110kv变电所电气一次部分设计_secret.doc

770700846摘 要本论文是110kV变电所电气一次部分设计，论证分析了某110kV变电所的电气主接线方式的各种优点，对设备的选型作了详细的说明和计算，短路电流的计算有严格的计算书。按照电网发展规律，提出了电气主接线方式应符合可靠性、灵活性、经济性的要求，设备的选择必须满足电网长远发展和各种事故条件下安全可靠运行的要求。针对该110kV变电所的要求，结合实际工作经验，本文提出了110kV母线采用单母线分段带旁路母线、35kV母线采用双母线接线、10kV母线采用单母分段的接线方式，主变采用三相三绕组变压器， 110kV、35kV、10kV断路器选用SF6和真空开关，主变保护的配置按规程规定进行配置，以满足电网发展及安全稳定经济运行的需要。关键词：变电所，主接线，电网，断路器，短路电流计算，电气设备选择目 录绪 论4第一篇 设计说明书5第一章变电所总体分析5第二章电气主接线设计6第一节 主接线的设计原则6第二节 110kV主接线的选择7第三节 35kV主接线的选择8第四节10kV主接线的选择8第五节 所用电设计8第三章负荷计算与变压器选择10第一节 负荷计算10第二节主变压器选择11第三节 所用变选择12第四章最大持续工作电流及短路电流计算14第一节 各回路最大持续工作电流14第二节 短路电流计算的目的14第三节 短路电流计算的条件14第四节 短路电流计算结果15第五章主要电气设备选择16第一节 电气设备选择的一般原则和技术条件16第二节 高压断路器的选择16第三节 隔离开关的选择16第四节 母线的选择17第五节 绝缘子和穿墙套管的选择18第六节 电流互感器的选择18第七节 电压互感器的选择19第八节 各主要电气设备选择结果一览表20第六章配电装置及电气总平面布置设计22第一节 配电装置选择22第二节 防雷设计及接地装置设计22第三节 总平布置选择23第二篇设计计算书25第一章 主变压器容量的计算25第二章 短路电流计算26第三章 主要电气设备计算书30第一节 高压断路器的选择30第二节 隔离开关的选择31第三节 母线的选择32第四节 绝缘子和穿墙套管的选择32第五节 电流互感器的选择33第六节 电压互感器的选择33结 论34参考文献35致谢35附录：1、电气主接线图；2、10kV高压室电气平面布置图；3、LW-110断路器基础图；4、10kV开关柜安装图；5、短路电流计算图； 第一篇 设计说明书第一章 变电所总体分析由于某市西部地区电力系统的发展和负荷增长，拟建一座110kV变电所，向该地区用35kV和10kV两个电压等级供电。 本所和电力系统中的S1、S2发电厂形成环网结构，如果本所110kV侧故障，则此环网结构就会瓦解，变成开环运行，系统之间的紧密性就被破坏，轻则影响S1、S2发电厂的出力，重则可能会引起系统的解列等严重后果。对35kV侧来讲，本所供电对象是A厂、B厂的厂区和生活区及A、B、C、D四座变电所，10kV侧供电对象是a厂、b厂、c厂、d厂、e厂、f厂、g厂的厂区和生活区及a、b、c、d四个居民区。一旦停电，就会造成地区断电、断水等后果，严重影响的人民正常生活，还将造成机器停运，整个生产处于瘫痪状态，严重影响各厂生产的质量和数量。同时还可能造成对环境的污染，因此对本所的运行可靠性必须保证。在非特殊情况下，一般不允许对它们断电。鉴于以上情况，110kV侧线路回数采用4回，其中2回留作备用，35kV侧线路回数采用8回，另有2回留作备用，A厂、B厂采用双回路供电，10kV侧线路回数采用12回，另有2回留作备用，f厂采用双回路供电，以提高供电的可靠性。出线方向：110kV 向北，35kV 向西，10kV 向东在建所条件方面，本所地势平坦，属轻地震区，年最高气温+40，所最低气温-5，所平均温度+18，属于我国类标准气象区。第二章 电气主接线设计第一节 主接线的设计原则一主接线设计的基本要求：主接线的基本要求：应满足可靠性，灵活性和经济性。（一）可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。可靠性的具体要求：1断路器检修时，不影响对系统和负荷的供电；2断路器和母线故障以及母线检修应尽量减少停电时间及回数，并要保证一级负荷及大部分二级负荷的供电。3尽量避免全所停运、停电的可能性。（二）灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，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用户的供电。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电时间最短的情况下，投入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量最少。（三）经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到经济合理。1投资省（1）主接线应力求简单清晰，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（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）如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽量使占地面积减少。