110kv降压变电所电气一次部分及防雷保护设计－－毕业设计

110KV降压变电所电气一次部分及防雷保护设计1设计说明11环境条件变电站地处坡地土壤电阻率17910000/CM2温度最高平均气温33，年最高气温40，土壤温度15海拔1500M污染程度轻级年雷暴日数40日/年12电力系统情况系统供电到110KV母线上，35，10KV侧无电源，系统阻抗归算到110KV侧母线上UBUAVSB110MVA系统110KV侧参数X110MAX00765X110MIN0162110KV最终两回进线四回出线，每回负荷为45MVA，本期工程两回进线，两回出线。35KV侧最终四回出线，全部本期完成，其中两回为双回路供杆输电TMAX4500H，负荷同时率为08510KV出线最终10回，本期8回TMAX4500H，负荷同时率085，最小负荷为最大负荷的70，备用回路3MW，6MW，COS085计算电压等级回路名称近期最大负荷（MW）功率因数COS回路数线路长度（KM）供电方式112085125双回共杆210085125双回共杆320085123单回架空35KV410085119单回架空1308515架空2408514架空10KV3208016架空4308015电缆5308513电缆6208017电缆7408016电缆8208518电缆负荷增长率为213设计任务变电站电气主接线的设计主变压器的选择短路电流计算主要电气设备选择主变保护配置防雷保护和接地装置无功补偿装置的形式及容量确定变电站综合自动化2电气主接线的设计21电气主接线概述发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。211在选择电气主接线时的设计依据发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用发电厂、变电所的分期和最终建设规模负荷大小和重要性系统备用容量大小系统专业对电气主接线提供的具体资料212主接线设计的基本要求可靠性灵活性经济性2136220KV高压配电装置的基本接线有汇流母线的连线单母线、单母线分段、双母线、双母分段、增设旁母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。6220KV高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。22110KV侧主接线的设计110KV侧初期设计2回进线2回出线，最终2进线4回出线由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知110KV侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。110KV侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点供电可靠性当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线扩建方便；在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。故110KV侧采用单母分段的连接方式。2335KV侧主接线的设计35KV侧出线回路数为4回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知当3563KV配电装置出线回路数为48回，采用单母分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35KV可采用单母分段连接也可采用双母线连接。2410KV侧主接线的设计10KV侧出线回路数本期为8回，最终10回由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知当610KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接故10KV采用单母分段连接25主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连接，10KV侧采用单母分段连接。方案二110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用双母线连接，10KV侧采用单母分段连接。此两种方案的比较方案一110KV侧采用单母分段的连接方式，供电可靠、调度灵活、扩建方便，35KV、10KV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即110KV侧采用单母分段的连接方式，35KV侧采用单母分段连线，10KV侧采用单母分段连接。方案一图10KV35KV10KV方案二图10KV35KV10KV26主接线中的设备配置261隔离开关的配置中小型发电机出口一般应装设隔离开关容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。在出线上装设电抗器的610KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。262接地刀闸或接地器的配置为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。263电压互感器的配置电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。264电流互感器的配置凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。265避雷器的装置配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。