毕业设计（论文）-西域110KV降压变电站电气部分设计.docx

本科生毕业论文（设计）题 目：西域110KV降压变电站电气部分设计姓 名： 分院、系：机电工程系专 业：电气工程及其自动化年 级：2012级学 号：指导教师： 职称：教授 2016 年 4 月 19 日 原创性声明 兹呈交的学位论文（设计），是本人在导师指导下独立完成的研究成果。除文中已经明确标明引用或参考的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。 声明人（签名）： 日期： 2016 年 4 月 25 日 西域110KV降压变电站电气部分设计摘要 本文主要进行110KV变电站设计。首先通过原始资料分析,由其功率因数、最大负荷求出视在计算负荷、额定电流。而后依据待建变电站最大负荷求出变压器容量,选取型号。选取变电站无功补偿容量,确定并联电容器型号。根据灵活、速动、经济、可靠性设计变电站主接线,还考虑扩建及未来的发展,通过多种方案对比选取最优,对主变压器进行继电保护设计。紧接通过经济密度选取导线并对其截面积进行校验.利用电抗标幺值计算变电站110KV,10KV侧短路电流。根据最大可持续电流,短路电流有名值来选择继电保护装置。对线路进行潮流计算,根据潮流计算的每回线路损耗值和最大损耗时间的乘积得出全年电能损耗。最后利用CAD绘出电气主接线图、继电保护配置图。关键词 设备选择 电气主接线 变压器 变电站设计全套图纸加扣3012250582 Western part of the design of 110 kv step-down transformer substationAbstract This paper mainly deals with 110KV substation design. First by analyzing the raw data, its power factor, the maximum load is determined depending on the computational load, the rated current. Then find the capacity of the transformer substation to be built in accordance with the maximum load, select the model. OK substation reactive power compensation capacity of the main wiring choose shunt capacitor model. According flexible, snap, economy, reliability design of substation main connection, have to take into account the future expansion and development of the design, by designing a variety of programs, select the optimum contrast, the main transformer protection design. Immediately selected through economic density wire and check its cross-sectional area calculation utilizing 110KV substation reactance pu, 10KV side of the short circuit current. According to the maximum sustainable current, short-circuit current protection device known value to select. On the line flow calculation, every time the product line loss and maximum time loss calculated in accordance with the trend of the year to draw power loss. Finally CAD draw Main