【电气工程及其自动化】110kv变电站电气设计

本科生毕业论文（设计）110KV变电站电气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2015年5月25日A基础理论B应用研究C调查报告D其他目录1前言与原始资料111前言112原始资料113本章小结22负荷计算及变压器的选择221负荷计算222主变压器的选择3221主变压器的选择原则3222主变压器台数的选择4223主变压器容量的选择5224主变压器型式的选择523本章小结53电气主接线设计631各电压等级侧主接线方案的拟定原则632110KV侧主接线63335KV侧主接线63410KV侧主接线735主接线方式确定736本章小结74短路电流计算841短路电流计算的目的842短路电流计算的步骤843短路电流计算的结果844本章小结85主要电气设备选择951电气设备选择的条件9551电气设备选择的原则9552电气设备选择的技术条件952断路器的选择10521110KV侧断路器的选择1052235KV侧断路器的选择1152310KV侧断路器的选择1153隔离开关的选择12531110KV侧隔离开关的选择1253235KV侧隔离开关的选择1353310KV侧隔离开关的选择1354电流互感器的选择14541110KV电流互感器的选择1454235KV电流互感器的选择1554310KV电流互感器的选择1555电压互感器的选择1656本章小结176配电装置设计1761110KV侧配电装置设计176235KV侧配电装置设计176310KV侧配电装置设计1864本章小结187继电保护配置1871母线保护配置18711110KV线路保护1871235KV线路保护1871310KV线路保护1872主变压器保护配置18721主保护18722后备保护1973本章小结19参考文献20附录A短路电流计算过程21附录B主要电气设备型号选择清单27附录C电气一次部分主接线图28附录D平面配置图29附录E10KV配电装置图30附录F110KV典型间隔断面图31附录G35KV典型间隔断面图32附录H35KV出线间隔断面图33110KV变电站电气设计摘要本文讨论的是110KV变电站电气部分初步设计。首先通过对拟建变电站的概括，从安全性、经济性及可靠性方面考虑，确定了主接线，然后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。最后根据短路电流计算的结果，对电气设备进行了选型，同时完成了防雷保护和继电保护装置的设计。关键词变电站；短路电流；电气设备ELECTRICALDESIGNOF110KVSUBSTATIONABSTRACTTHISDESIGNDISCUSSIONISPRIMARYPARTOFTHEPRELIMINARYDESIGNOF110KVELECTRICALSUBSTATIONFIRST,THEMAINLINESAREDETERMINEDBYDESCRIBINGTHESUBSTATIONTOBESETUPANDANALYZINGTHECONCERNINGLOADDATEINCLUDINGINSECURITY,ECONOMYANDRELIABILITYANDTHEN,THENUMBER,CAPACITYANDTYPEOFTHEMAINTRANSFORMERAREMADECERTAINTHROUGHTHELOADCALCULATIONANDTHEPOWERSUPPLYRANGEFINALLY,ACCORDINGTOTHERESULTSOFCALCULATINGOFTHESHORTCIRCUITCURRENT,THEELECTRICALEQUIPMENTCANBESELECTEDMEANWHILE,THEDESIGNOFLIGHTNINGPROTECTIONANDRELAYPROTECTIONDERIVEARECOMPLETEDKEYWORDSTRANSFORMERSUBSTATIONSHORTCIRCUITCURRENTELECTRICALEQUIPMENT1前言与原始资料11前言变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，起着变换和分配电能的作用，主要设备是开关和变压器，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，所以必须保证其安全可靠和稳定运行。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。通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量及型号，然后又通过对拟建变电站的概况以及出线方向考虑，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，再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。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。12原始资料（1）待设计变电所地位及其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变电所。该变电所建成后，主要对本区用户供电为主，尤其对本地区大用户进行供电，改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网，提高了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。（2）变电站负荷情况及所址概况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，年最底气温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。所址概况黄土高原，面积为100100平方米，本地区无污秽，土壤电阻率为7000CM。（3）负荷情况见表11。表11负荷表电压负荷名称每回最大负荷（MW）功率因数回路数出线方式线路长度（KM）机床厂9092架空线15化工厂6092架空线8食品加工厂5091架空线10造纸厂4091架空线735KV备用2架空线河东变10853电缆线5玩具厂080852电缆线2印刷厂070851电缆线3纺织厂080852电缆线7自行车厂020851电缆线4站用电010851电缆线110KV备用2电缆线13本章小结随着我国国民经济的发展，电力工业也将逐步跨入世界先进水平的行列，各地区所需建造变电站的数量也在增加。现在已有许多变电站实现了集中控制和采用计算机监控，电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全运行。因此，变电站的设计需要综合多方面因素考虑，以求取得最佳的经济技术效益。2负荷计算及变压器选择21负荷计算要选择主变压器的容量，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10KV负荷、35KV负荷和110KV负荷。