3电能损失少经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽。为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。二主接线的设计依据在选择电气主接线时应以下列各点作为设计依据：1发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用；2发电厂、变电所的分期和最终建设规模；3负荷大小和重要性（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对大部分二级负荷的供电。（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。4系统备用容量大小装有2台组级以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该所60%的全部负荷，在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。5系统专业对电气主接线提供的具体要求。第二节 110kV主接线的选择根据变电所设计技术规程第22条：110220kV配电装置中，当出线数为2回时，一般采用桥形接线，当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。本所远景出线为4回，符合采用分段单母线接线，从占地面积上看，采用单母分段也是合理的。同时规程第24条规定：采用单母分段或双母线的110220kV配电装置中除断路器允许停电检修外，一般设置旁路设施。到底选用哪种接线方式更为合理、可靠，现对这两种方案作一比较：双母接线单母分段带旁母可靠性采用双母接线，可提高供电可靠性，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线及任一回路的母线隔离开关；一组母线故障后，能迅速恢复供电； 在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作采用单母分段，对重要用户可以从不同分段上引接，当一段母线上发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电。加设旁路母线为了检修出线断路器，不至中断该回路供电，具有足够的可靠性。灵活性灵活性较高，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上 灵活性高，当出线断路器需检修，则可由分段断路器来承担出线断路器，继续运行。经济性采用的设备也较多（特别是隔离开关），投资较多。 与双母接线相比，多用了隔离开关，这样投资增大，同时所占用的空间也较大。发展扩建适应性向母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由分配，在施工中也不会造成原有回路停电。由于接线比较复杂，操作不太灵活，不利于发展及扩建。由于本所和电力系统中的S1、S2发电厂形成环网结构，对本所的运行可靠性必须保证。因此经过比较后，决定采用单母分段带旁母作为110kV侧的主接线。架空线路型号选用LGJQ300。第三节 35kV主接线的选择仍从双母接线和单母分段带旁母两种方案比较，由于35kV回路较多，采用双母接线接线后，可以轮流检修一组母线及任一回路的母线隔离开关，一组母线故障后，能迅速恢复供电，各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，因此就没有必要采用增设旁母。投资也较单母分段带旁母少。因此经过比较后，决定采用双母线接线作为35kV侧的主接线。第四节10kV主接线的选择一变电所设计技术规程第23条：6kV和10kV配电装置中，一般采用分段单母线或单母线接线。电气工程设计手册1规定：610kV配电装置出线回路数为6回以上时，可采用单母线分段接线。本所10kV侧出线数为12回，又f厂采用双回路供电，所以采用单母分段接线方式。该方式具有较高的可靠性和灵活性，双回线路分别接到不同母线上，这样当一回故障时，另一回可继续对其供电而不至使重要用户停电。二10kV系统限制短路电流问题由于系统短路故障是比较常见的故障，短路电流的大小，直接影响电气设备的选择和系统的安全运行，所以对短路电流的限制是必要的。规程第26条：大容量变电所中，为限制6kV和10kV出线上的短路电流，一般采用下列措施之一：（一）变压器低压侧分列运行；（二）在变压器回路中装设分列电抗器；（三）在出线回路中装分列电抗器；（四）在出线上装普通电抗器等。第五节 所用电设计一所用电源引接方式在选择所用变时一般情况下，厂家不生产110/0.4kV或35/0.4kV的双绕组变压器，又因为网络故障较多，从所外电源引接所用电源可靠性较低。这样所用电必须从主变低压侧（10kV）母线不同段上各引接一个。并要加装限流电抗器。二所用电接线 电力工程设计手册1规定：所用变高压侧尽量采用熔断器，所用变的低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用，且设置一个检修电源。本所站变电压等级10/0.4kV，低压侧为三相母线制运行，且0.4kV侧采用单母分段接线方式，以保证所用电的可靠性和灵活性。以维护变电所的正常运行。第三章 负荷计算与变压器选择第一节 负荷计算负荷分析系统与线路参数表系统1系统2线路参数S1（MVA）Xc1S2（MVA）Xc2L1（kM）L2（kM）L3（kM）600.38800.45302025110kV侧线路回数采用4回，其中2回留作备用。