35kv地方降压变电站的一次系统初步设计说明

....47/53（2011届）本科毕业设计（论文）2011年月摘要变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。本设计根据某地方的电力负荷资料，作出了该区地面35kV变电站的一次初步设计。设计说明书容包括负荷计算、主变压器选择与主接线的设计、高压电器的选择、无功补偿、变电站的防雷、继电保护等。本设计以实际负荷为依据，以变电站的最佳运行为基础，按照有关规定和规，完成了满足该区供电要求的35kV变电站一次初步设计。设计中先对负荷进行了统计，选出了所需的主变型号，然后根据负荷性质与对供电可靠性要求拟定主接线设计，考虑到短路对系统的严重影响，设计中进行了短路电流计算，在设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。此外还进行了防雷保护的设计，提高了整个变电站的安全。关键词：35kv，负荷，变电站，设计AbstractPowersystemsubstationasanimportantpartoftheentirepowersystemdirectlyaffectsthesafetyandeconomicoperation.Isthecontactbetweenpowerplantsandtheuser'spart,playaroleintransformationanddistributionofelectricenergy.Thedesignloadofaplacebasedontheinformationthedistricthasmadeapreliminaryground-35kVsubstationdesign.Designspecificationsincludeloadcalculation,themaintransformerselectionanddesignofthemainterminal,thechoiceofhigh-voltageelectricalappliances,reactivepowercompensation,thesubstationlightningprotection,protectionandsoon.Thedesignisbasedontheactualloadtothesubstationbasedonthebestruninaccordancewithrelevantregulationsandnorms,andcompletedtomeetthepowerrequirementsofthe35kVsubstationareaapreliminarydesign.

Designloadofthefirstonthestatistics,selecttherequiredtransformermodel,andthenloadthenatureandreliabilityrequirementsofthedevelopmentofthemainpowersupplywiringdesign,takingintoaccounttheseriousimpactonthesystemshort-circuit,thedesignforashort-circuitcurrentCalculatedalsointhedesignwerethemainhigh-voltageelectricalequipmentselectionandcalculation,suchascircuitbreakers,isolatingswitches,voltagetransformers,currenttransformersandsoon.Inadditiontothelightningprotectiondesign,toimprovethesecurityoftheentiresubstation.Keywords:35kv，load，transformersubstation，design目录TOC\o"1-3"\h\u15475第一章绪论1165051.1原始资料分析166331.1.1变电站的建设规模1205451.1.2电力系统与本站的连接情况1193791.1.3电力负荷水平127161.1.4环境条件1215261.2设计原则和基本要求1223241.3设计容26311第二章主变压器的选择3306152.1负荷计算396942.2主变台数的确定3232852.3主变容量的确定4226182.3.1主变压器绕组数的确定5135322.3.2主变压器相数的确定5248892.3.3主变压器绕组连接组别的确定558022.3.4主变压器冷却方式的选择515802.4本变电站站用变压器的选择625192.4.1站用变台数的确定6172022.4.2站用变容量的确定6228502.5补偿装置725370第三章电气主接线的选择8271713.1主接线的基本概述833993.1.1主接线的定义8187693.1.2主接线的基本要求8312963.1.3主接线的基本形式和特点10307183.2变电站的各侧主接线方案的拟定10199873.2.135KV侧主接线方案1069393.2.210KV侧主接线方案1220124第四章短路电流计算 1328104.1概述1374664.2短路电流的计算条件13278864.2.1短路电流计算的目的1356534.2.2短路电流计算的基本假定1338304.2.3短路电流计算的一般规定14200374.3三相短路电流计算方法14157984.3.1三相短路的有关物理量1496604.3.2无穷大容量电源系统三相短路电流计算15203014.4短路电流计算与计算结果1524479第五章导体和电气设备的选择 18127475.1电气设备选择的一般原则18295215.1.1按正常工作条件选择设备185895.1.2按短路情况进行校验18101425.2断路器和隔离开关的选择1966695.2.1主变一次侧的断路器选择参数19204895.2.2主变一次侧隔离开关选择参数20104755.2.310侧断路器选择2114625.2.410侧隔离开关21289795.2.5选择校验结果列表22165265.3互感器的选择与配置2358125.3.1电流互感器的选择2367955.3.2电压互感器的选择24172485.3.3互感器的配置2457045.3.4通常的配置要求24138315.4进线与出线的选择与校验26192855.4.1母线与电缆的选择原则26133035.4.2母线与电缆的选型26117395.4.3母线与电缆截面的选择27236825.5高压熔断器的选择与校验2855535.5.1参数的选择28304495.5.2熔体的选择28173385.5.3高压熔断器选择结果29285985.5.4高压熔断器的校验与结果表2918669第六章变电站防雷的设计31105536.1防雷保护的必要 