所用公式为211COS1MAXTMAXIIPKS式中各出线的最大负荷MAXIPM出线回路数各出线的自然功率因数ICOS同时系数TK电网线损率，取5A（1）35KV侧负荷计算根据已知负荷资料，由公式21得250MVA14/095690S35KV（2）10KV侧负荷计算根据已知负荷资料，由公式21得024510/82807109S1KV22主变压器的选择221主变压器的选择原则（1）相数容量为300MW及以下的机组单元连接的主变压器和10KV下的电力系统中，一般都应该选用三相变压器，因为单相变压器组相对投资大、占地大、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也会增加维修工作量，故本设计选择三相变压器。（2）绕组数与结构电力变压器按每组的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。（3）绕组接线组别变压器三绕组的接线组别必须和系统电压相位一致。否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是Y，D11常规接线。（4）调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种一种是不带电切换，称为无激励调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压。因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220KV及以上的降压电压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无励磁调压，分接头的选择依据具体情况定。（5）冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷去冷却、强迫油循环导向冷却。222主变压器台数的选择变压器台数要依据以下原则选择（1）为满足负荷对供电可靠性的要求，根据负荷等级确定变压器台数，对具有大量一、二级负荷或只有大量二级负荷，宜采用两台及以上变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作。（2）负荷容量大而集中时，虽然负荷只为三级负荷，也可采用两台及以上变压器。（3）对于季节负荷或昼夜负荷变化比较大时，从供电的经济性角度考虑为了方便、灵活地投切变压器，也可以选择两台变压器。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电站中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变压器的可靠性虽然有所提高，但接线网络较为复杂，且投资增大，同时增大了占用面积和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且还会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变压器同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压可承担70的负荷保证全变电站的正常供电。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与系统联系紧密，故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。223主变压器容量的选择主变压器容量必须满足电网中各种可能的运行方式时的最大负荷的需要，并且要考虑到负荷的发展规划，使所选变压器容量切合实际的需要。根据变电站所带负荷的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，当一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般变电站，当一主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的7080。所以，这里应该选择两台容量略小于最大计算负荷的变压器。MVAMVASKV总20904251035N197故选两台25MVA的主变压器就可满足负荷需求。224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。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动，所以选择有载调压变压器。故本站主变压器选用有载三绕组变压器。我国110KV及以上电压变压器绕组都采用Y连接，中性点直接接地；35KV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。由以上结论可选择主变压器参数4如下选择型号为SFSZ925000/110额定电压高压1108125KV，中压3855KV，低压105KV阻抗电压高中105高低18中低65连接组标号YN,YN0,D11空载电流1323本章小结本章首先根据原始资料进行了负荷计算，因为负荷计算是选择变压器的前提，而在各电压等级的变电站中，变压器室变电站中主要电气设备之一，它担当着向用户输送功率，或者在两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长的情况。因此，变压器的选择是至关重要的，特别是在选择主变的时候要综合各种因素，选择最合适的变压器，才能取得最佳的运行效果。3电气主接线设计31各电压等级侧主接线方案的拟定原则（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。32110KV侧主接线（1）方案一内桥接线主接线简单清晰、设备少，投资相对是比较小，在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单，但扩建起来不够方便。（2）方案二双母线接线主接线相对复杂、设备多，投资也是比较大，但两组母线可以互为备用，供电可靠性强，调度也灵活，扩建方便，因为向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，就算是在施工中不会造成原有回路停电，但是比较占地方，而且双母线接线设备较多，配电装置复杂，投资、占地面积较大，运行中需要隔离开关切断电路,容易引起误操作。（3）方案三单母线分段接线接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便，当母线发生故障时，仅故障母线停止工作，另一母线仍继续工作，但一段母线发生故障或检修时，必须断开在该段母线上的全部电源和引出线，这样减少了系统的发电量，并使该段单回线路供电的用户停电；任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作。