毕业设计---变电所电气设计.doc

目 录 第 1 章 原始资料分析 .- 3 - 1.1 设计资料.- 3 - 1.2 设计任务.- 4 - 第 2 章 电气主接线设计- 4 - 2.1 主接线接线方式 - 5 - 2.1.1 单母线接线- 5 - 2.1.2 单母线分段接线- 5 - 2.1.3 单母分段带旁路母线- 5 - 2.1.4 双母线接线- 5 - 2.1.5 双母线分段接线- 6 - 2.1.6 桥型接线- 6 - 2.2 电气主接线的选择.- 6 - 2.2.1 10kv 电气主接线 .- 6 - 2.2.2 35kv 电气主接线 - 8 - 2.2.3 110kv 电气主接线 - 9 - 第 3 章 变压器的选择- 10 - 3.1 负荷计算- 10 - 3.1.1 35kv.- 10 - 3.1.2 10kv.- 10 - 3.1.3 110kv 变电所总负荷.- 10 - 3.2 主变压器型式的选择 .- 11 - 3.2.1 主变台数的选择 .- 11 - 3.2.2 主变压器容量的选择.- 11 - 3.2.3 主变相数的选择.- 11 - 3.2.4 绕组数的选择 .- 11 - 3.2.5 主变调压方式的选择.- 12 - 3.2.6 容量比以及冷却方式的选择.- 12 - 3.2.6 容量比以及冷却方式的选择.- 12 - 3.3 站用变压器选择- 13 - 3.3.1 所用电接线一般原则.- 13 - 3.3.2 所用变容量型式的确定.- 13 - 3.4 所用电接线方式确定 .- 13 - 第 4 章 短路电流计算 .- 15 - 4.1 短路计算的目的 .- 15 - 4.2 短路计算过程 .- 15 - 第 5 章 所用电的设计27 5.1 所用电接线一般原则 .27 - 2 - 5.2 所用变容量型式的确定 .27 5.3 所用电接线方式确定 .27 5.4 高压断路器的选择28 5.5 隔离开关的选择 .33 5.6 电流互感器选择 .36 5.7 电压互感器选择计算 .42 5.7.1 电压互感器选择技术条件1.42 5.7.2 电压互感器选择.43 5.8 各级电压母线的选择 .44 5.8.1 裸导体选择的具体技术条件 .44 5.8.2 母线的选择计算.45 第 6 章 继电保护配置46 6.1 变电所母线保护配置 .47 6.2 变电所主变保护的配置 .47 6.2.1 主变压器的主保护.47 6.2.2 主变压器的后备保护.47 致 谢.49 主要参考文献：.50 - 3 - 第第 1 章章 原始资料分析原始资料分析 1.11.1 设计资料设计资料 1、新建的城南变电所各电压及负荷数据，回路数，同时率见下表 2、城南变电所每年负荷增长率为 10%，需考虑五年发展规划，变电所总负荷： 5 1035110 %)101)(ssks 3、新建的城南变电所，受电方向只有一个： 110kv 盐城东郊变受电距离 20km 4、电力系统中，各厂，所，输电线路等主设备技术参数： 表 1 发电机主要技术参数 - 4 - 表 2 主变压器主要技术参数 5、其他资料 （1）所址：地形地势平坦，土址电阻率为所址高于百年一遇最高洪水位。,/105 . 1 4 cm （2）交通：紧靠国家二级公路，进所公路位 0.4km。 （3）水源：供水方便，水源充足。 （4）气象资料：本厂地区最高温度为 38 度，最热月平均最高气温为 28 度，最热月地下 0.8m 处平均温度为 22 度，年主导风力为东风，年雷暴雨日数为 20 天。 1.21.2 设计任务设计任务 1、接入系统设计：确定接入系统输电回路数及导线截面 2、地区供电系统设计：根据的确负荷性质及供电距离，确定供电路数及导线截面 3、通过技术、经济 - 5 - 第第 2 章章 电气主接线设计电气主接线设计 电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分，也是电力构成的重要环节。 电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出某种与 变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。 2.12.1 主接线接线方式主接线接线方式 2.1.12.1.1 单母线接线单母线接线 优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个 配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电， 在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。 适用范围：6-10kv 配电装置的出线回路数不超过 5 回；35-63kv 配电装置出线回路数 不超过 3 回；110-220kv 配电装置的出线回路数不超过 2 回。 2.1.22.1.2 单母线分段接线单母线分段接线 优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源 供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和 不致使重要用户停电。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内 停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：6-10kv 配电装置出线回路数为 6 回及以上时；35kv 配电装置出线回路数 为 4-8 回时；110-220kv 配电装置出线回路数为 3-4 回时。 2.1.32.1.3 单母分段带旁路母线单母分段带旁路母线 这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为 35-110kv 的变电所较为 实用，具有足够的可靠性和灵活性。 - 6 - 2.1.42.1.4 双母线接线双母线接线 优点： 1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢 复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。 2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系 统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷 均匀分配，不会引起原有回路的停电。 4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线 上。 缺点： 1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。 2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开 关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。 适用范围：6-10kv 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35kv 配电装 置，当出线回路数超过 8 回时，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220kv 配电装置， 出线回路数为 5 回及以上时，或 110-220kv 配电装置在系统中占重要地位，出线回路数为 4 回及以上时。 2.1.52.1.5 双母线分段接线双母线分段接线 双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同 的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式是常用传统技术 的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，而较容易实现分阶段 的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要停运线路。占地面积较大。 一般当连接的进出线回路数在 11 回及以下时，母线不分段。 2.1.62.1.6 桥型接线桥型接线 1、内桥形接线 优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运； 桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。 - 7 - 适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故 障率较高的情况。 2、外桥形接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高 压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。 适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短， 故障率较少的情况。 2.22.2 电气主接线的选择电气主接线的选择 2.2.12.2.1 110kv110kv 电气主接线电气主接线 根据资料显示，由于 110kv 没有出线只有 2 回进线，可以初步选择以下两种方案： （1）桥行接线,根据资料分析此处应选择内桥接线，内桥接线： （2）单母接线： - 8 - 110kv 主接线方案比较 经比较两个方案都具有接线简单这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案但是其 具有良好的经济性。因此选择投资小的方案。 2.2.22.2.2 35kv35kv 电气主接线电气主接线 根据资料显示,由于 35kv 的出线为 8 回，一类负荷较多，可以初步选择以 下两种方案： （1）单母分段带旁母接线且分段断路器兼作旁路断路器，电压等级为 35kv60kv，出线 为 48 回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。 （2）双母接线 方案内桥接线方案单母分段 技术 接线清晰简单 调度灵活，可靠性不高 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 经济占地少 使用的断路器少 设备少、投资小 - 9 - 35kv 主接线方案比较 方案项目 方案单母分段方案双母接线 技术 简单清晰、操作方便、易于发展 可靠性、灵活性差 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，扩建时需向两个方向均衡扩建 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作 经济 设备少、投资小 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 虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不 高，可选用投资小的方案。 2.2.32.2.3 10kv10kv 电气主接线电气主接线 10kv 侧没有进线,出线有 8 回。且有 i 类负荷,可以初步选择有三个方案。 （1）单母分段带旁路接线,(分段器兼作旁路断路器),610kv 配电装置出线数目为 6 回及以 上时,且有 i 类负荷可采用。 （2）双母线接线:一般用于引出线和电源较多,输送功率较大,要求可靠性和灵活性较高的场 合。 - 10 - （3）单母分段接线：接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。 三个方案的比较 单母分段带旁路接线双母线接线单母分段接线 技术1.简单清晰,操作方便,易于发 展. 2.可靠性,灵活性差 3.旁路断路器还可以代替出 线断路器,进行不停电维修 出线断路器,保护重要用户 供电. 1 供电可靠. 2.扩建方便 3.调度灵活 4.易误操作 简单清晰，操作方便， 易于发展 可靠性，灵活性差 设备少，投资小 占地多 使用断路器多 经济1.设备少,投资少 2.用母线分断路器兼作旁路 断路器节省投资 1.设备多,配电装置复 杂 2.投资和占地面积大 由表格可知，综合考虑,采用方案三。 - 11 - 第第 3 3 章章 变压器的选择变压器的选择 变压器是变电所中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输， 电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到距离送电的目的。 而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。 3.13.1 负荷计算负荷计算 3.1.13.1.1 35kv35kv 侧侧 mvas22.8487 . 0 87.96 35 3.1.23.1.2 10kv10kv mvas79.1188 . 0 4 . 13 10 3.1.33.1.3 110kv110kv 变电所总负荷变电所总负荷 mvasss 6 . 154%)101 ()( 5 3510110 - 12 - 3.23.2 主变压器型式的选择主变压器型式的选择 3.2.13.2.1 主变台数的选择主变台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的变电站是一个 110kv 降压变电所，主要是接受 110kv 和 35kv 的功率，通过主变向 35kv 和 10kv 线路输送，是一个一般的地区变电站。 由于出线中有多回类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确 保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的 供电，变电站中一般装设两台主变压器，互为备用，可以避免因主变检修或故 障而造成对用户的停电。故可选择两台主变压器。 3.2.23.2.2 主变压器容量的选择主变压器容量的选择 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%。=154.6mva 由于上述条件所限制。所以，两台主变压器应各自承 n s 担 77.3mva。当一台停运时，另一台则承担 70%为 108.22mva。 故选两台 125mva 的主变压器就可满足负荷需求。 3.2.33.2.3 主变相数的选择主变相数的选择 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件，可靠性要求及 运输条件等因素，特别是大型变压器尤其需要考虑其运输可能性保证运输尺寸 不超过遂洞、涵洞、桥洞的允许通过限额，运输重量不超过桥梁、车辆、船舶 等运输工具的允许承载能力，当不受运输条件限制时，在 330kv 及以下的变电 所均应选用三相变压器。本次设计的变电站是一个 110kv 变电站，紧靠国家二 级公路，进所公路位 0.4km，交通便利，不受运输条件限制，故可选择三相变 压器。 3.2.43.2.4 绕组数的选择绕组数的选择 在具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容 量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器采用 三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比相对应的 两台双绕组变压器的都较少。本次所设计的变电所具有三种电等级，中、低压侧负荷容量 均为主变压器容量的 15%以上，考虑到运行维护和操作的工作量，及占地面积等因素，因 - 13 - 此选择三绕组变压器。 普通三绕组变压器价格在自耦变压器和分裂变压器之间，安装以及调试灵活，满足各 种继电保护的要求，又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样 它能满足各个系统中的电压波动，它的供电可靠性也高。 综上分析，本次设计的变电所选择普通三绕组变压器。 3.2.53.2.5 主变调压方式的选择主变调压方式的选择 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变 比来实现的。切换方式有两种：不带电切换称为无激磁调压，调整范围通常在 5%以内。另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达 30%。 设置有载调压的原则如下： (1) 对于 220kv 及以上的降压变压器，仅在电网电压可能有较大变化的情况下， 采用有载调压方式，一般不宜采用。当电力系统运行确有需要时，在降压变 电所亦可装设单独的调压变压器或串联变压器。 (2) 对于 110kv 及以下的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压 方式。 (3) 接于出力变化大的发电厂的主变压器，或接于时而为送端、时而为受端母线 上的发电厂联络变压器，一般采用有载调压方式。 所以本次设计的变电站选择有载调压方式。 3.2.63.2.6 容量比以及冷却方式的选择容量比以及冷却方式的选择 根据原始资料计算可知，35kv 和 10kv 侧负荷容量都比较大，所以容量比选择为 100/100/100。 