31312796.2变电站中可能出现大气过电压的种类和防雷接线的基本方式 31206526.2.1直击雷产生的过电压 31215756.2.2雷电感应产生的过电压 31191206.2.3变电所防雷接线的基本方式 31247036.3变电站的直击雷保护 32322286.3.1避雷针装设的基本原则 32274996.4变电站入侵波的保护 32274236.4.1对避雷器的基本要求 3217536.4.2为了使避雷器可靠地保护设备必须满足的条件 33184606.4.3各种避雷器的主要应用场合 33225726.4.4变电站的进线段保护 3314564第七章继电保护的配置34324377.1概述 34259227.1.1设计依据 34311847.1.2设计规模 34212387.1.3设计原始资料 34298907.2变电所继电保护和自动装置规划 35293317.2.1系统分析与继电保护要求 35201427.2.2本系统故障分析 35317807.2.3继电保护 35100167.2.4备用电源的自动投入装置3625092结论3815356参考文献395021致403024附录41第一章绪论1.1原始资料分析1.1.1变电站的建设规模（1）类型：35KV地方降压变电所。（2）最终容量：根据电力系统的规划需要安装两台容量为6300kVA，电压为35kV/10kV的主变压器.1.1.2电力系统与本站的连接情况（1）待设计的变电站是一座降压变电站，由于某县市集城镇地方工业、民营企业、农业与村民用电负荷到4500kW以上，为提高电能质量，满足该镇地方经济发展用电的需要而建.（2）本变电站有10kV出线本期6回,35kV采用屋外配电装置,10kV采用屋配电装置。1.1.3电力负荷水平35kV母线短路容量为。LGJ—120线路的电抗为0.379Ω/km计算负荷S=4500kW1.1.4环境条件年最高温度：C，年最低温度：-C，海拔高度：200m，雷暴日数：31日/年，土质：粘土、土壤电阻率<250欧姆·米要。1.2设计原则和基本要求设计按照国家标准要求和有关设计技术规程进行，要求对用户供电可靠、保证电能质量、接线简单清晰、操作方便、运行灵活、投资少、运行费用低，并且具有可扩建的方便性。要求如下：（1)选择主变压器台数、容量和型式；（2)设计变电所电气主接线；（3)短路电流计算；（4)主要电气设备的选择与各电压等级配电装置类型的确定。1.3设计容本次设计的是一个降压变电站，有二个电压等级35kV／10kV，35kV和10kV主接线均采用单母线分段接线方式。主变压器容量为26300kVA。该变电所35kV电源线路长度为15km。10kV出线本期6回。35kV采用屋外配电装置。10kV采用屋配电装置。第二章主变压器的选择2.1负荷计算目前，负荷计算的常用方法有需要系数法、二项式系数法和利用系数法。根据已给出的系统负荷资料，现已知待建变电站各个线路侧的最大负荷功率因数以与不同负荷之间的同时系数，因此，待建变电所的计算负荷应当采用需要系数法：即将各母线用电负荷的最大负荷相加后，乘以最大负荷同时系数，得变电站各个母线上的计算负荷，其计算公式如下：总有功计算负荷为（2.1）总视在计算负荷为（2.2）、——变电所各个母线上的有功、视在计算负荷；——各个用电负荷的有功最大负荷综合；——最大负荷同时系数；——功率因数。本变电站已告知有功负荷为4500kW=P/S=4500/6300=0.714无功负荷为Q=P*=4500*0.98=4412.683KVAR2.2主变台数的确定主变压器台数的确定要依据以下原则：（1）为满足负荷对供电可靠性的要求，根据负荷等级确定变压器的台数，对具有大量一、二级负荷或只有大量二级负荷，宜采用两台与以上变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作。（2）负荷容量大而集中时，虽然负荷只为三级负荷，也可采用两台与以上变压器。（3）对于季节负荷或昼夜负荷变化比较大时，从供电的经济性角度考虑；为了方便、灵活地投切变压器，也可以选择两台变压器。同时，《电力工程电气设计手册（一次部分）》所述：（1）对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，变电所以装设两台变压器为宜。（2）对地区性孤立的一次变电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。待设计变电站由15km处的系统变电所用35kV采用屋外配电装置。10kV采用屋配电装置。由选择原则的第2点结合待设计变电站的实际情况，为提高对用户的供电可靠性，且考虑今后10-20年的发展需要，确定该变电站选用两台一样容量的主电压器。因现在此市的负荷为4300KW，所以暂时只用到一台变压器，主变压器两台互为备用。在算短路电流时，因此市现在的有功负荷只有4500kw，而一台变压器的额定功率为6300kw，因此暂时只用到一台变压器，只计算一台变压器时的短路电流，等负荷变大的时候才会用上两台主变压器。2.3主变容量的确定变压器的选择要考虑到符合将来可能增加和改造的可能性，必要时最好留有一定的富余。在负荷系数较低的场合，实际应用中一般都允许变压器超过额定负荷，并以此为峰值提供电力，而不必为短时的峰值负荷让变压器选择特别大的容量。主变容量的确定，最主要考虑以下方面：（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，并适当考虑到远期10～20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。（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站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间，保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电站，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%。（3）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。对于待建35kV变电所，由于本期工程一起上两台主变。本变电站的用电负荷为4500KW，两台主变互为备用，所以主变应该满足负荷100%的要求，根据相关规定查《电力工程电气设备手册选择》变压器的型号为:S67—6300/35表2-1变压器技术数据型号额定容量（kVA）额定电压（kV）损耗（kW）空载电流（%）连接组别阻抗电压（%）高压低压空载短路S67-6300/35630038.557400350001Ynd117.52.3.1主变压器绕组数的确定国电力系统中采用的变压器按其绕组数分有双绕组普通式、三绕组式、自耦式以与低压绕组分裂式等变压器，待设计变电所有35KV、10KV两个电压等级且是一座降压变电所，宜选用双绕组普通式变压器。