110kv变电所电气部分初步设计

题目110KV变电所电气部分初步设计单位XXXXXX大学姓名XXXXX职称XX工程师目录摘要6前言701毕业设计目的意义702设计任务要求、原始资料分析、完成计划8第一章变电所电气主接线优化设计911电气主接线设计概述912电气主接线的初步方案选择设计913电气主接线方案的经济技术比较1114最优电气主接线方案的确定1515变电所主变和厂用变选择1616变电所所用电设计1717最优电气主接线图绘制18附电气主接线方案图第二章短路电流计算1921短路电流计算概述1922短路电流计算过程2123短路电流计算成果31附短路电流计算成果表第三章变电所导体和电器选择设计3231导体和电气选择设计概述3232导体的选择与校验3233主要电气设备的选择和校验4034无功补偿装置选择设计5335导体和电气选择成果汇总54附导体和电气选择成果表第四章屋外高压配电装置优化设计5641高压配电装置概述5642高压配电装置优化设计5843高压配电装置平面布置图和断面图60附高压配电装置平面布置图和断面图第五章防雷保护规划设计6151变电所过电压及防护分析6152避雷器的配置规划与选择6253变电所避雷针配置规划及保护范围计算6354变电所接地设计64附变电所直击雷保护范围图第六章仪表与继电保护的配置规划设计6561仪表与继电保护的配置规划概述6562仪表配置规划设计6563继电保护配置规划设计6664仪表、继电保护配置图绘制67附变电所继电保护配置图结论71总结与体会72谢辞73参考文献74附录电气主接线图高压配电装置平面图高压配电装置断面图摘要本论文为110KV通过变电所电气一次部分初步设计。根据设计任务书给定的条件来设计，其主要包括以下内容在对各种电气主接线比较后确定本厂的电气主接线，对主变压器、厂用变压器和导体和重要电气设备进行选择，然后绘制主接线图、设备平面布置图、断面图、防雷配置图和继电保护规划配置图。关键词主接线短路计算设备选择防雷保护继电保护前言第01节毕业设计目的意义毕业设计是完成教学计划、实现培养目标的一个重要教学环节，是全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合训练，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程。对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。毕业设计的目的、意义是（1）、巩固和扩大所学的专业理论知识，并在毕业设计的实践中得以灵活运用；（2）、学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法，树立正确的设计思想；（3）、培养独立分析和解决实际问题的工作能力及解决实际工程设计的基本技能；（4）、学习查阅有关设计手册、规范及其他参考资料的技能。拿到题目后，先认真的审题，然后根据题目的要求，将电力工程设计手册及以前学的专业课书籍相关内容再次阅读了一遍。第一步，拟订初步的主接线图，列出可能的主接线形式进行比较，最后确定两个可能的主接线形式比较，最终确定方案。第二步，经过计算，然后选择主变压器和厂用变压器。第三步，短路计算和做短路计算结果表。第四步，导体和设备的选择及校验，做设备清册。第五步，继电保护、配电设备和防雷接地的布置。通过这次设计将理论与实践相结合，更好的理解电气一次部分的设计原理。通过毕业设计应达到以下要求熟悉国家能源开发的方针政策和有关技术规程、规定等；树立设计必须安全、可靠、经济的观点；巩固并充实所学基础理论和专业知识，能够灵活应用，解决问题；初步掌握电气工程专业的设计流程和方法。在指导老师的帮助下，完成工程设计。绘图等相关设计任务，培养严肃、认真、实事求是和刻苦钻研的作风。第02节原始资料分析本次的设计任务是设计一座110/35/10KV通过变电所的电气主接线和配电装置、防雷接地、继电保护的配置规划。设计的重点是对变电所电气主接线的拟订及配电装置的布置。设计的内容包括1、电气主接线方案的设计；2、短路计算；3、导体、设备选型；4、设计防雷保护和接地装置；5、继电保护的配置规划；6、按设计方案绘制电气一次主接线图、配电装置的平面布置图、断面图以及防雷图；7、写设计说明书。设计已知的基本条件设计一座110/35/10KV通过变电所，110KV部分有110KV进出线6回，电源距离46公里，系统容量2500MVA，最大利用小时4200H，系统电抗220，所用电率036。35KV部分，出线6回，供电距离24公里，供电负荷41MW。10KV部分，出线18回，供电距离7公里，供电负荷25MW，其中有一回电缆供电，供电距离16公里。功率因数07，穿越功率64MVA。设计自然条件变电所在地海拔IMAX6导体热稳定校验C取95，设主保护动作时间005S，断路器全分闸时间015S，则短路电流计算时间T00501502S,“I“I259816068162，查图得TS035S2TDZTS005“0350051620431SSMINICTDZ16068950431111S截合格导体选择汇总表序号导体安装位置导体型号1110KV进出线LGJ1852110KV母线LGJ3003主变110KV进线LGJ1504主变35KV出线LGJ400535KV出线LGJ1206主变10KV侧及母线10010矩形铝导体710KV出线裸导体LGJ185810KV出线电缆ZLQ24033主要电气设备的选择和校验一、断路器的选择断路器是变电所的主要电气设备之一。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。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流，由于它具有专门的灭弧装置，因此用它来接通和切断电路。断路器的选择必须满足以下五个条件（1）、额定电压UNUN；（2）、额定电流INIMAX；（3）、额定开断电流INORI0；（4）、热稳定校验ITTQK；（5）、极限电流IPICH。