毕业设计（论文）-35kv无人值班变电站的设计

毕业设计论文题目35KV无人值班变电站的设计系别电气与电子工程系专业电气自动化技术姓名学号指导教师河南城建学院2010年5月26日河南城建学院毕业设计（论文）任务书题目35KV无人值班变电站的设计系别电气与电子工程系专业电气自动化班级学号学生姓名指导教师发放日期2010317河南城建学院教务处制河南城建学院专科毕业设计（论文）任务书一、主要任务与目标变电站自动化和无人值班是当今电网调度自动化领域的热门话题，其发展势头正方兴未艾。国外有一种观点认为，人容易受环境、情绪、性格、疾病等诸多因素影响，因此本身就是一个不可靠因素。确实有不少事故是由人为误操作引起的，从这个角度看，无人值班确实可以提高运行可靠性。变电站自动化是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。国外在八十年代已有分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威投入运行，至1993年初已有300多套系统在德国及欧洲的各种电压等级的变电站运行。本工程为满足某区域对电力的需求，经系统规划设计，需要建成一座35KV无人值班降压变电站，设计条件如下1、电压等级35/10KV2、主变压器两台，每台容量为315MVA。3、进出回数（1）35KV出线共四回，其中两回送电容量为8MVA，另外两回出线，送电容量为7MVA、6MVA。（2）10KV出线共10回，其中六回架空出线，每回输电容量为2MVA，四回电缆线路，每回输电容量为18MVA。（3）10KV另有两组并联电容器，每组电容器容量为5MVAR。4、系统情况本变电站为一次降压变电站，在系统中的地位比较重要。系统阻抗为02欧（基准容量为100MVA）5、地理环境变电站海拔高度为800M，附近无污染区，户外最拭热平均气温为35。6、线路长度50KM二、主要内容与基本要求毕业设计说明书1变电所总体分析；2主接线的选择3短路电流计算及电气设备选择4配电装置及电气总平面布置设计5二次设计6综合自动化系统设计图纸1电气一次部分（1）电气主接线图（3图）（2）10KV平面布置图（4图）（3）35KV主变进线断面图（3图）（4）避雷针布置及其保护范围图（4图）三、计划进度第七周发放毕业论文任务书，查找资料第八周负荷分析计算与主变压器选择第九周电气主接线设计第十周短路电流计算及电气设备选择第十一周配电装置及电气总平面布置设计第十二周通信系统、防雷保护设计，整理毕业论文四、主要参考文献（1）西北电力设计院，东北电力设计院编电力工程设计手册第一册，第三册（2）西北电力设计院发电厂变电所电气接线和布置（3）中国电力出版社夏道止电力系统分析（4）中国电力出版社范锡普发电厂电气部分（5）重庆大学出版社马永翔电力系统继电保护（6）中国电力出版社戴绍基建筑供配电与照明（7）和本次毕业设计有关的图书馆及网上资料指导教师（签名）年月日教研室审核意见（建议就任务书的规范性；任务书的主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量；是否同意下达任务书等方面进行审核。）教研室主任签名年月日注任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。毕业设计（论文）成绩评定成绩评定成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导，教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定成绩，并向学生公布。三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。四、具体评分标准和办法见河南城建学院毕业设计（论文）工作条例。五、答辩小组评分包括两部分（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分答辩小组评定意见一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。二、评分（按下表要求评定）答辩小组评分评阅教师评分评分项目完成任务情况（5分）毕业设计（论文）质量（5分）表达情况（5分）回答问题情况（5分）质量（正确性、条理性、创造性、实用性）（10分）成果的技术水平（科学性、系统性）（10分）合计（40分）评分答辩小组成员签字班级姓名学号综合成绩分（折合等级）答辩小组组长签字年月日年月日毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。指导教师评定意见一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）签字年月日二、对毕业设计（论文）评分按下表要求综合评定。（1）理工科评分表评分项目（分值）工作态度与纪律（10分）毕业设计（论文）完成任务情况与水平（工作量与质量）（20分）独立工作能力（10分）基础理论和基本技能（10分）创新能力（10分）合计（60分）得分（2）文科评分表评分项目（分值）文献阅读与文献综述（10分）外文翻译（10分）论文撰写质量（10分）学习态度（10分）论证能力与创新（20分）合计（60分）得分指导教师签字年月日前言经过三年理论知识的学习及各种实习操作，还有在老师精心培育下，对电力系统，工厂供电，及综合自动化系统各部分有了初步的认识与了解。设计内容有以下几部分第一章概论；第二章总的35KV降压变电所的设计；第三章微机监控系统及综合自动系统的设计；第四章结束语。