主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、 强迫导向油循环冷却,小容量变压器一般采用自然风冷却,大容量变压器一般采用强迫油循 环风冷却。 在水源充足，为了压缩占地面积的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却 方式的。强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸，其缺点是 这样的冷却方式要有一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量 大。 本次设计的变电所位于郊区，对占地要求不是十分严格，所以应采用强迫 油循环风冷却方式。 综上所述，故选择主变型号为 sfsl125000/110 变压器，其参数如表 3.1 - 14 - 第第 4 章章 短路电流计算短路电流计算 在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常 运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路， 因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。 4.14.1 短路计算的目的短路计算的目的 1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短 路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作， 同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距 离。 4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 基准电压（kv）短路电流（ka）冲击电流（ka） d11151.0322.63 d2372.526.4 d310.52.526.4 16 第第 5 章章 所用电的设计所用电的设计 变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行 可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决因建设引起的 问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技 术先进，保证变电所安全，经济的运行。 5.15.1 所用电接线一般原则所用电接线一般原则 1)满足正常运行时的安全,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求。 2)尽量缩小所用电系统的故障影响范围,并尽量避免引起全所停电事故。 3)充分考虑变电所正常,事故,检修,起动等运行下的供电要求,切换操作简便。 5.25.2 所用变容量型式的确定所用变容量型式的确定 站用变压器的容量应满足经常的负荷需要，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台 所变压器停运时，其另一台变压器容量就能保证全部负荷的 6070%。由于=60kva 且s站 由于上述条件所限制。所以，两台所变压器应各自承担 30kva。当一台停运时，另一台则 承担 70%为 42kva。 故选两台 50kva 的主变压器就可满足负荷需求。考虑到目前我国配电变压器生产厂家 的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。 s9-50/10 变压器参数表 电压组合 型号 高压 高压分接 范围 低压 连接组 标号 空载 损耗 负载 损耗 空载 电流 阻抗电 压 s9-50/10105%10;6.3;60.4y,yn00.170.872.84 17 5.35.3 所用电接线方式确定所用电接线方式确定 所用电的接线方式，在主接线设计中，选用为单母分段接线选两台所用变压器互为备 用，每台变压器容量及型号相同，并且分别接在不同的母线上,如图 4.1。 1 t2 t qfd kv10 v220/380 qfd 站用主接线站用主接线 18 第第 6 章章 设备选择设备选择 导线和设备的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择 设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进 行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 6.1 设备选择的一般原则和基本要求：设备选择的一般原则和基本要求： 1、基本要求 （1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑 远景发展的需要； （2）应按当地环境条件校核； （3）应力求技术先进和经济合理； （4）选择导体时应尽量减少品种； （5）扩建工程应尽量使新老设备的型号一致； （6）选用的新品，均应具有可靠的试验暑假，并经正式鉴定合格。 2、按正常工作添加选择导体和电气设备 （1）电压： 所选电气和电缆允许最高工作电压不得低于回路所接电网的最高 n u 运行电压即 （6-1） ns u nns uu 一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在 220kv 及以下 时为 1.15，而实际电网运行的一般不超过 1.1。 n u ns u n u 19 （2）电流 导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，导体和电器 0 q 的长期允许电流应不小于该回路的最大持续工作电流。 