110kv地区变电站电气设计毕业设计

内蒙古化工职业学院毕业设计用纸内蒙古化工职业学院毕业设计论文、专题实验任务书姓名专业电力系统班级电力11指导教师题目110KV地区变电站电气设计原始数据1、待设计的变电站为一重要的地区降压变电站2、该变电站进线为两回110KV母线,出线经联络变压器降为35KV和10KV两种电压等级供该变电站所处地区负荷用电。3、35KV母线上有两回进线，出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送容量100MVA。4、10KV母线上有两回进线，出线八回，每条线路最大输送容量为80MVA。5、变电站自用电压为10KV。6、在系统最大运行方式下，系统阻抗值为01。说明书论文、实验主要内容1、通过经济技术方案比较，确定电气主接线形式；2、进行短路电流计算，知道潮流分布；3、选择主要的电气设备；4、自用电电气主接线的设计；5、绘制所设计的电气图；图纸要求按照制图标准绘制电气图纸如下1、110KV地区降压变电站电气主接线图一张。（用一号图纸画出）2、自用电电气主接线图一张。（用一号图纸画出）对学生综合训练方面的要求1、论文前要仔细研究设计题目、认真阅读任务书，明确具体论文任务和内容，备好设计相关资料。2、仔细分析、准确比较、认真阅读、保证质量3、充分发挥主动能动性，独立完成论文任务完成期限自2013年11月25日至2013年12月15日备注说明书用A4纸打印出来，封面用学院统一的毕业设计封面。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸签发日期内蒙古化工职业学院毕业设计用纸110KV地区变电站电气设计摘要电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。本设计是某发电厂110KV地区降压变电站的电气设计。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括负荷统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。电能是现代工业生产的主要能源和动力，随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活需要对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所是极为重要的。关键词变电站设计，变电站电器主接线，短路电流计算内蒙古化工职业学院毕业设计用纸符号说明C电容器HL光字牌G发电机PF频率表L电抗器、线圈、线路PV电压表K继电器QF断路器M发电机QS断路器R电阻器SA转换开关S开关SB按钮开关T变压器SC切换开关V二极管、稳压管、晶压管TA电流互感器W母线TM电力变压器ARC自动重合闸装置TV电压互感器FA具有瞬时动作的限流保护器件VT三极管FU熔断器LC合闸线圈HC绿灯LT跳闸线圈HR红灯XB连接片内蒙古化工职业学院毕业设计用纸目录第一章主变压器的选择111概述112主变压器容量的确定113主变压器台数的确定2第二章电气主接线的选择421选择原则422主接线设计的基本要求及原则423变电站的各侧主接线方案的拟定624小结10第三章短路电流计算1131短路计算的目的及假设1132短路电流计算的步骤1233短路电流计算及计算结果1334小结16第4章导体和电气设备的选择1741电气设备的选择原则17内蒙古化工职业学院毕业设计用纸42断路器和隔离开关的选择1843互感器的选择2144母线的选择2345高压熔断器的选择2546消弧线圈的选择2547小结26第五章变电站防雷保护及其配置2751直击雷的过电压保护2752雷电侵入波的过电压保护2753避雷器和避雷线的配置2854小结28第6章高压配电装置及平面布置2961设计原则与要求2962高压配电装置3063小结31第7章无功补偿设计3271无功补偿的原则和基本要求3272补偿装置选择及容量确定34参考考献35致谢36内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第1页第一章主变压器的选择11概述（1）主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑确定。（2）主变压器容量一般按变电所、建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期的负荷发展。对于城网变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。（3）在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得跔容量的备用电源时，可装设一台主变压器。（4）装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。12主变压器容量的确定（1）主变器容量一般按变电所建成510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期。1020年的负荷发展（2）根据变电所所带负荷的性质，和电网结构，来确定主变压器的容量。（3）同等电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。35KV负荷计算负荷名称近期最大负荷（MW）功率因数负荷同时率有功功率（KW）无功功率（KVAR）视在功率（KVA）1出线6380808554234067256778752出线212508085180625135472257813出线15008508512750790174150004出线122208508510387643728122205出线42808508536382254624280内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第2页6出线43508085369752773134621887出线13608085115686714458出线102080858670650251083759出线备用小计475277532158225738510KV负荷计算负荷名称近期最大负荷（MW）功率因数负荷同时率有功功率（KW）无功功率（KVAR）视在功率（KVA）1出线3000085085255015803530002出线2000085085170010535720003出线2000090851700823351888894出线2000085085170010535720005出线2000085085170010535720006出线2000080851700127521257出线25000808521251593752656258出线2000080851700127521259出线20000850851700105357200010出线200008508517001053572000小计18275105403210967713主变压器台数的确定1对大城市郊区的一次变电所在中低压侧，构成环网的情况下，变电所应装设2台主变压器为宜。