最后带有附表及参考文献。本次设计的重点是第三章微机监控系统及综合自动系统的设计，本章设计了综合自动化系统的结构形式，分层分布式监控系统，遥视警戒系统及自动消防报警系统，本章的重点是微机保护监测系统。六周的毕业设计，使我了解了设计的要求及设计内容，更加深刻地了解课本中的内容，使知识与理论相结合，使基础知识与实际操作紧密联系。尤其对主接线，电气设备和导线选择方法进一步掌握，更重要的是对变电站的综合自动化系统有了深刻的了解和认识。由于本人水平有限，设计书中难免出现错误和不妥之处，希望老师能给予指正和批评，谢谢摘要随着电网运行经济性、安全可靠性和管理水平要求的提高，变电站实施无人值班，实现减人增效，减少建筑和占地面积已成为必然趋势。无人值班变电站应采用分层分布式微机监控系统，并配置遥视警戒系统和完善的烟、温报警及自动消防系统，同时处理好设备选择、电气主接线、直流系统、总布置、建筑物设计以及保护与监控之间的关系等问题。本次设计建设一座35KV无人值班变电站，其设计应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质经济运行以及信息分层传输，资源共享的原则。整个设计过程包括变电站总体分析，主接线的选择，短路电流计算以及电气设备的选择，配电装置及总平面布置设计，最后重点是设计综合自动化系统。变电站的综合自动化系统采用分层分布式集散控制系统，本设计包括微机监控系统，遥视警戒系统和自动消防系统。遥视警戒系统是对“四遥”的一个补充，使变电站实现真正的无人值班。设计过程运用了先进的电力系统远动技术，为了提高无人值班的可靠性，对其进行全方位的监控增加了“遥视”系统，实现了“五遥”，真正达到了减人增效的目的。关键词无人值班，变电站，综合自动化，微机保护ABSTRACTASTHEINCREASINGREQUIREMENTONOPERATIONECONOMY,SECURITY2、自动重组配远方通信功能的分离，为配网的调度、管理、运行、控制、通信及地理信息系统提供了良好的界面。国内起步较晚，但随着电网改造的深入和国内对电力供电质量要求的提高，对配电电网的运行提出了更高的要求。国内不少大的电力继电保护厂家也正在研制开发，具体应用到现场并不多。传统的模拟视频监控系统受技术发电环网开关采用电动操作式复合开关，并用微机故障识别、监控的保护方式取代了使用短路器的传统继电保护方式，可方便的实现配网的故障隔离、恢复供电和网络优化等功能3、开放的、分布式实时网络结构实现了微机就地监控和发展的局限，只能进行现场视频监视，简单的报警信息处理传输，不能远距离传输视频信号，对于前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的实用性、可靠性、稳定性和安全性，而对于电力行业具有大量无人值守变电站的行业用户来说，远程、实时的综合监控是行业系统安全运作必备的前提条件。如何将远程的图像监视、环境监控、防盗、消防和报警联网系统有机的结合起来，做到既可以远程的监视、遥控和图像的传输，又具备环境的整体监控，并且具有通常联网报警网络的功能，能够更加有效地预防事故发生、打击犯罪、保障财产安全，确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平，这已经成为当前监控行业发展的主要方向。13无人值班变电站设计应注意的问题无人值班变电站除了应配置分层分布式微机监控系统、遥视警戒系统和完善的烟、温报警及自动消防系统外,在设计中还需要重视和解决好如下问题。131合理选择主要电气设备,简化电气主接线电气主接线选择既与电网的安全可靠运行有关,也与变电站设备的质量有关。建设无人值班变电站,设计中需要选择自动化、可靠性高的电气一次设备。宜选用无油化、免维护、少维护型产品。35KV、10KV一般选用真空开关柜等。132继电保护的配置继电保护是变电站安全运行的重要保证。变电站无人值班设计后,宜仍保持继电保护单元的可靠性应仅与保护装置本身有关,尽可能与其他装置如通信口、网络、监控单元等无关,因此,保护单元应相对独立。保护装置包括元件保护、线路保护等独立配置。实际工程中可在中低压部分尝试使用监控、保护一体化的装置。35KV或10KV采用监控、保护一体化装置,减少设备配置,降低造价。对于向特别重要的中、低压用户供电的线路的监控、保护合一装置可采用多CPU配置,以保证监控和保护的相对独立。133监控系统的控制范围监控系统控制操作的范围包括各电压等级的断路器、电动操作的隔离开关、主变压器及所用变压器有载调压开关分接头位置以及站内其他功能要求上需远方控制操作的设备的启动/停止或状态切换等,如主变消防启停、母线PT二次并列/切换等。用于改变运行方式的设备,如主变中性点隔离开关,也应具备遥控功能。电动机构及手动机构的接地开关原则上均不考虑遥控,控制操作只在站内完成,为现场人员服务。无人值班变电站的被控对象正常运行时以远方遥控为主,当远方控制端、远动通道、站控层或站内网络故障时,应能在站内实施运行操作或进行现场维护调试操作。因此考虑能在间隔层对断路器实施手动控制。对纳入监控控制操作范围的被控量设置多级控制,即远方控制中心控制、变电站内操作员站控制、站内继电器室手动开关控制仅针对断路器设置、设备机构就地控制。其中前两级控制均为计算机键盘控制,后两级为转换开关或按钮操作的电气方式控制。4级控制的控制级别逐级升高,每一控制级间相互闭锁,任何时刻只允许有一个控制主体。远方控制及站内键盘控制的切换闭锁可在站内站控层远动计算机上程序实现,手动电气控制方式采用转换开关进行就地/远方切换闭锁。