【电气工程及其自动化】某110v-35v-10kv变电站电气初步设计

本科生毕业设计（论文）某110/35/10KV变电站电气初步设计二级学院信息科学与技术学院专业电气工程及其自动化完成日期2014年5月10日目录1前言111待设计变电站地位及作用112变电站负荷情况及所址概况12电气主接线设计221110KV电气主接线32235KV电气主接线42310KV电气主接线524站用电接线63负荷计算及变压器选择731负荷计算7311站用负荷计算831210KV负荷计算831235KV负荷计算8314110KV负荷计算832主变台数、容量和型式的确定8A基础理论B应用研究C调查报告D其他321变电所主变压器台数的确定8322变电所主变压器容量的确定8323变电站主变压器型式的选择933站用变台数、容量和型式的确定9331站用变台数的确定9332站用变容量的确定9333站用变型式的选择104最大持续工作电流和短路电流的计算1041最大持续工作电流计算的目的1042最大持续工作电流的计算1043短路电流计算的目的1144短路电流的计算115主要电气设备选择1151选择电气设备的条件1152断路器的选择12521110KV侧断路器1252235KV侧断路器1352310KV侧断路器1453隔离开关的选择15531110KV侧隔离开关1553235KV侧隔离开关1553310KV侧隔离开关1654电流互感器的选择16541110KV侧电流互感器的选择1754235KV侧电流互感器的选择1754310KV侧电流互感器的选择1855电压互感器的选择1856裸导体的选择19561导体的概述19562110KV母线选择2056335KV母线选择2056410KV母线选择216防雷保护规划2261电气设备的防雷保护2262避雷器的选择和配置22621110KV侧避雷器的选择和校验2362235KV侧避雷器的选择和校验237继电保护配置2471变电所母线保护配置24711110KV和35KV线路保护2471210KV线路保护2472变电所主变保护的配置25721主变压器的主保护25722主变压器的后备保护258配电装置设计2581110KV侧装置设计258235KV侧装置设计268310KV侧装置设计26参考文献27附录28致谢41某1103510KV变电站电气初步设计摘要变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这次设计以110KV降压变电所为主要设计对象，分析变电站的原始资料确定变电所的主接线；通过负荷计算确定主变压器台数、容量及型号。根据短路计算的结果，对变电所的一次设备进行了选择和校验。同时完成防雷保护及接地装置方案的设计。关键词变电所电气主接线；短路电流计算；一次设备；防雷保护A110/35/10KVSUBSTATIONSYSTEMDESIGNABSTRACTTHESUBSTATIONISANIMPORTANTPARTOFTHEPOWERSYSTEM,WHICHDIRECTLYAFFECTSTHESAFETYANDECONOMICOPERATIONOFTHEENTIREPOWERSYSTEM,CONTACTTHEPOWERPLANTSANDUSERSOFINTERMEDIATELINKS,PLAYSTRANSFORMATIONANDDISTRIBUTIONOFELECTRICENERGYROLETHEDESIGNOFSTEPDOWNSUBSTATIONTO110KVASTHEMAINDESIGNANDANALYSISOFRAWDATATODETERMINETHEMAINTERMINALOFTHETRANSFORMERSUBSTATIONOFSUBSTATIONLOADCALCULATIONTODETERMINETHENUMBEROFMAINTRANSFORMERCAPACITYANDMODELACCORDINGTOTHERESULTSOFSHORTCIRCUITCALCULATION,THESUBSTATIONPRIMARYEQUIPMENTSELECTIONANDCALIBRATIONWHILECOMPLETIONOFTHEPROGRAMDESIGNOFLIGHTNINGPROTECTIONANDGROUNDINGDEVICESKEYWORDSMAINSUBSTATIONELECTRICALWIRINGSHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONPRIMARYEQUIPMENTLIGHTNINGPROTECTION1前言本次设计题目为110/35/10KV变电所一次系统设计。此设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，培养对本专业各科知识进行综合运用的能力，同时检验本专业学习四年以来的学习结果。此次设计首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了变电所的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，在根据最大持续工作电流及短路计算结果，对设备进行了选型校验，同时考虑到系统发生故障时，必须有相应的保护装置，因此对继电保护做了简要说明。对于来自外部的雷电过电压，则进行了防雷保护和接地装置的设计，最后对整体进行规划布置,从而完成110/35/10KV变电所一次系统的设计。11待设计变电站地位及作用按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本区兴建1中型110KV变电站。该变电站建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行供电，提高供电水平。同时和其他地区变电站联成环网，提高本地供电质量和可靠性。