下列情况的变压器中性点应装设避雷器直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。110220KV线路侧一般不装设避雷器。3主变压器的选择31负荷分析311负荷分类及定义一级负荷中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。31235KV及10KV各侧负荷的大小35KV侧P11210201052MWQ1120621006220062100623224MVARS1（52232242）1/26118MVA10KV侧P2342332423632MWQ230624062207530753062207540752062306260622127MVARS2（32221272）1/23842MVAP523284MW，Q322421275351MVARS（84253512）1/29960MVA考虑同时系数时的容量S99600858466MVA考虑到2的负荷增长率时的容量S846610286353MVA32主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，因此选择2台变压器即可满足负荷的要求。33主变容量的确定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1020年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。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。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080。有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为SS07863530760447MVA所以应选容量为63MVA的主变压器34主变相数选择主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。35主变绕组数选择在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值高压侧K1523208/63107015中压侧K25208/63066015低压侧K33208/63041015由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。36主变绕组连接方式变压器的连接方式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方式只有Y和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用变压器绕组都采Y0连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此变电站110KV侧采用Y0接线35KV侧采用Y连接，10KV侧采用接线主变中性点的接地方式选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。35KV系统，ICQK，TKTINTA，校验电气设备及电缆（36KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。动稳定校验IESISH，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；短路校验时短路电流的计算条件所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。52110KV侧断路器隔离开关的选择521进线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流IMAX2SN/UN263000/11066133A33额定电压选择UNUNS110KV额定电流选择INIMAX66133A开断电流选择INBRI”722KAD1点短路电流在本设计中110KV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。110KV的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。从电气工程电器设备手册（上册）中比较各种110KVSF6高压断路器的应采用LW11110II型号的断路器。其技术参数如下极限通过电流KA热稳定电流KA断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA峰值3S固有分闸时间SLW11110II110315012631510040003热稳定校验IT2TQKIT2T40234800（KA）2S电弧持续时间取004S，热稳定时间为TK015003004022QK满足热稳定校验动稳定校验IES100KAISH1841KA满足动稳定校验，因此所选断路器合适。