Electrical wiring diagram, relay protection Fig. KeyWords Equipment election, Main electrical wiring,Transformer,Substation design目录引言1第1章 绪论21.1 课程设计意义和现状21.2 设计主要内容3第2章 原始资料分析42.1 变电所资料分析42.2变电所负荷计算5第3章 确定变电站主变压器73.1变电站主变压器容量73.2 变电站主变压器选择结果8第4章 确定变电站无功补偿94.1变电站无功补偿容量94.2变电站无功补偿设备10第5章 短路电流计算115.1 系统短路电流计算的目的、意义115.2 系统短路电流计算11第6章 主接线设计156.1 待建变电站主接线156.1.1主接线方案的比较156.2.2 主接线方案的确定及继电保护配置196.2线路导线线型选择计算196.3 线路导线截面积校验22第7章 继电保护配置247.1 选取变电站各回路断路器和隔离开关与校验247.2 选择变电站各回路侧电压互感器、避雷器277.3 待建变电站各回路电流互感器设计29第8章 潮流计算和系统损耗318.1 线路的潮流计算318.2 计算电网线路部分电能损耗32结论34致谢语35参考文献36附录37V西域110kV降压变电站电气部分设计引言电是能量的一种表现形式，电力生产行业已经成为不可或缺的动力，并广泛运用到工厂和日常生活等方面。电能有许多优点：首先，简单地转换成另外一种能量形式，其次，电能可以通过高压的形式进行传输，方便电能传输与控制，提高产品质量与经济效益。电力工业在国民生产总值中占有非常重要的地位和意义。建国以来，由于中国电力行的迅速发展，变电站，供电局等配套设施更加完善，许多地区已经实现了电能传输，电压等级转换自动化。变电站是电力系统的重要组成部分，他输出电力系统的电能，通过转化，分配，运输，然后安全，可靠和经济将电力提供给客户。变电站是电能传输与控制的枢纽。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配送网络的损失和电力成本，减少电力设施覆盖资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。第1章 绪论1.1 课程设计意义和现状随着国民经济和人民生活水平的提高，用户的用电质量需求日趋增长。国加速城网和农村电网建设与改造发展计划，以拉动国内需求。变电站在电力系统中转换电压，接受和分配电能，掌管电流和调节的电力线路的电压，它经过其变压器将各级电压的电网关联起来，在电力体系中承担举足轻重的作用。近年来110kV变电站的建设快速发展。华夏电力行业的技术和管理水平逐渐进步，当下许多变电站实现计算机集中控制和监测。随着我国国民经济的发展，电力行业将逐渐投入世界先进水平队列。我选择设计这个项目，学习独立分析和解决问题的工作能力。电力行业发展迅速，变电站对设计提出了更高的要求，但我们需要提高认识，懂得操纵层面，认真对待。1.变电站在电力系统中的地位发电厂和变电站是关联的中间环节，转变和分派电能的用户起到了重要作用。根据其在系统中的位置变电站可分为以下几种：（1）枢纽变电站；坐落在电力体系中的关键点，连接几个部分高，中压，聚集了多个电源电压等级变电站的电力系统330-500kv成为枢纽，全面停电后，它会造成系统分裂和甚至瘫痪。（2）中间变电站：高压侧交换的主要趋势，它在系统中成功转型的作用。或隔离长距离输电线路,220-330千伏一般2-3衔接电源电压,而对于本地电源，例如作为变电站的中间部分降压，所谓的中间变电站。整个停电后，它会导致区域电网解列。（3）地域变电站：高压侧寻常是110-220kv，该变电站向地区用户供电为主，这是一个地区或都会的重要变电站。整个停电后，该区域仅中断电源。（4）终端变电站：在传输线的终端，靠近负载点，110千伏的高压侧电压，降压变电站直接供应给消费者，即终端变电站。整个停电后，用户受到损害。变电站的设计规定是：安全，可靠，合理的投资，高效运转。努力实现一致性和可靠性，先进性，经济性，适应性，灵活性，及时性和和谐统一。 1.统一：统一建设标准，基础设施和统一的生产标准，公司企业的文化特征由外部形象提醒。 2. 可靠性：主接线安全可靠。3.经济:按照利益最大化，考虑到最初的项目投资和长期运营成本，追求设备寿命期内最佳经济效益。 