（4）结论双母线接线方式虽然相对可靠性是最高，但设备相对多，占地方不利于往后的扩建，而且本变电站110KV出线有4回，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，单母线分段接线和内桥接线都比较符合主接线可靠性灵活性，但比较两者单母线分段接线所用的断路器会比较，而且内桥接线没有母线，投资小，比较实用于容量不大的变电站，往后扩建可以使用扩大桥型的方式来增加回路，考虑到主变不会经常投切，和对线路操作和检修的方便性，故在110KV侧采用内桥接线。3335KV侧主接线（1）方案一单母线接线接线简单，操作方便，设备少，经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便，但可靠性比较差，在母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止运行，可能会造成全厂长期停电，调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，而且若是线路侧发生短路时会有较大的短路电流。（2）方案二单母线分段带专用旁路母线接线在单母线分段接线的基础上加设多旁路母线、旁路断路器和母线旁路隔离开关，这样的接线方式极大地提高了可靠性，但这样接线增加了一台旁路断路器的投资，另外也不利于往后扩建发展。（3）方案三单母线分段接线。接线简单、操作简单、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，可靠性灵活性比较好。（4）结论单母线接线虽然是最简单投资最小，但一般只适合用于出线回路比较少，并没有重要负荷的发电厂和变电站中，因为在本设计35KV侧出线回路共有8回，故不考虑用单母线接线，而方案二中所用接线方式可靠性很好，却增加了断路器等设备，其检修周期长，可靠性高，故不可设旁母线。，方案三中所用的单母线分段接线综合可靠性灵活性经济性都是比较适合，故在35KV侧采用单母线分段接线方式。3410KV侧主接线（1）方案一单母线接线方式接线简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，但可靠性和灵活性较差。（2）方案二单母线分段接线方式接线简单、操作简单、设备少、投资小、运行操作方便且利于扩建，可靠性灵活性比较好。（3）结论本设计中10KV的出线回路是最多的，达到有12回，故在可靠性要求会比较高，故采用单母线分段接线方式比较适合。35主接线方式确定通过对原始资料的分析及根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案，110KV侧采用内桥接线，35KV侧采用单母线分段接线和10KV侧采用单母线分段接线。详细接线见附录图C。36本章小结现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。其主接线的好坏不仅是影响到发电厂、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，在电气主接线方面，不能一味的强调灵活和经济，还要着眼未来，要从大局出发，对比不同的方案来选择最适合本地区的主接线方案。4短路电流计算41短路电流计算的目的短路电流计算目的是（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在设计屋外高压配电装置时，需要短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各短路时的短路电流为依据。（5）按接地装置的设计，也需用短路电流。42短路电流计算的步骤（1）计算各元件电抗标幺值，并折算到同一基准容量下。（2）给系统制订等值网络图。（3）选择短路点。（4）对网络进行化简，把供电系统看成无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流的标幺值、有名值。（5）计算短路容量、短路电流冲击值。（6）列出短路电流计算并得出结果。43短路电流计算的结果可能发生最大短路电流的短路电流计算点有三个，即上述的110KV母联断路器附近短路（K1点）、35KV母线短路（K2点）和10KV母线短路（K3点），按照对系统接线与变电站电气主电线画出等效电路图，进行简化等过程，详细短路电流计算过程见附录A，计算结果见表41。44本章小结在短路计算中，需要严谨仔细，容不得一点差错。在对每个短路点的短路电流计算中，系统等值电路图的化简尤为重要，根据等值电路图计算出各点的短路电流之后，才能正确的选择合适的电气设备，否则将造成不少不必要的经济损失。表41各短路点的参数值短路点的编号基准电压）（KAUAV基准电流）（IJ等效阻抗标幺值短路电流标幺值稳态短路电流有名值）（KA短路电流冲击值）（ISH短路全电流最大有效值MI短路容量）（VASVJ3AVSX1I2CKI1513AVUIK11150502006216138097206112311613K2371560023742196582167510004218K310554990348287415804022240128735主要电气设备选择51电气设备选择的条件511电气设备选择的原则3电气设备选择的一般原则是（1）应满足导体和电器正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。（2）应按当地环境条件校验。（3）应力求技术先进和经济合理。（4）选择导体时应尽量减少品种。（5）扩建工程应尽量使新老电器的型号一致。（6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。512电气设备选择的技术条件3（1）额定最高电压51MAXAXDU（2）额定电流52DEI（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54CJDWCJDWI或者（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57MAIEKD（8）关合电流的选择58CJWCJGII或52断路器的选择变电站中，高压断路器具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、六氟化硫断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35KV220KV一般采用六氟化硫断路器。真空断路器纸适用于10KV电压等级，10KV采用真空断路器。521110KV侧断路器的选择（1）额定最高电压5KV51260MAXAXDU9（2）额定电流5A71032051AXSIEDE10根据以上数据初步选择LW14110高压六氟化硫断路器，其参数12见表51。