110kV变电站一次设计

1、110KV变电所电气一次初步设计目录第一部分毕业设计说明书（7）第1章总则（7）第2章原始资料（8）第3章接入导线及配电导线设计（11）第4章电气主接线设计（12）第5章短路电流计算（16）第6章变压器选择（17）第7章站用变选择（21）第8章主要电气设备选择（22）第9章过电压保护与接地（24）第 10 章继电保护配置（25）第二部分毕业设计计算书（28）第1章接入导线及配电导线计算（28）第2章主变压器调压分接头计算（39）第3章短路电流计算（44）第4章主要电气设备选择计算（54）第5章防雷保护计算（63）前言5）总结（64）谢辞（65）参考文献（66）前言变电站是电力系统的重要组成部分

2、，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配 电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任 务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟订直接关系着全站电气设备的选择、配 电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计为 110kV 变电站电气一次部分初步设计，分为设计说明书、设计计算书、设计 图纸等三部分。所设计的容力求概念清楚，层次分明。本文是在电力高等专科学校电力工程 系启军教授的精心指导下完成的。老师治学严谨、知识广博、善于捕捉新事物、新的研究方 向。在毕业设计期间老师在设计的选题和设计思路上给了我很多的指

3、导和帮助。老师循循善 诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给 我留下了很深的印象。在此，我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢！本文从接入导线和配电导线的设计选择，主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等 几方面对变电站设计进行了阐述，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、站用电系统 图、防雷保护配置图、各级电压配电装置断面图、直流系统图等相关设计图纸。由于本人水 平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师批评指正。第一部分 设计说明书第 1 章 总则1.1 设计依据1.1.1 110KV 盐北变电站电气一次部分设计（初设）任务书。1.1.2 相关

4、课程教材及规程规： 电力系统分析上下册 何仰赞 电力工程 志业电力系统继电保护 骏年 发电厂电气部分锡普 电力工程电气设备手册上1.2 设计围 ：1.2.1 本工程设计围 本工程设计围包括设置在本变电所的下列部分 :（ 1）电力变压器及各级电压配电装置、 无功补偿并联电容器装置、 交流所用电系统设备、 过电压保护及接地装置、相应的继电保护及自动装置、就地测量及控制操作设备、远方微机 测控系统设备的布置安装和接线，电缆设施等。（2）由于通信设施需根据外部通信系统条件确定，本设计中仅留有布置安装条件，不做 具体设计。（3）与电气设备相关的建筑物、构筑物、给水排水设施、通风设施、消防设施，安全防 及

5、环境保护措施。1.2.2 设计分界点（ 1）变电所与线路的分界点为： 110KV配电装置以 110KV架空进线耐线夹（不含）为界， 35KV 配电装置以 35KV架空出线耐线夹（不含）为界， 10KV配电装置以开关柜电缆头（不含） 为界。2）进所道路设计以变电所大门为界，大门外不属于本设计围。第2章 原始资料2.1 待建变电所从 110KV 侧东郊变电所受电（双回路供电） ，其负荷分为 35KV和 10KV两个 电压等级。年负荷增长率为 5%，变电站总负荷考虑五年发展规划，线损平均取5%。系统为无穷大容量系统。地区电网如下：淮阴电厂10km 10km220kV60km5km6km东郊变电所30

6、km盐北变电所大丰变电所灌南变电所盐城电厂80km45km新海电厂2.2 待建 110KV 盐北变电所各电压级负荷数据如下表电压等级线路名称最大负荷（MW）COS负荷级别供电距离（km）Tmax 及 同时率35KVA200.851105000/0.9B150.8112造纸厂110.828化工厂200.827冶炼厂150.8511010KVC30.8511.53500/0.85D20.8522.5毛纺厂10.821.0水泥厂1.20.821.5纺织厂0.80.821.0水厂20.811.5求 110KV 侧负荷时， 10KV 和 35KV 总负荷的同时系数取 0.95 。所用负荷取变电所总负荷