各个变压等级出线回路数以及备用回路数为110KV出线4回，2回备用；35KV出线8回，2回备用；10KV出线12回，2回备用。12变电站负荷情况及所址概况负荷情况为站用负荷约915KVA；35KV侧负荷情况，见表11表1135KV侧负荷负荷名称容量（MW）功率因数数量负荷类型化工厂6091II铝厂6091I自来水厂5091I汽车厂3091I电子厂260851I机械厂320851II10KV侧负荷情况，见表12表1210KV侧负荷负荷名称容量（MW）功率因数数量负荷类型自行车厂30851III食品厂350851II纺织厂320851II木材厂340851III电台560851I生活水泵40903II玩具厂680851II本变电站的电压等级为110/35/10KV。变电站由两个系统供电，系统S1为600MVA，容抗为038,系统S2为800MVA，容抗为045线路1为30KM,线路2为20KM,线路3为25KM。该地区自然条件年最高气温40摄氏度，年最低气温5摄氏度，年平均气温18摄氏度。出线方向110KV向北，35KV向西，10KV向东。本论文主要通过分析负荷资料，通过负荷计算，最大持续工作电流及短路计算，对变电站主进行了设备和主接线选择，进而完成了变电站一次部分电气设计。2电气主接线设计现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工农业生产和人民日常生活。因此，发电厂、变电站主接线必须满足以下基本要求1。（1）运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，要考虑停电回路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（2）具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障最短停电时间、使得影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。（3）操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。（4）经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽可能地发挥最大经济效益。（5）应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。21110KV电气主接线35110KV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。根据以上分析、组合，保留下面两种可能接线方案，如图21及图22所示图21单母线分段接线图22双母线接线对图21及图22所示方案、综合比较，见表21表21110KV主接线方案比较表方案方案技术简单清晰、操作方便、经济性好灵活性差运行可靠、运行方式灵活、便于事故处理、易扩建经济设备少、投资小占地大、设备多、投资大WL1WL2WL2WL1在技术上第种方案明显合理，在经济上则方案占优势。鉴于此站为地区变电站，而且出线仅为四回。经综合分析，110KV选方案I为设计的最终方案。2235KV电气主接线电压等级为35KV60KV，出线为48回，可采用单母线分段接线，也可采用双母线接线。为保证线路检修时不中断对用户的供电，采用单母线分段接线和双母线接线时，可增设旁路母线。但由于设置旁路母线的条件所限（35KV60KV出线多为双回路，有可能停电检修断路器，且检修时间短，约为23天）。所以，35KV60KV采用双母线接线时，不宜设置旁路母线，有条件时可设置旁路隔离开关4。据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图23及图24所示图23单母线分段带旁路母线接线图24双母线接线对图23及图24所示方案、综合比较，见表22表2235KV主接线方案比较方案方案技术简单清晰、操作方便、易扩建可靠性、灵活性差旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户供电供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作汽车厂水厂铝厂化工厂机械厂电子厂汽车厂水厂铝厂化工厂机械厂电子厂经济设备少、投资小用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案可靠性、灵活性不如方案，但其具有良好的经济性。鉴于此电压等级不高，所以35KV最终选用投资小的方案。2310KV电气主接线610KV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高。上述两种方案如图25及图26所示图25单母线分段接线木材厂备用1纺织厂自行车厂食品厂站用变玩具厂备用2生活水泵电台生活水泵生活水泵10KV木材厂备用1纺织厂自行车厂食品厂站用变玩具厂备用2生活水泵电台生活水泵生活水泵图26双母线接线对图25及图26所示方案、综合比较，见表23表2310KV主接线方案比较方案I方案II技术不会造成全所停电调度灵活保证对重要用户的供电任一断路器检修，该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济占地少设备少设备多、配电装置复杂投资和占地面积大经过综合比较，方案在经济性上比方案好，且调度灵活也可保证供电的可靠性。10KV选用方案。最佳主接线方案的确定，如图27所示站用电自行车厂食品厂纺织厂木材厂电台生活水泵生活水泵生活水泵玩具厂铝厂水厂化工厂汽车厂电子厂机械厂10KV10KV35KV图27最佳主接线方案24站用电接线一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。