变电站的设计和灵敏度校验毕业论文.doc

洛阳理工学院毕业设计/论文变电站的设计和灵敏度校验毕业论文目 录绪 论5第1章 变电站总体分析和负荷分析计算61.1 变电站分析61.1.1 110kV变电所建设规模61.1.2变电站设计规范61.2负荷计算71.2.4 选择容量9第2章 主变压器的选择102.1 主变选择102.1.1 主变台数选择的考虑原则102.1.2 变压器联结组别和容量的选择102.1.3 变压器各侧电压的选择112.1.4 无功补偿的确定13第3章 电气主接线143.1 电气主接线的基本要求143.2设计原则143.3 110kV电压侧接线 143.4 35kV电压侧接线以及10kv电压侧接线15第4章 短路电流计算及电气设备选择154.1 短路电流分析164.2 限制短路电流的方法164.3 下表为短路计算的结果：164.4电气设备选择164.4.1选择的原则174.4.2电气设备性能检验174.5电气设备表184.5.1导体的选型184.5.2断路器和隔离开关的选型184.5.3电压互感器与电流互感器184.5.4 10kV出线流互如下19第 5章 防雷保护设计及计算205.1防雷保护分析205.2 防雷措施 20 5.2.1单避雷针方案205.2.2双避雷针方案205.3避雷针保护范围计算21致 谢22参考文献23附录124附录230附录348绪 论 电的发展也就是最近百十年的事儿，人类在进步，社会在发展，而社会不断的发展使电力的重要性都得到了提高，电力系统已经相当于我们人体的血脉系统，我们的生活已经离不开它了，因为现在的人一出生就伴随着电力的存在；电力系统通俗来讲就是有着发电、变电、输电、配电、用电这几个环节。而变电站就是其中很重要的部分,它在发电和输电用电之间起着承上启下的作用，就相当于在工厂的流水线里，发电属于上一个工序，而输电就属于下一道工序了，变电站设计的第一要务就是主接线的选择，主接线就相当于我们人体的主血管，有了主接线的确定，我们才好对后期设计的电气设备选择、继电保护、自动装置做合理的选型；按照要求以及所给的相关资料，我们最终确立了110kv/35kv/10kv三个电压等级的接线方式。三个电压等级构成了降压变电站，由大电压变为低电压供用户方便使用。主要的电线直接影响整个电力系统的可靠性,是非常重要的。我们从系统的可靠性、灵活性、经济和其他因素考虑,我们110kv采用单母分段带旁路母线的接线方式，35kv和10kv的可根据实际情况选择单母分段的形式；变电站综合自动化的发展也为我们的办事效率以及电力行业的人身安全保障得到了提高，远程的监控和操作将为让我们后续的工作变得更加得心应手。防雷保护系统也是电力系统稳定运行不可或缺的。因为哪怕一次故障都会导致整个电力系统瘫痪,给我们的人民和国家带来巨大的损失。同时为了减少线损,我们用来调整系统无功补偿的无功功率；最后从主连接、短路电流计算、主要电气设备选择等综合考虑。我在论文结尾配置了主接线图,平面配置图和防雷保护图。第1章 变电站总体分析和负荷分析计算1.1 变电站分析1.1.1 110kV变电所建设规模根据电力系统资料分析，本变电所的建设规模如下： 建设为110kV/35kV/10kV三个电压等级的降压变电站； 110kV近期出线2回，远期发展2回；35kV近期出线4回，远期发展2回；10kV近期出线10回，远期发展2回； 最小运行方式下： S1=200MVA， Xs2=0.85; S2=800MVA， X s1=0.65;1.1.2变电站设计规范（1）本规范适用于35kv110kV单个变压器容量为25000kVA及以上变电所的设计。（2）变电所的设计应做到远、近期结合，以近期为主，远期为辅。为扩建留下发展空间。（3）设计变电所，我们应该全面考虑其负载负荷用量特点以及当地具体条件，综合考虑以求设计出最好的方案。1.2负荷计算 负荷计算就是需要我们计算出变电站的综合最大负荷，只有计算出了最大负荷，我们才有依据选择变压器的台数和容量。其计算方法就是站内所有负荷的累加和乘与同时系数的乘积。