电气工程论文正文.doc

辽宁工程技术大学继续教育学院毕业设计（论文）0 前言电力是国民经济发展的动力，国民经济的持续、快速、稳定发展需要有足够的电力能源作保障。进入新世纪以来，我国经济进入新的高速增长时期，电力工业的发展面临着空前的机遇。随着电力体制改革的不断深化和多元投资主体的形成，从今年到2012年，每年投产装机容量都将达到5000万千瓦左右，继今年全国发电装机容量突破4亿千瓦和水电装机容量1亿千瓦之后，电力工业将很快实现新的跨越，预计到2015年全国发电装机将达到6.5亿千瓦，到2020年达到9.5亿到10亿千瓦。因而，越来越多变电站的新建及运行就迫在眉睫。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分7,8。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要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。这就要求变电站的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。随着国民经济的持续发展，近些年来焦作市区的经济情况也得到了极大地提高，这当然得益于很多企业的蓬勃发展。能源是国家前进的灵魂与动力，其中电能又是企业与人们生活中不可或缺的一种能源，经济与人们物质生活水平的提高使得对电能的需要达到了前所未有的高度，这样以来为了保证各大企业的及家庭生活的可靠，安全用电，地区近年来新建成了很多变电站，而地区建一所新型35kv变电站的需要也是刻不容缓。本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。该变电站站坐落于河南许昌，35kv进出线两回；10kv出线共8回，负荷情况见下表，负荷同时系数均按0.8考虑，、级负荷。本毕业设计的主要内容包括：了解并掌握35kv降压变电所的国内外现状特点和发展前景，查阅资料，结合电力系统方向所学专业课程以及他人的设计、研究成果， 掌握变电所设计的过程和方法，并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况，在借鉴已建35kv降压变电所设计经验的基础上进行了负荷分析计算、变压器选择及无功补偿、主接线设计、短路计算、电气设备的选择与校验、配电装置设计、继电保护设计、防雷接地设计等。1 负荷计算与无功补偿为一个企业或用户供电，首先要解决的是企业要用多少度电，或选用多大容量变压器等问题，这就需要进行负荷的统计和计算，为正确地选择变压器容量与无功补偿装置，选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。1.1 具体计算过程供电设计常采用的电力负荷计算方法有需用系数法、二项系数法、利用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实际，尤其对各用电设备容量相差较小且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算方法采用最广泛。二项系数法主要适用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工企业，煤矿井下综合机械化采煤工作面等。利用系数法以平均负荷作为计算的依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算方法目前积累的实用数据不多，且计算步骤较为繁琐，故工程应用较少。单位产品电耗法常用于方案设计。鉴于以上几种方法的介绍，本次设计采用需用系数法。对于用电户或一组用电设备，当在大负荷运行时，所安装的所有用电设备（不包括备用）不可能全部同时运行，也不可能全部以额定负荷运行，再加之线路在输送电力时必有一定的损耗，而用电设备本身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简单相加来作为用电户或设备组的最大负荷，必须要对相加所得到的总额定容量打一定的折扣。所谓需用系数法就是利用需用系数来确定用电户或用电设备组计算负荷的方法。其实质是用一个小于1的需用系数对用电设备组的总额定容量打定折扣。 （1-1） （1-2） （1-3） 负荷侧的额定电压取10 （1-4） 该变电站站坐落于河南许昌，35kv进出线两回；10kv出线共8回，负荷情况见下表，负荷同时系数均按0.8考虑，、级负荷。