具体参数如下表计算数据LW11110IIUNS110KVUN110KVIMAX66133AIN3150AI722KAINBR315KAISH1841KAIES100KAQK1804（KA）2SIT2T40234800（KA）2S522主变压器侧断路器的选择IMAX105SN/UN10563000/11034720A33额定电压选择UNUNS110KV额定电流选择INIMAX34720A开断电流选择INBRI”722KAD4点短路电流由上表可知LW11110II同样满足主变侧断路器的选择其动稳定、热稳定计算与母联侧相同523进线侧隔离开关、母联断路器隔离开关的选择额定电压选择UNUNS110KV额定电流选择INIMAX66133A极限通过电流选择IESISH1841KAD1点短路电流选用GW4110D型隔离开关，其技术参数如下极限通过电流KA热稳定电流KA隔离开关型号额定电压KV额定电流A峰值4SGW4110D110100062525热稳定校验IT2TQKIT2T25242500QK1408（KA）2S动稳定校验IES625KAISH1841KA满足动稳定和热稳定要求具体参数如下表计算数据GW4110DUNS110KVUN110KVIMAX66133AIN1000AQK1408（KA）2SIT2T25242500（KA）2SISH1841KAIES625KA524主变压器侧隔离开关的选择额定电压选择UNUNS110KV额定电流选择INIMAX34720A极限通过电流选择IESISH1841KAD4点短路电流由上表可知GW4110D同样满足主变侧隔离开关的选择。其动稳定、热稳定计算与母联侧相同。5335KV侧断路器隔离开关的选择531出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流IMAX2SN/UN263000/35207846A33额定电压选择UNUNS35KV额定电流选择INIMAX207846A开断电流选择INBRI”764KAD2点短路电流选用SW435I型断路器，其技术参数如下极限通过电流KA热稳定电流KA断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA峰值4S固有分闸时间SSW435I351250405164016008热稳定校验IT2TQKIT2T16241024（KA）2S电弧持续时间取004S，热稳定时间为TK015008006029QK满足热稳定校验动稳定校验IES40KAISH1948KA满足动稳定校验，因此所选断路器合适。具体参数如下表计算数据SW435IUNS35KVUN35KVIMAX207846AIN1250AI764KAINBR16KAISH1948KAIES40KAQK1985（KA）2SIT2T16241024（KA）2S532主变压器侧断路器的选择IMAX105SN/UN10563000/35109119A33额定电压选择UNUNS35KV额定电流选择INIMAX109119A开断电流选择INBRI”612KAD5点短路电流由上表可知SW435I同样满足主变侧断路器的选择。其动稳定、热稳定计算与母联侧相同。533出线侧隔离开关、母联断路器隔离开关的选择IMAX2SN/UN263000/35207846A33额定电压选择UNUNS35KV额定电流选择INIMAX207846A极限通过电流选择IESISH1948KAD2点短路电流选用GW435DW型隔离开关，其技术参数如下极限通过电流KA热稳定电流KA隔离开关型号额定电压KV额定电流A峰值4SGW435DW35125063315热稳定校验IT2TQKIT2T315243969QK1985（KA）2S动稳定校验IES63KAISH1948KA满足动稳定和热稳定要求具体参数如下表计算数据GW435DWUNS35KVUN35KVIMAX207846AIN1250AQK1985（KA）2SIT2T315243969（KA）2SISH1948KAIES625KA534主变压器侧隔离开关的选择IMAX105SN/UN10563000/35109119A33额定电压选择UNUNS35KV额定电流选择INIMAX109119A极限通过电流选择IESISH1561KAD5点短路电流由上表可知GW435DW同样满足主变侧隔离开关的选择。其动稳定、热稳定计算与母联侧相同。5410KV侧限流电抗器、断路器隔离开关的选择541限流电抗器的选择由于短路电流过大需要装设限流电抗器额定电压选择UNUNS10KV额定电流选择INIMAX1553KAIMAXS270/UN3842070/101553KA33设将电抗器后的短路电流限制到I20KA将短路电流限制到要求值，此时所必须的电抗器的电抗百分值XL按下式计算IB6048KA007650183/018300765009150168SB110MVAS”UBI”1052036372MVA3选用XKK10400012型电抗器，其技术参数如下表热稳定电流KA电抗器型号额定电压KV额定电流A电抗率动稳定电流峰值KA4S固有分闸时间SXKK1040001210KV40001220480017电压损失和残压校验当所选电抗值大于计算值时，应重算电抗器后短路电流，以供残压校验。012155306/42806070热稳定校验IT2TQK电弧持续时间取006S，热稳定时间为TK2017006223ISH9177KA，满足动稳定要求根据以上校验，所选电抗器满足要求具体参数如下表计算数据XKK10400012UNS10KVUN10KVIMAX1553AIN4000AQK295323（KA）2SQK802425600（KA）2SISH9177KAIES204KA542出线侧断路器、母联断路器的选择限流后I”20KA，ISH2552051KA流过断路器的最大工作电流为IMAX2S2/UN238420/10443636A33额定电压选择UNUNS10KV额定电流选择INIMAX443636A开断电流选择INBRI”20KA加装限流电抗器后D3点短路电流选择SN410G/5000型断路器，其技术参数如下表极限通过电流KA热稳定电流KA断路器型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流容量KA峰值4S固有分闸时间SSW410G/50001050001800105300120015热稳定校验IT2T1202457600