110kv变电站电气一次部分设计_发电厂课程设计

110KV变电站电气一次部分设计1发电厂课程设计报告110KV变电站电气一次部分设计110KV变电站电气一次部分设计II摘要电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位置，是时间国家现代化的战略重点。电能是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。在变电站的设计中，既要求所变电能能很好地服务于工业生产，又要切实保证工厂生产和生活的用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求安全，在变电过程中，不发生人身事故和设备事故。可靠，所变电能应满足电能用户对用电的可靠性的要求。优质，所变电能应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。经济变电站的投资要少，输送费用要低，并尽可能地节约电能、减少有色金属的消耗量和尽可能地节约用地面积。由原始资料可以知道，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电站的设计包括了总体方案的确定、负荷分析、短路电流的计算、高低压配电系统设计与系统接线方案选择、继电保护的选择与整定、防雷与接地保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词变电站变压器接线高压网络配电系统110KV变电站电气一次部分设计III目录第一部分变电站（所）电气一次部分设计说明书一、原始资料1二、电气主接线设计2三、主变压器变的选择6四、站（所）用变压器的选择7五、高压电气设备选择10高压断路器的选择及校验12隔离开关的选择及校验13电流互感器的选择及校验14电压互感器的选择及校验14高压熔断器的选择及校验17母线选择及校验18电缆选择及校验18六、防雷及过电压保护装置设计19第二部分变电站（所）电气一次部分设计计算书七、负荷计算21八、短路电流计算22九、电气设备选择及校验计算32高压断路器的选择及校验33隔离开关的选择及校验35电流、电压互感器的选择及校验37高压熔断器的选择及校验40母线选择及校验40电缆选择及校验45四、防雷保护计算45结束语49参考文献50110KV变电站电气一次部分设计1第一部分变电站电气一次部分设计说明书一、110KV降压变电站一次部分设计原始资料11进线12建站规模电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式线路长度（KM）乡镇变15000092架空15A区43000852架空7B区32000851架空11镇变26000092架空10C区32000891架空23D区32000851架空735KVE区6000092架空11纺织厂17000881架空5纺织厂26800881电缆3医院5000852架空7化肥厂780092架空5塑料厂9800851架空1010KV备用2待设变电所2150KM（LGJ120）110KV架空线03008欧/KM110KV变电站电气一次部分设计213环境条件变电所位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染较重，区平均海拔200米，最高气温39，最低气温2，年平均雷电日90日/年，土壤电阻率高达300M14短路阻抗系统作无穷大电源考虑二、电气主接线设计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。其主接线总体方案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，需要对发电厂、变电站的主接线总体方案进行缜密的比较，最终选择确定最佳方案。发电厂、变电站主接线总体方案的确定必须满足以下基本要求。A）供电可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线能可靠地工作，以保证对用户不间断供电，其评价标准有以下几点1断路器检修时，不宜影响对系统的供电；2线路或母线发生故障时应尽量减少线路的停运回路数和主变的停运台数，尽量保证对重要用户的供电；3尽量避免变电站全部停运的可能性。B）运行检修的灵活性电气主接线应满足在调度、检修时的灵活性。1调度运行中应可以灵活的投入和切除变压器和线路，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求，实现变电站的无人值班；2检修时，可以方便的停运断路器、母线和继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行和对用户的供电。C）适应性和可扩展性能适应一定时期内没有预计到的负荷水平的变化，满足供电需求。扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线。在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。D）经济合理性110KV变电站电气一次部分设计3主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，要求做到经济合理。1投资省。即变电站的建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用应节省，采用不同的接线方式，其投资具有明显的不同。2占地面积小。主接线设计要为配电装置创造条件，采用不同的接线方式，配电装置占地面积有很大的区别。3能量损失小。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。21220KV电气主接线方案确定根据要求初步草拟以下两种方案方案一双母线接线方案二桥型接线110KV变电站电气一次部分设计4110KV变电站电气一次部分设计5对以上两种方案进行比较如下表1双母线接线与桥型接线的比较方案项目方案I双母线接线方案II桥型接线可靠性运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理。