7、的 0.2% 计算。2.3 电厂容量：发电厂PM(MW)COSXd新海电厂 （火电厂 ）2500.850.143电厂（火电厂 ）4500.800.141电厂（火电厂 ）2500.850.1432.4 发电厂、变电所变压器参数：变电所SN(MVA)UK(%)UK(1-2) (%)UK(1-3) (%)UK(2-3) (%)I 0%新海电厂26010.50.85灌南变160175105650.8变21209.316.510.70.178电厂46010.50.85电厂26010.50.85东郊变16017.510.56.50.8大丰变16017.510.56.50.82.5 输电线路参数：线路名称型

8、号额定电压（ kV）长度（ km）单位长度正序电抗（ /km）电厂至 变电所2LGJ-300110100.395变电所 至电厂LGJ-300110600.395系统至变：2LGJQ-4002202000.416电厂 至东郊变LGJ-30011050.395东郊变 至盐北变2LGJ-240110300.401新海电厂至 灌南变LGJ-300110450.395灌南变至变2LGJ-300110800.3952.6 10KV 侧功率因数要求提高到 0.95 。2.7 短路计算时， 110KV 进线后备保护动作时间取 4s，其余取 2s。2.8 环境条件（ 1）周围无严重污染和结冰现象，年平均气温为2

9、5，最高气温为 35，年最低温度为15，最热月最高平均气温 30C，亚热带气候。（ 2）当海拔高度为 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1000 。（ 5）本站东西向长 99m，南北向宽 68m第 3 章 盐北变电所接入导线及配电导线的选择设计3.1 确定电压等级 输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输 送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负 荷和五年发展规划。因此待建 110KV 盐北变电所的最高电压等级应为 110kV。3.2 确定回路数1

10、10KV盐北变电所建成后， 所供用户中 35KV 电压侧及 10KV电压侧均存在、 类重要负 荷，因此 110KV盐北变电所应采用双回 110KV线路接入系统且 35KV 电压侧及 10KV电压侧也都 采用双回出线。3.3 确定 110KV 线路导线的规格、型号由于待建 110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ 型。3.4 110KV 线路导线截面选择导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行机械 强度校验、电晕校验及电压损失的校验。3.5 盐北变接入导线及配电导线选择结果电压等级线路名称选择的导 线型号额定电压（KV）长度（ 公里

11、 ）单位电阻（）单位电抗（）110KV双回进线2LGJ-240/40110300.120.435KVA2LGJ-185/3035100.170.38B2LGJ-150/2535120.210.387造纸厂2LGJ-120/253580.220.39化工厂2LGJ-185/303570.170.38冶炼厂2LGJ-150/2535100.210.38710KVC2LGJ-95/20101.50.3320.356D2LGJ-70/10102.50.450.368毛纺厂2LGJ-35/6101.00.90.389水泥厂2LGJ-35/6101.50.90.389纺织厂2LGJ-35/6101.00.

12、90.389水厂2LGJ-70/10101.50.450.368注：选择计算及校验见计算书第 4 章 电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间 环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依 照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，成为电气主 接线。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，故又称为一次接线或电气主系统。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的全部基本组成和连接关系的单接

13、 线线图，称为主接线电路图。4.1 110kV 电压侧接线35110kV 变电站设计规规定， 35110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变 压器或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。 3563kV 线路为 8 回及以上时， 亦可采用双母线接线。 110kV线路为 6 回及以上时， 宜采用双母线接线。在采用单母线、 分段单母线或双母线的 35110kV 主接线中，当不允许停电检修断路器时， 可设置旁路设施。本变电站 110KV 线路有 2 回，可选择双母线分段、桥或线路变压器组三种接线方案，如 图 3.1 所示。方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作

14、复杂，容易误操作，占地面积 大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资少，占地面 积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。方案三是最简单的一种接线方式，线路与变 压器直接相连，其特点是设备少、投资最省、操作简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性稍差， 本变电站为地区性电站，电网特点是火电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要，加上水 电，基本上不需要外系统支持，故选用投资最小、节省占地面积的方案三。方案一 双母线分段 方案二 桥接线 方案三 线路变压器单元接线图 4.1 110kV 电压侧接线方案技术比较方案双母线分段桥接线线路 -变压器单元接线优点供电可靠、 运行方 式