针对断路器设置的站内继电器室手动开关控制应作为备用控制手段,采用自复位式转换开关,与间隔层测控单元组屏安装,实现手动强制同期控制和单纯手动控制。134直流系统、蓄电池选择考虑到无人值班变电运行管理上的特点,要求直流电源装置具有自动调节功能,能实现自动调节和稳压稳流运行及故障纪录,并具有与站内微机监控系统通信的能力,远方控制端能够实现直流设备的远方监控、运行历史查询和设备运行状况监视。无人值班情况下,全所事故停电后,维修人员须由远方控制中心前往变电站,因此站内蓄电池的事故放电时间应考虑增加远程管理的路途时间。据调查,集控中心距被控变电站的距离根据地理位置和交通情况,一般控制车程在1H以内。因此全站事故停电时间宜按2H计。全站的控制、保护、信号、自动装置、遥视系统等直流负荷的供电时间按2H计算。事故照明不设置自投装置,事故照明灯仅在维修人员到达现场后手动开启,事故照明负荷仍按1H计算。第二章总的35KV降压变电所设计21设计指导思想变电站及配电所在配电网中具有十分重要的地位。它既是变压器侧配电网中的负荷，又是下一级配电网的电源，其自动化程度的高低直接反映了配电自动化的水平。1995年，国家调度中心要求现有35KV110KV变电站在条件具备时逐步实现无人值班变电站，新建变电站可根据调度和管理需要以及规划要求，按无人值班设计。欲实现无人值班变电站，其中变电站的综合自动化程度很重要。变电站自动化系统作为电网调度自动化的一个子系统，应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。因此本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。按我国的实际情况，目前变电站还不大可能完全实现无人值班，即使是无人值班，也有一个现场维护、调试和应急处理的问题，因此设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。同样，保护单元亦应具有远方、就地投切和在线修改整定值的功能，以远方为主，就地为铺，并应从设计、制造上保证同一时间只允许其中一种控制方式有效。要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。保护、测量、控制原则上可合用电压互感器，对电量计费、功率总加等有精度要求的量可接量测电流互感器，供监测用的量可合用保护电流互感器。变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术，减轻电流互感器和电压互感器的负载，提高测量精度。同时可取消以前经常采用的光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，由计算机承担信号监视功能，使任一信息做到一次采集、多次使用，提高信息的实时性、可靠性，节约占地空间，减少屏柜，二次电缆和设计、安装、维护工作量。光纤通信以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质，先进通信方式。组成结构包括多路转换器（多路复用等）、光端机（光电转换）、光缆（传输介质）、光中继电装置（放大整形转换）。特点抗电磁干扰、频带宽。主要作为电网骨干通信网，重要信息的传输。变电站内存在强大的电磁场干扰，从抗电磁干扰角度考虑，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，对于本次35KV小型变电站的设计，变电站与控制室的距离并不遥远干扰较小，用光纤就已经很快速可靠的完成信息的传输，而且用起来方便经济，故本次设计中的通信统一用光纤通信。由上面的设计指导思想可以看到我们这里无人值班变电所的设计应尽量使一些现实问题得以解决，使供配电质量能进一步提高。22主变压器的选择变压器是变电站的重要设备，其容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，如选用适当不仅可减少投资，减少占地面积，同时也可减少运行电能损耗，提高运行效率和可靠性，改善电网稳定性能。1、主变压器台数为保证供电可靠性，变电所一般设有两台主变压器。2、变压器容量装有两台变压器的变电站，采用暗备用方式，当其中一台主变因事故断开，另一台主变的容量应满足全部负荷的70，考虑变压器的事故过负荷能力为40，则可保证80负荷供电。3、绕组数和接线组别的确定该变电所有二个电压等级，所以选用双绕组变压器，连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，35KV采用Y形连接，10KV采用连接。4、调压方式的选择普通型的变压器调压范围小，仅为5，而且当调压要求的变化趋势与实际相反（如逆调压）时，仅靠调整普通变压器的分接头方法就无法满足要求。另外，普通变压器的调整很不方便，而有载调压变压器可以解决这些问题。它的调压范围较大，一般在15以上，而且要向系统传输功率，又可能从系统反送功率，要求母线电压恒定，保证供电质量情况下，有载调压变压器，可以实现，特别是在潮流方向不固定，而要求变压器可以副边电压保持一定范围时，有载调压可解决，因此选用有载调压变压器。5、冷却方式的选择主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷、强迫导向油循环冷却。考虑到冷却系统的供电可靠性，要求及维护工作量，首选自然风冷冷却方式。