某企业35kv变电站毕业设计论文

摘要本论文主要是针对某企业的35KV变电站的设计，概述了变电站设计的基本过程和基本方法。首先介绍了变电站设计应注意的地方；其次根据煤矿的原始资料进行负荷计算和主变压器及其容量的选择，确定主变压器容量和型号；接着进行电气主接线的设计，电气主接线是变电站电气设计的主体，与变电站运行的可靠性、经济性要求等密切相关；接着对35KV变电站做了短路电流计算和电器设备的选择，短路电流是为后面设备的选型提供了依据并根据短路电流可以进行设备的整定和校验；最后针对短路电流进行继电保护和变电站的防雷设施和接地装置等。随着国民经济和科学技术的发展，企业用电的需求量越来越大，这就对变电站的主接线形式和配套设备提出了更高的要求，同时也要求发变电站做到可靠、经济、合理地运行，满足人们对电能的基本需求。关键词变电站；主接线；主变压器；短路电流计算ABSTRACTTHISPAPERISMAINLYDIRECTEDAGAINSTCOALACORPORATION35/10KVSUBSTATIONDESIGN,OUTLINEDTHEBASICDESIGNOFTHESUBSTATIONPROCESSANDBASICMETHODSFIRSTINTRODUCEDSUBSTATIONDESIGNSHOULDPAYATTENTIONTOTHEAREASUNDERCOALMINECORPORATIONFOLLOWEDBYTHEORIGINALDATALOADCALCULATIONANDCAPACITYOFTHEMAINTRANSFORMERANDITSCHOICETODETERMINETHEMAINTRANSFORMERCAPACITYANDMODELSFOLLOWEDBYTHEMAINELECTRICALWIRINGDESIGN,ELECTRICALWIRINGISTHEMAINELECTRICALSUBSTATIONTHEMAINDESIGNANDOPERATIONOFTHESUBSTATIONRELIABILITY,ECONOMICREQUIREMENTS,ANDMORECLOSELYRELATEDTOTHE35KVSUBSTATIONANDTHENDOASHORTCIRCUITCURRENTCALCULATIONANDELECTRICALEQUIPMENTCHOICE,SHORTCIRCUITCURRENTISBEHINDTHESELECTIONOFEQUIPMENTANDPROVIDESABASISUNDERTHECURRENTCANSHORTCIRCUITTHEWHOLESETEQUIPMENTANDCALIBRATIONLASTFORASHORTCIRCUITCURRENTPROTECTIONANDSUBSTATIONFACILITIESANDTHEMINEGROUNDINGDEVICESASTHENATIONALECONOMYANDSCIENTIFICANDTECHNOLOGICALDEVELOPMENT,RURALANDNEARTHETOWNOFGROWINGDEMANDFORELECTRICITY,WHICHSUBSTATIONONTHEMAINFORMOFWIRINGANDANCILLARYEQUIPMENTAHIGHERDEMAND,ITALSOREQUIRESTHESUBSTATIONTORELIABLE,THEECONOMY,AREASONABLEOPERATION,MEETTHEBASICNEEDSOFELECTRICITYKEYWORDSSUBSTATION；MAINWIRING；MAINTRANSFORMERSUBSTATION；SHORTCIRCUITCURRENTCALCULATION目录1前言111变电所的选址要求212企业概述2121自然条件2122设计规模的初步预计22负荷计算及变压器的选择321负荷计算3211负荷计算的意义及目的3212负荷统计及计算422功率补偿523变压器的容量和台数的选择63变电所的主接线831变电所主接线的要求83235KV主接线的选择83310KV主接线的选择1234变电站的用电接线134短路电流计算1541短路原因和种类1542短路的危害和研究短路的目的1543进行短路计算的基本假设1644短路计算16441短路计算的步骤16442计算各基准点17443计算各元件的标幺电抗17444短路电流的计算185电气设备的选择2251电气设备选择的一般原则22511技术条件22512校验的一般原则2252各电气元件的选择24521高压断路器的选择24522隔离开关的选择27523绝缘子和穿墙套管的选择28524高压熔断器的选择29525电流互感器的选择30526电压互感器的选择31527高压开关柜的选择3252835KV配电母线的选择3452910KV配电母线的选择356变电所继电保护和整定3761继电保护的基础37611继电保护的任务37612继电保护的组成及其工作原理37