2对地区性孤立的一次性变电所，或大型工业专用变电所，在设计时应考虑，装设3台主变压器的可能性。3对于规划只装设2台主变压器的变电所，其变压器基础，应按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。单台容量设计应按单台额定容量的7085计算。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第3页S96300/110变压器参数额定电压（）KV损耗（）KW参数连接组标号高压低压阻抗电压（）空载电流（）空载负载，Y0NY1004401902104内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第4页第2章电气主接线的选择21选择原则电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定与电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。22主接线设计的基本要求及原则221变电站主接线设计的基本要求1可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，电气主接线的设计必须满足这个要求。因为电能的发送及使用必须在同一时间进行，所以电力系统中任何一个环节故障，都将影响到整体。供电可靠性的客观衡量标准是运行实践，评估某个主接线图的可靠性时，应充分考虑长期运行经验。我国现行设计规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结，设计时应该予以遵循。2灵活性电气主接线不但在正常运行情况下能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，能尽快的退出设备、切除故障，使停电时间最短、影响范围最小，并在检修设备时能保证检修人员的安全。3操作应尽可能简单、方便电气主接线应简单清晰、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经济性内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第5页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最小，占地面积最少，使变电站尽快的发挥经济效益。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，应考虑到有扩建的可能性。222变电站主接线设计原则1变电站的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支接线。2在610KV配电装置中，出线回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式，出线回路数在6回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大，出线需要带电抗器时，可采用双母线接线。3在3566KV配电装置中，当出线回路数不超过3回时，一般采用单母线接线，当出线回路数为48回时，一般采用单母线分段接线，若接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。4在110220KV配电装置中，出线回路数不超过2回时，采用单母线接线；出线回路数为34回时，采用单母线分段接线；出线回路数在5回及以上，或当“0220KV配电装置在系统中居重要地位；出线回路数在4回及以上时，一般采用双母线接线。5当采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器，以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。223主接线的基本形式和特点主接线的基本形式可分两大类有汇流母线的接线形式和无汇流母线的接线形式。在电厂或变电站的进出线较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰、运行方便、有利于安装和扩建。缺点是有母线后配电装置占地面积较大，使断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器少，占地面积少，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的电厂和变电站。有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式；又母线又分为双母线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第6页无分段、双母线有分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线等方式。无汇流母线的主接线形式主要有单元接线、扩大单元接线、桥式接线和多角形接线等。23变电站的各侧主接线方案的拟定在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性、及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术、经济政策的前提下，力争使其为技术先进、供电可靠安全、经济合理的主接线方案。供电可靠性是变电所的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电所能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电所主接线可靠性拟从以下几个方面考虑（1）断路器检修时，不影响连续供电；（2）线路、断路器或母线故障及在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的I、II类负荷对供电的要求；（3）变电所有无全所停电的可能性；主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便，高度灵活，检修安全，扩建发展方便。主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辩证统一，在满足技术要求前提下，尽可能投资省、占地面积小、电能损耗少、年费用（投资与运行）为最小。