110kv变电站电气设计论文说明

1、第一部分 . 设计说明书一、设计题目110KV 降压变电站部分的设计二、所址概况1 、 变电站的电压等级110/35/10KV2 、 电力负荷水平35KV 电压级：共计 4 回出线， 2 回最大输送功率 6MW ，送电距离30 公里；2 回最大输送功率 8MW ，送电距离 25 公里，功率因数 COS =0.83，、二类负荷所占比重65 %。10KV 电压级：共计 12 回出线， 5 回最大输送功率 1.5MW ，送电距 离8 公里； 7回最大输送功率 1.3MW ，送电距离 10 公里，功率因数 COS =0.78 ，一、二类负荷所占比重 60%.变电站综合负荷曲线见图一， 其中最大负荷同时

2、率为 0.9 ，负荷曲线上 部为冬季 213 天，下部为夏季 152 天。3 、 系统情况系统接线图及参数见图二，系统最小运行方式为接线图左边电源侧停 运一台 100MW 机组；系统中性点接地方式为两台主变只一点接地； 110KV 侧两回架空进线方向，正西一回，西南一回； 35KV 侧出线方 向正北两回，东北两回； 10KV 侧出线方向待定。4 、 自然条件：站址为农田，土质为砂质粘土；海拔 150米；地震裂度为4，处于IV类气象区；污秽等级为1 ; 土壤电阻率50 Q/m.三、负荷情况:电压负荷 名称每回最大负 荷（KW ）功率因数回路数供电方式线路长度（km ）35KV130000.831

3、架空30230000.831架空30340000.831架空25440000.831架空2510KV115000.785架空8213000.787架空10第二章：负荷分析1、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。2、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。3、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

4、较长时间停电，可用单回线路供电。4、35KV 侧：IPi = 8MW+6MW = 14MW 计及五年规划 14MW*1.276=17.86 MW2Qi=8000*0.64+6000*0.64=8960Kvar5 、 10KV 侧：IP2 = 1.5MW+1.3MW= 2.8MW 计及五年规划 2.8MW*1.276=3.57MW2Q2 = 1500*0.809+1300*0.809=2265KvarIP =2P1+ 2P2=17.86MW+3.3.57MW=19.32MW2Q= IQ1+ IQ2=8960+2265=11225Kvar17.86/0.83=21.20MVA3.57/0.78=4

5、.58MVA所以：艺S = 21.20+4.58=25.78MVA变电站用电按总负荷的 0.4%计25.78*0.4%=0.103MVA 考虑线损： 25.88*35%=0.776MW 本站总负荷为：IS=25.78+0.103+0.776=26.66MVA第三章 主变压器的选择（参考资料：电力工程电气设计手册 电器一次部分， 第五章： 主变压器选择）一、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，故主变设为两台。二、主变容量的确定1、主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考

6、虑到远期 10-20 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。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70 -80 。此变电所是一般性变电所。有以上规程可知，此变电所单台主变的容量为：S=26659*80%=21327KVA所以应选容量为 31500KVA 的主变压器。三、主变相数选择 1、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

7、输条件等因素。2 、当不受运输条件限制时，在 110KV 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。四、主变绕组数量1 )、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： K1=(16000+2800)*0.8/31500=0.4270.15中压侧： K2=16000*0.8/31500=0

8、.4060.15低压侧： K3=2800*0.8/31500=0.20.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。五、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 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。由以上知，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地方式是一个综合问题。它与电压

9、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，lc=10A ； 10KV系统；lc=30A (采用中性点不接地的运行方式)35KV ：Ic=UL/350=35*(8+6+10*2+7*2+11)/350=5.9A10A10KV：lc=10*(5*3+7*2+1.5+1.3+7*2)/350+10*(2*2

10、+3)/10=8.3A30A所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式35、10KV采用中性点不接地方式六、主变的调压方式电力工程电气设计手册（电器一次部分）第五章第三节规定：调压方式变压器的电压调整是用分解开关切换变压器的分接头，从而改变 变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压 范围通常在+5 %以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到 +30 %。对于110KV 及以下的变压器，应考虑至少有一级电压的变压器采用有载 调压。由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。七、变压器冷却方式选择参考电力工程电气设计手册（电器一次部分）第五章第四节主

