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110kV降压变电所电气一次系统设 281 110 kV 降压 变电所 电气 一次 系统

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华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）毕 业 设 计(论文)110kV降压变电所电气一次侧系统设计（110/35/10kV，进/出线回数2/6/4电缆4）系 别电力工程系专业班级农电08K2班学生姓名沈 昭指导教师苏海锋二一二年六月31110kV降压变电所电气一次系统设计（110/35/10kV,2/6/4回出线）摘 要电能是现代城市发展的主要能源和动力。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。城市供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。本变电所设计除了注重变电所设计的基本计算外，对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括：变电所主接线方案的选择，进出线的选择；变电所主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的计算，电气设备的选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器等）；配电装置设计和总平面布置；防雷保护与接地系统的设计。另外，绘制了六张图纸，包括：电气主接线图一张，电气总平面布置图一张，防雷接地图一张，110kV接线断面图两张，10kV间隔图一张。图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸要求来进行绘制。关键词：变电所；电气主接线设计；电气设备选择；短路电流计算A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM FOR 110kV TERMINAL TRANSFRMER SUBSTATIONAbstractElectric energy is the main energy and dynamism of modern city development. With development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. The core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build one safe and economical transformer substation. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement,); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing six blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kV and 35kV connection for three. Both the specification of drawing and the criterion of disposal is based on requirement of drawing to electric power system.Key Words: transformer substation; main connection wiring design; electric equipment election;SCC目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 变电所设计的研究背景12 主变压器的选择22.1 变电站主变压器选择的规定22.2 主变压器选择的一般原则与步骤22.3 主变压器的计算与选择33 电气主接线设计43.1主接线的设计原则43.2主接线的方式43.2.1 单母线接线43.2.2 单母线分段53.2.3 双母线制53.2.4 单母分段带旁路母线53.2.5 桥形接线53.3电气主接线的设计与比较63.3.1 主接线方案的拟定63.3.2 主接线各方案的讨论比较84 短路电流计算114.1 网络的等值变换与计算114.2 短路点的选择与各短路点的短路电流计算125 重要电气设备的选择145.1 断路器的选择145.1.1 断路器选择原则及技术条件145.1.2 断路器型号的选择及校验155.2 隔离开关的选择165.2.1 隔离开关选择的原则165.2.2 隔离开关型号的选择及校验176 其他电气设备的选择196.1 电流互感器的选择196.2 电压互感器的选择196.3 导线的选择206.3.1 35kV侧母线的选择206.3.2 35kV侧出线的选择206.3.3 10kV侧母线的选择206.3.4 10kV侧出线的选择217 配电装置的选择227.1 