同时考虑到线路中的损耗，便可以得出最大负荷了，在学习工厂供电的时候，老师讲过最大负荷并非所有负荷累加，因为这些负荷不可能同时都在工作，所以，计算负荷的值是比累加和要小的；在上面我们提到的计算负荷的方法就是常用的需要系数法；1.2.1 110kV负荷情况表1-1 110kV负荷电压等级负荷名称最大负荷（MW）负荷组成 ()自然力率(H)线长(KM) 备注近期远景一二 110KV市系线8160.910市甲线8160.910备用180.9备用2100.9 1.2.2 35kV负荷情况表1-2 35kV负荷电压等级负荷名称最大负荷（MW）负荷组成 ()自然力率(H)线长(KM) 备注近期远景一二 35KV郊区2.535300.9600012钢铁厂23150.9600016水泥厂1.52150.9600020化肥厂1.52.5150.9600020备用1215备用22.515此电压等级的同时系数为0.85； 从以上35kv的表中，我们可以看出化肥厂、钢铁厂和水泥厂所占的负荷比重比较大，其重要性相对要高，因为一旦故障就会给产品的质量和产量带来损失，比如说，在化肥厂一次电机的停止到正常运行都会消耗一百多万的经济成本，其代价之高让我们不得不全力保障其供电的可靠性； 1.2.3 10kV负荷情况表1-3 10kV负荷电压等级负荷种类最大负荷（MW）负荷的组成 （百分比）自然力率(H)线长(KM) 备注近期远景一二 10KV食品厂1.2215300.7540001.5棉纺厂2320400.855003.5开关厂1220400.855003.5印染厂1.52.530400.7550004.5塑料厂2.5330400.8550004.5毛纺厂22.520400.850002.5针织厂11.520400.845001.5柴油厂2325400.840003机械厂1.52.525400.840003备用1 1.50.78备用21.50.78此电压等级的同时系数选择0.80；同35kv电压等级一样，上表中的数据显示其工厂所占的负荷比重比较大，电力的不稳定运行将会使机器做不正常的运转从而造成产品的不合格，给工厂带来不必要的损失，因此，我们要加强电力系统的稳定运行，最大限度的减少不必要的损失。1.2.4 选择容量 按照任务书的要求可知，该市需要一个市级变电所。我们将110kV变电站的建设与市内连接成一个网络，更好的解决该市的供电问题，同时也增强了供电的可靠性。从本市的经济发展来看，我们设计的变电站的最大容量为33.08MW。第2章 主变压器的选择2.1 主变选择2.1.1 主变台数选择的考虑原则变压器的选型是由上节提到的计算负荷和当地情况以及技术指标所确定的，它的作用就是向整个电力系统源源不断供电的，相当于人体心脏。其基本确定原则如下：（1）在有一级、二级负荷的变电站中，应该装设两台主变电压器；如果条件允许，也可以多设两台，如果变电站可取得足够的备用电源的话，也可以装设一台主变压器。（2）主变压器的容量以及数量都要根据资料计算后来选择，还要考虑到远景的发展以及当地的经济发展水平。（3）变电站的台数如果选择在两台或者说是两台以上的话，在选择它的容量的时候一定切记不可低于主变压器容量的五分之三。这是从灵活稳定性方面来考虑的。鉴于我们对所给资料的分析，我们确定选择两台主变压器。我们知道，选择两台主变，当只有其中一台主变工作的时候，另一台主变不能低于负荷的百分之六十，也就是说，它也能独立承担供电，保证一二类负荷的不间断运行，即（n-1）0.6sjs远 注：n表示为变压器的台数，远表示为远期最大计算负荷； 其中=Kt *()* (1+%)公式中为同时系数0.85，%为线损率，P为所有出线的最大负荷；计算结果为：=35MVA根据负荷计算得出远期最大的综合负荷为35MVA2.1.2 变压器联结组别和容量的选择 三相变压器连接组别、电压、相位和系统都应该是一致的，否则不能实现电力系统的并列运行，即不能并网；其连接组别有三角接和星形接两种方式，110kv以上的电压我们采用YN,NBB型，35kv选择Y型经消弧线圈接地，而10kv及以下我们采用D的连接方式；因此,最后采用“YN Yn0 D11”连接。容量比为100/100/1002.1.3 变压器各侧电压的选择电压互感器在电压损失在10%的情况下,并确保最终的额定电压,电源的主变压器电压应该选择根据额定电压的10%,最后的降压变压器可以选择根据额定电压。因此,对于110千伏变电站综合考虑,110千伏应选用115千伏,35 kV选择37 kV、10 kV选择10.5 kV。