11、变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环水 冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。 大容量变压器一般采用强迫油循环风 冷却方式。故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分：相数S-三相；D-单相第二部分：冷却方式J-油浸自冷；F-油浸风冷;S 油浸水冷； G 干式； N 氮气冷却；FP 强迫油循环风冷却； SP 强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是： SFSL 731500/110第四章 无功补偿装置的选择一、补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压

12、损耗， 同时对增强系统的稳定性有重要意义。二、无功补偿装置类型的选择（参考资料：教材 电力系统第五章第四节：电力工程电器设计手册电器一次部分三、无功补偿装置容量的确定（根据现场经验） 现场经验一般按主变容量的 10 -30 来确定无功补偿装置的容量。 此设计中主变容量为 31500KVA故并 联 电 容 器 的容 量 为 ： 3150KVA 9450KVA 为 宜 ， 在 此设 计中 取 12000KVA 。四、并联电容器装置的分组 （参考资料：电力工程电气设计手册电气一次部分 第九章第四节）1 、分组原则 1）、并联电容器装置的分组主要有系统专业根据电压波动、负荷变化、谐波含 量等因素确定。

13、2）、对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时投切。对于 110KV 220KV 、主变代有载调压装置的变电所， 应按有载调压分组， 并 按电压或功率的要求实行自动投切。3 ）、终端变电所的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功 损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动投切。投切任一组电容器时引起的 电压波动不应超过 2.5 。2 、分组方式1）、并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差 容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。2 ）、各种分组方式比较a、等差容量分组方式：由于其分组容

14、量之间成等差级数关系，从而使并联电容器装置可按不同投切方式得到多种容量组合。即可用比等容量分组方式少的分 组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。但会在改变容 量组合的操作过程中，会引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较 小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出 运行的可能性增加。因而应用范围有限。b 、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。c、等容量分作方式，是应用较多的分作方式。综上所述，在本设计中，无功补偿装置分作方式采用等容量分组方式。五、并联电

15、容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也采用由三角形派生出来的 双三角形。由以上可知：应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、 灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于 10KV 及以上的大容量并联电 容器组。中性点接地方式：对该变电所进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无 功功率，因此并联电容器装置装设在变电所低压侧，故采用中性点不接地方式。六、并联电容器对 10KV 系统单相接地电流的影响10KV 系统的中性点是不接地的，该变电站采用的并联电容器组的中性点 也是不接地的，当发生单相接地故障时，

16、 构不成零序电流回路，所以不会对 10KV 系统造成影响。第五章 电气主接线的初步设计及方案选择参考资料： 1、发电厂电气设备（于长顺主编）第十章2、电力工程电气设计手册 （一次部分）第二章 一、电气主接线的概况1、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，也称主电路。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

17、大影响。2 、在选择电气主接线时的设计依据1 ）、发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用2 ）发电厂、变电所的分期和最终建设规模3 ）、负荷大小和重要性4）系统备用容量大小5）系统专业对电气主接线提供的具体资料。3 、主接线设计的基本要求：1 ）、可靠性2 ）、灵活性3 ）、经济性4 、6-220KV 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。6-220KV 高压配电装置的接线方式，决定于电压等级及出线回路数。二、 110KV 侧主接线的设计110KV 侧初期

18、设计回路数为 2 回，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：（1）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；（2）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线：（3）扩建方便；（4）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。三、35KV 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 35 63KV 配电装置出线回路数为 4 8 回，采用单母分段连接，当连接的 电源较多，

19、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。四、10KV 侧主接线的设 计10KV 侧出线回路数为 12 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 6 10KV 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 采用单母分段连接五、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

20、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，投资和占地面积增大，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 侧采用单母分段连接， 10KV 侧采用单母分段连接。六、主接线中的设备

21、配置1 、隔离开关的配置（1 ）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。（2）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。（3）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。（4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中 性点则不必装设隔离开关。2 、接地刀闸或接地器的配置（1 ）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1 2 组接地刀闸或接

22、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 （2 ）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。3 、电压互感器的配置（1）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。（2 ）6220KV 电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。 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

23、的情 况和需要确定。（3 ）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。（4 ）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。（5）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。4 、电流互感器的配置（1）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。（2 ）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。

24、（3）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。（4）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。5 、避雷器的装置（1）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。（2）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。（3 ）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。（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设

