110kV变电站及其配电系统的设计-毕业论文

毕业设计报告课题名称110kV变电站一次部分设计 3 第一章原始资料及其分析 1.原始资料 61.1电压等级 6 1.3待建变电站负荷数据(表1) 71.4地形地质 7 81.6环境 82.原始资料分析 8第二章负荷分析 91.负荷分析的目的 92.待建变电站负荷计算 92.135kV侧 92.3站用电容量 2.4待建变电站供电总容量 第三章变压器的选择 3.1主变压器的选择 3.2主变压器台数的确定 3.3主变压器容量的确定 3.4主变压器相数的确定 3.5主变压器绕组数和接线组别的确定 3.6主变压器调压方式的确定 3.7主变压器冷却方式的确定 3.8主变压器型号的确定 第四章电气主接线 4.1电气主接线设计概述 4.1.1对电气主接线的基本要求 4.1.2变电站电气主接线的设计原则 4.1.3电气主接线设计步骤 4.2电气主接线的基本形式 4.3电气主接线选择 第五章短路电流计算 5.1.短路电流计算的目的和条件 5.1.1短路电流计算的目的 5.1.2短路电流计算条件 5.2.短路电流的计算步骤和计算结果 5.2.1计算步骤 5.2.2计算各回路电抗(取基准功率S₄=100MVAU₄=U₄v) 5.2.3计算各短路点的最大短路电流 第六章配电装置及电气设备的配置与选择 6.1导体和电气设备选择的一般条件 6.1.1一般原则 6.1.2技术条件 t—设备允许通过的热稳定电流时间(s) 6.1.3环境条件 6.2.设备的选择 6.2.1断路器的选择和校验 6.2.2隔离开关的选择与校验 6.2.335kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 6.2.410kv侧断路器及隔离开关的选择及校验 6.2.5导线的选择 6.2.6互感器的选择 6.2.7避雷器的选择 6.3.高压配电装置的配置 6.3.1高压配电装置的设计原则与要求 6.3.2高压配电装置的配置 第七章二次回路部分 7.1继电保护的基本知识 7.2110kv线路的继电保护配置及整定计算 7.2.1110kV线路继电保护配置 7.2.2110kV线路继电保护整定计算 7.3变压器的继电保护及整定计算 7.3.1变压器的继电保护 7.3.2变压器的继电保护整定计算 7.4母线保护 7.5备自投和自动重合闸的设置 7.5.1备用电源自动投入装置的含义和作用 7.5.2自动重合闸装置 第八章所用电的设计 8.1所用电接线的一般原则 8.2所用变压器的选择 8.3所用电的主接线形式 第九章防雷保护 9.1.1避雷器的类型 9.1.2避雷器的选择和校验 9.1.3避雷针的配置 至2006年底，该供电区有110kV变电站2个，2005年郑州市区电网最高负荷55MW,2006年榆林市供电区电网最高负荷达58MW,增长幅度5.5%,预计2007年榆林市供地区预期负荷增长较快，仅靠两个110kV变电站无法满足工业区负荷日益增长的需求。随着因此，急需在开发区供电区域内新建一座110kV变电站以满足日益增长的用电需规划》,于2013年拟在郑州市东区新建110kV变电站。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方[关键词]变电站输电系统配电系统高压网络补偿装置绪论第一章原始资料及其分析待建变电站是郑州地区电网改造的重要部分，预计使用3台变压器，初期一次性投1.1电压等级35kV:5回(其中一回备用)10kV:12回(其中四回备用)AA系统变电站110kv待建变电站CB双回路图1变电站位置示意图FiglTransformersubstationpositionsketchmap1.3待建变电站负荷数据(表1)表1待建成变电站各电压等级负荷数据电压等级用电单位最大负荷(MW)用电类别回路数供电方式距离宇通公司11架空铜厂1架空A变电站31架空B变电站31架空备用1富士康科技31电缆4东区印刷厂31电缆5新郑手机壳22电缆4中牟电机厂21电缆3荥阳机械厂31架空配电变压器A11架空配电变压器B31架空其它32电缆4备用2(2)负荷同时率：35kVkt=0.9(3)年最大负荷利用小时数均为Tmax=3500小时/年(4)网损率为A%=8%(5)站用负荷为50kWcosc=0.87(6)35kV侧预计新增远期负荷20MV10kV侧预计新增远期符合6MV1.4地形地质站址选择在地势平坦地区，四周皆为农田，地质构造皆为稳定区，站址标高在50年一遇的洪水位以上，地震烈度为6度以下。1.5水文气象年最低气温为5度，最高气温为40度，月最高平均气温为31度，年平均气温为22度，降水量为2000毫米，炎热潮湿。1.6环境站区附近无污染源2.原始资料分析(1)本工程情况变电站类型，设计规划容量(近期，远景),主变台数及容量等。