主变额定容量（Se）的选择计算：（1）35kV中压侧 根据4回的出现回路，我们在选择Kt的时候选择0.85就行了，简单的计算如下：（2）10kV低压侧：由于其出线回路数为10回，Kt=0.8,结合“三”中负荷情况分析部分知： 则三绕组变压器的计算容量：1）由选择条件： 故可选用主变的型号为: SFS10-20000/110 (kVA/kV)2) 校核条件： 则： 成立，满足条件要求。又因为 显然满足条件： 选用主变型号为：SFS10-20000/110 (kVA/kV)合格。3）近期与远景规划容量的问题这些计算结果其实是对未来的分析与规划，为将来可能的扩建留下空间，根据结算结果来确定主变的数量以及容量，回过头来看近期的分析，就是考虑我们所设计的主变究竟该上几台的问题了，不妨看看计算分析： 35kV侧10kV侧 从计算结果以及从近远景方面分析，最后选择变压器型号为SFS10-25000/110 (kVA/kV)，上一台主变就行了。表2-1 SFS10-25000/110系列变压器技术参数型号额 定容 量kVA额定电压（kV）连接组别阻抗电压（百分比）空载电流（%）损耗（MW）重量（t）外型尺寸（长、宽、高）（）高压中压低压高低高中中低空载负载SFS10-25000/1102500011022.5%38.522. 5%10.5YN yn0 d1110.517.56.51.04617553.55830X4860X57802.1.4 无功补偿的确定降低线路中的感抗可以提高功率因数，功率因数就是我们老师平常所说的有功功率和视在功率的比值。提高自然功率因数的方法有很多：（1） 选择变压器的时候多用心，找到合适的容量，做到安全可靠且经济。（2） 对电动机做检修，一定要全面检查，确保它的稳点运行，必须做到把电动机的检修质量提上去。（3） 电动机的型号和容量选择要合理安排，不要太多无用功或空载运行。有时单靠提高自然功率因数并不能达到要求，此时就需要无功补偿了；对无功补偿的方法其实有很多种，比如说同步调相机或者电容器这些都能对无功补偿起到促进的作用。对于电力系统而言，功率因数的提高对其意义重大：（1） 可以充分利用资源降低损耗，节约成本；（2） 提高有功，效率得到提高；（3） 降低了电压的损耗同时电压的质量得到提高；根据规定，无功补偿的容量一般定为主变容量的百分之十到三十，我们设计的变电站的一台变压器的主变容量一共为25000kva，因此根据百分比可以选取并联电容器的容量为6000 KVA。附录2有特定的计算;第3章 电气主接线3.1 电气主接线的基本要求电气主接线实质上就是发电厂到配电厂之间所有电气设备之间的连接线，是承担强电压大电流的一个载体；它贯穿于整个电力系统，关系到整个系统的安全可靠运行，因此，主接线的合理选择变得至关重要。简而言之，主接线最基本的要求就是要满足安全性、可靠性、经济性以及灵活性。3.2设计原则 （1）在110kv以上220kv以下的配电装置中，当线路高于4回时，宜于选择双母线接线形式。 （2）在35kv以上60kv以下的配电装置中，宜于选择单母线或者单母分段的接线形式。 （3）在10kv以下的配电装置中，线路在5回之内的，通常选择单母线，超过5回的，通常采用单母分段的接线形式。3.3 110kV电压侧接线 我们所设计的变电站110kV有4回线路，其中两回备用线。从接线形式的综合考虑，我们选择了以下两种方案来做一下对比，接线形式见下图：图3-1单母分段带旁路接线 图3-2 单母分段接线两种方案优劣对比方式性能1.单母线分段接线2.单母线分段带旁母接线 可靠性(1)重要的用户不会导致两个电路都断电（2)当一个总线失败,分段开关自动故障段切除,保证母线不间断电源的正常供应。这种接线方式，当其中一路发生故障时，其他线路不受影响，能保障供电的可靠性。灵活性运行方便可靠。但倒闸操作相对复杂。前一回的线路断电以后，断路器会自动分离与其他母线配合，保证供电的可靠性。经济性所占用的空间比较小，成本低其优点是接线简单，缺点是高压设备多，价格偏高。远期所需空间范围大，有利于今后的扩建3.4 35kV电压侧接线以及10kv电压侧接线对110kv的系统全面分析，同时也为以下两个等级电压的接线形式选择打下了基础，其实接线形式可以参照110kv，通过对比及多种考虑，最终确定35kv和10kv接线都选择单母分段的连接形式。