110kv变电所设计毕业论文

东北农业大学本科论文学号110KV变电所设计110KVSUBSTATIONDESIGN学生姓名指导教师所在院系网络教育学院所学专业电气工程及其自动化研究方向110KV变电所设计东北农业大学中国哈尔滨2008年6月110KV变电所设计I摘要随着我国工业的发展，各行业对电力系统的供电可靠性和稳定性的要求日益提高。变电站是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电能。变电站的安全运行对电力系统至关重要。本文主要进行110KV/10KV无人值班降压变电站的设计。主要内容包括变电站电气主接线的设计和选择、短路电流的计算、主变压器和电器设备的选择。其中电器设备的选择主要包括断路器、隔离开关、PT、CT、支柱绝缘子、套管、母线导体、避雷器、电抗器、高压熔断器等。本文简单介绍了采用综合自动化设备实现变电站无人值班。附件包括变电站电气主接线图、变电站平面布置图、110KV侧进线间隔断面图关键词降压变电站、电气部分设计、无人值班、综合自动化系统110KV变电所设计IIABSTRACTALONGWITHTHECONTINUOUSDEVELOPINGOFAGRICULTUREANDINDUSTRYINOURCOUNTRY,EVERYWALKOFLIFESDEMANDOFRELIABILITYANDSTABILITYTOWARDSELECTRICPOWERSYSTEMTHEYAREUSEDTOCONNECTTHEPOWERSUPPLIESASCENGDORDESCENDTHEELECTRICVOLTAGE,ORDISTRIBUTEELECTRICPOWERITSVERYIMPORTANTTOPOWERSYSTEMTHATTHESUBSTATIONWORKSSAFELYTHISPAPERMAINFOCUSONTHEDESIGNINGOFPRIMARYPOWERSYSTEMIN110/10KVUNMANNEDANDSTEPDOWNSUBSTATIONTHEMAINCONTENTSAREASFOLLOWSTHEDESIGNINGANDSELECTINGMAINELECTRICALCONNECTIONOFSUBSTATION,CALCULATIONOFSHORTCIRCUITCURRENT,SELECTINGOFMAINTRANSFORMERANDELECTRICALEQUIPMENTSPRIMARILYINCLUDESCIRCUITBREAKER,DISCONNECTINGSWITCH,POTENTIALTRANSFORMER,CURRENTTRANSFORMER,POSTTYPEINSULATOR,BUSBARCONDUCTOR,LIGHTINGARRESTORETCTHISPAPERALSOCONTAINSTHEDESIGNINGOFINTERGRATEDAUTOMATIONBASEDUNMANNEDSUBSTATIONAFFIXMAINCONTAINSMAINELECTRICALCONNECTIONDRAWING,GENERALLAYOUTDRAWINGOFSUBSTATION,FRACTURESURFACEOF110KVDRAWINGKEYWORDSSTEPDOWNSUBSTATION、ELECTRICALCONNECTION、DESIGNUNMANNED、INTERGRATEDAUTOMATIONSYSTEM110KV变电所设计III目录摘要IABSTRACTII1前言111变电站的发展过程、特点、设计原则112基本概念22概述33短路电流计算及设备选择931电气布置2132电缆设施2433电气建筑物254所用电、直流系统及主控室255继电保护及微机监控系统2751总的要求2752继电保护配置及微机监控系统2753变压器继电保护326过压保护、接地及照明337消防及其它368通信、远动及工业电视379计算书3891短路电流计算38110KV变电所设计IV92负荷电流计算4193断路器和隔离开关的选择4294电流互感器的选择4695母线的选择及其它4810结论51致谢52参考文献5311附录54110KV变电所设计11前言11变电站的发展过程、特点、设计原则111变电站的发展过程变电站无人值班运行管理，早在50年代末60年代初，许多供电局就进行了无人值班的试点，当时采用的是从原苏联引进的有接点远动技术，型号是SF58,但由于技术手段不完善，管理体制不适应，认识上的种种原因，除上海、郑州等少数地区外都没有坚持。80年代以来，自动化技术的完善，特别是人们对变电站无人值班认识的提高，郑州、深圳、大连、广东出现无人值班，1996年底全国有60余座，97年底有1000余座。112特点增强了设备可靠性无论是正常操作或事故处理，均通过自动化系统，减少了人为失误，降低了出差错的概率，及时准确可靠；简化生产管理环节以实现远动和自动化为基础，人到自动化的转变使生产管理环节得以解放；降低了电力建设造价采用先进的远动及自动化设备，优化系统结构，减少设备可用空间，减少占地面积和生产辅助设备及生活设施，降低工程造价；推进供电网络科学化管理；在供电网络中，降压变电站进线由地区电网接入降至配电电压与用户连接，将降压变电站、开关站及相关馈线综合考虑实行自动化管理，增强供电可靠性，提高科学管理水平。