4.先进性：先进设备选型合理，占地面积小，环保，技术先进，经济指标相媲美。 5.适应性：考虑在不同地区的实际情况，具有宽范围的系统的适应性，并且可以是不同的尺寸在一定时间内，以不同的形式，可以适应不同的外部条件。 6.灵活性：刻度合理的，灵活的接口，多样方案的组合，易于规模增减,可以根据不同的情况的环境中运行。 7.和谐：环境和人文地理环境及变电站协调的整体状态。1.2 设计主要内容1.完成待建110kV变电站电气部分的设计，包括待建变电站设计水平年负荷计算；2.主变电站主连接一旦确定，待建变电站短路电流的计算。断路器，隔离开关选择，检查计算; 变电所无功补偿容量的计算；线路导线线型选择计算；3.线路导线线型电压损耗校验计算；4.电网能量损失计算。撰写设计规范和计算，掌握电气工程图的绘制方法。第2章 原始资料分析2.1 变电所资料分析1.设计题目: 西域110kV降压变电站电气部分设计2.设计主要内容：完成待建110kV变电站电气部分的设计，包括待建变电站设计水平年负荷计算；主变压器的选择，变电站一次主接线的确定，待建变电站短路电流计算。断路器、隔离开关选择、校验计算；待设变电站无功补偿容量计算；线路导线线型选择计算；线路导线线型电压损耗校验计算；电网电能损耗计算。撰写设计说明书与计算书，掌握电气工程图的绘制方法。3.原始资料:原始资料ABCD待建变电站 系统一次接线如图2-1所示。已建变电站及线路待建变电站及线路图2-1 系统一次接线图 图中：A110kV变电站，主变容量为212000kVA； B110kV变电站，主变容量为240000kVA，最大负荷为60000kW,平均功率因数为0.85,最大负荷利用小时为5000小时； C110kV变电站，主变容量为231500kVA，最大负荷为50000kW,平均功率因数为0.9,最大负荷利用小时为4000小时； D待建110kV变电站，当前最大负荷为20000kW,平均功率因数为0.8,最大负荷利用小时为5500小时，设计水平年定为5年后,平均负荷增长率为20%。 已建线路：A-B 线路长20km，线型为LGJQ300，几何均距6mB-C 线路长15km，线型为LGJ240，几何均距5.5m待设计线路：C-D线路长15km，A-D线路长25km。 待建变电站拟用10kV线路向工业开发区内用电客户供电,当前计划建设6回10kV线路;其中有一个二类用电客户,要求用双回路供电.变压器保护：主保护时间0.2秒，后备保护时间2.5秒；线路保护：主保护时间0.2秒，后备保护时间3.0秒。变电站参数如表2-1所示。 表2-1 变电站参数表项目变电站A变电站B变电站C变电站D主变容量212000kVA240000kVA231500kVA216000kW最大负荷60000kW50000kW20000kW平均功率因数0.850.90.8最大负荷行使小时5000小时4000小时5500小时已建线路：A-B 路线长20km，线型为LGJQ300，几何均距6mB-C 路线长15km，线型为LGJ240，几何均距5.5m待设计线路：C-D线路长15km，A-D线路长25km。变电站建成建议的工业开发区有10KV电力线路客户，目前计划兴建六次10kV线路;那里是一个二等用电客户，双回路供电需求。变压器保护：主保护时间0.2秒，后备保护时间2.5秒；线路保护：主保护时间0.2秒，后备保护时间3.0秒。2.2变电所负荷计算 按照原始的数据的初步设计计算 (2-1)式中Kt-同时系数10kV 0.85,a%该电压等级电网的线损率，一般取5%。 考虑电力系统的中长期发展规划，代建变电站计算负荷为： B变电站计算负荷为： C变电站计算负荷为： 代建变电站计算电流为：ID=SC/UN=22310/(110)=117.1A B变电站计算电流为： IB=SB/UN=63000/(110)=330.7A C变电站计算电流为： IC=SC/UN=49600/(110)=260.33A 第3章 确定变电站主变压器3.1变电站主变压器容量 1.主变压器台数的选择 根据,变电站设计过程中，一般需要安装两台主变器，防止其中一台出现故障或检修时中断对用户的供电。变压器台数往往在一个电压等级下与电力网络联系较多的大、中型发电厂和主要变电所有关，一般不小于两台;而对关联较少的中小型电厂和低压侧电压为6-10KV的变电所只起到备用,可只装一台变压器, 为了降低单台的容量。