毕业设计（论文）-某地区110kv35kv10kv降压变电所的设计.doc

贺州学院本科生毕业论文（设计） i 某地区某地区 110kv35kv10kv110kv35kv10kv 降压变电所的设计降压变电所的设计 摘摘 要要 随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳 固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的 合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、 扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电 压等级：高压侧电压为 110kv,有一回线路；中压侧电压为 35kv,有四回出线；四回 出线都是双回路供电。低压侧电压为 10kv,有八回出线,其中有六回是双回路供电。 同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择一台 sfszl-31500/110 主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，电 压互感器，无功补偿装置和等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运 行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活 性。使其更加贴合实际，更具现实意义。 关鍵词：变电站；主接线； 变压器 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 ii abstract with the development of the industry times, people bring up higher requests to the electric power supply, especially to the stability、reliability and endurance .but the stability 、reliability and endurance of the electrical network often rely on the transformer substations rationality and disposition. one typical transformer substation requests the equipments in it work reliably, operate nimbly, being carried on reasonably and easy to be expended .refer to these several reasons, in this article we devise a transformer substation for abasing voltage, which has three voltage rates: the high voltage rate is 110kv,which has one routes; the middle voltage rate is 35kv, which has four routes and four of them have double routes; the low voltage rate is 10kv, which has eight routes and six of them have double routes. in the same time ,we select the main equipments for the transformer substation .this article select one main transformer (sfszl-31500/110) and other equipments, for example : transformer used for substation ,breaker , isolator ,current transformer, voltage transformer, high voltage fuse , idle work compensator ,the protecting equipments and so on are also selected ,devised and disposed according to the actual fact. whats more, we try our best to mange to make the substation work reliably, operate nimbly, be carried on reasonably and easy to be expended. so that it can close the fact more. key words：transformer substation ；main connection；transformer 贺州学院本科生毕业论文（设计） 目目 录录 摘 要.i abstract.ii 1 概 述 1 1.1 总的部分.1 1.2 设计内容：.1 1.3 设计基础资料.1 2 变压器的选择 2 2.1 主变压器的选择2 2.2 站用变压器的选择4 3 电气主接线的设计 5 3.1 110kv 