（KA）2S设后备保护时间为2S，灭弧时间为006STK2015006221S1S，因此不计短路电流的非周期分量22112202/12884（KA）2SIT2TQK，因此所选断路器满足热稳定要求动稳定校验IES300KAISH51KA，满足动稳定要求因此，所选断路器合适具体参数如下计算数据SN410G/5000UNS10KVUN10KVIMAX443636AIN5000AI20KAINBR105KAQK884（KA）2SIT2T1202457600（KA）2SISH51KAIES300KA543主变压器侧断路器的选择IMAX105S2/UN10538420/10232909A33额定电压选择UNUNS10KV额定电流选择INIMAX232909A开断电流选择INBRI”2982KAD6点短路电流由上表可知SW410G/5000同样满足主变侧断路器的选择。其动稳定、热稳定计算与母联侧相同。544出线侧隔离开关、母联断路器隔离开关的选择IMAX2S2/UN238420/10443636A33额定电压选择UNUNS10KV额定电流选择INIMAX443636A极限通过电流选择IESISH9177KA加装限流电抗器后D3点短路电流选用GN1010T/5000200型隔离开关，其技术参数如下极限通过电流KA热稳定电流KA隔离开关型号额定电压KV额定电流A峰值5SGN10110T/5000200105000200100热稳定校验IT2TQKIT2T1002550000（KA）2S所以，IT2TQK884（KA）2S，满足热稳校验动稳定校验IES200KAISH51KA，满足校验要求因此，所选隔离开关合适具体参数如下表计算数据GN1010T/5000200UNS10KVUN10KVIMAX443636AIN5000AQK884（KA）2SIT2T1002550000（KA）2SISH51KAIES200KA545主变压器侧隔离开关的选择IMAX105S2/UN10538420/10232909A33额定电压选择UNUNS10KV额定电流选择INIMAX232909A极限通过电流选择IESISH7604KAD6点短路电流由上表可知GN1010T/5000200同样满足主变侧隔离开关的选择。其动稳定、热稳定计算与母联侧相同。55电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件型式电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。一次回路电压GNUU一次回路工作电压一次回路电流MAXMGII一次回路最大工作电压（原边额定电流）准确等级要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。二次负荷2NNSIZVA动稳定SHIMDWIK式中，是电流互感器动稳定倍数。DW热稳定2ZIT2T（I）为电流互感器的1S热稳定倍数。TK551110KV侧电流互感器的选择主变110KV侧CT的选择一次回路电压110KV二次回路电流463000/3UN44089A3根据以上两项，初选LCW110600/5户外独立式电流互感器，其参数如下二次负荷准确等级10倍数1S热稳定动稳定0513电流互感器型号额定电流A级次组合准确级次二次负荷倍数电流倍数电流倍数051224LCW110600/505/11124121575150动稳定校验2ISHMDWIK60015012728KAISH1841KA满足动稳定要求热稳定校验2DZIT2MT（IK）IMKT26007522025（KA）2SQK1408（KA）2S,满足热稳定要求综上所述，所选LCW110600/5户外独立式电流互感器满足要求。具体参数如下表LCW110600/5设备项目产品数据计算数据UNUG110KV110KVEMAXI600A44089A2TKKQ2025KAS21408KAS2IDWSHI12728KA1841KA110KV母联CT由于110KV母联与变高110KV侧的运行条件相应，故同样选用LCW110600/5型CT。55235KV侧电流互感器的选择主变35KV侧CT的选择一次回路电压35KV二次回路电流463000/3UN138564A3根据以上两项，初选LCWDI351500/5户外独立式电流互感器，其参数如下二次负荷准确等级10倍数1S热稳定动稳定0513电流互感器型号额定电流A级次组合准确级次二次负荷倍数电流倍数电流倍数LCWDI351500/51500/505/B05/B2215302530动稳定校验2ISHMDWIK1500253015910KAISH1948KA满足动稳定要求热稳定校验2DZIT2MT（IK）IMKT215003022025（KA）2SQK1985（KA）2S,满足热稳定要求综上所述，所选LCWDI351500/5户外独立式电流互感器满足要求。具体参数如下表LCWDI351500/5设备项目产品数据计算数据UNUG35KV35KVEMAXI1500A138564A2TKKQ2025KAS21985KAS2IDWSHI15910KA1948KA35KV母联CT由于35KV母联与变高35KV侧的运行条件相应，故同样选用LCWDI351500/5型CT。55310KV侧电流互感器的选择主变10KV侧CT的选择一次回路电压10KV二次回路电流438420/3UN295757A3根据以上两项，初选户外独立式电流互感器，10/5LMZD其参数如下二次负荷准确等级10倍数1S热稳定动稳定0513电流互感器型号额定电流A级次组合准确级次二次负荷倍数电流倍数电流倍数LMZD10（11000/5）10/505/D051212204090动稳定校验2ISHMDWIK1100090140007KAISH9177KA满足动稳定要求热稳定校验2DZIT2MT（IK）IMKT211000402193600（KA）2SQK295323（KA）2S,满足热稳定要求综上所述，所选户外独立式电流互感器满足要求。