第4章 短路电流的分析计算和电气设备的选型4.1 短路电流分析短路所产生的效应可以分为热效应和动效应两种形式；短路危害极大，比如说，发生短路时，其电流会超出正常运行时电流易产生非正常的动力，从而使电气设备遭到动力损坏，短路发生时，会产生额外的热能量，当持续时间过长，就会很容易烧坏电气设备；此外，由短路导致的电压不稳点会对用户的照明或家用电气的使用造成影响，其频率的失衡会对工厂生产的产品质量遭到很大程度的影响，诸如此类，种种的短路造成的不正常的运行都会给国民生活造成损失，因此，我们必须采取措施来消除短路或者说当短路发生后，我们一定要以最快的速度完成对整个故障的排除，同时以最快的速度恢复对工厂对用户的正常供电。4.2 限制短路电流的方法4.3 下表为短路计算的结果：表4-1 短路电流计算结果 单位（KA）短路点IItk/2 Itk ish110KV母线8.257.498.278.6521.0435KV母线5.415.415.415.4113.810KV母线12.5712.5712.5712.5732.05其在附录1中有详细计算过程4.4电气设备选择我们知道，选择电气设备的同时不可忽略的是电气设备之间所产生的电弧，对于电气设备来讲，电弧的存在，危害极大，可是，我们也不可能做到完全不产生电弧，所以，我们在设计与选择电气设备的时候，要尽量少的避免电弧的存在或者很快将之灭掉。高压断路器有通断电流的作用而且其本身具有灭弧功能，常用的油式断路器、六氟化硫断路器和真空断路器，而目前常用的就是后两种。根据电压等级的不同，我们在做此110kv变电站设计的时候110kv选择使用六氟化硫断路器，35kv及以下选择使用真空断路器；隔离开关是用来切断高压电，做倒闸操作的。其结构形式简单清晰很像老式木门的门栓，断开后很清晰可以看到断开的点，与断路器不同的是，它没有灭弧装置，是不可以切断短路电流的；互感器的作用通常来说就是一次与二次的隔离，同时将大电流降为小电流将大电压降为小电压。电流互感器串联在电路中，电压互感器并联接在电路中。 母线是贯穿于整个电力系统中的不可或缺电力设备，其承担起所有电路中的高电压大电流，按其材质的物理性质来分的话，母线有软质母线即有一定的松弛度，通常作为户外的电力架设，此外还有硬母线，比如说，配电柜中有红黄绿颜色标记的铜板，都是母线，鉴于母线在电力系统中的重要地位，我们在选择它的时候一定的细心，得多看看每款型号的具体要求和它的应用范围以及安全范围。4.4.1选择的原则1) 电气设备选择很重要，它的要求也很多，为了能达到要求，满足安全可靠，必须综合考虑，充分了解各个电气设备的基本性能以及技术参数。 2）各项指标不应该和当地的实际情况相冲突。 3）选择一个导体应该尽量减少各种类型。 4）不应超过建筑标准。 5)应该选择合格的检验报告的新产品和新技术4.4.2电气设备性能检验1. 电气设备的检验 在电气设备运行的时候，由于输电线路需要承担高电压大电流，线路损耗是不可避免的，也正因此会造成各点的电压高低都不尽相同，所以，额定电压的合理选择尤其重要： （1）用电设备可以正常运行的的额定电压为正负百分之五的电压偏差，也就是说，我们可以选择的用电设备的额定电压与同级别的电路的额定电压一致。 （2）因为我们都知道发电机是发电，它处于线路中前面的部分，线路中的损耗多多少少是避免不了的，因此我们在选择它的额定电压的时候要高出架设线路额定电压5个百分点。4.5电气设备表4.5.1导体的选型表4-3导体型号母线类型 电压等级主母线主变向下引出线负荷出线110kVLGJQ-185LMY矩形母线(单条254) /35kVLMY矩形母线(单条405)LMY矩形母线(单条6310) / 10kVLMY矩形母线(单条12510)LMY矩形母线(双条1258)ZLQ三芯电缆（单根）4.5.2断路器和隔离开关的选型表4-4断路器和隔离开关类型设备项目断路器隔离开关110kV出线LW11-110/1600GW4-110D/600-50110kV分段LW11-110/1600GW4-110D/600-50110kV主变引下线LW11-110/1600GW4-110D/600-5035kV出线ZN8-35/1600/35kV分段ZN8-35/1600/35kV主变引下线ZN8-35/1600/10kV出线 ZN1-10/1600-31.5/10kV分段 ZN1-10/1600-31.5/10kV主变引下线 ZN1-10/1600-31.5/4.5.3电压互感器与电流互感器表4-5电流和电压的互感器的选型电压等级设备类型110kV35kV10kV电压互感器JDR-110JDX6-35JSJW-10分段电流互感器LCWD-110/2600/5LCWB-35/1200/5LMZ1-10/4000/5出线电流互感器LCWD-110GYW275/5 