由于本次设计的是无人值班变电所，为便于变电所无人值班管理，同时兼顾到经济性主变压器选用35KV低损耗双绕组户外自冷型油浸式变压器。所以用两台SZ931500/35型有载调压变压器，采用暗备用方式。23无功补偿供电部门对一些新建企业一般要求其月平均功率因数达到09以上。当企业的自然总功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时，应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高企业的功率因数。无功补偿的方式有很多中，结合实际情况我们这里采用并联电力电容器补偿的方式。根据无功管理及供用电规则，我们可以得出，并联电容器装置的容量和分组按就地补偿、便于调整电压及不发生谐振的原则进行配置。设两组并联电容器装置分别接在两段10KV母线上，每组电容器容量按5MVAR配置，也可以根据实际无功补偿需要配置。补偿装置为户内式成套装置，选用难燃介质的干式银锌复合镀膜电容器，包括放电线圈、避雷器等由制造厂成套供货。考虑到10KV每段母线仅设单组电容器和较少有谐波污染，故不装设限制涌流和谐波分量的串联电抗器。为了减小涌流，电容器组宜在10KV母线分段情况下关合。参考各种相关的样本，结合现实情况选用GRJZ系列的高压电容自动补偿柜。特点是每路电容器组设二相式电流保护，一次回路设熔断器、氧化锌避雷器及电抗器保护电容组。同时设事故灯光、音响。及时进行报警。电容器组的投切采用性能优越的真空接触器。电源侧主控柜采用三相式电流保护及过电压。24所用电接线设计和所用变压器的选择变电所的所用电是变电所的重要负荷，因此，在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求，考虑变电所发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证变电所安全，经济的运行。所用变台数的确定一般变电所装设一台所用变压器，对于枢纽变电所、装有两台以上主变压器的变电所中应装设两台容量相等的所用变压器，互为备用，如果能从变电所外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装设一台所用变压器。根据如上规定，本变电所选用两台容量相等的所用变压器。所用变压器的容量应按所用负荷选择。计算负荷可按照下列公式近似计算S照明负荷其余负荷085KVA所用变压器的容量SES085P十P照明KVA所用电主要负荷表序号名称额定容量KW功率因数安装台数工作台数备注1充电机3008811周期性2浮充电机6508511经常性3主变通风0150733232经常性4蓄电池及装置通风2708233周期性5交流焊机1050511周期性6检修间实验130811经常性7载波远动09606911经常性8照明20经常性9生活水泵8经常性10采暖及其他16周期性根据上表给出的所用负荷计算S085306501532273105L3096820L610558LKVA根据容量选择所用电变压器如下型号SL7125L0；容量为125KVA连接组别号YN，YN0，调压范围为高压5，阻抗电压为4所用电接线方式一般有重要负荷的大型变电所，380220V系统采用单母线分段接线，两台所用变压器各接一段母线，正常运行情况下可分列运行，分段开关设有自动投入装置。每台所用变压器应能担负本段负荷的正常供电，在另一台所用变压器故障或检修停电时，工作着的所用变压器还能担负另一段母线上的重要负荷，以保证变电所正常运行。25电气主接线的选择电气主接线的确定对电力系统整体及发电厂，变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择，配电装置选择，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须正确外理为各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。（一）设计的基本要求为1、满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。2、接线应简单，清晰且操作方便。3、运行上要具有一定的灵活性和检修方便。4、具有经济性，投资少，运行维护费用低。5、具有扩建和可能性。（二）设计主接线的原则35KV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。其中，安全包括设备安全及人身安全；可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。在这次设计中35KV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。由于本次设计的高压侧也有负载，故内、外桥式方式可以不考虑应用。具体分析如下单母线优点是接线简单、清晰。操作方便，投资少便于扩建。（见下图21、22）母线或隔离开关检修或故障时连接在母线上的所有回路必须停止工作；检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电；当母线或母线上的隔离开关上发生短路以及断路器在继电保护作用下都自动断开，因而造成全部停电。单母线分段，母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。任一段母线故障，分段断路器可在继电保护装置作用下自动断开。两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。