113设计原则结合本地区电网规划、电网调度自动化系统规划和通信规划，根据电网结构、变电站地理环境、交通、消防条件、站地区社会经济状况，因地制宜地制定设计方案；除按照电网规划中规定的变电站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求；自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系，做到远近结合；节约用电，减少建筑面积，既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行；110KV变电所设计2对一、二次设备及土建进行必要简化，取消不必要措施；应满足备用电源自投、无功功率和电压调节。12基本概念121按突然中断供电造成的损失程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造成重大设备损坏，打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作，经常用于国际活动的场所的负荷。122一级负荷供电可靠性要求高，一般要求有一个以上的供电电源（来自不同的变电所或发电厂，或虽来自同一变电所，但故障时不相互影响不同母线段供电）。123同时率各用户负荷最大值不可能在同一时刻出现，一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。对所建变电所在电力系统中的地位、作用和用户的分析，变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类124纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统的高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所，成为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统的瘫痪。125中间变电所高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用，或是长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330KV，同时降压供当地使用，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后将引起区电网瓦解。126地区变电所高压侧一般为110220KV，向当地用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。127终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为110KV经降压后直接向用户供电的变电所。全所停电后仅使用户中断供电。2概述110KV变电所设计3设计依据中华人民共和国电力公司发布的35KV110KV无人值班变电所设计规程（征求意见稿）110KV清河输变电工程设计委托书。电力工程电气设计手册（电气一次部分）设计范围所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。系统通信及远动。所内主控制室、各级电压配电装置和辅助设施。所区内给排水设施及污水排放设施。所区采暖通风设施、消防设施。所区内的规划。编制主要设备材料清册。编制工程概算书。设计分工110KV配电装置以出线门型架为界，10KV电缆出线以电缆头为界。电缆沟道至围墙外1米。所外专用通信线、光纤系统通信、施工用电、用水等设施由建设单位负责。主要设计原则电气主接线电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。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110KV变电所设计4此，必须处理好各方面的关系，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，决定于电压等级和出线回路数。110KV主接线设计110KV清河变主要担负着为清河开发区供电的重任，主供电源由北郊变110KV母线供给，一回由北郊变直接供给，另一回由北郊变经大明湖供给形成环形网络，因此有两个方案可供选择单母线接线；单母线分段接线。方案I采用单母线接线优点接线简单清晰、设备少操作方便、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（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围一般适用于一台发电机或一台变压器的110220KV配电装置的出线回路数不超过两回。方案II采用单母线分段接线优点用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围110220KV配电装置的出线回路数为34回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。35KV主接线设计主要考虑为清河工业园区及周边高陵西部地区供电。方案I采用单母线接线优点接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。110KV变电所设计5缺点不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围一般适用于一台发电机或一台变压器的3563KV配电装置的出线回路数不超过3回。