表1.1本设计负荷表序号出线号有功功率（kw）功率因数kx序号出线号有功功率（kw）功率因数kx1#15800.820.855#55450.850.852#25600.850.846#65650.850.843#35400.850.837#75600.850.834#45300.80.858#85650.850.85下面根据负荷统计表进行负荷计算： （1）(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 2 变压器选择2.1主变的台数和容量选择变压器按功能分有升压变压器和降压变压器，按相数分有单相和三相变压器，按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器，按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式，干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式，油浸风冷式，油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。而干式变压器又有浇注式，开启式，充气压（sf6）等。按用途又可分为普通变压器和特种变压器，按调压方式分有无载调压变压器和有载调压变压器。安装在总降压变电所的变压器通常被称为主变压器，610kv/0.4kv的变压器常被叫做配电变压器。在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如s9系列或s10系列。高损耗变压器已被淘汰，不在采用，在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器，供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器；对于高建筑，地下建筑，发电厂化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力变压器；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（降压变电所主变压器台数和容量的确定。选择主变压器台数时应考率下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求,对供有大量一、二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器对一二级负荷继续供电。变压器容量应根据计算负荷选择。确定一台变压器的容量时，应首先确定变压器的负荷率。变压器当空载损耗等于负荷率平方乘以负载损耗时效率最高，在效率最高点变压器的负荷率为6367之间，对平稳负荷供电的单台变压器，负荷率一般在85左右。但这仅仅是从节电的角度出发得出的结论，是不够全面的。值得考虑的重要元素还有运行变压器的各种经济费用，包括固定资产投资、年运行费、折旧费、税金、保险费和一些其他名目的费用。选择变压器容量时，适当提高变压器的负荷率以减少变压器的台数或容量，即牺牲运行效率，降低一次投资，也只是一种选择。(2)当安装两台及以上主变时，每台容量的选择应安照其中任何一台停运时，其余的容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的6075，通常一次变电所采用75，二次变电所采用60。由题给条件可得出：计算的总负荷为3868kvar，所以选用两台变压器。又因为负荷都为一二级负荷所以s=（0.60.75）*3868=（23202901）kva同时每台主变压器容量 不应小于全部一、二级负荷之和,即因为本设计中的负荷全部都是二级负荷，所以只需要考虑每台主变压器容量不应小于全部一、二级负荷之和,即可：所以 3868kva因此选两台sfz7-5000/35型变压器。工厂二级的备用电源亦由与邻近单位相连的高压联络线来承担。sz9-3150/35型变压器参数表如表3.1所示：表3.1 sz9-3150/35型变压器参数型号额定容量/kva额定电压/kv高压低压sz9-3150/353150352*2.5%10.5联结组标号损耗/kw空载电流/%阻抗电流/%空载短路ynd114.04260.87.0s-三相；z-有载调压；9-设计序号；3150额定容量；35额定电压3 电气主接线方案的确定3.1电气主接线方案设计的基本要求及原则电气主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求，其具体要求如下：1、可靠性（1） 断路器检修时不应影响供电。系统有重要负荷，应能保证安全、可靠的供电。（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运出线回数及停电时间，并且要保证全部一级负荷和部分二级负荷的供电。（3） 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。防止系统因为某设备出现故障而导致系统解裂。（4） 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活要求。从系统的长远规划来设计，应满足灵活性要求。（1） 调度时应该可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。（2） 检修时可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对车间的供电。