613继电保护的基本要求3762变电所继电保护的配置3962135KV进线保护3962235KV母联开关保护41623主变压器保护4162410KV母线保护4562510KV出线保护457变电所的防雷措施及接地装置477135KV和10KV线路的防雷4772变电所直击雷保护4773接地装置48731接地的分类48732接地装置的布置49结束语51致谢52参考文献531前言目前，在我国经济飞速上升之中，占国民经济生产重要地位的工业在此中起了中流砥柱的作用，我国要进行工业现代化，必然离不开对电能的需求，电能在工业中越来越来显示其作用的巨大，变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个工业的安全与经济运行，是联系发电厂和企业的中间环节，起着变换和分配电能的作用。35KV变电站其实就是一个转换电压的枢纽，主要是实现把高的电压转化成低的电压，达到转换电压传输电压的目的，基本上电厂发出来的电要经过线路传输、变电站、线路传输到目的地，一般发电厂发出来的电都是可以直接给用户的，但是因为地理位置的原因，就是距离太远的关系，所以沿途输送要把电压升高进行送电，然后经过进行降压输送给用户，这就是变电所的主要作用，降了电压给用户用电。因此，分析设计和发展变电站是一项很重要的任务。通过对本课题的研究，在遵循电力系统设计基本原则前提下，应用所学知识完成负荷分析并求出计算负荷电容器补偿容量，确定总降变压器容量数量，完成电气主接线的设计，计算短路电流以及对部分主要设备进行选型，继电保护设计与计算整定，进线导线截面选择等。通过本次设计，熟练掌握AUTOCAD绘制图纸。11变电所的选址要求（1）符合电网区域规划，靠近负荷中心。（2）节约用地、不占或少占耕地及经济效益高的土地。（3）与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出。（4）交通运输方便。（5）应该设在受污源影响最小处。（6）具有适宜的地质、地形和地貌条件。（7）所址标高宜高于频力为2高水位；否则，所区应有可靠的防洪措施或地区的防洪标准一样，但仍然应高于内涝水位。（8）变电所的所内地坪宜高于自然场地标高0305M。（9）变电所应考虑水源及排水条件。（10）应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影12企业概述121自然条件本企业位于东经116度23分117度02分，北纬33度16分34度14分之间，在安徽省北部地区。地貌以平原为主，平原面积占土地总面积的953，低山残丘面积仅占47。淮北市地处北温带，属北方型大陆性气候与湿润性气候之间的季风气候。气候温和、四季分明、无霜期202天122设计规模的初步预计所设计的35KV变电站属于小型化变电站。主要适用于中小型企业乡镇及广大农村的供电。其建设规模为架空进线4回，采用内桥接线方式；10KV出线8回，采用单母线分段接线方式。可根据需要可分期建设，初期工程的建设内容可做适当选定。2负荷计算及变压器的选择21负荷计算211负荷计算的意义及目的计算负荷是根据已知的厂矿的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。它是设计时作为选择厂矿电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。电力设备设计部门对机械设备进行电力配套设计时总有一定的裕度，即使电动机功率完全符合机械计算的配套要求，在工厂中使用的情况不同，也会影响到电力负荷的大小，如不同的生产阶段，不同的材料，不同的熟练程度，不同的时期，电气负荷都是有差别的，他的变化与很多随机因素有关。但是这种电气计算负荷还必须认真地确定，因为它的标准程度直接影响到整个工厂企业供电设计地质量。如计算过高将增加供电设备地容量浪费有色金属，增加初投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常还会给工程扩建带来很大的困难。更有甚者，由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂计算负荷为基础的国家电力系统的建设，将会国民经济带来很大的浪费和危害，例如由于计算结果的偏大，我国不少工厂企业投产后的几年内，在已经达到其正常产量的条件下，变压器的负荷率仍不足50，这除了意味着变压器安装容易被积压了5060以外，还使用有色金属消耗量增加了75100，浪费了大量开关设备和电缆、导线，积压了物资和资金，而且使电力系统的建设和运行质量受到影响，给国民经济带来很大的损失。负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小，则依次选用的设备和载流部分有过热的危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。