于是，在本次策划中装设2台主变压器。2.主变压器容量的选择 变电站主变容量，通常是由5 - 10年的规划，负载，网络结构，并认为首要的是要肯定该变电站的容量等成分的性质时，应考虑的主变压器停电时，剩余容量计和变压器的过载允许时间内，应符合类，类用电负荷;当一个主变压器停运，变压器的残存容量应能满足70以上的全负荷。待建110KV变电站，将建成目前最大负荷20000KW，平均功率因数0.8 按最大负荷计算变压器容量为0.722310=15617（KW）3.主变压器型号的选择 (1)选取相数：330千伏及以下电力体系中，正常采用三相变压器。如选用单相变压器组投资大，占地运行损耗大，配电结构复杂。(2)绕组数选取：在变电站拥有三个电压等级，假如通过变压器的容量，或在低压侧的15以上的绕组的功率的主变压器，虽然没有负载，但在变电站无功补偿装置的安装中，应采用三绕组变压器。(3)绕组结合形式的选取：变压器三相绕组接线组别必需与体系电压相位相同, 不然，它不能并行地运行。电力系统一般绕组接线星（Y）和三角形（）两种。三相变压器连接绕组应根据具体的项目选择。超过11万伏，三相变压器绕组和YN用于中性点直接接地； 35KV使用Y型连接，通过更多的中性点经消弧线圈接地; 10KV接地系统，请使用绕组连接。(4)调压方式的确定 ：有负载和无负载电压调节，负载抽头开关的负载时间，变压器分接开关，以达到调节电压的目的。当没有励磁电压调节时，变压器是不是没有负载，而是对电力变压器的每一个侧的电网，在变压器绕组中不受激励。(5)变压器的冷却方式:根据变压器型号的不同,其冷却方式有：自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环等。 油侵自冷式，没有格外的自冷却的冷却配置，它是行使天然对流油，绕组和放射到罐壁或在散热器管（膜）芯的热量，而后依托分布式空气对流热传导。该冷却方法在小容量变压器常用。空气冷却油侵入在变压器拆解散热器的后侧，安装有冷却电扇的，行使吹风冷却风扇在散热器内以加快的油。相似的变压器，采用空气冷却方式可提高30-35的容量。中等容量变压器一般都是由空气冷却法冷却。可得，待建变电站冷却系统应采用强迫油循环风冷。3.2 变电站主变压器选择结果根据以上计算和分析结果，查电气工程类毕业设计指导教程可得，选择的主变压器型号为：SFZ7-16000/110。主要参数如表3-1所示。表3-1 主变压器参数型号额定容量（KVA）额定电压结合组损耗空载电流（%）阻抗电压（%）重量（t）轨距（mm）高压低压空载负载SFZ7-16000/1101600011032.5%10.5YN,d1125.3861.210.525.41435第4章 确定变电站无功补偿4.1变电站无功补偿容量 电力工业在1996年公布的“供电营业规则”原则：“用户应在抬高自然功率因数上，按典型规划和装设无功补偿设备，当负载和电压的变化及时投入或切除，以防止无功功率升高。用户满足以下要求的功率因数：100KVA及以上高压客户，0.9以上的功率因数。客户和大，中型转售电功率因数为0.85以上，农家功率因数为0.80。1.待建变电所有功功率为：P=20000KVA 则功率因数cos=0.8 解得Q=15000（Kvar） 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到90%以上。 0.9= 解得Qb=9686.4Kvar 待设计变压器补偿容量至少为：15000-9686.4=5313.6Kvar2.变电所A视在功率：S=24000KVA 变电站附近的一个是无电荷，直接进入系统，所以它可以设置其操作功率因数较高的值，以避免长距离传输的无功功率。 令变电所A出口处：cos=0.95 则Q=7494Kvar 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到100%以上。Cosb=1.02 Qb= 4824Kvar 变压器A补偿容量至少为：7494+4824=12318Kvar3.变电所B负荷为：P=60000kW 则功率因数cos=0.85 解得Q=37184Kvar 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到90%以上。0.92= 解得Qb=25560Kvar 待设计变压器补偿容量至少为：37184-25560=11624Kvar4.