10/5LMZD具体参数如下表10/5LMZD设备项目产品数据计算数据UNUG10KV10KVEMAXI11000KA295757A2TKKQ193600KAS2295323KAS2IDWSHI140007KA9177KA10KV母联CT由于10KV母联与变高10KV侧的运行条件相应，故同样选用型CT。10/5LMZD56电压互感器的选择电压互感器的选择和配置应按下列条件型式620KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。一次电压、为电压互感器额定一次线电压。1UN二次电压按表所示选用所需二次额定电压。2NU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中心用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压10010/310010/3准确等级电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为05级。供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。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。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，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。负荷S2S2SN561110KV侧母线电压互感器的选择型式采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。电压额定一次电压U1N110KVU2N01/KV3准确等级用于保护、测量、计量用，其准确等级为05级，查相关设计手册，选择PT的型号JCC110最大容量2000VA额定变比10/3KV56235KV侧母线电压互感器的选择型式采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。电压额定一次电压U1N35KVU2N01/KV3准确等级用于保护、测量、计量用，其准确等级为05级，查相关设计手册，选择PT的型号JDJJ35最大容量1500VA额定变比10/3KV56210KV侧母线电压互感器的选择型式采用树脂浇注绝缘结构PT，用于同步、测量仪表和保护装置。电压额定一次电压12001NNUKV准确等级用于保护、测量、计量用，其准确等级为05级。查发电厂电气部分选定PT型号JDJ10额定变比为10/01KV5710KV侧熔断器的选择571熔断器选择概述高压熔断器是一种保护电器，当其所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，它的熔体熔化而分断电流开断电路，熔断器主要用来进行短路保护,用来保护线路变压器及电压互感器等设备。有的熔断器具有过负荷保护功能。熔断器由熔体支持金属体的触头和保护外壳三部分组成。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。在本站中，熔断器只用于保护电压互感器，其只需按额定电压及断流容量（S）两项来选择。当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电3NUNBRI阻。项目参数正常工作条件电压电流技术条件保护特性断流容量最大开断电流熔断特性最小熔断电流环境条件环境温度最大风速污秽海拔高度地震烈度短路时各级保护设备之间应选择动作，其配合要求如下熔断器与熔断器配合一般按上、下级熔件正负误差叠加，并计及10配合裕度计算配合级差。断路器与断路器配合断路器过流脱扣器配合级差可取0102S，即负荷断路器为瞬动。厂用变压器和低压侧无分支时，低压电源短路器可不装保护，则利用高压侧保护跳低压侧断路器，或仅装延时动作欠电压保护。断路器与熔断器配合断路器与熔断器配合时，应将其保护曲线与熔断器曲线进行比较，以保证可能出现的各种短路电流下能选择行动作。57210KV侧熔断器的选择额定电压UN大于或等于电网的额定电压UNS额定电压选择UNUNS10KV熔管的额定电流INFT大于或等于熔体的额定电流INFS额定电流选择INFTINFS选用RN210/05型熔断器，其技术参数如下表熔断器型号额定电压额定电流开断容量熔管最大开断KVA不小于MVA数电流KARN210/0510KV051000150电流校验额定开断电流INBR大于或等于冲击电流有效值ISHINBR50KAISH5434KA，满足电流校验条件58母线的选择581导体选择的一般要求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；工作电流；电晕（对110KV级以上电压的母线）；动稳定性和机械强度；热稳定性；同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20M以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。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。582母线型式载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流在4000A及以下时，一般采用矩形导体；在110KV及以上高压配电装置，一般采用软导体；当采用硬导体时，宜选用铝锰合金的管形导体。