(2)电力系统情况电力系统近期及远景发展规划(5～10年),变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式(3)负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量(4)环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等(5)设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、第二章负荷分析负荷计算是供电设计计算的基本依据和方法，计算负荷确定得是否正确无误，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。对供电的可靠性非常重要。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确负荷计算的重要性。负荷计算不仅要考虑近期投入的负荷，更要考虑未来几年发展的远期负荷，如果只考虑近期负荷来选择各种电气设备和导线电缆，那随着经济的发展，负荷不断增加，不久我们选择的设备和线路就不能满足要求了。所以负荷计算是一个全面地分析计算过程，只有负荷分析正确无误，我们的变电站设计才有成功的希望。2.待建变电站负荷计算2.135kV侧近期负荷：P近35=15+10+15+2Q₃s=P·tgp视在功率=P·tg(cos~¹0.85)=48.20MVar2.210kV侧视在功率Sz=Sg₃s+Sglo+Sg=91.482+12.192+0.057=103.731(MVA)Pg=P₃s+P₁o+P=77.76+10.364+0.05=88.174(MW)第三章变压器的选择主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变压器的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变压器的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。3.1主变压器的选择变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。3.2主变压器台数的确定为保证供电可靠性，变电所一般设两台主变压器。考虑到本变电站远期扩建，将增加一台。3.3主变压器容量的确定表3-1电力需求预测方案份需求预测(实绩)(预计)(预测)(预测)(预测)(预测)(预测)项目区负荷(兆伏安)备注：表按2006年建成投产项目列出预测水平年根据《电力工程设计手册》,变压器容量应根据计算负荷选择，对平稳负荷供电的单台变压器式中：S为计算负荷容量(kVA);Se为变压器容量(kVA);β为负荷率(一般取85%本系统中只有10kv一个负荷等级。2007年预测最大负荷S为59.38MVA,需要选运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60～70%。50.473×0.7=35.331MVA,当一2015年预测最大负荷S为108MVA,需要选择的变压器容量：S。=S×β=108×0.85=91.8MVA,91.8×0.7=64.26MVA,当一台停运时，其余变压器则承担70%为64.26MVA。故远期增设一台50MVA的主变压器就可满足负荷需求。3.4主变压器相数的确定3.5主变压器绕组数和接线组别的确定由于本次设计变电站为110kV和10kV两个电压等级，该变电所选双绕组变压器。3.6主变压器调压方式的确定为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。普通型的变压器调压范围小，仅为±5%,而且当调压要求的变化趋势与实际相反(如逆调压)时，仅靠调整普通变压器的分接头的方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15%以上，而且既要向系统传输功率，又可能从系统倒送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器可以实现特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。3.7主变压器冷却方式的确定3.8主变压器型号的确定升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压额定容量(kVA):50000负载损耗(W):184+15%空载电流(%):≤0.3短路阻抗(%):14.5±7.5%电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电站电气部分的主体结4.1.1对电气主接线的基本要求(1)运行的可靠(2)具有一定的灵活性且在各种事故或设备检修时，能尽快的推出设备。