kV变电所电气一次部分毕业设计

摘要本论文是110kV变电所电气一次部分设计，论证分析了某110kV变电所的电气主接线方式的各种优点，对设备的选型作了详细的说明和计算，短路电流的计算有严格的计算书。按照电网发展规律，提出了电气主接线方式应符合可靠性、灵活性、经济性的要求，设备的选择必须满足电网长远发展和各种事故条件下安全可靠运行的要求。针对该110kV变电所的要求，结合实际工作经验，本文提出了110kV母线采用单母线分段带旁路母线、35kV母线采用双母线接线、10kV母线采用单母分段的接线方式，主变采用三相三绕组变压器，110kV、35kV、10kV断路器选用SF6和真空开关，主变保护的配置按规程规定进行配置，以满足电网发展及安全稳定经济运行的需要。关键词：变电所，主接线，电网，断路器，短路电流计算，电气设备选择目录HYPERLINK\l"_Toc184696135"绪论4HYPERLINK\l"_Toc184696136"第一篇设计说明书5HYPERLINK\l"_Toc184696137"第一章变电所总体分析5HYPERLINK\l"_Toc184696138"第二章电气主接线设计6HYPERLINK\l"_Toc184696139"第一节主接线的设计原则6HYPERLINK\l"_Toc184696140"第二节110kV主接线的选择7HYPERLINK\l"_Toc184696141"第三节35kV主接线的选择8HYPERLINK\l"_Toc184696142"第四节10kV主接线的选择8HYPERLINK\l"_Toc184696143"第五节所用电设计8HYPERLINK\l"_Toc184696144"第三章负荷计算与变压器选择10HYPERLINK\l"_Toc184696145"第一节负荷计算10HYPERLINK\l"_Toc184696146"第二节主变压器选择11HYPERLINK\l"_Toc184696147"第三节所用变选择12HYPERLINK\l"_Toc184696148"第四章最大持续工作电流及短路电流计算14HYPERLINK\l"_Toc184696149"第一节各回路最大持续工作电流14HYPERLINK\l"_Toc184696150"第二节短路电流计算的目的14HYPERLINK\l"_Toc184696151"第三节短路电流计算的条件14HYPERLINK\l"_Toc184696152"第四节短路电流计算结果15HYPERLINK\l"_Toc184696153"第五章主要电气设备选择16HYPERLINK\l"_Toc184696154"第一节电气设备选择的一般原则和技术条件16HYPERLINK\l"_Toc184696155"第二节高压断路器的选择16HYPERLINK\l"_Toc184696156"第三节隔离开关的选择16HYPERLINK\l"_Toc184696157"第四节母线的选择17HYPERLINK\l"_Toc184696158"第五节绝缘子和穿墙套管的选择18HYPERLINK\l"_Toc184696159"第六节电流互感器的选择18HYPERLINK\l"_Toc184696160"第七节电压互感器的选择19HYPERLINK\l"_Toc184696161"第八节各主要电气设备选择结果一览表20HYPERLINK\l"_Toc184696162"第六章配电装置及电气总平面布置设计22HYPERLINK\l"_Toc184696163"第一节配电装置选择22HYPERLINK\l"_Toc184696164"第二节防雷设计及接地装置设计22HYPERLINK\l"_Toc184696165"第三节总平布置选择23HYPERLINK\l"_Toc184696166"第二篇设计计算书25HYPERLINK\l"_Toc184696167"第一章主变压器容量的计算25HYPERLINK\l"_Toc184696168"第二章短路电流计算26HYPERLINK\l"_Toc184696169"第三章主要电气设备计算书30HYPERLINK\l"_Toc184696170"第一节高压断路器的选择30HYPERLINK\l"_Toc184696171"第二节隔离开关的选择31HYPERLINK\l"_Toc184696172"第三节母线的选择32HYPERLINK\l"_Toc184696173"第四节绝缘子和穿墙套管的选择32HYPERLINK\l"_Toc184696174"第五节电流互感器的选择33HYPERLINK\l"_Toc184696175"第六节电压互感器的选择33HYPERLINK\l"_Toc184696176"结论34HYPERLINK\l"_Toc184696177"参考文献35HYPERLINK\l"_Toc184696178"致谢35附录：1、电气主接线图；2、10kV高压室电气平面布置图；3、LW-110断路器基础图；4、10kV开关柜安装图；5、短路电流计算图；第一篇设计说明书变电所总体分析由于某市西部地区电力系统的发展和负荷增长，拟建一座110kV变电所，向该地区用35kV和10kV两个电压等级供电。本所和电力系统中的S1、S2发电厂形成环网结构，如果本所110kV侧故障，则此环网结构就会瓦解，变成开环运行，系统之间的紧密性就被破坏，轻则影响S1、S2发电厂的出力，重则可能会引起系统的解列等严重后果。对35kV侧来讲，本所供电对象是A厂、B厂的厂区和生活区及A、B、C、D四座变电所，10kV侧供电对象是a厂、b厂、c厂、d厂、e厂、f厂、g厂的厂区和生活区及a、b、c、d四个居民区。一旦停电，就会造成地区断电、断水等后果，严重影响的人民正常生活，还将造成机器停运，整个生产处于瘫痪状态，严重影响各厂生产的质量和数量。同时还可能造成对环境的污染，因此对本所的运行可靠性必须保证。在非特殊情况下，一般不允许对它们断电。鉴于以上情况，110kV侧线路回数采用4回，其中2回留作备用，35kV侧线路回数采用8回，另有2回留作备用，A厂、B厂采用双回路供电，10kV侧线路回数采用12回，另有2回留作备用，f厂采用双回路供电，以提高供电的可靠性。出线方向：110kV向北，35kV向西，10kV向东在建所条件方面，本所地势平坦，属轻地震区，年最高气温+40℃，所最低气温-5℃，所平均温度+18℃，属于我国Ⅷ类标准气象区。电气主接线设计第一节主接线的设计原则一主接线设计的基本要求：主接线的基本要求：应满足可靠性，灵活性和经济性。（一）可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。可靠性的具体要求：1．断路器检修时，不影响对系统和负荷的供电；2．断路器和母线故障以及母线检修应尽量减少停电时间及回数，并要保证一级负荷及大部分二级负荷的供电。3．尽量避免全所停运、停电的可能性。（二）灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1．调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2．检修时，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，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量最少。（三）经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到经济合理。1．投资省（1）主接线应力求简单清晰，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、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，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。（4）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。2．占地面积小主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽量使占地面积减少。3．电能损失少经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽。为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。二主接线的设计依据在选择电气主接线时应以下列各点作为设计依据：1．发电厂、变电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（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。