（3） 扩建时可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停运时间最短的情况下，投入新装机组，变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作最少。3、经济性（1） 主接线应力求简单，节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一次设备。（2） 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（3） 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。（4） 如能满足系统的安全运行及继电保护要求，35kv及其以下终端或分支变电所可采用简易电器。（5） 占地面积少：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。（6） 电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变压器）、容量、数量，要避免因两次变压而增加的电能损失。35kv配电装置中，一般不设旁路母线，因为重要用户多是双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年约2-3天。如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。10kv配电装置，可不设旁路母线，对于出线回路数多或多数线路向用户单独供电，以及不允许停电的单母线，分段单母线的配电装置，可设置旁路母线，采用双母线10kv配电装置多不设旁路母线。对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。3.2 方案比较为了保证供电的可靠性，以及考虑变电站所处位置的重要性，35kv电源进线回路应该引自两个不同的地方，这样可也大大提高供电电源的可靠性。故该变电所对负荷采用有备用的双回路供电，即35kv进线为两路架空线进线。单母线接线的特点是每一回线路均经过一台断路器和隔离开关接于一组母线上。优点：接线简单清晰、设备少、操作方便，投资少，便于扩建和采用成套配电装置。单母线分段优点：具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。单母线分段缺点：任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。单母线分段接线与单母线接线相比提高了供电可靠性和灵活性。但是，当电源容量较大、出线数目较多时，其缺点更加明显。因此，单母线分段接线用于：电压为10kv时，出线回路数为6回及以上。根据以上综合考虑，由于该变电站可靠性要求更高，且易于各种保护的设置，而双母接线两组母线之间用断路器联络，每一回线路都通多一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。因此，不论哪一回线路与哪一组母线同时发生故障，都不影响对用户的供电，可靠性比较高。不过，不过双母线接线所需用的设备投资多，接线复杂，操作安全性较差。综上所述，从许昌变电站对供电可靠性，操作的方便简单等方面，以及从经济方面考虑，此变电站35kv侧采用单母线接线，10kv采用单母分段的接线方式。图4.1 电气主接线方案图图3.1 电气主接线方案图4 短路电流计算4.1 标幺值法计算短路电流计算具有许多个电压等级供电系统的短路电流是，若采用有名制法计算，必须将所有元件的阻抗都归算到同一电压下才能求出短路回路的总阻抗，从而计算出短路电流，计算过程繁琐并容易出错，这种情况采用标么制法较为简便。用相对值表示元件的物理量，称为标么制。标么值是指任意一个物理量的有名值与基准值的比值，即 标么值=物理量的有名值/物理量的基准值标么值是一个相对值，没有单位。在标么制中，容量、电压、电流阻抗（电抗）的标么值分别为 (4-1)基准容量（sd）、基准电压（ud）、基准电流（id）和基准阻抗（xd）亦符合功率方程和电压方程。因此，4个基准值中只有两个是独立的，通常选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即 (4-2) (4-3)基准值的选取时任意的，但是为了计算方便，通常取100mva为基准容量，取线路平均额定电压为基准电压为给定值，即sd=100mva，ud=uav=1.05un。线路的额定电压和基准电压对照值如书上表中所示。在标么制计算中，取各级基准电压都等于对应电压等级下的平均额定电压，所以各级电压的标么值等于1。即u=uav和ud=uav，u*=1。因此，多电压等级供电系统中不同电压级的标么电压都等于1，多有变压器的变比的标么值为1，所以短路回路总标么电抗可直接由各元件标么电抗相加求出，避免了多级电压系统中电抗的换算。这就是标么制法计算简单、结果清晰的特点。