变电所C负荷为：P=50000kW 则功率因数cos=0.9 解得Q=24216Kvar 按要求应当采用电容器将功率因数补偿到95%以上。0.97= 解得Qb=12531Kvar 待设计变压器补偿容量至少为：24216-12531=11685Kvar4.2变电站无功补偿设备无功功率的人工补偿配置主要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器有安装容易，操作维修方便，功率损耗小，装设灵活，易于扩展等优点，所以在最常见的应用在供电系统中的并联电容。高压并联电容器组的设计 1.电容器集中装设在配电所的高压电容器内，与高压母线连接。按GB 50053-199410KV及以下变电所设计规范原则:高压电容器组宜采用中性点不接地的星型接线, 容量较小（45kvar以下）可以连接成一个三角形。 2.高压并联电容器组的电气接线根据GB50227-95并联电容器装配设计规范，高压并联电容器组应该选用单星形接线或双星形接线，在中性点非直接接地的电网中，星形连接的电容器组的中性点不该当接地。目前，有2种类型的布线，三角型（单三角，双三角）；星形类（单星形、双星形）。在系统内变电站一般用单星型连接。在操作过电压保护，操作条件和三角形连接的电容器避雷器的保护作用不如星形连接电容器组好。因此，本文只讨论了星形连接的电容设计相关问题由于待建变电站无功补偿容量为5313.6Kvar，所以选择TBB20-6000/334A C型高压并联电容器。主要参数表4-1所示。 表4-1高压并联电容器参数型号规格额定容量额定电流（A）TBB20-6000/334A C6000944.9第5章 短路电流计算5.1 系统短路电流计算的目的、意义在电力供电系统中，对电力系统危害最大的就是短路。在短路的形式可分为单相对地短路,三相短路，两相接地短路，两相短路。在短路电流计算中，一般都是以最严重的短路电流为依据。于是，本文的短路电流计算是以三相短路为例。详尽地推算出电网中各点短路电流值的大小，有助于肯定体系的保护策略和方式，为了保证迅速和高效的切除电力系统短路的短路故障, 需要选择合理的配置方法和保护装置，故障是在较小的范围内，以防止故障引起的火灾，并避免损坏设备，由短路故障引起的伤害降低到最低限度。由于系统的操作变化，短路电流也将发生变化。它是经过估计最大短路电流肯定系统的耐受能力，特别是肯定配电盘和断路器分断能力; 计算设备的最小短路电流，用于设备的协调。另外，短路电流计算还能帮忙查验电力系统电压等级选取的正确性和发电机组和电能分拨系统选择的合理性。I 次暂态短路电流作为继电保护整定计算和检查断路器额定分断能力。它应该是暂态短路电流（电力系统最大运行形式）继电保护安置处产生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。isk三相短路冲击电流, 用来检验电器和母线的动稳定。短路电流计算的步骤在工程设计中，其具体计算步骤如下： 1.计算各元件电抗标幺值，并折算到同一基准容量下； 2.绘制等值网络，进行网络变换；3.选择短路点；4.在网络的简化，电源系统看的无限大系统，不考虑短路电流周期分量，求出短路电流标幺值、有名值；5.计算短路容量，短路电流冲击值：短路容量： （5-1）短路电流: Icj=2.55I （5-2） 6.列出短路电流计算结果。 5.2 系统短路电流计算 原始资料网络供电到110kv母线,10kV侧无源， 归算到110kV侧母线阻抗UB=Uav，SB=100MVA。取基准容量：SB=100MVA，基准电压B=Uav,计算基准值如表5-1所示。表5-1 变电站网络等值电路参数电气量关系式基 准 值S(MVA)100U(kV)U=U11510.5I(kA)0.5025.50X()132.251.10 描述：变电站电气设计，选择和检查电气设备，需要使用短路电流。必须注意以下几点：1.接线形式：计算短路电流时式，应是可能发生最大短路电流的一般接线方式，即最大运行方式。2.短路类型：一般根据三相短路计算，三相短路效应最大，在单相或两相接地短路三绕组变压器的电路电路的影响较小，应根据大影响。3. 短路计算点的选择：短路计算点是指正常接线方式，由电气设备的短路电流为最大点。本系统选择110kV高压侧母线D1，D2 10kV低压侧母线，系统等值网络图如图5-1所示。 