（2）对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证对大部分二级负荷的供电。（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。4．系统备用容量大小装有2台组级以上主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应保证该所60%的全部负荷，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。5．系统专业对电气主接线提供的具体要求。第二节110kV主接线的选择根据《变电所设计技术规程》第22条：110~220kV配电装置中，当出线数为2回时，一般采用桥形接线，当出线不超过4回时，一般采用分段单母线接线。本所远景出线为4回，符合采用分段单母线接线，，从占地面积上看，采用单母分段也是合理的。同时规程第24条规定：采用单母分段或双母线的110~220kV配电装置中除断路器允许停电检修外，一般设置旁路设施。到底选用哪种接线方式更为合理、可靠，现对这两种方案作一比较：双母接线单母分段带旁母可靠性采用双母接线，可可提高供电可可靠性，通过过两组母线隔隔离开关的倒倒换操作，可可以轮流检修修一组母线及及任一回路的的母线隔离开开关；一组母母线故障后，能能迅速恢复供供电；在运行中隔隔离开关作为为操作电器，容容易发生误操操作采用单母分段，对对重要用户可可以从不同分分段上引接，当当一段母线上上发生故障时时，分段断路路器自动将故故障段隔离，保保证正常段母母线不间断供供电。加设旁旁路母线为了了检修出线断断路器，不至至中断该回路路供电，具有有足够的可靠靠性。灵活性灵活性较高，各个个电源和各个个回路负荷可可以任意分配配到某一组母母线上灵活性高，当出线线断路器需检检修，则可由由分段断路器器来承担出线线断路器，继继续运行。经济性采用的设备也较多多（特别是隔隔离开关），投投资较多。与双母接线相比，多多用了隔离开开关，这样投投资增大，同同时所占用的的空间也较大大。发展扩建适应性向母线左右任何方方向扩建，均均不会影响两两组母线的电电源和负荷自自由分配，在在施工中也不不会造成原有有回路停电。由于接线比较复杂杂，操作不太太灵活，不利利于发展及扩扩建。由于本所和电力系统中的S1、S2发电厂形成环网结构，对本所的运行可靠性必须保证。因此经过比较后，决定采用单母分段带旁母作为110kV侧的主接线。架空线路型号选用LGJQ—300。第三节35kV主接线的选择仍从双母接线和单母分段带旁母两种方案比较，由于35kV回路较多，采用双母接线接线后，可以轮流检修一组母线及任一回路的母线隔离开关，一组母线故障后，能迅速恢复供电，各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，因此就没有必要采用增设旁母。投资也较单母分段带旁母少。因此经过比较后，决定采用双母线接线作为35kV侧的主接线。第四节10kV主接线的选择一《变电所设计技术规程》第23条：6kV和10kV配电装置中，一般采用分段单母线或单母线接线。《电气工程设计手册》1规定：6~10kV配电装置出线回路数为6回以上时，可采用单母线分段接线。本所10kV侧出线数为12回，又f厂采用双回路供电，所以采用单母分段接线方式。该方式具有较高的可靠性和灵活性，双回线路分别接到不同母线上，这样当一回故障时，另一回可继续对其供电而不至使重要用户停电。二10kV系统限制短路电流问题由于系统短路故障是比较常见的故障，短路电流的大小，直接影响电气设备的选择和系统的安全运行，所以对短路电流的限制是必要的。《规程》第26条：大容量变电所中，为限制6kV和10kV出线上的短路电流，一般采用下列措施之一：（一）变压器低压侧分列运行；（二）在变压器回路中装设分列电抗器；（三）在出线回路中装分列电抗器；（四）在出线上装普通电抗器等。第五节所用电设计一所用电源引接方式在选择所用变时一般情况下，厂家不生产110/0.4kV或35/0.4kV的双绕组变压器，又因为网络故障较多，从所外电源引接所用电源可靠性较低。这样所用电必须从主变低压侧（10kV）母线不同段上各引接一个。并要加装限流电抗器。二所用电接线《电力工程设计手册》1规定：所用变高压侧尽量采用熔断器，所用变的低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力与照明合用，且设置一个检修电源。