212负荷统计及计算1）待建35KV变电站从相距20KM外的电力系统相连。2）设待建35KV变电站年负荷增长率为5，变电站总负荷考虑五年发展规划。3）地区气温（1）年最高气温389，年最低气温84。（2）年平均气温226。4）待建变电所各电压级负荷数据如下表表2110KV负荷数据出线1线2线3线4线5线6线7线8线有功功率MW10911115150812无功功率MVAR0304060307050504KSI0808080808080808有功功率计算负荷MAX10SILPK无功功率计算负荷SILQ视在功率计算负荷2MAXAXMS各线路有功功率总和10LPPNO各线路无功功率总和同时系数SIKKWMAX08191508127SINPK080304060307050504296KVAR1SILQK778MVA2MAXAXMSP26722功率补偿1补偿前的功率因数72/778093COS10CAPSTAN040COS122补偿后的功率因数一般情况下10KV母线上的功率因数一般应095，设计中可控制在095097之间，所以在设计中对10KV母线上功率因数补偿后为096，即096，则可得到029。2COS2TAN已知补偿前10KV母线上功率因数为093，可得到1COS040。1TAN则依据公式得到07572005400KW10CAVAPK5400（040029）594KVARTNT2CQ其中平均负荷系数，取为075（一般为065085）；AV该变电所10KV母线上补偿前的计算负荷。10CP补偿容量；Q补偿前功率因数角；1补偿后功率因数角。210KV侧将采用单母分段的接线方式，所以所选用的电容柜应分成两组分别装在两段母线上，并且平均分配，所以电容柜的数量应为偶数。首先应先选择电容器柜单柜的容量，然后根据公式进行数量的选择，其公式为，式中为电容器柜的单柜容量。在这里选择ECQQNE100KVAR的BGM1051001W型号的电容器柜。EQ电容器柜的数量选择为540/10054ECQ所以选用6台电容器柜进行补偿，6。JN则实际补偿容量为600KVAR，SCQJE折合的计算容量为/600/075800KVAR。JSAVK23变压器的容量和台数的选择1）变压器的台数和容量应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式和企业发展等因数综合考虑确定。2）一般采用三相变压器，其容量可按投入运行后5到10年的预期负荷选择，至少留有15到25的裕量。3）有一、二级负荷的变电所中应装设两台主变压器。当在技术经济上比较合理时，可装设两台以上的主变压器。此设计中有一、二级负荷，所以应装2台变压器。4）装有两台以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二负荷，且不应小于60的全部负荷。5）变压器过载能力应满足运行方式。6）此设计中变压器有功和无功损耗计算，因为所占比重较小，而本站考虑的容量裕度比较大，所以不计算。根据总负荷考虑5年发展规划得969MVAMAXSA51（）当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷，且不应小于60的全部负荷。可知S085969824MVA。所以主变压器的容量选择10MVA，型号为S710000/35，接线组别为YD11,电压比为35/105KV，阻抗电压为。设两台所用变压器，额定容量均75KU为50KVA。1所用变压器布置于屋内，选用35KV三相式油浸变压器，型号为S950/35，为与2所用变压器低压相位一致，接线组别采用D，YN112所用变压器设置于开关柜内，选用10KV三相式干式变压器，型号为SC850/10，接线组别YYN03变电所的主接线31变电所主接线的要求1）安全性必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。2）可靠性主接线的可靠性要求由自由用电负荷的等级确定。要保证主接线的可靠性的可靠性可以采用多种措施。如系统中某一元件故障时，可以由保护装置自动把故障元件迅速切除，使之不影响系统其他部分的继续运行。因此，在主接线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作。3）灵活性应能适应各种可能的运行方式的要求。主接线的电路关系是可以改变的，在系统运行中，这种主接线电路关系的改变叫做运行方式的改变。运行方式的改变通常是通过对主接线中某些电气元件的投入和切除来实现的，因此，主接线应考虑是否方便电气元件的投切操作。从而适应各个时段能源供电能力与负荷变化的要求，适应元件检修的要求，要求各个不正常运行方式下系统仍能达到足够的供电质量。4）经济性应满足最少的投资与年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。如简化接线、减少电压层次等。