五龙KV降压变电所电气部分设计

1、沈阳工程学院毕业设计(论文)任务书毕业设计毕业设计( (论文论文) )题目：题目：五龙五龙 60KV60KV 降压变电所电降压变电所电气部分设计气部分设计 系 别 国际教育学院 班级 发电专 113 学生姓名 吴广新 学号 2011023317 指导教师 赵毅 职称 讲师 毕业设计(论文)进行地点： 沈阳工程学院 任 务 下 达 时 间： 2014 年 3 月 10 日起止日期：2014 年 3 月 10 日起2014 至 6 月止 教研室主任 年月日批准中文摘要电力系统专业的毕业设计是一次比较综合的训练，它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践的很好结合，运用理论知识和所学到的专业技能

2、进行工程设计和科学研究，提高分析问题和解决问题的能力。在完成此设计过程中，我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法，获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练，并进一步补充新知识和技能。 。根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电所设计等书籍的有关内容，设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。近年来，电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长，它已成为现代社会实用最广、需要最快的能源。变电所的

3、合理设计与建设是一个极其重要的组成部分。本次设计是根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电所设计等书籍的有关内容，在指导老师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。关键词：变电所 短路计算 电气设备引 言本设计说明书是根据毕业设计的要求，针对 60KV 降压变电所的。本次设计主要是二次变电所电气部分的

4、设计，并做出阐述和说明。本次设计，是我结束了三年大学学习，结合了各门专业知识和在学校实践获得的知识基础上面完成的设计成果。说明书包括了变压器的选择，电气主接线的设计，其它各种设备的选择与校验，变电所继电保护和自动装置，防雷保护的规划，以及必不可少的短路电流计算。目录中文摘要 .IAbstractAbstract .IIII引引 言言 .第一部分第一部分 说明书说明书 .9第一章 任务书 .91.1 设计题目 .91.2 设计原始资料 .91.3 其他条件 .101.4 设计工作任务 .101.5 设计成品 .10第二章、主变压器的台数和容量的确定 .112.1 主变台数、容量的确定 .112.

5、2 功率因数的补偿及电容器的选择 .112.2.1 提高功率因数的意义 .112.2.2 电容器组总容量应按下列要求确定 .122.2.3.并联电容器组的基本接线类型 .122.2.4.并联电容器组每相内部的接线方式.122.2.5.电容器台数的确定.13第三章、电气主接线的选择 .143.1 设计原则 .143.2 设计的基本要求 .143.3 一次接线两种方案的比较 .153.4 二次接线两种方案的比较 .163.5 结论 .16第四章、短路电流的计算 .174.1 短路电流计算的目的 .174.2 短路的基本类型 .174.3 短路电流计算的基本假定 .174.4 一般规定 .184.5

6、 计算步骤 .184.6 计算方法 .18第五章、主要电气设备的选择 .205.1 一般原则 .205.2 母线的选择 .205.3 高压断路器的选择 .215.4 隔离开关的选择 .215.5 电流互感器的选择 .225.6 电压互感器的选择 .22第六章、防雷保护规划设计 .246.1 变电所的保护对象 .246.2 电工装置的防雷保护 .246.3 防雷设计要求和所需资料 .246.4 防雷保护措施 .25第七章、继电保护和自动装置的规划设计 .267.1 继电保护的配置 .267.2 自动装置的配置 .28第二部分 计算书 .29第一章 主变压器、电容器 容量和台数的确定 .291.1

7、、变电所有功总负荷： .291.2、补偿容量的确定 .29第二章 电气主接线的选择 .312.1 接线方式 .312.2 负荷分布图 .31第三章 路电流计算 .323.1 等值电路图中各阻抗标幺值 .323.2 相应等效电抗值为： .333.3 五龙变电所 60KV 母线三相短路时 .333.4 五龙变电所 10KV 侧母线短路的计算 .34第四章.主要设备的选择 .364.1 60KV 母线的选择 .364.260KV 高压断路器的选择： .364.3. 60KV 隔离开关的选择： .374.466KV 电流互感器的选择： .374.5.60KV 及 10KV 电压互感器的选择 .384.