上述两种方案如图28及图29所示WL123WL456图28单母线分段接线图29单母线接线对图28及图29所示方案、综合比较，见表24表24站用电主接线方案比较方案I方案II技术不会造成全所停电调度灵活保证对重要用户的供电简单清晰、操作方便、易于发展可靠性、灵活性差WL12365任一断路器检修，该回路必须停止工作经济占地少设备少占地少设备少比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案。3负荷计算及变压器选择31负荷计算要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流，首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10KV侧负荷、35KV侧负荷和110KV侧负荷。（31）1COSNITCPKS某电压等级的计算负荷CS同时系数（35KV取09、10KV取085、35KV各负荷与10KV各负荷之TK间取09、站用负荷取085）该电压等级电网的线损率，一般取5P、COS各用户的负荷和功率因数311站用负荷计算（32）085915960796SKVAM站31210KV负荷计算1032348530153867KVVA（33）31235KV负荷计算（34）35096530926308512748KVSM314110KV负荷计算10281639069KVSVA站（35）32主变台数、容量和型式的确定321变电所主变压器台数的确定主变台数确定的要求159（1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，且在一次主接线中已考虑采用旁路带主变的方式。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。322变电所主变压器容量的确定主变压器容量确定的要求（1）主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到1020的负荷发展1。（2）根据主变所带的负荷性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电站，应该考虑当一台主变停运时，其余变压器容量设计及过负荷能力后的允许时候内，应保证一级和二级负荷，对于一般性变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量应该能够保证全部负荷的7080。由限MVAS4968总制，所以两台主变各自承担34247。当一台停运时，另一台承担70为MVA，故选择两台就可以满足要求911。4796MVA50（3）同级电压的当台降压变电所容量级别不宜太多，应该从全网出发，推行系列化，标准化5。323变电站主变压器型式的选择具有三种电压等级的变电站中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿设备时，主变压器采用三绕组。而有载调压比较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10KV及以下变电站采用一级有载调压变压器。故本站主变压器选用有载三绕组变压器。我国110KV及以上变压器绕组都采用Y连接；35KV都采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组都采用连接。故主变参数3，见表32表32主变参数额定电压（KV）阻抗电压损耗型号高压中压低压高中高低中低空载负载连接组别SFSZ750000/11025180381051051865712250YN,YN0,D1133站用变台数、容量和型式的确定331站用变台数的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10KV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。332站用变容量的确定站用变压器容量选择的要求站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。（36）96075106SKVA站333站用变型式的选择考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目标，可选用干式变压器。因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。根据3KV110KV变电所设计规范第371条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。故站用变参数3，见表33表33站用变参数额定电压型号高压低压连接组别空载损耗负载损耗空载电流阻抗电压S9200/1053604Y,YN005025174电力工程电力设计手册规定“对于35110KV变电所，可按主变压器额定容量的1030作为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。4最大持续工作电流和短路电流的计算41最大持续工作电流计算的目的进行电气设备选择的时候，根据电气设备的长期允许电流，应不小于该回路EI在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，因此必须进行各回路最大持续电MAXDI流的计算，从而根据计算结果选择合理的电气设备。42最大持续工作电流的计算根据公式（41）EEUIS3所统计各电压侧负荷额定容量ES各电压等级额定电压U额定工作电流EI由于发电机、调相机和变压器在电压降为5时，输出功率可以保持不变，故其相应回路的应为发电机、调相机或者变压器额定电流105倍。