2.3.2主变压器相数的确定在330KV与以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对来说投资大、占地多、运行规模也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，待设计变电所谓35KV降压变电所，在满足供电可靠性的前提下，为减少投资，故选用三相变压器。2.3.3主变压器绕组连接组别的确定变压器的连接组别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星形和三角形两种，因此对于三相双绕组变压器的高压侧，110KV与以上电压等级，三相绕组都采用“YN”连接，35KV与以下采用“Y”连接；对于三相双绕组变压器的低压侧，三相绕组采用“d”连接，若低电压侧电压等级为380/220V，则三相绕组采用“yn”连接，在变电所中，为了限制三次谐波，我们选用“Ynd11”常规连接的变压器连接组别。2.3.4主变压器冷却方式的选择电力变压器的冷却方式，随其型号和容量不同而异，一般有以下几种类型：(1)自然风冷却：一般适用于7500KVR一下小容量变压器，为使热量散发到空气中，装有片状或管型辐射式冷却器，以增大油箱冷却面积。(2)强迫油循环水冷却：对于大容量变压器，单方面加强表面冷却还打不到预期的冷却效果。故采用潜油泵强迫油循环，让水对油管道进行冷却，把变压器中热量带走。在水源充足的条件下，采用这种冷却方式极为有利散热效率高、节省材料、减少变压器本体尺寸，但要一套水冷却系统和有关附件且对冷却器的密封性能要求较高。即使只有极微量的水渗入油中，也会严重地影响油的绝缘性能。故油压应高于水压0.1～0.15Mpa，以免水渗入油中。（3）油浸自冷式冷却:随着低损耗技术的发展，采用油浸自冷式冷却的容量上限制在增加，40000KVA与以下额定容量的变压器可选用油浸自冷式冷却方式。优点是不要辅助借风扇用的电源，没有风扇所产生的噪声，散热器可直接接在变压器油箱上，也可集中装在变压器附近，油浸自冷式变压器的维护简单，始终可在额定容量下运行。(4)强迫空气冷却:又简称风冷式。容量大于等于8000KVA的变压器，在绝缘允许的油箱尺寸下，即使有辐射器的散热装置仍达不到要求时，常采用人工风冷。在辐射器管间加装数台电动风扇，用风吹冷却器，使油迅速冷却，加速热量散出，风扇的启停可以自动控制，亦可人工操作。(5)强迫油循环导向风冷却:近年来大型变压器都采用这种冷却方式。它是利用潜油泵将冷油压入线圈之间、线饼之间和铁芯的油管中，使铁芯和绕组中的热量直接由具有一定流速的油带走，二变压器上层热油用潜油泵抽出，经过水冷却器冷却后，再由潜油泵注入变压器油箱底部，构成变压器的油循环。(6)强迫油循环风冷却:其原理与强迫油循环水冷一样。(7)水冷变压器:变压器绕组用空心导体制成，在运行中将纯水注入空心绕组中，借助水的不断循环将变压器中热量带走，但水系统比较复杂且变压器价格比较高。待设计变电所主变的容量为6300KVA,为使主变的冷却方式既能达到预期的冷却效果，有简单、经济，我们选用油浸自冷式冷却。2.4本变电站站用变压器的选择2.4.1站用变台数的确定对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站具有两台主变压器和两段10kV母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站用变压器，并采用暗备用的方式。2.4.2站用变容量的确定站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有10%左右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。S站=4500/(1-10%)=5000KVA=P/S=4500/6300=0.714无功功率为Q=P*=4500*0.98=4412.683KVAR本站有许多无功负荷，离发电厂近，为了防止无功倒送也为了保证用户电压，以与提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行的无功补偿。根据设计规第3.7.1条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补偿装置，电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点不接地的星型接线。2.5补偿装置《电力工程电气设计手册》规定“对于35-110KV变电所，可按主变压器额定容量的10-30%作为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所，取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所取较高者。按照《供电营业规则》100KVA与以上高压供电用户功率因数为0.9以上，在本设计我们假设在补偿后功率因数为0.95。并联电容器容量的计算:考虑在10kV母线上利用并联电容器改善功率因数式中—负荷所需补偿的最大容性无功量，kvar—母线上的最大有功负荷，kW—补偿前的最大功率因数角—补偿后的最小功率因数角—由补偿到时，每千瓦有功负荷所需补偿的容性无功值，kvar/kW经计算得并联电容器的最小容量为2539.872kvar查《电力工程电气设备手册》可选择TBB10.5-3000/25,参数为额定电压：10.5KV总标称容量：3000KVAR第三章电气主接线的选择3.1主接线的基本概述3.1.1主接线的定义变电站的电气主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接收和分配电能的电路。主接线可分为有汇流母线的主接线和无汇流母线的主接线两大类。有汇流母线的主接线又可分为单母线接线和双母线接线；无汇流母线的主接线又可分为单元接线、桥式接线和多角接线。主接线图通常用单线表示三相，使图示简单明了。图中各电气元件应采用国家标准统一规定的图形符号和文字符号表示。3.1.2主接线的基本要求主接线应满足安全性、可靠性、灵活性、经济性和可扩展性五项基本要求。（1）安全性：必须保证在任何可能的运行方式与检修状态下运行人员与设备安全（2）可靠性：能满足各级用电负荷供电可靠性要求。对三级负荷采用单电源供电即可；对于一级和二级负荷占大多数的用户，应用两个独立电源供电；对特殊重要的一级负荷，应由两个独立电源点供电。