25、置一台避雷器。（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器1）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。2）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。3）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。（6 ）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。（7） SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。（ 8 ） 110 220KV 线路侧一般不装设避雷器。第六章 各级配电装置的配置（参考资料：发电厂电气设备 于长顺 主编）发电厂和变电站主接线中，所装开关电器、载流导体以及保护和测量电器等 设备，按

26、一定要求建设而成的电工建筑物，称为配电装置。它的作用是接受电 能和分配电能，所以它是发电厂和变电所的重要组成部分。 一、配电装置的要求（1 ） 配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关 规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。（2 ） 保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整 齐、清晰。（3 ） 便于检修、操作和巡视。（4 ） 便于扩建和安装。（5 ） 在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。 二、配电装置的分类及使用范围配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装 置；按组装的方式，可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制 造

27、厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装 置。屋内配电装置是将电气设备安装在屋内，它的特点是占地面积小，运 行维护和操作条件较好，电气设备受污秽和气候条件影响较小；但需建造 房屋，投资较大。屋外配电装置是将电气设备装置在屋外，它的特点是土建工程量小，投资小，建造工程短，易扩建，但占地面积大，运行维护条件较差，易受污秽和气候条件影响在发电厂和变电所中，一般35KV及以下的配电装置采用屋内配电装置，110KV及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但 110KV及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，也可采用屋内配电装置。成套配电装置一般布

28、置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设 周期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造价较高。目前我国生 产的3 35KV各种成套配电装置，在发电机和变电站中已广泛应用。由以上各种方案比较得：在本设计中，10KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜35KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜110KV采用屋外半高型配电装置。第七章短路电流的目的及结果一、短路电流计算的目的在变电所和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的 目的是选择主接线，比较各种接线方案：选择电气设备，校验设备提供依据， 为继电保护整定计算提供依据等。、计算结果短路ddd)d电压1 (KA)ich(KA)1 (

29、KA)ich(KA)1 (KA)ich(KA)1 (KA)ich(KA)110kv1.1326.882.3355.9432.9037.3883.0367.27235kv3.2778.74110kv2.28022.349第八章电气设备选择一、电气设备选择的概述1、选择的原则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。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 ）、与整个工程的建设标准应协调一致。5 ）、同类设备应尽量减少种类。6 ）、选用的新产品均应具有可靠的实验数据。2、设备的选择和校验。1、电气设备和载流导体选择的一般条件（1）按正常工作条

30、件选择A.额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的 最咼运行电压UeUew.B.额定电流：所选电气设备的额定电流I。，或载流导体的长期允许电流ly,不得低于装设回路的最大持续工作电流 I max 。计算回路的最大持续工作电流 I max 时,应考虑回路在各种运行方式下的持续工 作电流,选用最大者。（2）按短路状态校验A. 热稳定校验： 当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时,其热效应不应超过允许值 , Q d W Q y , QdW I r t , t=t b+t df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

31、断路器全分闸时间。B. 动稳定校验：ichW idw, Ich W Idw,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；（3）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。二、110KV 侧断路器的选择在本设计中 110KV 侧断路器采用 SF6 高压断路器,因

32、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110KVSF 6高压断路器 的应采用LW11 -110型号的断路器。校验：LW11-110断路器的具体技术参数如下：额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳疋电流110KV123160031.5KA80KA(145)KV315040KA100KA热稳定电流（3S ）额定关合电流固有分闸时间分闸时间31.5KA(3S)80KA 40

33、msl zk4. 此断路器的额定关合电流I eg=80KAlch=7.74KA|egl ch5. 动稳定校验动稳定电流：idw=80KA ich=7.74KAidwich热稳定效应：Qd二（i2 +1012z（t/2）+l2zt）/12*t二（3.0362 + 10*3.036 2+3.036 2）/12*3=27.65KA 2Slr2t=31.5 2*3=2976.75Q d操作机构，采用气动带操动机构；由电气工程电气设备手册（上册）查得应采用CQA-1型电气操动机构。三、110KV隔离开关的选择应采用户外型隔离开关参考电气工程电气手册（上册），可知应采用 GW5-110G 高压隔离开关。