MAXDI即E051A42EDUSI3051MAX10KV侧（43MAX1053867246DIMVAKKA）35KV侧（4AX2435073DI4）110KV侧（4MAX10568914DIVAKKA5）43短路电流计算的目的为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备能都在运行中经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切除电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要精确的短路电流数据。在计算时有以下假定（1）短路前为空载，即负荷略去不计，只计算短路电流的故障分量；（2）故障前所有的节点电压均等于平均电压，其标幺值等于1；（3）系统各元件的电阻略去不计（1KV一下的高压电网）；（4）只计算短路电流基频的周期分量。44短路电流的计算可能发生最大短路电流的短路电流计算点有4个，即110KV母线短路（K1点），35KV母线短路（K2点），10KV电抗器母线短路（K3点），04KV母线短路（K4点）。计算结果见表41（计算过程见附录A。5主要电气设备选择51选择电气设备的条件（1）额定最高电压51MAXAXDU（2）额定电流（5EI2）（3）环境条件对设备选择的影响当电气设备安装环境超过一般电气设备使用条件时，应采取必要的措施。（4）短路热稳定校验53KTQI2（5）动稳定校验CJDWCJDWII或者54（6）短路计算时间1）热稳定短路计算时间55RFJDZKTT2）短路开断计算时间56FB（7）开断电流的选择5MAIEKD7（8）关合电流的选择或58表GICJDWICJ41各短路点的参数值短路点的编号基准电压（KAVUV）基准电流（KAJI）额定电流（KNA）短路电流标幺值“I短路电流有名值IKA稳态短路电流标幺值稳态短路电流有名值短路电流冲击值KACJI短路全电流最大有效值MIKA短路容量S（MVA）表达式平均值AVBS3AVB1X“N1“NI255I151II3AVUK111505020050202769139027691390354421132769K237156015601307203913072039519930991306K3105549954991066586110665861149489081057K40414431443265538322655383297715824265552断路器的选择521110KV侧断路器（1）额定最高电压（59）MAXAX15026DUKV（2）额定电流5KAIDE374010）根据以上数据可以初步选择LW14110高压六氟化硫断路器，其参数11见表51。（3）按开断电流选择表51LW14110型断路器参数表额定工作电压最高工作电压额定工作电流额定开断电流额定关合电流峰值动稳定电流峰值3S热稳定电流额定开断时间额定闭合时间固有分闸时间燃弧时间110KV126KV3150A10080KA80KA315KA006S009S003S005SKA传统电磁式保护装置启动和执行机构时间之和一般为005006S，则KTZB00500300801S511FT当开断电流小于01S时，、分别为电源至短路点的等PTI“ATRXR效总电抗和总电阻，忽略电阻，趋于无穷，故。A“KI所以1390KA即1390KA（5EKDI“IEKDI12）（4）短路关合电流3544KA即3544KA（5EGICJEGI13）（5）检验热稳定取后备保护为015S003005008S（5QKTFRT14）008015023S（5KTQJDZT15）（522213904KKQIKAS16）（52225765YIT17）即01S520KTZBFT即2039A521“2039EDIIKAEKDI（4）短路关合电流5199KA即5199A522GICJEGIK（5）检验热稳定取后备保护为015S006005011S（5QKTFRT23）011015026S（5KTQJDZT24）525222039610KKQITKAS5261575YAS即，满足要求。KY（6检验动稳定5199A,即63A5199A,满足要求。DWICJKKK52310KV侧断路器（1）额定最高电压527MAXAX150V15DU（2）额定528KAIDE342A根据以上数据可以初步选择ZN2812，其参数13见表53表53ZN2812型断路器参数表额定工作电压最高工作电压额定工作电流额定开断电流额定关合电流峰值动稳定电流峰值3S热稳定电流额定开断时间额定闭合时间固有分闸时间燃弧时间12KV42KV3150A150KA150KA100KA40KA0065S0075S004S005S（3）按开断电流选择00500400901S529KTZBFT5861KA即5861KA530EDI“IEKDI（4）短路关合电流2718KA即2718KA531GICJEGI（5）检验热稳定取后备保护为015S004005009S532QKTFRT009015024S（5JDZ33）534“2225861048KKQITKAS（52397Y35）即，满足要求。KY（6检验动稳定1494KA,即150KA1494KA,满足要求。DWICJ53隔离开关的选择隔离开关的工作特点是在有电压、无负荷电流情况下分、合线路。其主要功能为（1）制造明显断点，确保检修安全。（2）配合断路器完成倒闸操作。（3）分、合避雷器、电压互感器和空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压器、关合电容电流不超过5A的空载线路。