（3）灵活性：主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。（4）经济性：在满足以上要求的条件下，力求达到最少的一次投资与最低的年运行费用。（5）可扩展性：电气主接线在设计时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地在保证供电的情况下完成过渡方案的实施。主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。（2）断路器或母线故障以与母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷全部或大部分二级负荷的供电。（3）尽量避免发电厂、变电站全部停运的可能性。（4）大机组超高压主接线应满足可靠性的特殊要求。主接线灵活性的具体要求：（1）调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以与特殊运行方式下的系统调度要求。（2）检修时，可以方便的停运断路器、母线与其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。（3）扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作最少。主接线经济性的具体要求：（1）主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关和电压互感器、避雷器等一次设备。（2）要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（3）要能限制短路电流，以便于选用价廉的电气设备或轻型电器。（4）主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。（5）经济合理的选择变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。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6-10kV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回与以上时，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35-66kV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4～8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110-220kV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3～4回时，采用单母线分段接线；出线回路数在5回与以上，或当“0—220KV配电装置在系统中居重要地位；出线回路数在4回与以上时，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，以与更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。总之，以设计原始材料与设计要求为依据，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。3.1.3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。3.2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、与经济性等基本要求，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。供电可靠性是变电站的首要问题，主接线的设计，首先应保证变电站能满足负荷的需要，同时要保证供电的可靠性。变电站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、断路器或母线故障与在母线检修时，造成馈线停运的回数多少和停电时间长短，能否满足重要的一、二级负荷对供电的要求；（3）变电站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。3.2.135KV侧主接线方案A方案：单母线接线图3-1单母线接线B方案:单母线分段接线图3-2单母线分段接线分析：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。综上所述:B方案一般速用于35KV出线为4-8回的装置中。综合比较A、B两方案,选择B方案单母线分段接线为35KV侧主接线方案。3.2.210KV侧主接线方案A方案：单母线接线(见图3-1)B方案：单母线分段接线(见图3-2)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。综上所述：B方案一般适用于10KV出线为6回与以上的装置中。综合比较A、B两方案,并考虑本变电站10KV出线为6回，所以选择B方案单母线分段.第四章短路电流计算4.1概述所谓短路，是指电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之发生通路的情况。在三相交流系统中，短路的基本类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。其中三相短路也成为对称短路，发生该种故障后系统与正常运行一样仍保持三相对称。其余三种短路属于不对称短路。电力系统的运行经验表明，不对称短路发生的概率要比对称短路的概率要大得多。在各种类型的短路中，单相接地短路占大多数，三相短路的机会最少。但是由于三相短路的短路电流最大，危害最严重；并且从计算方法上看，一切不对称短路的计算，都以对称短路计算为基础。因此，一般采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。4.2短路电流的计算条件4.2.1短路电流计算的目的短路电流计算是供配电系统设计与运行的基础，主要用于解决以下问题；（1）选择和校验各种电气设备，如断路器、互感器、电抗器、母线等；（2）合理配置继电保护盒自动装置；（3）作为选择和评价电气主接线方案的依据；（4）接地装置的设计与确定中性点接地方式。4.2.2短路电流计算的基本假定短路电流的实际应用计算中，采用以下假设条件和原则：（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一样。（3）磁路饱和、磁滞忽略不计。