34、此隔离开关技术数据如下：额定电压额定电流动稳定电流值动稳定电流值操动机构110KV600A50KA16(4S)CS17-G72KA40(5S)校验：通过隔离开关的最大持续工作电流为 220.4KA隔离开关的额定电流为600A，大于通过隔离开关的最大持续工作电流 动稳定校验：动稳定电流：idw=50KAich=7.74KAidw 咕热稳定效应：Qd =(I 2+10I2Z(t/2) +I2zt)/12*t=(3.036 2+10*3.036 2+3.036 2)/12*5=44.4KA2SIr 2t=14 2*5=980Q d操动机构： CS17 G四、敞露母线选择(参考资料：发电厂电气设备于长

35、顺主编)硬母线一般是指配电装置中的汇流母线和电气设备之间连接用的裸硬导体。 硬母线分为敞露式和封闭式两类。1. 线材料和截面形状的选择：目前母线材料广泛采用铝材，因为铝电阻率较低，有一定的机械强度，质 量轻、价格较低，我国铝材的储量丰富。钢虽有较好的性能，但价格贵，我国 储备不多。所以只有在一些特殊场合，如工作电流较大，位置特别狭窄，环境 对铝材有严重腐蚀的情况下才用钢材。综上所述，在本设计中母线材料采用铝。硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。矩形母线散热条件好，有 一定的机械强度，便于固定和连接， 但集肤效应较大，矩形母线一般只用于 35KV 及以上，电流在 4000A 级以下的配电装

36、置中。槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在 4000 8000A 时一般才用槽形母线。管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A 及以上的大电流母线。 此外，管形母线表面光滑， 电晕放电电压高， 因此， 110KV 以上配电装置中多采用管形母线。由以上分析知：在本设计中 110KV 采用槽形母线， 35KV 、10KV 采用矩 形母线。管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热 条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置 母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散 热条件都较好，但增

37、加了配电装置的高度。综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。2. 母线截面积选择：本设计中母线的截面按长期允许电流选择。按长期允许电流选择时，所选母线截面积的长期允许电流应大于装设回路中最大持续工作电流即，Iy Imax Iy=kI yeIy 指基准环境条件下的长期允许电流K 指综合校正系数110KV 母线截面选择：Imax =1.05I e=210.8从电力工程电气手册 第八章第一节表 8-3 中查的应选用载流量为 2280(A)的双槽形母线，其参数如下： h(mm) : 75, b(mm) : 35, t(mm) : 4 , r(mm) ： 6 双槽形导体截面积 S(mm 2)：

38、 1040 ，集肤效应系数： 1.012 。35KV母线截面选择：Imax =1.051 e=1.05*31500/(31/2 *37.5)=509.1(A)10kv母线截面选择：Imax=1.05I e=1.05*31500/(31/2 *10.5)=1820.31(A)从电力工程电气手册第八章第一节 表8-3中查得应选用载流量为692(A )单条竖放的导体，导体尺寸：h*b=50*5(mm*mm)五、110KV电流互感器选择由电气工程电气设备手册(上册)中比较分析得，在本设计中宜采用LCWB 110 (W)型号的电流互感器，技术数据如下：额定电流二次组合准确级准短时热稳疋电流动稳定电流10

39、 %倍数二次负荷110KV600A0.515.8-31.6(KA)40-80(KA)P/P/P/0.5此电流互感器为多匝油浸式瓷绝缘电流互感器，其性能符合国际和IEC的有关标准，具有结构严密，绝缘强度高，介质损耗率和局部放电量低，可靠性 高以及运行维护简单方便等特点。Imax=1.05I n = 1.05Sn/(31/2Un) =1.05*31500/(31/2 *110 ) =174.1KAI e1 =300A, I e1 Imax热稳定效验：LH的热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示。热稳定倍数Kr等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(Ke1)2*t Qd (KrIe)2*t=

40、(I 热min/I e*le)2*t=(15.8) 2*1=249.64AQd=27.65 (Krlel )2tQ d 符合要求 动稳定效验： LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kr 表示。 Kd 等于内部允许通过 极限电流的峰值与一次额定电流之比。（Kd21/2|ei ） l（3）ch（Kd21/2 le1）=21/2 *40=56.56KA（ 按最小动稳定电流计算 ）ich=7.74KA/. （Kd21/2 口）咕 符合要求六、电压互感器的选择从电气工程设备手册（ 电气一次部分）中比较各种电压互感器后选择 JCC 系列的电压互感器。该系列电压互感器为单相、三绕组、串及绝缘，户外安装互感器，适