配电装置选择的要求及分类227.2 配电装置的设计238 防雷保护设计248.1 避雷针的选择248.1.1 避雷针的作用248.1.2 避雷针的保护范围及计算249 接地网的设计269.1 设计说明269.2 接地体的设计269.3 接地电阻计算269.3 接地网设计计算27结 论29参考文献30致 谢311 绪论1.1 变电所设计的研究背景目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业设计的内容为110kV降压变电所电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电所，并根据变电所设计的基本原理设计，务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计设计过程。2 主变压器的选择 在各级电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电站安全可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济效益。2.1 变电站主变压器选择的规定1）主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计技术规程SDJ16185有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该站全部负荷的70%，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。2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。3）主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ161的有关规定。2.2 主变压器选择的一般原则与步骤1）主变压器台数的确定原则为保证供电的可靠性，变电站一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。当只有一个电源或变电站的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电站，根据工程的情况，应装设24台主变。当变电站装设两台变压器的时候当一台停运时，一台检修时，另一台应该能够70%以上的负担。2）主变压器形式的选择原则110kV主变一般采用三相变压器。当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。3）主变压器容量的确定原则为了准确选择主变的容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电站的年、日最高负荷和平均符合。主变容量的确定应根据电力系统510年发展规划进行。变压器最大负荷按下式确定： (2-1)式中变电所最大负荷；负荷同时系数；按负荷等级统计的综合用电负荷。对于两台变压器的变电站，其变压器的容量可以按下式计算： (2-2)2.3 主变压器的计算与选择1）主变压器容量的计算在电力工程电气设计手册可知：装有两台级及以上主变压器的变电所中，当断开一台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的一级和二级负荷，其主变压器容量应满足“不应小于”70%80%的全部负荷。已知35kV侧最大负荷为60MW，cos=0.90，10kV侧最大负荷为20MW，cos=0.90，由计算可知单台主变的最大容量为：SH=0.7Smax=0.7Pmax/cos=0.7*(60/0.90+20/0.90)=62.22MVA结论：选择两台63MVA的变压器并列运行。2）变压器型号选择因为本次设计中有三个电压等级，且当变压器最小负荷侧通过的容量大于主变容量的15%时，宜选用三绕组变压器。设负荷同时率为0.90S10/S110=(20/0.90) / (60/0.90+20/0.90)=25%15%所以本设计用三绕组变压器，绕组排列顺序为 （由内向外）：10kV、35kV、110kV。 综上所述：主变压器选用三相三线圈有载调压降压变压器。 型 号：SFZ7-63000/110容 量：63000kVA 电压比：110/37.5/11kV接线方式：YN/yn0 /d11阻抗电压百分比：高中10.5%/高低18%/中低6.5%空载损耗：84.0kW短路损耗：300kW空载电流：1.3%调压方式：有载调压冷却方式：风冷却3 电气主接线设计3.1 主接线的设计原则电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路，主接线图应表示出所有的电气设备及其连接关系。由于三相交流电力装置中三项连接方法相同，为清晰起见，主接线图通常只表示电气装置的一相连接。安全、可靠、灵活、经济是对变电所主接线的基本要求。安全包括人身安全和设备安全。因此，电气设备必须遵照国家标准和电气设计规范，正确设计电气回路，合理选择电气设备，全面考虑各种保障人身安全的技术措施。可靠就是变电所主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求。