583母线截面的选择除了配电装置的汇流母线及较短导体按导线长期发热允许电流选择外，其余导体的截面一般按经济电流密度选择。本设计要求选择的35KV母线属于配电装置的汇流母线，故应按导线长期发热允许电流选择。即IGMAXKIYIY相应于某一母线布置方式和环境温度为25时的导体长期允许载流量，此值由表中查出。K温度修修正系数，此值由表中查出。对于屋外配电装置的裸导体，最高环境温度取最热月份平均最高温度。对于屋内配电装置的裸导体，最高环境温度取该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月份平均最高温度加5。584110KV母线的选择采用圆管形铝锰合金线导体IMAX2SN/UN263000/11066133A33按最大持续工作电流选择查设备手册选圆管形铝锰合金线导体，其技术参数如下表导体最高温度为下值时的载流量A导体尺寸D1/D2MM导体截面SMM2截面系数WCM3惯性半径RICM7080惯性矩JCM440/35294260133770712520已知环境条件温度最高平均气温33，年最高气温40，土壤温度15温度修正系数0910917707007IMAX66133热稳定校验正常运行时导体温度407040661332/770726209查发电厂电气部分表C90，则满足短路时发热的最小导体截面为QK1408（KA）2S,KF1106SMIN4169MM2UG1051101155KV,满足电晕电压要求58535KV母线的选择采用圆管形铝锰合金线导体IMAX2SN/UN263000/35207846A33按最大持续工作电流选择查设备手册选圆管形铝锰合金线导体，其技术参数如下表知环境条件温度最高平均气温33，年最高气温40，土壤温度15温度修正系数0910912569233779IMAX207846导体最高温度为下值时的载流量A导体尺寸D1/D2MM导体截面SMM2截面系数WCM3惯性半径RICM7080惯性矩JCM4110/100164941437225692217228热稳定校验正常运行时导体温度4070402078462/23377926371查发电厂电气部分表C90，则满足短路时发热的最小导体截面为QK1985（KA）2S,KF1106SMIN4950MM2UG1053537KV,满足电晕电压要求58610KV母线的选择按最大持续工作电流选择IMAX105S2/UN10538420/10232909A33温度修正系数09按最大持续工作电流选择3条12510矩形铝导线平放，额定载流为4225A，集肤效应系数为KF22106,铝导体弹性模量E71010PA修正后的载流量为IAL4225091384475AIMAX232909A热稳定校验正常运行时导体温度4070402329092/38447525101查发电厂电气部分表C95，则满足短路时发热的最小导体截面为QK295323（KA）2S,S3125103750MM2SMIN84847MM2150HZ，可见，对该母线可不计共振影响。单位长度上的相间电动力FPH173107ISH/A173107510002/07559996N/MW33BH2330010125252104M3PH59996122/1052104167105母线同相条间作用应力计算如下B/H10/125008,2BB/BH10/1012500744BB/BH30/1350222由导体形状系数曲线查得K12037,K13057,则FB8K12K13109ISH2/B8037057109510002/001195595PA其中LB12/304M，而条间应力为B195595204/200120125612106PAPHB16710561210615校验合格PS35KV级35121/0822008998635整定为7AOI3513330/20072415校验合格P10KV级10121/08512001732122整定为13AOI10123910/12001315315校验合格PS63电流速断保护变压器的电流速断保护的速断电流按下式整定MAXKIWRELQBIKI式中为变压器的电压比。UKMAXKKIU电流速断保护的灵敏度按下式校验15QBIKWPS264瓦斯保护瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成。变压器内部发生轻微故障时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳开变压器各侧断路器。变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出“轻瓦斯动作”信号。7防雷保护和接地装置71变电所的保护对象变电所中的建筑物应装设直击雷保护装置，诸如屋内外配电装置，主控室等。72电工装置的防雷措施721避雷针设置原则电压为110及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在屋外配电装置的构架上，安装避雷针的构架支柱应该与配电装置接地网相连接。在避雷针的支柱附近，应设置辅助的集中接地装置，其接地电阻不应大于10。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起，至变压器与接地网上的连接处止，沿接地线距离不得小于15M。在变压器构架上，不得装避雷针。722主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地；若屋顶有钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地；若结构为非导电体屋顶采用避雷保护，避雷带网格为810M，每格1020M设引下线接地；上述接地可与总接地网联接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10。