41、用于 交流 50HZ 电力系统，作电压、电能测量和继电保护用。型号含义：J:电压互感器，C:串级绝缘，C:瓷箱式。七、高压开关柜的选择近年来高压开关柜（简称开关柜）的开发和制造发展的步伐比较快。额定 电压有 3、6、10 、35KV 等多种，额定电流可达到 3150A ，开断电流可达到 50KA 。高压开关柜应实现电器和机械的“五防闭锁” ，防止误操作，提高安全可靠 性，“五防”的具体要求是：1. 防止误合、误分断路器。2. 防止带负荷分、合隔离开关。3. 防止带电挂接地线。4. 防止带接地线合闸5. 防止误入带电间隔。（一）、35KV侧高压开关柜的选择从电气工程电气设备手册（电气一次部分）第

42、11章中比较各开关柜选 择GBC 35型手车式高压开关柜。GBC 35型手车式高压开关柜系三相交流 50HZ单母线系统的户内保护 型成套装置。作为接受和分配 35KV的网络电能之用。该开关柜为手车结构， 采用空气绝缘为主。各相带电体之间绝缘距离不小于30 mm ，只有个别部位相间不足时才设置极间障。开关柜主母线采用矩形铝母线，水平架空装于柜顶， 前后可以观察。联络母线一般采用50*5铝管，呈三角形布置在柜的下部。除 柜后用钢网遮拦以便观察外，开关柜的下面，柜间及柜的两侧，均采用钢板门 或封板中以保护。GBC 35型手车式高压开关柜技术数据名称参数名称参数额定电压35KV最大关合电流42KA最高

43、工作电压40.5KV极限通过电流42KA最大额定电流1000A2S热稳定电流16KA额定断开电流16KA额定断流容量1000MVA35KV变压器出线开关柜方案选择：Imax =1.051 e=31500/3 化 *38.5=472.4A电流互感器选择主要设备：LCZ 35型电流互感器ZN 35/1000A 12.5KA 型真空断路器CD10I型电磁操作机构35KV出线开关柜方案选择：I max =S/3 1/2 U=7000*(1+5%)/0.92*31/2 *37=124A一次线路选择主要设备：LCZ 35型电流互感器避雷器选择主要设备：F2-35型避雷器、JS-2型放电记录器电压互感器选择

44、主要设备：JDJJ2-35 型电压互感器、RN2-35型熔断器有关设备校验：ZN 35/1000A 12.5KA 型真空断路器ZN 35/1000A 12.5KA型真空断路器的技术参数如下:资料参考电气工程电气设备手册表 4-3-3额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳疋电流35KV40.5KV630A8KA20KA1000A12.5KA32KA热稳定电流(2S )额定关合电流固有分闸时间生产厂家8KA20KAI ch动稳定校验动稳疋电流：idw=20KA, ich=7.74KA,idwich热稳定效应：Qd=(l2 +101 2z(t/2)+l2zt)/12*t=(3.036 2+10

45、*3.036 2+3.036 2)/12*2=18.4KA2SIr2t=82*2=128Q d校验合格LCZ-35型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册表 3-1-1查得参数额定电流比准确级准短时热稳定电流动稳疋电流20-1000/50.53 (B)13(1S)42.4(KA)(KA)上表中的动稳定电流、短时热稳定电流是在额定电流为 200KA的情况下取的热 稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示。热稳定倍数Kr等于1S内 允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(Krlel ) 2*t Qd(Krle)2*t=(l 热 min/l e)*le*t=(32) 2*2=2048A %

46、Qd=(l 2 +10I 2+I2zt)/12*t=(3.0362 + 10*3.036 2+3.036 2)/12*2=18.4KA2S(KrIe1)2tQd符合要求动稳定校验：LH的动稳定能力用动稳定倍数Kd表示。Kd等于内部允许通过极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd21/2 Iei) ich(Kd21/2 lei)=21/2 *80=113.12KA (按最小动稳定电流计算) ich=7.74KA(Kd21/2 1引)咕符合要求(二)、10KV侧高压开关柜的选择从电气工程电气设备手册(电气一次部分)第11章中比较各开关柜选 择GBC 10型手车式高压开关柜。技术数据如下:名称参数名