提高供电可靠性的途径很多，例如，设备备用电源并采用备用电源的备自投装置、多路并联供电等。电气设备是系统中最薄弱的元件，为了使供电系统安全可靠，应力求接线方式简单清晰，减少电气设备的数目。灵活就是在保障安全可靠的前提下，主接线能够适应不同的运行方式。经济是在满足以上要求的前提下，尽量降低建设投资和年运行费用。但是，在投资增加不多或经济许可的情况下，应尽量提高供电可靠性，减少停电损失。确定供电方式还应该考虑未来用电负荷的发展，有的工厂和企业是分期建设的，由于没有分析研究进一步发展情况下如何做到使原有的接线方式易于合理改造，致使接线方式凌乱、复杂，互不衔接而影响了供电的可靠性和灵活性，在基建投资上也造成极大的浪费。3.2 主接线的方式对于6220kV电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。应视电压等级和出线回数，酌情选用。3.2.1 单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方面，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，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，在用隔离开关讲故障的母线分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。3.2.2 单母线分段在两回电源接线的情况下，宜采用单母线分段制，母线分段开关可采用隔离开关，但当分段开关需要带负荷操作时，应采用断路器。单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高，可满足二类负荷和部分一类负荷的供电要求。当双回路同时供电时，母线分段开关正常是打开的，一条回路故障或一段母线故障将不影响另一端母线的正常供电。此外，检修亦可采用分段检修方式，不敢使全部负荷供电中断。单母线分段的缺点是，某分段上的母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的负荷将全部中断供电，而且电源只能通过一回进线供电，供电功率较低。110kV200kV配电装置的出线回路数为34回，3563kV配电装置的出线回数为48回，610KV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线3.2.3 双母线制对于特别重要的负荷，可考虑采取双母线制。一条为工作母线，一条为备用母线，每一条进线或馈线经由一个断路器和两个隔离开关接于双母线上。双母线的优点：轮流检修母线或母线隔离开关，不致引起供电中断。在工作母线发生故障时，通过备用母线能快速恢复供电。双母线的缺点：开关数目增多，联锁机构复杂，切换操作繁琐，造价高。对用户供电系统不推荐采用双母线制。3.2.4 单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。3.2.5 桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥形接线，所用的断路器数目最少，它可分为内桥和外桥。内桥接线：适合于输电线路较长，故障几率较多且变压器又不经常切除时，采用内桥式接线。当变压器故障时，需停相应的线路。外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。为检修断路器，不致引起系统开环，有时增设不能并联旁路隔离开关以供检修时使用。当线路故障时需停相应的变压器。对于变压器的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器少或不用断路器的接线。当出线为2回时，一般采用桥形接线。3.3 电气主接线的设计与比较3.3.1 主接线方案的拟定设计任务书给定的负荷情况，高压侧110kV有2回进线，中压侧35kV有6回出线，低压侧有4回出线。方案A：高压侧：内桥接线；中压侧，低压侧：单母线分段带旁路母线图3-1电气主接线方案A方案B：高压侧：外桥接线；中压侧：单母分段带旁路；低压侧：双母线图3-2电气主接线方案B方案C：高压侧：单母分段带旁路；中压侧，低压侧：单母分段图3-3电气主接线方案C方案D：高压侧：内桥型接线；中压侧，低压侧：单母分段图3-4电气主接线方案D方案E：高压侧：单元接线；中压侧，低压侧：单母分段图3-5电气主接线方案E3.3.2 主接线各方案的讨论比较方案A110kV侧：采用内桥接线。该接线形式所用断路器少，只需三个断路器，具有可观的经济效益。连接桥断路器接在线路断路器的内侧。因此，线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但是当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回未发生故障的运行。由于变压器是少故障元件，一般不经常切换，因此，系统中应用内桥接线较多，以利于线路的运行操作。35kV侧与10kV侧：均采用单母线分段带旁路母线的接线方式。此方案需要较多的隔离开关，一定程度上增加一次投资，当母线故障或检修时，容易误操作。