531110KV侧隔离开关（1）额定最高电压（5MAXAX15026DUKV36）（2）额定电流（5KAIDE3740AX37）根据以上计算数据可初步选择户外GW5110型隔离开关，其参数13见表54表54GW5110型隔离开关参数表额定电压最高工作电压额定电流动稳定电流热稳定电流4S110KV126KV2000A100KA315KA（3）检验热稳定00360050086S（5QKTFRT38）008601502366S（5KTQJDZT39）（5“2221390604571KKQITKAS40）（522254YITK41）即，满足要求。KQY（4）检验动稳定100KA,3544KA，即满足要求。DWICJIDWICJ53235KV侧隔离开关（1）额定最高电压115374255KV（542）MAXAXDU（2）额定电流（5KAIDE4753043）根据以上计算数据可以初步选择户外GW535型隔离开关，其参数13见表55表55GW535型隔离开关参数表额定电压最高工作电压额定电流动稳定电流热稳定电流4S35KV4025KV630A55KA315KA（3）检验热稳定006005011S（5QKTFRT44）011015026S（5KTQJDZT45）（5“222039610KKQITKAV46）（5222154YITS47）即，满足要求。KQY（4）检验动稳定55KA,5199KA，即满足要求。DWICJIDWICJ53310KV侧隔离开关（1）额定最高电压（5MAXAX15015DUKV48）（2）额定电流（5AIDE342AX49）根据以上计算数据可以初步选择户外GN10T型隔离开关，其参数13见表56表56GN1010T型隔离开关参数表额定电压最高工作电压额定电流动稳定电流热稳定电流4S10KV126KV3000A150KA315KA（3）检验热稳定00360050086S（5QKTFRT50）008601502366S（5KTQJDZT51）（5“2221390604571KKQITKAS52）（522254YITK53）即，满足要求。KQY（4）检验动稳定150KA,1494KA，即满足要求。DWICJIDWICJ54电流互感器的选择（1）种类和型式的选择320KV屋内配电装置的电流互感器，应采用瓷绝缘或树脂浇注绝缘结构；35KV及以上配电装置宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器；有条件的安装套管式电流互感器。（2）一次回路额定电压和电流的选择（5MAXAX,DEDEIU54）（3）准确级和额定容量的选择当所要求不同准确级时，应按最高级别来确定电流互感器的准确级。（4）动热稳定校验1）热稳定校验。只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。电流互感器热稳定能力常以1S允许通过的热稳定电流或一次额定电流的倍数TIEI1来表示，热稳定校验式为或TKKTQI2KETIK212）动稳定校验。多匝式一次绕组主要经受内部电动力；单匝式一次绕组经受的为外部电动力。或（5CJDWICJDWEII1255）541110KV侧电流互感器的选择（1）一次回路电压（5KVUSN1056）（2）二次回路电流（5AINN93410534MAX157）根据以上两项，选择的型号为，参数10见表57610/2/5LCWB表57电流互感器技术参数额定电流比准确级次二次负荷1S热稳定倍数动稳定倍数260/505275TK135ES（3）动稳定校验（512132904NESIKKA58）（4）热稳定校验（52222101758004KTTNTIIIKKAS59）54235KV侧电流互感器的选择（1）一次回路电压560KVUSN35（2）二次回路电流（5AI109354MAX161）根据以上两项，选择LZW235户外支柱式电流互感器，其参数10见表58（3）动稳定校验5199KA（5130ESSHIKAI62）（4）热稳定校验（5109962KTQI63）表58电流互感器技术参数额定一次电流A准确级次额定二次输出（VA）1S热热稳定电流KA动稳定电流KA200002S1563TI130ESI54310KV侧电流互感器的选择（1）一次回路电压（5KVUSN1064）（2）二次回路电流（5AINN3651034MAX165）根据以上两项，选择LMZD210户外支柱式电流互感器，其参数10见表59（3）动稳定校验（515049ESSHIKAIK66）（4）热稳定校验52460571TKIQ67表59电流互感器技术参数额定电流比准确级次额定二次输出（VA）1S热热稳定电流KA动稳定电流KA5000/502S1540TI150ESI所选的电流互感器满足要求。55电压互感器的选择（1）电压互感器的种类和型式在635KV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；110220KV配电装置当容量和准确级满足要求时，宜采用电容式电压互感器，也可采用油浸式。（2）一次绕组额定电压与二次绕组额定电压选择1）一次绕组额定电压（568）NU1109NU2）二次绕组额定电压按表510所示选用所需二次额定电压UN。（3）容量和准确级选择。电压互感器的额定二次容量应大于电压互感器的二次负荷（5202020202SINCOSQPSSSFN69）表510电压互感器技术参数绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压10/31010/31）用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，所有计算的电度表，其准确等级要求为05级。供监视估算电能电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。2）用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。3）在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求校验等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。