15、灵活。简单清晰， 操作方便， 不易误操作， 设备少， 投资少，占地面积小。接线简单；安装 2 台开 关，开关使用量最少， 节省投资缺点倒闸操作复杂， 容 易误操作， 占地面 积大， 设备多， 投 资大。运行可靠性和灵活性 比方案一稍差。串联回路任意设备故障 或检修，整个单元停电。 可靠性差。外桥接线的特点与桥接线相反，连接桥断路器在线路侧，其他两台断路器在变压器回路中，线路故障和进行投入和切除操作时，操作较复杂，且影响一台正常运行的变压器。所以 外桥接线用于输电线路短，检修和倒闸操作以及设备故障几率均较小，而变压器需要经常切 换或电网有穿越功率经过的变电所。 分析盐北变电所可以看出这是一座终端

16、变电所。110KV 只有两回进线，进线输电距离较长。综合以上要求的考虑， 110KV 侧选择桥接线方式。4.2 35kV 电压侧接线本变电站 35kV 线路有 5 回，可选择双母线接线、单母线分段代旁路母线接线或单母线分 段不带旁路母线接线三种方案，如图 3.2 所示。方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸 操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易 误操作，设备少，投资少，占地面积小，旁路断路器可以代替出线断路器，进行不停电检修 出线断路器，保证重要回路不停电。方案三较方案二更是投资少。方案一双母线接线 方案二 单母线分段代旁路母线接线方案三 单母线分段

17、接线图 4.2 35kV 电压侧接线方案技术比较方案双母线分段单母线分段带旁路母线接线单母线分段接线优点供电可靠、 运行 方式灵活。简单清晰， 操作方便， 不易误操 作，设备少， 投资少， 占地面积 小，旁路断路器可以代替出线断 路器，进行不停电检修出线断路 器，保证重要回路不停电简单清晰， 调度灵活， 不会造成全站停电， 能保证对重要负荷的 供电，设备少，投资 和占地小缺点倒闸操作复杂， 容易误操作， 占 地面积大， 设备 多，投资大。运行可靠性和灵活性比方案一 稍差，占地面积和设备投资又较 方案三大。运行可靠性和灵活性 比方案一稍差。分析盐北变电所 35KV侧负荷方案三具有良好的经济性，

18、供电可靠性也能满足要求， 故 35kV 侧采用方案三单母线分段接线方式。4.3 10kV 电压侧接线35110kV 变电站设计规规定，当变电站装有两台主变时，610kV侧宜采用分段单母线。线路为 12 回及以上时，宜采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。本变电站 10kV 侧线路为 6 回，可采用双母线或手车式高压开关单母线分段接线两种方 案，如图 2.3 所示。方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地大，配电装置复杂，义务操作。方案二简单清晰，调 度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要负荷的供电，设备少，投资和占地小。手

19、车式断 路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的手车断 路器来代替需要检修的工作手车断路器。采用手车式高压开关柜可不设置旁路设施，即 10KV 电压侧采用方案二单母线分段接线方式。方案一 双母线接线方案二 单母线分段接线图 4.3 10kV 电压侧接线方案综上所述，本变电站主接线如图3.4 所示。 110KV电压侧采用的是线路变压器组接线方式， 35KV电压侧采用的是单母线分段代旁路母线接线方式，预留1 条备用回路， 10KV电压侧采用的是手车式高压开关单母线分段接线方式，两段母线分别预留 1 条备用回路。QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6QF2F

20、Q图 4.4 电气主接线简图 变电站低压侧未采用限流措施，待计算短路电流之后，再采用相应的限流措施。最简单 的限制短路电流的方法是使变压器低压侧分列运行。变压器低压侧分列运行，限流效果显著， 是目前广泛采用的限流措施。在变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器用的很少，母线电抗 器体积大、价格高且限流效果较小，出线上装电抗器，投资最贵，且需造两层配电装置室， 在变电站中尽量少用。4.4 站用变压器侧接线站用电系统采用 380/220V 中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用一个电源，站 用变压器低压侧接线采用单母线分段接线方式，平时分列运行，以限制故障围，提高供电可 靠性， 380V 站用电母线