电气主接线.6 3.2 35kv 电气主接线 7 3.3 10kv电气主接线 .8 3.5 站用电接线.9 4 短路电流计算书 12 4.1 计算各回路电抗12 4.2 计算各点短路点的最大短路电流13 4.2.1 110kv 侧短路电流的计算 13 4.2.2 35kv 侧短路电流的计算 .14 4.2.3 10kv 侧短路电流的计算 .15 5 配电装置及主要电气设备的配置与选择 16 5.1 高压配电装置的配置.16 5.1.1 高压配电装置的设计原则与要求 .16 5.1.2 高压配电装置的配置 .16 5.2 高压断路器的选择.17 5.2.1 高压断路器的配置与选择 .17 5.2.2 110kv 侧断路器的选择 17 5.2.3 35kv 侧断路器的选择 19 5.2.4 10kv 侧断路器的选择 20 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 ii 5.3 隔离开关的选择.21 5.3.1 隔离开关的配置与选择 .21 5.3.2 110kv 侧隔离开关的选择 .21 5.3.3 35kv 侧隔离开关的选择 22 5.3.4 10kv 侧隔离开关的选择 22 5.4 导线的选择.22 5.4.1 110kv 母线的选择与校验 23 5.4.2 35kv 侧母线的选择与校验 23 5.4.3 10kv 侧母线的选择与校验 23 5.5 互感器的选择.24 5.5.1 电压互感器的选择 .24 5.5.2 电流互感器的选择 .24 5.6 避雷器的选择.25 5.7 接地刀闸的配置.26 5.8 10kv配电装置 .26 6 其他配电装置 26 6.1 无功补偿装置.26 6.2 各级电压中性点接地方式.26 6.3 过电压保护及接地.27 参 考 文 献 28 附 录 一 29 1.站用电原理接线图29 2.电气主接线图30 3. 电气装置断面图.31 致 谢 37 贺州学院本科生毕业论文（设计） 1 1 1 概概 述述 1.1 1 总的部分总的部分 110kv 降压变电站的设计是按系统规划并带有扩建功能，为满足地方负荷的需要 而建设的终端变电站，110kv 侧采用常规电气设备户外高型布置，35kv 采用户内布 置架空和电缆混合出线，10kv 采用户内布置全部电缆出线，主变压器本期 140mva，终期 240mva 三相三绕组有载调压变压器，每台变压器配置二组 3.0mvar 的 10kv 电容器。其各则电压等级出线形式为： 110kv 出线：本期 1 回，终期 2 回，采用 lgjq-300 的钢绞铝线架空出线； 35kv 出线：本期 4 回，终期 8 回，采用 lgj500 的刚绞铝线架空和电缆混合出 线； 10kv 出线：本期 8 回，终期 16 回，采用 h63b10 单条矩形硬母线出线。 1.21.2 设计内容：设计内容： 本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计。 （1）主变压器选择：根据负荷的大小、类型，选择主变压器的容量、台数、型式、 电压等级、调压方式等。 （2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性。 （3）短路电流计算：不同运行方式（大、小、主） 、短路点与短路类型。 （4）主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、 电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器 （5）绘制电气主接线图。 1.31.3 设计基础资料设计基础资料 1、本变电所是按系统规划，为满足地方负荷需要而建设的 110kv 降压中间变电站， 电压等级为 110kv/35kv/10kv。 2、所址地理和气象条件 本变电站的电压等级为 110/35/10。变电站由两个系统供电建于城郊，距城区约 7.5km，该地区自然条件为年最高气温 40，年最低气温 3，最热月平均最高气温 35，最冷月平均最低气温 2，地震动峰值加速度 0.10g，设计风速 30m/s。当地 海拔高度 600m，雷暴日 12 日/年，出线方向 110kv 向北，35kv 向西，10kv 向东。其 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 2 设计的地理模式位置如下： 单 单 单 单 单 110kv 35kv单 单 单 35kv 单 单 单 20km 80km 110kv单 单 单 单 单 单 单 图 1-1 110kv 变电站设计的位置图 3、负荷概况 本变电所近期有 8 回 10kv 出线，其中一类负荷 1 回；远期共有 16 回 10kv 出线， 其中二类负荷 2 回，每回负荷约 1600kw ，cos=0.95,tmax=4500h。35kv 侧近期有 4 回出线，其中一类负荷 1 回；远期 8 回出线，其中二类负荷 2 回，每回负荷 4500kva， ，cos=0.85,tmax=4500h。 4、供电范围 110kv 线路最长为 100km，最短 50km；35kv 线路最长为 60km，最短 20km；10kv 低压馈线最长为 30km，最短为 10km 5、系统情况 系统至本变电所 110kv 母线的标么电抗（sd=100mva）为：最大运行方式时 0.25；最小运行方式时 0.35；主运行方式时 0.3；每台变压器配置 10kv 电容器 2 组 容量为 23.0mvar. 110kv 短路电流 31.5ka，35kv 短路电流 25ka,10kv 短路电流 25ka，110kv 采用软母线半高型布置，35kv 采用户内单列布置，10kv 采用户内双列 布置。 