1、110KV进线断路器的选择LW11110断路器计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX1148AIN1500AI04177KAINOR265KAQK13669KA2S）2ITT40223200（KA2S）ICH10651KAIP67（KA）2、110KV母线桥及旁路桥断路器选择LW11110断路器计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX2592AIN2000AI04177KAINOR265KAQK13669KA2S）2ITT40223200（KA2S）ICH10651KAIP100（KA）3、110KV出线断路器的选择LW11110断路器计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX1347AIN1500AI04177KAINOR263KAQK13669KA2S）2ITT40223200（KA2S）ICH10651KAIP67（KA）4、35KV侧主变压器断路器的选择LW835计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX4645（A）IN1600（A）I02431KAINOR40KAQK26677（KA2S）2ITT20231200（KA2S）ICH66249KAIP100（KA）5、35KV母联断路器LW835计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX4929（A）IN1600（A）I02431KAINOR40KAQK26677（KA2S）2ITT20231200（KA2S）ICH66249KAIP100（KA）6、35KV出线断路器的选择LW835计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX9111AIN800（A）I018923KAINOR40KAQK5734（KA2S）2ITT1452363075（KA2S）ICH48254KAIP36（KA）7、10KV侧主变压器断路器的选择3AF10计算值选择值UN10KVUN10KVIMAX41464（A）IN3000（A）I02598KAINOR50KAQK213837（KA2S）2ITT502410000（KA2S）ICH66249KAIP125（KA）8、10KV母线分段断路器的选择3AF10计算值选择值UN10KVUN10KVIMAX42197（A）IN3000（A）I02598KAINOR50KAQK213837（KA2S）2ITT502410000（KA2S）ICH6624KAIP125（KA）9、10KV架空出线断路器的选择3AF10计算值选择值UN10KVUN10KVIMAX4183（A）IN1600（A）I01999KAINOR25KAQK2819（KA2S）2ITT3152219845（KA2S）TKICH5097KAIP63（KA）10、10KV电缆出线断路器的选择3AF10计算值选择值UN10KVUN10KVIMAX4183（A）IN1600（A）I016068INOR25KAQK252927（KA2S）2ITT3152219845（KA2S）ICH4097KAIP63（KA）二、隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电所中常用的电器，它要与断路器配套使用。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。用作设备停运后隔离电源电压，以确保安全等作用。在选择隔离开关时间可延用相应断路器的计算数据。断路器的选择必须满足以下四个条件（1）、额定电压UNUN；（2）、额定电流INIMAX；（3）、热稳定校验I2TQ；（4）、极限电流IPICH。隔离开关型号从发电厂和变电所电气部分毕业设计指导207页、208页选择。1、110KV进线隔离开关的选择GW4110D/60050计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX1148AIN600（A）QK13669（KA2S）2ITT1582499856（KA2S）ICH1065KAIP50（KA）2、110KV母线隔离开关的选择GW4110D/100080计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX2592AIN1000（A）QK13669（KA2S）2ITT2372422468（KA2S）ICH1065KAIP80（KA）3、110KV主变隔离开关的选择GW4110D/60050计算值选择值UN110KVUN110KVIMAX2347AIN600（A）QK13669（KA2S）2ITT1582499856（KA2S）ICH1065KAIP50（KA）4、35KV主变侧隔离开关的选择GW435D/100080计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX6650AIN1000（A）QK46877（KA2S）2ITT237242248（KA2S）ICH6623KAIP80（KA）5、35KV母线隔离开关选择GW435D/100080计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX6929AIN1000（A）QK46877（KA2S）2ITT237242248（KA2S）ICH6625KAIP80（KA）6、35KV出线隔离开关的选择GW435/60050计算值选择值UN35KVUN35KVIMAX9111AIN600（A）QK5734（KA2S）2ITT158243969（KA2S）ICH4825KAIP50（KA）7、10KV主变侧隔离开关的选择GN1010T/3000169计算值选择值UN10KVUN35KVIMAX91537AIN3000（A）QK513837（KA2S）2ITT752528125（KA2S）ICH66249KAIP169（KA）8、10KV母线侧隔离开关