e i maxg i 即 （6-2） eg ii max 由于电压起在电压降低 5%时，出力保持不变，故企相应回路的 。 eg ii05 . 1 max （6-3） n n g u s i 3 05 . 1 max 3、按短路情况校验 设备在选定后应按最大可能通过的短路电力进行动、热稳定校验， 一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验 算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保 护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 （1） 、热稳定校验式为： （6-4） k qti 2 上式中：-短路电流的热效应（） k oska2 -t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（） t iska2 -设备允许通过的热稳定电流时间（s）t （2） 、动稳定校验式为：或 （6-5） shes ii shes ii 上式中：、-短路冲击电流幅值及其有效值 es i es i 、-厂家给出的动稳定电流的幅值及其有效值 sh i sh i 20 6.2 高压断路器的选择高压断路器的选择 高压断路器在高压回路中骑着控制和保护的作用，是高压电路中最 重要的电气设备。 6.2.1 断路器选择的具体技术条件断路器选择的具体技术条件 （1） 电压选择同式（6-1） （2） 电流选择同式（6-2） 由于高压断路器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满 足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，及取最大持续工 作电流。 maxg i （1）开断电流选择 高压断路器的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流 nbr i 周期分量，即 （6-6） pt i nbrpt ii 当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算可用进 nbr iiinbr 行选择，i为短路电流值。 （2）短路关合电流的选择 为了保证断路器在关合电流时的安全，断路器的额定关合电流不 nd i 应小于短路电流最大冲击电流值，即 （6-7） sh i shnd ii （3）热稳定校验式同（6-4） （4）动稳定校验式同（6-5） 21 6.2.2 断路器选择及校验断路器选择及校验 （1）110kv 断路器选择及校验（详见计算书） 110kv 断路器计算结果表 （2）35kv 断路器选择及校验（详见计算书）sa 35kv 断路器计算结果表 22 （3）10kv 断路器选择及校验（详见计算书） 10kv 断路器计算结果表 6.3 隔离开关的选择隔离开关的选择 隔离开关是高压开关设备的一种，它只要是用来隔离电源，进行倒 闸操作的，还可以拉、合小电流电路。 23 6.3.1 隔离开关的具体技术条件隔离开关的具体技术条件 （1） 电压选择同式（6-1） （2） 电流选择同式（6-2） 由于高压隔离开关没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应 满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求，及取最大持续 工作电流。 max i （3）热稳定校验式同（6-4） （4）动稳定校验式同（6-5） 6.3.2 隔离开关选择计算及校验隔离开关选择计算及校验 （1）110kv 隔离开关选择及校验（详见计算书） 110kv 隔离开关计算结果表 （2）35kv 隔离开关选择及校验（详见计算书） 35kv 隔离开关计算结果表 24 （3）10kv 隔离开关选择及校验（详见计算书） 10kv 隔离开关计算结果表 6.4 电流互感器选择电流互感器选择 互感器报考电压互感器和电流互感器，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、继电器的电压线圈和电流线圈供 电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 6.4.1 电流互感器的选择技术条件电流互感器的选择技术条件 （1）电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电 流在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互 感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。 （2）电流互感器 10%误差曲线： 是对保护级电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测 25 量级电流互感器的要求是在长长工作范围内有较高的准确级，而当 其通过故障电流时则希望早已饱和，一边保护仪表不受短路电流的 损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求 不高，在可能出线短路电流范围内误差限制不超过 10%，电流互感 器的 10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过 10%的条件下， 一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗关系曲线。 