8、6.10KV 开关柜的选择： 主要参数如下： .384.7 10KV 负荷配出线的选择： .41第五章第五章 避雷针的选择：避雷针的选择：.425.1 计算避雷针的高度 H: .425.2 计算保护范围： .42结 论 .43致 谢 .44参 考 文 献 .45 第一部分 说明书第 1 章 任务书1.1 设计题目：五龙二次变电所电气部分初步设计1.2 变电所概况介绍：（1）待设计变电所电压等级为 60/10kv。（2）所址位于某城市南部附近的草原地带，平均海拔 300m，交通方便，最高气温 40，最低气温-20，年平均气温 16。周围空气无污染。（3）该变电所有两回电源进线，16 回出线。（4

9、）出线走廊宽阔，交通方便。 （5）待设计变电所与电力系数的连接情况100km 100km2*60km220kv2*63MVAud%=10.52*50MW,cos=0.82Xd=0.1241B2B2*63MVAud%=14.452*10kM待设计变电所220kvS=3000MVAX*=0.03SB=100MVA5B6B2*90MVAud%=13.72*100km （6）10kv 用户负荷表（重要负荷占总负荷的 65%，负荷同时率0.8，线损取 5%） 。最大负荷（kw）序号用户名称近远cos回路数附注LTmax1矿山机械厂300050000.82有重要负荷650002拖拉机厂200040000.

10、82有重要负荷850003电视机厂200035000.82有重要负荷1055004农电一号150025000.81有季节性重要负荷1340005农电二号150025000.81有季节性重要负荷1240006市区一号150040000.82有重要负荷945007市区二号200045000.82有重要负荷1045008市区三号200025000.81III 类负荷1245009食品厂150020000.81III 类负荷14500010化工厂150020000.82有重要负荷1450001.3 其他条件：(1)线损率取 5%。(2)负荷的同时系数取 0.9。(3)有负荷率取 0.75；无功负荷率取

11、 0.8。(4)要求变电所的平均功率因数补偿到 0.9 以上。1.4 设计工作任务：(1)分析设计任务书中给定的基本条件。(2)选择本变电所的主变压器（确定变压器的型式、台数、容量、变压比） 。(3)选择本变电所的电气主接线。(4)短路电流计算。(5)选择电气设备（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器） 。(6)配电装置设计。(7)继电保护及自动装置规划设计。(8)过电压保护设计。2*85.5MVAXd=0.21.5 设计成品：(1)设计说明书计算书一份。(2)图纸三张，其中变电所电气主接线图一张。 屋外配电装置平面一张。 屋外配电装置断面图一张（画两个断面）

12、 。第 2 章 主变压器的台数和容量的确定2.1 主变台数、容量的确定(1)变电所中一般装设两台主变压器。如只有一个电源或变电所，可由中、低压侧电力网取得备用电源，可装设一台主变压器。本次设计的五龙变电所是60/10KV 降压变电所。(2)变电所中，主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统5-10 年的发展规划进行选择。装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量至少能保证所供的全部一级负荷或为变电所全部负荷的 60-75%，东城变电所主要是为工厂供电，重要负荷占总负荷的 60%，考虑线损 5%。(3)变电所中的主变压器在系统调压有要求时，一般采用有载调压变压器

13、，对于新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用无载调压变压器。(4)变压器绕组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”型和“”型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。(5)根据计算，确定变压器型号为 SFL7-16000/63主要参数如下：高 压：6322.5% 低 压：10.5KV空载损耗：P0=32.5（KW） ， 空载电流：I0%=0.9%；负载损耗：Pk=117（KW） 阻抗电压：Uk%=9%；连接组标号：Y/11本次设计的平远变电站采用 2 台主变并列运行的方式。2.2 功率因数的补偿及电容器的选择2.2.1 提高

14、功率因数的意义在工业企业的电力用户，绝大部分用电设备都具有电感性，需要从电力系统吸取无功功率，架空线路的功率因数均小于 1，特别是在空载情况下，功率因数会更低。用电设备功率因数降低之后，由于有功功率需要量保持不变，于是无功功率需要量增加，这将给电力系统带来许多不良的后果。（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗（2）使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用（3）功率因数过低，还将使线路的电压损失增大，结果负荷端的电压就要下甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其他用电设备的正常运行.所以必须在低压侧装设并联补偿电容器用以补偿无功，提高功率因数。2.2.2 电容器组总容量应

15、按下列要求确定(1)并联补偿电容器组的总容量应满足所需的无功功率补偿值，其中串联组数应根据电力网和电容器的额定电压确定。(2)串联补偿电容器组的容量应满足补偿度的要求，其中并联台数应按线路正常最大负荷电流选择。2.2.3.并联电容器组的基本接线类型并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网政党工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。2.2.4.并联电容器组每相内部的接线方式(1)先并后串接线方式，该接线方式的优点在于当一台故障电容器由于熔断器熔断后退出运行，对该相