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110KV126KV3150A100KA80KA80KA315KA006S009S003S005S（3）按开断电流选择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511当开断电流小于01S时，、分别为电源至短路点的等效总电PTI“ATRXR抗和总电阻，忽略电阻，趋于无穷，故。A“KI所以即5127A098“IIKED0978ED（4）短路关合电流即5612CJEGIKA612EGI13（5）检验热稳定3取后备保护为015S514S0853RFQKTT515231JDZ516KA978222“KKTIQ517S532Y即，满足要求。K（6检验动稳定,即80KA2061KA,满足要求。K610CJDWI52235KV侧断路器的选择（1）额定最高电压518KV54237MAXAXDU（2）额定电流519A860125ASIEDE根据以上数据可以初步选择LN235型户内六氟化硫断路器，其参数12见表52表52LN235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4S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35KV405KV1600A25KA63KA63KA25KA006S01S006S005S（3）按开断电流选择520S10605FZBKTT即521KA82“IEDK582EKDIS108305FZBKTT（4）短路关合电流即522KA7516CJEGIK7516EGI（5）检验热稳定3取后备保护为015S523S56RFQKTT524261JDZ525KA08222“KKTIQ526S54Y即，满足要求。K（6）检验动稳定,即80KA1675KA,满足要求。K716CJDWI52310KV侧断路器选择（1）额定最高电压527KV510MAXAXDU（2）额定电流528A386351ASIEE根据以上数据可以初步选择ZN2812户内高压真空断路器，其参数12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529S109405FZBKTT即530KA81“IEDK85EKDI（4）短路关合电流即4022KA531A2CJGIEGI（5）检验热稳定3取后备保护为015S532S954RFQKTT533241JDZ534KA0822“KKTIQ535S342V即，满足要求。KY（6检验动稳定,即150KA4022KA,满足要求。KA240CJDWI53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侧隔离开关的选择3（1）额定最高电压536KV51260MAXAXDU（2）额定电流537A732051ASIEDE根据以上计算数据可初步选择GW5110型户外隔离开关，其参数12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538S0865036RFQKTT5392318JDZ540KA9722“KKTIQ541S645312Y即，满足要求。K（4）检验动稳定,，即满足要求。K10DWIK610CJICJDWI53235KV侧隔离开关的选择3（1）额定最高电压542V54237MAXAXDU（2）额定电流543A860125ASIEDE根据以上计算数据可以初步选择户内GN235型隔离开关，其参数12见表55表55GN235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544S10560RFQKTT54526JDZ546KA822“KKTIQ547S394512Y即，满足要求。K（4）检验动稳定,，即满足要求。KDWIK7516CJICJDWI53310KV侧隔离开关的选择3（1）额定最高电压548V10MAXAXDU（2）额定电流549KA342DEI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12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550S0865036RFQKTT5512318JDZ552KA922“KKTIQ553S64532Y即，满足要求。K（4）检验动稳定,，即满足要求。K150DWIK24CJICJDWI54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554MAXAX,DEDEIU（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来TIEI1TK表示，热稳定校验式为或KTQI2KETIK212）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。动稳定校验式为或5CJDWICJDWEII155541110KV电流互感器的选择（1）一次回路电压5KV10SNU56（2）二次回路电流557根据以上两项，选择的型号为，参数12见表57610/2/LCWB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2600/505275135（3）动稳定校验，满足要求。558KA6120913221ESNKI（4）热稳定校验A91403543MAX1NNI5592222101758004KTTNTIIIKKAS故满足要求。54235KV电流互感器的选择（1）一次回路电压560KV35SNU（2）二次回路电流561A549324MAX1I根据以上两项，选择LZZ35支柱式电流互感器，其参数12见表58（3）动稳定校验562KA7516K30SHESII（4）热稳定校验563324962KTQI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KA200002S156313054310KV电流互感器选择（1）一次回路电压564KA10SNU（2）二次回路电流565根据以上两项，选择LMZB610/3000/5电流互感器，其参数12见表59（3）动稳定校验566K240K15SHESII（4）热稳定校验5679362KTQI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KA3000/502S1540150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。A18303MAX1I（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568NU1109NU2）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100100/3100100/31）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12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本章小结在短路电流等各项技术数值计算完成后，便是导体与电气设备的选择了，由于电气设备和载流导体的用途及工作条件各异，因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。