21、可采用低压断路器（即自动空气开关）或闸刀进行分段，并以低压成 套配电装置供电。站用变压器低压侧接线如图 4.5 所示。图 4.5 站用变压器低压侧接线第 5 章 短路电流计算110KV短路电流按可选用最大开断短路电流 20 千安的断路器条件设定，在考虑主变压器 分列运行的情况下， 主变压器回路的短路电流计算阻抗见图 5-1 ，图中阻抗均已归算为基准容 量为 100MVA的标幺值，系统阻抗为图 5-1 系统等值阻抗图短路电流计算结果如下表短路 点编 号短路 点位 置0S 短路 电流周 期分量 有效值4S 短路 电流周 期分量 有效值短路电流 冲击值短路全电 流最大有 效值短路容量/I (kA)I

22、 (kA)i ch ( kA)I ch ( kA)SK (MVA)f1110KV母线3.072.717.834.67122f235KV母线7.787.289.16911.82100f310KV母线22.9322.4458.4734.8588/ /i ch =2.55 I , I ch =1.52 I第 6 章 110KV 盐北变电所主变压器选择主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依 据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5 10 年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。在选择主变压器容量时对重

23、要变电所，应考虑当一台主变器停运时，其余变压器容量在 计及过负荷能力允许时间，应满足类及类负荷的供电；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满足全部负荷的60%70%。本变电所主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。第 6.1 主变方案选择6.1.1 方案一：单台三相三绕组变压器，型号 SFSZ9-120000/110 ，电压等级 110/35/10 。6.1.2 方案二：两台三相双绕组变压器，其中一台型号为 SFSZ9-90000/110 ，电压等级 110/35 ；另一台为 SFSZ9-20000/110 ，电压等级 110/10 。6.1.3 方案

24、三：四台三相双绕组变压器，其中两台型号为 SFSZ9-90000/110 ，电压等级 110/38.5 ；另两台型号为 SFSZ9-12000/110 ，电压等级 110/10 。6.1.4 方案四：两台三相三绕组变压器，型号为 SFSZ9-75000/110 ，电压等级 110/35/10 。6.1.5 主变方案技术比较方案比较方案一方案二方案三方案四优点接线简 单、占地面积 小。接线简单。运行可靠 性、灵活性高， 能满足重要用 户的需要。运行可靠 性、灵活性高， 能满足重要用 户的需要。缺点运行可靠 性、灵活性差， 不能满足重要 用户的需要。运行可靠 性、灵活性差， 不能满足重要用 户的需

25、要。选用变压 器多，运行维护 工作量大。110KV盐北变电所有重要的、类负荷，为满足运行的可靠性和灵活性，应选择两台以 上变压器，因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。第 6.2 节 主变容量、参数选择6.2.1 方案三，如图35KV负荷由两台电压为 110KV/35KV 变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变 压器的容量应保证 35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。35KV用户的一级和二级全部总容量：S35 =P/COS =81/0.9=90 (MVA), 因此可选择两台SFPSZ9-90000/110 型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN, d11 。10KV负荷由两台电

26、压为 110KV/10KV 变压器供电，其中一台主变事故停运后，另一台主变 压器的容量应保证 10KV用户的一级和二级全部负荷的供电。10KV 用户的一级和二级全部总容量：S10 = P/COS =10/0.95= 10.53 (MVA),因此可选择两台 SFSZ9-12500/110 型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN, d11 。6.2.2 方案四，如图所有负荷均由两台电压为 110KV/35KV/10KV 变压器供电， 其中一台主变事故停运后， 另台主变压器的容量应保证所有用户的70全部负荷的供电。用户的 70全部总容量： S110 = 110.3 0.7=77.2(MVA),

27、因此可选择 SFPSZ9-75000/110 型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN,yn0, d11 。由于 15S110 = 15 110.3 (MVA) 16.55(MVA) S 10 =10.53 (MVA) ，15S110 = 15 110.3 (MVA) 16.55(MVA) S 35 = 90 (MVA) ，因此主变 110KV、35KV、10KV三侧容量分别为 100 / 100 / 50 。第 6.3 节 主变主要技术参数选择6.3.1 方案三：主变额定 电压空载 电流空载 损耗负载 损耗阻抗 电压参考价(万元)SFPSZ9-90000/110110/350.35%74K