切除故障停电时间短，影响范围(3)操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人的接线不但不便于操作，还往往会造成运行人员的简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也(4)经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费(5)具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快，因此，在选变电站电气主接线的选择，主要取决于变电站在电力系统中的地位、环4.1.2变电站电气主接线的设计原则和发电厂或变电站的具体情况，全面分析有关影响因素,正确处理他们之间的关系，(1)接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110—220kv配电装置中，当出线为2回时，6—10kv出线上的短路电流，一般可采用下列措施：1.变压器分列运行2.在变压器回路中装置分裂电抗器。3.采用低压侧为分裂绕组的变压器。4.出线上装设电抗器。(2)断路器的设置：根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用(3)为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采取下列数据：1.最小负荷为最大负荷的60—70%,如主要农业负荷时则取20—30%;2.负荷同时率取0.85—0.9,当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取0.95—1;3.功率因数一般取0.8;4.线损平均取5%。4.1.3电气主接线设计步骤(1)分析原始资料包括变电站类型，设计规划容量(近期，远景),主变台数及容量，最大负荷利用2.电力系统状况包括电力系统近期及远景规划(5—10年),变电站在电力系统中的位置(地理位置和容量位置)和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方主变压器的运行安全以及对通信线路的干扰等。我国一般对35kv及以下电压电力系统采用中性点非直接接地系统(中性点不接地或经消弧线圈接地),又称小电流接地系统，对110kv就以上高压系统，皆采用中性点直接接地系统，有称大电流接地系统。的质量，一个优良的设计，应能经受当前及较长远时间(5—10年)的检验。4.环境条件(2)主接线方案的拟定与选择级、变压器台数、容量以及母线结构等不同的考虑，可拟定出若干个主接线方案(近期和远景)。依据对主接线的基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最终保留2—3个技术上相当，有能满足任务书要求的方案，再进行经济比较，结合最新(3)短路电流计算和主要电气设备选择对选定的电气主接线进行短路电流计算，并选择合理的电气设备。(4)绘制电气主接线容量也不一样，因而为便于电能的汇集和分配，再进出线较多(一般超过4回),采用其中两回备用，宜采用双母线接线或单母线分段接线，中压侧有6回出线，其中两回备用，可以采用双母线接线、单母线分段接线方式，低压侧有11回出线，其中两回备用，图3—1方案一主接线图图3—2方案二主接线图图3—3方案三主接线图该地区海拔185m,海拔并不高，对变电站设计没有特殊要求，地势平坦，属平原均最高温度+34°C。最大风速30m/s,复水厚度为10mm,属于我国第V标准气象区。因此110kv侧采用单母线分段接线方式就能满足可靠性和灵活性及经济性要求，对于35kv及10kv侧，采用单母线分段接线方式。第五章短路电流计算的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要5.1.1短路电流计算的目的(1)电气主接线的比较。(2)选择导体和电器。(3)在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距5.1.2短路电流计算条件(3)电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行；(5)不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；(6)除去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；(7)元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围；(8)输电线路的电容忽略不计。(1)验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划；(2)选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响；(3)导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。5.2.短路电流的计算步骤和计算结果5.2.1计算步骤在工程计算中，短路电流其计算步骤如下：1、选定基准电压和基准容量，把网络参数化为标么值；2、画等值网络图；3、选择短路点；4、按短路计算点化简等值网络图，求出组合阻抗；5、利用实用曲线算出短路电流。