本变电所的短路电流计算采取标幺值法，全部只按照其正常运行情况（也就是全分裂运行，35kv和10kv母线的联络开关断开。）计算短路电流，。不考虑故障时的并列运行情况下的短路。系统短路电流计算先要画出系统的等效简图，以确定电抗的大小，和确定短路点，其简图如下图4.1 系统短路等值电抗图短路计算线路单位长度电抗取值：架空线0.4，电缆0.08最大运行方式系统阻抗： =0.12最小运行方式系统阻抗： =0.22取线路段基准电压：线路段基准电压：变压器额定电压： 线路长度： （1）断路器电抗标幺值（2）架空线电抗标幺值（3）电力变压器电抗标幺值当点发生短路时：1）总电抗的标幺值2）三相短路电流周期分量有效值 3）其他三相短路电流有名值：冲击电流：短路全电流最大有效值： 4）三相短路容量 当点发生短路时：1）总电抗标幺值 2)三相短路电流周期分量有效值 3)其他三相短路电流有名值：冲击电流：短路全电流最大有效值： 4）三相短路容量5变电站电气设备选择5.1电气设备选择的目的及原则对各种电气设备的基本要求是正常运行时安全可靠，短时通过短路电流时不致损坏，因此，电气设备必须按正常工作条件进行选择，按短路条件进行校验。按正常条件选择 1）环境条件电气设备在制造上分户内和户外两大类。户外设备的工作条件较为恶劣，各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外，户外设备虽可用于户内，但不经济。此外，选择电气设备时，还应根据实际环境条件考虑防水、防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔地区或湿热带地区等方面的要求。2） 按电网额定电压选择电气设备的额定电压高压电器设备最高允许运行的电压为（1.11.15）%un，电网最高允许运行的电压为1.1%uns，即 我国普通电器额定电压标准是按海拔1000m设计的。如果使用在高海拔地区，应选用高海拔设备或采取某些必要的措施增强电器的外绝缘，方可应用。3） 按最大长时负荷电流选择电气设备的额定电流电气设备的额定电流in应不小于通过它的最大长时负荷电流ilo.m(或计算电流ica)，即 电器设备的额定电流是指规定环境温度为+40时，长期允许通过的最大电流。如果电器周围环境温度与额定环境温度不符时，应对额定电流值进行修正。当高于+40是，每增高1，额定电流减小1.8%。当低于+40时，每降低1，额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。若已知电气设备的最高允许工作温度，当环境最高温度高于40，但不超过60时，额定电流按下式修正 (5-1) 式中 设备允许最高工作温度，； 实际环境年最高空气温度，； 额定环境空气温度，电器设备为40，导体为25； 环境温度修正系数， 实际环境温度下电气设备允许通过的额定电流。 选电气设备时，应使修正后的额定电流不小于所在回路的最大长时负荷电流，即 (2) 按短路情况校验 按正常选择条件选择的电器设备，当短路电流通过时应保证各部分发热温度和所受电动力不超过允许值，因此必须按短路情况进行校验。短路电流通过电器设备时，电器的各部件温度（或发热效应）应不超过短时允许发热温度。即或 或 式中 电器设备允许通过的短时热效应，;短路电流产生的热效应，；电器设备的额定热稳定电流，ka；电器设备热稳定时间，s；稳态短路电流，ka；假想时间，s；短路电流通过电器设备时，电器设备各部件应能承受短路电流多产生的机械力效应，不发生变性损坏，即 或式中 、电器设备额定动稳定电流峰值及其有效值；、短路冲击电流峰值及其有效值，ka。稳态短路电流；假想时间；1） 动稳定性校验短路电流通过电器设备时，电器设备各部件应能承受短路电流多产生的机械力效应，不发生变性损坏，即 式中 、电器设备额定动稳定电流峰值及其有效值；或 、短路冲击电流峰值及其有效值；5.2变电站电气设备选型（1） 35kv侧断路器的选择该回路安装在户外，选择户外型断路器，该回路电压为35kv，因此选择的断路器的额定电压的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以35kv段选择的断路器型号为zn12，其基本参数如下表5.1：表5.1 zn12基本参数型号额定电压（kv）额定电流（a）额定开断电流（ka）动稳定电流（ka）4s热稳定电流（ka）固有分闸时间合闸时间zn123512502550250.150.12（2）10kv侧断路器的选择该回路安装在户外，选择户外型断路器，该回路电压为10kv，因此选择的断路器的额定电压ue6kv的断路器，且其额定电流大于通过断路器的最大持续电流，所以10kv段选择的断路器型号为zn65a-12/t630-25，其基本参数如下表5.2：表5.2 zn65a-12/t630-25基本参数型号额定电压（kv）额定电流（a）额定开断电流（ka）动稳定电流（ka）4s热稳定电流（ka）固有分闸时间合闸时间zn65a-12/t630-251263031.54031.50.150.12（3）35kv侧隔离开关的选择为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。