28、W330KW10.5440SFSZ9-12500/110110/100.3%18.1KW70KW10.51106.3.2 方案四：主变额定 电压空载 电流空载 损耗负载 损耗阻抗 电压参考价 (万 元)SFPSZ9-75000/110110/35/100.36%98.6KW356KW18587333KW10.5304KW6.5第 6.4 节 主变方案经济比较6.4.1 主变及其附属设备综合投资比较(1) 方案三： SFPSZ9-90000/110 主变两台， 2440 880 万元 SFSZ9-12500/110主变两台， 2 110 220 万元110KV SF6 断路器户外间隔四个， 4

29、58.1=232.4 万元 35KV SF6 断路器户外间隔两个， 218.8=37.6 万元 10KV 真空断路器户间隔两个， 29.1=18.2 万元 综合投资： 1388.2 万元。(2) 方案四： SFPSZ9-75000/110 主变两台， 2400 800 万元 110KV SF6 断路器户外间隔两个， 2 58.1=116.2 万元 35KV SF6 断路器户外间隔两个， 218.8=37.6 万元 10KV 真空断路器户间隔两个， 29.1=18.2 万元 综合投资： 972 万元。6.4.2 主变年运行费用比较年运行费 ( 1 2 ) Z / 100+ A 式中 年运行费，元

30、 / 年； 1基本折旧费，取 4.8 ； 2大修费，取 1.4 ；Z 投资费，元；A 年电能损耗， KW.H/年； 电价，元 /KW.H，取 0.52 元/KW.H。（1） 方案三 A3308760270876027008000KW.H （4.8% 1.4%） 1388.2 / 100+0.52 700.8 365.3（ 万元 ）（2） 方案四A（ 356 333304）8760/2 4349340KW.H （ 4.8% 1.4%）972 / 100+0.52 434.9 226（万元 ）结论方案三方案四综合投资1388.2 万元972 万元年运行费用365.3 万元226 万元从上表比较可知

31、，方案四比较方案三不管在综合投资方面，还是在年运行费用都要经济，因此决定选用方案四两台 SFPSZ9-75000/110 三相三线圈变压器。第 6.5 节 主变 110KV 侧分接头选择按电力系统电压和无功电力导则（试行） 的规定，各级变压器的额定变比、调压方式、 调压围及每档调压值，应满足发电厂、变电所母线和用户受电端电压质量的要求。各电压等 级变压器分接开关的运行位置，应保证系统各母线上的电压满足要求，并在充分发挥无功补 偿的技术经济效益和降低线损的原则下予以确定。确定分接头围分以下几个步骤：首先在最大运行方式下：（ 1） 从系统母线电压推算到盐北变主变压器高压侧电压。（ 2） 将 35K

32、V、 10KV侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。（ 3） 参考电气工程专业毕业设计指南电力系统分册中的电压调整：35KV用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90 110； 10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的 7。其次在最小运行方式下（考虑 70的容量）：（1）从系统母线电压推算到盐北变主变压器高压侧电压。（2）将 35KV、10KV 侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。（ 3）参考电气工程专业毕业设计指南电力系统分册中的电压调整：35KV用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90 110； 10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的 7。

33、最后比较 6 组数据，取最大、最小的数据确定分接头围。线路名称负荷电压降U （KV ）U（KV ）110KV盐北变 母线电压最大 运行 方式110KV东郊变至变电所98.97+j48.774.234.55107.535KV A 线路25.6+j12.41.291.09114.110KV C 线路3.83+j1.260.130.07111.1最小 运行 方式110KV东郊变至变电所69.3+j34.12.953.18109.135KV A 线路17.9+j8.680.910.76112.810KV C 线路2.68+j0.880.090.05110.99注：最小运行方式负荷为总容量的 70%从上

34、述表中 （计算过程见计算书） 得到六个电压数据分别是 107.5KV、114.1KV、111.1KV 、 109.1KV 、112.8KV 、110.99KV，选取一个最高电压 114.1KV 和一个最低电压 107.5KV 就是主 变的 110KV侧分接头电压调节围，因此选择110 3 2.5%的分接开关就完全可以满足要求。第7章 110KV盐北变电所站用变选择7.1 选择原则：变电站的站用负荷，一般都比较小，其可靠性要求也不如发电厂那样高。变 电站的主要负荷是变压器冷却装置、直流系统的充电装置和硅整流设备、油处理设备、 检修工具以及采暖、通风、照明、供水等。这些负荷容量都不太大，因此变电站