方案II采用单母线分段接线优点用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围3563KV配电装置的出线回路数为48回时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。10KV主接线设计主要考虑为变电站周围地区供电。方案I采用单母线接线优点接线简单清晰、设备少操作方便、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（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。适用范围610KV配电装置的出线回路数不超过5回。方案II采用单母线分段接线优点1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。110KV变电所设计6当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围610KV配电装置的出线回路数为6回及以上时。经过以上论证，决定采用单母线分段接线。主变压器选择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年的负荷发展。对于城郊变电所,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变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑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进间内，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。同级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。主变压器台数的确定对大城市郊区的一次变电站，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。对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜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。因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选变压器两台。主要电气设备选择110KV配电装置选用户外110KV六氟化硫全封闭组合电器GIS。开断电流315KA。35KV选用KYN35型手车式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。开断电流25KA。10KV选用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，内配真空断路器。出线开断电流315KA，进线开断电流40KA。110KV变电所设计710KV母线避雷器选用HY5WZ17/45型氧化锌避雷器。根据陕西电力系统污秽区分布及电网接线图集，该站地处级污秽区，考虑到该站距公路较近，污级提高一级，按级户外用电气设备泄漏比距，110KV、35KV、10KV为25CM/KV均按系统最高工作电压确定。无功补偿及消弧线圈10KV出线回路数每段母线12回，本期装设2组干式接地变及消弧线圈。接地变容量700/160KVA，消弧线圈600KVA。本期装设21800KVAR电容器组。电工构筑物布置根据进出线规划及所址地形情况，电工构筑物布置如下110KV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35KV10KV开关室布置在所区北侧，为一座二层楼结构，一层10KV，二层35KV；主变压器布置在二者之间，所区大门设在西侧，进所道路自所址西侧的公路接引。110KV配电装置进线采用软母线，进线间隔宽度为8米。按远期出线总共6个间隔设计。35KV配电装置按两台主变进线，4个出线间隔设计。10KV配电装置采用屋内单层双列布置。干式接地变及消弧线圈装在一箱内，安装在10KV开关柜中间。共36个出线间隔公用4个。控制、保护及直流控制方式本工程的控制、信号、测量采用计算机监控方式，分层分布式综合自动化系统，按无人值班有人值守方式设计。保护装置继电保护均采用微机保护，这些保护的信息都以通信方式接入计算机监控系统。自动装置10KV馈线装设小电流接地选线装置；10KV馈线具有低周减载功能。直流110KV变电所设计8采用智能高频开关电源系统，蓄电池采用2100AH免维护铅酸蓄电池，计206只，单母线分段接线。基础资料110KV清河变电站地址选在市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。电源由北郊330KV变110KV母线出两回，一回直接接入，一回经大明湖变“”接后再接入。导线选择LGJ300/40。环境条件该站位于市开发区清河工业园区的北部，西邻一条南北公路。占地东西长69M，南北长66M，面积4554M2，合6831亩。该站出线条件较好，110KV南面进出，35KV北面进出，10KV电缆从西侧进出电缆沟。交通方便，靠近乡镇，职工生活方便。围墙内自然高差与公路相差3M左右，回填土方量较大。环境温度15C45C。相对湿度月平均90，日平均95。海拔高度1000M。地震烈度不超过8度。风速35M/S。最大日温差25C。