本所站变电压等级10/0.4kV，低压侧为三相母线制运行，且0.4kV侧采用单母分段接线方式，以保证所用电的可靠性和灵活性。以维护变电所的正常运行。负荷计算与变压器选择第一节负荷计算负荷分析系统与线路参数表系统1系统2线路参数S1（MVA）Xc1S2（MVA）Xc2L1（kM）L2（kM）L3（kM）600.38800.45302025110kV侧线路回数采用4回，其中2回留作备用。35kV侧线路回数采用8回，其中2回留作备用。35kV负荷资料见下表负荷名称最大负荷MWCOS￠回路数A厂60.92B厂60.92A变电所50.91B变电所30.91C变电所2.60.851D变电所3.20.85135kV负荷同时系数为0.910kV侧线路回数采用12回，另有2回留作备用10kV负荷资料见下表负荷名称最大负荷MWCOS￠回路数a厂40.851b厂30.851c厂3.50.851d厂3.20.851e厂3.40.851f厂5.60.852g厂2.80.851a居民区30.91b居民区30.91c居民区30.91d居民区30.9110kV负荷同时系数为0.85二最大计算负荷（Sjs）的求取1．某电压级Sjs=kf（∑Pimax/cosρi）（1+α%）kf——负荷同时率（对85kV及以下负荷可取为0.85~0.9）当馈线回数小于3回，且其中含有较大负荷时可取0.95~1.0）Pimax：cosρi——各负荷的最大负荷（有功），功率因数α%——该电压级电网的线损率（暂取5%）2．全所综合最大计算负荷Sjs=kf∑Sjskf=0.85~0.93．最大计算负荷的计算过程见后计算书4．计算结果列表有：电压级容量(MVA)SjsSjs（1台）Sjs（2台）10kV45.7927.4722.935kV30.4718.315.24第二节主变压器选择一主变压器型式的选择由于本所有三个电压等级110/35/10kV，因此应采用三绕组变压器，又考虑运行的经济性和合理性，选用三相式三绕组变压器。采用三相变压器比单相变压器合理之处在于：三相变压器的损失比单相变压器平均低12~15%，同时三相变压器比单相变压器在有效材料（Fe和Cn）的重量方面可节省20%左右，而故障率则因3台单相组成一组，帮为三相一台变压器的3倍。同时就本所来说，负荷总容量不是很大，且高压侧电压级不算高（110kV），根据规程，采用三相式最为合理。本所所在的电力系系统中潮流变变化较大，电电压偏移也较较大，根据《变变电所设计技技术规程》19条：电力潮潮流变化大和和电压偏移大大的变电所，如如经计算普通通变压器不能能满足电力系系统和用户对对电压的要求求，应尽量采采用有载调压压变压器。当当电力系统运运行确有需要要时，可装设设单独的调压压变压器。同同时，有载调调压方式能在在额定容量范范围内负荷调调整电压，调调压范围大，可可以减少或避避免电压大幅幅度波动，减减小高峰、低低谷电压差，如如带有移相电电容器时还可可以充分发挥挥电容器的作作用。当然，它它与同容量的的变压器相比比，体积较大大，造价较高高，但从长远远观点看是经经济合理的。故故选用有载调调压方式。绕绕组连接方式式为Yn/Ynn0/d111。二主变中性点接地地设计1110kV侧中中性点接地方方式：在110kV及以上上电网中，绝绝缘费用在设设备总价格中中占有很大的的比重，设备备价格几乎和和试验电压成成正比，降低低绝缘水平的的经济效益很很显著。因而而着重考虑过过电压和绝缘缘水平方面的的问题。故采采用中性点直直接接地方式式。中性点直直接接地可以以使系统内部部过电压降低低20~300%，变压器可可作成分级绝绝缘，并可采采用氧化锌避避雷器作过压压保护。接地图为：235kV、100kV侧中性点接接地方式：在电压等级较低（60kV及以下）的的电网，绝缘缘费用在总投投资中所占的的比重不大，降降低绝缘水平平的经济价值值不甚显著，着着重考虑供电电可靠性的要要求，一般采采用中性点不不接地方式，但是当电电网单相接地地电容电流超超过一定数值值后，如果电电网发生单相相电弧接地，接接地电弧不易易自动熄灭，这这样其供电可可靠性就受到到影响，因此此当单相接地地电流大于下下列数值时，中中性点应装设设消弧线圈接接地。Ic≥30A（3~6kkV电网）Ic≥20A（10kV电网）Ic≥10A（20~663kV电网）本设计经过计算，35kV及10kV侧采用中性性点不接地方方式，且不需需装设消弧线线圈。三、台数的选择：：考虑到本所的负荷荷情况，重要要性以及经济济合理性，应应选定上两台台主变的设计计原则。