35、的站用 电压只需 0.4kV 一级，采用动力与照明混合供电方式。 380V 站用电母线可采用低压断路 器（即自动空气开关）或刀闸进行分段，并以低压成套配电装置供电。为满足整流操作 电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要，该变电所装设两台站用变压器，站用电 容量得确定，一般考虑站用负荷为变电所总负荷的 0.1%0.5%, 这里按设计要求取变电所 总负荷的 0.2%计算。S0.2%150000KVA300KVA7.2 根据选择原则，选出 110KV 盐北变电所两台站用变型号为 S9-315/10 两绕组变压器 额 定电压： 10/0.4 接线方式： Y/Y0-12 两台站用变分别接于 10kV

36、母线的段和段，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障 时，另一台能够承担变电所的全部负荷。第 8 章 变电所电气设备选择电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要容之一。正确的选择电气设备是使电 气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家 有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场 的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备 的选择应遵循以下两个原则： 1. 按正常工作状态选择； 2. 按短路状态校验。按正常工作状态选择的具体条件：（1）. 额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得

37、低于装设回路的最高运行电压。一般 220KV 及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15U e 。所以一般可以按照电气设备的额定电压 Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew: U e Uew（2）. 额定电流：所选电气设备的额定电流 I e不得低于装设回路最大持续工作电流Imax: IeI max。计算回路的 I max应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低 5时出力保持不变，所以 I max1.05 I et ;母联断路器回路一般可取变压器回路总的 I max；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的I max。按短路状态校验的具体条件：（1）. 热稳定校验：

38、当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：Qy Qd（2）. 动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效 应而造成变形或损坏： i ch i dw8.1 选择设备的基本原则1、设备按照主接线形式进行配置2、按装置位置及系统正常运行情况进行选择，按短路情况进行校验3、所选择设备在系统中最恶劣运行方式下仍能可靠工作，动作。4、同类设备尽量同一型号，便于设备的维护，订货和相互备用5、考虑近期 5 年发展的要求8.2 断路器、隔离开关的选择1、110KV选用户外式 SF6 断路器，其额定开断电流 25KA，额定电流均为 1250A。2、35KV配电装置选用户

39、外式 SF6 断路器， 其额定开断电流 25KA，主变总路断路器额定电 流为 1600A， 35KV 出线断路器额定电流为 630A。3、10KV 配电装置选用户式成套开关柜，柜配置真空断路器，其额定开断电流31.5KA ，主变总路断路器额定电流为 1000A， 10KV出线断路器额定电流为 630A。4、隔离开关是变电所中常用的电器，它需与断路器配套使用。因其无灭弧装置，不能用 来接通和切断负荷电流及短路电流。它的主要用途是隔离电压、倒闸操作、分合小电流。8.3 10KV 并联电容器装置 根据无功管理及供用电规则，并联电容器装置的容量和分组按就地补偿，便于调整电压 及不发生谐振的原则进行配置

40、，设两组并联电容器装置分别接在两段10KV母线上，每组电容器容量按 3600Kvar 配置，也可实际无功补偿需要配置。补偿装置为屋成套装置，选用难燃介质的干式银锌复合镀膜电容器，考虑到110KV 变电所电力负荷性质较为复杂， 应装设 6%限制涌流和谐波分量的串联电抗器， 它包括串联电抗器、 放电线圈、避雷器等，均由制造厂成套供货。8.4 电流互感器、电压互感器的选择1、根据电流互感器装置处电压等级确定额定电压。2、根据 I e=I gmax 110%确定 CT 一次额定电压。3、根据互感器 CT 用途，确定其级次组别及接线方式。4、110kV 线路侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形