35kV侧线路回数采用8回，其中2回留作备用。35kV负荷资料见下表负荷名称最大负荷MWCOS回路数A厂60.92B厂60.92A变电所50.91B变电所30.91C变电所2.60.851D变电所3.20.85135kV负荷同时系数为0.910kV侧线路回数采用12回，另有2回留作备用10kV负荷资料见下表负荷名称最大负荷MWCOS回路数a厂40.851b厂30.851c厂3.50.851d厂3.20.851e厂3.40.851f厂5.60.852g厂2.80.851a居民区30.91b居民区30.91c居民区30.91d居民区30.9110kV负荷同时系数为0.85二最大计算负荷（Sjs）的求取1某电压级Sjs=kf（Pimax/cosi）（1+%） kf负荷同时率（对85kV及以下负荷可取为0.850.9） 当馈线回数小于3回，且其中含有较大负荷时可取0.951.0） Pimax：cosi各负荷的最大负荷（有功），功率因数 %该电压级电网的线损率（暂取5%）2全所综合最大计算负荷Sjs= kfSjs kf= 0.850.93最大计算负荷的计算过程见后计算书4计算结果列表有：电压级容量(MVA)SjsSjs（1台）Sjs（2台）10kV45.7927.4722.935kV30.4718.315.24第二节主变压器选择一主变压器型式的选择由于本所有三个电压等级110/35/10kV，因此应采用三绕组变压器，又考虑运行的经济性和合理性，选用三相式三绕组变压器。采用三相变压器比单相变压器合理之处在于：三相变压器的损失比单相变压器平均低1215%，同时三相变压器比单相变压器在有效材料（Fe和Cn）的重量方面可节省20%左右，而故障率则因3台单相组成一组，帮为三相一台变压器的3倍。同时就本所来说，负荷总容量不是很大，且高压侧电压级不算高（110kV），根据规程，采用三相式最为合理。本所所在的电力系统中潮流变化较大，电压偏移也较大，根据变电所设计技术规程19条：电力潮流变化大和电压偏移大的变电所，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压的要求，应尽量采用有载调压变压器。当电力系统运行确有需要时，可装设单独的调压变压器。同时，有载调压方式能在额定容量范围内负荷调整电压，调压范围大，可以减少或避免电压大幅度波动，减小高峰、低谷电压差，如带有移相电容器时还可以充分发挥电容器的作用。当然，它与同容量的变压器相比，体积较大，造价较高，但从长远观点看是经济合理的。故选用有载调压方式。绕组连接方式为Yn/Yn0/d11。二主变中性点接地设计1110kV侧中性点接地方式：在110kV及以上电网中，绝缘费用在设备总价格中占有很大的比重，设备价格几乎和试验电压成正比，降低绝缘水平的经济效益很显著。因而着重考虑过电压和绝缘水平方面的问题。故采用中性点直接接地方式。中性点直接接地可以使系统内部过电压降低2030%，变压器可作成分级绝缘，并可采用氧化锌避雷器作过压保护。接地图为：235kV、10kV侧中性点接地方式：在电压等级较低（60kV及以下）的电网，绝缘费用在总投资中所占的比重不大，降低绝缘水平的经济价值不甚显著，着重考虑供电可靠性的要求，一般采用中性点不接地方式 ，但是当电网单相接地电容电流超过一定数值后，如果电网发生单相电弧接地，接地电弧不易自动熄灭，这样其供电可靠性就受到影响，因此当单相接地电流大于下列数值时，中性点应装设消弧线圈接地。Ic30A（36kV电网） Ic20A（10kV电网）Ic10A（2063kV电网）本设计经过计算，35kV及10kV侧采用中性点不接地方式，且不需装设消弧线圈。三、台数的选择：考虑到本所的负荷情况，重要性以及经济合理性，应选定上两台主变的设计原则。四、主变容量选择及校验：选主变容量时，按最大负荷选择和校验，再按只上一台主变校验，所选主变容量应为两台40000kVA的变压器，通过查设计手册，得到所选取主变技术参数为下表：所选变压器型号如下表:SFSZ7-40000/1108*1.25%/38.5/10.5SFSZ7-40000/110 三相、风冷、三绕组、有栽调压、设计序号、额定容量。额定容量kVA高压侧kV中压侧kV低压侧kV连接组调压范围400001103510Yn/Yn0/d11高压侧有载压81.25%第三节 所用变选择 一所用电源数量的确定规程第29条：采用整流操作电源或无人值班的变电所，应装设两台所用变压器。并应分别接在两条不同母线的电源或独立电源上。如能够从变电所外引入可靠的380V备用电源，上述变电所可只装设一台所用变压器。第30条：如有两台所用变压器应装设备用电源自动投入装置。同时电力工程设计手册说明：1）枢纽变中一般装设两台所用变，其他变电所中一般装设一台所用变，但容量在60000kVA以上时，应装设两台所用变。2）变电所中装有强迫油循环冷却变压器或调相机时，均装设两台所用变。因此，根据规定并结合本所情况，采用两台所用变，平常使用一台，另一台备用。二、所用变容量的选择所用电负荷情况如下表：名称容量kVA备注主变压器风扇210连续、经常主充硅20连续、不经常浮充硅14连续、经常蓄电池通风1.4连续、不经常蓄电池排风1.7连续、不经常锅炉房水泵1.7连续、经常载波室1.7连续、经常110kV配电装置电源10短时、不经常110kVQF冬天加热1连续室外配电装置照明10连续室内照明10连续根据所列的表格可得出计算总容量91.5 kVA因此，本所设计两台10kV干式变压器，两台变压器380V电源自动投入装置，保证低压母线的可靠供电，变压器型号：S9-100/10，容量为100kVA，全所事故照明电源由直流电源供给。