231110KV侧主接线方案A方案单母线分段接线图21单母线接线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第7页B方案双母线接线分析A方案的主要优缺点（1）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（2）对双回路供电的重要用户,可将双回路分别接于不同母线分段上,以保证对重要用户的供电3一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；4任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；5当出线为双回线路时，会使架空线出现交叉跨越；6110KV为高电压等级，一旦停电，影响下级电压等级供电，其重要性较高,因此本变电站设计不宜采用单母线分段接线。B方案的主要优缺点1检修母线时，电源和出线可以继续工作，不会中断对用户的供电；2检修任一母线隔离开关时，只需断开该回路；3工作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；4可利用母联开关代替出线开关；5便于扩建；6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,容易引起误操作图22双母线接线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第8页7经济性差结论A方案一般适用于110KV出线为3、4回的装置中；B方案一般适用于110KV出线为5回及以上或者在系统中居重要位置、出线4回及以上的装置中。综合比较A、B两方案，并考虑本变电站110KV进出线共6回，且在系统中地位比较重要，所以选择B方案双母线接线为110KV侧主接线方案。23235KV侧主接线方案A方案单母线接线B方案单母线分段接线图23单母线接线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第9页分析A方案的主要优缺点1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当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；3出线开关检修时，该回路停止工作。B方案的主要优缺点1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；2对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电3当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；4任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；5当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。结论B方案一般速用于35KV出线为48回的装置中。综合比较A、B两方案，并考虑本变电站35KV出线为2回，所以选择B方案单母线分段接线为35KV侧主接线方案。23210KV侧主接线方案A方案单母线接线见图23B方案单母线分段接线见图24分析图24单母线分段接线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第10页A方案的主要优缺点1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当母线或母线隔离开关发生故障或检修时；各回路必须在检修或故障消除前的全部时间内停止工作；3出线开关检修时，该回路停止工作。B方案的主要优缺点1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；2对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，以保证对重要用户的供电3当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，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；4任一出线的开关检修时，该回线路必须停止工作；5当出线为双回线时，会使架空线出现交叉跨越。结论B方案一般适用于10KV出线为6回及以上的装置中。综合比较A、B两方案,并考虑本变电站10KV出线为12回，所以选择B方案单母线分段接线为10KV侧主接线方案。24小结本章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。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第11页第三章短路电流计算31短路计算的目的及假设311短路电流计算的目的（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，需按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，需以各种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。312短路电流计算的一般规定（1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第12页应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。（2）选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。（4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。313短路计算基本假设（1）正常工作时，三相系统对称运行；2）所有电源的电动势相位角相同；3电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6系统短路时是金属性短路。