110kV降压变电所电气部分初步设计毕业论文.doc

110kV降压变电所电气部分初步设计（论文）摘 要 电力事业的日益发展紧系着国计民生。它的发展水平和电气的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。党的十七大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，从一定意义上讲，实现这个宏伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全可靠的电力供应，需要优质高效的电力服务。本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。通过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最终确定了220kV变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。通过本次毕业设计，达到了巩固课程的理论知识，掌握变电站设计和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。提高专业知识，拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。待建变电所在城市近郊，其设计目的是向开发区的炼钢厂供电，还向附近的地区负荷供电。该变电所的所址靠近负荷中心，有利于电能的传输。该变电所的设计还与附近工矿企业的规划相协调，便于架空线路和电缆线路的引入。本变电所所处的地理位置优越，地势平坦、交通条件便利有利于大型设备的运输和安装。待建变电所为110KV降压变电所，该变电所设计要求有三个电压等级分别110/35/10KV。该变电所高压侧110KV母线有2回出线向负荷供电；中压侧110KV母线送出2回线路向附近炼钢厂供电；在低压10KV母线送出10回线路向地区负荷供电。因此，根据变电所的电压等级和出线回数结合变电所的分类标准，可知该所在系统中有较高的地位，可以确定本变电所为地区变电所。目 录摘 要III1设计任务12主变的选择33主接线设计64短路电流计算115电气设备选择226防雷保护设计28谢 辞34参考文献35附录一361设计任务1.1 原始资料 1、待设变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。2、确定本变电所的电压等级为110kV/35kV/10kV,110kV是本变电所的电源电压，35kV和10kV是二次电压。3、待设计变电所的电源，由对侧110kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；在中压测35kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出10回线路至地区负荷。4、该变电所的所址，地势平坦，交通方便。5、该地区年最高气温，最热月平均最高气温。35kV用户负荷统计资料用户名称最大负荷（KW）cos回路数重要负荷百分数（）炼钢厂400000.9526510kV用户负荷统计资料序号用户名称最大负荷（KW）cos回路数重要负荷百分数1矿机厂19000.912362机械厂11002643汽车厂21002354电机厂22002555炼油厂1600260 最大负荷利用小时数 同时率取0.9，线路损耗取6%。1.2 设计任务 1、 选择本变电所主变的台数、容量和型号；2、 设计本变电所的电气主接线；3、 进行必要的短路电流计算；4、 选择和校验所需的电气设备；5、 选择和校验10kV硬母线；6、 进行继电保护的规划设计；7、 进行防雷保护规划设计；8、 配电装置设计。2主变的选择 2.1 主变选择变压器是变电所中最重要的和最贵重的是设备，变压器的选择在变电所中是比较重要的。它是变电站中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送，分配和利用。变压器的分类方法比较多，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 （S9，S10-M，S11，S11-M等）；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（SC，SCZ，SG3，SG10，SC6等）；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（SZ7，SFSZ。SGZ3等）降压变电所主变压器台数和容量的确定。主变压器的选择原则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.