即系统中各元件呈线性，参数恒定，可以运用叠加原理。（4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（5）各元件的电阻比电抗小得多，可以忽略不计，所以各元件均可用纯电抗表示。（6）短路性质为金属性短路，过渡电阻忽略不计。4.2.3短路电流计算的一般规定（1）验算导体和电器动稳定、热稳定以与电器开断电流所用的短路电流，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5～10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、热稳定以与电器的开断电流一般按三相短路验算。4.3三相短路电流计算方法电力系统发生三相短路后，系统就由工作状态经过一个暂态过程，然后进入短路后的稳定状态。短路电流变化的暂态过程是很复杂的，与电源系统的容量有关。一般按无穷大容量电源系统和有限容量电源系统分别来讨论。所谓无穷大容量电源系统知识一个相对概念，指电源系统的容量相对于用户容量大得多，在发生三相短路时电源系统的阻抗远远小于短路回路的总阻抗，以致无论用户负荷如何变化甚至发生短路时，系统的母线电压都能基本维持不变。而有限容量电源系统是相对于无穷大容量电源系统而言的，其短路引起的电源母线电压的变化就不能忽略。4.3.1三相短路的有关物理量（1）短路电流次暂态值：短路电流次暂态值是指短路以后幅值最大的一个周期的短路电流周期分量的有效值。在无穷大容量电源系统中，短路电流周期分量幅值保持不变，则有（4.1）(2)短路电流稳态值：短路电流稳态值是指短路进入稳态后短路电流的有效值。无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值恒定不变，则有(4.2）(3)短路电流冲击值：短路电流冲击值，即在发生最大短路电流的条件下，短路发生后约半个周期出线短路电流最大可能的瞬时值，得(4.3）式中称为冲击系数，是一个大于1小于2的系数，一般在高压供电系统常取，故。(4)短路冲击电流有效值值：短路冲击电流有效值指的是短路后的第一个周期短路全电流有效值。对于周期分量，无论是否为无穷大容量电源系统，在短路后第一个周期都可以认为是幅值恒定的正弦量，所以有（4.4）同样，在高压系统常取，则。(5)短路功率：短路功率又称为短路容量，它等于短路电流有效值同短路出的正常工作电压（一般用平均额定电压）的乘积。在短路的实际计算中，常只用次暂态短路电流来计算短路功率，称为次暂态功率，即(4.5）4.3.2无穷大容量电源系统三相短路电流计算无穷大容量电源系统发生三相短路时，短路电流周期分量的幅值保持不变，又因为无穷大容量电源系统发生三相短路时，电源母线电压不变，则有（4.6）——计算点所在电压级的平均额定电压；——归算到电压的短路回路总阻抗。采用标幺值计算时，选定基准功率与基准电压，则(4.7）于是可得（4.8）再将求得的短路电流次暂态值分别代入式（4.3）、式（4.4）和式（4.5），可得到相应的短路电流冲击值、短路冲击电流有效值和三相短路功率4.4短路电流计算与计算结果电力系统架空线路变压器S=∞l=15KMSn=6300kw0.379Ω/kmUk％=7.5图4-1短路的计算电路图4-2短路等效电路图求各元件的电抗标么值，取=100MVA，工程上习惯性标准一般选取基准电压.断路器：Xl*=Sd/Soc=100/300=0.33线路：变压器：无限大容量电源短路电流周期分量的标么值有名值冲击电流短路全电流最大有效值短路容量K2：有名值冲击电流短路全电流最大有效值短路容量4-1三相对称短路电流计算结果汇总短路点短路电流周期分量有效（kA）稳态短路电流有效值（kA）短路电流冲击（kA）短路全电流最大有效值（kA）短路容量（MVA）K12.082.085.303.14133.33K22.842.845.233.1051.55第五章导体和电气设备的选择5.1电气设备选择的一般原则电气设备的选择是供配电系统设计的重要容之一。安全、可靠、经济、合理是选择电气设备的基本要求。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，选择合适的电气设备，尽量采用新技术，节约投资。电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不完全一样，具体选择方法也不完全一样，但其基本要一致的。电气设备选择的一般原则为：按正常工作条件下选择设备的额定电流，额定电压与型号，按短路情况下校验设备的热稳定、动稳定以与开关的开断能力。5.1.1按正常工作条件选择设备电气设备的额定电压不得低于所接电网的最高运行电压，即（5.1）电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流，即（5.2）或（5.3）5.1.2按短路情况进行校验（1）短路热稳定校验：当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电气各部件温度（或热量）不应超过允许值，即满足热稳定的条件，有（5.4）——短路电流的稳态值；——短路电流的假想时间；——设备在秒允许通过的短时热稳定电流；——设备的热稳定时间。（2）短路动稳定校验：当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的电动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件，有或(5.5）、——设备允许通过的极限电流峰值和有效值。（3）开关设备断流能力校验：对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器、熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，即或（5.6）、——三相短路电流与最大短路容量；、——断路器的开断电流与开断容量。