方案B110kV侧：采用外桥法接线。与内桥法一样,该接线形式所用断路器少，四个回路只需三个断路器，具有可观的经济效益。当任一线路发生故障时，需同时动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器的运行。但当任一台变压器故障或是检修时，能快速的切除故障变压器，不会造成对无故障变压器的影响。因此，外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中。此外，当电网有穿越性功率经过变电站时，也采用外桥接线。35kV侧：采用双母线接线。优点：供电可靠.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而不致使供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一回路母线的隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他线路均可通过另一组母线继续运行，调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化地需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式，扩建方便。缺点：增加一组母线和多个隔离开关，一定程度上增加一次投资，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。10kV侧：采用单母分段带旁路母线接线。该接线方法具有单母分段接线优点的同时，可以在不中断该回路供电的情况下检修断路器或母线，从而得到较高的可靠性。这样就很好的解决了在雷雨季节断路器频繁跳闸而检修次数增多引起系统可靠性降低的问题。但同时我们也看到，增加了一组母线和两个隔离开关，从而增加了一次设备的投资。而且由于采用分段断路器兼做旁路断路器，虽然节约了投资，但在检修断路器或母线时，倒闸操作比较复杂，容易引起误操作,造成事故。方案C110kV侧：变电所经两回线从系统获得电源，采用单母分段带旁路母线接线可以获得很高的可靠性，任一母线或断路器检修均不会造成停电，任一母线、断路器故障只会引起短时停电，任一进线故障不会造成停电。但同时我们也注意到，该方案较后两种方案多用了两套断路器和多台隔离开关，这无疑增加了变电所的一次投资，而且在检修时倒闸也十分的复杂，容易造成误操作，从而引起事故。35kV和10kV侧：采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线继续运行。当然这种接线也有它本身的缺点，那就是在检修母线或断路器时会造成停电。方案D110kV侧：采用内桥法接线. 该接线形式所用断路器少，只需三个断路器，具有可观的经济效益。连接桥断路器接在线路断路器的内侧。因此，线路的投入和切除比较方便。当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但是当变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回未发生故障的运行。由于变压器是少故障元件，一般不经常切换，因此，系统中应用内桥接线较多，以利于线路的运行操作。35kV和10kV侧：采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线继续运行。方案E110kV侧：采用单元接线。优点：接线简单，开关设备少，节省投资，操作简单。不过缺点也相当突出：任一元件发生故障或经行检修时，整个单元需停止工作。35kV与10kV侧：均采用单母线分段的方式。采用单母分段接线的形式使得重要用户可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线继续运行。当然这种接线也有它本身的缺点，那就是在检修母线或断路器时会造成停电。4 短路电流计算4.1 网络的等值变换与计算选择方案A和方案D进行计算，方案A和方案D的短路计算的系统化简阻抗图及各阻抗图，短路点均一样，系统阻抗图，如图4-1。图4-1 系统阻抗图因为两主变压器型号一样，因此两变压器的中间点等电位，用导线连起来，其转化图如图4-2。图4-2 系统阻抗图4.2短路点的选择与各短路点的短路电流计算选d1、d2、d3为短路点进行计算。 已知，选取100MVA为基准容量，基准电压为115kV，基准电流为0.5020kA,基准电抗132.25,系统为无穷大系统，发生短路时，短路电流的周期分量在整个短路过程中不衰减。由原始资料可知：系统短路电抗,又由所选的变压器参数阻抗电压：18%（高-低），6.5%（中-低），10.5%（高-中）主变容量为63MVA，标幺值 因为小于零，所以在计算中取零。化简后的系统阻抗图如图4-3图4-3 系统阻抗图1）当d1点短路时 (kA)(kA)(kA)(kA)(110kV及以上网络取1.8）式中：短路电流周期分量的有效值。 ：起始次暂态电流。 :时的稳态电流。：短路容量。2）当d2点短路时 (kA) (kA) (kA)(kA)(kA)3）当d3点短路时 (kA) (kA) (kA) (kA) 5 重要电气设备的选择5.1 断路器的选择5.1.1 断路器选择原则及技术条件在各种电压等级的变电站的设计中，断路器是最为重要的电气设备。