四、主变容量选择择及校验：选主变容量时，按按最大负荷选选择和校验，再再按只上一台台主变校验，所所选主变容量量应为两台400000kVA的变压器，通通过查设计手手册，得到所所选取主变技技术参数为下下表：所选变压器型号如如下表:SFSZZ7-400000/1110±8*11.25%//38.5//10.5SFSZ7-400000/1110三相、风冷冷、三绕组、有有栽调压、设设计序号、额额定容量。额定容量kVA高压侧kV中压侧kV低压侧kV连接组调压范围400001103510Yn/Yn0/d11高压侧有载压±88×1.255%第三节所用变选选择一所用电源数量的的确定《规程》第29条条：采用整流流操作电源或或无人值班的的变电所，应应装设两台所所用变压器。并并应分别接在在两条不同母母线的电源或或独立电源上上。如能够从变电所外外引入可靠的的380V备用电源，上上述变电所可可只装设一台台所用变压器器。第30条：如有两台所用用变压器应装装设备用电源源自动投入装装置。同时《电力工程设设计手册》说说明：1）枢纽变中一般装装设两台所用用变，其他变变电所中一般般装设一台所所用变，但容容量在600000kVA以上时，应应装设两台所所用变。2）变电所中装有强强迫油循环冷冷却变压器或或调相机时，均均装设两台所所用变。因此，根据规定并并结合本所情情况，采用两两台所用变，平平常使用一台台，另一台备备用。二、所用变容量的的选择所用电负荷情况如如下表：名称容量kVA备注主变压器风扇2×10连续、经常主充硅20连续、不经常浮充硅14连续、经常蓄电池通风1.4连续、不经常蓄电池排风1.7连续、不经常锅炉房水泵1.7连续、经常载波室1.7连续、经常110kV配电装装置电源10短时、不经常110kVQF冬冬天加热1连续室外配电装置照明明10连续室内照明10连续根据所列的表格可可得出计算总总容量91.5kVA因此，本所设计两两台10kV干式变压器器，两台变压压器380V电源自动投投入装置，保保证低压母线线的可靠供电电，变压器型型号：S9-1000/10，容量为100kVVA，全所事故故照明电源由由直流电源供供给。最大持续工作电流流及短路电流流计算第一节各回路最最大持续工作作电流根据公式Igmaax=Smaax/Ue√3，可以计算算出各回路最最大持续工作作电流。其中中：Smax为所统计各各电压侧负荷荷容量，Ue为各电压级级额定电压。第二节短路电流流计算的目的的在发电厂和变电所所的电气设计计中，短路电电流计算是其其中的一个重重要环节，其其计算的目的的主要有以下下几方面：1．在选择电气主接接线时，为了了比较各种接接线方案，或或确定某一接接线是否需要要采取限制短短路电流的措措施等，均需需进行必要的的短路电流计计算。2．在选择电气设备备时，为了保保证设备在正正常运行和故故障情况下都都能安全、可可靠地工作，同同时又力求节节约资金，这这就需要进行行全面的短路路电流计算。例例如：计算某某一时刻的短短路电流有效效值，用以校校验开关设备备的开断能力力和确定电抗抗器的电抗值值，计算短路路后较长时间间短路电流有有效值，用以以校验设备的的热稳定，计计算短路电流流冲击值，用用以校验设备备动稳定。3．在设计屋外高压压配电装置时时，需按短路路条件校验软软导线的相间间和相对地的的安全距离。4．在选择继电保护护方式和进行行整定计算时时，需以各种种短路时的短短路电流为依依据。5．接地装置的设计计，也需用短短路电流。第三节短路电流流计算的条件件一基本假定短路电流实用计算算中，采用以以下假设条件件和原则：1．正常工作时，三三相系统对称称运行；2．所有电源的电动动势、相位角角相同；3．系统中的同步和和异步电机均均为理想电机机，不考虑电电机磁饱和磁磁滞、涡流及及导体集肤效效应等影响，转转子结构完全全对称，定子子三相绕组空空间相差120。电气角度度。4．电力系统中各元元件的磁路不不饱和，即带带铁芯的电气气设备电抗值值不随电流大大小发生变化化。5．电力系统中所有有电源都在额额定负荷下运运行，其中50%负荷接在高高压母线，50%负荷接在系系统侧。6．同步电机都具有有自动调整励励磁装置。7．短路发生在短路路电流为最大大值的瞬间。8．不考虑短路点的的电弧阻抗和和变压器的励励磁电流。9．除计算短路电流流的衰减时间间常数和低压压网络的短路路电流外，元元件的电阻都都略去不计。10．元件的计算参数数均取其额定定值，不考虑虑参数的误差差和调整范围围。11．输电线路的电容容略去不计。