第四章 最大持续工作电流及短路电流计算第一节 各回路最大持续工作电流根据公式Igmax=Smax/Ue3，可以计算出各回路最大持续工作电流。其中：Smax为所统计各电压侧负荷容量，Ue为各电压级额定电压。第二节 短路电流计算的目的在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下几方面：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。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值，计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定，计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。3在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校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。5接地装置的设计，也需用短路电流。第三节 短路电流计算的条件一基本假定短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则：1正常工作时，三相系统对称运行；2所有电源的电动势、相位角相同；3系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间相差120。电气角度。4电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。5电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线，50%负荷接在系统侧。6同步电机都具有自动调整励磁装置。7短路发生在短路电流为最大值的瞬间。8不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9除计算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。10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。11输电线路的电容略去不计。12用概率统计法制定短路电流运算曲线。二一般规定： 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，应按设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成的510年）。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。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选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4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，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。第四节 短路电流计算结果弄清了计算方法和计算条件后，就可以进行短路电流计算，计算过程见计算书。短路电流计算结果记下表：II1*1.5363I17.713ich1(冲击电流)19.66815ich1(全电流)11.6464II2*0.3523I25.497ich2(冲击电流)14.01735ich2(全电流)8.3003II3*0.50134I327.567ich3(冲击电流)70.29585ich3(全电流)41.625II4*0.00166I42.397ich4(冲击电流)6.11235ich4(全电流)3.619第五章 主要电气设备选择第一节 电气设备选择的一般原则和技术条件一电气设备选择的一般原则 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。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与整个工程的建设标准应协调一致。5同类设备应尽量减少品种。6选用的新产品均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。7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常运行。二技术条件 1一般按长期工作条件进行选择。2按短路稳定条件，进行动、热稳定校验。3还要考虑绝缘水平的影响。第二节 高压断路器的选择断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后，才能确定。考虑到可靠性、经济性、方便运行维护和实现变电所的无油化目标，故在110kV侧和35kV侧采用SF6断路器，10kV侧采用真空断路器。断路器规范的选择按照电力工程设计手册（1册）第259页的表4-6确定。