周围环境无易燃且无明显污秽，具有适宜的地质、地形和地貌条件如避开断层、交通方便等。并应考虑防洪要求，以及邻近设施的相互影响如对通讯、居民生活等。环境保护变电所仅有少量生活污水，经处理后排入渗井。变压器事故排油污水，经事故油池将油截流，污水排入生活污水系统，对周围环境没有污染。噪音方面是指变压器和断路器操作时所产生的电磁和机械噪声。对主变及断路器要求制造厂保证距离设备外壳2米处的噪声水平不大于65BB，以达到工业企业噪声卫生标准的规定。110KV变电所设计9绿化在所内空闲地带种植草坪及绿篱，以美化环境。3短路电流计算及设备选择短路电流及负荷电流计算用于设备选择的短路电流是按照变电所最终规模三台50MVA主变压器及110KV远景系统阻抗，考虑三台主变并列运行的方式进行计算的。计算结果如下。表1变压器短路阻抗标幺值电压等级（KV）1103510符号XIJXJXJ短路阻抗标幺值03410001980表2主变压器额定电流值电压等级（KV）1103510额定电流（A）1735749617357表3清河变电站短路计算表110KV母线2010年规划短路阻抗值00335，短路电压UD105零序短路阻抗值00136，UD17额定电压1108125/385225/105KVUD6额定容量315MVA容量比100100100接线组别YN，YN0D11表4清河变电站短路电流计算结果表（远期10KV、35KV并列运行）短路短路短路点短路点基准短路电短路电短路电流110KV变电所设计10类型点编号位置平均电压（KV）电流（KA）流周期分量起始有效值流冲击值（KA）最大有效值（KA）D1110KV母线1150502123821114985D235KV母线37156224303987628三相短路D310KV母线1055593346211118122单相短路D1110KV母线115050217695642728设备的选择与校验结合以往110KV变电所设计及运行情况，本次选用110KV及10KV开关开断电流采用315KA，35KV选用25KA。并依次对设备进行了选择和校验。断路器型式的选择除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。断路器的选择及校验条件如下UZDUG；IEIG；热稳定校验IE2TTI2T动稳定校验ICHIDF隔离开关的选择110KV变电所设计11隔离开关的主要用途隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。分、合小电流。隔离开关选择和校验原则是UZDUG；IEIG；IE2TTI2TICHIDF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式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，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。UZDUG；IEIG；校验动稳定2IMKEMICH校验热稳定I2TEQ（IMKTH）2T主要设备参数表主变有载调压电力变器型号SSZ1031500/110冷却方式DNAN标准代号GB1094121996GB1094385GB1094585绝缘水平L1480AC200L1250AC95/L1200AC85/L175AC额定容量31500KVA联接组别YNYNOD11空载损耗2342KW额定频率50HZ空载电流010相数3使用条件户外海拔1000M110KV变电所设计12油面温升55K油重5684带油KG额定电压1108125/385225/105KV短路阻抗负载损耗在31500KVA时在31500KVA时110及385KV间1012110及385KV间14110KW110及105KV间1755110及105KV间14493KW385及105KV间622385及105KV间12223KW1101、1102、1100、泾北、泾湖开关（GIS组合电器）型号LWG2126额定电压126KV额定电流1250A额定频率50HZ额定开断电流315KA额定分闸电压220V额定气压05MPA额定合闸电压220V操作机构型号CT201XG额定电流2A分合闸线圈电阻33欧交直流电机额定电压功率220V330WFES快速接地刀闸线路侧110KV变电所设计13型号120GRE额定电压126KV额定电流1250A短时耐受电流315KA操作机构型号CTG1控制电压220V电机额定电压220VES接地刀闸开关侧型号120GRE额定电压126KV额定电流1250A短时耐受电流315KA操作机构型号CJG1控制电压220V电机额定电压220VDS刀闸开关侧型号120GR20C额定电压126KV额定电流1250A短时耐受电流315KA操作机构型号CTG1控制电压220V电机额定电压220V110KV变电所设计14110KV电压互感器型号JSQX8110HA1标准代号GB120786相数3额定频率50HZ额定绝缘水平126/230/550KV额定电压端子标号准确级极限110/3V1A1N022400VA二次绕组110/3V2A2N3P剩余电压绕组100VDAON3P额定电压因数1215六氟化硫额定值04MPA相应额定时间连续30S气体压力035MPA110KV电流互感器型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级5P20额定容量300VA额定短时耐受电流315KA3S出厂编号081出厂日期20007型