5.2断路器和隔离开关的选择短路参数：ich=5.30kA；I"=I∞=2.08kA；Ue=35KV5.2.1主变一次侧的断路器选择参数表5-135侧断路器型号额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流额定短时耐受电流额定峰值耐受电流额定关合电流额定合闸时间全开断时时间LW8-40.535KV40.5KV1600KA25KA25KA(4S)63KA63KA0.1s0.06s（1）热稳定的校验s又＞即合格（2）动稳定的校验又即合格（3）开断能力即合格（4）短路容量即合格5.2.2主变一次侧隔离开关选择参数表5-235侧隔离开关型号额定电压kV最高工作电压kV额定电流KA动稳定电流KA热稳定电流KAGW2-35G3540.56004820（4s）（1）热稳定的校验设=0.18s又即合格（2）动稳定的校验又即合格5.2.310侧断路器选择表5-310侧断路器型号额定电压KV最高工作电压KV额定电流KA额定开断电流KA额定短时耐受电流KA额定峰值耐受电流KA额定关合电流KA额定合闸时间s全开断时间sZN28-1210126302020(4S)50500.060.03（1）热稳定的校验s又即合格（2）动稳定的校验又即合格（3）开断能力即合格（4）短路容量即合格5.2.410侧隔离开关表5-410侧隔离开关型号额定电压kV最高工作电压kV额定电流KA动稳定电流KA热稳定电流KAGN-81011.56005220（4s）（1）热稳定的校验s又即合格（2）动稳定的校验又即合格5.2.5选择校验结果列表表5-5-1序号计算参数选择LW8-40.5型校验结果项目参数项目参数1工作电压35kVU35kV合格2断流容量133.33S56000合格3动稳定校验合格4热稳定校验2500合格5开断能力2.08kA额定开断能力25kA合格表5-5-2序号计算参数选择ZN28-12型校验结果项目参数项目参数1工作电压10kVU10kV合格3断流容量51.55S6300合格4动稳定校验合格5热稳定校验1600合格6开断能力2.84kA额定开断能力20kA合格表5-5-3序号计算参数选择GW2-35G型校验结果项目参数项目参数1工作电压35kVU35kV合格2动稳定校验合格3热稳定校验1600合格表5-5-4序号计算参数选择GN-8型校验结果项目参数项目参数1工作电压10kVU10kV合格2动稳定校验合格3热稳定校验1600合格5.3互感器的选择与配置5.3.1电流互感器的选择电流互感器的选择除应满足一次回路的额定电压、额定电流、最大负荷电流计短路电流的动热稳定性外，还要满足二次回路的测量仪表、自动装置的准确度等级和保护装置10％误差曲线要求。如果容量不足，可将两个二次绕组串联。电流互感器的选择原则：按额定一次电压选择，所选电流互感器的一次额定电压必须与安装处的电网电压一致，即式中——电流互感器铭牌标出的额定电压，kV；——电流互感器安装点的额定电压，kV。5.3.2电压互感器的选择电压互感器的选择与配置，除应满足一次回路的额定电压外，其容量与准确度等级应满足测量仪表、保护装置和自动装置的要求。负荷分配应在满足相位要求下尽量平衡，接地点一般设在配电装置端子箱处。电压互感器的选择不需要进行动稳定、热稳定校验，选择应满足一下条件。（1）按额定电压选择所选电压互感器一次侧额定电压必须与安装处电网的额定电压一致，二次侧额定电压一般为100V。按额定电压选择，应满足式中——电压互感器铭牌标出的额定电压，kV；——电压互感器安装点的额定电压，kV。（2）电压互感器类型的选择根据用途和二次负荷性质，选择电压互感器的类型与二次接线方式。（3）按准确度等级选择除以上两点，选择电压互感器时还注意其准确度等级与二次负荷容量。5.3.3互感器的配置（1）电压互感器的配置在变电站的运行中，各种测量仪表与保护装置都要测量得各级的电压的数值，而且要求不受运行方式改变的影响，所以在每条母线或每段母线上，以与桥式接线的两端都必须配置电压互感器。（2）电流互感器变电站中的各种测量仪表、过流保护装置与差动保护等，都与电流互感器相连接，并且各种仪表和继电保护对电流互感器的准确度等级与接线要求不同。这样电流互感器额使用数量较多，应根据需要合理配置。5.3.4通常的配置要求（1）测量仪表和过流保护装置测量仪表和过流保护装置，要求在大电流接地系统中三相都装设电路互感器。（2）小电流接地系统测量仪表和过流保护装置，要求在小电流接地系统中两相都装设电路互感器。（3）差动保护对于差动保护，要求在大电流、小电流接地系统中都要装设电流互感器。（4）高压断路器对于高压断路器要尽量置于保护区之。（1）35kV侧电流互感器：Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=109.122(A)Ue=35KV选取：LVQB—35，600/5，0.5/D/10P（2）电流互感器参数：短时热稳定电流：31.5KA，动稳定电流：80KA动稳定校验：ich=5.30(kA)＜80kA动稳定校验合格。热稳定校验：Qd=2.08*2.08*0.5(kA2·S)Q承受=1*31.5*31.5(kA2·S)Q承受＞Qd热稳定校验合格。（3）10kV侧电流互感器：Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=381.928(KA)Ue=10KV由于10KV选用为户成套设备，所以选取和开关柜配套使用的型号：LMZ—12/1500/5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5-6电流互感器选型表安装地点型号35kVLVQB—3510kVLMZ—12/1500/5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）3-20kV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。根据上述条件，选择如下：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。35KV母线电压互感器的选择：（1）一次电压U1：1.1Un〉U1〉0.9UnU1=35kvUn=35kv（2）二次电压U2n=100/√3（3）准确等级:1级选择JDJJ-35型电压互感器,连接方式采用V/V，分段母线上安装两台。10KV母线电压互感器的选择：（1）一次电压U1：1.1Un〉U1〉0.9UnU1=10kvUn=10kv（2）二次电压U2n=100/√3（3）准确等级:1级选择JDZJ-10，连接方式采用V/V，分段母线上安装两台。表5—7电压互感器选择表安装地点型号额定电压/KV各级次额定容量/VA原线圈副线圈辅助线圈0.5级1级3级35KVJDJJ-3535/0.1/0.1/315025060010KVJDZJ-1010/0.1/0.1/350802005.4进线与出线的选择与校验5.4.1母线与电缆的选择原则敞露母线一般按下列各项进行选择和校验：（1）导体材料、类型和敷设方式；（2）导体截面；（3）机械强度；（4）电晕；（5）热稳定；（6）动稳定；电缆则按额定电压和上述（1）、（2）、（4）项与允许的电压降选择和校验。5.4.2母线与电缆的选型常用导体材料有铜和铝。铜的电阻率低，抗腐蚀性强，机械强度大，是很好的导体材料。但是它在工业和国防上有很多重要的用途，我国铜的储量不多，价格较贵，因此铜母线只用在持续工作电流大，且位置特别狭窄的发电机、变压器出线处或污秽对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所。