的选择GN1010T/3000169计算值选择值UN10KVUN35KVIMAX92197AIN3000（A）QK513837（KA2S）2ITT752528125（KA2S）ICH66249KAIP169（KA）9、10KV裸导体出线隔离开关的选择GN1010/40030计算值选择值UN10KVUN35KVIMAX9183AIN400（A）QK5819（KA2S）2ITT1224576（KA2S）ICH5097KAIP30（KA）10、10KV电缆出线隔离开关的选择GN1010/100080计算值选择值UN10KVUN35KVIMAX9183AIN1000（A）QK552927（KA2S）2ITT315243969（KA2S）ICH4097KAIP80（KA）二、电流互感器的选择和校验电流互感器选择最大电流表安装地点110KV进线侧110KV母联110KV主变侧35KV主变侧35KV母联35KV出线侧10KV主变侧10KV出线最大电流1485923476506501111537174电流互感器选择结果表二次负荷安装地点型号额定电流比级次组合05级1级D级1S热稳定电流倍数动稳定倍数12110KV进线侧LCWD1102150/5D/11275150110KV母联LCWD1102600/5D/11275150110KV主变侧LCWD1102400/5D/1127515035KV主变侧LCWD35800/5D/05227513535KV母联LCWD35800/5D/05227513535KV出线侧LCWD35150/5D/052275135121610KV主变侧LDZL101500/5D/05126590121610KV分段LDZL101500/5D/0512659010KV出线LAJ10200/5D/05112412021510KV电缆LJZ电缆式零序电流互感器I/校验10KV馈线电流互感器其中05级供测量用，额定负荷为1，D级供继电保护用，额定负荷24，如图所示。A相负荷为有功电度表电流线圈002；无功电度表电流线圈002；安培表的电流线圈012，总负荷为016，以A相负荷为最大。设导线电阻为1，则允许连接线的最大电阻为RZR1R2101601074设导线为铜材料00188MM2/M，长度L为50M,不完全星形接线系数K3时，则连接导线的截面S为SKLR3001885022MM2074取铜导线的截面S25MM2。热稳定的校验内部动稳定3CH2ILE409720214485215外部动稳定绝缘瓷帽的允许荷重750N，当相间距离A40CM,L100CM时F305173409721001520N75040所选LAJ10电流互感器完全满足内部和外部动稳定的要求。三、电压互感器的选择和校验查发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附表142选择110KV、35KV、10KV的电压互感器的型式，一次电压U1、二次电压U2、准确度等级和二次负荷2如下额定电压（KV）付绕组容量（VA）安装地点型号数量最大容量（VA）原边付边辅助0513接线组110KV母线JCC1110232000110301301350010001/1/1121235KV母线JDJJ352312003530130131502506001/1/1121210KV母线JSJW1029601001013120200480对JSJW10型电压互感器的准确度等级和二次负荷进行校验10KV母线上装有两台三芯五柱型电压互感器，每台承担6条馈线，每回引出线上接有功和无功电度表电压线圈，要求05级的电压互感器。母线上装有接于BC相的电压表和接入相对地的绝缘监视电压表，如下图。查发电厂和变电所电气部分毕业设计指导附表542得1T1V型电压表线圈吸收的有功功率为45W，COS1，有功和无功电度表电压线圈吸收的视在功率175VA,COS038，则电压互感器每相副绕组所供给的电功率按表541中的公式计算PAB6175038399WQAB61751038297VARSAB3992972105VAAB677PCB617503845849WQCB61751038297VARSCB84929721289VACB488PA1105COS677304593W3QA1105SIN6773037VAR3SA93237210VAPB1105COS677301289COS48830451073W3QB1105SIN677301289SIN4883084VAR3SB107328421363VAPC11289COS4883045595W3QC11289SIN4883073VAR3SB595273294VA可见B相供给的伏安数量最大，但仍小于05级下JSJW10型电压互感器付绕组的容量，即1363112040VA3所选JSJW10型三芯五柱电压互感器合格。五、熔断器的选择变电所35KV电压互感器和10KV电压互感器以及所用变压器都用高压熔断器进行保护，不需装设断路器。保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择。查附表134，35KV电压互感器所用高压熔断器应选RW935型，额定电压35KV，断流容量为2000MVA。10KV电压互感器所用高压熔断所用高压熔断器应选RN210型，额定电压10KV，断流容量为1000MVA。所用变压器用RN110型高压熔器进行保护IGMAX10540031024A所以IGMAXPIFZ6PIFL6SPSED200MVARW935熔断器附加限流电阻选RD135，其技术参数UE35KV,熔件额定电流IE05A,R396。表84高压熔断器选择结果安装地点型号额定电压（KV）额定电流（A）断流容量（MVA）切断极限电流（KA）最大分断电流（KA）备注所用变压器RN11010302008612供电力线路短路或过流保护用10KV电压互感器RN2101005100050保护户内电压互感器35KV电压互感器RW9353505200060保护户外电压互感器§34并联补偿电容的选择按工作电压UG和工作频率FG选择要求UEUGKVFEFGHZ选UE105KV,FE10HZ的电容器组。