41、， 110kV 桥开关一侧设置差动、测量两组 CT，接成三相星形，另一侧设置差动一组CT，接成三相星形35kV 主变出口处设置差动、电流、测量及计量三组CT，接成三相星形35kV 负荷出线处设置电流保护、测量及计量二组CT，接成二相星形10kV 主变出口处设置差动、电流保护、测量及计量三组CT，接成三相星形10kV 负荷出线处设置电流保护、测量及计量二组CT，接成二相星形5、CT选定型号，根据短路情况校验热稳定及动稳定性，具体校验见计算书。6、PT 的选择根据电压互感器装置处电压等级确定电压，根据用途及负荷确定准确度、 二 次电压、二次负荷量及联接方式。第 9 章 过电压保护与接地9.1 直击

42、雷保护 110KV配电装置和主变压器为户外布置， 在 110KV 变压器进线门型架上设置一支 30M高避 雷针保护 110KV配电装置和主变压器。9.2 过电压保护 为防止线路侵入的雷电波过电压， 在 110KV进线装设氧化锌避雷器， 主变压器 35KV、10KV 出口及 35KV、10KV每段母线分别安装带间隙氧化锌避雷器，35KV、10KV每回出线安装带间隙氧化锌避雷器或阻容吸收装置， 当一回 110KV 进线运行时， 110KV进线避雷器能满足经桥路至 相邻回路主变压器的保护围，为保护主变压器中性点绝缘，在主变压器110KV中性点应装设一台避雷器， 10KV 并联电容器规定装设氧化锌避雷

43、器保护。9.3 接地 本变电所接地方式以水平接地体为主， 辅以垂直接地极， 主接地网用镀锌扁钢 50mm6mm， 布置时尽量利用配电楼以外的空地，变电所主接地网接地电阻应不大于 0.5 。对变压器、电器的底座和外壳、互感器二次绕组、屋外配电装置的金属和钢筋混凝土构 架以及靠近带电部分的金属遮栏和金属门等都是接地围。本设计对接地装置布置为：1、接地装置系由 L505、长 2.5M的角钢作为垂直接地体和 -606 扁钢作为水平接地体构 成接地装置，埋设深 0.8 米。2、接地棒每隔 6M 埋设一根，并用一 606 扁钢连成环状。3、杆塔、金属架构、电气设备金属外壳等，操作机构、电气设备工作接地等处

44、均需接地， 其分支引线除工作接地外，均采用 16 圆钢引出地面，其引出位置应按距离接地设备最近处 设置。4、地下电缆沟的接地线采用一606 扁钢与电缆支架连接，中间及端头与主接地网相连接，户外地上电缆支架用 16 圆钢与接地网连接。5、接地装置总接地电阻应不超过0.5 ，否则增加接地棒，至总接地电阻不大于 0.5 为止变压器采用一 606 扁钢两处可靠接地。第 10 章 继电保护配置电网继电保护配置的原则是首先满足继电保护的四项基本要求，即满足选择性、速动性、 灵敏性、可靠性。然后各类保护的工作原理、性能结合电网的电压等级、网络结构、接线方 式等特点进行选择，使之能够有机配合起来，构成完善的电

45、网保护。一 110KV 部分：110KV 采用了桥接线，所以在 110KV不需要装设保护。二 35KV部分：线路保护：在 35KV 小接地电流系统的线路上，应装设反映相间故障和单相接地故障 的保护装置。考虑反映相间故障装设两段式电流保护：限时电流速断保护、定时过流保 护。保护动作于出线断路器，保护采用两相式接线。加装三相一次重合闸。反映单相接 地故障，加装反映零序电压的接地信号装置，单相接地时发出信号。母联开关保护：加装带时限的定时过流保护，作为母线充电时的保护。三 10KV部分：线路保护：在 10KV 小接地电流系统的线路上，应装设反映相间故障和单相接地故障 的保护装置。考虑反映相间故障装设

46、两段式电流保护：限时电流速断保护、定时过流保 护。保护动作于出线断路器，保护采用两相式接线。加装三相一次重合闸。反映单相接 地故障，加装反映零序电压的接地信号装置，单相接地时发出信号。母联开关保护：加装带时限的定时过流保护，作为母线充电时的保护。一、主变压器保护配置1、瓦斯保护：作为变压器的主保护，反应变压器油箱部故障，包括绕组的相间短路， 接地短路，匝间短路以及铁芯烧损，油面降低等。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于断开变 压器各侧断路器。2、纵差保护：作为主变压器的主保护，反应变压器绕组、套管和引出线上的相间短路， 大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地、短路以及绕组匝间短路，采用三相CT分别