2 2 变压器的选择变压器的选择 2.1 主变压器的选择主变压器的选择 变压器是变电所中关键的设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的 合理输送、分配和使用。设计的变电所中，35kv 侧负荷每回容量 4500kva,cos=0.85；10kv 侧负荷每回容量 1600kw，cos=0.95。本期系统负荷总 量和类型统计如下： 贺州学院本科生毕业论文（设计） 3 35kv 侧的总负荷： 35 s4500 4/0.85kva21176kva 10kv 侧的总负荷： 10 s1600 8/0.95kva13473.68kva 近期的总负荷： s 3510 s s s34649.68kva 其中一类负荷： 1 s4500/0.85kva1600/0.956978kva 其中二类负荷为： 2 s4500/0.85 2kva1600/0.95 2 kva 13956kva 远期的总负荷： s =24000+4500/0.853+1600/0.954=53900kva 其中一类负荷： 1 s6978kva 其中二类负荷： 2 s13956kva 一二类总负荷： 1 2 s139566978 kva 20934kva 35kv 侧的总负荷： 35 s4500 /0.85kva37059kva 10kv 侧的总负荷： 10 s1600 10/0.95kva16842kva 所以应选用型式为三相三绕组自冷有载调压变压器，容量为 31.5mva；额定电压 为 11081.25%/38.522.5%/10.5kv，阻抗电压：， k1 2 u%10.5 ,;接线组别： ynyn0d11;容量比：100/100/100 k1 3 u%1718 k2 3 u%6.5 35kv 侧负荷较大，故将零阻抗置于该侧。主变压器中性点应该留有经消弧线圈 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 4 接地。第一期工程的主变压器的负荷率为 78.2%。因负荷中含大量一二类负荷，对 供电可靠性要求高，必须保证变压器检修时一二类供电不间断，故采用两台变压器， 以使一台检修时单台短时超负荷运行容量大于一二类总负荷;单台运行容量大于 0.64 倍总负荷。考虑到远期规化，利用率暂时不必太高，以保证对一二类负荷供电 的可靠性。 远期采用三台同型号变压器运行，其中两台工作使用，一台作为检修时备用。 第二期工程的主变压器的负荷率为 69.5%，在可能的情况下还可以日后继续增加负荷。 若一台变压器停运检修，另两台要完全承担负荷，能同时负担一二类负荷，其负荷 率为 52.3%，在负荷小的季节还能够停止一台变压器的运行。远期主变压器的负荷率 为 89.8%，在可能的情况下还可以日后继续增加负荷。若发生故障两台停运，能保证 对一类负荷供电。 2.2 站用变压器的选择站用变压器的选择 1. 站用变台数的确定 对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变 电站具有两台主变压器和两段 10kv 母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装 设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。 2. 站用变容量的确定 站用变压器 容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有 10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式， 正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台 变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。 s96.075/ 1 10% 106kva 站 3. 站用变形式的选择 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。因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止 无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性， 应进行合理的无功补偿。 故站用变参数如下： 采用干式三相站用变 110kv/10kv，高压为 110.5kv，高压分接范围为5%，低 贺州学院本科生毕业论文（设计） 5 压为 0.4kv，连接组标号为 y,yn0，空载损耗为 0.48，负载损耗为 2.6，空载电流 1.3ka，阻抗电压 4 的站用变压器。 根据设计规范自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置， 电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接 地的星型接线。 电力工程电力设计手册规定“对于 35-110kv 变电所，可按主变压器额定容 量的 10-30%作为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的 变电所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地 区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。 