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级02110KV变电所设计15额定容量300VA额定短时耐受电流315KA3S出厂编号081出厂日期20007型号BS1EC441初级电流300400600A次级电流5A初级05额定容量300VA额定短时耐受电流315KA3S110KV电流互感器型号Y10WF5110/260额定电压100V额定频率50HZ额定气压0392MPA4KG/CM持续运行电压80KV标称放电流10KA直流1MA电压145KV3501、3502、3500开关型号VD4M361231ZC额定电压405KV额定电流1600A额定频率50HZ额定开断电流315KA工频试验电压96KV雷电冲击耐受电压185KV额定短时耐受电流315KA4S泾西开关型号VD4M361231ZC额定电压405KV额定电流1250A额定频率50HZ110KV变电所设计16额定开断电流315KA工频试验电压96KV雷电冲击耐受电压185KV额定短时耐受电流315KA4S35KV电压互感器手车柜型号PPT额定一次电压405KV额定电流1250A额定二次电压100/3V额定耐受电压95KV准确级02/0535KV电压互感器型号ONED35S额定电压405/95/200KV35000/3VV100/3V20VACL021A1N100/3V30VACL052A2N100/3V20VACL021A1N35KV电流互感器型号AW36/250F/2405/95/185KV600A5ACL02101S11S2110KV变电所设计175ACL02102S12S25ACL5P103S13S25ACL5P101TH2S315KA1DYN80KA35KV电流互感器型号AW36/250F/2405/95/185KV150A5ACL02101S11S25ACL02102S12S25ACL5P103S13S21TH2S315KA1DYN80KA101、102、211开关型号VD4123140额定电压12KV额定电流3150A额定频率50HZ额定开断电流40KA工频试验电压96KV110KV变电所设计18雷电冲击耐受电压75KV额定峰值耐受电流100KA10KV开关型号ZN63A12/T1250315额定电压12KV额定电流1250额定频率50HZ额定开断电流315KA4S工频试验电压42/48KV控制电压220短路开合电流80KA2112插车型号KYN28A12额定电压10KV额定电流3150手车名称隔离10KV电互感器手车型号KYN28A12额定电压10KV10YH电互感器型号JDZXF110额定频率50HZ额定电压KV准确级额定容量最大容量10/3V02500100/3V100/3V100/3V6P50/75/10002级110KV变电所设计19101、102、211开关配用电流感器型号LZZBJ1210额定电压10KV额定电流准确级额定容量021K11K210VA052K12K215VA3000/510P3K13K22VA1S热稳定电流100KA动定电流80KA10KV开关配用电流感器型号LZZBJ1210额定电压10KV额定电流准确级额定容量021K11K210VA052K12K215VA400/510P3K13K22VA1S热稳定电流100KA动定电流80KA2号电容器开关配用电流感器型号LZZBJ1210额定电压10KV额定电流准确级额定容量110KV变电所设计20021K11K210VA052K12K215VA300/510P3K13K22VA1S热稳定电流100KA动定电流80KA2号站用开关配用电流感器型号LZZBJ1210额定电压10KV额定电流准确级额定容量021K11K210VA052K12K215VA200/510P3K13K22VA1S热稳定电流100KA动定电流80KA2号档电容器成套装置型号TBB1118001800KA频率50HZ容量18001800KVAR安装户外相数3重量3150KG接线方式星型2号接地变压器110KV变电所设计21型号DKS9700/105额定电压105005/400V一次容量700KVA二次容量160KVA额定中性点电流115A额定频率50HZ低压额定电流231A接线组别ZNYN11标准代号GB1022988产品代号1HB720冷却方式ONAN使用阻抗72相数3接地时限2H油重480KG总重1900KG2号有载调流消弧线圈型号YHDI630/105标准代号GB102988额定容量630KVA额定电压10500/3V额定电流25100A额定频率50HZ产品代号1HB720使用条件户外与系统的联接按照规划，清河变电所、大明湖变电站，均接在北郊330变110KV出线上。见下图。如果清河变电站先一步上，则将“”接点短接，北郊330变两回出线直接至清河变电站，这样在清河变电站要加上线路纵差保护。同时，在订对侧保护时，电流互感器都改为300600/1A，均安装在北郊330变。清河变110KV变电所设计22北122KM192KM大明湖变电流互感器300600/5A8KM“”接点电流互感器300600/1A北郊330变清河变与系统的联接图第五节电气布置与电缆设施电气布置110KV配电装置为户外GIS布置。由于110KV线路顺城建规划路由南边来，所以，110KV屋外配电装置布置在所区南侧，二次室及35KV10KV开关室接布置在所区北侧，三台主变压器布置在二者之间，4回35KV线路向北出线，1OKV全部电缆出线。二次设备室布置在二楼西面。10KV密集型电容器、接地变、消弧线圈在西南角。