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。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。3235KV主接线的选择35KV电压级线路回路数2回，采用单母、单母分段或桥形接线，以保证其供电的可靠性和灵活性。桥式结线根据跨接桥横联位置的不同，可分为内桥、外桥、全桥三种。所以一共有5种方案，但由于全桥接线需设备多，投资大，占地面积大，所以不考虑。故现在四种可供选择的接线就是单母接线、单母分段接线、内桥接线、外桥接线。方案1采用单母线接线如图3135KV10图31单母接线优点接线简单清晰、设备少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。缺点不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需要整个配电装置停电。适用范围单母线接线只适用于容量小、线路少和对二、三级负荷供电的变电所。方案2采用单母线分段接线如图3235KV10图32单母分段接线优点接线简单清晰、设备较少、操作方便、占地少和便于扩建采用成套配电装置。当一段母线发生故障，可保证正常母线不间断供电，不致使重要负荷停电。缺点当一段母线或母线隔离开关发生永久性故障或检修时，则连接在该段母线上的回路在检修期间停电。适用范围具有两回电源线路，一、二回路转送线路和两台变压器的变压器的变电所。方案3采用内桥接线如图335KV10图33内桥接线优点高压断路器数量少，占地少，四个回路只需3个高压断路器。缺点1变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。2桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。3线路断路器检修时，需较长时间中断线路的供电。为避免此缺点，可在线路断路器的外侧增设带两组隔离开关的跨条。桥连断路器检修时，也可利用此跨条。适用范围适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的变电所。方案4采用外桥接线如图3435KV10图34外桥接线优点高压断路器数量少，占地少，四个回路只需3个高压断路器。缺点1变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。2桥连断路器检修时，两个回路需解列运行。3线路断路器检修时，变压器需较长时间停运。为避免此缺点，可加装正常断开运行的跨条。桥连断路器检修时，也可利用此跨条。适用范围适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器经常切换或线路较短，故障率较少的变电所。这4种接线方式都能适应运行方式的变化，也能保证供电可靠，所以现在要考虑经济性，能明显看出，内桥接线只用了3台断路器，比具有4条回路的单母线接线节省了1台断路器，并且没有母线，投资省，所用设备少，运行操作方便，配电装置简单，保护配置也相对简单，所以选用内桥接线。3310KV主接线的选择610KV配电装置出线回路数为6回及以上时，可采用单母线分段接线。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的场合。方案1采用单母线分段接线如图350KV图35单母分段接线方案2采用双母线接线如图36图36双母接线主接线方案比较如下表表31主接线方案比较方案1方案2单母分段接线双母接线技术1不会造成全所停电1供电可靠2调度灵活2调度灵活3保证对重要用户的供电3扩建方便4任一断路器检修，4便于实验该回路必须停止工作5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少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。所以选用方案。34变电站的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。表32主接线方案比较方案1方案2单母分段接线单母接线技术1不会造成全所停电1简单清晰、操作方便、易于发展2调度灵活2可靠性差、灵活性差3保证对重要用户的供电4任一断路器检修，该回路必须停止工作5扩展时需向两个地方均衡发展经济占地少、设备少设备少、投资小经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。4短路电流计算41短路原因和种类产生短路的主要原因是电气设备载流部分绝缘损坏所致。绝缘损坏是由于绝缘老化、过电压、机械损伤等造成。其他如操作人员带负荷拉闸或者检修后未拆除接地线就送电等误操作而引起的短路；鸟兽在裸露的载流部分上跨越以及风雪等自然现象也能引起短路。