方案相对多占地面积相对大华北电力大学成人教育毕业设计（论文）经综合分析，决定选第I方案为最终方案，即110KV系统采用内桥接线10KV系统为单母线分段接线。第四章短路电流计算一、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，需要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，需要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、设计接地装置时，需用短路电流。5、在选择继电保护和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。二、短路电流计算的一般规定1、计算的基本情况A系统中所有电源均在额定负荷下运行。B短路发生在短路电流为最大值的瞬间。C所有电源的电动势相位角相同。D应考虑对短路电流值有影响的所有元件。2、接线方式计算短路电流时所用的接线方式，应是最大运行方式，不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3、计算容量华北电力大学成人教育毕业设计（论文）按该设计规划容量计算。4、短路种类均按三相短路计算。5、短路计算点在正常运行方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。三、短路电流计算1、选择计算短路点在下图中，D1，D2，D3分别为选中的三个短路点2、画等值网络图XS110KVD1X1X1X3X3D310KV3、计算已知（1）系统电压等级为110KV、10KV，基准容量SJ100MVA，系统110KV母线系统短路容量为3000MVA,110KV侧为双回LGJ185/30KM架空线供电。（2）视系统为无限大电流源，故暂态分量等于稳态分量，即II，SS（3）主变为SFSL163000型变压器，基准容量SJ100MVA基准电压UJ105UE115（KV）基准电流IJSJ/3UJ100/11530502（KA）基准电抗XJUJ/3IJUJ2/SJ1152/100132对侧110KV母线短路容量SKT的标幺值为SKTSKT/SB3000/10030华北电力大学成人教育毕业设计（论文）对侧110KV母线短路电流标幺值IKTSKT30对侧110KV系统短路阻抗标幺值XS1/IKT1/3000333查电力工程电气设计手册第189页对于LGJ185线路X0382/KMXS00333038235/132/20084D1,D2,D3点的等值电抗值计算公式X11/2U（12）U（13）U（23）X21/2U（12）U（23）U（13）X31/2U（13）U（23）U（12）其中U（12）变压器高压与中压绕组间短路电压U（13）变压器高压与低压绕组间短路电压U（23）变压器中压与低压绕组间短路电压由变压器参数表得知，绕组间短路电压值分别为U（12）175U（13）105U（23）65主变额定容量SN63MVA所以X11/2175105651075X31/210565175025标么值X1X1/100SJ/SN1075/100100/63017X3X3/100SJ/SN025/100100/630004已知110KV系统折算到110KV母线上的等值电抗XS0084当D1点短路时XSD1ID11/XS1/008411905华北电力大学成人教育毕业设计（论文）IJSJ/3UJ100/31150502KAID1ID1IJ1190505025976KAID1IICH182ID182597615239KAS3UJI3115597611903MVA其中ID短路电流周期分量有效值ID起始次暂态电流IT时稳态电流S短路容量当D2点短路时008401701700840224011011014D2D2D2ID21/XD21/0224446IJSJ/3UJ100/337156KAID2IID2IJ4461566958KAICH182ID218269581774KAS23UJI33769584459MVA当D3点短路时华北电力大学成人教育毕业设计（论文）008400840170170167008300040004D3D3D3ID31/XD31/01675988IJSJ/3UJ100/310555KAID3IID2IJ598855329KAICH3182ID318232984KAS33UJ3I3105329598MVA额定电流计算因INIJSN/SJSN63MVA，SJ100MVA，IJ10502KA，IJ2156KA，IJ355KA所以IN1050263/100032KAIN215663/100098KAIN35563/100347KA华北电力大学成人教育毕业设计（论文）华北电力大学成人教育毕业设计（论文）短路电流计算结果表T0时刻短路电流周期分量稳态短路电流短路点基准电压KV基准电流KA电压等级KV计算电抗额定电流KA标么值有名值KA标么值有名值KA短路电流冲击值KA最大电流有效值KA短路容量KVA公式UJUPSJ/UJIJSN/SJIIIJIIIJ255I152IIUJD11150502110008403211915981191598152490811903D23715635022409844669584466958177410584059D310555100167347598832959883298450598华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第五章设备的选择与校验第一节设备选择的原则和规定导体和设备的选择设计，应做到技术先进，经济合理，安全可靠，运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。