该回路额定电压为35kv，因此所选的隔离开关的额定电压，而且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流，因此选择gn27-40.5型接地高压隔离开关，其主要参数如下表5.3：表5.3 gn27-40.5主要参数型号额定电压（kv）额定电流（a）最大工作电压（kv）极限通过电流（ka）2s热稳定电流（ka）接地刀闸（a）有效值峰值gn27-40.540.5125040.52850202000（4）1kv侧隔离开关的选择为了保证电气设备和母线的检修安全，该回路选择隔离开关带接地刀闸，该隔离开关安装在户外，故选择户外型。该回路额定电压为6kv，因此所选的隔离开关的额定电压ue10kv，而且隔离开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流因此选择gn30-12型接地高压隔离开关。表5.4 gn30-12主要参数型号额定电压额定电流允许的热效应动稳定电流gn30-121212503200100（5）电压互感器和电流互感器的选择互感器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，正确反应电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：（1） 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和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。（2） 使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。电流互感器的选择应满足变电所中电气设备的继电保护、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。选择的电流互感器一次回路允许最高工作电压umax应大于或等于该回路的最高运行电压，即式中电流互感器最高电压，单位为kv； 回路工作电压，即系统标称电压，单位kv。电流互感器的一次额定电流有：5、10、15、20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、12000、15000、2000、3000、4000、5000、6000、8000、10000、15000、20000、25000a。其一次侧额定电流应尽量选择得比回路正常工作电流大1/3以上，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。二次额定电流有5a和1a两种，强电系统一般选5a，弱电系统一般选用1a。电流互感器动稳定可按来下式校验式中为电流互感器允许通过的最大动稳定电流，单位ka； 系统短路冲击电流，单位ka。电流互感器短时热稳定应大于或等于系统短路时的短时热稳定电流（6）电压互感器的选择变电站的每组母线上均安装电压互感器，电压互感器应按工作电压来选择：一般电压互感器一次绕组所接电网的电压应在（0.81.2）范围内变动，即应满足： 选择的电压互感器的型号为： 35kv电压互感器选择jdzx9-35q，10kv电压互感器选择jdzx9-12g。该互感器用于35kv、50hz输电线路作电压测量和接地保护用。jdzx9-35q为接地电压互感器，该二型产品均由器身、储油柜、高低压引出瓷套、二次接线盒、变压器油等组成，系油纸绝缘结构。一次、二次线圈为宝塔结构，铁芯由冷轧硅钢片叠成壳式，整个器身固定在箱盖上，置于变压器油中。该互感器参数如下表5.5：表5.5jdzx9-35q互感器参数型号额定一次电压（kv）额定二次电压（kv）二次绕组额定输出（va）额定绝缘水平（kv）重kg总重kg0.20.53p极限输出jdzx9-35q350.175150500100040.5/95/18535115 根据变电站的设计要求，选择准确级为0.5级的。（7）电流互感器的选择凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量符合测量仪表、保护和自动装置的要求。（1）35kv电流互感器的选择型号为lzzbj7-35，变比选择800/5。（2）10kv电流互感器的选择型号为lzzbj9-12，变比选择为300/5。10kv电流互感器参数如下表5.6：表5.6 lzzbj9-12电流互感器参数型号额定工作电压额定最大电压频率额定一次电流额定二次电流1s短时电流动稳定电流lb7-110w35/3126kv50hz600-800a5a45ka100ka（8）本设计中电抗器的选择根据本设计中，在10kv母线段加装型号为oksq-87.5(45)/11-4.5%的电抗器。先进行电压损失校验： 即满足要求。