f z2 （1）额定容量 为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷应不大于该准确级 2 s 所规定的额定容量 2e s 22 sse cdjyf uuuuz 2 式中：-测量仪表电流线圈电阻 y u -继电器电阻 j u -连接导线电阻 d u -接触电阻一般取 0.1uc （2）按一次回路额定电压和电流选择 （3）电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比 回路正常工作电流大 1/3 左右以保证测量仪表的最佳工作电 流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足：， ewe uu ， 为了确保所用仪表的准确度，互感器的一次工 maxge ii 作电流应尽量接近额定电流。 26 （4）种类和形式的选择 选择电流互感器种类和形式时，应满足继电保护、自动装置和测 量仪表的要求，再根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿 墙、支持式、装入式等）来选择。 （5）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的倍数 1e i 来表示，即 （） r k)( 2 1ker qtdziik或 (7)动稳定校验 电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（）的倍数 1 2 e i rd k 动稳定电流倍数，表示其内部动稳定能力，故内部稳定可用下式 校验： esde iki 1 2 6.4.2 电流互感器选择及校验电流互感器选择及校验 （1）110kv 电流互感器选择及校验（详见计算书） 27 （2）35kv 电流互感器选择及校验 （3）10kv 电流互感器选择及校验 6.56.5 电压互感器选择计算电压互感器选择计算 6.5.16.5.1 电压互感器选择技术条件电压互感器选择技术条件1 1 1、电压互感器的准确级和容量 电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷 功率因数为额定值时，电压误差最大值，由于电压互感器本身有励磁电流和内 阻抗，导致测量结果的大小和相位有误差，而电压互感器的误差与负荷有关， 所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量，通常额定容量是指对 应于最高准确级的容量。 2、按一次回路电压选择 为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组 所接电网电压应在（1.1-0.9）ue范围内变动，即应满足： 28 (6.13) e11e1 1.10.9uuu 3、按二次回路电压选择 电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求，电 压互感器二次侧额定电压可按下表选择,如表 6.20 表表 6.206.20 电压互感器型号选择表电压互感器型号选择表 接 线 型 式 电网电压 （kv） 型 式 二次绕组电压 （v） 接成开口三角形 辅助绕组电压 iv 一台 pt 不完全 接线方式 3-35 单相式 100 无此绕组 110j-500j 单相式 100/ 3 100 3-60 单相式 100/ 3 100/3 yo/ yo/ yo 3-15 三相五 柱式 100 100/3（相） 4、电压互感器及型式的选择 电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在 635kv 屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110220kv 配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。220kv 及以上配电装置，当容 量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。 5、按容量的选择 互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级） ，se2应不小于互感器的 二次负荷 s2，即：se2s2 (6.14) s2= (6.15) (po)2 + (qo)2 po、qo仪表的有功功率和无功功率 6.5.26.5.2 电压互感器选择电压互感器选择 1、110kv 侧电压互感器 110kv 电压互感器参数表 额定电压（v） 二次绕组额定输 出（va） 电 容 量 型号 一次绕组 二次绕 组 剩余电 压绕组 0.5 级1 级 高压 电容 中压 电容 载 波耦 合电 容 ydr-110110000/3100/3100150va300va12.55010 29 2、35kv 侧电压互感器 35kv 电压互感器参数表 额定电压（v） 二次绕组额定输 出（va） 最大容 量 型号 一次绕 组 二次绕 组 剩余电 压绕组 0.2 级 jdx-35 35000/ 3 100/3100/3 100va 2000mva 3、 10kv 侧电压互感器 10kv 电压互感器参数表 额定电压(v) 型号 一次绕组二次绕组剩余电压绕组 最大容量 jdj-1010000/3100/3640mva 6.66.6 各级电压母线的选择各级电压母线的选择 6.6.16.6.1 裸导体选择的具体技术条件裸导体选择的具体技术条件 1）型式：载流导体一般采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别 狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难时，以及对 铝有较严重的腐蚀场所，可选用铜质材料的硬导体。 回路正常工作电流在 40008000a 时，一般选用槽型导体。