倒闸操作复杂，容易误操作采用外桥形的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除灵活性易扩建，母联断路器可代替需检修的出线断路器工作一条进线故障时，不影响另一台变压器的正常运行；但运营方式固定，总体灵活性差经济性接线简单,运行设备少，投资比较多，年运行费用稍高只需要三台断路器，设备少，经济性好，占地面积小由以上比较结果知，由于本变电站容量较大，在整个系统中占有较重要的地位，故要求系统有更好的供电可靠性。综合考虑可靠性和经济性，110KV宜采用双母线的接线方式。2235KV电气主接线方案确定根据要求初步草拟以下两种方案方案1单母线分段接线方案2双母线接线110KV变电站电气一次部分设计6对以上两种方案进行比较如下表2单母分段带旁母与双母接线的比较基本要求/方案方案I单母分段带旁母接线方案双母线接线可靠性简单清晰、操作方便，旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电接线较1要复杂，易误操作，可靠性较1要高，但仍有停电检修的可能灵活性易于发展，运行方式简单，但灵活性差较差运行方式相对简单，并且具有较好的灵活性，方便扩建经济性设备少、投资小、占地面积小，用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂，投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案2的投资比较大，但可靠性、灵活性要比方案1更好。鉴于35KV母线上有11回出线，故选用可靠性较好的双母线接线。2310KV电气主接线方案确定根据要求初步草拟以下两种方案方案1单母线接线方案2单母线分段接线110KV变电站电气一次部分设计7对以上两种方案进行比较如下表3单母分段带旁母与双母接线的比较基本要求/方案方案I单母线接线方案单母线分段线接线可靠性简单清晰、操作方便，但只有一条母线，发生短路时会发生全部停电，可靠性不佳用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠；检修出线断路器，可以不停电检修，供电可靠性高灵活性易于发展，运行方式简单，但灵活性差较差当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电经济性设备少、投资小、占地面积小接线简单，设备少，投资较方案I高经比较两种方案都具有易扩建这一特性。但方案1可靠性、灵活性不如方案2，且10KV电压出线较多，又有医院等一级负荷，故应选择单母线接线方式。三、主变压器的选择在变电所中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。110KV变电所设计技术规程规定，主变压器容量和台数的选择，应根据现行的SDJ161有关规定和审批的电力系统规划设计决定。变电所同一电压网络内任一台变压器事故时，其他元件不应超过事故过负荷的规定。凡装有两台（组）及以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故停运后，其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70时不过载，并在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。如变电所有其他电源能保证变压器停运后用户的一级负荷，则可装设一台（组）主变压器。220KV330KV变压器若受运输条件的限制，应选用三相变压器。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15以上，主变压器宜采用三线圈变压器。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。根据变电站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站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及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站停运时，其余变压器容量就能保证全110KV变电站电气一次部分设计8部负荷的6070。计算35KV和10KV母线的负荷和，得到S总608MVA。所以，两台主变压器应各自承担304MVA。当一台停运时，另一台则要承担70的负荷，约为4256MVA。本设计选择两台型号为SFS50000/110的有载调压变压器。主变压器参数如表4所示。表4主变压器技术参数四、站用电设计41站用变压器选择规程第29条采用整流操作电源或无人值班的变电所，应装设两台所用变压器。并应分别接在两条不同母线的电源或独立电源上。如能够从变电所外引入可靠的380V备用电源，上述变电所可只装设一台所用变压器。第30条如有两台所用变压器应装设备用电源自动投入装置。同时电力工程设计手册说明枢纽变中一般装设两台所用变，其他变电所中一般装设一台所用变，但容量在60000KVA以上时，应装设两台所用变。变电所中装有强迫油循环冷却变压器或调相机时，均装设两台所用变。因此，根据规定并结合本所情况，采用两台所用变，互相作为暗备用。由此可以选择SZ9400/10型变压器，具体参数见表5。表5SZ9800/10变压器参数额定电压（KV）损耗（KW）额定容量（KW）连接组标号高压低压空载负载阻抗电压（）空载电流（）400Y，YN01040408442414额定电压（KV）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）负载损耗（KW）高中高低中低连接组标号SFSZ750000/110500001108125385225111371225010517565YN，YN0,D11110KV变电站电气一次部分设计92542站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。