对只有二级负荷而无一级负荷的变电所,也可以只采一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源或另有自备电源。（1） 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所也可以考虑采用两台变压器。（2） 除上述两种情况外,一般车间变电所宜采用一台变压器.但是负荷集中且容量相当大的变电所,虽为三级负荷,也可以采用两台变压器。（3） 在确定变电所主要变压器台数时,应适当考虑负荷的发展留有一定的余地。（一）变压器容量的选择主变容量选择应考虑：（参考电力工程电气设计手册一中的第五章）（1）主变容量选择一般应按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。（2）根据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站，当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的60。(3)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。（主要考虑备用品，备件及维修方便。）由计算结果得知应选择容量为SFPSL-63000/220型。（二）主变台数的考虑原则及台数的选择（1）对大城市的一次变，在中、低压侧构成环网情况下，装两台主变为宜。（2）对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电所，设计时应考虑装三台的可能性。（3）对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时更换主变。由以上分析知应选择两台主变。2.2 变压器型式的选择（一）相数的选择由相应规程规定，若站址地势开阔，交通运输方便，也不是由于容量过大而无法解决制造问题宜采用三相变压器，结合以上分析，此变电所应采用三相变压器。（二）绕组数和绕组连接方式的选择参考电力工程电气设计手册和相应的规程中指出：在具有三种电压的变电所中，如果通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的15以上，或在低压侧虽没有负荷，但是在变电所的实际情况，由主变容量选择部分的计算数据，明显满足上述情况。故该市郊变电所主变选择三绕组变压器。参考电力工程电气设计手册和相应规程指出：变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式有Y和型两种，而且为保证消除三次谐波的影响，必须有一个绕组是型的，我国110KV及以上的电压等级均为大电流接地系统，为取得中型点，所以都需要选择的连接方式。而6-10KV侧采用型的连接方式。故该市郊变电所主变应采用的绕组连接方式为： 。（三）主变阻抗和调压方式的选择参考电力系统电气设计手册和相应规程中指出：变压器各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定，潮流方向，无功分配，继电保护，短路电流，系统内的调压手段和并列运行等的方面进行综合考虑，并应以对工程起决定性作用的因素来确定。变压器的阻抗选择实际上是指三个绕组在变压器铁心中缠绕的位置，由此变压器可以分为升压结构和降压结构两种类型。调压方式是指采用有载（带负荷）调压还是手动（不带负荷）调压方式。规程规定：在能满足电压正常波动情况下可以采用手动调压方式（手动调压方式的变压器便宜、维修方便）。近年来随着对电压质量的要求的提高和有载调压变压器的质量的提高，作为城市变电站，一般也都用有载调压方式。综合以上分析本设计中此变电站的主变宜采用有载调压方式。（四）主变压器的冷却方式根据型号有：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。按一般情况，110KV变电站宜选用自然风冷式。（五）全绝缘、半绝缘、绕组材料等问题的解决在110KV及以上的中型点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。110KV，35KV侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。10KV侧为中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。3主接线设计3.1. 接线设计原则电气主接线的设计是变电站设计的主体，是电力系统原始数据及变电站运行的可靠性、经济性要求密切相关。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活，经济运行以及变电站电气设备选择，配电装置的布置，会有直接的影响。