110kv 及以上 高压配电装置，一般采用软导线。 2）按长期发热允许电流选择导线截面 s (6.16) maxal ik i 式中：相应于某一母线布置方式和环境温度为+25时的导体长期允 al i 许载流量； 温度修正系数；k 为导体在回路的长期持续工作电流 max i 3）电晕电压效验 电晕放电引起电能损耗和无线电子干扰，对于 110kv 及以上的各种规格导 30 体，应按晴天不出现电晕的条件效验，使导体的临界电晕电压大于最高工作电 压。 (6.17) crmax uu 式中，为临界电晕线电压有效值。 cr u 4）热稳定校验： 裸导体热稳定校验公式为：（mm） (6.18) min kf q k ss c 式中： 根据热稳定决定的导体最小允许载截面（mm） min s 热稳定系数c 短路电流的热效应（ka2s） （ka） k q 集肤效应系数 f k 第第 7 7 章章 继电保护配置继电保护配置 继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护 结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、 运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。 7.17.1 变电所母线保护配置变电所母线保护配置 1、110kv、35kv 线路保护部分： 1)距离保护 2)零序过电流保护 3)自动重合闸 31 4)过电压保护 2、10kv 线路保护： 1)10kv 线路保护：采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三 相一次重合闸。 2)10kv 电容器保护：采用微机保护装置，实现电流过流保护、过压、低压 保护。 3)10kv 母线装设小电流接地选线装置 7.2 变电所主变保护的配置 电力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严重的影响，而本次所设计的变电所是 110kv 降压变电 所，如果不保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，影响变电所供电可靠 性。 7.2.17.2.1 主变压器的主保护主变压器的主保护 1、瓦斯保护 对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，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路器。 2、差动保护 对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动 作，跳开各侧电源断路器。 7.2.27.2.2 主变压器的后备保护主变压器的后备保护 1、过流保护 为了反应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，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。 2、过负荷保护 变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相 式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过 负荷保护均经同一个时间继电器。 3、变压器的零序过流保护 对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主 保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压 器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用 于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。 32 计计 33 算算 书书 34 4.24.2 短路计算过程（见计算书）短路计算过程（见计算书） 设基准容量 mvas100 j 基准电压 kvu105/37/115 j 056 . 0 8 . 0 200 100 141 . 0 1 x 122 . 0 85 . 0 100 100 143. 0 2 x 122 . 0 85 . 0 100 100 143 . 0 3 x 044 . 0 604 100 100 5 . 10 4 x 0875 . 0 602 100 100 5 . 10 5 x 0875 . 0 602 100 100 5 . 10 6 x 019 . 0 1202 100 7 . 10 5 . 103 . 9 200 1 7 x 35 02 . 0 1202 100 5 . 10 7 . 103 . 9 200 1 8 x 0248 . 0 1202 100 3 . 9 7 . 10 5 . 10 200 1 9 x 179 . 0 60 100 5 . 6 5 . 10 5 . 17 200 1 10 x 113 . 0 60 100 5 . 105 . 6 5 . 17 200 1 11 x 0 5 . 175 . 65 .10 200 1 12 x 179 . 0 60 100 5 . 6 5 . 10 5 . 17 200 1 13 x 113 . 0 60 100 5 . 105 . 6 5 . 17 200 1 14 x 0 60 100 5 . 175 . 6 5 . 10 200 1 15 x 015 . 0 2115 100 104 . 0 2 16 x 242 . 0 115 100 804 . 0 2 17 x 136 . 0 115 100 4 . 045 2 18 x 06 . 0 2231 100 8024 . 