723防雷保护装置防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有避雷针避雷线避雷器和防雷接地等装置。724避雷针避雷针由金属制成，其保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。避雷针的设计一般有以下几种类型单支避雷针的保护；两针避雷针的保护；多支避雷针的保护；变电所直击雷保护的基本原则一是独立避雷针（线）与被保护物之间应有一定的距离，以免雷击针（线）时造成反击。是独立雷针的接地装置与被保护物之间也应保持一定的距离SD以免击穿，在一般情况下，SK不应小于3M。有时由于布置上的困难SD无法保证，此时可将两个接地装置相联，但为了避免设备反击，该联接点到35KV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15M，因为当冲击波沿地埋线流动15M后，在500M时，幅值可衰减到原来的22左右，一般HH不会引起事故了。725避雷器避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的接受器,它与别保护设备并联运行,当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备在电力系统中广泛采用的主要是阀式避雷器。根据额定电压正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，也是使用该避雷器的电网额定电压和灭弧电压有效值指避雷器应能可靠地熄灭续流电弧时的最大工频作用电压选择。726防雷接地“防雷在于接地”,这句话含义说明各种防雷保护装置都必须配以合适的接地装置。将雷电泄入大地，才能有效地发挥其保护作用。接地是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地保持等电位,电力系统的接地按其功用可分三类工作接地根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，它所要求的接地电阻值约在0510的范围内。保护接地不设这种接地，电力系统也能正常运行,但为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地,它是在故障的条件下才发挥作用的,它所要求的接地电阻值处于110的范围内。防雷接地用来将雷电流顺利泄入大地,以减小它所引起的过电压,它的性质似乎介于前两种接地之间,它防雷保护装置不可缺少的组成部分，它有些像工作接地但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才发挥作用，它又有些像保护接地,它的阻值一般在130的范围内。由此可见,接地电阻取10较合适。查接地装置冲击系数与接地装置的冲击利用系数表,选用一字形的II接地体。查得045IEIR式中冲击电流下的电阻工频电流下的电阻IR0451045II727雷电侵入波保护因为雷击线路机会比雷击变电所多，所以沿线路侵入变电所的雷电过电压行波是很常见的。又因为线路的绝缘水平要比变压器或其它设备的冲击试验电压高许多，所以变电所对行波的保护十分重要。雷电侵入波保护是利用阀型避雷器以及与避雷器相配合的进线保护段。73本设计的防雷保护方案变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。变电所的雷害事故来自两个方面一是雷直击变电所二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针线应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针线之间留有一定距离，因为雷直击避雷针线瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针线对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。按实际运行经验校验后，我国标准目前推荐和应满足下式要求1D20201H,031DIRIR02450103452在对较大面积的变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此，为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长1085M,宽795M,查手册，门型架构高15M。避雷针的摆放如图所示。108579234795M1085M12D3423D14135MMAX57908H所以,需要避雷针的高度为15343M13四只避雷针分成两个三只避雷针选择验算首先验算123号避雷针对保护的高度12号针之间的高度34323M15M0H75923号针之间的高度34318815M1813号针之间的高度34334319151M15M022由上可见,对保护物的高度是能满足要求的。对保护宽度12号针的保护宽B0HX23号针之间的宽度151518815570由此可见,对保护物的宽度是能满足要求的。所以,123针是满足要求的。由于4针的摆放是长方形,所以，134针也是满足要求的。即,四只高度选为35M的避雷针能保护整个变电所。74接地装置无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。741接地体（网）待设计变电所为长方形，则接地网也可取为长方形，若取直径为48MM，长为250CM的钢管作接