16、的容量变化和与故障电容器串整个退出运对行，对该相的容量变化和与故障电容器并联的电容器承受的工作电压影响较小，同时熔断器的选择只需考虑与单台电容器相配合，故工程中普遍采用。(2)先串后并接线方式，该接线方式的缺点为，当一台故障电容器由于熔断器熔断退出运行后，对该相的容量变化和剩余串电容器的断口绝缘水平应等于电网的绝缘水平，致使熔断器选择不易，故工程中不采用该接线方式。2.2.5.电容器台数的确定由于电容器的额定电压与工作电压不同，实际补偿的单台电容器容量：Qe=Qe(U/Ue)2Qe:：单台电容器实际补偿容量Qe：电容器额定容量U：电容器实际工作电压Ue：电容器额定电压计算总台数：N=Qe/Q因

17、为是三相，所以选择电容器台数为 3 台的整数倍，五龙变电所选取 72 台。第三章、电气主接线的选择3.1 设计原则(1)变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位，回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。(2)当能满足运行要求时，变电所高压侧应尽量采用断路器较少的接线，如桥形接线等。(3)60KV 和 10KV 配电装置中，一般采用单母线分段或单母线接线。(4)当地区电力网或用户不允许停电检修线路断路器时，采用单母线或分段单母线的 10 千伏配电装置中，可设置旁路母线。3.2 设计的基本要求 (1) 可靠性应重视国内外长期运行的实践经验及其

18、可靠性的定性分析。主接线的可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。(2) 灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。(3) 经济性投资省a、主接线应力求简单，节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。b、要能使断电保护和二次回

19、路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。c、要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。d、如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV 及以下终端或分支变电所可采用简易电器。占地面积小主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。电能损失小经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。3.3 一次接线两种方案的比较接线方式优 点缺 点单母线分段接线简单、清晰、操作方便、采用设备少，便于扩建和采用成套配电装置1、接线不够灵活，当母线与母线刀闸故障或检修时，将造成整个配电装置停电2、当进出线断路器检修时，中断该回路工作。单母线分段带旁路1、用断路器把

20、母线分段后，对重要负荷可以从不同的母线引出两个回路，有两个电源，具有供电可靠性。2、操作灵活，检修出线断路器时，对用户不停电。1、 配电装置复杂，接线复杂，运行操作复杂。2、 分段断路器用作旁路时，两段母线并列运行。但当一段母线故障时，整套配电装置停止工作，在拉开分段刀闸时才能恢复工作。3、 断路器与刀闸间的闭锁关系复杂。3.4 二次接线两种方案的比较由于对用户负荷的调查中，由于重要负荷所占比例较多，已按用户要求双回线供电，以保证其可靠性，10 千伏系统接线仍拟定单母线分段的接线方式。对单母线分段与单母线分段带旁路的接线方式进行经济比较接线方式断路器刀闸CTPT避雷器单母线分段少少少相同相同单

21、母线分段带旁路多多多相同相同3.5 结论根据上述分析比较，本次设计变电所的一次侧和二次侧的主接线均采用单母线分段接线，二次侧采用单母线分段接线虽然比采用单断路器的双母线接线供电可靠性低，但本次设计二次侧可以用备用手车式断路器代用，使线路停电的时间非常短。另外，龙湾变电所的所有重要负荷均采用双回路供电。可见，经过以下措施，完全可以弥补单母线分段接线供电可靠性不高的缺陷，所以本次设计变电所的一次侧和二次侧的主接线均采用单母线分段接线。第四章、短路电流的计算4.1 短路电流计算的目的（1）电气主接线的选择（2）选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下，都能正常工作，保证安全可靠，而且在发生短路时

22、保证不损坏。（3）选择断电保护装置。4.2 短路的基本类型三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路是对称短路。为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。Icj 短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。I超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。I稳态短路电流有效值。4.3 短路电流计算的基本假定（1）正常运行时，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，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（5

23、）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（6）元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。（7）输电线路和电容略去不计。4 4.4 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，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短路电流的接线方式。而不按仅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异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（3）选择导体的电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。（4）导

24、体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。4.5 计算步骤（1）画等值电抗图首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。选取基准容量和基准电压。计算各元件的电抗标么值。（2）选择计算短路点。（3）求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。（4）各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。（5）列出短路电流计算数据表4.6 计算方法标么值法：取基准容量 SB=100MVA，基准电压 UB=Uav计算用公式：线路电抗：XL*= XL2avBUS变压