3 3 电气主接线的设计电气主接线的设计 配电变电站多为终端或分支变电站，降压供给附近用户或一个企业，其接线应 尽可能采用断路器数目较少的接线，以节省投资和减少占地面积。随着出线数的不 同，可采用桥形、单母分段等。低压侧可采用单母线或单母线分段。可按一下几个 原则来选： 1 运行的可靠 断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电 时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 2 具有一定的灵活性 接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的， 而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响 范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。 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，便于运行人员掌握。 复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线 过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必 要的停电。 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用小， 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 6 占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。 5 应具有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要 考虑到具有扩建的可能性。 变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负 荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。 3.1 110kv 电气主接线电气主接线 由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。那么其负荷 为地区性负荷，可用线路变压器组和单母线分段带旁母线接线，其方案图如下： 方案一：线路变压器组接线（如图 3-1） a b c 110kv 10kv 35kv a b c ab c 图 3-1 线路变压器接线 方案二，单母线分段带旁母接线（如图 3-2） a bc 110kv 110kv a 35kv abc 10kv 110kv b c 图 3-2 单母线分段带旁母接线 贺州学院本科生毕业论文（设计） 7 对图 3-1 及图 3-2 所示方案一、二综合比较，见表 3-1。 表 3-1 主接线方案比较表 项目 方案 方案一方案二 技 术 简单清晰、操 作方便、易于发展 可靠性、灵活 性差 运行可靠、运行方式灵活、便 于事故处理、易扩建 母联断路器可代替需检修的出 线断路器工作 倒闸操作复杂，容易误操作 经 济 设备少、投资 小 直接用线路连 接变压器节省投资 占地大、设备多、投资大 母联断路器兼作旁路断路器节 省投资 在技术上（可靠性、灵活性）第二方案明显合理，且在经济上不占优势，占地 大、设备多投资大容易误操作，签于此选用方案一比较合理，具体接线请详见 附录一中的电气主接线图。 3.2 35kv 电气主接线电气主接线 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。根据以上分析，筛选出一下两种方案，如图 3-3 及 3-4 所示 方案一，单母线分段接线（如图 3-3） ab c 35kv 35kv ab c 35kv ab c 35kv ab c 35kv 35kv 图 3-3 单母线分段接线 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 8 方案二，双母线接线（如图 3-4） abc 35kv abc 35kv abc 35kv abc 35kv 图 3-4 双母线接线 对图 3-3 及图 3-4 所示方案一、二综合比较见表 3-2 表 3- 2 接线方案比较 项目 方案方案一单方案二双 技 术 简单清晰、操作方便、 易于发展 可靠性、灵活性差 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 用母线分段断路器节省 投资 设备多、配电装置 复杂 投资和占地面大 经比较两种方案都具有易扩建这一特性。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，具体 接线请详见附录一中的电气主接线图。 3.3 10kv 电气主接线电气主接线 610kv 配电装置出线回路数目为 6 回及以上时，可采用单母线分段接线。而双 母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性 较高的场合,两种方案如下。 