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验断路器UzdUgIeIgIdnIigfichItI110kV、35kV和10kV侧断路器的选择型号见后设备表。第三节 隔离开关的选择隔离开关型式的选择，除应满足各项技术条件和环境条件外，应根据配电装置特点和使用要求等因素，进行综合技术比较后确定。隔离开关规范的选择按照下表确定110kV侧、35kV侧和10kV侧隔离开关。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验隔离开关UzdUgIeIg规程第4.0.5条：为保证电器和母线的检修安全，35kV及以上每段母线上宜装设12组接地闸刀或接地器。主变中性点装一组接地闸刀，以便于运行调度灵活选择接地点。各级接地刀闸的型号见设备表。 所选隔离开关 电压等级 隔离开关型号 110kV GW411035kV GW535 10kV GN110第四节 母线的选择导线应根据具体使用情况按下列条件选择和校验 一、型式：载流导体一般选用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难的特殊场合，可选用铜质材料硬裸导体。回路正常工作电流在4000A及以下时，一般选用矩形导体，在40008000时，一般选用槽形导体。110kV及以上高压配电装置，一般采用软导体。二 按最大持续工作电流选择导线截面S，即 Ig.maxIy式中Iy对应于某一母线布置方式和环境温度25时导体长期允许载流量 温度修正系数三 按经济电流密度J选择 在选择导体截面S时，除配电装置的汇流母线、厂用电动机的电缆等外，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。即 J导体的经济电流密度。 按此条件选择的导体截面S，应尽量接近经济计算截面Sj。当无合适规格导体时，允许小于Sj。四 热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定 裸导线热稳定校验公式 式中 Smin根据热稳定决定的导体最小允许截面 C 热稳定系数 稳态短路电流（kA） 短路电流等值时间（S）五 动稳定校验 式中 作用在母线上的最大计算应力 y母线允许应力 根据以上要求母线选择如下， 电压等级 母线型号 110kV LGJ30035kV LGJ24010kV矩形铝导体 导体尺寸 12510 第五节 绝缘子和穿墙套管的选择一绝缘子和穿墙套管应按所规定的技术条件选择，并按环境条件校验。电力工程设计手册1规定：1发电厂与变电所的320kV屋外支柱绝缘子和穿墙套管，宜采用高一级电压的产品。2母线型穿墙套管不按持续电流来选择，只需保证套管的型式与母线的尺寸相配合。二型式选择： 1屋外支柱绝缘子一般采用棒式支柱绝缘子，屋外支柱绝缘子需倒装时，宜用悬挂式绝缘子。2屋内支柱绝缘子一般采用联合胶装的多棱式支柱绝缘子。3穿墙套管一般采用铝导体穿墙套管，对铝有明显腐蚀的地区可以例外。4在污秽地区，应尽量选用防污盘形悬式绝缘子。根据以上规定，所造型号见设备表。第六节 电流互感器的选择一 参数选择电力工程电气设备手册1对CT作如下说明：1CT的二次额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A，当配电装置距离控制室较远时亦可考虑用1A。2二次级的数量决定于测量仪表，保护装置和自动装置的要求。一般情况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不同的二次绕组，否则应采取措施，避免互相影响。二 型式选择：35kV以下屋内配电装置的CT，根据安装使用条件及产品情况采用瓷绝缘结构或树脂绕注绝缘结构。35kV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式，绝缘结构的独立式CT，常用L（C）系列，在有条件时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管CT，以节约投资减少占地。三 一次额定电流选择： 1当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中正常工作电流大1/3左右，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。2电力变压器中性点CT的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择。一般情况下可按变压器额定电流的1/3进行选择。关于CT的配置，电力工程设计手册1要求：1凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表，保护和自动装置要求。2在未设断路器的下列地点应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点，发电机和变压器的出口，桥形接线的跨条口等。3对直接接地系统一般三相配置，对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。根据以上要求，选择的电流互感器型号见结果表。第七节 电压互感器的选择一 电压互感器的配置电力工程设计手册1要求：1电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都有能提取到电压。26220kV电压等级和每组主母线的三相上应装设电压互感器。