一、一般原则1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。2）应力求技术先进和经济合理。3）选择导体时应尽量减少品种。4）应按当地环境条件校核。5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致。6）选用的新产品，均应有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。二、有关规定1、技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压过电流的情况下保持正常运行。1）长期工作条件A电压选用的电器允许的最高工作电压UMAX不得低于该回路的最高运行电压，即UMAXUG，当额定电压在220KV及以下时为115UN。额定电压与设备最高电压受电设备或系统额定电压供电设备额定电压设备最高电压10105115110121126B电流选用的电器额定电流IE不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流IG，即IEIG。由于高压电器没有明显的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种方式下回路持续工作电流。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）C机械负荷所选电器端子的允许负荷，应大于电器引下线在正常运行和短路时的最大作用力。2）短路稳定条件校验的一般原则电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定检验，检验的短路电流，一般取三相短路时的短路电流。短路的热稳定条件IT2TQDTQDT在计算时间TJS秒内，短路电流的热效应（KA2S）ITT秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA）T设备允许通过的热稳定电流时间（S）短路的动稳定条件ICHIDFICHIDFICH短路冲击电流峰值（KA）IDF短路全电流有效值ICH电器允许的极限通过电流峰值（KA）IDF电器允许的极限通过电流有效值（KA）绝缘水平在工作电压和过电压下，电气的内、外绝缘应保证必要的可靠性。电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算选用适当的电压保护设备。2、环境条件选择导体和电阻时，应按当地环境条件校核。原始资料提供环境条件如下年最高温度40，最低气温20，当地雷暴日数40日/年。第二节导线的选择和检验载流导体一般采用铝质材料比较经济，110KV及以上高压配电装置一般采用华北电力大学成人教育毕业设计（论文）软导线，当负荷电流较大时，应根据负荷电流选用较大截面的导线。矩形导线一般只用于35KV及以下，电流在4000A及以下时；槽形导体一般用于40008000A的配电装置中；管形导体用于8000A以上的大电流母线。一、导线的选择1、按回路最大持续工作电流选择IXUIGMAX其中IGMAX导体回路持续工作电流（A）IXU相应于导体在某一运行温度、环境条件下长期允许工作电流（A）若导体所处环境条件与规定载流量计算条件不同时，载流量应乘以相应的修正系数。2、按经济电流密度选择SJIGMAX/J其中SJ按经济电流密度计算得到体截面（MM2）J经济电流密度（A/MM2）以下分别对各电压等级的导线进行计算选择。110KV系统由于连线与110KV进线所承受的电流相同，故110KV所有连线与进线选择型号相同的导线,即LGJ185型（长期允许载流量770A2320A）。10KV系统进线由于按主变额定容量计算太大，故按10KV侧PMAX20MW计算，COS080IEPMAX/3UCOS20103/310080144342AIGMAX105IE105144342151559A查电力工程电气设计手册第337页表，按最高允许温度为70，当地环境温度最高为40，修正系数K094所以导线的最大载流量IGIGMAX/K151559/0941612A华北电力大学成人教育毕业设计（论文）查电力工程电气设计手册第333页表，得矩形导体808两条横放（长期允许载流量1946A）出线由于不知道每回出线的负荷情况,故选10KV出线导线时按主变额定容量选择按经济电流密度选择IG63000/12/10330312A架空线路由于T6000，查软导线经济电流密度表，得J095（A/MM2）所以SJIGMAX/J30312/095319MM2查表得LGJ185型导线长期允许最大载流量770A因为按经济电流密度选择的导线载面，应尽量接近经济计算载面SJ，当无合适规格导体时，允许小于SJ。