32短路电流计算的步骤目前在电力变电站建设工程设计中，计算短路电流的方法通常是采用实用曲线法，其步骤如下1、选择要计算短路电流的短路点位置；2、按选好的设计接线方式画出等值电路图网络图；1）在网络图中，首选去掉系统中所有负荷之路，线路电容，各元件电阻；（2）选取基准容量和基准电压UB（一般取各级的平均电压）；（3）将各元件电抗换算为同一基准值的标么电抗；（4）由上面的推断绘出等值网络图；3、对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，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，即转移电抗；4、求其计算电抗；5、由运算曲线查出短路电流的标么值；内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第13页6、计算有名值和短路容量；7、计算短路电流的冲击值；1）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分有名值DJDIII量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值JDII有名值DJDI2）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量IVSJ短路电流冲击值52IC8、绘制短路电流计算结果表33短路电流计算及计算结果等值网络制定及短路点选择根据前述的步骤，针对本变电所的接线方式，把主接线图画成等值网络图如图31所示内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第14页图33110KV三相短路KA0643173211BFVSI图31等值网络图F1F3为选择的短路点，选取基准容量100MVA，由于在电力工程中，工程上习惯性标准一般选取基准电压EAVBU051基准电压（KV）10537115基准电流KA5501560501、主变电抗计算SFSZ731500/110的技术参数X12UD1/100SJ/SB1075/100100/400269X13UD2/100SJ/SB0/100100/400X14UD3/100SJ/SB675/100100/4001692、三相短路计算简图，图323、三相短路计算（1）、110KV侧三相短路简图如下图33当F1短路时，短路电流8901图32三相短路计算简图内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第15页稳态短路电流的有名值KAIIFF36894011冲击电流KAICH65521短路全电流最大有效值IIFCH191短路容量MVSBF80910（2）、35KV侧三相短路简图如下图34当F2短路时，KAVSIBF5613720322短路电流93206103122XIF稳态短路电流的有名值KAIIFF584522冲击电流ICH22554581168KA短路全电流最大有效值ICH2151458692KA短路容量S2IF2SB29331002933MVA（3）、10KV侧三相短路简图如下图35图3510KV侧35KV侧三相短路简图图3435KV侧三相短路简图内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第16页当F3短路时，IF3SB/3VB3100A短路电流IF31/（010202690169）1852稳态短路电流的有名值IF3IF3IF35499185210184KA冲击电流ICH3255101842597KA短路全电流最大有效值ICH3151101841538KA短路容量S3IF3SVA短路电流计算结果见表31表31短路电流计算结果短路点基准电压VAV（KV）稳态短路电流有名值IKA短路电流冲击值ICHKA短路全电流最大有效值ICHKA短路容量SMVAF11156316065951980F23745811686922933F31051018425971538185234小结短路电流是效验导体和电气设备热稳定性的重要条件，短路电流计算结果是选择导体和电气设备的重要参数，同时继电保护的灵敏度也是用它来效验的。所以正确计算短路电流，对整个变电站的设计至关重要，也最能体现出整个变电站设计的经济性。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第17页第4章导体和电气设备的选择41电气设备的选择原则电气装置中的载流导体和电气设备，在正常运行和短路状态时，都必须安全可靠地运行。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确地选择电气设备和载流导体。各种电气设备选择的一般程序是先按正常工作条件选择出设备，然后按短路条件校验其动稳定和热稳定。电气设备与载流导体的设计，必须执行国家有关的技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和为今后扩建留有一定的余地。电气设备选择的一般要求包括1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2、应按当地环境条件校核；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；内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第18页5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致；6、选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。7、按短路条件来校验热稳定和动稳定。8、验算导体和110KV以下电缆短路热稳定时，所有的计算时间，一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间；而电器的计算时间一般采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间；断路器全分闸时间包括断路器固有分闸时间和电弧燃烧时间。42断路器和隔离开关的选择421110KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数ICH984KAI“I98KAUE110KVIGMAX105IE105S110KV侧断路器的选择查设备手册试选LW14110型六氟化硫断路器。表41LW14110型断路器参数计算数据LW14110U（KV）110UE（KV）110IGMAXA1863IEA2000I/KA951IRKA315ICHKA16065IDWKA80I2TDZ98205IR2T31523动稳定校验IGMAX2863AIEICH16065KAIDW100KA动稳定校验合格。热稳定校验QK98205KA2SQ承受31523KA2S内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第19页Q承受QK热稳定校验合格。