因此，主接线必须结合电力系统、变电站具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理他们之间的关系，经过技术、经济的比较，合理选择主接线方式。变电站电气主接线的可靠性、灵活性和经济性是一个综合的概念，不能单独的强调其中的某一特性，也不能忽略其中的某一特性。但根据变电站在系统中的地位和作用的不同，对变电站电气主接线的性能要求也有不同的侧重。例如系统中的超高压、大容量枢纽变电站，因停电会对系统和用户造成重大损失，故对其可靠性要求就特别高；系统中的中小容量中间变电站或终端变电站，因停电对系统和用户造成的损失较小，这类变电站的数量特别大，故对其主接线的经济性就要特别重视。3.1.1 主接线的设计原则 （1）考虑变电站在电力系统中的地位和作用。 （2）考虑远期发展规模。 （3）考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响。（4）考虑主变压器台数对主接线的影响。 （5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。3.1.2 主接线的基本要求（1）可靠性 （2）灵活性 （3）经济性考虑以符合设计要求，国家政策，技术规定为准。结合实际，保证供电在可靠调度灵活等满足前提条件下来节省投资。3.2 方案的拟定各接线形式的优缺点及应用范围（一）单母线接线 （1）优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于矿建和采用成套配电装置。（2）缺点：不够灵活可靠，任一组件或故障及检修均需使整个配电装置停电。（3）适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的情况。本次设计使用两台主变压器，并且10kV侧要求供电的可靠性高，所以不能采用単母线接线。（二）单母线分段接线 这种接线除具有单母线接线的简单、清晰，采用设备少、操作方便、扩建容易等优点外，增加分段断路器后，提高了可靠性。因此，这种接线的应用范围也比单母线接线广。其缺点是当分段断路器故障时，整个配电装置会全停；母线和母线隔离开关检修时，该段母线上连接的组件都要在检修期间停电。（1）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。当一段母线上发生故障时，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。（2）缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段回路的母线都要在检修期内停电。出线双回时，常使架空线交叉跨越。扩建时需要向两个方向均衡扩建。（3）适用范围：610kV配电装置出线回路数为6回及以上，110220kV配电装置出线回路数为34回。本次设计10kV侧配电装置虽有特殊重要的I、II类用户化学工业、医院等，不允许停电检修断路器。但由于设备制造水平的提高，高质量的断路器不断涌现。因此，断路器本身需要检修的几率不断减小，而每次检修时间又非常短，故可使用単母分段接线方式。此外，35kV和110kV侧也考虑采用単母分段接线方式。（三）双母线接线 （1）优点：供电可靠调度灵活扩建方便便于试验。 （2）缺点：增加一组母线和使每回路要增加一组母线隔离开关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。 （3）适用范围：610kV配电装置。当短路电流较大，出线需要带电抗器时。110220kV配电装置。出线回路数为5回及以上时，或当110220kV配电装置在系统中占重要地位且出线回路数为4回及以上时。根据本次设计的原始资料，110kV侧出线回路数及其配电装置的重要性都不满足装设双母接线的条件。35kV侧可以适当考虑。（四）桥形接线 桥形接线分内桥式或外桥式，前者，桥连断路器设置在变压器侧，而后者，桥连断路器则在线路侧。（1）内桥形接线 优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的投入和切除较复杂。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，线路需较长时间停运。适用范围：较小容量的发电厂，变电站且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。本次设计中，110kV侧满足这个要求，且较经济。可考虑选用。（2）外桥形接线 外桥接线是连接桥断路器在线路断路器的外侧 优点：同内桥形接线。缺点：线路的投入和切除较复杂，需动作两台断路器，并有一台断路器暂时停运。桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。 