高压断路器的工作最为频繁，地位最为关键，结构最为复杂。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在短路条件下，对短路电流有足够的遮断能力。 高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或电路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。 按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。 断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，并以技术经济比较后确认。 目前国产的高压断路器在110kV主要是少油断路器。 断路器选择的具体技术条件简述如下： 1）电压：（电网工作电压）。 2）电流： （最大持续工作电流）。由于高压断路器没有持续过载的能力，其额定电流取最大工作持续电流3）开断电流（或开断容量） (5-1)式中断路器实际开断时间t 秒的短路电流周期分量； 断路器的开断电流；或者 (5-2) 式中断路器t秒的开断容量； 断路器额定开断容量。断路器的实际开断时间t,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。4） 动稳定： (5-3) 式中三相短路电流冲击值； 断路器极限通过电流峰值。 5）热稳定： (5-4)式中稳态三相短路电流 短路电流发热等值时间 断路器秒热稳定电流其中 和短路电流计算时间5.1.2 断路器型号的选择及校验1）电压选择110kV侧：35kV侧：10kV侧：2） 电流选择 ,=0.9,=0.9母线上的持续工作电流 (5-5)35kV侧：10kV侧：出线上的电流 (5-6)110kV侧：35kV侧：10kV侧：3）开断电流110kV侧： 35kV侧： 10kV侧： 3） 最大短路冲击电流110kV侧：35kV侧：10kV侧：根据以上数据选择断路器110kV侧：选定SW4-110G/1000型断路器 额定电压：110kV；额定电流：1000A； 额定开断电流：15.8kA；热稳定电流（4s）：158kA； 额定开断容量：3500MVA；极限通过电流峰值：55kA。35kV侧：选定SW3-35/1000型断路器 额定电压：35kV；额定电流：1000A； 额定开断电流：6.6kA；热稳定电流（4s）：42kA； 额定开断容量：1000MVA；极限通过电流峰值：16.5kA。10kV侧：选定SN2-10/600型断路器 额定电压：10kV；额定电流：600A； 额定开断电流：20kA；热稳定电流（5s）：52kA； 额定开断容量：250MVA；极限通过电流峰值：20kA。校验：1）满足动稳定： 2）满足热稳定：其中 110kV侧：；满足动稳定条件； ；当取4s时，； ； ； 显然，满足热稳定条件。 35kV侧：；满足动稳定条件； ；当取4s时，； ； ； 显然，满足热稳定条件。 10kV侧：；满足动稳定条件； ；当取5s时，； ； ； 显然，满足热稳定条件。5.2 隔离开关的选择5.2.1 隔离开关选择的原则隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等要素，进行综合的技术经济比较然后确定。其选择的技术条件与断路器的选择的技术条件相同。隔离开关也是发电厂和变电所常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关的类型很多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。本设计110kV、35kV侧为屋外布置，10kV为屋内布置。隔离开关的要求主要包括以下几项：1） 电压：；2） 电流：；3） 动稳定校验：；4） 热稳定校验：。5.2.2 隔离开关型号的选择及校验根据短路电流计算结果及选择要求，选定设备如下：110kV侧：选定GW4-110型隔离开关额定电压：110kV；额定电流：1000A；热稳定电流（4s）:23.7kA；动稳定电流（峰值）：80kA。 35kV侧：选定GW4-35型隔离开关额定电压：35kV；额定电流：600A；热稳定电流（4s）:15.8kA；动稳定电流（峰值）：50kA。10kV侧：选定GN10-107型隔离开关额定电压：10kV；额定电流：600A；热稳定电流（4s）:20kA；动稳定电流（峰值）：52kA。校验：110kV侧：；满足动稳定条件； ；当取4s时，； ； ；显然，满足热稳定条件。35kV侧：；满足动稳定条件； ；当取4s时，； ； ； ，满足热稳定。10kV侧：；满足动稳定条件； ；当取4s时，； ； ； ，满足热稳定。 6 其他电气设备的选择6.1 电流互感器的选择1）110kV侧：一次回路电压110kV，一次回路电流出线=233.27A，选用LCWD-110型电流互感器，主要技术参数：额定电流比(2*50)(2*600)/5A;级次组合D1/D2/0.5级；短时（1s）热稳定电流倍数75；额定动稳定电流倍数130。 