在三相供电中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路等。第一种短路称为对称短路，后三种通称为不对称短路。一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都可以归纳为对称短路的计算。在供电系统中，出现单相短路故障的几率最大，但由于三相短路所产生的短路电流最大，危害最严重，因而短路电流计算的重点是三相短路电流的计算。42短路的危害和研究短路的目的发生短路时，因短路回路的总阻抗非常小，故短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备受到损害，短路点的电弧可能烧毁电气设备，短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在变电所和供电系统的设计和运行中，必须用短路电流计算，以解决下列技术问题1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度。2）选择和整定继电保护装置，使之能正确得切除短路故障。3）确定限流措施，当短路电流过大在造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制短路电流的措施。4）确定合理的主接线方案和主要运行方式。43进行短路计算的基本假设供电系统短路的物理过程是很复杂的，影响因数很多，为了简化分析和计算，采取一些合理的假设以满足工程计算的要求。通常采取以下基本假设1）忽略磁路的饱和与磁滞现象，认为系统中的个元件参数为恒定。2）忽略各元件的电阻。高压电网的各种电气元件，其电阻一般都比电抗小得多。在计算短路电流时，即便R1/3X，忽略电阻所求得的短路电流仅增大5，这在工程上是允许的。但电缆线路或小截面架空线路当R1/3X时，电阻不能忽略。此外，在计算暂态过程的时间常数时，电阻不能忽略。3）忽略短路点的过度电阻。过度电阻是指相与相之间短接所经过的电阻，如被外来物体短接时，外来物体的电阻、接地短路的接地电阻，电弧短路点电弧电阻等，一般情况下，都以金属性短路对待，只是在某些地方继电保护的计算中才考虑过渡电阻。4）除不对称故障处出现局部不对称外，实际的电力系统通常都可以当做三相对称的。对于以上各点假设，必须注意他们的适用条件，要具体问题具体分析。44短路计算441短路计算的步骤1）设定基准容量和基准电压，计算短路点基准电流DSDUDI2）计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值3）绘制短路回路的等效电路，按阻抗串并联求等效阻抗的方法，化简电路，计算短路回路的总电抗标幺值442计算各基准点根据原始设计资料，取基准容量100MVA；DS35KV母线基准电压35KV；则165KA；35DU35ID35DUS1010KV母线基准电压10KV；则577KA；10D10DI10D最大运行方式下系统标么电抗016；MINSX最小运行方式下系统标么电抗025。AXS443计算各元件的标幺电抗1）35KV架空进线线路相对电抗两回进线的距离均为6，取架空线路的KM035，6，则0XK/L/0356100/017351LXDS235U2352）变压器相对电抗变压器的主要参数为10000KVA，75，1TSKU则0751TX210TDKSU057310KV架空线路取一出线，距离为5，035，则KM0XK/0355100/17510XXLDS210U214计算阻抗图如图31图41阻抗图444短路电流的计算1）K1点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗017016033MX35351LMINSX35KV10KV0170750751K2K3K175短路电流相对值1/033303MKI1X35实际短路参数303165500KAI3ID2552555001275KA1ISHK3（2）最小运行方式系统总相对电抗017025042NX35351LMAXSX短路电流相对值1/042238KI实际短路参数238165393KANI13I35D08660866393340KAK2NK12）K2点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗03303750705MX635270短路电流相对值142KI21实际短路参数142577819KAMI3I10D2552558192088KA1ISHK23（2）最小运行方式系统总相对电抗04203750795NX635270短路电流相对值1/0795126KAKI21126577727KAN3I10D实际短路参数08660866727630KAKI2NKI233）K3点短路（1）最大运行方式系统总相对电抗07051752455MX610短路电流相对值041KI3实际短路参数041577237KAMI