贺州学院本科生毕业论文（设计） 9 方案一，单母线分段接线（如图 3-5） ab cab cab cab cab cab cab cab c 10kv 10kv 10kv10kv 10kv10kv 10kv10kv 10kv 10kv 图 3-5 单母线分段接线图 方案二，双母线接线（如图 3-6） 图 3-6 双母线接线图 表 3-3 主接线方案比较 项目 方案方案一单分方案二双 技 术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的 供电 任一断路器检修， 该回路必须停止工作 供电可靠 调度灵活 扩建方便 便于试验 易误操作 经 济 占地少 设备少 设备多、配电装置复杂 投资和占地面大 经过综合比较方案在经济性上比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。所以选用 方案，具体接线请详见附录一中的电气主接线图。 3.5 站用电接线站用电接线 一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和 单母线接线两种方案。 方案一，单母线分段接线： 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 10 1号站用变 10kvi母线 10kvii母线 2号站用变 i母线380/220v i母线380/220v a b cabc 图 3-7 单母线分段接线 方案二，单母线接线： 1号站用变 10kvi母线 10kvii母线 2号站用变 i母线380/220v i母线380/220v a b ca b c 图 3-8 单母线接线 对图 3-7 及图 3-7 所示方案一、二综合比较， 见表 3-4 贺州学院本科生毕业论文（设计） 11 表 3-4 主接线方案比较 经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案，具体接线请详见 附录一中的站用电主接线。 项目 方案 方案单分方案单 技 术 不会造成全所停电 调度灵活 保证对重要用户的供电 任一断路器检修，该回路 必须停止工作 扩建时需向两个方向均衡 发展 简单清晰、操作方便、 易于发展 可靠性、灵活性差 经济占地少 设备少设备少、投资小 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 12 4 4 短路电流计算书短路电流计算书 4.1 计算各回路电抗计算各回路电抗 计算各回路电抗（取基准功率 sd = 100mva ud=uav） 110kv x1 x3 x4 x5 x9x10x11 10kv 线路 高压侧 110kv线路低压侧 中压侧 火电厂 变压器 35kv线路 火电厂 汽轮机 图 4-1 计算各回路电抗等效电路图 根据前所选择变压器各参数得 1 22 100 x0.4 63.370.4 63.370.192 115 d av s u 3123123 1 (%) 200 1100 (17.5 10.56.5)0.341 20031.5 d kkk n s xuuu s 4122331 1 (%) 200 1100 (17.56.5 10.5)0.214 20031.5 d kkk n s xuuu s 5233112 1 (%) 200 1100 (6.5 10.5 17.5)0.00790 20031.5 d kkk n s xuuu s 9 22 100 0.4 120.4 370.355 37 d av s x u 查火电厂设备有关资料电力系统课程设计及毕业设计参考资料可得 贺州学院本科生毕业论文（设计） 13 变压器： nk s16mvau % 8； 汽轮机（qf2122）：；cos0.8； n s12mw 0.1133 d 2 10 2 %8100 0.50 10010018 knd nav uus x su “ 11 100 0.11330.76 12/ d d n s xx scos 等值电路图可化简为如图所示： 图 4-2 计算各回路电抗简化电路图 121 xx0.19 133 xx0.341 144 xx0.214 1591011 xxxx0.3550.50.761.615 4.2 计算各点短路点的最大短路电流计算各点短路点的最大短路电流 4.2.1 110kv 侧短路电流的计算侧短路电流的计算 (1)、对于 110kv 系统电源（无穷大容量） 12 x *x0.19 “ s* i *i 1x1 0.195.3 短路次暂态电流： “ ssd 100 iii *i5.32.66ka 1153 （） 短路冲击电流： “ sh.ss i2.55 i2.55 2.666.785ka（） (2)、对于火电厂侧电源 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 14 131415 xxxx0.3410.2141.6152.17 * 12/0.8 xca*x *2.170.3255 100 d n s s 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 i“*3.8 g 12/8 i“i“*3.80.286ka 31153 n av s u a（） 短路冲击电流： sh.gg i2.55 i“2.55 0.2860.729ka（） (3)、由此可得 k1 点 总次暂态电流： sg i“i“i“2.660.2862.945ka （） 总冲击电流： shsh.ssh.g iii6.7850.7297.514ka ） 4.2.2 35kv 侧短路电流的计算侧短路电流的计算 (1)、对于 110kv 系统电源（无穷大容量） 121314 x *xxx0.190.3410.2140.754 s * i“*i 1x1 0.7541.33 短路次暂态电流： sss *d 100 i“ii“i1.332.075ka 373 （） 短路冲击电流： sh.ss i2.55 i“2.55 2.0755.292ka（） (2)、对于火电厂侧电源 15 xx1.615 * ca 12/0.8 xx *1.6150.242 100 n d s s * 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 i“*4.6 g 12/0.8 i“i“*4.61.076ka 3373 n av s u （） 短路冲击电流： sh.gg i2.55 i“2.55 1.0764.41ka（） (3)、由此可得 k2 点 总次暂态电流： s g i“i“i“2.0751.0763.151ka （） 贺州学院本科生毕业论文（设计） 15 总冲击电流： shsh.ssh.g iii5.2924.419.702ka （） 4.2.3 10kv 侧短路电流的计算侧短路电流的计算 (1)、对于 110kv 系统电源（无穷大容量） 1213 xxx0.190.3410.531 * s i“*i 1x1 0.5311.883 * 短路次暂态电流： sss d 100 i“ii“ *i1.88310.354ka 10.53 （） 短路冲击电流： sh.ss i2.55 i“2.55 10.35426.403ka（） (2)、对于火电厂侧电源 1415 xxx0.2141.6151.829 * ca 12/0.8 xx *1.8290.274 100 d n s s * 查短路电流运算曲线(一) t=0，得 i“*4.2 g 12/0.8 i“i“*4.23.464ka 310.53 n av s u （） 短路冲击电流： sh.gg i2.55 i“2.55 3.4648.833ka（） (3)、由此可得 k3 点 总次暂态电流： sg i“i“i“10.3543.46413.818ka （） 总冲击电流： shsh.ssh.g iii26.4038.83335.236ka （） 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 16 5 5 配电装置及主要电气设备的配置与选择配电装置及主要电气设备的配置与选择 5.1 高压配电装置的配置高压配电装置的配置 5.1.1 高压配电装置的设计原则与要求高压配电装置的设计原则与要求 （1）总的原则 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家技术经济政策，遵循上级颁布的有关规程、 规范及技术规定，并根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修，施工方面的要 求，合理制定布置方案和使用设备，积极慎重地选用亲布置新设备、新材料、新结 构，使配电装置设计不断创新做到技术先进，经济合理运行可靠、维护方便。 火力发电厂及变电所的配置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件， 因地制宜，节约用地并结合运行检修和安装要求通过技术经济比较予以确定，在确 定配电装置形式时，必需满足下列 4 点要求。 a、节约用地 b、运行安全和操作巡视方便。 c、便于检修和安装。 d、节约材料、降低造价。 （2） 、设计要求 a、满足安全净距要求。 b、施工、运行和检修要求。 c、噪声的允许标准及限制措施。 d、静电感应的场强水平和限制措施。 e、电晕条件无线电干扰的特性和控制。 5.1.2 高压配电装置的配置高压配电装置的配置 1、35 kv、110 kv 配电装置采用屋外普通中型配电装置，其优点是：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，所用钢材较 少，造价低。 2、10 kv 配电装置，采用单层屋内成套配电装置，即用制造厂成套供应的高压开 关柜，高压开关柜为单列独立式布置、电气主接线为单母线分段接线，共有 8 组出 线。 贺州学院本科生毕业论文（设计） 17 5.2 高压断路器的选择高压断路器的选择 5.2.1 高压断路器的配置与选择高压断路器的配置与选择 1高压断路器的配置 （1）110kv 侧由于采用变压器组接线，故选用一台断路器。 （2） 、35 kv、10 kv 侧的变压器至每一条母线均分别安装一台断路器。 （3） 、35 kv、10 kv 侧每条出线均安装一台断路器。 2、高压断路器按下列条件进行选择和校验 （1） 、选择高压断路器的类型，按照我国目前断路器的生产情况，少油断路器的构 造简单、价格便宜、维护工作量少，6-220kv 一般选用少油断路器。 （2） 、按照安装地点选择户外式或者户内式。 （3） 、断路器的额定电压不少于装设电所所在电网的额定电压。 （4） 、断路器的额定电流不少于通过断路器的最大持续电流。 （5） 、校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器 触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开 断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选 择。 （6） 、按短路关合电流选择，应满足条件是：断路器额定关合电流不少于短路冲击 电流 ish ，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。 （7） 、动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一 般在产品目录是给出的极限过电流峰值。 （8） 、热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在 tk 时间内的允许 热效应。 （9） 、根据对断路器操作控制要求、选择与断路器配用的操作机构。 按上述原则选择和校验断路器 5.2.2 110kv 侧断路器的选择侧断路器的选择 1、该回路为 110 kv 电压等级，故可选用少油断路器。 2、断路器安装在户外，故选户外式断路器。 3、回路额定电压 ue110kv 的断路器，且断路器的额定电流不得小于通过断路器的 最大持续电流 max 48.12 i1.050.253ka 1153 （） 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 18 4、为方便运行管理及维护，选取 1 台 110kv 少油断路器产品，初选为 sf6-110g 少 油断路器，其主要技术参数如下： 表 5-1 110kv 断路器参数表 对所选的断路器进行校验 （1）断流能力校验 因为三相短路电流大于两相短路电流，所以选三相短路电流进行校验，断路器 的额定开断电流比系统短路电流大得多，可用次暂态短，选择断路器短路电流时应 考虑在断路器两侧发生短路时通过断路器的短路电流，选较大者进行校验。由短路 电流计算可知，系统提供的短路电流较大，故选 i =2.66ka 进行校验。 所选断路器的额定开断电流 i= 31.5ka i =2.66ka，则断流能力满足要求。 （2）短路关合电流的校验 所选断路器的额定关合电流，即动稳定电流为 60ka，流过断路器的冲击电流为 6.785ka，则短路关合电流满足要求，因为其动稳定的校验参数与关合电流参数一样， 因而动稳定也满足要求。 （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.07s，选择熄弧时间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.07+0.03 =2s。 因为电源为无限大容量，非周期分量因短路持续时间大于 1s 而忽略不计，则 短路热效应 22 k q i“ t 2.66214.15ka2.s 允许热效应 22 r i t 31.5 3 2976.75ka2.s 热稳定满足要求。 2 rk i tq 以上各参数经校验均满足要求，故选用 sf6-110g 型少油断路器。 （4）断路器配用弹簧操作机构。 型号 额定 电压 kv 额定 电流 a 最高 工作 电压 kv 额定 开断 电流 kv 动稳 定电流 ka 3s 热稳 定电流 ka 自动重 名闸无 电流间 隔时间 s 固有分 闸时间 s 合闸 时间 s sf6-110g110200015031.56031.50.50.070.43 贺州学院本科生毕业论文（设计） 19 5.2.3 35kv 侧断路器的选择侧断路器的选择 1、该回路为 35 kv 电压等级，故可选用真空断路器 2、断路器安装在中置移开式开关柜内，故选用户内式断路器 3、回路电压 35 kv，因此选用额定电压 ue35kv 的断路器，且其额定电流大于通过 断路器的最大持续电流 max 30890 i1.05506.12a 373 （） 4、为方便运行管理及维护，选 3 台 35kv 同一型号的真空断路器产品，初选 zn35 型真空断路器。其技术参数如下： 表 5-2 35kv 断路器参数表 极限通过电流 型号 额定 电压 kv 额定 电流 a 最大工 作电压 kv 额定开 断电流 ka 动稳定 电流 ka 额定断流 容量 kva有效值 峰值 4s 热 稳定 电流 ka 固有 分闸 时间 s zn-3535125040.52563150036.663.4250.06 5、对所选的断路器进行校验 （1）断流能力的校核 流过断路器的短路电流。所选断路器的额定开断 k i 2.075 1.0763.151 ka 电流，即断路器的断流能力满足要求。 k i 25kai （2）动稳定校验 所选断路器的动稳定电流为,流过断路器的冲击电流 dw i63.4ka 则动稳定满足要求。 shsh.ssh.gdw iii5.2924.419.702kai （）， （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.06s，选择熄弧时 间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 z q3.152 1.9916.47ka2s 因为短路持续时间 1s，非周期分量忽略不计， 即允许热 kz qq16.47 ka2s 效应所以热稳定满足要求。 222 rk i t2542500ka sq 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 20 从以上校验可知断路器满足使用要求，故确定选用 zn-35 型真空断路器。 （4）断路器配用弹簧操作机构。 5.2.4 10kv 侧断路器的选择侧断路器的选择 1、该回路为 10kv 电压等级，故可选用真空断路器。 2、该断路器安装在中置移开式开关柜，故选用户内式断路器。 