两种方案如下方案1单母线分段接线方案2单母线接线对以上两种方案进行比较如下表6单母分段与单母接线的比较方案项目方案I单母分段接线方案II单母线接线可靠性用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠；检修出线断路器，可以不停电检修，供电可靠性高简单清晰、操作方便，检修任一回路出线时必须断电，可靠性差灵活性当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电运行方式简单，易于发展，但灵活性较I差经济性接线简单,运行设备少，投资少，年运行费用稍高接线简单，设备少，投资较方案I低经比较，两方案经济性相差不大。又因为10KV侧为单母线分段接线，同时为了确保110KV变电站电气一次部分设计10可靠性和灵活性，满足厂用电的安全需求，选用方案1的单母线分段接线方式。110KV变电站电气一次部分设计11则系统主接线图如下110KV变电站电气一次部分设计12五、高压电气设备的选择51高压电气设备选择的一般条件电器选择是发电厂和变电所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UN的条件选择，即UNSS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NI0NI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MAXIMAXNI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2TKQI式中短路电流产生的热效应；KQ110KV变电站电气一次部分设计13、电器允许通过的热稳定电流和时间。TI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ASHI或SI式中、短路冲击电流幅值及其有效值；SHISI、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。ASS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KTPRTABTKPRABT而ABIN式中断路器全开断时间；ABT110KV变电站电气一次部分设计14后备保护动作时间；PRT断路器固有分闸时间；IN断路器开断时电弧持续时间。AT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BRT时间和断路器固有分闸时间之和，即1PRT1BRPTINT52高压断路器的选择及校验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。本变电所高压断路器选择如下（选择和校验计算见第二部分）110KV变压器侧与进线侧断路器选SW7110型，参数如下表所示表7SW7110型断路器电压KV重合性能型号额定最大额定电流A额定断开电流KA158、动稳定电流（KA）4S热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间S电流休止时间S重合时间SSW71101101261600158、552102004010435KV变压器侧与出线侧选出断路器型号为SW435型，其参数如下表所示表8SW435型断路器电压KV型号额定最大额定电流A额定断开电流KA动稳定电流（KA）4S热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间SSW43535405125016401603500810KV变压器侧选出断路器型号为N1010/1000315型，其参数如下表所示表9N1010/1000315型断路器110KV变电站电气一次部分设计15型号额定电压KV额定电流A额定断开电流KA动稳定电流（KA）2S热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间SSN1010101000315803150200653隔离开关的选择及校验隔离开关也是变电所中常用的电器，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。531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。532本变电所隔离开关的选择1110KV变压器侧及进线侧，选择GW4110/600型隔离开关。表10GW4110型隔离开关计算数据GW4110NSU110KVNU252KVMAXI335AI600AKQ177572KAS2T12802KASSHI7487KAESI50KA235KV变压器侧选择GW535/1250型隔离开关表11GW535/1250隔离开关计算数据GW535/1250NSU35KVNU35KVMAXI996AI1250A110KV变电站电气一次部分设计16KQ146192KAS2TI39692KASSHI15542KAESI100KA335KV出线侧选择GW435/600型隔离开关表12GW435/600型隔离开关计算数据GW435/600NSU35KVNU35KVMAXI196AI600AKQ146192KAS2T12802KASSHI214812KAESI50KA410KV变压器侧及母线侧选择GN110/400型隔离开关表13GN110/400隔离开关计算数据GW535/1250NSU10KVNU10KVMAXI305AI400AKQ595132KAS2T9802KASSHI43342KAESI50KA54电流、电压互感器的选择及校验541电流互感器的选择及校验电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，对于35KV及以上配电装置，一般用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽量釆用套管式电流互感器。