选择的电流互感器满足正常运行的要求。2）35kV侧：一次回路电压35kV，一次回路电流母线=577.35A出线=183.29A，选用LCW-35型电流互感器，主要技术参数：额定电流比151000/5A;级次组合0.5/3；短时（1s）热稳定电流倍数65；额定动稳定电流倍数100。选择的电流互感器满足正常运行的要求。3）10kV侧：一次回路电压10kV，一次回路电流母线=192.45A出线=320.75A，选用LMC-10型电流互感器，主要技术参数：额定电流比20003000/5A;级次组合0.5/0.5和0.5/3；短时（1s）热稳定电流倍数75。选择的电流互感器满足正常运行的要求。6.2 电压互感器的选择1）110kV电压互感器：选用JCC2-110型单相（屋外式）电压互感器主要技术参数：额定电压变比（110/）/(0.1/)/0.1kV； 额定负载500VA/1000VA; 准确级1/3P； 最大容量2000VA。2）35kV电压互感器：选用JDJ-35型电压互感器主要技术参数：额定电压变比35/0.1kV； 额定负载150VA/200VA/600VA; 准确级0.5/1/3P； 最大容量1200VA。3）10kV电压互感器：选用JDZ-10型三相（屋内式）电压互感器主要技术参数：额定电压变比10/0.1kV； 额定负载50VA/80VA/200VA; 准确级0.5/1/3P； 最大容量400VA。6.3 导线的选择6.3.1 35kV侧母线的选择 按经济电流密度选择导线截面，由于Tmax=5500h/年，查表J=1.05A/mm。35kV母线最大工作电流：可选导线LGJ-630/45,其长期允许载流量（+70）为1187A，热稳定校验：；查表得：；满足短路时发热的最小导线截面所选导线满足动稳定要求。6.3.2 35kV侧出线的选择 按经济电流密度选择导线截面，由于Tmax=5500h/年，查表J=1.05A/mm。35kV出线最大工作电流：可选导线LGJ-185/25,其长期允许载流量（+70）为552A，热稳定校验：；查表得：；满足短路时发热的最小导线截面所选导线满足动稳定要求。6.3.3 10kV侧母线的选择 按经济电流密度选择导线截面，由于Tmax=5500h/年，查表J=1.05A/mm。10kV母线最大工作电流：可选导线LMY-10010矩形铝导线,其长期允许载流量（+70）为1663A，热稳定校验：；查表得：；满足短路时发热的最小导线截面所选导线满足动稳定要求。6.3.4 10kV侧出线的选择 按经济电流密度选择导线截面，由于Tmax=5500h/年，查表J=1.05A/mm。10kV出线最大工作电流：可选导线LGJ-630/45,其长期允许载流量（+70）为1187A，热稳定校验：；查表得：；满足短路时发热的最小导线截面所选导线满足动稳定要求。6.4 站用变压器的选择 35-110kV变电站，有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同、可互为备用的站用工作变压器，两台站用工作变压器可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接。站用变压器的容量一般按照主变压器容量的0.5%进行计算。Sz=0.5%Se=0.5%630000=3150kVA，因此选择两台S9-125/10双绕组变压器。其主要技术参数：额定容量：3150kVA；额定电压：高压105%，低压6.3；联结组：Y，d11；损耗：空载4.4kW，负载27kW；空载电流（%）：0.9；阻抗电压：5.5%。7 配电装置的选择7.1 配电装置选择的要求及分类配电装置是变电站的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电气、保护和测量电气、母线和必要的辅助设备组建而成，用来分配电能的装置。其总的要求为：1）配电装置的设计必须按照国家的有关规定，应尽量减少占地。2）配电装置的布置，应便于检修、巡视和操作。设备的检修和搬运不影响运行设备的安全。在保证安全可靠的条件下，尽量降低造价。同时应考虑扩建过度方便。3）除防空有特殊要求外，凡不是严重污秽地区的35kV以上的配电装置，都不应采用屋内配电装置。4）各级配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离和相对位置，应结合远景规划通盘考虑，一般以近期为主。配电装置的形式主要分为屋内配电装置与屋外配电装置：屋内配电装置的结构，除与电气主接线形式、电压等级、母线容量、断路器形式、出线回路数、出线方式及有无电抗器等有密切关系外，还于施工、检修条件、运行经验和习惯有关。随着新设备和新技术的采用，运行和检修经验的不断丰富，配电装置的结构和形式将不断的发展。 屋外配电装置根据电气和母线布置的高度，分为中型、半高型和高型。中型配电的所有电气都安装在同一平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；中型配电装置母线所在的水平面稍高于电气所在的水平面。高型和半高型配电装置的母线和电气分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则成为半高型配电装置。