3当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设PT。4当需要在330kV以下主变压器回路中提取电压时，尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。5兼作为并联电容器组泄能和兼作为限制切断空载长线过电压的电磁式电压互感器，其与电容器组之间和与线路之间不应有开断点。二 型式选择： 1620kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中，或在布置地位狭管的地方，可采用树脂浇注绝缘结构，当需要零序电压时，一般采用三相五柱式电压互感器。235110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。3接在110kV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。4兼作泄能用的电压互感器，应选用电磁式电压互感器。三 接线方式选择：在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线，电压互感器的额定电压选择见下表：型式一次电压（V）二次电压（V）第三绕组电压（V）单相接于一次线电压上Ux100接于一次相电压上Ux/3100/3中性点非直接接地100/3、100/3中性点直接接地100三相Ux100100/3准确度的确定：用于电度计量，准确度不应低于0.5级，用于电压测量不应低于1级，用于继电保护不应低于3级。规程还规定：当电容式电压互感器由于开口三角绕组的不平衡电压较高，而影响零序保护装置的灵敏度时，应要求制造部门装设高次计算谐波滤过器。第八节 各主要电气设备选择结果一览表所选主要设备表：设备110kV35kV10kV断路器LW-110LW8-35ZN28开关柜JYNII-10型手车式交流金属封闭开关柜母线LGJ-300/25LGJ-240/252（12510mm2）矩形铝排接地器隔离开关JW1-110G、GW4-110DGW8-60G/400（主变中性点）GW5-35主变高压侧引下线LGJ-300电压互感器JCC6-110JDJJ-35JDZJ1-10电流互感器LCWB6-110BLCWB-110（主变高压侧）LCWD-60（主变中性点）LCWB-35LZZB6-10LMZ-0.5（所用电）绝缘子ZS-110/400ZSW1-35/400（户外）穿墙套管CWL-10/3000注：主要设备的具体参数见计算书。第六章 配电装置及电气总平面布置设计第一节 配电装置选择 1配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是按主接线的要求由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备构成用来接受和分配电能。2配电装置设计原则：高压配电装置必须根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修和施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置，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。3配电装置应满足以下基本要求：1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。2）保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。3）便于检修、巡视和操作。4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。5）安装和扩建方便。第二节 防雷设计及接地装置设计变电所是电力系统的中心环节，若发生雷击事故，将造成断路器跳闸，而引起大面积停电，严重的雷击过电压将有可能损坏主要电气设备，而使变电所长时间停电，因此变电所必须进行防雷保护。变电所遭受雷害可能来自两个方面，雷直击于变电所，雷击线路沿线路入侵的雷电波，对直击雷的保护一般采用避雷器或避雷线，对雷电侵入波的保护，采用母线上装装设避雷器，设置母线保护段以及采取主变保护，和变压器中性点保护的方法，以限制入侵雷电波的幅值。一雷电侵入波保护 1进线段保护110kV全线架设避雷线。2母线上装设避雷器。在每个母线上都应装一组，且离主变近一些，避雷器距变压器和其它保护设备之间距离不应大于其最大电气距离。3变压器中性点保护 对小接地电流系统，中性点一般不设避雷器，但在多雷区或单进线变电所就应装设，在中性点直接接地系统且变压器分级绝缘时，在中性点设一个避雷器。根据25项反措要求，中性点放电间隙采用水平布置，材料为14不锈钢圆钢。4335kV配电装置： 每组母线上都应装避雷器。二直击雷保护直击雷保护对象是各电压级屋外配电装置以及主控室等，在保护时应注意以下规定：1110kV配电装置在架构上，或屋顶上，装避雷针或设独立针，但当土壤电阻率大于1000m时，必须设独立针，以防止反击事故。2屋外变压器组合导线母线桥等必须装独立避雷针，而不能将避雷针装在架构上。3对主控室及室内配电装置的保护，在雷电活动强的地区应装设独立针。若屋顶为金属材料，可引至接地装置，若屋子为钢筋混凝土结构，则将钢筋焊成网，接至接地装置。其它房屋结构要设避雷带，引至接地点。4一般110kV变电所装避雷针35支，高度为2535m。