110KV变电站电气一次部分设计17电流互感器的二次侧额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时，亦可考虑用1A。1电流互感器选择的具体技术条件如下一次额定电流的选择当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择的比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表有最佳工作，并在过负荷时，使仪表有适当的指示。电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的1/3进行选择。电缆式零序电流互感器窗中应能通过一次回路的所有电缆。当保护和测量仪表共用一组电流互感器时，只能选用相同的一次电流。准确级的选择与仪表连接接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于以下要求用于电能测量的互感器准确级05功电度表应配用02级互感器；10级有功电度表应配用05级互感级；20级无功电度表也应配用05级互感器；20级有功电度表及30级无功电度表，可配用10级级互感器；一般保护用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，保护用电流互感器一般按10倍数曲线进行校验计算。A一次侧额定电压UNUGUG为电流互感器安装处一次回路的工作电压，UN为电流互感器额定电压。B热稳定校验电流互感器热稳定能力常以1S允许通过一次额定电流I1N来校验I1NKTITDZKT为CT的1S热稳定倍数；C动稳定校验内部动稳定可用下式校验I1NKDWICH2I1N电流互感器的一次绕组额定电流（A）110KV变电站电气一次部分设计18ICH短路冲击电流的瞬时值（KA）KDWCT的1S动稳定倍数（2）110KV母变压器侧与进线侧选电流互感器型号为LB110/2600/5型，其参数如下表所示表14LB110/2600/5型电流互感器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LB1102600/5B05/05B2020153075（3）35KV变压器侧与出线侧选电流互感器型号为LA10/500/5型，其参数如下表所示表15LA10/500/5型电流互感器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LCWD131200/505/BB052215382538（4）10KV变压器侧与出线侧选电流互感器型号为LA10/500/5型型，其参数如下表所示表16LA10/500/5电流互感器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LA10500/505/30504041060110542电压互感器的选择及校验电压互感器的型式应根据使用条件选择620KV屋内配电装置，一般釆用油浸绝缘结构，也可釆用树脂绕注绝缘结构的电压互感器。35110KV的配电装置，一般釆用油浸绝缘结构的电压互感器，220KV以上，一般釆用110KV变电站电气一次部分设计19电容式电压互感器。当需要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，或有第三绕组的单相电压互感器组。电压互感器三个单相电压互感器接线，主二次绕级连接成星形，以供电给测量表计，继电器以及绝缘电压表，对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入，附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压滤过器供电给继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。（1）110KV选择电压互感器JCC110型，其参数如下表所示表17JCC110型电压互感器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（2）35KV选择电压互感器JDJJ35型，其参数如下表所示表18JDJJ35型电压互感器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JDJJ3510/351502506001200（3）10KV选择电压互感器JDZ10型，其参数如下表所示表19JDZ10型电压互感器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JDZ1010000/1008015030050055高压熔断器的选择及校验高压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和短路电流的损害。按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式，对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列；我们常说的保险丝就是熔断器类。其结构一般包括熔丝管、接110KV变电站电气一次部分设计20触导电部分、支持绝缘子和底座等部分，熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。熔件是利用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片，串联在被保护电路中，当电路或电路中的设备过载或发生故障时，熔件发热而熔化，从而切断电路，达到保护电路或设备的目的金属缠绕垫。高压熔断器工作于35KV及以下电力变压器。而且需要满足熔断器额定电压UN安装处电网额定电压USN；熔断器熔管的额定电流IFTN熔体额定电流IFSN，而且熔体额定电流IFSNKIMAX（K为可靠系数，取1520，此处选择K15）。