110KV配电装置采用户外双列布置，该配电装置向南出线，进线采用悬挂式软母线，进出线架构高10米，间隔宽度均8米，母线及进出线相间距离为22米。35KV10KV配电装置、二次室及辅助厂房采用双层屋内配电装置，10KV在一楼，采用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，单母线分段，双列布置，10KV出线均为电缆出线。35KV在二楼，采用KYN35Z型金属铠装高压开关柜，单列布置，35KV均为架空进出线。二次室及辅助厂房布置于35KV开关室西侧。在10KV、段母线上分别接700/160KVA干式接地变压器一台。安装在10KV高压室内。其它110KV变电所设计23本变电所的配电装置型式选择，考虑了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。在确定配电装置型式时，必须满足以下四点要求节约用地；运行安全，操作巡视方便；便于检修和安装；节约材料，降低造价。屋外配电装置布置应符合下列条件设备套管和绝缘子最低绝缘部位离地25M时应加围栏；围栏向上延伸线距地25M处与其上方带电部分净距不应小于A1值；车道上运设备时，其外廓至裸导线净距B1值；不同时停电检修的无遮拦裸导体之间垂直净距B1值；带电部分至建筑物顶部（或围墙）净距D值；实际因风力、温度、结冰使上述尺寸偏短，故设计时取的值大得多，如母线桥母线相间一般取60CM80CM。屋外配电装置规定的最小安全净距UN（KV）净距值（CM）名称11035110J110200J330J导电体地（A1）204090100180260异相带电部分间（A2）2040100110200280带电体栅栏95115165175255335裸导体地面（C）270290340350430510不同时停电检修的裸导体之220240290300380460110KV变电所设计24间的水平距离（D）电缆设施室内外控制及低压电力电缆采用电缆沟敷设，出电缆沟至电气设备的电缆采用穿管敷设；10KV出线电缆采用电缆沟敷设。110KVGIS组合电器至主变110KV侧及主变至35KV进线套管均采用电缆和电缆沟道敷设。主变10KV到10KV进线套管采用矩形铜母线热缩接线。变电站内、户外间设置了800MM宽的控制电缆沟，通向主控室。户外电缆沟高出地面100MM以防雨水的进入。10KV配电室内设有1000MM宽的电力电缆沟，室外有1800MM宽的电缆隧道，以供1OKV电力电缆通向所外。控制电缆全部采用阻燃、带屏蔽的铜芯控制电缆，型号2RKVVP2/2210KV电力电缆采用交联电力电缆，型号YJV2287/103120和3185。去接地变与密集型电容器的10KV电缆采用直埋方式。电气建筑物设计了一座35KV至10KV高压室的二层结构楼房。一层为10KV高压室。呈双列布置，全部电缆出线。35KV高压室开关柜呈单列布置。二层为35KV高压室。考虑到35KV目前有的线路均在北侧，所以，35KV向北边出线，为单列布置，架空出线。高压室长宽41563M，层高5M。4所用电、直流系统及主控室所用电接线变电所所用电属于确保供电负荷，提高所用电供电可靠性的措施如下对于容量在60MVA及以上或枢纽变电所采用两台所用变供电。两台所用变分别接至变电所最低一级电压母线或独立电源上，并装设备用电源自接装置。对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并装设备用电源自接装置。能可靠地利用所外380V电源备用时，需2台所变的变电所可装一台所变。采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电所装设两台所用变。110KV变电所设计25对于310KV有旁路母线且变电所只有一台所用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上。对无人值班的变电所，一般采用两台能够自动接入的所用变。对中小型变电所及有人值班的变电所，一般采用一台所用变，其容量一般为20KVA。所用变压器一般高压侧采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，故宜采用63KV或105KV的所用变。所用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，所内一般设置检修电源。本次设计在10KV至段母线上分别接一台700/160/10KVA、10/04KV接地变压器、低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源。在35KV有双向供电线路上接一台100KVA/35KV线路干式所用变一台，作为备用电源。当全站失压后，由35KV带电线路反供35KV所用变。三台所用变互为闭锁自投。所用电源接至五块所用电屏上，供给全所用电。所用电接地线能满足三台接地变分列运行及备用电源自动投入方式运行。所用变容量为160KVA，由于接地变压器曲折变一、二次容量比不宜过大，其低压侧一旦发生短路可烧坏接地变，故二次容量选160KVA为宜。所用电380/220V母线采用单母线分段接线，三相四线制，中性点直接接地系统。所用屏布置在二次室内。直流系统直流系统主要是指变电所中的直流蓄电池组，其使用目的是用于控制、信号、继电保护和自动装置回路操作电源，也用于各类断路器的传动电源以及用于直流电动机拖动的备用电源。本次设计直流系统采用智能高频开关电源系统。蓄电池采用2100AH免维护铅酸蓄电池，单母线分段接线，控制母线与合闸母线间有降压装置。