5.2.2计算各回路电抗(取基准功率Sa=100MVAUa=Uav)低压侧3高压侧中压侧线路侧根据上面所选的参数进行计算：X13=X1/2=0.241/2=0.1205X10=X3/2=0.175/2=0.0875X11=X5/2=-0.008/2=-0.0040X12=X7/2=0.111/2=0.05555.2.3计算各短路点的最大短路电流Xz*=X₁₃=0.1205I"*=Is*=1/Xx*=1/0.1205=8.299Xx*=X13+X10+X11=0.1205+0.0875-0.0040=0.204I"*=Is*=1/Xz*=1/0.204=4.902Xs*=X13+X10+X12=0.1205+0.0875+0.0555=0.2635I"*=Is*=1/Xz*=1/0.2635=3.795第六章配电装置及电气设备的配置与选择选择的高压电器，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(一)电压选用电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug,即Umax≥Ug(二)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高压电器没有明确的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。(一)校验的一般原则(2)用熔断器保护的电器可不验算热稳定。(3)短路的热稳定条件式中Qdt—在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应(kA·s)It—t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)td—断路器全分闸时间(s)ich≤idfIch≤Idf式中ich—短路冲击电流峰值(kA)建议额定电流减少1.8%;当低于+40°C时，每降低1°C,建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不得超过额定电流的20%。6.2.1断路器的选择和校验要求时，可以选用SF;断路器。高压断路器选择的技术条件如下：Ix≥Imax3、额定开断电流选择：Ix≥l₄4、额定关合电流选择：隔离开关的选择，由于隔离开关没有灭弧装置，不能用来开断和接通负荷电流及短路电流，故没有开断电流和关合电流的校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。流过断路器的最大持续工作电流：选择及校验过程如下：(1)额定电压选择：Ux≥Ux=110kV(2)额定电流选择：Ix≥Imx=21214A(3)额定开断电流选·:(4)额定关合电流选择：iy=2.55i=2.55×5.5827=14.235kAix≥i=14.235%A根据以上条件查手册，选择的满足要求的高压断路器的型号为SW6—110I/1200,型号额定电压/kV额定电流/A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/SSW6—110I/1200根据110kV侧短路计算结果，查短路电流周期分量计算曲线数字表，计算短路Q=Q,+QQ=Q,+Q=57.63+1.558=59.218(kA)².s根据表6-1数据，得I²t≥Q₄(6)动稳定校验：根据表6-1数据，i=80kA6.2.2隔离开关的选择与校验根据以上条件查手册，选择的满足要求的隔离开关的型号为GW5—110Ⅱ/630,其技术参表6-2GW5—110Ⅱ/630技术参数表型号额定电压额定电流/A动稳定电流/kA热稳定电流/kAGW5—110Ⅱ/630所以I²t≥Q(4)动稳定校验：根据表6-2数据，i=50kA由110kV短路计算结果得，i=146.2.335kv侧断路器及隔离开关的选择及校验(3)额定开断电流选择：(4)额定关合电流选择：i=2.55i=2.55×4.2297=10.786kA根据以上条件查手册，选择的满足要求的高压断路器的型号为SN10—35/1000,技表6-3SN10—35/1000技术参数表型号额定电压额定电流/A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/SSN10—35/1000根据35kV侧短路计算结果，查短路电流周期分量计算曲线数字表，计算短路Q=Q,+QO=TI²=0.05×4.229F=0.89(kA)²·sO=Q,+Q=18.23+0.89=19.12(k4)²·s根据表6-3数据，得I²t=16.5²×4=1089kA)²·sI²t≥Q₄(6)动稳定校验：根据表6-3数据，i=4lkA(1)额定电压选择：(2)额定电流选择：Uv≥U=35kVIx≥Imax=25011A表6-4GN2—35T/400技术参数表型号额定电压额定电流动稳定电流热稳定电流/kAGN2—35T/400I²t≥Q(4)动稳定校验：根据表6-4数据，i