100/5LCWB-3575/5LMZ1-10主变引下线电流互感器LCWD-110GYW2200/5LCWB-35400/5LMZ1-102000/54.5.4 10kV出线流互如下表4-6 流互类型负荷类型型 号负荷类型型 号备用1、2LZZJB6-10 (200/5)棉纺厂LZZJB6-10（300/5）印染厂LZZJB6-10 (300/5)开关厂LZZJB6-10 (300/5)针织厂LZZQB6-10 (200/5)印染厂LZZJB6-10 (300/5)食品厂LZZJB6-10 (200/5)并联电容器LZZJB6-10 (300/5)毛纺厂LZZJB6-10 (150/5)塑料厂LZZJB6-10 (300/5)柴油厂LZZJB6-10 (300/5)机械厂LZZJB6-10 (300/5)附录2中详细列出了计算过程。第 5章 防雷保护设计及计算 5.1防雷保护分析雷电作为大自然的自然现象，是我们人类无法改变的事实，生活中很多美好的景观都是雷电引起的，很多先进的科技也有雷电带来的功劳；然而雷电是把双刃剑，它有利有弊，现实生活中有很多雷击给我们的生命和财产带来巨大损失的事例让我们不得不对防雷作好必要的措施。避雷装置多种多样，它的形式有针式网式和线式结构等等； 5.2 防雷措施 (1)110kv及以上的配电设备的避雷装置都是安装在预先安置好的框架上的，而当电阻率很大也就是一千以上的时候，是需要单独安装独立避雷针的，以便取得更好的保护。(2) 从对设备的安全可靠性考虑，35kv以下的电压我们选择的是独立的避雷针做避雷保护。 说到避雷针，名为避雷实为引雷，避雷针真正的作用就是利用它本身的导体的高度将被保护物附近的雷电通过导体引入地下，起到保护周边物体的作用。 5.2.1单避雷针方案在地面上的保护半径： 被保护物高度处的保护半径：（1） 当 p （2） 当 p 5.2.2双避雷针方案对于两针两边保护范围的安装和计算，其实也很简单，我们不妨参照单个避雷针的计算方法来做；两针之间的保护宽度：5.3避雷针保护范围计算该变电站设计为长120m，宽82m的形式，根据其宽度可选择四支等高度的避雷针，其代号分别为：001 002 003 004 ,由图可选取D为62.5m避雷针高度h=32m 那么 P = =0.963当被保护物的高度=11.5m时，因 =(1.5h-2)P =(1.532-211.5) 0.963 = 24.27m我们所设计的避雷针的高度是设在离地大约11.5米的平台上的，它的最大的保护物体的最大宽度是两倍的bx，分析比较之后可以很明了的看出符合避雷保护的要求。当7m时：=(1.5h-2)*P =(1.532-27) *0.963= 32.74m由此可知同样能达到保护的范围鉴于此，所内可保证雷雨天气供电的可靠性。参考文献1 范锡普发电厂电气部分M.水利电力出版社.2 应智大.高电压技术M.浙江大学出版社3 水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册M.水利电力出版社.4 杨宛辉等.发电厂、变电所电气一次部分设计参考图册.5 电力系统继电保护与自动装置整定计算.水利电力出版社.6高电压配电装置设计技术规程SDJ5-85M. 中国电力出版社.7电力系统技术导则（试行）SD131-84M.中国电力出版社.8电力系统设计技术规程（试行）SD131-84M.中国电力出版社.9变电所总布置设计技术规定（试行）SDGJ63-84M. 中国电力出版社.10电力设备过电压保护设计规程SDJ7-79M.水利电力出版社.11并联电容器装置设计技术规程SDJ25-85M. 水利电力出版社.12电测量仪表装置技术规程SDJ9-87M. 水利电力出版社.13电力设备接地设计技术规程SDJ8-97M. 水利电力出版社.14继电保护和安全自动装置技术规程SDJ6-83M.水利电力出版社.15电力勘测设计制图统一规定SDGJ34-83M. 水利电力出版社.16电力设计工程电气设备手册（电气一次部分上、下）M. 水利电力部西北电力设计院.17 电力设计工程电气设备手册（电气二次部分）M. 水利电力部西北电力设计院.18变电所设计10-220kVM.辽宁科学技术出版社.19电网继电保护应用M.