25、器电抗：X*= eBKSSU100%短路电流周期分量有效值：IK*=*1X短路电流冲击值：icj=2.55IK标么值转为有名值：IK= IKBBUS3第五章、主要电气设备的选择5.1 一般原则（1）应满足正常工作状态下的电压和电流的要求。（2）应满足安装地点和使用环境条件要求。（3）应满足在短路条件下的热稳定和动稳定要求。（4）应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质。（5）对电流互感器的选择应计其负载和准确度级别。5.2 母线的选择（1）母线的选择电流分布良好。散热良好。有利于提高电晕超始电压。安装检修方便，连接简单。（2）导体截面选择和检验按经济电流密度选择对于全年平均负荷较大，母线较长，传输

26、容量也较大的回路，均应按经济电流密度选择。S=JIg S 为经济截面 Ig 为工作电流 A J 为经济电流密度 查 1995 年电力部颁发的经济电流密度表按短路动稳定检验一般要求：YXJ 为母线最大相间计算应力XJ 为母线材料的允许应力Y按短路热稳定检验 S fdzktCIS 为所选导体截面 mm2 C 为热稳定系数 Kf为集肤效应系数所以本次设计的龙湾变电所选择的主母线为 LGJ-50 型。5.3 高压断路器的选择（1）选择条件（2）设备种类、型式和结构（3）断路器额定电压 Ue 大于电网电压 Uew，UeUew(4)高压断路器的额定电流 Ie 应大于或等于它的最大持续工作电流 Igmax，

27、IeIgmax(5)动稳定校验：断路器的极限通过电流峰值应不小于三相短路时通过断dwi路器的冲击电流即cjidwicji(6)热稳定校验：高压断路器的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热量（7）开断电流能力：（8）关合能力：所以本次设计的龙湾变电所 60 千伏侧选择断路器型号为 LW11-63 型。主变10 千伏侧选择断路器型号为 LN210 型 SF6断路器。5.4 隔离开关的选择隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器的开断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。

28、(1)额定电压(2)额定电流(3)型式和结构(4)动稳定校验：(5)热稳定校验：所以本次设计的龙湾变电所 60 千伏侧选择隔离开关型号为 GW560G 型。主变 10 千伏侧选择隔离开关型号为 GN1010T 型。5.5 电流互感器的选择（1）种类的选择，对于 6-20 千伏屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构，对于 35 千伏及以下配电装置，宜采用油浸箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，尽量采用套管式电流互感器。（2）按一次额定电压和额定电流选择UeUew IelIgmax (3)按准确度级和副边负荷选择为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确

29、级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感器二次侧所接负荷 S2应不大于该准确级所规定的额定容量 Se2。（4）热稳定校验（5）动稳定校验所以本次设计龙湾变电所 60 千伏侧选择的电流互感器为 LCWB60 型。10千伏侧选择的电流互感器为 LJA10 型。5.6 电压互感器的选择（1）装置种类和型式选择对于 3-20 千伏屋内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构，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。（2）按一次回路电压选1.1Ue1U10.9Ue1U1 电网电压Ue1 电压互感器一次绕组额定电压（3）按准确级和容量选用于电度计量的电压互感器，准

30、确度不低于 0.5 级，用于电流、电压测量的准确度不应低于 1 级，用于继电保护不应低于 3 级。二次负荷变化范围所以本次设计五龙变电所选择的 60KV 电压互感型号为 JDCF63 型，10KV电压互感器型号为 JDZJ610 型。第六章、防雷保护规划设计6.1 变电所的保护对象A 类：电工装置B 类：需要采取防雷措施的建筑物和构筑物6.2 电工装置的防雷保护（1）电压为 110KV 以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于 35-60KV 的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护。（2）电压为 110KV 及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线

31、连接在配电装置的出线门型构架上。（3）在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。（4）主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下：若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地。若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地。若结构为非导体的屋顶时，采用避雷带保护，该避雷带的网格为 8-10m。每隔 10-20 设引下线接地。6.3 防雷设计要求和所需资料雷电过电压保护主要是：（1）防止雷电直击于电气设备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护。（2）对于 60KV 及以下的电气设备，应减小感应过电压，一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对电容或采用

32、阀型避雷器保护。（3）防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、电容器和相应的进线保护段进行保护。防雷保护设计所需资料：（1）要求变电所附近气象资料（2）要求变电所主接线图及电器设备布置图（3）其它需要保护的设备和设施（4）变压器入口电容6.4 防雷保护措施（1）在变电所的四角分别安装一支 16 米高的避雷针。（2）在 60KVI、段母线分别安装一组避雷器。（3）在 10 KVI、段母线分别安装一组避雷器。（4）在主变中性点安装一台避雷器。（5）在 60KV 电源进线，采用避雷线保护。第七章、继电保护和自动装置的规划设计7.1 继电保护的配置（1）变压器的保护配置原则