直流屏两面，电池屏两面。该型直流系统是模块化设计，N1热备份有较高的智能化程度，能实现对电源系统的遥测、遥控、遥信及遥调功能可对每一个蓄电池进行自动管理和保护。该系统通过RS232或RS485接口接入计算机监控系统。直流负荷统计见下表。直流负荷统计表序号负荷名称容量（KW）负荷系数计算容量（KW计算电流（A）事故放电时间及电流（A）110KV变电所设计26）初期持续末期1经常负荷4141818181818182事故照明2129993DL跳闸06204DL合闸1335合计2718271835继电保护及微机监控系统总的要求控制、信号及测量采用微机监控方式，按无人值班变电所设计。要求对所有一次设备进行监视、测量、控制、记录和报警。110KV开关保护测量及主变保护测量，集中组屏放置在主控室；35KV、10KV开关保护放置在35KV、10KV柜上，计量表计放在主控室集中组屏。继电保护装置与微机监控系统相互独立。反映微机保护装置正常运行及事故状态时的动作工况应以数字接口，直接上网并反映于微机监控系统中。所选微机保护充分保证变电所安全可靠运行，并便于调试维护。具备微机五防要求。计算机网络按总线设计，当地监控微机及远动微机均按主后备方式配置。保证运行的可靠性及灵活性。微机监控系统按分层分布结构，即继电保护、自动装置、测量、控制及按I/O以集成形式单元间隔屋单元设计。110KV系统保护及公用部分集中安装于二次室内，10KV保护及测量控制信号部分就地安装于各单元的开关柜上。继电保护配置及微机监控系统保护配置要求110KV变电所设计27110KV线路保护本期四套110KV清北线保护一套，110KV清湖线保护一套，对侧110KV北清线保护一套；110KV湖清线保护一套。设有光纤闭锁高频距离保护，后备保护为三段式相间距离，三段式接地距离、四段式零序方向保护，并具有同期三相一次重合闸功能。如果两回进线都接在北郊330变，则加一套光纤纵差保护。110KV母线电压并列装置，可在就地或远方实现PT并列或分开运行。主变保护本期二套主保护差动电流速断和二次谐波制动比率差动保护，并具有CT断线检测报警功能。后备保护110KV及10KV二段复合电压闭锁过流保护。110KV二段零序电压闭锁、零序过流保护。过负荷闭锁有载调压。过负荷保护及启动通风保护。主变高、中、低压侧后备动作时第段作用于10KV相关分段开关，第段作用于变压器三侧开关，同时闭锁10KV备自投装置。具有PI断线检测功能。非电量保护跳主变三侧开关的有主变本体重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放由压板切换至跳闸或发信。应有独立跳闸出口。报警信号有主变本体轻瓦斯、有载轻瓦斯，油温。无功电压自动调节装置本期二套通过自动改变变压器有载调压装置分接头位置及自动换切电容器，对变电站的电压和无功进行综合控制。10KV线路保护本期二十四套保护配置三相式速断、三段式过流保护。三相一次重合闸。低周减载。小电流接地选线。接地变本期二套三相式速断、三段式过流保护，过负荷。小电流接地选线。零序电流、零序电压。温度信号。电容器二套三相不平衡电压保护、三相式速断，三段式过流保护。小电流接地选线；过压、欠压保护；小电流接地选线；保护动作应闭锁电容器自动投切。10KV母联备自投配置原则10KV、段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后110KV变电所设计28备保护动作，则跳开母联开关，并且闭锁备自投。10KV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。35KV线路保护本期四套保护配置三相式速断、三段式过流保护。电压闭锁电流保护。三相一次重合闸。低周减载。35KV母联备自投配置原则35KV、段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后备保护动作。则跳开母联开关，并且闭锁备自投。35KV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。遥测、遥控、遥信及电能计量要求接收集控站计算机系统遥控、遥调命实施控制操作。接收并实施集控站系统对时命令。接收并实施集控站系统复归保护动作当地信号命令。向集控站、调度主站传送信息包括A、常规电气量、非电量包括模拟量、开关量、电度量。B、微机保护动用及警告信息。C、事件顺序记录信息。D、保护装置工作状态信息。具体如下110KV线路遥控110KV线路断路器分、合、隔离开关的分合；保护信号复归；操作箱信号复归。遥测110KV线路电流IA、IB、IC、P、Q。遥信110KV线路断路器位置信号SOE；隔离开关位置信号SOE，接地刀闸的位置信号SOE；110KV线路保护动作和重合闸动作信号SOE；控制回路断线等状态SOE；SF6气压报警。110KV母联遥控110KV母联断路器分、合、隔离开关的分合；遥测三相电流IA、IB、IC。110KV、段母线电压VA、VB、VC、3VO。计算110KV变电所设计29VAB、VBC、VAC及F。遥信110KV母联断路器位置信号SOE；隔离开关及接地刀闸的位置信号SOE；PT回路故障SOE；110KV母线保护动作SOE；母联各类故障信号SOE；SF6气压报警。主变遥控主变三侧开关的分、合；主变中性点接地刀闸分、合；有载调压开关的升降、急停；保护信号复归，操作箱信号复归；主变有载调压自动方式的投入、退出。遥测主变IA、IB、IC、Q、P、COS主变低压侧IA、IB、IC、Q、P；主变油温。