按容量选择电力电容器组的额定容量QE必须大于或等于工作所需的无功功率QG；即QEQGKVAR已知负荷的有功功率P62MW，COS1069则14637°TG11049装设补偿电容器后的COS209,22584,TG204843,要求补偿的无功功率为QGPTG1TG262103104904843350114MVARCXXXX310KV电容器三相三角形接线时，其电容器的容量为Q3U2CX103则单相等效电容为QGCXQG3U2103350114103716709F3314102103查设计手册，选YGM1051001型电容器，额定容量QE100KVAR,CE297F,每相14个并联，共九组其等值电容为CX80CE12629737422F所以实际的功率因数为QC33141023742210335251524KVARTG2TG1QCP105048143525152410662106所以22571°COS20901§35电气设备选择成果表电气设备选择成果表序号设备名称型号1主变压器SSPSL163000/1102站用变压器SL7400/103110KV进出线断路器LW11110IE1500A4主变110KV侧断路器LW11110IE2000A5110KV母联断路器LW11110IE2000A6主变35KV侧断路器LW835IE1600A735KV出线断路器LW835IE800A835KV母联断路器LW835IE1600A9主变10KV侧断路器3AF10IE3000A1010KV出线断路器3AF10IE1600A1110KV母联断路器3AF10IE3000A12110KV进线隔离开关GW4110D/6005013主变110KV侧隔离开关GW4110D/6005014110KV母线桥隔离开关GW4110D/10008015主变35KV侧隔离开关GW435D/1000801635KV出线隔离开关GW4110D/600501735KV母联隔离开关GW4110D/10008018主变10KV侧隔离开关GN1010T/30001691910KV母联隔离开关GN1010T/30001692010KV裸导体出线隔离开关GN1010/400302110KV电缆出线隔离开关GN1010/10008022110KV进出线软导体LGJ18523主变110KV侧软导体LGJ15024110KV汇流母线导体LGJ3002535KV汇流母线导体LGJ4002635KV出线导体LGJ1202710KV进线导体矩形导体HXB100X102810KV汇流母线导体矩形导体HXB100X1029110KV测量、保护用PTJCC11103035KV测量、保护用PTJDJJ353110KV测量、保护用PTJSJW1032110KV出线测量、保护CTLCWD1103335KV出线测量、保护CTLCWD353410KV出线测量、保护CTLAJ10LJZ35主变10KV测量、保护CTLDZL103635KV电压互感器熔断器RW935/0520003735KV电压互感器熔断器RN1005/100038所用变熔断器RN1030/20039补偿电容器YGM1051001第四章屋外高压配电装置优化设计§41高压配电装置概述配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器，保护，测量电器，母线和必要的辅助设备组成的总体装置。其作用是在正常情况下，用来接收和分配电能，而二在系统发生故障时，迅速切除故障部分，维持系统的正常运行。一、配电装置应满足下述基本要求1保证运行可靠配电装置中引起的主要原因，绝缘子因污秽而闪络，隔离开关因误操作而发生相间短路，断路器因开段能力不足而发生爆炸。因此，要按照系统和自然条件以及有关规程要求合理选择电气设备，使选用电气设备具有正确的技术参数，保证具有足够的安全净距，还应采取防火，防暴，储油和排油措施，考虑设备防水，防冻，防风，抗震，耐污等性能。2便于操作，巡视和检修配电装置的结构应使操作集中，尽可能避免运行人员在操作一个回路时需要走几层楼或几条走廊。配电装置的结构应力求整洁，清晰，便于操作巡视和检修，还应装设防误操作的闭锁装置及连锁装置，以防带负荷拉合隔离开关，带接地线合闸，带电挂接地线，误拉合短路器，误入屋内有电间隔。3保证工作人员的安全为了保证工作人员的安全，对配电装置应采取一系列措施，例如用隔墙把相邻的设备隔开，以保证电气设备检修时的安全，设置隔栏，留出安全距离，以防触及带电部分，设置适当的安全出口，设备外壳和底座都采用保护接地等，在建筑等方面还应考虑防火等安全措施。4力求提高经济性在满足上述要求的前提下，电器设备的布置应紧凑，节省占地面积，节约钢材，水泥和有色金属原材料，并降低造价。5具有扩建的可能要根据发电厂和变电所的具体情况，分析是否有发展和扩建的可能。如有，在配电装置结构占地面积等方面要留有余地。配电装置按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为装配式和成套式在现场将电器组装而成的称为装配式配电装置，在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路成套供应的称为成套配电装置。二、屋内配电装置1配电装置的一般构成方法及图式A间隔为配电装置的最小组成部分、其大体上对应主接线图中的接线单元。B部署排列单列、双列考虑排列的顺序要合理（地理位置、避免交叉）单列进出线QF排成一列布置在母线一侧。双列进出线QF排成二列布置在母线两侧。分层单层、双层、三层通道的走向C图式布置图、断面图2屋内配电装置设备的布置特点1）由于允许的安全净距小，能分层布置，因而占地面积比屋外布置小；2）2维修、操作和巡视都在户内进行，不受气条件的影响；3）电气设备不易受外界污秽空气环境的影响，维护工作量小；4）电气设备之间的距离小，通风散热条件差，且不便于扩建；房屋建筑投资大，但可采用价格较低的屋内型设备，能减小一些设备的投资。3屋内低压配电装置布置要求1）屋内低压配电装置的电气距离应满足规范要求。2）低压配电装置的维护通道的出口数目，按配电装置的长度确定长度不足6M时允许一个出口；长度超过6M时，应设两个出口，并布置在通道的两端；当两出口之间的距离超过15M时，其间应增加出口。