3I10D255255237603KAISHK3（2）最小运行方式系统总相对电抗07951752545NX610短路电流相对值1/2545039KAKI3NX039577225KANKI3I10D实际短路参数08660866225195KAI2NKI3短路电流计算结果如下表表41短路电流计算结果短路点短路点最大运行短路点平稳态短路短路电流位置编号方式均工作电电流有效冲击值压U（KV）值I（KA）I（KA）35KV最大3750012751K母线最小3734010KV最大10581920882母线最小10563010KV最大1052376033K架空线最小1051955电气设备的选择51电气设备选择的一般原则电气设备的选择是根据环境条件和供电要求确定其型式和参数，保证电器正常运行时安全可靠，故障时不致损坏，并在技术合理的情况下注意节约。还应根据产品生产情况与供应能力统筹兼备，条件允许时优先使用先进设备。1）应满足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。2）应满足安装地点和当地环境条件校核。3）应力求技术先进和经济合理。4）同类设备应尽量减少品种。5）与整个工程的建设标准协调一致。6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。511技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。1）电压选用的电器允许最高工作电压UMAX不得低于装设处电网的额定电压U，即UMAXU2）电流选用的电器额定电流IN不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流IG，即INIG512校验的一般原则1）电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。2）用熔断器保护的电器可不校验热稳定。3）短路的热稳定条件2RTDIQ“2210/DDDTTTII在计算时间TS内，短路电流的热效应（KA2S）T秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（KA2S）IT设备允许通过的热稳定电流时间（S）校验短路热稳定所用的计算时间TS按下式计算式中继电保护装置动作时间内（S）DTTD断路的全分闸时间（S）T4）动稳定校验电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是CHDWICHDWI上式中，短路冲击电流幅值及其有效值I，允许通过动稳定电流的幅值和有效值DWI5）绝缘水平在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。52各电气元件的选择521高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通、断电路外，主要是在电力系统发生故障时，自动而快速地将故障切除，以保证电力系统及设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、断路器和真空断路器等。6SF1）型式选择本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。2）选择断路器时应满足以下基本要求（1）在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。（2）在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。（3）应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。（4）应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无油化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器，且造价高，所以选用真空断路器。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和10KV侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知如下表表51断路器的技术参数电压型号额定额定动稳定RI2T等级电压电流电流35KVZN123535KV1600A2525KA25410KVZN51010KV630A20KA按正常情况进行校验1）35KV断路器（1）对于电压情况35KV35KVUNS符合条件。（2）对于电流情况35KV侧的长时间持续电流为17321A13051NTSNMILO则1600A17321ANIILO符合条件。（2）热稳定电流的校验最大稳定的短路电流的作用时间306S。