遥信主变两侧开关位置信号SOE；隔离开关接地刀闸位置信号、中性点接地闸位置信号SOE；主变抽头位置信号；主变调压装置运行状态信号SOE；主保护动作信号SOE，后备保护动作信号SOE；非电量保护动作信号SOE。10KV线路遥控线路断路器的分、合；保护信号复归；遥测10KV线路电流IA、IB、IC、P、Q；遥信10KV线路断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE。10KV接地变遥控线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测10KV线路电流IA、IB、IC、Q、P，测所用变低压侧电压。遥信10KV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；温度、过负荷SOE；所用备自投状态SOE。10KV电容器遥控线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测10KV线路IA、IB、IC、VA、VB、VC计算处Q。遥信10KV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；电容器自投状态SOE。110KV变电所设计3010KV母联遥控线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测电流量IA、IB、IC。遥信10KV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；母联备自投信号SOE。35KV线路遥控线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测35KV线路电流IA、IB、IC、P、Q。遥信35KV线路断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE。35KV母联遥控线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测电流量IA、IB、IC。遥信35KV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；母联备自投信号SOE。直流部分遥测直流母线电压；蓄电池端电压。遥信直流充电机故障；直流接地；直流电压过高；直流电压过低。所用电部分遥测所用电母线电压。遥信所用电交流失电。公用部分消防系统动作状态SOE；大门开启等信息量；电缆沟异味气体监测。电能计量共计38块表计110KV变电所设计31每条110KV线路各装设05级双向智能式多功能电度表一块，主变高、中、低压侧及35KV、10KV线路各装设05级单向智能或多功能电度表一块。35KV、10KV线路电度表均安装在开关柜上，其余电度表组屏安装在控制室，所有智能电度表均能接入监控系统。计算机监控系统全站以计算机监控系统为核心，实现对全部的一次设备进行监视、测量、控制、记录和报警功能，并与保护设备和远方控制中心及其它设备通信达到信息共享。变压器继电保护电力变压器的故障类型，异常运行状态及相应保护方式。故障类型绕组相间、匝间接地及铁心烧损；套管及引出线短路；变压器外部（主保护装设地以外电路）相间短路引起过电流；变压器外部接地引起的过电流及中性点过电压；异常运行状态过负荷；油面降低；温度升高和冷却系统故障；保护方式壳内各种故障及油面降低，采用瓦斯保护；对壳内绕组、套管及引出线直至主保护装设处应根据容量装差动或速断保护；外部故障引起的过电流应根据不同情况选不同过电流保护；外部接地短路的保护在中性点直接接地的电网中，可利用变压器中性点接地线CT，装设零序电流保护。本变电站变压器差动保护110KV变电所设计32由于本次设计是初步设计，所以只考虑变压器的差动保护。差动保护的作用在于保护变压器绕组相间、匝间接地及引出线的相间和接地短路。纵差动保护起动电流的整定原则如下正常时，为防止CT二次侧断线，差动保护误动，起动电流应大于最大负荷电流IFHMAX。若其值不明，可用变压器额定电流IEB，并考虑可靠系数KK，则保护装置起动电流IDZBHKKIFHMAX（或IEB）。躲开保护范围外部短路的最大不平衡电流，此时继电器的起动电流IDZJKKIBPMAX，IBPMAX是外部短路时最大不平衡电流。当采用速断和有铁芯的差动继电器时，起动电流IDZJ13IEB/NT。躲开变压器励磁涌流的影响。上述3条中，以起动电流最大者为依据，起码要满足躲开励磁涌流影响。通过计算并校验，在本设计中，对主变的差动保护选用BCH2型差动继电器。差动保护整定计算表UN（KV）1103510主变一次侧I1N（A）1665201821TCT接线方式/11/11/Y12CT一次电流计算值（A）2879001820CT变比NL60200400CT二次电流值（A）47945455变压器外部最大短路电流（KA）13080853躲励磁涌流IDZA245110KV变电所设计33躲CT二次断线IDZA216躲35KV母线短路时最大短路电流IBPA4196过压保护、接地及照明过电压保护变电所范围内雷击目的物可以分为A类、BI类、B类、B类和C类5种。由于是初步设计，所以只考虑A类雷击目的物的防雷保护，包括屋内外配电装置、主控制楼、组合导线及母线桥等。电压在110KV及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置架构上。对于35