3）低压配电室长度超过7M时，应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。4）当低压配电室为楼上和楼下两部分布置时，楼上部分的出口应至少有一个为通向该层走廊或室外的安全出口。5）配电室的门均应向外开启，但通向高压配电装置时的门应双向开启门。4、屋内高压成套配电装置的布置要求1）配电装置的布置和设备的安装，应满足在正常、短路和过电压等工作条件时的要求。2）配电装置的绝缘等级，应和电力系统的额定电压相配合。3）屋内配电装置的安全净距不应小于最小安全净距。4）电装置室内的各种通道应畅通无阻，不得设立门槛，并不应有与配电装置无关的管道通过。5）长度大于7M的高压配电装置室，应有两个出口，并宜布置在配电装置室的两端；长度大于60M时，宜增添一个出口；配电装置室的门应为向外开启的防火门，应装弹簧锁，严禁用门闩。配电装置室可开窗。三、屋外配电装置1特点1）无需配电装置室，节省建筑材料和降低土建费用，一般建设周期短；2）相邻设备之间距离大，减少故障蔓延的危险性，且便于带电作业；3）巡视设备清楚，且便于扩建；4）易受外界气候条件的影响，设备运行条件差，须加强绝缘；5）气候变化给设备维修和操作带来困难；占地面积大，对于水电站可能使投资增大。2结构型式1母线软母线悬式绝缘子悬挂在门型架、型架上硬母线固定在支柱绝缘子上。（母线桥）2电力变压器贮油池其尺寸比变压器外廓大1M、内铺025M的卵石层事故排油通过底部的排油管排至事故排油坑，底部向排油管处倾斜。离建筑物的距离5M可开防火窗和门，5M不可开防火窗和门。主变与主变的距离510M，小于时需安装防火隔墙。3）基础断路器低式布置051M高式布置2M隔离开关、互感器2M避雷器可放在地下或04M高或2M高4）电缆沟电缆沟的定向应使距离最短，上面兼做巡视通道。5）通路为了运输设备、消防需要。3布置型式低型、中型、高型、半高型。低型所有电器均装在同一水平面上，母线与设备等高中型所有电器均装在同一水平面上，母线设在较高水平面上。高型两组母线重叠布置，隔离开关比断路器高，母线比隔离开关高半高型部分隔离开关与母线等高，高于断路器等设备§42高压配电装置的优化设计为了满足配电装置运行和检修的需要，各带电设备之间应相隔一定的距离。配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸，检修，维护和运输的安全电气距离等因素而决定的。对于敞露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中，最基本的是带电部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2。最小安全净距是指在这一距离下，无论字正常最高工作电压或出现内，外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。对于敞露在空气中的屋内，外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距分为A，B，C，D，五类。最小安全净距110KV屋外配电装置的安全净距符号A1A2B1B2CD安全净距（）10001100175011003500300035KV屋外配电装置的安全净距符号A1A2B1B2CD安全净距（）400400115050029002400本所根据具体的环境因素再参照配电装置实例，其安全净距见配电装置平面布置图和断面图。在发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，其中310KV的大多数都采用成套配电装置；110KV及以上的配电装置大多数采用屋外配电装置。本变电所根据要求，应该采用屋外型配电装置。因为它有以下特点（1）土建工作量和费用较小，建设周期短；（2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业；（4）与屋内配电装置相比，占地面积较大；根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型配电装置，高型配电装置，和半高型配电装置。1中型配电装置中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作售货员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。这种布置特点是布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置用在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装枪修方面积累了比较丰富的经验。2半高型配电装置，它是特母线及母线隔离开关抬高将断路器，电压互感器等电气设备布置在母线下面，具有布置紧凑、清晰、占地少等特点，其钢材消耗与普通中型相近，优点有占地面积约在中型布置减少30；节省了用地，减少高层检修工作量；旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很方便。缺点上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不够方便。3高型配电装置，它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5，但其耗钢多，安装检修及运行纵条件均较差，一般适用下列情况1）配电装置设在高产农田或地少人多的地区；2）原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；3）场地狭窄或需要大量开挖。本次所设计的变电所没有地理条件限制，所以该变电所110KV，35KV和10KV电压等级均采用普通中型配电装置，而本变电所采用的是软导线，采用普通中型布置，具有以下特点布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护都比较的方便，构架高度比较低，抗震性能比较的好，所用的钢材比较的少，造价比较低。