任一电源故障，分段断路器可自动投入（见图23），可提高供电可靠性和灵活性。单元接线，当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路变压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高（见图24）。这种接线方式同样也与单母线分段方式相同的是投资成本并不会随着没有母线的存在而减少，因此我们还有必要继续讨论单母分段接线。图A一路电源图一路电源图B两路电源一用一备图两路电源一用一备图21一路电源图22两路电源一用一备图23单母线分段WB2WB1出线3出线出线2QFS出线6供一级负荷出线4出线5QFS电源电源3图2双回线路变压器组单元接线图双回线路变压器组单元接线图24单元接线以上几种方案比较，在供电可靠性方面，35KV侧应采用单母分段接线。同理可得，10KV侧仍然采用单母分段，接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电。26短路电流计算短路电流计算的目的以便正确选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性；为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的机带你保护装置和选择限制短路电流的元件。261系统负荷情况计算1、35KV最终四回出线，负荷同时率按06考虑，负荷增长率为4。35KV总负荷为（808808708608）06（14）52646MVA2、10KV最终十回出线，负荷同时率按06考虑，负荷增长率为4。10KV负荷为（620841808）061451752MVA所以变电站考虑扩建后送出的总负荷为S总S35S104398MVA262短路电流的计算1、变压器阻抗计算系统参数阻抗电压UK12105；UK13178；UK2365X100102；SJ100MVA；UJUPJ所选出的SFSZ731500/35型变压器参数U12105；U13178；U2365UD11/2U12U13U231/210517865109UD21/2U12U23U131/210565178040UD31/2U13U23U121/21786510569X1UD1100SJSN109100100630173X20X3UD3100SJSN691001006301095取SB100MVAVBVN37KV（规定欧B表示标么值、N表示额定值KAN表示额定值105637BBSIV23910BBXSXTVSSN/S7100/315222短路点的确定在正常接线方式下，通过电器设备的短路电流为最大的地点称为短路计算点，比较断路的前后短路点的计算值犹如一点故实际选择每段母线上短路点为计算短路点。35KV母线上短路点为D1，10KV母线上短路点为D2135KV母线上三相短路时计算电抗的计算查计算曲线和短路周期电流的标么值。51I系统对短路点在短路点电流周期分量的有名值515678KA1IXISX2SN/SB257315/1000081负荷对短路点D计算电抗0081时，查计算曲线知IYX0400，0383，04020I025II负荷对短路点D短路点电流周期分量有名值041560446（KA）1II038315657（KA）025D040215606271（KA）II短路点D1的短路电流周期分量有名值为7804468424（KA）1“DI7857125（KA）02780627184271（KA）DI2552558424211（KA）G“2）10KV母线上短路计算系统对短路点D2计算电抗0222241X则041671I24ISX系统对短路点D2提供的短路点周期电流有名值为55（KA）DI035DBSV041675522919（KA）1“X2SN/SB0350110IS31035KV和10KV短路点等效电路图如下图1/0835KV210当0011时，查计算曲线知ISX3058；2461；226650I“025I“I负荷侧对短路点DT提供的短路电流为305855135355（KA）“0IDI246155103171（KA）“25“2266555368681（KA）IDI短路点D2的短路电流为229191031712261（KA）“2DI22919135355158274（KA）“05229193686813414（KA）“2DI2552551911095766（KA）G“2D短路容量由于10KV母线采用分段进行，短路电流为1846KA，小于并列运行时的短路电流2261KA，所以无需加装电抗器来限制短路电流。计算参数表表21短路点名称短路电流I/（3）冲击电流ICH全电流ICH短路容量S/D135KV母线8276KA211KA1250KA53036MVAD210KV母线2261KA5766KA3414KA41119MVA27主要电气设备的选择及校验电气设备的选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全运行的重要条件，在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术并注意节约，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其热稳定和动稳定。271断路器及隔离开关的选择及校验一、选择（1）按正常工作条件选择A、按额定电压选额定电压和最高工作电压，一般按所选电器和电缆允许最高工作电压UGMAX不低于所按电网的最高运行电压UYMAX。