二、电力电缆的选择要求电缆截面应满足持续允许电流、短路热稳定、允许电压降等要求，当最大负荷利用小时TM5000H且长度超过20M时，还应按经济电流密度选取。1、按持续允许电流选择计算公式敷设在空气中和土壤中的电缆允许载流量按下式计算KIXUIGIG计算工作电流IXU电缆在标准敷设条件下的额定载流量K不同敷设条件下综合校正系数，对于土壤中单根敷设的电缆KKK3查电力工程电气设计手册第1001页表，50时K0895K3109IXUIG/K30312/0895109311A查电力工程电气设计手册第934页表,选用YJV3185电力电缆额定载流量2811293625A2、按持续经济电流密度选择华北电力大学成人教育毕业设计（论文）公式SIG/JIG计算工作电流J经济电流密度（A/MM2）查电力工程电气设计手册第942页表J093S30312/093326MM2截面积太大,故其工作电流按最大负荷计算IG25/10173212012KA120AS120/093129MM2故仍选用YJV3185电力电缆三、导线的校验1、按电晕电压校验110KV及以上电压的线路，变电所母线均应以当地气象条件下晴天不出现全面电晕为控制条件，使导线安装处的最高工作电压小于临界电晕电压，即UGU0。U084M1M2H2/3NR0/H0（10301/R0）LGAJJ/RD因当110KV软导线超过LGJ70时，可不进行电晕校验（由电力工程电气设计手册查得），由于所选导线为LGJ185型，故不进行电晕电压校验。2、短路热稳定校验裸导线热稳定校验公式为SSMINI/C（TDZKF）其中SMIN根据热稳定决定的导体最小允许载面（MM2）C热稳定系数，查表得C87TDZ短路电流等值时间KF集肤效应系数。软导线取1，矩形母线取12双层110KV侧SMIN5980/87445145MM2300MM210KV侧SMIN32900/87445127977MM22808MM2故热稳定校验合格。四、电力电缆的校验1、热稳定校验由于电缆芯线一般系多股胶线构成，截面在400MM2以下时，KS1，满足电缆热稳华北电力大学成人教育毕业设计（论文）定的最小截面可简化为SMINQT/C1000C1/42Q/K20LN1M20/1P20102P0H0IG/IXU2式中计及电缆芯线充填物热容量随温度变化以及绝缘散热影响的校正系数，对于36KV厂用回路，取093，35KV及以上回路可取10。QT短路热效应（KA2/S）C热稳定系数Q电缆芯单位体积的热容量，铝芯取059J/CM3,对铜芯取081J/CM3；电缆芯在20时的电阻温度系数，铝芯为0004031/铜芯为000393J/CM3；K20时电缆芯线的集肤效应系数，S100MM2的三芯电缆K1，对YJV3185电力电缆K100820电缆芯在20时的电阻系数，铝芯取0031104CM2/CM；对铜芯取00184104CM2/CMM电缆芯线在短路时的最高允许温度（）；P35KV及以下电缆芯在短路前的实际运行温度（），0电缆敷设地点的环境温度（）H电缆芯线在额定负荷下最高允许温度（）IG电缆实际计算电流（A）IXU电缆长期允许工作电流（A）查电力工程电气设计手册第937页表，C82QT3292011082华北电力大学成人教育毕业设计（论文）SMINQT/C10001268MM2185MM2故热稳定校验合格。第三节断路器的选择和校验一、断路器选择的技术条件1、电压UNUG（UG为电网工作电压）2、电流INIGMAX3、开断电流（或开断容量）IDTIKD（或SDTSKD）IDT断路器实际开断时间T秒的短路电流周期分量IKD断路器额定开断电流SDT断路器额定T秒的开断容量SKD断路器额定开断容量4、短路关合电流选择INSCICH5、动稳定校验IMAXICH6、热稳定校验I2TDZIT2T二、断路器型式和种类的选择按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为多油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。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，并以技术经济比较后确定。三、断路器的选择和校验1、电压选择110KV侧UG11UE121KV10KV侧UG11UE11KV2、电流选择由于高压断路器没有连续过流的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）110KV侧进线IG105IE105（2320）672A桥开关IG105IE105320336A10KV侧主变侧IG105IE36435A出线IG105IE105303318A3、开断电流（由短路电流计算得）110KV侧IDT598KA10KV侧IDT329KA4、最大短路冲击电流（由短路电流计算得）110KV侧ICH1524KA110KV侧ICH84KA通过以上所得数据，根据有关资料选择断路器，选择情况见下表电压（KV）安装位置型号额定最大额定电流A额定开断电流KA极限通过电流KA额定短时耐受电流KA固有分闸时间S合闸时间S出线桥LW6110I110126315031510040（3）003009主变分段LW8353540516002563254006015出线LW835354056302563254006015主变分段ZN2810101155000105300120500501出线ZN2810101151000105300120500501华北电力大学成人教育毕业设计（论文）5、动稳定校验ICHIMAX110KV侧ICH11524KAIMAX1100KA则ICH1IMAX110KV侧ICH384KAIMAX3300KA则ICH3IMAX3所以动稳定校验全部合格。