47、装于主变三侧四点上用专用的 CT。3、复合电压启动的定时限过流保护：是瓦斯保护、纵差保护的后备保护，反应发生各 种不对称短路时出现的负序电压。4、零序电流保护：反应变压器外部接地短路。5、过负荷保护：反应变压器对称过负荷，保护接于一相电流上，常延时动作于信号， 和过流保护共用一个 CT。二、母线保护1、35kV单母线分段 （分列运行 ） ，不采用专门的保护，当母线故障时，可由变压器35kV侧断路器跳开切除故障。2、10kV单母线分段 （分列运行 ） ，不采用专门的保护，当母线故障时，可由变压器10kV侧断路器跳开切除故障 。三、线路保护1、110kV 进线：因为 110KV 盐北变电所处在系统

48、的受电端，故110KV进线不设保护2、35kV 线路保护：（ 电流速断保护、定时限过流保护 ） 二段式电流保护、快速重合闸 （1）段电流速断保护作为主保护，反应于相间故障时因电流增大而瞬时动作的电流保 护，保护线路全长的 15%20%。（2）段定时限过流保护，作为段电流速断保护的后备保护，不仅能保护本线路的全 长，而且也能保护相邻线路的全长。电流保护采用二相CT（A、 C相） 。（3）当线路上出现瞬时故障如不终止供电，应装设自动重合闸装置。（ 4）当线路发生单相接地故障时，因35kV 为小电流接地系统，可以继续运行 2 小时，故只作用于信号，而不跳开断路器，接于 PT 的开口三角处。3、10k

49、V 线路保护：二段式电流保护 （ 电流速断保护、定时限过流保护 ） 、快速重合闸（ 1）主保护采用二段定时限电流速断保护，比段高 t 时限，保护线路全线的 70%80%。（2）当线路上出现瞬时故障如不终止供电，应装设自动重合闸装置。（ 3）当线路发生单相接地故障时，因10kV 为小电流接地系统，可以继续运行 2 小时，故只作用于信号，而不跳开断路器，接于 PT 的开口三角处。第二部分 设计计算书第1章 110KV盐北变电所接入系统及地方供电系统设计第 1.1 节 110KV 电压侧接入导线设计1.1.1 确定电压等级 输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输

50、 送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负 荷和五年发展规划。因此待建 110KV 盐北变电所的最高电压等级应为 110kV。1.1.2 确定回路数 110KV盐北变电所建成后， 所供用户中存在、类重要负荷，因此110KV 盐北变电所应采用双回 110KV线路接入系统。1.1.3 确定 110KV 线路导线的规格、型号由于待建 110KV盐北变电所距离受电 110KV 东郊变电站 30km，处于平原河网地区，因此 应采用架空线路，导线选择 LGJ 型。1.1.4 110KV 线路导线截面选择导线截面积选择的一般方法是： 先按经济电流密度初选导线标称截面积

51、， 然后进行 电压损失的校验1.1.5 待建盐北变电所总负荷的计算 为满足电力系统对无功的需要，故需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高， 35kV线路用户功率因数提高到 0.9 为宜，10kV 线路用户功率因数应不低于 0.9， 要求提高到 0.95 。222P= Scos S 2 =P2 +Q235KV电压侧P35=2015112015=81MW Q35 = S2 P2S35 =P35+jQ35 =81j (81/ 0.9) 2 812 =81+j39.235S35 (1+5%) 5( 81+j39.23 ) 1.28 103.68+j50.215S 35= K35S35(1+5%)5=0.9(103.68+j50.21 )=93.3+ j45.19=103.67MVA 10KV电压侧P10=3+2+1+1.2+0.8+2=10MW 2 2S10 =P10+jQ10 =10+j (10/ 0.95) 2 102 =10+j3.295S10 ( 1+5%) 5( 10+j3.29 ) 1.28 12.8+ j4.