铝的电阻率虽为铜的1.7-2倍，但密度只有铜的，我国铝的储量丰富，价格较低，一般都采用铝质材料。电缆类型的选择与其用途、敷设方式和使用条件有关。例如35kV与以下，一般采用三相铝芯电缆；110kV与以上采用单相充油电缆；直埋地下，一般选用钢带铠装电缆；敷设在高差较点，应采用不滴流或塑料电缆。5.4.3母线与电缆截面的选择除配电装置的汇流母线与较短导体按长期发热允许电流选择外，其余导体截面一般按经济电流密度选择。按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。年计算费用包括电流通过导体所产生的年电能损耗费、导体投资和折旧费以与利息等，对应不同种类的导体的最大负荷年利用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度—经济电流密度（）。部分导体的经济电流密度，见下表5-3导体的经济截面可由下式决定：式中—正常工作时的最大持续工作电流。表5-8导体的经济电流密度载流导体名称最大负荷年利用小时数3000以3000-50005000以上铜导体和母线3.02.251.75铝导体和母线1.651.150.9铜芯3.02.52.0铝芯1.61.41.2橡皮绝缘铜芯电缆3.53.12.7（1）35kV侧母线选择经济截面:设查表4-3得Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*35=1.05*4500/（1.732*35）=77.945(A)。S=Igmax/J=77.945/1.15=67.779mm2查设备手册表选择标准截面70mm2的LGJ-70钢芯铝绞线，载流量为289A（20℃,70℃）其综合矫正系数为K=0．95。校验发热条件：I=289*0.95=274.55A>Igmax=77.945(A)则发热校验满足要求。校验机械强度：查表35KV钢芯铝线的最小截面为Amin=35mm2〈A=70mm2所以机械强度满足要求。可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。（2）10kV侧母线Igmax=1.05Ie=1.05S/1.732*10=1.05*4500/1.732*10=272.806(A)查设备手册可选择LJ-95型允许载流量为341A。校验10KV母线，其综合矫正系数K=0．95。校验发热条件：Kie=0．95*341=323.95>Igmax=272.806A,；则发热条件校验合格5.5高压熔断器的选择与校验5.5.1参数的选择表5-9项目参数技术条件正常工作条件电压、电流保护特性断流容量、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、地震烈度当在屋使用时，可不校验。(1)限流式高压熔断器一般不宜使用在电网工作电压低于熔断器额定电压的电网中，以避免熔断器熔断截流式产生的过电压超过电网允许的2.5倍工作相电压。当经过验算，电器的绝缘强度可允许使用高一级电压的熔断器时，则应按电压比折算，降低其额定的断流容量。(2)高压熔断器熔管的额定电流应大于或等于熔体的额定电流。(3)跌落式熔断器在灭弧时，会喷出大量游离气体，并发出很大的响声，故一般只在屋外使用。5.5.2熔体的选择(1)熔体的额定电流应按高压熔断器的保护熔断特性选择，应满足保护的可靠性、选择性、灵敏度的要求，非自爆式熔断器都具有反时限的电流-时间特性。熔体额定电流选择过大，将延长熔断时间，降低灵敏度；选择过小，则不能保证保护的可靠性和选择性。选择熔体时，应保证前后两级熔断器之间、熔断器与电源侧继电保护间以与熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。在此前提下，当在本段保护围发生故障时，应能在最短时间没切断故障。当电网装有其他接地保护时，回路中最大电流与负荷电流之和不应超过最小熔断电流。(2)保护电力电容器的高压熔断器的熔体，在下列正常情况下不应误熔断：①由于电网电压升高、波形畸形等原因引起的电力电容器回路电流增大时。②电力电容器运行过程中的涌流。保护电力电容器的高压熔断器熔体的额定电流可按下式选择；式中——系数，对于跌落式高压熔断器，取1.2～1.3；对于限流式高压熔断器，当一台电力熔断器时，系数取1.5～2.0，当为一组电力电容器时，取1.3～1.8；——电力电容器回路的额定电流，A。(3)保护35kV与以下电力变压器的高压熔断器熔体，在下列正常情况下不应误熔断：①当熔体通过电力变压器回路最大工作电流时。②当熔体通过电力变压器的励磁涌流时（一般按熔体通过该电流时的熔断时间不小于0.5s校验）.③当熔体通过保护围以外的短路电流与电动机自起动等引起的冲击电流时。保护35kV与以下电力变压器的高压熔断器，其熔体的额定电流可按下式选择：式中——系数，当不考虑电动机自起动时，可取1.1～1.3；当考虑电动机自起动时，可取1.5～2.0；——电力变压器回路最大工作电流，A。(4)保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择，不必校验额定电流。(5)除保护防雷用电容器的熔断器外，当高压熔断器的断流容量不能满足被保护回路短路容量要求时，可在熔断器回路中装设限流电阻等措施限制短路电流。(6)对没有限流作用的跌落式熔断器，应考虑短路电流的非周期分量，用全电流进行断流容量的校验。同时，尚需用系统最小运行方式下的短路电流校验三相断流容量的下限值，以保证熔断器有足够的熔断电流。5.5.3高压熔断器选择结果表5-10高压熔断器选择结果型号额定电压(kV)额定电流(kA)断流容量S(MVA)备注KN100.51000保护电压互感器5.5.4高压熔断器的校验与结果表式中——额定开断电流——冲击电流有效值——次暂态电流有效值对于没有限流作用的熔断器选择时用冲击电流有效值校验；对于有限流作用的熔断器选择时，因为在电流过最大值之前已截断，故可不计非周期分量的影响，而采用校验。表5-11高压熔断器的校验序号计算参数选择KN型校验结果项目参数项目参数1工作电压10kVU10kV合格22.08kA额定开断电流100KA合格第六章变电站防雷的设计6.1防雷保护的必要变电站是电力系统的中心环节，在这里安装有许多重要的电气设备，如电力变压器、高压断路器等各种高压一次设备。这些设备一旦发生雷击破坏，将造成大面积的停电，同时这些设备比较贵重，损坏后修复又不很容易，会造成很大的经济损失，因此变电站的防雷保护要求十分可靠。6.2变电站中可能出现大气过电压的种类和防雷接线的基本方式6.2.1直击雷产生的过电压雷直击于变电站的电气设备，防止这种直击雷过电压的主要措施是装设专门的避雷针或是悬挂避雷线。中小型6-10变电所的建筑不高，一般均较厂房低，通常不需令装设避雷针保护。