33、a.反映变压器内部故障的油面降低的瓦斯保护 b.相间短路保护反映变压器绕组和引出线的相间短路的纵差保护或速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组间适中中能起保护作用，如果变压器的纵差动保护对单相接地适中的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。c.后备保护d.中性点直接接地电网中，降压变电所的变压器两侧应装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。e.过负荷保护龙湾变电所主变保护配置主保护：纵联差动保护，重瓦斯保护，轻瓦斯保护。后备保护：复合电压闭锁过流保护，过负荷保护。（2）母线保护配置原则a.35-60KV 电力网中，主要变电所的 35-60

34、KV 双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电。b.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下，可能失去选择时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。c.对 3-10KV 分段母线，宜采用不完全电流差动式母线保护，保护仅接入有电源支路的电流，保护由两段组成：其第一段采用无时限或带时限的电流速断保护，当灵敏系数不符合要求时，可采用电流闭锁，电压速断保护，第二段采用过电流保护，当灵敏系数不符合要求时，可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路， 以降低保护的起动电流。龙湾变电所母线保护配置a.10KV 母线分段断路

35、器第一段采用带时限的电流速断保护，第二段采用过电流保护。b.60KV 母线采用不完全电流差动式母线保护，分段断路器设置过电流保护。（3）线路保护配置原则a.单侧电源线路，可装设一段或两段式电流电压速断保护和过电流保护。b.复杂网络的单回线路，可装设一段或两段式电流，电压速断保护和过电流保护，必要时，保护应具有方向性宜采用距离保护。电缆及架空短线路，如采用电流电压保护不满足选择性、灵敏性和速动性要求时，宜采用导引线或光纤通道等纵联保护作为全保护，以带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。龙湾变电所线路保护配置a.10KV 线路采用两段式电流速断保护。b.60KV 线路采用两段式电流速断保护和过电

36、流保护。（4）电力电容器的保护配置原则：对 3KV 及以上的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行方式应按规定装设相应的保护。a.电容器组和断路器之间连接线短路。b.电容器内部故障及其引出线短路c.电容器组中，某一故障电容器切除后所引起的过电压d.电容器组的单相接地故障e.电容器组过电压f.所联接的母线失压龙湾变电所电力电容器保护配置限时速断过电流，过电压和低压保护，零序保护。7.2 自动装置的配置（1）配置原则3KV 及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置。低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。（2）龙湾变

37、电所自动装置配置10KV 线路因是全线电缆线路不设自动重合闸装置。60KV 线路配置三相一次自动重合闸装置。主变压器配置三相一次自动重合闸与复合电压闭锁保护。第二部分第二部分 计算书计算书 第一章 主变压器、电容器 容量和台数的确定1.1、变电所有功总负荷：P=KPmax=0.9（P1+P2+.P9）=24570KW Smax = k*(P1max/cos1+ P2max/cos2+.+ P7max/cos7)=27494（KVA）S单 = Smax /（1-5%）70% =20258.8 根据负荷情况初选变压器为两台，型号 SFL7-25000/63 变电所无功总负荷Q= P1max tg(

38、arccos0.91)+ P2max tg(arccos0.91)+.+ P9max tg(arccos0.85)=(1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58+2698.71+681.72)=13945.2(Kvar)Q=0.813945.2 =11156.17（Kvar）1.2、补偿容量的确定 补偿前 10KV 负荷平均功率因数cos1= P/（P）2 +(Q)2 1/2=0.7527494/（0.7527494）2+（0.813945.2）2=0.87 补偿后的功率因数为： cos2 = 0.95 需补偿的无功容量：Qc=

39、P *(tg1 - tg2 )=（0.526-0.329）27494=7890.8(Kvar)根据以上数据所选补偿电容器为 RWF10.5-100-1 型，数量 72 台。 校验：计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗：空载损耗：P0=32.5（KW） ，空载电流：I0%=0.9%；负载损耗：Pk=117（KW） 阻抗电压：Uk%=9%；Pt2*Po+Pn(s/2Sn) =2*32.5+99*(27494*2/25000) =124.9(Kw)22Qt2*Io%/100*Sn+(Uk%/100)*Sn(S/2Sn) =1810.7 (kvar)2Pt=0.75*27494.1+124.9