由于半高型和高型配电装置可大量节省占地面积，因此，高型和半高型配电装置得到较广泛的应用。屋外配电装置的形式除与主接线有关外，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受设备材料的供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制，故应通过技术经济比较来选择最佳方案。普通中型配电装置，国内采用较多，已有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗振能力较好，造价比较高。缺点是占地面积较大。此种形式一般用在非高产农田地区及不占良田和土石工程量不大的地方，并宜在地震烈度的地区采用。中型分相硬管母线配合剪刀式（或伸缩式）隔离开关方案，布置清晰、美观。但支柱式绝缘子防污、抗震能力较差，在污秽严重或地震烈度较高的地区，不宜采用。中型配电装置广泛用于110500kV电压等级。半高型布置节约占地面积不如高型显著，但运行、施工条件稍有改善，所用钢材比高型少。一般高型适用于220kV配电装置，而半高型宜于110kV配电装置。7.2 配电装置的设计配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。本变电站不在污秽地区和市区，按照所选设备和要求，遵照配电装置设计技术规程的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，各电压等级配电装置型号选择如下：110kV侧：采用半高型屋外配电装置。半高型屋外配电装置是将母线置于高一层的水平面上，与断路器，电压互感器，隔开开关上下重叠布置，其占地面积比普通中型减少30%半高型配电装置界介于高型和中型之间，具有两者的优点，除母线隔离开关外，其余部分与中高型布置基本相同，运行维护仍较方便，适用于110kV电压等级。35kV侧：采用半高型屋外配电装置。其优点同110KV侧。10kV侧：10kV配电装置一般采用屋内布置。当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置。本次设计采用GG-1A（F1）型固定式开关柜的单层双母线双列布置的屋内配电装置。该型开关柜结构简单，电所10kV制造方便，乃目前电力系统变配电装置中的首选设备。GG-1A（F1）开关柜的技术数据：额定电压为10kV，额定电流为3150A，操作方式为弹簧操作。8 防雷保护设计8.1 避雷针的选择8.1.1 避雷针的作用防直击雷最常用的措施是装设避雷针，它是由金属制成，比被保护设备高，具有良好接地的装置，其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中，从而保护了附近比它矮的设备，建筑免受雷击。所谓避雷针的保护范围是指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击而言。它是在实验中用冲击电压下小模型的放电结果求出的。8.1.2 避雷针的保护范围及计算 本变电所采用四支避雷针联合保护，计算公式为：1） rx=1.6hap/(1+hx/h) （8-1）式中：rx-在被保护高度hx平面上的保护半径，m；hx-被保护物的高度，m；h-避雷针的高度，m；ha-避雷针的有效高度，ha=h-hx，m；p-系数，当h30m时，p=1；当h30m时，p=5.5 / h。2）bx的尺寸由相邻两支避雷针的装设条件决定；3）保护全部面积的条件为：D8hap式中：D-以避雷针为顶点的四角形的对角线。图8-1 四支避雷针的保护范围图变电所面积为74m64m，避雷针装设的位置在变电站四角距墙2m，且四支避雷针的高度均为25m，下面效验避雷针的保护范围。因为避雷针的高度h=25m，变电所hx=10m，且因为h30m，所以p=1，故：rx=1.6hap / (1+hx/h)=1.6(25-10/1+10/25)1=17.14(m)1）对于避雷针1与避雷针2：两针距离a1=60m，ha1=h-hx=25-10=15（m）因此：a1 / ha1=60/15=4hx / h=10/ 25=0.4。查图得：bx1/ ha1=0.75，因此bx1=11.25（m）2）对于避雷针1与避雷针4：两针距离a2=70m，ha2=h-hx=25-10=15（m）因此：a2 / ha2=70 / 15=4.67hx / h=10/ 25=0.4。查图得：bx2 / ha2=0.64，因此bx2=9.6（m）3）D8hap，满足保护全部面积的条件。可见，避雷针的设计能保护变电所。9 接地网的设计9.1 设计说明变电站需要有良好的接地装置，以满足工作安全和防雷保护接地要求。一般做法是根据安全和工作接地的要求，敷设一个统一的接地网，然后再在避雷针和避雷器下面增加接地体，以满足防雷接地的要求。总的接地电阻为水平接地体接地电阻和垂直接地体接地电阻的并联等效阻值。一般要求总的接地电阻R 0.5,才能保证运行的安全。9.2 接地体的设计工程实用的接地体主要由扁钢、圆钢、角钢或钢管组成，埋入地表下0.51m。水平接地体多用扁钢，宽度一般为2040mm，厚度不小于4mm，或者用直径不小于6mm的圆钢。垂直接地体一般用（20 203-50505mm）或钢管