图5-1 系统等值网络图 各元件电抗标幺值计算 变压器： XT*=UK%100SdSTN （5-3） 线路： XL*=XLSdUd2 （5-4） 变电所A绕组电抗标幺值：XA*=10.510010012=0.875 变电所B绕组电抗标幺值：XB*=10.510010040=0.262 变电所C绕组电抗标幺值：XC*=10.510010031.5=0.33 变电所D绕组电抗标幺值：XD*=10.510010016=0.66 变电所A至变电所B 110KV路线电抗标幺值：XL*=2.21001152=0.016 变电所A至变电所D110KV路线电抗标幺值：XL*=0.425251001152=0.08 变电所B至变电所C 110KV路线电抗标幺值：XL*=0.401151001152=0.045 变电所C至变电所D 110KV路线电抗标幺值：XL*=0.425151001152=0.048 图5-2 系统等值网络图1.当D1点短路时等值网络电抗的标幺值：X1=(0.438+0.026)/(0.15+0.165)+0.02)/0.21=0.104次暂态短路电流标么值的计算：=1/0.104=9.62 短路电流在次暂态0或4S时一样，三相短路电流有名值为：=9.621003115=4.83A冲击电流为：短路全电流最大有效值为：=1.514.83=7.29A短路容量为:1154.83=962.1MVA2.当D2点短路时：等值网络电抗的标幺值：X2=0.21+0.208=0.418次暂态短路电流标么值的计算：=1/0.418=2.4短路电流在次暂态0或4S时一样，三相短路电流有名值为：=2.4100310.5=13.15KA冲击电流为：短路全电流最大有效值为：=1.5113.15=19.86KA短路容量为:10.513.15=239.15MVA 短路电流计算如表5-2所示。表5-2 短路电流计算结果表短路点编号基值电压UB (kV)基值电流iB (kA)短路电流标幺值 (kA)有名值 (kA)冲击值i (kA)最大有效值I(kA)1150.5029.624.8312.37.2910.55.502.413.1533.519.86第6章 主接线设计6.1 待建变电站主接线可靠性合理性直接影响的电器，配电设备的基本操作，灵活性和选择的电源系统布线设计，继电保护，有着决定性的关系，发展自动控制装置及控制方法。根据“电力工程设计手册（电气一次部分）”：“电气主接线变电站应根据电力系统的变电站、变电容量计划、负载性质、路线、变压器、衔接元件、设备的总数和其他条件来决定的。并考虑到供电可靠，操作灵活，操作维修方便，储蓄和投资，促进转型或扩张等方面的要求。主接线设计的基本要求如下： 1.可靠性 具有供电的可靠性。断路器检在不停电下修理；线路、断路器或母线有问题时，能否保证对主要客户供电；可能存在全站停电。 2.灵活性 电气主接线应能适合于各类运行状况，并能机动地进行运行方式的转变，灵活性重要包含下列几个方面： （1）操纵的简易性：电气主接线达到布线简单，可靠的要求，操纵简单，环节越少越好，这样，以便于运转职员操作，不会导致操作中失足。 （2）调度的方便性：在正常操作中的主要的电气布线，根据调度要求，并且容易地改变运行方式，在发生事故的情况下，能够尽快切割，以便在最短的停电时间，范围最小，对用户稳定的电源不产生太大冲击和破坏系统的操作。（3）扩建的方便性：未来电厂进行扩展，它必须方便扩展接线。特别是在火电厂，主接线的设计应留有扩展余地。 3.经济性:经济性和可靠性经常有矛盾，就应该在可靠性和灵活性为前提来满足经济合理。经济重点是从以下几个方面：（1）投资储蓄。主接线应通俗易懂，并选取合适的措施制约短路电流，开关的数目，以节约用电，使用低廉的电器，以减少投资。 （2）有一个扩展的可能性。（3）功率损失少。发电厂或变电站，主要是从变压器的功率损耗应该相当经济的选择的单元的数量和变压器的容量的形式中，尽量避免出现两个变压器增加功耗。6.1.1主接线方案的比较依据电力工程电气设计手册(电气一次部分)， 10kV配电配置出线回路数8回及以上时，可采用单母线分段的接线。110kV配电配置出线回路数4回时，可采用单母线分段的接线、单母线分段带旁路接线。 第一种方案 1.110kV侧主接线设计 本设计采用2回线路2回，110kV变电站电气主接线一般采用单母线分段接线、单母线分段带旁路接线。