40、=20745.5Qt=0.8*(11156.2-7890.8)+1810.7=4423.02cos2=(P +PT）/(P +PT） +(Q+QT)- Qn 1/22=0.9780.9 根据负荷情况，为确保系统供电的安全可靠性，保证设备和人身安全，并考虑经济运行的角度，选定平远变电所主变压器为 SF7-16000/63 型；两台变压器并列运行，连接组别为：Y/-11 接线方式,如表 11变压器参数 1-1额定电压（KV）损耗（KW）型 号高压低压额定 容量（KVA）空载负载阻抗电压UK%空载电流I0%SFL7-1600/636322.5%10.52500032.511790.9 根据以上计算，

41、平远变电所所选补偿电容器为 RWF10.5-100-1 型，数量 72台,如表 12补偿电容器参数 1-2型 号额定电压（KV）额定容量（Kar）标准电容(Uf)相数BFF10.5-100-110.51002.891第第 2 2 章章 电气主接线的选择电气主接线的选择2.1 接线方式通过说明书中几种接线方式的比较，高压侧和低压侧均采用单母线带分段接线。2.2 负荷分布图根据负荷大小及其重要性等方面考虑，使潮流尽可能达到最小，负荷应对称分布，由任务书中所给数据，如图 2-1建 转 建 转 60KV 10KV图 2-1 平远变电所电气主接线图第第 3 3 章章 路电流计算路电流计算取功率基准值 S

42、J=100MVA；电压基准值 UB=Uav画等值电路图,如图 31 Se=100/0.85 S= Se=50/0.8 S= 图 3-1 等值电路图 3.1 等值电路图中各阻抗标幺值(1)发电机电抗:1#、2#、3# 发电机电抗为：X1*=X2*= X3*=XdSB/Se=0.183100/（100/0.85）=0.155612345X1=0.16X2=0.16X3=0.16X4=0.23X5=0.23X9=0.17X10=0.17X6=0.075X7=0.175X8=0.075X11=0.45X12=0.5X13=0.3X14=0.15X15=0.4X16=0.4X17=0.24#、5#发电机

43、电抗为：X4*=X5*=XdSB/Se=0.141100/（50/0.8）=0.2256(2)变压器电抗：1#、2#、3#变压器电抗为：X6*=X7*= X8*=Ud%/100SB/S=9100/100120=0.0754#、5#变压器电抗为：X9*=X104*=Xd%/100SB/S=10.5/100100/63=0.1667(3)线路阻抗：45KM 线路的阻抗：X11* = XLLSB/Uj2=450.4100/602=0.550KM 线路的阻抗：X12* = XLLSB/Uj2=500.4100/602=0.555633KM 线路的阻抗：X13*= = XLLSB/Uj2330.4100

44、/602=0.366740KM 线路的阻抗：X14*= XLLSB/Uj2=400.4100/602=0.44415KM 线路的阻抗：X15*= XLLSB/Uj2=150.4100/602=0.166640KM 线路的阻抗：X16*= XLLSB/Uj2=400.4100/602=0.44420KM 线路的阻抗：X17*= XLLSB/Uj2=200.4100/602=0.2223.2 相应等效电抗值为：X18=（X1+X6）/（X2+X7）/（X3+X8） =0.1046X19=（X4+X9）/（X5+X10）=0.1962X21=（X12+X14）/ X13=0.2683X22= X15

45、/（X16+X17）=0.1334X23=X21 X11/ （X22+X11+ X21）=0.0740X24=X22 X11/ （X22+X11+ X21）=0.0741X25=X22 X21/ （X22+X11+ X21）=0.0397X26=（X18+X23）/（X19+X24）=0.1075 X27= X26+ X25=0.1472 3.3 五龙变电所 60KV 母线三相短路：x18*=（0.16+0.75）/3=0.08x19*=（0.23+0.17）/2=0.2x20*= x12*+ x16*=0.5+0.4=0.9x21*= x15*+ x17*=0.4+0.2=0.6d1X17X

46、18X20X21X13X10X14x22*= x20*/ x13*=0.9/0.3=0.23x23*= x21*/ x14*=0.6/0.15=0.12x24*= （x11*+ x22*）/（x11*+ x22*+ x23*）=0.85x25*= （x11*+ x23*）/（x11*+ x22*+ x23*）=0.71x26*= （x22*+ x23*）/（x11*+ x22*+ x23*）=0.44x29*= （x18*+ x24*）/（x19*+ x25*）=0.46x*=x26*+ x29*=0.46+0.44=0.9XJS= x* * (Se/SJ)=0.9（300/0.85+100/