若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及经济性。所以，本次设计的变电所，适用普通中型屋外配电装置，该变电所是最合适的。§43高压配电装置平面布置图和断面图的绘制根据题目给定条件，及上述推荐布置方案，采用CAD绘制全所平面图，建筑物仅作示意，断面图根据任务要求缩放于一图上，比例已做调整，附图所示。第五章防雷保护规划设计§51变电所过电压及防护分析过电压是对绝缘有危险的电位升高和电位差升高，产生的途径是系统突然注入一定的能量以及系统参数突然发生改变时导致电能重新分配。过电压的种类雷电过电压大气过电压，分直接雷击过电压、感应霄过电压、浸入雷过电压；内部过电压，分操作过电压和暂时过电压。过电压的危害导致电气设备绝缘损伤，严重时能损坏设备，为了保证人员的安全及设备的安全健康运行，通常对屋外配电装置、烟囱、冷却塔等高建筑物、构筑物采取相应的防雷和保护措施。概述电气设备在运行中承受的过电压。变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。§52避雷器的配置规划与选择一、避雷器的配置原则1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2）旁路母线上是否应装设避雷器，应租在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3）220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备本体。4）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。5）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。6）110KV220KV线路侧一般不装设避雷器。二、避雷器选择的方法应根据被保护设备的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的型式、额定电压等，并按照使用情况校验所选避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。即（1）、灭弧电压UGFSKMUXG；（2）、工频放电电压下限UGFS168UXG；（3）、工频放电电压上限UGFS115UGS和残压UBCSUCS。三、选择结果表按以上三个条件比较避雷器选择如下110KV侧避雷器110KV母线侧避雷器Y10WF5110/250查设计指导书P225110KV主变中性点避雷器Y10WF560/144查设计指导书P225110KV出线侧避雷器Y10WF5110/250查设计指导书P22535KV侧避雷器35KV母线侧避雷器Y10WF53535KV出线侧避雷器Y10WF53535KV侧避雷器10KV母线侧避雷器Y10WF510XXX10KV出线侧避雷器Y10WF510§53变电所避雷针配置规划及保护范围计算为了防止设备遭受直接雷击，通常采用装设高于被保护物的避雷针（或避雷线），其作用是将雷电吸引到避雷针上并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。避雷针（线）的保护原理是当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变，在避雷针（线）的顶端，形成局部电场强度集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。虽然避雷针（线）的高度比较高（必须高于被保护物体，一般20M30M）但在雷云大地这个高达几公里，方圆几十公里的大电场内的影响却是很有限的。单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的近似锥体的空间，就像斗笠一样。在高度HX水平面上，其半径RX按下式计算HH时RHHP2式中H为避雷针高度HHX2时RX15H2HXPHX为被保护物的高度P为高度影响系数H30M时，P1；当30MH120M时，P55H两支避雷针的保护计算如下DH0H7P其中D为两针之间的距离H0为保护范围上部边缘距最底点之间的距离P意义同上则水平面上保护范围的一侧宽度BX可按下式计算低高低BX15（H0HX）两只避雷针不等高的距离计算如下HH高时DDHHP2H高H低2时DD15H高2H低P本变电所110KV构架高15M，设25M杆顶避雷针6棵，35KV构架高73M,设30M独立避雷针2棵。经按上面公式计算得以下结果BX12BX34BX56911BX13BX24407BX23BX14579BX35BX46407BX35BX45172BX27879BX47771BX48672BX68857BX78197变电所所有设备均在避雷针保护范围内。根据本变电所总平面布置图，全所的防直雷击保护采用在110KV、35KV构架上装设避雷针的方式。110KV、35KV和10KV配电装置对侵入雷电波的过电压保护采用装设在适当地点的避雷器保护。110KV进线、以及主变压器的中性点也按过电压保护的要求装设了避雷器。§54变电所接地设计1、电气设备的接地按其目的可分为以下几种1保护接地电气设备的金属外壳接地以保证金属外壳经常固定为地电位，一旦设备因绝缘损坏而使外壳带电时不致有危险的电位升高而引起工作人员触电接地。2工作接地根据电力系统正常运行方式的需要而接地；3防雷接地为减小雷电流通过接地装置的地电位升高。2、接地装置接地装置就是由埋在地中的接地体以及连接到设备接地部分的接地体组成，当接地装置中电流计流过电流时，接地电流从接地体间周围土壤流散，从而达到保护设备的目的。3、接地规划采用热镀锌404扁钢作为连接体，25M的505热镀锌角钢作为接地针，扁钢以8M距离做井字型掩埋，埋深600MM,角钢每4M打一根。独立避雷针使用独立接地体。第六章继电保护配置的规划设计§61仪表与继电保护的配置规划概述继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。