即UGMAXUYMAXB、按额定电流选在额定周围环境温度下长期允许电流IY，应不小于该回路最大持续工作电流IGMAX即IYIGMAX短路计算参数如下35KVI/8276KAICH211AS/53036MVA10KVI/2261KAICH5766AS/41119MVA35KV选择ZN2335C型断路器表22计算数据ZN2335CU（KV）35UE（KV）405IGMAXA496IEA1600I/KA8276IRKA25ICHKA212IDWKA63I2TDZ8276206IR2T252410KV主变侧选ZN28123150，负荷侧选ZN28121250断路器选择结果如下表23计算数据ZN28A12/3150计算数据ZN28121250U（KV）35UE（KV）12U（KV）10UE（KV）12IGMAXA1989IEA3150IGMAXA1443IEA1250I/KA2261IRKA40I/KA2261IRKA315ICHKA5766IDWKA100ICHKA5766IDWKA80I2TDZ22612X075IR2T4024I2TDZ22612075IR2T3152410KV主变侧隔离开关选GN210型，负荷侧选GN810型二、校验（1）35KV侧隔离开关选GW2835型IE600AIGMAX496A所以IEIGMAX满足要求,UEUGMAX35KV所以UEUGMAXA、热稳定校验I2TDZI2RTI2TDZ827620755137KA2SI2RT66252178KA2S,I2TDZI2RT满足热稳定要求B、动稳定校验ICHIDWICH212KAIDW50KAICHIDW所以满足要求,故所选GW2835型隔离开关符合要求210KV侧A、主变侧断路器选IN28A12/3150A型IE3150AIGMAX1819A所以IEIGMAX满足要求UE12KVUGMAX105KV所以UEUGMAX满足要求A、热稳定校验TJSTBTD05051S不考虑非周期分量在/1时，查发电厂电气设备中周期分量等值时间曲线，得TDZ075S,所以I2TDZ2261207538341KA2SI2RT40246400KA2SI2TDZI2RT满足热稳定要求B、动稳定校验ICH5766KAIDW100KAICHIDW所以满足要求C、开断电流校验IEKD40KAI/2261KAIEKDI/所以满足要求故所选ZN28A12/3150A型断路器符合要求隔离开关选GN210型IE4000A，IGMAX1819A，所以IEIGMAX满足要求UEUGMAX10KV所以UEUGMAX满足要求A、热稳定校验I2TDZ2261207538341KA2SI2RT36256480KA2SI2TDZI2RT满足热稳定要求B、动稳定校验ICH5766KAIDW85KAICHIDW所以满足要求故所选GN210型隔离开关符合要求B、负荷侧选ZN28121250型断路器IE1250AIGMAX1443A所以IEIGMAX满足要求UE12KVUGMAX10KV所以UEUGMAX满足要求A、热稳定校验I2TDZ2261207538341KA2SI2RT315243696KA2SI2TDZI2RT满足热稳定要求B、动稳定校验ICH5766KAIDW80KAICHIDW所以满足要求C、开断电流校验IEKD315KAI/2261KAIEKDI/所以满足要求故所选ZN28121250型断路器符合要求隔离开关选GN2810型IE600AIGMAX1443A所以IEIGMAX满足要求UEUGMAX10KV所以UEUGMAX满足要求A、热稳定校验I2TDZ2261207538341KA2SI2RT30254500KA2SI2TDZI2RT满足热稳定要求B、动稳定校验ICH5766KAIDW75KAICHIDW所以满足要求故所选GN2810型隔离开关符合要求272电流互感器的选择根据电网额定电压等其他条件，查常用设备手册选电流互感器型号如下35KV出线侧LCZ3510KV主变侧LWC1010KV负荷侧LFZB10；当电流互感器用于测量时，其一次侧额定电流应尽量选择比回路中工作电流大1/3左右，以保证测量仪表最佳工作，并在过负荷时使仪表有适当的指示。273电压互感器的选择根据电网额定电压、一次电压、二次电压等条件，查常用设备手册，选择电压互感器型号如下35KV侧JDJJ3510KV侧JDZJ10274高压熔断器的选择根据电网电压的要求，本站35KV、10KV电压互感器都用高压熔断器进行保护，保护电压互感器的熔断器只需按额定电压和开断容量来选择，查阅有关设计资料得35KV电压互感器使用RN235型高压限流熔断器，其技术参数UE35KV，LE05A，SDE1000MVA。10KV电压互感器选用RN210型高压熔断器，其技术参数UE10KV，LE05A，SDE1000MVA。高压熔断器选择结果如下表表24安装地型号电压电流断流容量最大分断流数量备注35KV电压互感器RN23535KV05A1000MVA2组保护室内电压互感器10KV电压互感器RN21010KV05A1000MVA5OKA2组保护室内电压互感器275母线的选择与校验1）常用导体材料在铜、铝等。载流导体一般采用铝质材料。2）硬母线截面在矩形、槽形、管形等。矩形母线用于35KV及以下，电流在4000A及以下配电装置。导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择，变电所的汇流母线均按长期发热允许电流进行选择，各引线则按经济电流密度选择。按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。