并由热稳定电流的校验KT公式及断路器的技术参数得到4580875465KAMAXGIAXGUJ35KV侧CT可根据安装地点和最大长期工作电流选LCZ3510KV侧CT可根据安装地点和最大长期工作电流选LMC10526电压互感器的选择电压互感器一次线圈是并联在高压线路，二次线圈与仪表和继电器电压线圈相并联，其工作原理和变压器相似。一次线圈并联在电路中，其匝数很多，阻抗很答案，因而它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数很少，阻抗很小。二次恻并接的仪表和继电器的电压线圈具有很大阻抗，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。1参数选择1）技术条件1正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷2承受过电压能力绝缘水平，泄露比距。2）环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。2电压互感器的选择620KV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五柱电压互感器。所以在10KV母线选电压互感器的型号如下表表55JDZJ10的技术参数型号一次绕组二次绕组剩余电压接线方式绕组JDZJ1010000/100/100/3Y/YO/3527高压开关柜的选择1高压开关柜的选择对于35KV变电所，其10KV侧通常都采用室内布置形式，这里也不例外，对10KV侧仍旧采用室内高压开关柜的布置形式。在这里选用了JYN410型手车式高压开关柜（以下简写为JYN410），其柜内配置电器元件一次线路方案应与供电系统图上的要求相适应。开关柜中电流互感器的数量应根据继电保护与测量的要求进行选择。在每段母线上还应装设电压互感器与避雷器柜，供10KV绝缘检测、仪表继电保护及电压保护之用。根据低压变压器容量及低压出线回路数选择低压配电盘型号和数量，所选用的高压开关柜只对其断路器进行校验。JYN410（表56）型手车式高压开关柜，它用于三相交流50HZ、35KV桥式与单母线配电系统中，作接受和分配电能之用。其技术参数如下型号JYN410型；额定电压10KV；最高工作电压12KV；额定电流6302000A；极限通过电流峰值40130KA；4S热稳定电流1640KA；表56JYN410电气设备主要ZN510CD10LAJ10型GN810JSJW10Y5WZ127JS8型电器型真空型电磁电流互感隔离开型电压互型避雷器放电记断路器操动机构器关感器录数量11112102高压开关柜的校验由于对10KV侧高压开关柜只对断路器进行校验，其情况如下1）按正常情况进行校验（1）对于电压情况12KV10KVALMUSM符合条件。（2）对于电流情况对于10KV侧的长时间持续电流为445ANCACUSI310则630A445ANIMAX符合条件。2）按短路情况进行校验（1）热稳定电流的校验最大稳定的短路电流的作用时间205S。并由热稳定电流的校验KT公式及断路器的技术参数得到842101850KA445A10930ALI长时允许电流符合要求。（2）热稳定性校验下面就进行短路热稳定校验。MM215符合要求LMKDZI2IN341853）动作时限S0OPT2过流保护的整定计算1）动作电流该站的总负荷为10000KVA，则进线的最大长时负荷电流为MAX10653CAFNSIAU一次动作电流/MAX1256349108KZQDZFHKIIA过流保护的接线方式是选用二相三继电器接线（可以提高远后备保护的灵敏度），接线系数1,选用电磁型电流继电器,返回系数WCK085，CT变比为200/5，则二次动作电流REK34941873AROPIOPTAWCIK401由计算，选用DL21电流继电器，电流整定范围为25100A2）灵敏度检验A近后备灵敏度检验可知，35KV母线上的最小二相短路电流为343KA,则15符合要求。MIN/349820DLZIK本末进）B远后备灵敏度检验可知，10KV母线上的最小二相短路电流为785KA,则符合要求12/34521402093KLDZI3）动作时间SOPT62235KV母联开关保护35KV母联开关设置速断保护。其与35KV进线的限时速断一样，故用电磁式电流继电器DL21，电流整定范围为25100A。灵敏度校验也同35KV进线限时速断校验一样，校验合格。623主变压器保护主变压器设置温度保护、瓦斯保护、差动保护、过流保护、过负荷保护等保护。1主变差动保护网络参数35KV母线归算至平均电压为37KV的最大运行方式三相短路电流为500KA，最小运行方式下的两相短路电流为340KA；10KV母线归算至平均电压为105KV的最大运行方式三相短路电流为819KA。把10KV侧短路参数归算到35KV侧后，最大运行方式三相短路电流为819105/37232KA，最小运行方式两相短路电流为340105/37096KA。