水利电力出版社.附录1短路电流的计算 根据规定：通常选取基准容量SB=100MVA ；而基准电压选取各级电压的平均值即可，即110kV选取115kv,35kv的选取37kv,10kv的选取10.5kv;基准电抗为XB 则XB1=132.25XB2= =13.69XB3= =1.10 各条线路的电抗：（各种线形的单位电抗统一选取0.4）XL1=L1*X1=600.4=24XL2=L2*X2=XL3=L3*X3=XL4=L4*X4=500.4=20对应的标么值为：= =0.18= =0.21= =0.06= =0.24变压器的电抗: US12%=10.5% US13%=17.5% U23%=6.5%=( US12%+ US13% U23%) =(10.5%+17.5%6.5%) =0.43=( US12%+ US23% -U13%)=(10.5%+6.5%-17.5%)=0.01=( US23%+ US13% -U12%)=(6.5%+17.5%10.5%)=0.27计算系统电抗： =XS1=0.7=0.07=XS2=0.6=0.3 附图I-1 系统图(1) 则D1点短路等效系统如图：附图I-2 D1点短路网络等值变换得上图转移电抗得计算:是S1对d1的转移电抗，是S2对d2的转移电抗。=+0.0660.0120.082=+0.0120.1660.208电抗计算结果：=0.082=0.148= =0.208=2.5查运算负荷曲线得：1当tk0时， =0.8 =1.25=1.258.25KA2当tk1s时，=0.864 =1.243Itk =0.8641.2438.27KA3 当tk/20.5s时，=0.78 =1.160.781.167.49KA4当tk/2时，=0.88 =1.47I=0.881.479.65KA则冲击电流2.558.2521.04kA（2）则D2点短路等效系统图： 附图1-3 D2点短路 =0.38 =0.964=0.38=0.6843.5=0.96411.563.5根据运算负荷曲线可以得到：1当tk0时，= =0.173 = 0.263=0.1730.263=5.41KA 因计算电抗大于3.5，所以0s 3s 1.5s 及无穷大时曲线重合则冲击电流2.555.41=13.8KA（3）D3点的短路等效系统图： 附图1-4 D3点短路=1.44=0.57=1.4417.28 3.5=0.5726.9 3.5根据运算负荷曲线可以得到：1当tk0时，= 0.07 =0.18 =0.070.1812.57KA 因两个计算电抗都大于3.5，所以0s 3s 1.5s 及无穷大时曲线重合。则冲击电流计算得：2.55I=2.5512.57=32.05KA附录2电气设备的选择2母线的选择(1) 110kV主母线A110kv主变引下线35kV主母线 =819.24A35kv主变引下线10kv主母线 =2886.84KA10kv主变引下线10kv单回（2）110kv母线的选择：按照经济电流密度选择导线截面查电力系统分析表22得：选择钢芯铝绞线Tmax 选择轻型钢芯铝绞线LGJQ-300,由于是按经济电流密度选择的导线，可不必校验其允许载流量。可查电力系统分析附表1-1得到允许载流量710A一回线路就可以满足允许载流量的要求。最小机械强度，电晕条件也能满足要求。（3）110kV主变引下线的选择母线截面的选择：由于主变引下线容量传输大，长度超过20m，故按经济电流密度进行选择。由表可以查得：当，根据,发电厂电气部分附表1可得：选用较小的254矩形导体平放允许电流为292A考虑环境温度得影响修正系数K=0.81。热稳定校验短路持续时间为： 周期分量热效应： = =75.17由于故非周期分量热效应可以忽略：正常运行时的环境温度查表46 C满足短路时发热的最小导体截面面积为：满足热稳定要求。动稳定校验导体自振频率有以下得:查表 =91Hz35Hz故高压母线出口短路冲击系数K=1.8 ish=1.8=22.16(KA)母线相间应力为： 导体截面系数由表查得 K12=0.37 K13=0.57条间衬垫最大跨距：为了便于安装每跨绝缘子中设3个衬垫（4）110kV侧断路器、隔离开关的选择:由所选设备表可以得到：LW11-110/1600型断路器 开断时间计算：tkdtbhtgf0.05+0.060.11（s） 热稳定时间校验：trtbhtkd5+0.115.11（s） 热稳定校验=359 tr 所以QK=QP=359冲击电流 断路器选择结果表表2-1 断路器计算数据LW11-110/1600UNs110kVUN110kVImax131.79AIN1600A8.69KANbr18.4KAish22.16KAINC155KAQk359Qkish22.16KAIes32KA由结果表可以看出各项条件均能满足，故选择LW11-110/1600合格。