导体和电气设备是组成变电站的骨架，设备的良好运转才能保证电站的安全稳定运行。所以在本章的选择计算中，要参照设备手册，严格按照各选择条件来选择最合理的电气设备，才能保证设备安全和可靠运行，避免产生各种不良后果。6配电装置设计61110KV侧配电装置设计本设计的为一般变电站，从原始资料分析可知，它在地势平坦，交通便利，进出线方便，空气污染轻微，不考虑对变电所的影响。中型配电装置是将所有电气设备都安装在同一水平面内，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，中型配电装置母线的水平面稍高于电气设备所在的水平面，母线和电气设备均不能上、下重叠布置，而且中型配电装置布置比较清晰，运行可靠，施工和维护方便，造价较省13。这个可以方便本变电站日后的扩建，其最大的缺点是占地面积过大，不过本变电站所在位置在市郊，扩建范围允许，故采用中型户外配电装置。6235KV侧配电装置设计在发电厂和变电站中，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置。另外在屋内配电装置中，通常将同一回路的电器和导体布置在一个间隔内，所谓的间隔是只为了将电气设备故障的影响限制在最小的范围内，以免波及相邻的电气回路，以及在检修电气时，避免检修人员与邻近回路的电气接触，而用砖头等做成的墙体。故在35KV采用屋内配电装置。6310KV侧配电装置设计采用室内成套配电装置，按照电器主接线的标准配置，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小，所有电器组装成一体，减少了安装工作量，并且不受外界环境影响，运行可靠性高，维护方便。64本章小结变电站的配电装置型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济予以确定。在确定配电装置时必须满足节约用地，运行安全和操作巡修方便，便于检修和安装，降低造价等要求。7继电保护配置71母线保护配置母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，母线的作用是汇集、分配和传送电能，当各电压等级出现线路故障（如短路等），必须有相应的母线保护配置动作，以确保运行人员和设备的安全性。711110KV线路保护（1）高频保护；（2）差动保护；（3）接地保护；（4）自动重合闸。71235KV线路保护（1）接地保护；（2）差动保护；（3）自动重合闸。71310KV线路保护（1）采用微机保护装置；（2）电流速断及过电流保护；（3）过负荷保护；（4）三相一次重合闸。72主变压器保护配置721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）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）变压器的零序过流保护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。73本章小结继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性。继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠性运行的重要技术之一。所以，设计好继电保护装置十分重要。参考文献1曹绳敏电力系统课程设计及毕业设计参考资料M北京水利电力出版,19952戈东方电力工程电气设备手册电气一次部分上册S北京中国电力出版社，199835020033傅知兰电力系统电气设备选择与实用计算M北京中国电力出版社，2004691724谢毓城电力变压器手册S北京机械工业出版社，20034775凌子恕高压互感器手册S北京中国电力出版社，20052553806中华人民共和国电力工业部发布交流电气装备的过电压保护和绝缘配合DT/T6201997S北京电力工业部电力科学研究院高压研究院，20121497朱涛，张华变电所设备运行实用技术M北京中国电力出版社，20111911958熊信银发电厂电气部分M北京中国电力出版社，20091702329张炜供用电设备M北京中国电力出版社，2006117210刘学军继电保护原理M北京中国电力出版社，201219235211李光琦电力系统暂态分析M北京中国电力出版社，200731012王子午常用供配电设备选型手册第三分册高压电器S北京煤炭工业出版社，19971390513上海市电气工程设计研究会实用电气工程设计手册S上海上海科学技术文献出版社，20046510414BOSEBKPOWERELECTRONICSANDACMDRIVERSPRENTICEHALL，198615JDUNCANGLOVER,POWERSYSTEMANALYSISANDDESIGN,CHINAMACHINEPRESS,2004附录附录A短路电流计算过程图41等效电路图首先根据原始材料画出等效电路图，见图41，为了计算方便，本章采用短路电流近似计算法，取J10SMVA基准电压取各电压等级的平均电压，即JAVU15KJUV237KJV35KJ则基准电流41J110533JSIAX35KV10KVK1376104X13X25X980V2221056373JJSIKAU3349JJI发电厂X4352BSU44083167X发电厂S2456804522S463162X参考资料11，架空线路的单位阻抗统一选，故04/XKM470915402213JUSXL48612214JX4907540522135JSXL主变压器各绕组短路电压计算如下，21KU183KU5632KU41012132051K2122313682KKK变压器各绕组阻抗标幺值31323125107KUU41169103495X71016810235把等效电路图进行简化第一步，环形输电线路的角型转换成星形，见图42。41202380695431XX1543102806954314XX413123012533164140480/1657X41562127418969/375等效电路接下来的简化过程，见图43、图44、图45。数值比较小，可以近似取于零，即20710/20X2181/1X35KV10KVK1376104X13X25X980V252X710610KVX2X112134X8190KV3图42等效电路三角型转星型图43等效电路简化（1）图44等效电路简化（2）35KV2X710610KX8190KV3X1714X1819X20210KV50KV335KV2X710610KX2X12134X8910KV352X710610KVX8190KV3X15161435KV2X710610KVX8190KV3X15X