下面对差动保护进行整定计算。1）计算变压器各侧一次额定电流，选出电流互感器变比，并计算各侧电流互感器二次回路额定电流，计算结果如下表。表61继电器的计算结果名称35KV侧10KV侧各侧额定电流A1651035NTI578210310NTI互感器接线方式DY电流互感器计算变比165/5286/53578/5600/53选择变比300/56060512二次回路电流A3165/0472IW78/4IW首先确定基本侧，基本侧是指继电器中差动线圈的首端（正极性。由上表可以看出，6KV侧为基本侧。2）计算保护装置10KV侧的一次动作电流按躲过外部最大不平衡电流3MAXKISMCOPIFUFKI13101005005819021294A按躲过励磁涌流135784OPCNTIKA按躲过电流互感器二次断线MAXOPCFI综合考虑，应按躲过外部故障不平衡电流条件，选用10KV侧一次动作电流ION21294A3）确定线圈接线与匝数平衡线圈、分别接与10KV侧与35KV侧。计算基本侧继电器动作电流1294750WCOPOPRTAKIIA基本侧工作线圈计算匝数为06381745ACOPRWI匝根据编程BCH2内部实际接线，选择实际整定匝数为，4IW匝其中取差动线圈匝数为3,平衡线圈I的匝数为则10KV侧继电器B1I实际电流动作电流256074/7322ADZ35I确定10KV侧平衡线圈的匝数2B481305762NIDW匝确定平衡线圈实际匝数为BSW匝5）计算由于实际匝数与计算匝数不等产生的相对误差F10594BSF因为，相差很少，故不需要核算动作电流。|F6）初步确定短路线圈的抽头选用抽头。21C7）计算最小灵敏系数按最小运行方式下，10KV侧两相短路校验。因为基本侧互感器二次额定电流最大，故非基本侧灵敏系数最小。35KV侧通过继电器的电流为2MININ334098156KKRTAIIAK继电器的整流电流为0153OPRDBSWI则最小灵敏系数为最小灵敏系数满足要求。MINI9865421KRSOPIK。8）差动保护计算结果由以上计算，主变压器选用差动保护，短路线圈“”,差动线圈4匝；21C10KV接线方式侧Y形，变比600/5；35KV接线方式侧，变比300/5；2主变过流保护为了防止外部短路引起变压器线圈的过电流，并作为差动和瓦斯保护的后备保护，变压器还必须装设过电流保护。过电流保护动作应躲过变压器的最大工作电流整定。一次动作电流为A75302168502MAXLRECOPIKI继电器动作电流为A607532TAOPDZJKI选用继电器DL31，2510A灵敏度校验符合要求。2MIN340157KSOPI动作时限整定为2S。3主变过负荷保护变压器过负荷大都是三相对称的，所以过负荷保护可采用单电流继电器接线方式，经过一定延时作用于信号，保护装置的动作电流按躲过变压器额定电流整定。一次动作电流为A8203516RENTCOLOPKII继电器动作电流A436082TAOLPKI动作时限整定为10S，选用继电器DL31，156A。62410KV母线保护10KV母联保护设置限时速断保护。一次动作电流2MIN15630/42OPKIA二次动作电流（6KV母联开关CT600/5，）TK1WCKA选用电磁式电流继电器420351WCOPROPTAKIIDL31，电流调节范围12550A。62510KV出线保护对10KV出线保护,回路设置速断保护和过流保护，具体选型和校验如下。1速断保护一次动作电流IOP42KA51MIN2KI36继电器动作保护电流IOP525A/40由计算，选用继电器DL31，25100A。2过流保护一次动作电流A1234581670COLPAREKII继电器动作电流A86745JDZI动作时限整定为15S，选用继电器DL31，1025A。3灵敏度校验KS77115IOPKMIN2738160由计算得，所选符合条件。7变电所的防雷措施及接地装置7135KV和10KV线路的防雷变电所内安装使用着类型繁多的电气设备，这些设备均直接和供电系统的线路相连，如果雷电冲击波由线路侵入变电所，过电压将使电气设备绝缘击穿损坏，造成事故。直接影响矿井生产，为此，可使用避雷器防止上述过感应过电压所产生的雷电冲击波入侵变电所或其他设备。35KV架空线设置架空地线，并在进入变电所时设置管型雷器。对于变电所附近导线上，遭受雷击时冲击波的陡度将会超过变电所的避雷器允许值，因此，对靠近变电所的一段进线上应装设避雷装置。在进入变电所前的2KM，架设架空线并装设阀型避雷器。35KV母线上短路电流3MAX50DIKA2MIN340DIKA查煤矿供电手册选用GS型阀型避雷器15其参数10KA故合格3MAXDIK在35KV母线上装设阀型避雷器，避雷器选用FZ35可以满足要求。10KV母线上短路电流310MAX89IKA查煤矿供电手册选用Y5WZ127/45氧化锌避雷器其参数40KA故合格310AXI72变电所直击雷保护为了防止设备免受直