适用范围：适用于较小容量的发电厂或变电站，并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥接线。（五）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，两个组件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需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等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，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。（六）可选方案的确定 综合比较后，本次设计中拟定了三种主接线方式：方案一：110kV采用双母线接线、35kV、10kV侧均采用单母分段接线，如图3.1；图3.1 主接线方案一方案二：110kV和 35kV侧采用双母线接线、10kV侧采用单母分段接线，如图3.2；图3.2 主接线方案二方案三：110kV侧采用双母线接线，35kV侧采用内桥接线，10kV侧采用单母分段接线，如图3.3。图3.3 主接线方案三3.3 最佳方案的确定方案一与方案二比较，在于方案二35kV侧采用了双母线接线形式，而方案一则采用了单母分段接线形式，方案二比方案一多用了一根母线和四个隔离开关，更可靠；方案三与方案二比较，在于方案二35kV侧采用了采用了双母接线形而方案三则采用了内桥接线形式，由于35kV侧出线较少，且是供给另一终端变电站的，采用双母线、内桥接线方式均可满足可靠性要求，但采用双母线接线方式操作复杂，成本高、易误操作，所以二者相比，方案三更佳。综上所述，方案三为本次设计的最佳电气主接线形式。4短路电流计算4.1 等值电抗计算 由任务书和主接线图画出系统图如下：根据系统图可画出等值电抗图4.1如下：图4.1各组件等值电抗的计算如下：选取基准容量： 基准电压： 线路电抗： 发电机G1电抗：因为发电机电抗相等：X1 = X3 = X5 = X7与G1 相连的变压器电抗：由于与G1G2G3G4相连的变压器电抗相等：X2 = X4 = X6 = X8线路电抗其中线路长度L如上图所示： 与G5、G6相连变压器电抗：由于两变压器电抗相等：X15 = X16 发电机G5、G6电抗：发电机G5、G6电抗相等：X17 = X18线路电抗： 由短路电压百分比计算出所选变压器各绕组电抗：注：由于变压器中压侧绕阻电抗X2%为负值，因此其电抗其为零。电抗值如上图所示。4.2 短路电流的计算方法对电力系统网络的短路电流，我们可采用一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻t的短路电流，然后取所有这些短路电流的平均值，作为运行曲线在某时刻t和计算电抗情况下的短路电流值。4.3 110kV侧短路系统并列，K1点短路时的短路电流：K1点短路等值电抗图如下：图4.3对图4.3进行变换其变换后如图4.4：图4.4注：图4.3中G1G2G3G4分别是合并后为G7电源和系统电源;因为X33的电抗与短路点的 转移电抗无关所以可以省去。将转移电抗化为各电源点到短路点的计算电抗：电源点G1G2G3G4的到短路点的计算电抗是：电源点G5G6的到短路点的计算电抗是：系统S点的到短路点的计算电抗是：电源G1G2G3G4供给短路点的短路电流是：由计算电抗查曲线得到0s短路电流由计算电抗查曲线得到0.2s短路电流由计算电抗查曲线得到4s短路电流电源G5G6供给短路点的短路电流是：由计算电抗查曲线得到0s短路电流由计算电抗查曲线得到0.2s短路电流由计算电抗查曲线得到4s短路电流电源S9供给短路点的短路电流是：由计算电抗查曲线得到0s短路电流由计算电抗查曲线得到0.2s短路电流由计算电抗查曲线得到4s短路电流总的三相短路电流是： 冲击电流：4.3 35kV侧短路计算K2点短路时的短路电流计算方法：图4.5对图4.5的电抗进行合并如图4.6图4.6对X25 X27 X26进行变换（同220KV侧变换）后如图4.7图4.7对图4.7进行星网变换如图4.8。