=52kA6.2.410kv侧断路器及隔离开关的选择及校验选择最大负荷支路进行最大持续工作电流计算，则有(2)额定电流选择：Ix≥lmx=20207A(3)额定开断电流选择：由上述短路计算得，I=10.926kA(4)额定关合电流选择：iy=2.55i=2.55×10.926=27.8613kAiv≥i=27.8613kA根据以上条件查手册，选择的满足要求的高压断路器的型号为SN10-10I/630,表6-5SN10-10I/630技术参数表型号额定电压额定电流/A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/SSN10-10I/630(5)热稳定校验：I}t≥Q根据10kV侧短路计算结果，查短路电流周期分量计算曲线数字表，计算短路O=Q,+Q=119.73+5.97=125.7(kd)²·s根据表6-5数据，得I;t=16²×4=1024kA)²-sI}t≥Q即满足热稳定校验。(6)动稳定校验：根据表6-5数据，i=40kA由10kV短路计算结果得，i=27.861kA由于按按该母线最大工作电流选定的断路器是该电压级别的最小型号，那么如果按选择第大负荷支路进行最大持续工作电流值进行选择，则有型号额定电压额定电流动稳定电流热稳定电流/kAGN6—10T/400I²t=14²×5=98dkA)².sI;t≥Q(4)动稳定校验：对于其他支路由于在满足动稳定行的前提下，按支路的最大工作电流选定的隔离开+70℃;在计太阳辐射的影响时，钢芯铝绞线可按不超过+80℃来考虑。(一)、按最大工作电流选择导线截面S年最高平均温度为+31℃,而导线长期允许温度为+80℃,则温度修正系数：则Ia=Imax/K₀=547/0.944=579.45(A)选择110KV母线型号为：LGJ—185,查表得Iy=6Imax=547A<K₉Iy=0.944×631=3595.66A满足要求(一)、按最大工作电流选择导线截面SI₄₁=Imax/k₀=1498/0.944=1587A选择35KV母线型号为：h100×b10(单条矩形),查表得Iy=1663A。Imax=14989A<k₈Iy=0.944×1663=1569A满足要求则W=bh²/6=10×100²/6=16666(mm²)=1.6666×10~⁵m²相邻支柱间跨距取L=1.5m=3.55×10⁶(pa)σmax<0y=70×10⁶paIyi=Imax/k₀=703.9/0.944=745.65A选择10KV母线型号为h63×b10(单条矩形),查表得Iy=1129A。Imax=703.9A<K₈Iy=0.944×1129=1004.81A满足要求相邻支柱间跨距取L=1.5m=42.66×10⁶(pa)σmax<oy=70×10⁶pa6.2.6互感器的选择互感器(包括电流互感器TA和电压互感器TV)是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A或1A),使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。本变电站电流互感器选择：110k线路侧及变压器侧选用LCWB6-110型瓷绝缘户外电流互感器。1)110kV电流互感器：选用LCWB6-110一次回路额定电压和电流：Uu=110kV=UkIu=2×300A>Imx=206.7A,合格；(K₁Ix)²=(75×0.3)²=506.25(kA)²·s√2IK=√2×0.3×130=55.15kA>ia=6.9335kV线路侧选用LZZB8-35型支柱式、LRD-35、LR-35型装入式电流互感器，校验合格，配置位置参见主接线图；35kV变压器侧选用LRD-35、LR-35型装入式电流互感器，校验合格，配置位置参见主接线图。2)35kV电流互感器：线路侧选用LZZB8-35型电流互感器。Iy=300A>Imx=216.5A,合格；热稳定校验：(K₁Ix)²=(65×0.3)²=380.25(kA)²·s合格。合格。变压器侧选用LR-35型电流互感器。Iy=800A>Imx=346.42A,合格；热稳定校验：(K₁Iw)²=(65×0.8)²=2704(kA)²·s合格。√2IK=√2×0.8×100=113.12kA>ia=14.36kA,合格。10kV线路侧及变压器侧选用LA-10型穿墙式电流互感器。3)10kV电流互感器：选用LZZBJ9-10型电流互感器。Iy=2000A>Imx=1212.47A,合格；(K₁Ix)²=(50×2)²=10000(kA)²·s√2IwKo=√2×2×90=254.52kA>i=24.96kA,110kV母线选用JDCF-110型单相瓷绝缘电压互感器。1)110kV电压互感器：出线电压互感器选用TYD-110成套电容式电压互感器，母线电压互感器选用JDCF-110单相瓷绝缘电压互感器。一次回路电压：0.8Uw=88kV<Ux=110kV<1.2Uw=132kV,合格；二次回路电压：110/3V,合格。35kV母线选用JDZXW-35型单相环氧浇注绝缘电压互感器。