0 2 19 x 0075 . 0 1152 100 54 . 0 2 20 x 0907 . 0 1152 100 604 . 0 2 21 x 0175 . 0 1152 100 104 . 0 2 22 x 36 3 . 31 0907 . 0 1 675 . 0 1 099 . 0 1 115 . 0 1 y 326 . 0 3 . 310907 . 0 115 . 0 353036 y xxx 281 . 0 3 . 310907 . 0 099 . 0 353137 y xxx 916 . 1 3 . 310907 . 0 675 . 0 353238 y xxx 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 . 0 1 1 y 28 . 7 34.154745 . 0 134 y x 37 . 2 1343640 yxxx 37 05 . 2 1343741 yxxx 94.13 1343842 yxxx 89 . 0 1343943 yxxx 1、由系统提供短路电流 42 . 0 100 100 37 . 2 1 j* s x kai21 . 0 1153 100 42 . 0 2 由淮阴电厂提供短路电流 125 . 5 100 8 . 0 200 05 . 2 j* s x kai24 . 0 1153 8 . 0 200 125 . 5 1 3、由新海电厂提供短路电流 73.16 100 602 94.13 j* s x 38 kai036 . 0 1153 602 73.16 1 4、由盐城电厂提供短路电流 45 . 3 068. 1 100 602 89 . 0 j* s x 940 . 0 e0* x893 . 0 e01* x870 . 0 2 . 0* e x011 . 1 e4* x 546 . 0 1153 260 940 . 0 i 536 . 0 1153 260 893 . 0 1 . 0z i 522 . 0 1153 260 870 . 0 2 . 0z i 6066 . 0 1153 260 011 . 1 4z i 短路点得叠加数据为 032 . 1 i 536 . 0 1 . 0z i 6066 . 0 2 . 0z i 444 . 0 4z i 63 . 2 032 . 1 8 . 12i ch 短路点 d2 39 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 . 0 1 1 y 79 . 2 1393644 yxxx 41 . 2 1393745 yxxx 42.16 1393846 yxxx 05 . 1 1393947 yxxx 40 1、由系统提供短路电流 58 . 3 100 100 79 . 2 1 j* s x kai80 . 1 1153 100 58 . 3 2 由淮阴电厂提供短路电流 025 . 6 100 8 . 0 200 87 . 1 j* s x kai21 . 0 1153 8 . 0 200 025 . 6 1 3、由新海电厂提供短路电流 41 7 . 19 100 602 42.16 j* s x kai031 . 0 1153 602 7 . 19 1 4、由盐城电厂提供短路电流 26 . 1 100 602 05 . 1 j* s x 793 . 0 e0* x756 . 0 e01* x740 . 0 2 . 0* e x836 . 0 e4* x 48 . 0 1153 260 793 . 0 i 45 . 0 1153 260 756 . 0 1 . 0z i 44 . 0 1153 260 740 . 0 2 . 0z i 50 . 0 1153 260 836 . 0 4z i 短路点得叠加数据为 52 . 2 i 45. 0 1 . 0z i 44 . 0 2 . 0z i 5 . 0 4z i 4 . 652 . 2 8 . 12i ch 42 短路点 d3 34.15 122 . 0 1 916 . 1 1 281 . 0 1 326 . 0 1 1 y 17 . 2 66 . 6 326 . 0 1503651 y xxx 87 . 1 66 . 6 281 . 0 1503752 y xxx 76.1266 . 6 916 . 1 1503853 y xxx 4 . 166 . 5 2095 . 0 1503954 y xxx 43 1、由系统提供短路电流 46 . 0 100 100 17 . 2 1 j* s x kai23 . 0 1153 100 46 . 0 2 由淮阴电厂提供短路电流 675 . 4 100 8 . 0 200 87 . 1 j* s x kai27 . 0 1153 8 . 0 200 675 . 4 1 3、由新海电厂提供短路电流 3 . 15 100 602 76.12 j* s x 44 kai039 . 0 1153 602 3 . 15 1 4、由盐城电厂提供短路电流 68 . 1 100 602 4 . 1 j* s x 604 . 0 e0* x579 . 0 e01* x57 . 0 2 . 0* e x621 . 0 e4* x 36 . 0 1153 260 604 . 0 i 35 . 0 1153 260 579 . 0 1 . 0z i 34 . 0 1153 260 57 . 0 2 . 0z i 37 . 0 1153 260 621 . 0 4z i 短路点得叠加数据为 899 . 0 36 . 0 039 . 0 27 . 0 23 . 0 i 35. 0 1 . 0z i 34 . 0 2 . 0z i 37. 0 4z i 3 . 2899 . 0 8 . 12i ch 45 6.2 高压断路器的选择高压断路器的选择 1、110kv 断路器选择 1）额定电压选择： =