图4.8 将转移电抗化各电源点到短路点的计算电抗：电源 G1G2G3G4点的到短路点的计算电抗是：电源点G5G6的到短路点的计算电抗是：电源点S9的到短路点的计算电抗是：电源G1G2G3G4供给短路点的短路电流是：由计算电抗查曲线得到0s短路电流由计算电抗查曲线得到0.2s短路电流由计算电抗查曲线得到4s短路电流电源G5G6供给短路点的短路电流是：由计算电抗查曲线得到0s短路电流由计算电抗查曲线得到0.2s短路电流由计算电抗查曲线得到4s短路电流电源S9供给短路点的短路电流是：因为计算电抗大于3.5，所以对其取倒数直接得到短路电流标么值总的三相短路电流是：冲击电流：4.4 10kV侧短路计算10KV侧最大列运行时，K3点短路时的短路电流计算方法：图4.9对图4.9进行合并变换后如图4.10：图4.10对图14.10 变换后如图4.11：图4.11对图4.11进行星网变换后如图4.12：图4.12 将转移电抗化各电源点到短路点的计算电抗：电源 G1G2G3G4点的到短路点的计算电抗是：电源点G5G6的到短路点的计算电抗是：电源点S的到短路点的计算电抗是：电源G1G2G3G4供给短路点的短路电流是：因为计算电抗大于3.5，所以对其取倒数直接得到短路电流标么值电源G5G6供给短路点的短路电流是：电源S供给短路点的短路电流是：总的三相短路电流是：冲击电流：短路计算的结果如表4.1短路点位置运行方式短路电流计算参考数据冲击电流0 s0.2 s4 sK1系统两条线路运行12.99KA11.29KA12.06KA33.12KA K2两台变压器同时运行3.59A3.57KA3.63KA9.15KA K3两台变压器同时运行11.72KA11.72KA11.72KA29.832KA 5电气设备选择5.1 电气设备选择正确选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的运行的重要条件。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，积极而稳妥的采用新技术，并注意节约投资，具体选择方法也就不完全一样。但对它们的要求却是基本相同的。电力系统中的各种电气设备，其运行条件完全一样，选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求是相同的。电气设备要想能可靠地工作，必须按正常运行条件进行选择，并且按短路条件校验其热稳定和动稳定。5.1.1 电气选择的选择5.1.1.1 主要任务导体和绝缘子 导体的选择主要有：各电压级的汇流母线、主变引下线、出线以及各电压级的绝缘子等。5.1.1.2 电气设备 电气设备包括各电压级的出线断路器、旁路断路器、分段断路器、以及相应的隔离开关、熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管、开关柜的选择及其一次接线的编号。5.2 选择导体和电器的基本条件5.2.1 按长期工作条件选择 参考导体和电器的选择设计技术规定第1.1.3条: 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。即： 其中， 一般按照选择电气设备的额定电压：对于导体：对于电器：的计算方法：（1）汇流主母线 110KV主母线：按实际功率分布进行计算 35KV主母线：按实际功率分布进行计算 10kV主母线：（2）旁路母线回路 （3）主变的引下线 （4）出线 单回线： 双回线：（5）母联回路 （6）分段回路 （K=0.50.8 ）（7）10KV并联电容器回路 5.2.2 按经济电流密度选择导体参考导体和电器选择设计技术规定第2.1.3条： 载流导体应选择铝质材料。第2.1.6条：除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济密度选择，导体的经济电流密度可按照附录四所列数值选取。当无合适规定导体时，导体面积可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取。选取条件：经济截面 J经济电流密度注意：按此法选择导体后，必须按长期发热校验。5.3 导体和电器的选取及校验条件5.3.1 导体的选择5.3.1.1 母线的选择参考导体和电器选择设计技术规定第2.1.3条：载流导体宜采用铝质材料，下列场所可选用铜质材料的硬导体。（1） 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；（2） 污秽对铜腐蚀较轻微而对铝有较严重腐蚀的场所。第2.3.1条：20KV以下回路的正常工作电流在4000A及以下时，宜采用矩形导体，在4000-8000A时，宜选用槽形导体。110-220KV及以上高压配电装置，当采用硬导体时，宜选用铝锰合金管形导体。5.3.1.2 10KV出线电缆选择（1）依据发电厂电气部分电力电缆应按下列条件选择和校验:a. 电缆芯线材料及型号b. 额定电压c. 截面选择d. 允许电压降校验e. 热稳定校验f. 电缆的动稳定由厂家保证，可不必校验。（2）电缆芯线材料及型号选择电缆芯线有铜芯和铝芯，国内工程一般选用铝芯，电缆的型号应根据其用途，敷设方式和使用条件进行选择，郊变10KV出线选用三相刚芯铝绞线。（3）电压选择：电缆的额定电压应大于等于所在电网的电压。（4）截面选择：电力电缆截面一般按长期发热允许电流选择，当电流的最大负荷利用小时数大于5000小时且长度超过20m时，应按经济电流密度选择。