47、0.8）/100=4.3I* = 1/XJS=1/4.3=0.23I=0.23（353+125）/（3+63）=1.008 KAICJ=2I*KCJ KCJ为短路电流冲击系数，取 1.8ICJ=21.81.008=2.57 KASK= I*SJ = 0.23100 = 23 MVA3.4 五龙变电所 10KV 侧母线短路的计算一台主变运行 10KV 侧母线发生三相短路：x30*=Ud%*SJ/100Se =9100/10016=0.56x* /= x*+ x30*=0.9+0.56=1.46XJS= x* * (Se/SJ)=1.46（353+125）/100=6.98X18X19X11X22

48、X23d1d1X18X19X11X22X23d1X18X19X24X18X26d1X26X29x60kvI* = 1/XJS=1/6.98=0.14I=0.14478/（3+10.5）=3.68 KAICJ=2I*KCJ KCJ为短路电流冲击系数，取 1.8ICJ=21.83.68=9.38 KASK= I*SJ = 0.14100 = 14 MVA二台主变运行 10KV 侧母线发生三相短路：x*= x*+ x30*/2=0.9+0.56/2=1.18XJS= x* * (Se/SJ)=1.18（353+125）/100=5.64I* = 1/XJS=1/5.64=0.18I=0.18478/

49、（3+10.5）=4.73 KAICJ=2I*KCJ KCJ为短路电流冲击系数，取 1.8ICJ=21.84.73=12.06 KASK= I*SJ = 0.18100 = 18 MVA由于 XJS 3.45 表示发电机和电力系统供给的三相短路电流周期分量不随时间衰减，所以 IK=I=I。本设计中短路电流计算所得值列表如下：短路点Ik(kA)I(kA)I(kA)ICj(kA)Sk(MVA)d11.0081.0081.0082.57231 台3.683.683.689.38142 台4.734.734.7312.0618第 4 章.主要设备的选择4.1 60KV 母线的选择（1）最大长期工作电流

50、d2X3010kvd2X30 x60kv10kvX30Igmax=1.05S/(3Ue)=1.0525000/(363)=240.57 (A)S=Igmax/J=240.57/1.15=209.2(mm2)（2）选择 60KV 母线为 LGJ-240 型钢芯铝绞线截面积 S240 mm2；长期允许载流量 Ie613A（3）热稳定校验Ie/=(e-)/ (e-0).Ie=(70-40)/(70-25)613=500.5 A Ie/Igmax 经查表得 C 值为 99；热稳定校验时间取 0.11SSmin=(I/C)tdzKf=(100/99)0.111=3.1 mm2SSmin热稳定合格由于 6

51、0KV 侧母线为软导线,不必校验动稳定,故选 LGJ240 母线合格4.260KV 高压断路器的选择：（1）通过最大长期工作电流选取Igmax=1.05(2S)/( 3*Ue)=1.05(225000)/( 363)=481.14 (A)选择断路器型号为 LW11-63H ，如表 4-1型 号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）额定关合电流（KA）额定短时耐受电流（3S）（KA）LW11-63H63125031.58031.5表 4-1（2）热稳定校验I2rtr=31.523=2976.75(KA2.S)I2tdz=1.0082(3+0.035)=3.08 (KA2.S)因为 I

52、2rtrI2tdz 所以 热稳定合格.（3）动稳定校验idw=80 KAicj=2.57 KA因为 idw icj 所以 动稳定合格.(4)计算数据与断路器参数对照表,如表 4-2计算数据LW11-63PH 参数Ue63KVUe63KVI=I1.008kAIekd31.5kAIgmax481.14AIe1250Aicj2.57kAIdw100kAI2tdz3.08kA2.sI2rtr2976 kA2.s表 4-2所选 LW1163H 型断路器合格4.3 60KV 隔离开关的选择：（l）通过最大长期工作电流选取：Igmax=240 A选择隔离开关型号为 GW5-60，如表 4-3型 号额定电压（

53、KV）额定电流（KA）动稳定电流（KA）热稳定电流（KA）GW5-606010008031.5表 4-3（2）热稳定校验I2rtr=31.524=3969 (kA2.s)I2tdz=3.08 (kA2.s)由 I2rtrI2tdz 所以 热稳定合格（3）动稳定校验Idw=80 KA icj=2.57 KA由 Idw icj 所以 动稳定合格（4）计算数据与隔离开关参数对照表 4-4表 4-4所选 GW5-60型隔离开关合格4.466KV 电流互感器的选择：（1）按一次额定电压和额定电流选择一次额定电压：Ue1Uew=60 KV二次额定电流:Ie1Igmax=418.14 A选择 LCWB563