1、它的基本任务是自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发信号，减负荷或跳闸。此时，一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。2、配置的原则选择继电保护方式除应满足四个基本要求外，还应考虑经济条件，首先应从国民经济的整体利益出发，按被保护元件在电力系统中的作用和地位来确定保护方式，而不能只从保护装置本身的投资来考虑，这是因为保护不完善或不可靠而给国民经济造成的损失，一般都远远超过即使是最复杂的保护装置的投资，但要注意对较为次要的数量很多的电气元件，也不应该装设过于复杂和昂贵的保护装置。§62仪表配置规划设计变电所仪表配置规划数表目计位置电压等级电压表电流表有功功率表无功功率表有功电度表无功电度表频率表110KV线路侧1101112235KV线路侧35111110KV线路侧10111110KV主变侧1101111135KV主变侧351111110KV主变侧10111011135111母线及母联10111110KV旁路1101112210KV分段101所用变04141所用变分段041备注该表所列仪表除母线外，均为一条进出线、一台变压器所需仪表。§63继电保护配置规划设计一、主变压器保护配置1）、纵联差动保护对6300KVA及以上的厂用工作变压器和并列运行变压器、10000KVA及以上的厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，均应装设差动保护。变压器纵联差动保护在正常运行和外部故障时，理想情况下，流如差动继电器的电流为零。但实际上由于变压器的励磁电流、接线方式和电流互感器误差等因数的影响，继电器中有不平衡电流流过。由于这些特殊因数的影响，变压器差动保护的不平衡电流远比发电机差动保护的大。因此变压器差动保护需要解决的主要问题是采取各种措施避越不平衡电流的影响，在满足选择性的条件下，还要保证在内部故障时有足够的灵敏系数和速动性。配置电流互感器断线闭锁，并设置投、退压板来决定CT断线闭锁的接入、退出，其差动电流的引入有主变压器进出线电流，保护动作跳主变两侧断路器。2）、瓦斯保护容量为800KVA及以上的油侵式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯继电器又称为气体继电器，安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成。变压器内部发生轻轻微故障时，例如变压器验证漏油使油面降低时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。重瓦斯保护动作的油速整定范围为0615M/S，在整定油速时均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。当变压器外部故障时，会有穿越性故障电流的影响，为防止瓦斯继电器误动作，可将油速整定在1M/S左右。重瓦斯保护动作跳主变两侧断路器，轻瓦斯动作发信号。3）、有载调压装置瓦斯保护。4）、压力保护（压力释放保护保护动作发信号）。5、温度保护变压器在运行中温度升高超过规定值时，由变压器所附的温度信号器动作于信号。6）、相间后备保护配置方式（1）、110KV复合电压启动定时过电流保护（2）、35KV复合电压启动定时过电流保护（3）、10KV复合电压启动定时过电流保护设计原则（1）、变压器后备保护应作为相邻元件及变压器本身主保护的后备。但当为满足远后备而使接线大为复杂化时，允许缩短对相邻线路的保护范围。（2）、变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具备必要的灵敏系数。（3）、变压器后备保护应尽可能独立，而不由发电机的后备保护代替。（4）、变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障。相间后备保护配置方式及接线。对于中压侧和低压侧均无电源的三绕组变压器的保护装于电源侧和低压侧。低压侧作为外部短路后备，以较短时限断开该断路器；电压侧保护作为变压器内部故障及中压侧外部短路的后备，带两段时限，以第一段时限（大于低压侧）断开中压侧断路器，以第二段时限断开全部断路器。（7）、主变压器的过负荷保护在经常有人值班的情况下，过负荷保护通常作用于信号。变压器过负荷电流，在大多数情况下都时三相对称的，因此，过负荷保护只需接入一相电流，各侧的过负荷保护均经过同一时间继电器延时发出信号。所选保护的安装地点要能反映变压器所有绕组的过负荷情况，具体配置原则如下对于降压变压器，单侧电源的三绕组降压变压器，当三侧绕组容量相同时，过负荷保护仅装在电源侧。当三侧绕组容量不相同时，则在电源侧和容量较小的绕组侧装设过负荷保护。在主变高压侧设过负荷保护，设三段时限，段时限启动风扇，段时限闭锁有载调压，段时限发信号。8）、无功自动调节二、110KV侧出线保护1）阶段式零序保护2）高频闭锁距离保护3）断路器失灵保护4）自动重合闸装置5）故障录波器三、35KV侧出线保护1）、限时电流速断保护用来切除本线路上速断范围以外的故障，同时作为速断的后备，该保护的要求是在任何情况下都能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏性，在此前提下力求具有最小的动作时限，正由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，称为限时电流速断保护。2）、电流电压联锁速断保护3）、定时限过电流过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护，在正常允许时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下，它不仅能够保护本线路全长，以起到后备保护的作用。