（1）35KV选择熔断器RW935型，其参数如下表所示表20RW935型熔断器系列型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA备注RW93535052000保护户外电压互感器（2）10KV选择熔断器RN210型，其参数如下表所示表21RN210型熔断器系列型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA备注RN210051000保护户内电压互感器56母线的选择及校验在变电站和发电厂，为了汇集、分配和传输电能，常常需要设置母线。变电站屋内和屋外配电装置的主母线、变压器等电气设备与配电装置母线之间的连接导线、各种电器之间的连接导线，统称为母线。母线的选择内容包括确定母线的材料、截面形状、布置方式；选择母线的截面积；校验母线的动稳定和热稳定；对重要的和大电流的母线，校验其共振频率；对于110KV及以上的母线，还应校验能否发生电晕。母线截面的选择有两种方法（1）按最大长期工作电流选择；（2）按经济电流密度选择。发电厂及变电站主母线按最大长期工作电流选择，出口母线及较长回路的导线，则按经济电流密度选择。110KV母线选LGJQ400的加强型钢芯铝绞线35KV母线选用12010型单条矩形铝母线10KV母线选用1004型单条矩形铝母线110KV变电站电气一次部分设计2157电缆的选择与校检（1）电力电缆应按以下条件进行选择和校验电缆芯线材料及型号额定电压截面选择允许电压降校验热稳定校验电缆的动稳定由厂家保证，可不必校验。故10KV出线电缆选择电缆210MS58防雷及过电压保护装置设计雷电放电所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而会引起巨大的电磁感应，机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，最值得我们注意的两个方面是雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，有时也称为大气过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一；雷电放电所产生的巨大电流，有可能使被击物体炸毁，燃烧，使导体熔断或通过电动力引起机械损坏。变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。变电所的雷害事故比较严重，往往导致大面积的停电。其次，变电设备的内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自恢复功能，一旦因雷国电压而发生击穿，后果十分严重。总之，变电所的防雷保护与输电线路相比，要求更严格、措施更严密可靠。61避雷针装设应妥善采用独立避雷针和构架避雷针，其联合保护范围应覆盖全所保护对象。根据电力设备过电压保护技术规程SDJ776规定第70条独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3M。第71条110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在其构架或房顶上；6KV及以上的配电装置，允许将避雷针装在其构架或房顶上；35KV及以下高压配电装置构架或房顶上不宜装设避雷针。装在构架上的避雷针应与接地网连接，并应在其附近装设集中接地装置。避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得小于15M。在主变压器的门型构架上，不应装设避雷针、避雷线。第72条110KV及以上配电装置，可将线路的避雷线引接到出线门型架上；35KV配电装置可将线路的避雷线引接到出线门型架上，但应集中接地装置。具体保护措施如下A220及110KV配电装置装设避雷针或装设独立避雷针B主变压器装设独立避雷针110KV变电站电气一次部分设计22C屋外组合导线装设独立避雷针62过电压保护参考电力设备过电压保护规程SDJ779中的规定第78条变电站的每相母线上都应装设阀型避雷器,应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接，同时应在其附近架设集中接地装置。第80条大接地短路电流系统中的中性点不接地变压器如中性点绝缘按线电压设计，应在中性点装设保护装置。第83条与架空线联络连接的三绕组变压器的35KV绕组，如有开路运行的可能，应采用防止静电感应电压危害该绕组绝缘的措施。在其一相出线上装设一只阀型避雷器。第85条变电站310KV配电装置，应在每相母线和每路架空线上装设阀型避雷器。故A220KV，110KV，35KV每段母线上均装一组避雷器B变压器110KV侧每一相上装一个避雷器，35KV侧在一相上装一个避雷器C220KV，110KV中性点为分级绝缘且装有隔离开关，故需装一个避雷器避雷器选择结果110KV母线接避雷器选FZ110型，其参数如下表所示表22FZ110型避雷器工频放电电压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23FZ35避雷器工频放电电压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24FZ10型避雷器工频放电电压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变电站电气一次部分设计23第二部分变电站电气一次部分设计计算书六、负荷计算61主变负荷计算各电压等级负荷计算公式如下式中某电压等级的计算负荷；SC同时系数（35KV负荷取09；10KV负荷取085）；KT该电压等级电网的线损率，一般取5；、各用户的负荷和功率因数；PCOS因此，变电站各电压等级负荷计算结果如下，（A35KV负荷理论计算结果3502603243029157MVA98985KVS（B10KV负荷理论计算结果10780268052980515039KV主变总负荷为570368SMVA总根据变电站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站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及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站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的6070。