（1）单母线分段接线：单母线分段能提高供电可靠性。当任何一台母线隔离开关故障与维修，自动或手动分割断路器跳闸QF，只有一段母线停电，另一段母线的回路可以正常运作。主要负荷分别来自两母线引出一个供电线路，保证可靠性。概率非常小情况是两母线同时出问题，可以不考虑。当不怎么考虑可靠性，用隔离开关QS将母线分段，出问题时全厂会短时停电，没问题时断开分段隔离开关恢复网络运行。 2. 10kV侧主接线设计据电力工程设计手册（电气一次部分）， 10kV配电装配出线回路数8回及以上时，能用单母线分段接线和双母线接线。单母线分段接线的优点是：供电距离短，且对重要负荷采用双回路供电。接线简单，易于操作，不易误动作，出资少，设备少，占地少，为未来扩展奠定了基础。该变电所电气主接线图如6-1所示。图6-1 变电所电气主接线110KV侧电流互感器限流器电压互感器隔离开关电流互感器避雷器计量,测量电流互感器10KV侧电流互感器 第二种方案 （2）110kV侧主接线设计：单母线带旁路母线分段接线 经过长期的时间，断路器或开断一定次数的短路电流，其机械性能和灭弧性能将下降，需要进行维护，以恢复其性能。在正常情况下，该电路必须进行停电修复。设置旁路母线唯一的目的就是能够保持不停地检修任一台出现故障断路器。特别是旁路母线不能代替母线运行。该变电所电气主接线图如6-2所示。图6-2 变电所电气主接线6.2.2 主接线方案的确定及继电保护配置 方案确定 从技术上看，两种方案可满足110千伏级的供电可靠性和灵活性的要求，且具备扩建简易的优点，但需要考虑到经济性,和占用位置的大小。 综合比较，该主接线110KV侧采用单母线分段接线。该变电所主变压器继电保护配置图如6-3所示。图6-3 变电所电气主接线电流互感器差动继电器电流继电器信号继电器切换片继电保护跳闸出口继电器时间继电器瓦斯继电器温度继电器6.2线路导线线型选择计算 1.根据经济密度选取导线截面 对35KV及以上高压线路和大电流低压的短网，应按经济电流密度计算其经济截面积： Aec=I30jec （6-1）试中 I30-线路的计算电流，单位为A，jec-经济电流密度，单位为A/mm2。 （1）A变电所拟采用双回线供电给待建变电所D，线路末端每一回线的功率为：S=0.5(20+j9.69)=10+j4.845（MVA） S30=11.11MVALg= =58（A） Tmax=5000h，查课本图5-4导线经济密度得J=1.05A/，则其经济截面为：Sj=55.23（） 试取最接近导线截面为度为50，选择LGJ-50/8钢芯铝绞线。（2）A变电所拟采用双回线供电给待建变电所B，线路末端每一回线的功率为：S=0.5(60+j25.56)=30+j12.78（MVA） S30=32.6MVALg=171（A） Tmax=5500h，查课本图5-4导线经济密度得J=1.1A/，则其经济截面为：Sj=155.5（） 试取最接近导线截面为150，选择LGJQ-300钢芯铝绞线。（3）B变电所拟采用双回线供电给待建变电所C，线路末端每一回线的功率为：S=0.5(50+j12.53)=25+j6.27（MVA） S30=25.77MVALg=135.2（A） Tmax=4000h，查课本图5-4导线经济密度得J=1.28A/，则其经济截面为：Sj=105.63（） 试取最接近导线截面为95，选择LGJ-240/40钢芯铝绞线。（4）C变电所拟采用双回线供电给待建变电所D,选择LGJ-50/8钢芯铝绞线。 2.110kV母线的选取及校验（1）型号的选择 在当地均温T =+28最大连续工作电流：Igmax=275.55A 根据公式 Imax=IgmaxK （6-2）式中K温度修正系数。考虑允许的最大导体温度为+ 70，适应于海拔高度为1500m及以下计及日照屋外的软导体，K=0.92。 归算到温度为t=+28的最大电流： Imax=IgmaxK=275.550.92=299.5A 110kV母线可选用选用LGJ-300/40钢芯铝绞。（2）根据公式 Smin=QkCS 进行热稳定校验 式中 QK短路电流的热效应； C与导体材质及发热温度相关的系数， S导体载流截面(mm2)。 计算导体最小载流截面为：Smin=QkC=93.3187=111.03(mm2) 而S=300mm2，显然SSmin 满足要求。 