110KV侧隔离开关的选择UE110KVIGMAX2863A查设备手册试选GW7110型隔离开关，参数如下额定电压UE110KV额定电流IE600A动稳定电流IDW55KA5S热稳定电流14KA动稳定校验IGMAX2863AIEICH16065KAIDW55KA热稳定校验QD989805KA2SQ承受14145KA2SQ承受QK热稳定校验合格。42235KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数ICH1168KAI“I2933KAUE35KVIGMAX105IE105S/173235104A35KV侧断路器的选择查设备手册试选ZW2335C型断路器。表42ZW2335C型断路器参数计算数据ZW2335CU（KV）35UE（KV）405IGMAXA104IEA1600I/KA2933IRKA25ICHKA1168IDWKA63I2TDZ2933205IR2T2524动稳定校验IGMAX104AIEICH1168KAIDW100KA动稳定校验合格。热稳定校验QK2933205KA2S内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第20页Q承受2524KA2SQ承受QK热稳定校验合格。35KV侧隔离开关的选择UE35KVIGMAX104A查设备手册试选GW1435（D）型隔离开关，参数如下额定电压UE35KV额定电流IE1250A动稳定电流IDW40KA2S热稳定电流16KA动稳定校验IGMAX104AIEICH1168KAIDW40KA动稳定校验合格。热稳定校验Q承受IRWIRWTRW16162KA2SQ承受QK热稳定校验合格。42310KV侧断路器和隔离开关的选择短路参数ICH2597KAI“I1852KAUE10KVIGMAX105IE105S/1732102428A10KV侧断路器的选择由于10KV选用为户内成套设备，根据厂家提供的型号，选空气绝缘金属铠装移开式KYN28型开关柜断路器型号为ZN63A12/T1250A315其参数如下额定电压UE12KV额定电流IE1250A四秒热稳定电流IRW4315KA额定短路开断电流IKD315KA额定峰值耐受电流IMAXIDW80KA额定短路关合电流80KA动稳定校验IGMAX2428AIEICH2597KAIDW100KA动稳定校验合格。热稳定校验QK1852185205KA2SQ承受3153154KA2S内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第21页Q承受QK热稳定校验合格。所选断路器满足要求。424主变中性点隔离开关的选择主变中性点隔离开关选取中性点专用型号GW8110型主要参数额定电压UE110KV额定电流IE400A动稳定电流IDW155KA10S热稳定电流42KA表43断路器、隔离开关参数表参数器件/型号安装地点额定电压UEKV额定电流IEKA动稳定电流IDWKA热稳定电流KALW14110110KV110200080315，3秒ZW3512635KV40516006325，4秒断路器ZN63A12/T1250A31510KV10125080315，4秒GW7110110KV侧1106005514，5秒GW1435（D）35KV侧3512504016，2秒隔离开关GW8110主变中性点11040015542，10秒43互感器的选择431电流互感器的选择1、110KV侧电流互感器内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第22页IGMAX105IE105SUE110KV选取LVQB110，300/5，05/D/10P电流互感器参数1秒热稳定电流40KA，动稳定电流100KA动稳定校验ICH16065KA100KA动稳定校验合格。热稳定校验QD989805KA2SQ承受14040KA2SQ承受QD热稳定校验合格2、35KV侧电流互感器IGMAX105IE105S/173235104AUE35KV选取LVQB35，600/5，05/D/10P电流互感器参数短时热稳定电流315KA，动稳定电流80KA动稳定校验ICH1168KA80KA动稳定校验合格。热稳定校验QD2933293305KA2SQ承受1315315KA2SQ承受QD热稳定校验合格。3、10KV侧电流互感器IGMAX105IE105S/1732102428AUE10KV由于10KV选用为户内成套设备，所以选取和开关柜配套使用的型号LMZ12/1500/5电流互感器参数雷电冲击耐受电压（KV），75短时工频耐受电压（KV），42表44电流互感器选型表内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第23页安装地点型号110KVLVQB11035KVLVQB3510KVLMZ12/1500/5432电压互感器的选择电压互感器的选择应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，对于1、320KV配电装置，宜采用油绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。2、35KV配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。3、110KV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。根据上述条件，选择如下110KV母线选单相、串级式、户外式电压互感器。35KV母线选单相、户外式电压互感器。10KV母线成套设备配套电压互感器。表45电压互感器选择表安装型号额定电压/KV各级次额定容量/VA地点原线圈副线圈辅助线圈05级1级3级110KV母线JCC2110110/301/301500100035KV母线JDJJ3535/01/01/315025060010KV母线JDZJ1010/01/01/3508020044母线的选择441110KV侧母线内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第24页对于110KV侧母线按照发热选取,本次设计的110KV侧的电源进线为两回,一回最大可输送35000KVA负荷,最大持续工作电流按最大负荷算IGMAX105IE105S。查设备手册表选择LGJ185/10钢芯铝绞线，在最高允许温度70度的长期载流量为539A，满足最大工作电流的要求。其参数如下计算半径196毫米，计算截面22783平方毫米，户外载流量553A。校验110KV母线选单根的软导线，其综合矫正系数按海拔800米，环境温度35。则K095。电流的校验KIE09555352535IGMAX2863A则电流校验满足要求。热稳定校验SMINIDT/CDZT98103/87560843MM2S22783MM2所以热稳定满足要求。