对应不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数TMAX将有一个年计算费用最低的电流密度称为经济电流密度J。按经济电流密度选择的导体截面的允许电流还必须满足IGMAXKIAL电晕电压校验当35KV所选导线截面积大于70MM2时，可不作电晕电压校验。矩形导体不作电晕电压校验。热稳定校验动稳定校验各电压等级负荷，最大负荷利用率为35KV侧TMAX4500小时10KV侧TMAX4000小时I、35KV母线及引出线的选择、校验35KV母线的选择根据设计要求，本变电站35KV出线为四回，因此，35KV母线应选硬导体为宜，其截面应按最大持续工作电流选择，并按D23短路进行动热稳定校验。变压器35KV侧最大持续工作电流为105倍的变压器的额定电流经查有关设计手册得试选用1008单条矩形铝线平放时，长期允许载流量为1542A，取综合校正系数K094，则实际载流量为IXR154209414495AIGMAX校验在D23点短路时的动稳定，取L1M，A07M，ICH211A则作用在母线上的最大计算应力按公式173ICH2L2/AW10857105PA上式中，即震动系数取1，W为截面系数，W0167BH2B5H50查有关资料得硬铝线的最大应力为69106PA，即故满足动稳定要求。校验在D23点，短路时的热稳定系数C87,I8276KA设变压器主保护动作时间为005S，断路器合分闸时间为015S。则短路电流计算时间T00501502S，/1查短路电流周期分量发热等值时间曲线得TZ019S；TDZ019005024S所选铝母线的截面为1008800MM2SMIN466MM2，故满足热稳定的要求。主变35KV侧至35KV母线连线的选择根据设计要求及有关规定一般选矩形铝母线做变压器至母线的连接线，IGMAX496A按经济电流密度选设TMAX4500H，查有关资料得，J084A/MM2经查有关设计手册得试选用1008单条矩形铝线平放时，长期允许载流量为1542A，取综合校正系数K094，则实际载流量为IXR154209414495AIGMAX1008单条矩形铝母线动稳定和热稳定此前校验过，满足要求。35KV侧输电线路的选择应按其最大负荷电流选择导体截面，并按D23点短路条件进行热稳定的校验。TMAX4500H，查有关资料得，J118A/MM2，试选LGJ185型钢芯铝绞线，在最高允许温度70基准环境，温度为25时，截流量为510A，取综合校正系数为095则实际载流为IXR0955104845AIGMAX17325A校验在D23点短路条件下的热稳定按导体热稳定校验公式应满足热稳定的最小截面查相关资料得87，D23点短路电流I8276KA设线路主保护动作的时间005，断路器全分闸时间为015，则短路电流计算时间曲线得T0501502S，1时，查短路电流周期分量的等值时间曲线得TZ019S，则TDZTZ005024S。故所选LGJ185型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。II、10KV侧导线的选择10KV侧母线的选择根据设计要求，本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜，其截面应按最大持续工作电流选择，并按D33点短路条件进行，动稳定和热稳定的校验。变压器10KV侧最大持续工作电流为105倍的额定电流。经查有关资料得试选用双片1008矩形铝母线平放时，长期允许载流量为2298A，取综合校正系数K094，则实际载流量IXR2289094216012AIGMAX校验D33点短路时的动稳定取L1M,A025M,ICH5766KA，则作用在母线上的最大计算应按公式173ICH2L2/AW108173576610321/02501671010312510321089202106PA上式中1，即振动系数取1。W为截面系数，W0167BH2B10MM，H125MM查有关资料得硬铝绞线的最大应力69106PA，故满足稳定的要求。校验在D33点，短路时的热稳定系数C87设变压器主保护动作时间为005S，断路器合分闸时间为015S。则短路电流计算时间T00501502S，1查短路电流周期分量发热等值时间曲线得TZ019S则TD2TZ005024S所选铝母线的截面为210081600MM2SMIN1273MM2故满足热稳定的要求。主变10KV侧至10KV母线连线的选择根据设计要求及有关规定一般选矩形铝母线做变压器至母线的连接线，IGMAX1819A按经济电流密度选设TMAX4000H，查有关资料得，J09A/MM2经查有关设计手册得试选用2（1008）条矩形铝母线平放时，长期允许载流量为2298A，取综合校正系数K094，则实际载流量为IXR22980942160AIGMAX1819A，1008双条矩形铝母线动稳定和热稳定此前校验过，满足要求。10KV侧输电线路的选择应按最大负荷电流选择导体截面，并按短路条件下进行校验TMAX4000H查有关资料得J116A/MM2，经有关设计手册得试选LGJ150型钢芯铝绞线，在最高允许温度70基准环境温度25时，载流量为470A，取综合修正系数095，则实际载流量IXR0954704465大于最大持续工作电流IGMAX。热稳定校验查有关资料得C87，I2261KA设主保护动作时间为005S，断路器全分闸时间为015S，则短路电流计算时间为T00501502S，1查短路电流周期分量等值时间曲线得TZ019S时则TDZTZ005024S故所选LGJ150型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ70，故不进行电晕校验。