隔离开关选择结果表：表2-2 隔离开关计算数据GW4-110D/600-50UNs 110kVUN 110kVImax 131.79AIN 600Aish22.167KAIes32KAQkQk由结果表可以看出各项条件均能满足，故选择GW4-110D/600-50合格。(5)35kV母线的选择按长期发热允许电流选择截面查附表1选用单条63mm10mm平放允许电流1129A肌肤效应系数Ks1.04 t40 温度修正系数 K0.81 Imax819.24AIal（40）0.811129914.5819.24A热稳定校验短路持续时间为: 周期分量热效应：由于故不计非周期分量热效应：正常运行时的温度: 查表46 C87满足短路时发热的最小导体截面面积为：满足热稳定要求。动稳定校验导体自振频率由以下求得: = =查表得： =58.75Hz35 Hz故高压母线出口短路冲击系数K=1.8 ish=1.8=2.555.724=14.60(KA)母线相间应力：= = 导体截面系数： = = 由表查得 K12=0.5 K13=0.6条间衬垫最大跨距： 为了便于安装每跨绝缘子中设3个衬垫（6）35kV主变引下线的选择母线截面的选择：由于主变引下线容量传输大，长度超过20m，故按经济电流密度进行选择。由表可以查得：当， 根据,发电厂电气部分附表1可得：选用较小的6310矩形导体平放允许电流为1129A考虑环境温度得影响修正系数K=0.81热稳定校验短路持续时间为： 周期分量热效应：由于故不计非周期分量热效应正常运行时的环境温 查表46 C97满足短路时发热的最小导体截面面积为： 满足热稳定要求。动稳定校验导体自振频率由以下求得: = =查表： = =234.1Hz155Hz故高压母线出口短路冲击系数K=1.8 ish=1.8=14.06(KA) 导体截面系数: 由表查得: K12=0.8 K13=0.9 =条间衬垫最大跨距： 取绝缘子跨距1.5m为了便于安装每跨绝缘子中设3个衬垫。（7）35kV侧断路器、隔离开关的选择:由所选设备表可以得到：ZN8-35/600型断路器 短路计算电抗： 热稳定时间校验：trtprtinta3.12（s） 热稳定校验由于tr 所以QK=QP=冲击电流： 图II-3 断路器选择结果表计算数据ZN8-35/600UNs35kVUN35kVImax40962AIN600A 5.724KANbr16KAish14.60KAINC140KAQkQkish14.60KAIes16.5KA由结果表可以看出各项条件均能满足，故选择ZN8-35/600合格。35kV侧的断路器采用手车式，所以不用隔离开关。（8）10kV母线的选择按长期发热允许电流选择截面查附表1选用三条125mm10mm平放允许电流3152A肌肤效应系数Ks1.12 t40 温度修正系数K0.81 Imax2.887kAIal（40）0.8139033161.43A2887A热稳定校验短路持续时间为：周期分量热效应：=162.5由于故不计非周期分量热效应：正常运行时的环境温度:查表46 C88满足短路时发热的最小导体截面面积为： =满足热稳定要求。 动稳定校验导体自振频率由以下得:查表知 故高压母线出口短路冲击系数K=1.8 ish=1.8=31.14(KA)母线相间应力:导体截面系数由表查得 ：K12=0.95 K13=0.97 =条间衬垫最大跨距：10kV主变引下线的选择母线截面的选择：由于主变引下线容量传输大，长度超过20m，故按经济电流密度进行选择。由表可以查得：当，根据,发电厂电气部分附表1可得：选用较小的1258矩形导体2条，平放允许电流为2670A考虑环境温度得影响修正系数K=0.81热稳定校验周期分量热效应： 由于故不计非周期分量热效应正常运行时温度:查表46 C93满足短路时发热的最小导体截面面积为：=200满足热稳定要求。