6、热稳定校验I2TDZIT2T110KV侧TDZTZ005因I/I1，T3查表得，TZ245则TDZ24500525I2TDZ598225IT2T4023所以I2TDZIT2T10KV侧TDZTZ005因I/I1,T5查表得,TZ44则TDZ44005445I2TDZ3292445IT2T12025所以I2TDZIT2T所以热稳定校验全部合格。第四节隔离开关的选择和校验一、隔离开关的选择及校验原则1、种类和型式的选择隔离开关按安装地点的不同，可分为屋内和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。其型式的选择应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素进行综合经济比较。2、额定电压选择UGUN3、额定电流选择IGIN4、动稳定校验ICHIMAX5、热稳定校验I2TDZIT2T二、隔离开关的选择及校验根据前面断路器计算数据，将选择的隔离开关列表如下华北电力大学成人教育毕业设计（论文）安装位置型号额定电压KV最高工作电压KV额定电流A热稳定电流KA极限电流峰值KA110KV出线、桥及主变110KV侧GW41101101261250315480110KVPTGW411011012663020450主变110KV侧中性点GW81101101264004210155分段及主变10KV侧GN1010T10115000100520010KV出线及10KVPT站用变GN191010111250404100动稳定校验ICHIMAX110KV侧ICH11524KAIMAX18050KA则ICH1IMAX110KV侧ICH384KAIMAX3200100KA则ICH3IMAX3所以动稳定校验全部合格。6、热稳定校验I2TDZIT2T110KV侧TDZTZ005因I/I1，T4由设计手册查表得，TZ34则TDZ34005345I2TDZ5982345IT2T31524（2024）所以I2TDZIT2T10KV侧TDZTZ005因I/I1,T5查表得，TZ44TDZ44005445I2TDZ3292445IT2T10025（4024）所以I2TDZIT2T所以热稳定校验全部合格。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第五节互感器的选择及校验一、电压互感器的选择1、一次电压U111UNU109UNUN电压互感器额定一次线电压，11和09是允许的一次电压的波动范围，即为10UN。2、二次电压U2电压互感器在高压侧接入方式接入相电压。因此，所选电压互感器副绕组二次额定电压为100/3，110KV电压互感器辅助绕组二次额定电压为100V，10KV电压互感器辅助绕组二次额定电压为100/3V依据以上条件，所选各电压等级电压互感器如下表S33UJ3I3105329598MVA额定电压（KV）型号原绕组副绕组辅助绕组JCC2110110/301/301JDZJ1010/301/301/3二、电流互感器的选择1、电流互感器选择的技术条件按一次回路额定电压和电流选择ILNIGMAXUNUG其中ILN为电流互感器原边额定电流IGMAX为电流互感器安装处的一次回路最大工作电流UN为电流互感器额定电压UG为电流互感器安装处的一次回路工作电压二次额定电流选择一般弱电系统1A，强电系统5A准确等级电流互感器准确级不得小于所供仪表的类型要求二次负荷S2S2SN其中SNI22NZNS2I22NZ2根据前面的数据，选择电流互感器如下表华北电力大学成人教育毕业设计（论文）二次负荷（）10倍数型号额定电流（A）级次组合准确等级0513二次负荷倍数热稳定倍数动稳定倍数LCWB61102400/5P/P/P/05PPP051221531580LCW351200/5400/505/305324265100LAJ104000/505/D05D24105090LA10400/505/305304061075135三、电流互感器的校验1、热稳定校验I2TDZ（ILNKL）2其中KL为电流互感器在T1S时允许通过一定额定电流的倍数110KV侧I2TDZ598225894（ILNKL）20431521587610KV侧I2TDZ32924454816（ILNKL）2450240000则I2TDZ（ILNKL）2，故热稳定校验全部合格。