热稳定应满足：，其中 式中 给定的热稳定电流； 给定的持续电流； 短路电流的稳定值； 短路电流假想作用时间； 保护装置动作时间； 断路器分断时间； 根据计算，即满足要求。 动稳定校验： 即满足要求。（9）熔断器的选择熔断器的选择主要指标是指选择熔件和熔管的额定电流，熔断器额定电流按下式选取 式中熔管额定电流（即熔断器额定电流）； 熔件额定电流；通过熔断器的长时最大工作电流。所选熔件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短路电流作用下可靠熔断；要求熔断器特性应与上级保护装置的动作时限相配合，以免保护装置越级动作，造成停电范围的扩大。本设计中35kv和6kv中加装高压熔断器，用来保护变压器和电压互感器，采用高压熔断器的型号为rn2型户外高压熔断器，其基本参数如下表5.7：表5.7rn2型户外高压熔断器主要参数型号额定电压（kv）额定电流（a）三相断流容量（mva）最大开断电流有效值（ka）开断最大短路电流时，最大电流峰值（a）熔体管电阻值（）rn2-35350.51000177001007rn2-660.510008530014214（10）35kv输电线选择35kv变电所供电对象以两班制的企业为主。有少部分的农村用电，其一般作为一班制。所以最大负荷利用小时数应为：3000-5000小时。在确定最大负荷利用小时数后，可以查电工手册，得出经济电流密度，初步选择架空线的截面。35kv进线是双回路进线。在计算时，我们是按照双回路分裂运行，每回承担一半负荷来考虑经济电流密度的。当初选后，再按一路停运一路运行来校验其允许电流、电压损失和机械强度。所以其最大利用小时数应看作是3000小时以下来查经济电流密度。1、按经济电流密度选择导线截面从电工手册上查得初选其截面为。型号为2、按长时允许电流校验由电工手册查得其载流量约为275a，远大于35kv进线的长期负荷电流104.5a。不再进行温度等其他的修正。长时允许电流满足要求。3、按允许电压损失校验一般允许的电压损失占总的5%。对于35kv来说，即损失的电压小于1750v合格。和均由电工手册查得。允许电压损失合格。4、按机械强度校验。对于635kv架空线路在居民区截面不小于即合格。所以机械强度校验合格。（11）35kv母线选择母线采用平放动稳定性好，散热条件较差。本章前面已选好母线为矩型铝母线。下面具体选择其型号。按长时工作电流选择截面 35kv长时负荷电流不大，但其短路电流稳定值和冲击值都挺高，考虑到热稳定性和动稳定性，初选母线的截面应偏大。这里选 lmy。其长时允许电流约为480a，远大于104.5a。不再进行温度等修正。母线动稳定校验母线的中心距，柜宽1818mm, 柜间距18mm。所以母线所受的最大电动力:母线所受的最大弯距：母线计算应力：铝材料允许应力，。动稳定合格。母线热稳定校验母线截面只要大于其最小热稳定截面，即合格。热稳定系数c约为95 ，上一级过流保护动做时间为2.5s。断路器分闸时间0.06s，燃弧时间约为0.02s热稳定合格（12）10kv母线的选择10kv母线一般选用矩型铝母线。电缆的长时允许电流与电缆的敷设方式及根数有关。一般选用油浸纸绝缘高压电缆。10kv一般选铝绞线。在本章前面有提到：是双回路架空线进线的，在计算时，按照双回路分裂运行，每回承担一半负荷来考虑经济电流密度的。按长时工作电流选择截面,初选 lmy，其长时负荷电流632a。由给出的资料知，最热月室内最高气温月平均。进行温度修正： 符合要求。母线动稳定校验母线的中心距，柜宽1000mm, 柜间距18mm。所以母线所受的最大电动力:母线所受的最大弯距：母线计算应力： 铝材料允许应力，。动稳定合格。热稳定系数c约为95 ，考虑最坏情况，过流保护动作才切断其短路电流，过流保护动做时间为1.5s。断路器分闸时间0.07s，燃弧时间约为0.02s 热稳定合格6 继电保护选择带bch1型差动继电器的纵联差动保护装置1、计算变压器各侧归算至同一容量的一次额定电流，选择差动保护用电流互感器变比，确定差动保护各臂中的二次额定电流。计算结果见表6.1。由计算结果知：在35kv侧流过循环电流回路臂内电流为最大，因此将35kv侧电流互感器的二次绕组直接接差动线圈，平衡绕组两侧均接入，并确定35kv侧为基本侧，制动线圈接在10kv，因为该侧流过保护装置的不平衡电流最大。表6.1 变压器差动保护参数计算结果名称各侧数值额定电压（kv）11011额定电流（a）2102100变压器绕联接方式y电流互感器接线方式y计算的变流比364/52100/5选用电流互感器的变化400/52500/5各循环臂的额定电流（a）4.544.202计算最大及最小运行方式的短路电流，并将其归算到基本侧，如图6.1。