6.2.2雷电感应产生的过电压输电线路上直接落雷或由于雷电感应而产生的过电压波，沿着输电线路袭入变电所，防止侵入雷电波的保护，输电线路受直击雷后，雷电波沿导线运动至变电所，需装设阀型避雷器等保护。雷电波的危害：雷电波的电压很高，容易将变压器、断路器等电气设备的绝缘击穿。如果在电气设备附近装上避雷器，对雷电波的放电电压比电气设备绝缘的击穿电压低，所以当雷电波侵袭到电气设备的附近时，避雷器现行放电，将雷电波削弱，可以保护电气设备的绝缘免受雷电波的损坏。6.2.3变电所防雷接线的基本方式过电压波会对电气设备造成重大危害，必须加以限制。限制这种过电压波的主要方法是采用性能较好的阀型避雷器。为了使阀型避雷器不致负担过重，应在靠近变电所的一段线路上加强防雷措施，该线段就是所谓的“进线段”。阀型避雷器配合以“进线段”，是现代变电所防雷接线的基本方式。6.3变电站的直击雷保护6.3.1避雷针装设的基本原则（1）被保护设备包括露天配电装置与变电所中一些重要的隔离设备和建筑物。所有的被保护物都应该处在避雷针的保护围之，使其免遭直击雷。（2）在主控制室配电装置的房顶上不宜装设避雷针，主要原因是在这些建筑物上装设避雷针后，防止反击雷有很大困难。因在配电室上装设避雷针，落雷时屋配电装置会发生反击事故。尤其是有些变电所装用了晶体管保护装置，往往在雷直击时发生误动作。在有爆炸危险的建筑物上，严禁装设避雷针。（3）应避免逆闪络或反击。如果避雷针与被保护设备间的绝缘距离不够，就有可能在受雷击后电位升高，使避雷针对保护设备又发生放电，这种象叫做避雷针对被保护设备的逆闪络或反击。显而易见，逆闪络仍将高电位加到保护设备上，因此仍然会造成电气设备绝缘的损坏。6.4变电站入侵波的保护避雷器：变电站的雷电过电压，主要是侵入雷电波过电压，也就是线路上的直击雷或感应雷过电压行波沿导线传导至变电所，由于变配电所有大量的配电设备，侵入雷电波过电压对这些设备的绝缘构成了威胁，由雷电过电压行波行至变电所后，传输通道的特性发生变化，最明显的变化就是电气设备的波阻抗与传输线路的波阻抗不一致，使波的行为复杂化，再由于避雷针动作前后对过电压行波产生的不同作用，更使问题变得复杂化，因此对变配电所过电压与其防护的精确计算工是一个极为复杂的问题，因此这里化作定性的讨论。避雷器的作用是限制过电压以保护电器设备，它实质上是一个放电器，当雷侵入波或操过过电压超过某一电压值时，避雷器将先于与其并联的被保护设备放电，使过电压值被限制，从而使电气设备得到有效保护。6.4.1对避雷器的基本要求对于大接地电流系统，只要有一相存在工频续流，就相当于单相短路对于小接地系统，若两相或三一样时存在工频续流，则相当于相间短路，因此避雷器必须切断工频续流以消防工频短路，才能保证系统迅速恢复正常运行，因此，对避雷器有以下基本要求：（1）在过电压作用下，避雷器应该先于被保护设备放电，这主要靠两者之间的伏秒特性配合来实现。（2）避雷器应具有一定的熄弧能力，以使在工频续流第一次过零点时就能够迅速地切断工频续流。6.4.2为了使避雷器可靠地保护设备必须满足的条件（1）避雷器的伏秒特性应能与被保护设备配合，在任何过电压波形下，避雷器伏秒特性都应在被保护物绝缘伏秒特性之下。（2）避雷器的残压要低于被保护设备的冲击击穿电压。根据上面的讨论可知，一般采用阀式或金属氧化物避雷器对变电站设备进行保护，避雷器一般安装在母线上，应昼靠近变压器和其他设备，避雷器与所有被保护设备的电气距离均不能超过其最大允许值，若不能满足要求，则应增设避雷器，本设计220KV侧、110KV侧采用阀式避雷器，10KV侧采用氧化锌避雷器。6.4.3各种避雷器的主要应用场合（1）保护间隙和管式避雷器的作用是限制线路上的雷电过电压，主要用于线路的过电压保护，保护间隙主要用10KV以下低压配电网线路的保护，管式避雷器主要用于发电厂、变电站进线段保护。（2）阀式避雷器和金属氧化物避雷器主要用于发电厂和变电站中的过电压保护。6.4.4变电站的进线段保护进线段保护是指在进入变电站有1—2km这一段架空线路上加强防雷措施，因此将这段线路称为进线段。进线段保护的目的，一是要降低雷电流幅值，二是要降低雷电波陡度，因阀式避雷器的通流容量是有限的，且残压与电流大小相关，因此减少雷电流幅值很有必要，而被保护设备上电压高出避雷器的部分与雷电波陡度成正比，或者说保护最大允许距离与雷电波陡度成反比，因此降低雷电波陡度是有好处的。变电所中限制雷电入侵波过电压的主要措施是装设避雷器。（1）在变电所进出线端分别装设一组避雷器；（2）在10母线上装设一组避雷器；（3）在主变上分别装设一组避雷器；（4）该变电所进线为35双回架空线路，在距离变电所1.5围架设避雷线，提高线路耐雷水平，防止由雷击线路引起的过电压波入侵变电所。表6-2避雷器和避雷线的型号与安装点种类避雷器避雷线型号FZ-35FZ-10FCZ-35LGJ-120安装点35进线端10母线主变压器35线路第七章继电保护的配置7.1概述7.1.1设计依据（1）继电保护设计任务（2）国标GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规》。(3)《电力系统继电保护》。7.1.2设计规模本设计为35KV降压变电所。主变容量为6300KVA，电压等级为35/10KV。7.1.3设计原始资料(1)35KV供电系统图,如图1所示。(2)系统参数：供电线路：L1=L2=15km，L3=L4=15km，线路阻抗：XL=0.379Ω/km。图135KV系统原理接线图(3)35KV变电所主接线图，如附录所示(4)B1、B2主变容量、型号为6300kVA之SF1-6300/35型双卷变压器，Y-Δ/11之常规接线方式，具有带负荷调压分接头，可进行有载调压。其中Uk%=7.5。(5)运行方式：以SI、SⅡ全投入运行，线路L1~L4全投。DL1合闸运行为最大运行方式；以SⅡ停运，线路L3、L4停运，DL1断开运行为最小运行方式。(6)已知变电所10KV出线保护最长动作时间为1.5s。7.2变电所继电保护和自动装置规划7.2.1系统分析与继电保护要求本设计35/10KV系统为双电源35KV单母线分段接线，10KV侧单母线分段接线，所接负荷多为化工型，属一二级负荷居多。为保证安全供电和电能质量，继电保护应满足四项基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。7.2.2本系统故障分析（1）本设计中的电力系统具有非直接接地的架空线路与中性点不接地的电力变压器等主要设备。就线路来讲，其主要故障为单相接地、两相接地和三相接地。（2）电力变压器的故障，分为外部故障和部故障两类。·变压器的外部故障常见的是高低压套管与引线故障，它可能引起变压器出线端的相间短路或引出线碰接外壳。·变压器的部故障有相间短路、绕组的匝间短路和绝缘损坏。7.2.3继电保