44235KV侧母线对于35KV侧主母线按照发热选取,本次设计的35KV侧一回最大可输送35000KVA负荷,主变压器的容量为31500KVA，所以最大持续工作电流按最大负荷主变压器的持续工作电流计算IGMAX105IE105S/173235104A。查设备手册表选择LGJ18545钢芯铝绞线，在最高允许温度70度的长期载流量为552A，满足最大工作电流的要求。其参数如下计算半径196毫米，计算截面22783平方毫米，户外载流量553A校验35KV母线选单根的软导线，其综合矫正系数按海拔800米,环境温度35则K095。电流的校验KIE09555352535IGMAX104A则电流校验合格热稳定校验SMINIDT/CDZT2933103/870613471MM2S22783MM2所以热稳定满足要求44310KV侧母线IGMAX105IE105S/1732102428A内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第25页查设备手册表选择638单片矩形铝母平放，平放时长期允许载流量为995A。可选择TMY100X10型的矩形铜排。校验10KV母线，其综合矫正系数K095。A电流的校验KIE095203019285IGMAX2428A,；则电流校验合格B热稳定校验SMINIDT/CDZT1852103/1170511622MM2S1000MM2所以热稳定满足要求。45高压熔断器的选择变电站35KV电压互感器和10KV电压互感器以及站用变压器都用高压熔断器保护电气设备免受过载和短路电流的损害及用来保护电压互感器。按额定电压和开断电流进行选取IGMAXI熔丝I底座IGMAX105125/31077A1所用变压器高压侧熔断器属成套设备选用RN110型熔断器进行保护235KV电压互感器选取RW935型高压熔断器。310KV电压互感器属成套设备，选取RN210型高压熔断器。表46高压熔断器选择结果表型号安装额定电压额定电流最大分断备注地点/KV/KA电流RW93535KVYH350560保护电压互感器RN21010KVYH100550保护电压互感器RN135站用变压器350512电力线路短路或过流保护内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第26页46消弧线圈的选择当电网容性电流大于下列数值时，中性点宜装消弧线圈36KV30A，10KV20A，3560KV10A，经计算本站10KV侧不需装消弧线圈，35KV侧需装消弧线圈，消弧线圈一般选用油浸式。表47消弧线圈选型表电压等级型号额定容量额定电压额定电流35KVXDJ35550KVA35KV12525A47小结电气设备的选择条件包括两大部分一是电气设备所必须满足的基本条件，即按照正常工作条件（最高工作电压和最大持续工作电流选择，并按短路状态校验动、热稳定；二是根据不同电气设备的特点而提出的选择和校验项目。本章根据短路电流计算结果选择了本变电站所用的电气设备。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第27页第五章变电站防雷保护及其配置避雷针、避雷器是变电站屋外配电装置和站内电工建筑物防护直击雷过电压的主要措施。变电站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。51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应不大于3M。根据上述条件，变电站避雷针配置如下135KV、110KV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。2主变压器装设独立避雷针。3各电压等级母线桥装设独立避雷针。4主控制楼屋内配电装置钢筋焊接组成接地网，并可靠接地。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第28页52雷电侵入波的过电压保护对入侵波防护的主要措施（1）在变电站内装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的幅值，同时在变电站的进线上，设进线段保护，以限制流经阀型避雷器的雷电流和降低入侵雷电波的陡度。（2）变电站内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，在110KV、35KV靠近变电站12KM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10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。53避雷器和避雷线的配置避雷器的配置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；避雷线的配置1110KV及以上线路全长架设避雷线；235KV雷电日较高应全长架设避雷线；310KV35KV，一般设12KM的进线段保护，以降低雷电波的陡度。表61避雷器选型表安装地点型号110KVYH5W108/28135KVYH5W51/13410KVYH5WZ17/45内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第29页54小结运行中的电气设备，可能受到来自外部的雷电过电压的作用，从而造成电气设备损坏。为了避免电气设备受到雷电的过电压，必须采取有效的过电压防护器具，实现防雷保护。而装设避雷针、避雷线等避雷器具是防雷保护的最有效措施。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第30页第6章高压配电装置及平面布置配电装置是变电站的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。形式有屋内和屋外配电装置，装配式配电装置和成套式配电装置。61设计原则与要求611设计原则高压电站和配电装置型式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，通过技术经济比较予以确定。1、节约用地2、运行安全和操作巡视方便配电装置布置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求，使配电装置一旦发生事故，将事故限制到最小范围和最低程度，并使运行人员在正常操作和处理事故的过程中不致发生意外情况，保证运行检修人员人身安全，以及在检修维护过程中不致损害设备。3、便于检修和安装对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。此外，配电装置的设计还必须考虑分期建设和扩建过渡的便利。