根据以上配置原则和校验条件,查设备手册11选出电压互感器，见表511表511电压互感器参数安装地点型号额定电压KV最大容量VA110KV母线YDR110/310150035KV母线JDJJ35/5150010KV母线JSJW10/310130056裸导体的选择561导体的概述裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验（1）工作电流（2）电晕（对110KV及以上电压的母线）（3）动稳定性和机械强度（4）热稳定性一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成有硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。110KV及以上高压配电装置一般采用软导线。1356562110KV母线选择（1）按最大持续工作电流选择AIG437MAX查设备手册11选LGJ300/15型钢芯铝绞线，其标称截面为300/15，外径2M2301MM，载流量495A。温度修正系数（507512801AK70）（5AAID43715249071871）（2）热稳定校验正常运行时导体温度（5CIAA0221MX01054937180572）查表得，C93，而，则满足短路时发热的最小导体截面为SKAQK42（526MIN3018790MCSFK73）（3）电晕校验（5KVUGLJ51050174）（5KRARMLJ129LG3842175）56335KV母线选择（1）按最大持续工作电流选择AIG347MAX查设备手册11选LGJ185型钢芯铝绞线，其标称截面为185/10，外径2M21091MM，载流量534A。温度修正系数（507512801AK76）（5AAID437534071877）（2）热稳定校验正常运行时导体温度查表得，C89，而CIAA0221MX010653471805，则满足短路时发热的最小导体截面为SKAQK92（5226MIN185478910MCFK78）56410KV母线选择（1）按最大持续工作电流选择KAIG342MAX查设备手册11选两片LMY矩形铝母，平放时载流量为2860A。10温度修正系数（5752801AK79）（5KAKAID348620751880）（2）热稳定校验正常运行时导体温度CIAA0221MX01068341705查表得，C91，而，则满足短路时发热的最小导体截面为SKAQK42（5226MIN185791057MCSFK81）以上的校验均满足要求。6防雷保护规划61电气设备的防雷保护因为电气设备的结构和工作性质的不同，所采取的措施也不同。（1）变电所电气设备对直击雷的防护主要采用避雷针；对入侵雷的防护采用进线保护和避雷保护的综合措施，即用进线保护限制雷电流的幅值和陡度，用避雷器限制雷电过电压。（2）架空线路采用装设避雷线的方法防止线路遭受直击雷引起跳闸次数，可采用系统中性点经消弧线圈接地工作方式，为避免雷击跳闸造成供电中断，可采用自动重合闸装置。（3）配电网除了对配电变压器高低压侧以及柱上断路器必须装设避雷器或放电间隙保护外，对配电线路本身主要应适当提高其绝缘水平，应广泛采用重合闸，以减少断线和停电事故。62避雷器的选择和配置校验项目为（1）灭弧电压（61）MDHUC接地系数。对于非直接接地，20KV及以下11，35KV及以上10；DCDCDC对直接接地08。D最高工作允许电压，为电网额定电压的115倍。MU（2）工频放电电压下限值（6XGGFXUK02）内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63KV及以下4；110KV及以0K0K下35；对直接接地110220KV，3。0K设备最高运行相电压（KV）。XGU上限值（6GFXGFSU213）（3）避雷器的残压（6MHBCK4）指波形为8/20的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰S值。我国标准规定220KV及以下避雷器冲击电流幅值为5KA。避雷器的保护比，FZ型23235，FCZ型1862。BHKBHKBHK（4）避雷器冲击放电电压上限值（6BCCHFDU5）621110KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择KVUNS10因此选FCZ110避雷器，其参数11见表61（3）灭弧电压校验最高工作允许电压KV（66）5126051NM表61避雷器参数工频放电电压有效值（KV）型号额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）不小于不大于（15/20）S冲击放电电压不大（KV）（8/20）S冲击残压不大于（KV）FCZ110110126255290345365直接接地KV（62105680MDHUC7）（4）工频放电电压校验下限值KV（62193560XGGFXK8）上限值KV290KV（6621GFXGFSU9）（5）残压校验KV365KV61036210352MHBCK（6）冲击放电电压校验V345KV611CFDBC以上校验均满足要求。所以，所选FCZ110型避雷器满足要求。62235KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择KVUNS35因此选FZ35避雷器，其参数11见表62表62避雷器参数工频放电电压有效值（KV）型号额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）不小于不大于（15/20）S冲击放电电压不大于（KV）（8/20）S冲击残压不大于（KV）FZ3535418298134134（3）灭弧电压校验最高工作允许电压KV（62540315NMU13）直接接地KV（62408MDHCU14）（4）工频放电电压校验下限值KV（6726935400XGGFXK15）上限值KV104KV（6821GFXGFSU16）（5）残压校验KV134KV（6017235MHBCK17）（6）冲击放电电压校验（6KVUBCCHFD418）以上校验均满足要求。