2、动稳定校验1）内部动稳定检验ICH2ILNKDW其中KDW为动稳定倍数110KV侧ICH11524KA2ILNKDW204804525KA10KV侧ICH384KA2ILNKDW249050904KA2外部动稳定校验ICH2ILNKDW50A/40L103其中A取40CM，L取50CM110KV侧2ILNKDW50A/40L103280045040/4050103452KA华北电力大学成人教育毕业设计（论文）所以ICH2ILNKDW50A/40L10310KV侧2ILNKDW50A/40L10329045040/405010350904KA所以ICH2ILNKDW50A/40L103故外部动稳定合格。第六节避雷器的选择及校验一、型式选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。二、灭弧电压避雷器的额定电压（灭弧电压）应按设备上可能出现的允许最大工频过电压选择。即灭弧电压为UMT（UBE）CDUM。UM避雷器灭弧电压有效值UBE避雷器额定电压有效值CD接地系数，对非直接接地10KV取11，35KV及以上取10UM最高运行线电压三、工频放电电压UGF对于不保护内部过电压的普通阀形避雷器，它的工频放电电压下限值UGFX不应低于允许的内部过电压计算值，保证在内部过电压作用下不动作。即UGFXK0UXG其中K0为内部过电压允许计算倍数。对直接接地，110KVK03；非直接接地，63KV及以下K04，110KV及以下K035。UXG为设备最高运行相电压。四、避雷器冲击残压UBCKBHUMTKBH保护比。FZ型KBH23235110KV侧UMTCDUM08126100KVUGFXK0UXG374222KVUGFS12UGFX12222266KVUBC2352UMT2352100332KV110KV侧UMTCDUM101212KV华北电力大学成人教育毕业设计（论文）UGFXK0UXG35725KVUGFS12UGFX122530KVUBC2352UMT23521240KV根据以上计算结果选择避雷器如下表工频放电电压（有效值）（KV）型号额定电压（有效值）（KV）灭弧电压（有效值）（KV）不小于不大于5KA时冲击残压（KV）不大于FZ110110100224268352FZ1010127263145第六章屋内外配电装置设计第一节配电装置的设计要求一、配电装置应满足的基本要求1、其设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策，节约土地。2、保证运行可靠合理选择设备，布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）3、便于安装、检修，操作巡视方便。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。二、配电装置的安全净距1、屋外配电装置的安全净距（MM）额定电压（KV）序号适用范围10351101带电部分至接地部分之间200400100021、不同相的带电部分之间；2、隔离开关和断路器的断口两侧引线带电部分之间200400110031、设备运输时，其外廓至无遮栏带电部分之间；2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间950115017504网状遮栏至带电部分之间3005001105无遮栏裸导体对地面、建筑物及构筑物顶部之间2700290035006平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间2200240030002、10KV屋内配电装置安全净距（MM）序号适用范围净距1带电部分至接地部分之间1252不同带电部分之间125华北电力大学成人教育毕业设计（论文）3交叉的不同时停电检修的带电体间8754裸导体至地面间24255平行的不同时停电的裸导体间1925第二节配电装置的选型、布置一、屋外配电装置选择1、屋外配电装置可分为中型、半高型和高型三种。（1）中型配电装置这种配电装置将所有电气设备都安装在地面设备支架上，母线下不布置设备，其优点接线清晰，巡视、检修方便。缺点占地面积大。（2）高型配电装置将母线和隔离刀闸上下重叠布置。优点占地面积小。缺点钢材耗量大，土建投资多，安装及运行、维护条件差。（3）半高型配电装置将母线及母线隔离开关抬高，将断路器、电流互感器等电气设备布置在母线下面。优点布置紧凑清晰，占地面积小。2、屋外配电装置选择根据原始资料，且110KV侧为内桥接线，设备较少，占地面积不大，中型布置便于运行和维护，故采用中型配电装置。35KV侧4回出线，为单母线分段接线，综合110KV和10KV配置，亦采用中型布置。二、10KV屋内配电装置选择变电站10KV配电装置，按其布置型式一般可分为三层、二层和单层式。单层式占地面积较大，如容量不太大，通常采用成套开关柜。本设计10KV采用成套开关柜单列布置。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第七章防雷及接地系统设计第一节防雷系统对于变电站的防雷保护，通常采用装设避雷针和避雷器的措施。避雷器的设置前面华北电力大学成人教育毕业设计（论文）已作选择，故本节只对避雷针选择。