3.10kV母线选择及校验（1）型号的选择常温t=+28时10KV侧主变进线最大持续电流：Igmax=1515.5A 归算t=+10时，则：Imax=IgmaxK=1515.550.92=1647.34A 查电力工程电气设计手册，选长方形铝材质，10kV母线采用型号为LMY10010导体，其竖放载流量为1820A，集肤效应系数Kf=1.8。 （2）热稳定校验Smin=QkKfC=691.691.887=405.58(mm2) 而S=310010=3000(mm2)显然SSmin 满足要求。 4.主变压器至10KV配电室的高压进线选择校验 按发热条件选择： I30=I1NT=131.22A和室外温度28度，检查工厂供电设计指导，如表6-1所示。初选LJ-35，其温度30度时Ial=160AI1NT，满足发热条件。由电厂设计指导10KV铝线允许为35mm2的最小截面积，因此，LJ-35达到机械强度。具体参数如表6-1所示。表6-1 LJ-35型铝绞线的主要技术参数型号额定截面积股数/外径50C时电阻允许持续载流量(A)LJ-35357/7.500.961605.10KV配电室至用户引入电缆选择校验采用直接接地的铝芯电缆YJL22-10000型交联聚乙烯进行铺展。按发热条件选择： I30=I1NT=131.22A和28度的室外温度，检查工厂供电设计指南，如表6-2所示： 初选3芯电缆缆芯截面积为70mm2，Ial=152AI1NT，满足发热条件。 校验短路热稳定： 计算满足短路热稳定的最小截面。Smin=QkC=691.6987=302.3(mm2）70mm2 不满足热稳定的条件，所以选择YJL22-10000-3400电缆。10KV交联聚乙烯的铝芯电缆允许载流量如表6-2所示。 表6-2 10KV交联聚乙烯的铝芯电缆允许载流量 （单位A）绝缘类型交联聚乙烯钢铠护套有缆芯最高工作温度90C敷设方式直埋3芯电缆缆芯截面积/mm2701523003284003746.3 线路导线截面积校验 导线校验： 按西域最热月平均气温28长时允许载流量条件下校验导线最大负荷电流。查得允许载流量应乘以温度修正系数：K=0.92（1）变电站A-变电站D（LGJ-50双回线）：LGJ-50钢芯铝绞线允许流量234A，乘以修正系数：2340.92=214.46A58A 合格当双回路妨碍只剩一回时最大电流为：258=116A，还小于温度修改后允许载流量214.46A，合格。LGJ-50/8导线满足要求，主要参数如下： R1=0.63/km X1=0.452/km C1=0.815F/100km Qcl=3.402Mvar/100km (2)变电所A变电所B（LGJQ-300双回线）：LGJQ-300钢芯铝绞线允许载流量710A，乘以修正系数：7100.92=653.2A171A 合格当双回路妨碍只剩一回时最大电流为：2171=342A，仍小于温度修改后的允许载流量653.2A，合格。LGJQ-300导线满足要求，主要参数如下： R1=0.382/km X1=0.11/km C1=0.871F/100km Qcl=3.618Mvar/100km(3)变电所B变电所C（LGJ-240双回线）：LGJ-240钢芯铝绞线允许载流量为655A，乘以修正系数:6550.92=602.4A135.2A 合格当双回路妨碍只剩一回时最大电流为：2135.2=270.4A，仍小于温度修改后的允许载流量602.4A，合格。LGJ-240/40导线满足要求，主要参数如下： R1=0.131/km X1=0.401/km C1=0.905F/100km Qcl=3.758Mvar/100km第7章 继电保护配置 7.1 选取变电站各回路断路器和隔离开关与校验 最大持续工作电流计算 110kV侧电网额定电压 进线最大持续工作电流Igmax=1.05P3UNScos=1.05S3UNS=1.05250003110=137.78A 工程计划通过远景母线功率因数考虑，并了解到，变压器的容量国家电网工程典型设计110kV电力通过一般设置为2倍，则这些结果的对比，考虑到电气设备的选择，同样的电压等级不宜过多类似的型号，可以选当中最大值作为该侧回路的最大持续工作电流：I(110)=275.55A。 2.10kV侧 电网额定电压 最大连续工作电流为最大负载侧进行考虑和选择： 即：I(10)=1515.5A1110kV侧断路器 （1）额定电压的选择UNS电网额定工作电压，UN电气设备额定电压，UmaxUg=1.15UN电气设备最高工作电压。