5.3.2 电器选择5.3.2.1 断路器选择根据电力工程电气设计手册（电气一次部分）第62节规定：35KV及以下，可选用少油、真空、多油断路器等，应注意经济性。35KV220KV可选用少油、SF6、空气断路器等。综合考虑，尽量利用经过国家鉴定推荐使用的新产品，又110-220KV为检修方便，选用SF6断路器，10KV侧采用真空断路器。5.3.2.2 隔离开关的选择种类和形式的选择：隔离开关的型式很多，按安装地点的不同可分为屋内式和屋外式。按绝缘支柱数目可分为单柱式和双柱式。它对配电装置的占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置的特点和使用要求以及经济技术条件来确定。由于本设计中均采用手车式断路器，故35KV、10KV侧不用选隔离开关。5.3.2.3 电压互感器选择电压互感器是二次回路中测量和保护用的电压源，通过它反映系统的运行状况。它的作用是将一次高压变为二次侧的低电压便于测量。依据电力工程设计手册对电压互感器配置的规定：（1） 电压互感器的配置与数量和配置、主接线方式有关，并应满足测量、保护周期和自动装置的要求。电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。（2） 6220KV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否需要装设压互，应视各回出线外侧装设压互的情况和需要确定。（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压互。根据导体和电器选择技术规定SDGJ14-86：第10.0.1条：电压互感器应按下列技术条件选择和校验a. 一次回路电压b. 二次电压二次负荷a. 准确度等级b. 继电保护及测量的要求第10.0.3条：电压互感器的型式应按下列使用条件选择：c. 320KV屋内配电装置宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。d. 110KV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。第10.0.7条：用于中型点直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100V，用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其第三绕组电压应为100/3V。根据以上原则，可选择电压互感器。5.3.2.4 电流互感器选择目前电力系统中用的广泛是电磁式电流互感器（用字母TA表示），它的原理和变压器相似，他的特点：一次绕组串联在电路中，并且很少，电流取决于被测试电路的负荷电流，而与二次侧电流的大小无关；二次侧的电流绕组阻抗很小，所以它在近于短路的状态下运行。根据电力工程电气设计手册：a. 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。b. 发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等也应装设电流互感器。c. 对直接接地系统，按三相配置；对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配。5.3.2.4 绝缘子和穿墙套管参考导体和电气选择设计技术规程 屋外支柱绝缘子宜采用棒式支柱绝缘子。屋外支柱绝缘子需倒装时，可用悬挂式支柱绝缘子。5.4 设备选择结果显示 5.4.1 导体选择一览表导体选择一览表电压级别主母线主变引下线负荷出线110KVLGJ-120LGJ300 /35KVLGJ-3302LGJ-300LGJ-24010KVLMY矩形母线(三条12510)LMY矩形母线(三条12510)2LGJ-4005.4.2 断路器和隔离开关选择一览表断路器和隔离开关选择一览表设备项目断路器隔离开关110KV出线SW6-220/1200GW6-220D/1000-50110KV主变引下线SW6-220/1200GW6-220D/1000-5035KV出线SW4-110/1000GW4-110D/1000-8035KV主变引下线SW4-110/1000GW4-110D/1000-8010KV出线SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV分段SN-10/7000GN10-10T/7000-24010KV主变引下线SN-10/7000GN10-10T/7000-2405.4.3 电流互感器 110KV侧：LCW2-220W（2*200-2*600/5） 35KV侧：LCW-110W（2*50-2*600/5） 10 KV侧：LAJ-10W（2000-7000/5）电压互感器 110KV侧：JCC2-220 35KV侧：JCC2-110 10 KV侧：JSJW-10 5.4.4 绝缘子和穿墙套管绝缘子和穿墙套管电压级别设备类型110KV35KV10KV绝缘子ZSW-220/4ZSW-110/5ZN-10/8穿墙套管/CMLC2-10/3000 6防雷保护设计6.1 避雷针的布置及保护范围计算避雷针是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的主要设施。