4、节约三材，降低造价。612设计要求1、满足安全净距的要求屋外配电装置的安全净距可参考电力工程电气设计手册表101。配电装置中相邻带电部分的额定电压不同时，应按较高的额定电压确定安全净距。屋外带电装置带电部分的上面下面，不应有照明、通信和信号线架空跨越或穿过；屋内配电装置带电部分的上面不应有明敷的照明或动力线路跨越。2、满足运行和检修的要求（1）运行要求。在设计中应考虑的问题有、进出线方向。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第31页、避免或减少各级电压架空的交叉。、配电装置的布置应该做到整齐清晰。、各级电压配电装置各回路的相序排列应尽量一致。、配电装置内设有供操作、巡视用的通道。（2）检修要求在设计中应考虑的问题有、有足够的维修间距，确保人身安全。、有足够的检修空间。、有足够的安全距离62高压配电装置621110KV配电装置110KV为本变电所的高压侧，主接线采用双母线分段带旁路母线接线方式，宜用屋外型布置。因本变电站为终端变电站，不受土地面积的限制，所以采用普通中型布置方式。中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内并装在一定高度的基础上，母线所在水平稍高于电器所在水平面，构架高10M。6225KV配电装置35KV为本变电所的中压侧，主接线采用双母线分段带旁路母线接线方式，屋外普通中型布置，单列布置，构架高73M，母线构架56M，每个间隔52M，间隔与间隔之间为2米。62310KV配电装置10KV为本变电所的低压侧，主接线采用单母线分段接线方式，进出线共10回，其中6回为架空线路，4回为电缆出线，并预留2个电缆出口。规程上要求610KV配电装置一般均为屋内布置，当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置，当出线带电抗器时，一般采用三层或二层布置。由短路计算和设备的选择中可知，本设计中10KV出线不带电抗器，所以采用成套配电装置开关柜单层布置。不装设隔离开关。配电装置的型号为KYN810（F）型金属铠装移开式高压开关柜。KYN810（F）型金属铠装移开式高压开关柜，由柜体和手车两大部分组成。柜体的外壳及各功能单元的隔板均采用钢板弯制螺纹紧固件联接而成。手车的面板为开关柜的面板，当手车在运行位置时其外壳防护等级为IP30，当手车在内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第32页试验位置时防护等级为IP20。开关柜用金属薄板分隔为手车室、母线室、馈电室。各室均有压力释放通道，环氧树脂浇注的触头座是手车室与母线室、馈电室的联络媒介，保证手车在运行状态时三室隔离防护等级为IP20。手车室与母线、馈电室两室间设置有金属隔离活门，手车推入时活门自动开启，手车退出时关闭并闭锁。继电器箱为独立箱体，室内右操作走廊25M，维护走廊15M，总长336M宽65M。624其它围墙设置实体围墙。高度2M，所内道宽4M采用水泥混凝土路面，道路转变半径为4M，变压器储油坑距变压器1M，补偿电容器室电容器双层布置，面积865M2，主控室面积910M2，主控室布置在10KV配电装置旁边，是有利于观察110KV及35KV屋内配电装置。63小结配电装置是变电站的重要组成部分，是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护及测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成的，用来接受和分配电能的装置。配电装置可分为屋内配电装置、屋外配电装置和成套配电装置。屋内配电装置主要用于35KV及以下，有特殊要求时，110220KV也可采用；屋外配电装置主要用于110KV及以上；成套配电装置目前主要用于屋内，SF6全封闭组合电器主要用于110500KV配电装置。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第33页第七章无功补偿设计无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50100。另外电力系统中的无功功率损耗也很大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75和25。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的12倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切，从根本上来说，要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。71无功补偿的原则与基本要求无功补偿的原则1根据技术规程规定按主变容量的1020进行无功补偿；2分级补偿原则，按主变无功损耗减去电缆充电功率确定无功补偿的容量；且10KV和110KV侧电压不能低于标称电压；3在轻负荷（230主变容量计时）时由于电缆充电功率的影响，其充电功率与补偿功率近似抵消；无功补偿的基本要求1电力系统的无功电源与无功负荷，在各种正常及事故运行时，都应实行分层分区、就地平衡的原则，并且无功电源应具有灵活的调节能力和一定的检修备用、事故备用。2在正常运行方式时，突然失去一回线路，或一台最大容量的无功补偿设备，或一台最大容量的发电机（包括失磁）之后，系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式，应能保持电压稳定和正常供电，避免出现电压崩溃；在正常检修运行方式时，若发生上述事故，应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施，以维持电压稳定。3对于110KV及以上系统的无功补偿，应考虑提高电力系统稳定性的作用。内蒙古化工职业学院毕业设计用纸第34页72补偿装置选择及容量确定补偿装置的确定1同步调相机同步调相机在额定电压5的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。2串联电容补偿装置在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（095）或导线截面小的线路，由于PR/V分量Y的比重大，串联补偿的调压效果就很小。3静电补偿器补偿装置它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂，一般适用以较高的电压等级500KV变电所中。4并联电容器补偿装置并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。由于本次设计的变