选择结果如下表25电压等级型号截面积（MM）载流量备注110KV引出线及母线LGJ240240610A敝露式装设电压等级型号截面积（MM）载流量备注电压等级型号截面积（MM）载流量备注输电线路LGJ240240610A架空线35KV母线及母变连接线10088001542A单片矩形室内混装输电线路LGJ185185510A架空线10KV母线及母变连接线2（1008）16002298A双片矩形室内外混装输电线路LGJ150150470A架空线由于本次设计是无人值班变电站，要满足可靠性的要求及经济性，综合上述情况主要的电气设备选择如附表1。28本设计所选择的配电装置及选择理由本次设计为室内配电装置，其特点是1由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小。2维护、巡视和操作在室内进行，不受气候影响。3外界污秽空气对电话影响较小，可减少维护量。4房屋建筑投资较大。变电站屋内配电装置，按其布置型式分为三层、二层和单层。三层式具有安全，可靠性高，占地面积少等特点。单层结构复杂，施工周期长，造价高，检修运行不大方面。与三层相比，二层造价低运行和检修方便，但占地面积有所增加。故本次设计选择二层布置。根据规范可知，总体的布置应紧凑合理，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。从这里我们也可以看出35KV主变压器室应靠近10KV配电室。配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150300。根据本次设计的特点，我们这里的户内变电所选用双层布置，变压器室在底层。高压配电室内各种通道的宽度不应小于200，背面离墙不应小于50。同时还应增加一些防盗措施即建筑一层窗户设铝合金防盗网，建筑一层及与楼梯相连的二层门设防盗门。一般变电站建筑不刻意追求建筑造型和立面处理，以满足功能要求为主要目的。最大限度地减少占地面积和建筑面积，降低工程造价，体现无人值班变电站的优势。29变电所的防雷保护规划避雷针、避雷器是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的主要措施。变电所借助屋外配电装置架构上的避雷针和独立避雷针共同组成的保护网来实现，主控制室和屋内配电要采用屋顶上的避雷带。1、直击雷的过电压保护装设独立避雷针，为防止雷直击变电设备及其架构、电工建筑物，其冲击接地电阻不宜超过10欧，为防止避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离SK不宜小于5M，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离SD应大于3M。35KV、LL0KV配电装置在架构上装设独立避雷针，将架构支柱主钢筋作引下线接地。主变压器装设独立避雷针，各电压等级母线应装设独立避雷针，主控制楼屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。2、雷电侵入波的过电压保护对入侵波防护的主要措施变电所内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，在35KV靠近变电所L2KM的进线上架设避雷线，其耐雷水平分别不应低于30KA和75KA保护角在25和30范围内，冲击接地电阻在L0左右，以保证大多数雷电波只在此线段外出现，即设置进线段保护。对于三绕组变压器，应在低压侧任一相绕组对地加装一个避雷器，对于变压器中性点保护，因中性点为直接接地，变压器为分级绝缘。其绝缘水平为35KV等级，需在中性点上装避雷器。3、避雷器的配置1进出线设备外侧；2所有母线上；3变压器高压侧，尽量靠近变压器；4变压器低压侧为时，只装在B相；5主变压器中性点，按其绝缘水平等级选设；4、避雷线的配置135KV雷电日较高应全长架设避雷线；21035KV，一般设12KM的进线段保护，以降低雷电波的陡度。避雷器选择一览表表26型号安装地点数量参数陡度冲击电流下残压KV雷电冲击电流下残压KV操作冲击电流下残压KV直流1MA参考电压KVHY5WZ42/13435KV母线215413411473HY5WSL17/5010KV母线250240Y1W60/144主变中性点214413786HY5WZ42/134主变35KV侧215413411473Y5WZ127/45主变10KV侧25184538324Y5WZ127/4510KV出线10518453832421010KV中性点接地设计低压配电系统的中性点接地形式通常有两种中性点接地和中性点不接地两种接地形式，其中中性点接地分为中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地两种，通常我们将中性点直接接地归为大电流接地系统，而将另外两种接地方式归为小电流接地系统，在我们这里选用小电流接地系统，具体分析如下根据文献交流电气安装的过电压保护和绝缘配合中规定“6KV35KV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式，但应考虑供电可靠性要求，故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响、对通信的影响