变电所借助屋外配电装架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的保护网来实现。厂房、主控室和屋内配电室采用屋顶上的避雷带进行防雷。由变电所总平面布置图知，变电所长100m，宽80m。宜设置（ 8）个避雷针，其中1#-8#避雷针设立在变电所门型架上，这样即可减少避雷针长度，又可增大保护范围。6.2 各电压等级的避雷器选择避雷器是发电厂，变电所防护雷电侵入波的主要设施。应根据被保护的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的型式，额定电压等，并根椐使用情况校验所选避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。氧化锌避雷器的工频电压参数和通流能力应满足以下要求：1）氧化锌避雷器的额定电压应大于电网工频过电压。2）氧化锌避雷器最高持续工作电压应大于电网的最高运行相电压。3）氧化锌避雷器通流能力应满足电网向避雷器的放电能量。（1）110KV侧避雷器选取择：110KV超高压配电装置，应选择氧化锌（En0）避雷器，即作限制雷电过电压保护，又作为限制操作过电压的第二线保护，并且以它的保护水平作为电气设备绝缘配备的基础。按以上要求，计算220KV电网的实际参数：电网最高运行相电压有效值为：KV电网最大工频过电压有效值为：母线侧：1.3KV电网2ms方波电流按下式估算：（KA）式中：,根据规程220KV系统内过电压计算倍数=2.75-相应于时的避雷器残压值，取=496KVZ-线路波阻抗，参考资料取Z=310操作冲击电流持续时间：L-线路长度（km）,取L=240kmC-电磁波长度，因线路的长度L是系统的一个估计值，实际长度还会增大，故取t=2ms。根据电网实际计算，所选避雷器特性比较，如下表所示。氧化锌避雷器技术参数选择避雷器安装位置电网参数选择的避雷器特性最高运行相电压（KV）有效值最大工频过电压（KV）有效值2ms方波电流值（A）最高持续工作电压（KV）有效值额定电压（KV）有效值20次2ms方流通流能力（A）母线侧139.72KV181.64KV153A146KV200KV1000A氧化锌避雷器采用上海电瓷厂的系列氧化锌避雷器，其技术参数见下表：110KV氧化锌避雷器技术参数：避雷器型号系统电压（KV）有效值系统最高电压（KV）有效值避雷器额定电压（KV）有效值参考电压持续运行电压（KV）有效值操作残压30/60us（2KV）峰值（KV）雷电冲击8/20us（10KA）峰值（KV）操作冲击电流耐受能力2ms和20ms方波20次（A）峰值110121110200146442520100011012111020014642249610001101211102001464945801000线路侧型氧化锌避雷器：母线侧也选择型氧化锌避雷器。可见，所选氧化锌避雷器具有优越的保护性能。(2)35KV侧避雷器选择和校验：35KV母线选FCZ-110J磁吹避雷器，查表得技术参数：校验灭弧电压：工频放电电压： 且所选FCZ-110J型避雷器满足要求。（3）10KV侧避雷器选择和校验：变电所10KV侧避雷器选用普通阀式避雷器型号为：FS-10型，查技术参数得：校验灭弧电压： 满足要求。校验工频放电电压： 且所选FCZ-35型避雷器满足要求。避雷器选择结果序号型号技术参数(KV)数量安装地点灭弧电压工频放电电压冲击放电电压残压1496KV1220KV母线上2FCZ-110J100V170195KV260KV260KV2110KV母线上3FS-10型12.7KV2631KV45KV45KV210KV母线上6.3 母线避雷器与变压器之间最大电气距离变电所防护雷电侵入波过电压的第二个措施是设进线保护段，即在变电所1-2Km进线段架设避雷线，防止或减少近区雷击闪络，降低雷电侵入波的陡度，限制雷电流的幅值，保证变电所安全运行。110kV架空送电线路沿全线有避雷器，在2km进线保护段范围内的杆塔耐雷水平应为140kA以上，保护角不超过节，雷线接地电阻要小于10，未沿全线架设避雷线的10kV和35kV架空线路，应在变电所12km的进线段架设避雷线，其耐雷电水平分别不低于8kA和75kA，保护角在25到30范围内，冲击接地电阻在10左右。