当一台停运时，另一台承担总负荷的70容量为7068704256VA这便是选取主变的容量依据。对于站用变，有故取选取容量为400KVA的站用变压器1COS1NITP110KV变电站电气一次部分设计24七、短路电流计算计算短路电流的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。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后510年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，短路点的三相短路电流。621短路故障产生的原因工业与民用建筑中正常的生产经营办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续安全可靠地运行但是由于各种原因，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有（1）设备原因电气设备、元件的损坏。如设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。（2）自然原因气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。（3）人为原因工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物带电设备内形成短路事故等。622短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果（1）短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。110KV变电站电气一次部分设计25（2）短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。（3）短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。（4）不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。（5）短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及范围越大。（6）破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。623短路电流计算的目的（1）电主接线比选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）选择导体和电器如选择断路器、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）选择继电保护装置和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110KV变电站电气一次部分设计26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。624短路电流计算的内容（1）短路点的选取各级电压母线、各级线路末端。（2）短路时间的确定根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。（3）短路电流的计算最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的。625短路电流计算方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法标幺值法和有名值法。（1）标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。（2）有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1KV以下低压供电系统短路电流的计算。626短路电流计算过程计算步骤1选择计算短路点。画等值网络图。1）首先去掉系统中的所有分支、线路电容、各元件的电阻。2）选取基准容量和基准电压（一般取各级的平均电压）。BSBU3）将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。4）绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。化简等值网络为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗。NDX110KV变电站电气一次部分设计27取基准容量为,基准电压为，又依公式，10BMVASBAVU3BBSIU。计算出基准值如下表11所示2BUX表25基准值KVB11537105AI050156549BX13225136911063主变压器参数计算由所选主变压器可知1205U13752365U故1320501072121333325765主变压器各侧电抗标幺值计算结果如下181005BNUSX20BS367513510BNUX64系统等值电抗架空线12385412L所以221005071BSC110KV变电站电气一次部分设计2865站用变压器参数计算由表5可得4DU441010DBNSX66短路点的确定此变电站设计中，电压等级有四个，在选择的短路点中，其中110KV进线处短路与变压器高压侧短路，短路电流相同，所以在此电压等级下只需选择一个短路点；在另外三个电压等级下，同理也只需各选一个短路点。