47、称参数额定电压3/6/10KV额定电流630/1000/2500A母线系统单母线最高工作电压3.67.211.510KV变压器出线开关柜方案选择：一次线路选择主要设备：LFS 10型电流互感器ZN3 10型真空断路器10KV线路出线开关柜方案选择：I max =S/ ( 31/2 U)=1000*(1+5%)/( 0.92*3 1/2 *11)=64.15A一次线路选择主要设备：LFS 10型电流互感器ZN3 10型真空断路器FS3型避雷器JDZ型电压互感器RN2型熔断器有关设备校验：ZN3 10型真空断路器ZN3 10型真空断路器的技术参数如下:资料参考电气工程电气设备手册表 4-3-3额定

48、电压额定电流开断电流动稳疋电流10KV630A20KA50KA1000A热稳定电流(2S )合闸时间固有分闸时间生产厂家20KA 0.1Sl ch5、动稳定校验动稳定电流：idw=50KA, ich=7.74KA,idwich热稳定效应：Qd=(l2 +10I2z(t/2)+l2zt)/12*t=(3.036 2+10*3.036 2+3.036 2)/12*2=18.4KA2Slr2t=20 2*2=800KA 2SQd校验合格LFS-10型电流互感器的校验从电气工程电气设备手册表 3-1-1查得参数额定电流比准确级准热稳定电流动稳疋电流5-1000/50.53B32(KA) (2S)80K

49、A上表中的动稳定电流、短时热稳定电流是在额定电流为200KA的情况下取的.热稳定校验：LH的热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示。热稳定倍数Kr等于1S 内允许通过的热稳定电流与一次额定电流之比。(Ke1 ) 2*tQd(Krle)2*t=(l 热 min /I e)*le*t=(32) 2*2=2048A %Qd=(I 2 +10I 2+I 2zt)/12*t=(3.0362+10*3.036 2+3.036 2)/12*2=18.4KA2S(Krle1)2tQd符合要求动稳定校验： LH 的动稳定能力用动稳定倍数 Kd 表示。 Kd 等于内部允许通过 极限电流的峰值与一次额定电流之比。(Kd2

50、1/2 lei) i(3)ch(Kd21/2le1)=21/2 *80=113.12KA ( 按最小动稳定电流计算 )ich=7.74KA(Kd21/2 1引)咕符合要求第九章 继电保护规划及整定一、主变压器保护规划与整定现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可 能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故 障和异常运行对电力系统的影响控制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、 电压等级来决定变压器保护的配置原则。变压器一般应装设以下保护：1. 变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。2. 短路保护。3. 后备保护。4. 中性点直接接地电网中的变

51、压器外部接地短路时的零序电流保护。5. 过负荷保护。一、瓦斯保护容量为 800KVA 级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故 障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时， 瓦斯保护应断开变压器各电源侧断路器。瓦斯保护装置及整定：瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的 连接管道中，油箱内的气体通过瓦斯继电器流向油枕。目前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设 计中采用开口杯式。瓦斯保护的整定：（ 1 ）、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为250 300cm 2，变压器容量在10000KVA 以上时，一般正常整定值为

52、 250cm 2，气体容积值是利用调节重锤 的位置来改变。（2）、重瓦斯保护油流速度的整定 重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为 0.6 1.5m/s ，在整定流速时均以导油 管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油速度整定为 0.6 1.5时，保护反映变压器内部故障是相 当灵敏的。但是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油 管中油流速度约为0.4 0.5。因此，本设计中，为了防止穿越性故障时瓦斯保 护误动作，可将油流速度整定在1S左右。二、纵联差动保护瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及 引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器

53、唯一的主保护，对容量较小的 变压器可以在电源侧装设电流速断保护。但是电流速断保护不能保护变压器的 全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的 全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。在本设计中，采用由BCH-2继电器起动的纵联差动保护。变压器纵联动保护参数计算结果名称各侧数值额定电压110KV38.5KV11KV额定电流31500/(3 1/2 *110)=31500/(3 1/2 *38.5)=31500/(3 1/2 *11)=165.3KA472.4KA1657.9KA电流互感器的接线方式电流互感器一次31/2 *165.3=286.3KA31/2 *472.4=818.2KA31/2 *1657.9=2871.5KA电流计算值确定保护的动作电流:(1)、躲过励磁涌流IDZ=Kk*Ie=1.3*165.3=214.89A(2)、躲过外部短路时的最大不平衡电流I DZ