3、回路额定电压为 10kv，因此必须选择额定电压 ue 10 kv 的断路器，且其额 定电流不小于流过断路器的最大持续电流 max 17170 i1.05991.34a 10.53 （） 4、初选 5 台型号为 zn-12 真空断路器，主要数据如下： 表 5-3 10kv 断路器参数表 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 s zn-121012502563250.07 5、对所选的断路器进行校验 （1）断流能力的校验 流过断路器的短路电流。所选断路器的额定开断 k i 10.3543.46413.818ka 电流，即断路器的断流能力满足要求。 k i 25kvi （2）动稳定校验 所选断路器的动稳定电流为 63ka， 流过断路器的冲击电流 a，则动稳定满足要求。 sh i 26.403 8.833 35.236k （3）热稳定校验 设后备保护动作时间 1.9s，所选断路器的固有分闸时间 0.0s，选择熄弧时 间 t =0.03s。则短路持续时间 t =1.9+0.0+0.03 =s。 则 2 dz q q 13.8182 2 381.874 ka .s 允许热效应 222 r i t 25 4 2500 ka .s 由于短路时间大于 1 s ,非周期分量可忽略不计 贺州学院本科生毕业论文（设计） 21 由于，所以热稳定满足要求 2 rr i tq 从以上校验可知该断路器满足要求，所以确定选用 zn-12 断路器。 4、该断路器配用弹簧操作机构。 5.3 隔离开关的选择隔离开关的选择 5.3.1 隔离开关的配置与选择隔离开关的配置与选择 隔离开关的配置 （1） 、接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 （2） 、断路器的两侧均应配置隔离开关，以便进出线不停电检修。 （3） 、中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地。 根据以上配置原则来配置隔离开关，变电所隔离开关的配置详见主接线图。 2、隔离开关按下列条件进行选择和校验 （1） 、根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型。 （2） 、根据安装地点选用户外或户内式。 （3） 、隔离开关的额定电压应大于装设电路的电网最大持续工作电压。 （4） 、隔离开关的额定电流应大于装设电路的最大持续工作电流。 （5） 、动稳定校验应满足条件为： dwsh ii （6） 、热稳定校验应满足条件为： 2 rk i tq （7） 、根据对隔离开关控制操作的要求，选择配用操作机构，隔离开关一般采用手 动操作机构户内 8000a 以上隔离开关，户外 220 kv 高位布置的隔离开关和 330 kv 隔离开关宜用电动操作机构，当有压缩空气系统时，也可采用手动操作机构。 5.3.2 110kv 侧隔离开关的选择侧隔离开关的选择 1、根据配电装置的要求，选择隔离开关带接地刀闸。 2、该隔离开关安装在户外，故选择户外式。 3、该回路额定电压为 110kv，因此所选的隔离开关额定电压 ue 110kv，且隔离 开关的额定电流大于流过断路器的最大持续电流 max 48.12 i1.050.253ka 1153 （） 4、初 2 组 gw4110d 型双接地高压隔离开关和 2 组 gw4110d 型单接地高压隔离开 关。其主要技术参数如下： 覃建东 某地区 110kv35kv10kv 降压变电所的设计 22 表 5-4 110kv 隔离开关参数表 极限通过电流 ka 型 号 额定 电压 kv 额定 电流 ka 最大工作 电压 kv 接地 刀闸 a 有效值峰值 4s 热稳 定电流 ka 备注 gw4-110d11012501262000508031.5 双接地 5、校验所选的隔离开关 （1）动稳定校验 动稳定电流等于极限通过电流峰值即 dw i 80ka 流过该断路器的短路冲击电流 sh i 6.785 ka.s 即 动稳定要求满足。 dwsh ii （2）热稳定校验 隔离开关允许热效应,短路热效应 222 r i t 31.54 3969ka .s 2 k q 14.15ka .s 热稳定满足要求。 2 rk i t q 经以上校验可知，所选隔离开关满足要求，故确定选用 gw4 110d 型高压隔离 开关。 （3）该隔离开关配用电动操作机构，接地开关陪手动操作机构。 5.3.3 35kv 侧隔离开关的选择侧隔离开关的选择 根据本次设计 35kv 电压级采用屋内单列布置，不装设隔离开关，只装设隔离插 头。 5.3.4 10kv 侧隔离开关的选择侧隔离开关的选择 本次设计 10kv 侧电压采用屋内双列布置，不装设隔离开关，只装设隔离插头。 在两组电容器组每组装设一组型号为 gw4-20d/630 单接地的隔离开关，其额定电流 为 630a。 5.4 导线的选择导线的选择 本次设计 110kv 侧采用屋外软母线半高型布置，全部采用架空出线；35kv 侧采 用屋内单列布置，采用架空和电缆混合出线；10kv 侧采用屋内双列布置，全部采用 硬母线出线。 贺州学院本科生毕业论文（设计） 23 5.4.1 110kv 母线的选择与校验母线的选择与校验 1、按最大工作电流选择导线截面 s max 48.12 i1.050.253ka 1153 （） 年最高平均温度为+32，而导线长期允许温度为+80，查表得温度修正系数 0 k0.89 yjmax0 i i/ k253/0.89284a 选择 110kv 母线型号为：lgj240，查表得 y i912.5a 满足要求 maxy i253ak*i0.89 912.5812.125a 2、热稳定校验： 满足热稳定要求。 22 min 5230 s240mms285mm 87 k dz i t c 5.4.2 35kv 侧母线的选择与校验侧