为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙S1L被击穿而造成反击事故，必须要求SR大于一定距离。 同样为了防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Scl被击穿，必须要求大于Scl大于一定距离。在一般情况下，SR不应小于5m，Scl不应小于3m。（本次防雷设计中采用三极35m的避雷针，进行防雷保护）。具体计算数据见下表：编号h（m）h（x）（m）rk（m）D(m)bx(m)D12D13 D23bx12bx13bx23#1#2#33515.320.3669.2574.283613.5912.4321.251030.22521.54320.38529.2第三节 总平布置选择一考虑将110kV和35kV配电装置建在室外，110kV变电站布置在北部，35kV配电装置布置在西部，主控楼一层为10kV配电装置室、电容器室、检修间等，二层为主控室。1规程第104条：控制室、配电装置室、建筑物出口的门及有火灾、爆炸危险的房间的门均应向外开。第119条：长度大于7米的配电装置室应有两个出口，当长度大于60m时，应增加一个出口，配电装置室通向外面的门应装弹簧琐。由于电容器易爆炸，固其配置应与其它电气设备隔开，本次设计采用全部装置集于一栋楼，则电容器室放在一楼，这就要求电容器室必须进行防燃、防爆处理，建楼时就必须考虑采用防燃、防爆材料，并采用防火门，并向外开，同时还要配置灭火器材及装置。2电缆沟的配置规程62条：在电缆隧道或电缆沟内，电力电缆和控制电缆一般分开排列，当布置在同一侧时，控制电缆应尽量布置在电力电缆下面，同时电缆的路径应为最短。第63条：电缆沟进入建筑物处应设耐火隔墙。第67条：盐雾地区或化学腐蚀地区的电缆支架宜涂防腐漆或采用铸铁支架等。3总平布置应注意线路相序的排列设计手册1规定：各级电压配电装置各回路的相序排列应尽量一致，一向为面对出线电流流出方向自左至右，由远及近，从上到下，按A、B、C相序排列，对硬导体应涂色，色别为：A相黄色，B相绿色，C相红色。二布置及安装设计的具体要求： 1矩形母线的布线应尽量减少母线的弯曲，尤其是多片母线的立弯。2由于温度变化引起的硬母线伸缩，将产生危险应力，为此在母线较长时，应加装母线伸缩节。3对于屋外母线桥，为防止杂物的吹落而造成母线短路，应在母线上加装绝缘热缩套等。4我国北方雨水较少，积聚在穿墙套管上的污秽物不易冲刷，到小雨或雾天易发生闪络，所以应设置雨蓬。5检修方面，110kV屋外配电装置的设备多为就地检修。第二篇设计计算书第一章 主变压器容量的计算一计算负荷10kV级的Sjs为：Sjs=kf（Pimax/COS）（1+5%）=0.85(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+5.6+2.8+3+3+3+3)/0.8(1+5%)=45.79(MVA)35kV级的Sjs为：Sjs=0.9 (6+6+5+3+2.6+3.2)/0.8(1+5%)=30.47 (MVA)二、主变容量选择及校验：1）负荷选择：2Se76.26 Se38.13 (MVA)2)负荷校验(2-1)Se0.676.26 Se45.7(MVA)3)按上一台主变时的校验 Se45.7 (MVA)则主变应选两台容量为40MVA的变压器. 第二章 短路电流计算短路阻抗的计算查资料,阻抗取0.4/km计算时，取SJ=1000 MVA ，UJ=UP=115kV， 按最大运行方式计算短路电流:I(3)= I(3)发电机:S1=600MVA, Xc1=0.38, S2=800MVA, Xc2=0.45测各元件的阻抗标么值为:X1*=Xc1(Sj/Se)=0.38(1000/600)=0.633X2*=Xc2(Sj/Se)=0.45(1000/800)=0.5625XL1*=300.4(1000/1152)= 0.907XL2*=200.4(1000/1152)= 0.605XL3*=250.4(1000/1152)= 0.756系统在基准值下的阻抗标幺值由公式XC=XC 得到计算结果如下表：系统名X1*X2*阻抗值0.630.5625线路的阻抗标幺值有公式XL=X0L 得到计算结果如下表：线路名XL1XL2XL3阻抗值0.9070.6050.756主变压器阻抗标幺值由公式X1= X2= X3=计算结果如下表：XT1XT2XT32.68751.68750所用变压器标幺值的计算如下：XST=600系统图的简化：X1=0.2419X2=0.3023X3=0.2167X4=0.4342X5= X3 X4=0.21670.4342=0.6509X6=1.34375X7=0.84375各母线处短路的计算阻抗标么值（115kV电压等级下）：K1点短路时：X1js= X5=0.6509K2点短路时:X2js= X5 X6 X7=0.6509+1.34375+0.84375=2.8384K3点短路时:X3js= X5 X6=0.6509+1.34375=1.99465K4点短路时: X4js= X5 X6 XST=0.6509+1.34375+600=601.99465各母线处短路电流的计算：1、各母线短路时电流的标么值（115kV电压等级下）：（1）K1点短路时I1*=1.5363（2）K2点短路时 I2*=0.3523（3）K3点短路时I3*=0.50134（4）K4点短路时I4*=0.0016612各点短路时的电流有名值（在不同的电压等级下）：（1）K1点短路时I