（1）设进线保护段后变电所雷电侵入波的计算陡度按下列公式计算：对变电所110 KV出线：避雷器，杆塔均高度对变电所35 KV出线：避雷器，杆塔均高度对变电所10KV出线：避雷器，杆塔均高度（2）布置在母线避雷器与变压器之间最大电气距离：按下列公式计算：要求满足变压器和避雷器间的最大保护距离，防止在避雷器动作时，发生反击的危险，同样避雷针与保护设备之间也要满足：空气距离;地中距离的要求。6.4 防雷接地根据变电所的土壤电阻率500/M，电阻率不会太高，所以采用环形复式接地装置，用直径50mm，长250cm的钢管作垂直接地体，埋深0.8m用的扁钢管作水平接地体，焊接成网孔状，保证接地电阻小于4，跨步电压和接触电压在允许范围内。谢 辞 在某某班级的三年学习中，得到老师们和领导们的关心和学习上的帮助，正是这样，我才在机专学习到大量有用的知识。在这三年来老师和校系领导们帮助我克服学习上和生活上的一个又一个困难，才使我在机专三年顺利地完成学业成为一名合格的大学毕业生，在此由衷地感谢老师们和校系领导们的关心和帮助。本文由某某老师指导完成,在我设计的过程中，某老师提出了很多宝贵的意见和建议,同时提供许多有用的资料,在此对老师的帮助表示衷心的感谢!在本文的编写过程中,也得到同组同学们的有力支持,他们给予我许多建议和一些宝贵的资料,在此也对他们表示衷心的感谢!通过某某多月的毕业设计,我明确了在无论是在学习还是在工作的过程中应认真踏实的一步一步的完成,为以后的工作和学习打下了基础。通过这次设计,使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。本次设计的内容所涉及发电厂电气部分的知识较多,以前我这方面掌握的不够牢固，通过这次论文写作，以及老师对知识进行的多次细致,详细的讲解，让我到把以前的知识掌握的更加牢固，同时学习到了很多综合的知识。在本次设计中翻阅了大量相关书籍资料，通过认真的阅读和理解，我提取到了很多的知识，为我能完成这次的毕业设计提供了和大的帮助。由于水平有限,其中差错在所难免,不足之处请各位老师和读者批评指教二一一年五月三十一日于南京工程学院 参考文献 1西北电力设计院.电力工程电气设计手册.水利水电出版社,1992，第一版2陈跃.电气工程专业毕业设计指南.中国电力出版社,2003，第一版3宋继成.220500KV变电所电气接线设计.中国电力出版社,2004，第二版4陈珩.电力系统稳态分析.中国电力出版社,1995，第二版5贺家礼.宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社,1994，第三版6傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.中国电力出版社,2003，第一版7王士政.冯金光.发电厂电气一次部分.中国电力出版社,2002，第三版8刘介才.工厂供电设计指导.机械工业出版社,2002，第一版9陈建亚.发变电站电气一次系统.中国电力出版社,1999，第一版附录一电气设备选择具体计算书 110KV计算书110KV母线选择：根据最大负荷利用小时数=5256h母线导体材料选择铝母线与裸导线则Jn=0.9(A/)选405（mmmm）截面200mmIy=IyIgmax C=+ ()=87+0.4(70-35.76)=100.69610=0.10()SS2.255X10.04+2.55X1.98+2.55X0.64=25.602+5.049+1.632=32.283KA要求.8cm太短故选10010（mmmm）=1.26m满足1.2cm35KV计算书： 母线导体材料选择铝母线与裸导线则选6.36.3截面397mmS满足要求L只要满员：10KV侧电气计算书母线导体材料选择铝母线与裸导体，则=0.9(A/mm).断路器选择110KV侧根据110KV侧的额定电压，及安装在屋外的要求，查电气手册，可选SW6-110/1100型少油断路器周期分量热效应因1S故不计算非周期热效应，短路电流引起的热效应为断路器选择结果表计 算 数 据SW6-110/1200110KV110KV316A1200A1.63KA21KA4.38KA125KA12.64=隔离开关的选择110KV隔离开关选择：根据和 要求：IA 初步选定型号：GW=220型隔离开关要求高压开关厂产品（KA）热稳校核：KA满足要求最终选定要求：GW-220型隔离开关35KV隔离开关选择：10KV隔离开关选择：有余采用手车式高压开关柜方式，因此要维修时只需将手车拉开，即可形成断开，进行安全检修，因此无需隔离开关。绝缘子和穿墙套管选择要求要对绝缘子额定电流和校验热稳定。10KV出线侧套管绝缘子： KV KA=146A要求：根据：；要求初步选定10KV出线侧套管绝缘子型号：CL10/200型动稳校验：KW满足要求。袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