2)35kV电压互感器：母线电压互感器选用JDZXW-35单相环氧浇注绝缘电压互感一次回路电压：0.8Uy=28kV<Uv=35kV<1.2Uy=42kV,合格；二次回路电压：110V,合格。10kV母线选用JSZX1-10F型三相环氧浇注绝缘电压互感器。3)10kV电压互感器：母线电压互感器选用JSZK1-10F三相相环氧浇注绝缘电压互一次回路电压：0.8Uu=8kV<Uk=10kV<1.2Uw=12kV,合格；二次回路电压：110V,合格。1避雷器的配置(一)配电装置的每组母线上，均装设避雷器。(二)三绕组变压器的低压侧一相上设置一组避雷器。(三)变压器高、低压侧中性点均装置避雷器。2避雷器的选择(一)110kV选择：Y5W84/197(变压器)6.3.高压配电装置的配置6.3.1高压配电装置的设计原则与要求装置形式时，必需满足下列5点要求。(一)满足安全净距要求。(二)施工、运行和检修要求。(三)噪声的允许标准及限制措施。(四)静电感应的场强水平和限制措施。(五)电晕条件无线电干扰的特性和控制。6.3.2高压配电装置的配置(1)根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器47%,而总投资为普通中型的98.2%,同时，该型布置在运行检修方面除设备上方有带电母线外，其余布置情形与中型布置相似，能适应采用屋内成套高压开关柜布置第七章二次回路部分7.1继电保护的基本知识距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的，较少受运行方式的影响，在110—220kV电网中得到广泛的应用。故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段保护范围为本线路长度的80%--85%,TI约为A.对线路L1进行整定计算网络接线图如下所示：XL2XT23XS2XL¹XT21XL3图7-1系统等值电路图1.对距离保护的I段进行整定计算Z=KL₁Z₀=0.85×12×0.4=4.082.对距离保护的Ⅱ段进行整定计算原网络可等效化简如下：^^(XS1+XS2+XL3)//XL2+XL4XT11XT13XT23XT21XL1Ⅱ断的整定计算与相邻下级的I段相配合3.对距离保护的Ⅲ段进行整定计算=2.14428.836≥1.2B.对线路L4进行整定计算1.对距离保护的I段进行整定计算2.对距离保护的Ⅱ段进行整定计算原网络可等效化简如下：((XS1+XS2+XL3)//XL2+XL1XL4XT21XT23图7-3系统等值电路图Ⅱ断的整定计算与相邻下级的I段相配合=0.743=8.217应与下一级的Ⅱ段相配合。3.对距离保护的Ⅲ段进行整定计算按躲开最小负荷阻抗整定：作为近后备时=19.1725≥1.5满足要求。作为远后备时，=0.7696=15.97≥1.2满足要求。7.3变压器的继电保护及整定计算变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来研总的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障，油箱内部故障包括相间短路，绕组的匝数短路和单相接地短路，外部故障包括引线及套管处会产生各相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流油面降低和过对于上述故障和不正当工作状态，根据DL400--91《继电器保护和安全起动装置技术规程》的规定，变压器应装设以下保护：1、瓦斯保护为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的保护。它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速动保护。纵差动保护适用于并列运行的变压器，容量为6300KVA以上时；单独运行的变压器，容量为10000KVA以上时；3、复合电压启动的过电流保护轻瓦斯保护的动作值采用气体体积表示。通常气体体积的整定范围为250-350cm².对于容量在10MVA以上的变压器，整定值多采用250cm²,气体体积的调整可通过改变定为0.6-1.5m/s时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。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为0.4-0.5m/s。因此，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定为1m/s左右。