54、 型号电流互感器,如表 4-5型号额定电压Kv额 定电流比（A）二 次组 合准确级短 时热电流（KA）动稳定电流KA计算数据GW5-60参数Ue60KVUe60KVIgmax418.14AIe1250Aicj2.57KAIdw80KAI2tdz3.08kA2.sI2rtr3969 KA2.sLDB5-6360750*1500/50.5/10P/10P0.52563（2）热稳定校验(KtIel)21=15.821=249.64 kA2.sI2tdz=1.0082(3+0.035)=3.08 kA2.s由(KtIel)21I2tdz 所以 热稳定合格(3)内部动稳定核验icj=2.57 KA2Ie

55、lKdw=240=56.56KA由 icj2IelKdw 所以 内部动稳定合格所选 LCWB563 型电流互感器合格 4.5 60KV 及 10KV 电压互感器的选择： 由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，故不需校验动、热稳定性。电压感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度等级以及按副边负载选择。所选电压互感器主要参数：额定电压（KV）额定负荷（VA）型号极限负荷VA初级绕组次级绕组剩余绕组0.2级0.5级1.0级JCC5-60200060/30.1/30.1/3150250JYZJ-1040010/30.1/30.1/350802004.

56、6 10KV 开关柜的选择： 开关柜参数表,如表 4-6型 号额定电压（KV）最高工作电压（KV）GFC-15ZF10.511.5（1）开关柜所配母线参数,如表 4-7型号最高工作电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流806.311.5KV1250A50KA20-2 KA-S 最大长期工作电流Igmax=1.05S/(3Ue)=1.0525000/(310.5) = 1442.3 AS= Igmax/J=1442.3/1.15=1254.22选择母线型号为 806.32 Ie=1250A； IeIgmax 热稳定校验I2rtr=2022=800 (kA2.s)I2tdz=4.732（2+0.1）

57、=47(kA2.s)I2rtrI2tdz 热稳定满足 动稳定校验idw=50KA icj=19.49KA idwicj 动稳定满足所以，开关柜所配母线合格.（2）开关柜所配短路器参数,如表 4-8型 号额定电流额定电压最高工作电压额定开断电流额定关和电流ZN10/1000-201000A10KV11.5KV20KA50KA最高长期工作电流 1Igmax=923.6 A Ie=1000AIeIgmax热稳定校验（热稳定等值时间取 4S） 2I2rtr=2024=1600 (KA2.S)I2tdz=4.7324=89.5 (KA2.S)I2rtrI2tdz 热稳定满足动稳定校验 3idw=ieg=

58、50 KA icj=12.06 KAidwicj 动稳定满足所以，开关柜所配断路器合格（3）开关柜所配电流互感器参数,如表 4-9型 号一次额定电流（A）二次额定电流（A）准确等级动稳定电流（KA）热稳定电流（KA-S）LIXZ-10100.200300.8005A0.5/30.5/D8031.5-2各线路最大长期工作电流： 1主变二次Igmax=1.05S/(3*Ue)=1.0525000/(310)=1442.14.8 (A)污水处理站Igmax=Pmax/(3UeCOS) =4100/（310.50.91）=248（A）市政所Igmax=Pmax/(3UeCOS) =3800/（310.

59、50.9）=230（A）电瓷厂Igmax=Pmax/(3UeCOS) =3000/（310.50.9）=183（A）砂轮厂Igmax=Pmax/(3UeCOS) =2600/（310.50.9）=179（A）汽车厂Igmax=Pmax/(3UeCOS) =1400/（310.50.88）=87.5（A）挖掘机厂Igmax=Pmax/(3UeCOS) =1300/（310.50.89）=79.6（A）供电所 1Igmax=Pmax/(3UeCOS) =5000/（310.50.89）=308（A）供电所 2Igmax=Pmax/(3UeCOS) =5000/（310.50.88）=312.5（A

60、）学校Igmax=Pmax/(3UeCOS)=1100/（310.50.85）=71.2（A）根据最大长期工作电流所选电流互感器名称污水处理站市政所电瓷厂砂轮厂汽车厂挖掘机厂供电所1供电所2学校主变二次变比300/5300/5200/5200/5200/5100/5100/5100/5100/5800/5等级0.5/30.5/30.5/30.5/30.5/30.5/30.5/30.5/30.5/30.5/D热稳定校验I2rtr=31.522=1984.5 (kA2.s)I2tdz=233.5(kA2.s)I2rtrI2tdz 热稳定满足动稳定校验idw=80KA icj=19.49KA idw