图6.1 等值图由短路电流计算可知：在最大运行方式35kv的短路电流周期分量：在最大运行方式10kv的短路电流周期分量折算到35kv侧：在最小运行方式下，35kv短路电流周期分量：在最小运行方式下，10kv短路电流周期分量折算到35kv侧：3整定保护装置的一次动作电流1躲过变压器的励磁涌流 （kk取1.3，ibe为变压器35kv侧的额定电流） （6-1） 2躲过外部短路时的最大不平衡电流 （6-2）（ktx为同型系数，取1，kk为可靠系数，取1.3，kfzq为非同期分量系数，取1，fi电流互感器10误差，取0.1，u取0.05，fw取0.05，id max为最大运行方式下变压器10kv侧外部短路折算35kv侧的三相短路电流 周期分量，取3160）。3躲过二次回路断线的最大负荷电流 （kk取1.3，ifh max取35kv侧额定电流） （6-3） 根据以上三个条件计算出了差动保护的动作电流，选用较大者为动作电流计算值，因为上述计算中采用的短路电流是归算到基本侧35kv，所以计算结果为基本侧的动作电流idz jb js，取821.64继电器动作电流计算: 5确定基本侧工作线圈匝数 基本侧差动线圈的计算匝数： 基本侧差动线圈实际整定匝数： 差动继电器的实际动作电流： 相应的保护装置一次动作电流为： 6确定非基本侧（10kv）平衡线圈及实际工作线圈的匝数： 选取接近wph fi js的整数，作为非基本侧平衡线圈整定匝数wph fi jiz，即1匝。7校验相对误差fw： 由此可知，实际误差小于假定值0.05。8确定制动系数和制动线圈匝数kzh制动系数按躲过10kv侧外部短路最大不平衡电流来选择即： 制动线圈的匝数计算：制动线圈实际整定匝数：这时制动系数的实际值为： 9校验保护装置的灵敏度在系统最小运行方式下，当10kv侧发生两相短路时，保护装置的灵敏度最低，在此种情况下，计算工作安匝为：计算制动安匝： 根据bch1型值电器制动特种曲线可求出，当（iw）zh7 安匝时，（iw）d.z.j 37安匝 满足要求。7变电站接地与防雷的设计被保护设备包括露天配电装置及变电所中一些重要的隔离设备和建筑物。所有的被保护物都应该处在避雷针的保护范围之内，使其免遭直击雷。为防止雷直击变电设备及其架构、电工建筑物，其冲击接地电阻不宜超过10欧，为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离sk不宜小于5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离sd应大于3m。35kv、ll0kv配电装置：在架构上装设独立避雷针，将架构支柱主钢筋作引下线接地主变压器装设独立避雷针各电压等级母线桥：装设独立避雷针。主控制楼：屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。在主控制室配电装置的房顶上不宜装设避雷针，主要原因是在这些建筑物上装设避雷针后，防止反击雷有很大困难。因在配电室上装设避雷针，落雷时屋内配电装置会发生反击事故。尤其是有些变电所装用了晶体管保护装置，往往在雷直击时发生误动作。在有爆炸危险的建筑物上，严禁装设避雷针。应避免逆闪络或反击。如果避雷针与被保护设备间的绝缘距离不够，就有可能在受雷击后电位升高，使避雷针对保护设备又发生放电，这种现象叫做避雷针对被保护设备的逆闪络或反击。显而易见，逆闪络仍将高电位加到保护设备上，因此仍然会造成电气设备绝缘的损坏。（1）避雷针设计：根据变电所的平面布置图，采用四根等高避雷针对变电站进行防直击雷保护。根据最小安全距离确定四根避雷针计算能有效全部保护改变电站所需的避雷针高度：门型架构高：7.5m 桥型线路高：4m 主变高：3m 建筑物高：6m设避雷针高度小于30m，则高度影响系数取1 独立避雷针的高度为12小于30，原假设成立。校验：即当选择独立避雷针的高度为12时，能有效全保护该变电所。（2）接地体的设计：避雷针的接地体采用长3m 规格为 的角钢制成独立垂直接地体。土壤电阻率取200，则接地电阻：从安全的角度考虑，接地体电阻应小于10，故采用多根垂直接地体并联来降低接地电阻，则需要的角钢根数为：避雷针的独立接地体为9根角钢并联制成的垂直接地体。（3）接地网的设计：变电所内需要有良好的接地装置以满足工作接地、保护接地和防雷接地的要求，一般做法是根据保护接地和工作接地要求敷设一个统一的接地网，然后再在避雷器与地网的连接点增加接地体以满足防雷接地的要求。接地网通常用的扁钢或直径为20的圆钢水平敷设，埋入地下。深度不宜小于0.6。在水平距离与避雷针相距5的地方敷设地网。敷设地网的面积：接地网的总体接地电阻：变电所接地网的工频接地电阻一般在0.5-5之间。 在该范围内，符合要求。8结论在许昌35kv变电站电气部分设计中，根据给定的负荷表，采用需用系数法进行负荷计算，计算有功负荷为3557kva,总无功负荷为2282kvar，根据设计要求，采用投切电容器对无功进行补偿，将功率因数补偿到0.92，补偿容量为3868kvar。综合考虑变电所的有关因素，结合计算负荷，确定变压器的台数、容量绕组连接方式及中性点接地接地方式。最终确定为2台变压器，且型号为sz9-3150/35的变压器。依据对电源、出线回路数、变压器台数、电压等级、容量、母线结构等，进行经济等方面比较，最终确定为35kv侧采用单母线接线，10kv侧采用单母线分段接线。通过对各短路计算点分别简化电路，分别在高压母线、低压母