2、纵联差动保护(1)纵差动保护的整定计算：a)躲过外部短路时的最大不平衡电流，即Lmax=(Afm+△U+0.1KK)Tmx引起的相对误差；单相变压器△=1-nM/n₇₄₂|,Yd11接线的三相变压器△U——有变压器带负荷调压所引起的相对误差，去电压调整范围的一K——考虑短路电流非周期分量影响系数，去1.5—2;K₄——电流互感器同型系数，取值为1Imx——保护范围外最大电流I=KLmax=1.3×(0.422+0.05+0.1×1.5×1)×10.926=88204b)躲过变压器最大的励磁涌流，即I₀=KK₁IxIx——变压器的额定电流K——励磁涌流的最大倍数(即励磁涌流与变压器的额定电流的比值),取4一种是采用具有速饱和变流器的差动继电器(BCH2型),可以减少励磁涌流产生的不平衡电流，此时取=1;另一种通过鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别，在励磁涌流时将差动保护闭锁，此时在整定时可以不考虑励磁涌流的影响，此时取K=0C)躲过电流互感器二次回路断线时的最大负荷电流，即I=K,₁l₁,mayI₁mx——变压正常运行时的最大负荷电流。在最大负荷电流不确定时，可变压器某侧电流互感器二次回路断线时，另一侧电流互感器的二次电I=KI,max=1.3×125.51=163.164(2)灵敏系数校验式中，Im为各种运行方式下变压器保护范围内部故障时，流经差动继电器的最小差动电流；灵敏系数K一般不应低于27.4母线保护(1)母线保护的要求路器。母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件(2)母线完全电流差动保护及整定计算i₄=i+i;-i;=0。流入差动继电器的电流只是由于电流互感器特性不同而引起的不平ix=i+i;+i,母线所有连接元件的电流互感器应满足10%误差曲线的要求，差动继电器的动作电I₀,=K×0.1lmax/Kz(7-5)Imx——保护范围外部故障时，流过母线完全差动电流保护用电流互感I=K×0.1₄max/K₇₄=1.3×0.1×10.926=14204的动作电流大于任一元件中最大的负荷电流I,mx,即I₀=Kl,max/Kr₄=1.3×21214/60=4.597A系数应大于2。保护装置的灵敏系数用下式校验7.5备自投和自动重合闸的设置备用电源自动投入装置是指当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去，使用户不至于停电的一种自动装置，简该变电所的10KV母线为单母分段接线形式，变电所内有两台主变压器，正常运行时为两台变压器分裂运行，其备用方式为互为备用的“暗备用”,因此考虑在母联断路器上装设有备自投装置以提高供电的可靠性。1、大大提高供电的可靠性，减少停电次数，特别时对单侧电源的单回线路尤为显3、弥补输电线路耐雷水平将定的影响。在电力系统中，10KV线路一般不装设避雷线，35KV线路一般只在进线端1-2km范围内装设避雷线，线路耐雷水平较低，装自动重合闸后，可提高供电可靠性。4、对断路器本身由于机构不良或继电保护误动作而引起的误跳闸，能其纠正的作第八章所用电的设计所用电负荷供电，根据所用电负荷,进行所用变压器容量和型号选择。从上面的所用电负荷分析，可知所用电的供电容量S所=0.050MVA,所以在10kV表8-1变压器型号Tab8-1Transformermodel额定容量额定电压连接组别阻抗电压%空载电流%高压低压负载空载Y/yn-04在35kV则选用S9—100/35型电力变压器，其有关技术数据如下表：表8-2变压器型号Tab8-2Transformermodel额定容量额定电压连接组别阻抗电压%空载电流%高压低压负载空载所用电分别采用10kV、35kV母线段供电方式。当10kV母线侧检修时，可从35kV母侧侧供电，平时分裂运行，保证所用电。以提高供电可靠性。第九章防雷保护9.1防雷设计设计原则：已在输电线路上形成的雷闪过电压，会沿输电线路运动至变电所的母线上，并对于母线有连接的电气设备构成威胁。在母线上装设避雷器是限制雷电入侵波过电压的主要措施。9.1.1避雷器的类型所以本工程110kV、10kV系统中，采用氧化锌9.1.2避雷器的选择和校验1)额定电压Uv:避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。2)灭弧电压Umh:按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压(灭弧电压)。3)工频放电电压Ugr:在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般大于最大运行相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。4)冲击放电电压和残压：一般国产阀式避雷器的保护特性与各种电器的具有均可(2)110kV侧避雷器的选择和校验1)型式选择根据设计规定选用HY5WZ1-126/134氧化锌避雷器。2)额定电压的选择：表5-1避雷器参数型号额定电压(kV)灭弧电压有效值工频放电电压有效值冲击放电电峰值(1.5/20μs)不大于8/20μs冲击残压不大于不小于不大于HY5WZ1-126/2953)灭弧电压校验：U=1.15Ux=1.15×126=145(kV)U>C₁Um=0.8×145=123.25kV,满足要求。4)工频放