动稳定校验导体自振频率由以下求得: 查表的：=653.6Hz155Hz故高压母线出口短路冲击系数K=1.8 ish=1.8=35.32(KA)母线相间应力:=导体截面系数同条相间作用力计算 由于导体的跨距已给出取1.0m故不在计算。10kV用户出线电缆的选择：按经济电流密度进行选择，10kV电缆出线。查图4-26铝芯电缆Tmax5000h j0.75A/mm2所以选用两根10Kv ZLQ2185三芯油浸纸绝缘铝芯钢带铠装电缆，正常允许最高温度为60，X=0.076k/km 按长期发热允许电流进行校验，当实际土壤温度为修正系数； ； 。短路前电缆最高运行温度：由式（494）求得：C=69.5结果表明选择两根ZLQ2185电缆能满足要求。10kV侧断路器、隔离开关的选择:由所选设备表可以得到： ZN1-10/1600-31.5型断路器 短路计算电抗： 热稳定时间校验：trtprtinta4.02（s） 热稳定校验由于tr 所以QK=QP= 冲击电流 图2-4 断路器选择结果表计算数据 ZN1-10/1600-31.5UNs10kVUN10kVImax1443A IN1600A 12.21KA.Nbr43.3KAish31.14KAINC1130KAQkQkish35.32KAIes130KA由结果表可以看出各项条件均能满足，故选择 ZN1-10/1600-31.5合格。10kV侧的断路器采用手车式，所以不用隔离开关。3绝缘子和穿墙套管的选择（1）35kV绝缘子的选择 经查有关资料可选择ZL-35/8型（屋内）Fde8000N H=400mmH1=H+b+h/2=400+5+50/2=430(mm)屋外的绝缘子选择ZS-35/8型。（2）穿墙套管的选择经查有关资料可以选择CWL35/630型 套管容管尺寸为815372mm2能满足要求。计算其跨度以上计算可以看出选择ZL-35/8型满足要求。110kV和10kV绝缘子和穿墙套管的选择计算和35kV的选择计算类似，不再一一计算。所以，110kV绝缘子和穿墙套管的型号： 绝缘子：ZS-110/4型普通棒式支柱型 穿墙套管：CRCQ-220/600型 10kV绝缘子和穿墙套管的型号：绝缘子：ZN-6/4型（屋内） 屋外选择ZS-35/4型 穿墙套管：CWWL-10/2000-2型4电流互感器的选择电流互感器的选择在具体的有关资料上直接可以查出。具体选择结果详见说明书选择列表。110kV侧选择电流互感器为LCWD-110/2600/5 ，35kV侧选择电流互感器为LCWB-35/1200/510kV侧选择电流互感器为LMZ1-10/4000/5，5电容器高压电容器一般采用电压互感器做放电电阻，不需另设放电电阻，选择BGF10.5-200-1W型，标称电容5.78.熔断器的选择 19A熔体额定电流可选28.638,取30A,则选择RN1-10/30。附录3避雷针保护范围计算该变电站设计为长120m，宽82m的形式，根据其宽度可选择四支等高度的避雷针，其代号分别为：001 002 003 004 ,由图可选取D为62.5m避雷针高度h=32m 那么 P = =0.963当被保护物的高度=11.5m时，因 =(1.5h-2)P =(1.532-211.5) 0.963 = 24.27m在高度为11.5m的水平面上，保护范围的最宽度为，由此可知能达到保护的范围。当7m时：=(1.5h-2)*P =(1.532-27) *0.963= 32.74m由此可知同样能达到保护的范围鉴于此，所内可保证雷雨天气供电的可靠性。110 kV substations digital transformation case analysisAbstract This paper briefly introduces the basic concept of digital substation, Analysised substation digitization reconstruction examples based on 110 kV substations. A detailed analysised of the substation secondary equipment such as changes in operating mode. Digital Substation discussed possible options for reform, and according to the results