所以，所选FCZ35型避雷器满足要求。7继电保护配置继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。71变电所母线保护配置711110KV和35KV线路保护（1）距离保护（2）接地保护（3）高频保护（4）差动保护（5）自动重合闸71210KV线路保护（1）10KV线路保护采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三相一次重合闸。（2）10KV电容器保护采用微机保护装置，实现过流保护、过压、低压保护。（3）10KV母线装设小电流接地选线装置。72变电所主变保护的配置电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响，而本次所设计的变电所是110KV地区变电所，如果不能保证变压器的正常运行，将会导致全所停电，影响变电所供电可靠性。721主变压器的主保护（1）瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。（2）纵联差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。722主变压器的后备保护（1）过电流保护为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。（2）过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。（3）零序过流保护对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。8配电装置设计81110KV侧装置设计本所为一般变电所，从原始资料分析可知，它在黄土高原地区，郊外土地比较宽裕，并为110KV，所以采用户外配电装置。户外配电装置有以下特点建设周期短，扩建方便，便于带电作业，土建工作量和费用较少，各设备之间距离较大。但易受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘。8235KV侧装置设计一般情况下，35KV变电所配电装置采用户外式，并因为本所在黄土高原地区，用地方便，所以采用户外式。8310KV侧装置设计对配电装置的基本要求（1）符合国家技术经济政策,满足有关规程要求；（2）设备选择合理,布置整齐、清晰，要保持其最小安、全净距；（3）节约用地；（4）运行安全和操作巡视方便；（5）便于检修和安装；（6）节约用材，降低造价。对610KV配电装置屋外式较少，且由于屋内式具有节约用地便于运行维修、防污性能好等优点，所以采用屋内式配电装置。采用成套开关柜单层单列布置，由柜体和小车开关两部分组成。参考文献1孙成普变电所及电力网设计与应用M北京中国电力出版社，20072熊信银发电厂电气部分M北京中国电力出版社，20093杨帮文新型断路器实用手册M北京电子工业出版社，20074桌友乐电力工程电气设计200例M北京中国电力出版社，20035傅知兰电力系统电气设备选择与实用计算J北京中国电力出版社，20036凌子恕高压互感器手册M北京中国电力出版社，20047电力设备选型手册编写组电力设备选型手册M北京中国水利水电出版社，20128袁季修电流互感器和电压互感器M北京中国电力出版社，20109陈家斌SF6断路器实用技术M北京中国水利水电出版社，200410陈永真，李锦电容器手册M北京科学出版社，200411王季梅高压交流容电器M西安西安交通大学，2000附录附录A短路电流计算过程S10KV35K4310KVK2图101等效电路图1为了计算方便，通常取基准容量MASJ10基准电压取各级电压的平均电压，即JUAVJU基准电流JJSI3基准电抗JJJSIX2短路电流周期分量有效值XIJD短路冲击电流峰值DCHCHIKI2短路全电流最大有效值21CHDCHKI电路元件的标幺值为有名值与基准值之比，计算公式如下JUJSJJII32JJUSX计算各个元件的标幺值主变各绕组短路电压计算如下5102KU183K5632K15681021U22313212KKKK7233U变压器各绕组阻抗标幺值05110241NBKSX2252BU140517102363NBKSX10KV侧变压器阻抗标幺值220427NBKU系统S263713802X系统S28459102|410X|527|631605386807|98X化简过程如图102和103所示（1）K1点短路时等效电路图进一步简化如图1014所示27012714516360535XK2788090101240130274315KVKKKKV10KVK10KVK343K2722736051图102等效电路图2图103等效电路图012743605071202510361KVKVKVKKK（A）BC图104K1点短路化简过程图1651021036XX短路电流标幺值279I短路电流基准值1053BJSIKAU短路电流有名值276905139JIIKA短路冲击电流54CJ最大电流有效值12MIIK短路容量MVAUSAV97630153（2）K2点短路时等效电路图进一步简化，如图105所示170251024X3KV35KV10207691KK（DE图105K2点短路化简过程图短路电流标幺值113070649IX短路电流基准值53BJSIKAU短路电流有名值10762039J短路冲击电流2551CJIIK最大电流有效值MA短