进行防雷设计和防雷措施时，必须从该地区雷电具体情况出发，原始资料提供，当地雷暴日为30日/年，属中等雷电活动强度地区。根据平面布置，该变电所长618M，宽616M，变电所110KV系统杆塔及门型架构最高为105M，故HX取11M，35KV系统杆塔及门型架构最高为7M，故HX取7M。该变电所初步选定用4支30米等高避雷针来保护全所的架构、主变及主控室、高压室等。分别按HX11M、HX7M计算避雷针的保护范围HX11M的保护范围1、单只避雷针保护范围计算当HXH/2时，RXHHXP当HXH/2时，RX15H2HXP其中H为避雷针高度HX为被保护物的高度P为高度影响系数。当H30时，P1该设计中H30M,HX11MH/2,所以P1所以RX15H2HXP1530211123M即该避雷针在11M水平面上的保护半径为23M。2、四支等高避雷针保护范围计算四支避雷针具体布置如图示意具体见设计图纸D126175MD235864MD346149MD415969MD428533M618HO12HD12/7P306175/72118M12HO23HD23/7P305864/72162M616HO34HD34/7P306149/72122MHO41HD41/7P305969/72147M43HO42HD23/7P308533/71781M则BX1215H0HX152118111530BX23152162111590BX34152122111530华北电力大学成人教育毕业设计（论文）BX41152147111570BX42151781111020故变电所全部面积受保护。HX7M的保护范围1、单只避雷针保护范围计算RX15H2HXP153027131M即该避雷针在7M水平面上的保护半径为31M。3、四支等高避雷针保护范围计算BX1215H0HX2315216272190BX3415212272130BX4115214772170BX4215178171620故变电所全部面积受保护。从防雷保护图可以看出，10KV出线终端杆在20米以内，均能防止雷电波侵入变电站。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第二节变电所接地装置变电所内需要良好的接地装置，以满足工作、安全和防雷保护的接地要求，一般的做法是根据安全和工作接地的要求，敷设一个统一接地网，然后再在避雷针和避雷器下面增加接第一满足防雷接地的要求。接地网的水平接地体由扁钢水平连接构成网孔形，两水平接地带间距离一般取310M，埋入地下08M处，其面积大体与变电所面积相同，接地网外沿应闭合，将各角做成圆弧状，圆弧半径小于均压带半径的一半。垂直角接地体一般用角钢或钢管，长度25M，间距大于5M。避雷器应以最短的接地线与主接地网连接，且应装设集中接地装置，避雷针与主变压器接地距离应大于15米，与设备接地距离大于3米，避雷针与架构间距离大于5米。在本设计中，水平接地体用404扁钢，垂直接地体用404角钢，皆全镀锌。具体见接地设计图纸。华北电力大学成人教育毕业设计（论文）第八章变电所总体布置一、总体规划变电所总体规划可协调所区与各级电压进出线的关系，所区的方向、朝向与进出线相配合，同时合理地安排所区、生活区、水源地、排出口等位置，合理选择所道路，解决变电所与城镇发展的矛盾。变电所的总体规划一般采用一次性规划，结合外部条件合理确定各级电压的出线方向，并有足够的出线走廓，尽量减少交叉跨越，当必须跨越时，电压等级高的出线在上侧。就近解决水源，为运输创造良好条件。二、总平面布置1、总平面布置的主要内容解决和协调全所建筑物、道路在平面布置上的相互关系和相对位置，主要有方向布置，管沟布置、道路、绿化及美化。2、总平面布置的基本原则（1）重视外部条件，发挥优势。（2）满足功能要求，布局合理。（3）布置紧凑合理，节约用地。（4）结合地形地势，因地制宜。（5）符合防为规定，确保安全。（6）注意风向朝向，有利环境。（7）便于巡视运输，路径短捷。（8）树立整体观念，协调美观。（9）适当留有余地，考虑发展。（10）方便检修和生活，安全运行。内部资料仅供参考华北电力大学成人教育毕业设计（论文）内部资料仅供参考图23地块位置图14UALM567B908CDERKVGNJPQXTSYOABCDEFGPINIFU9JWKFFWVGTYMJG6ACZ7HDQ8KQQFHVZFEDSWSYXTYQA9WKXFYEQDJSXUYUP2KNXPRWXMAUE9AQGN8XPR849GXGJQVUE9WEWZQCUEQYPEH5PDX2ZVKUMGTXRM6X4NGPPVSTTKSV3TNGK8Z89AMYWPAZADNUKNMUWFA5UXY7JND6YWRRWWCVR9CPBKZNMZ849GXGJQVUE9WEWZQCUEQYPEH5PDX2ZVKUMGTXRM6X4NGPPVSTTKSV3TNGK8Z89AMYWPAZADNUKNMUWFA5UXGJQVUE9WEWZQCUEQYPEH5PDX2ZVKUMGTXRM6X4NGPPVSTTKSV3TNGK8Z89AMYWPAZADNUKNMUWFA5UXY7JND6YWRRWWCVR9CPBKZNMZ849GXGJQVUE9WEWZQCUEQYPEH5PDX2ZVKUMGTXRM6X4NGPPVSTTKSV3TNGK8Z8