4）、三相一次自动重合闸5）、按周波自动减负荷装置6）、接地信号装置四、10KV侧出线保护（1）电流速断保护对于200010000KVA及以下的较小容量的变压器，若灵敏性系数满足要求时，应采用电流速断保护，电流速断保护应装设在变压器的电源侧，由瞬动的电流继电保护构成，当电源侧为中性点比直接接地时，电流速断保护为两相式，在中性点直接接地系统中为三相式。为了提高保护对变压器高压侧引出线接地故障的灵敏系数，可采用两相三继电器式接线。根据对继电保护速动性的要求，保护装置动作切除故障时间，必须满足系统稳定和保证重要用户供电可靠性。在简单、可靠和保证选择性的前提下，原则上总是越快越好。因此，在各种电气元件上，应力求装设快速动作的继电保护。对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。2）限时电流速断保护用来切除本线路上速断范围以外的故障，同时作为速断的后备，该保护的要求是在任何情况下都能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏性，在此前提下力求具有最小的动作时限，正由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，称为限时电流速断保护。3）定时限过电流保护过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护，在正常允许时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下，它不仅能够保护本线路全长，以起到后备保护的作用。4）三相一次自动重合闸。5）接地信号装置。6）按周期自动减负荷装置。继电保护配置结果表电器设备保护名称反映故障类型动作结果备注瓦斯保护油箱内各种故障及油面降低重瓦斯瞬时动作于主变各侧断路器跳闸；轻瓦斯延时动作，动作于信号；主变压器纵联差动保护绕组、套管及引出线故障动作于主变各侧断路器跳闸后备保护变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流以及在变压器内部故障时，作为差动和瓦斯保护的后备动作于跳闸变压器110KV中性点装设零序过电流保护外部接地短路引起过电流动作于跳闸在高、中压侧绕组装设过负荷保护变压器过负荷延时动作，作用于发信无人值班变电所可动作于跳闸温度保护变压器过热延时动作，作用于发信完全电流差动保护母线故障动作于跳闸母线零序保护零序电流过大延时动作，作用于发信三段式高频闭锁距离保护经常无高频电流所谓故障时发信和经常有高频电流所谓长期发信及外部故障传送闭锁信号,允许信号和跳闸信号阶段式零序电流保护断路器失灵保护断路器失灵故障动作于信号综合自动重合闸外部瞬时短路故障动作于重合闸110线路110KV回路故障录波器电压闭锁的电流速断保护外部故障动作于跳闸过电流保护过电流动作于跳闸35线路综合自动重合闸外部瞬时短路故障动作于重合闸电流速断保护外部故障动作于跳闸过电流保护过电流动作于跳闸10线路电缆接地保护接地故障动作于跳闸结论本设计是110KV通过变电气工程的初步设计,在设计过程中将电气工程设计方法与平时所学的理论知识结合起来，使我受益匪浅。首先,对主接线的设计和分析比较，初步选取了两种均可适用于本变电所的接线方案，再仔细分析了他们的优缺点，经济性，可靠性和灵活性，与实际工程的要求相对应，还查阅了相关的规程及考虑到未来的发展要求，通过一系列的比较，110KV侧采用的是双母线带旁路接线，35KV侧采用双母线接线形式,10KV侧也采用单母分段接线形式厂用电分别从10KV侧、段母线接入,它们互为备用短路计算选取了6个点，每个点都经过了详细而精确的计算，并做了短路计算结果表。根据短路计算选择导体以及配电装置，后做了保护配置和防雷接地，用避雷器防止侵入波对电器设备的影响，用避雷针防止雷电直击电器设备。最后用CAD绘出设计要求图。经过本次设计，发现还有很多需要学习的地方，设计结果离实际要求还有一定的距离，部分地方还会有错误，希望老师和领导以及同学提出宝贵的意见，再以此来完善这次设计。总结与体会经过一个多月的设计，看到自己做出来的几十页设计稿真是感受颇多，开始的茫然变成了现在的清晰，过程中的汗水变成了现在的硕果，真是无比的喜悦。本次设计的全过程都是在X老师的带领下完成的，X老师细心认真，兢兢业业，每次疑难问题时，他总是耐心的指导，使我们清楚自己下一步该怎么做，做什么。我的设计题目是110KV变电所电气一次部分，其中包括好多知识，有的知识我们在学习的过程中还没有真正的理解，但现在是真正要用到的时候了，就必须重新学习，学懂了，才知道要怎么做。加深了我们对所学知识的理解，也教会了我们获取新知识的方法。本次毕业设计是对已学知识的综合运用，也是学习对新知识不断学习。大大提高了我的综合素质，不仅使我对电力系统各方面的知识有了一个更全面的，更深入的理解，而且锻炼了我独立思考、独立研究问题的能力。在跟同学的讨论和分析中锻炼了与人沟通的能力。在今后的学习工作中，我将会用所学的知识及方法去分析问题、解决问题，不断提高工作水平和学习能力。参考文献1水利电力部西北电力设计院编，电力工程电气设计手册（电气一次部分）M，北京水利电力出版社，19942西北电力设计院编电力工程电气设备手册（电气一次部分上下）M，北京中国电力出版社，19983能源部3110KV变电所设计规程S北京水利电力出版社，19924能源部3110KV高压配电装置设计规程S北京水利电力出版社，19925电力部继电保护和安全自动装置技术规程，DL400916电力部电测量仪表装置设计技术规程S北京水利电力出版社，19877黄纯华发电厂电气部分课程设计参考资料M北京中国电力出版社，19988范锡普发电厂电气部分M北京中国电力出版社，19989陈衍电力系统分析M北京水利电力出版社，1990；10贺家李电力系统继电保护原理M北京中国电力出版社，199411胡国根高电压技术M重庆重庆大学出版社，199612杨冠城电力系统自动装置原理M北京水利电力出版社，19921113云南省电力局调度所编云南电网电气主接线R，昆明199314卫斌发电厂和变电站电气部分毕业设计指导M电力工业部职业技术教育研究中心15丁德劭怎样读新标准电气一次接线图M北京中国水利电力出版社，200116陈艳220KV枢纽变电所设计方案J攀枝花学院学报，2005（4）