依据本变电站选定的主接线方式、设备参数和短路点选择，网络等值图如下各短路点如图图1短路点图110KV变电站电气一次部分设计29各短路点的短路计算（1短路点D1的短路计算110KV母线网络化简如图所示图2D1点短路等值图017SX3584KI1023BDCKAU335849361072287159643KDBKSHMVAKISXII110KV变电站电气一次部分设计302短路点D2的短路计算35KV母线网络化简为图5D3点短路等值图1212333/0710/2563906517906509KA251421SKBDCKDBKSHMVXXIUISXII60953KA110KV变电站电气一次部分设计313短路点D3的短路计算10KV母线网络化简为图4D3点短路等值图1313333/071035/260926543109697KA2651432SKBDCKDBKSHMVXXIUISXI19756KAI110KV变电站电气一次部分设计32（4）短路点D4的短路计算网络化简只需在图6上加站用变压器的电抗标幺值即可，如下图所示图5D4点短路等值图33302631018KA5437018215652739411KBDCKDBKSHMVAKXISUIXII0110KV变电站电气一次部分设计3367绘制短路电流计算结果表表26短路计算表短路点编号基值电压KVUC基值电流AID支路名称总电抗标幺值X短路电流周期分量有效值的标幺值IK3短路电流周期分量有效值3（KA短路电流冲击值ISH（KA）全电流有效值ISHKA短路容量SK3MVA公式CBS31IDK352K31XBD11150502110KV017158482936748744435848D237156035KV0256390684241554292033906D3105549910KV032630911699743342256653067D40414433704KV5326018827135691944097418776110KV变电站电气一次部分设计34八、电气设备选择及校验计算在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。表27各回路持续工作电流回路名称计算公式变压器回路NNGUSII3051MAX馈电回路COPNG32AX注等都为设备本身的额定值。NIUP,各回路持续工作电流计算结果见下表表26各回路持续工作电流结果表回路名称计算公式及结果110KV母线IGMAX0335KA10560831NSU110KV进线IGMAX0342KA2/257/COS3086NP35KV母线IGMAX0966KA10535NSU35KV出线IGMAX0196KA2/72/10COS3879NP10KV母线IGMAX0305KA1055310NSU10KV出线IGMAX0093KA2/249/7COS38NP04KV母线IGMAX0638KA10503NSU110KV变电站电气一次部分设计35（一）高压断路器的选择及校验1）110KV母线侧断路器的选择及校验。电压因为UG110KVUN110KV所以UGUN电流查表26得IGMAX0335KA335A根据电力工程电气设备手册，由于采用双母线的接线方式，可靠性高，所以从经济的角度出发，选择少油断路器可选择SW6110型号和SW7110型号的两种断路器。查表得知，这两种断路器的性能相似，故从轻型的角度出发，选择SW7110型断路器，参数见表3所示。因为IN1600A，IGMAX2755A所以IGMAXU109UNU1110KVUN110KV2）二次电压U2NU2N100/33）准确等级1级故选择JCC110型（2）35KV母线电压互感器的选择1）一次电压U111UNU109UNU135KVUN35KV2）二次电压U2NU2N1003）准确等级1级故选择JDJJ35型310KV电压互感器的选择1）一次电压U111UNU109UNU110KVUN10KV2）二次电压U2NU2N100110KV变电站电气一次部分设计433）准确等级1级故选择JDZ10型（5）高压熔断器的选择及校验高压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和短路电流的损害。按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式，对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列；我们常说的保险丝就是熔断器类。其结构一般包括熔丝管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等部分，熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。熔件是利用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片，串联在被保护电路中，当电路或电路中的设备过载或发生故障时，熔件发热而熔化，从而切断电路，达到保护电路或设备的目的金属缠绕垫。高压熔断器工作环境于35KV及以下电力变压器。而且需要满足熔断器额定电压UN安装处电网额定电压USN；熔断器熔管的额定电流IFTN熔体额定电流IFSN，而且熔体额定电流IFSNKIMAX（K为可靠系数，取1520，此处选择K15）,此处只选择35KV侧的高压熔断器USN35KV，IFSNKIMAX10出15152228A。所选择的高压熔断器型号如下35KV选熔断器RW935型校验35KV母线短路容量S3906MVASD2000MVA10KV选熔断器RN210型校验10KV母线短路容量S3067MVASD1000MVA（六）母线选择及校验母线选择的原则1选择母线的材料常用的母线材料有铜,铝和铝合金三种，用铜作母线虽有诸多优点，但铜的价格高，且我国铜的储量有限，因此，一般用铝或铝合金作为母线材料。2选择母线结构母线的结构和截面形状决定于母线的工作特点升高电压（汇流）母线，以前大都采用软导线作母线，现在35500KV均可采用管形硬母线。3选择母线的布置形式矩形或槽形母线的散热及机械强度还与母线的布置方式有关。4选择母线的截面积按最大长期工作电流选择；按经济电流密度选择。110KV变电站电气一次部分设计44（5）母线的热稳定校验满足热稳定要求的母线最小面积按式MINSIN1FKKQC只要实际选用的母线截面积S，母线便能满足热稳定要求。MIN（6）硬母线的动稳定校验（软母线不需校验动稳定）