12．用概率统计法制制定短路电流流运算曲线。二一般规定：1．验算算导体和电器器动稳定、热热稳定以及电电器开断电流流所用的短路路电流，应按按设计规划容容量计算，并并考虑电力系系统的远景发发展规划（一一般为本期工工程建成的5~10年）。确定短路电流时，应应按可能发生生最大短路电电流的正常接接线方式，而而不应按仅在在切换过程中中可能并列运运行的接线方方式。2．选择导体和电器器用的短路电电流在电气连连接的网络中中，应考虑具具有反馈作用用的异步电动动机的影响和和电容补偿装装置放电电流流的影响。3．选择导体和电器器时，对不带带电抗器回路路的计算短路路点，应选择择在正常接线线方式时短路路电流为最大大的地点。4．导体和电器的动动稳定、热稳稳定以及电器器的开断电流流一般按三相相短路验算，若若发电机出口口的两相短路路或中性点直直接接地系统统及自耦变压压器等回路中中的单相、两两相接地短路路较三相短路路严重时，则则应按严重情情况计算。第四节短路电流流计算结果弄清了计算方法和和计算条件后后，就可以进进行短路电流流计算，计算算过程见计算算书。短路电流计算结果果记下表：II1*1.5363I17.713ich1(冲击电流流)19.668155ich1(全电流))11.6464II2*0.3523I25.497ich2(冲击电流流)14.017355ich2(全电流))8.3003II3*0.50134I327.567ich3(冲击电流流)70.295855ich3(全电流))41.625II4*0.00166I42.397ich4(冲击电流流)6.11235ich4(全电流))3.619主要电气设备选择择第一节电气设备备选择的一般般原则和技术术条件一电气设备选择的的一般原则1．应满满足正常运行行检修、短路路和过电压情情况下的要求求，并考虑远远景发展。2．应按当地环境条条件校核。3．应力求技术先进进和经济合理理。4．与整个工程的建建设标准应协协调一致。5．同类设备应尽量量减少品种。6．选用的新产品均均应具有可靠靠的试验数据据，并经正式式鉴定合格。7．选择的高压电器器，应能在长长期工作条件件下和发生过过电压、过电电流的情况下下保持正常运运行。二技术条件1．一般般按长期工作作条件进行选选择。2．按短路稳定条件件，进行动、热热稳定校验。3．还要考虑绝缘水水平的影响。第二节高压断路路器的选择断路器型式的选择择，除需满足足各项技术条条件和环境条条件外，还应应考虑便于安安装调试和运运行维护，并并经技术经济济比较后，才才能确定。考虑到可靠性、经经济性、方便便运行维护和和实现变电所所的无油化目目标，故在110kV侧和35kV侧采用SF6断路器，10kV侧采用真空空断路器。断路器规范的选择择按照《电力力工程设计手手册（1册）》第2559页的表4-66确定。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验断路器Uzd≥UgIe≥IgIdn≥I〃igf≥ichIt≥I∞eq\r(eq\f(tj,t))110kV、355kV和10kV侧断路器的的选择型号见见后设备表。第三节隔离开关关的选择隔离开关型式的选选择，除应满满足各项技术术条件和环境境条件外，应应根据配电装装置特点和使使用要求等因因素，进行综综合技术比较较后确定。隔离开关规范的选选择按照下表表确定1100kV侧、35kVV侧和10kVV侧隔离开关关。项目按工作电压选择按工作电流选择按断流容量选择按动稳定校验按热稳定校验隔离开关Uzd≥UgIe≥Ig———规程第条：为保证证电器和母线线的检修安全全，35kV及以上每段段母线上宜装装设1~2组接地闸刀刀或接地器。主变中性点装一组组接地闸刀，以以便于运行调调度灵活选择择接地点。各级接地刀闸的型型号见设备表表。所选隔离离开关电压等级隔离开关关型号110kVGGW4－11035kVGGW5－3510kVGGN1－10第四节母线的选选择导线应根据具体使使用情况按下下列条件选择择和校验一、型式：：载流导体一般选用用铝质材料。对对于持续工作作电流较大且且位置特别狭狭窄变压器出出线端部，或或采用硬铝导导体穿墙套管管有困难的特特殊场合，可可选用铜质材材料硬裸导体体。回路正常工作电流流在40000A及以下时时，一般选用用矩形导体，在4000－8000时，一般选用槽形导体。110kV及以上上高压配电装装置，一般采采用软导体。二按最大持续工作电电流选择导线线截面S，即Ig.mmax≤Iy式中Iy—对应于某一一母线布置方方式和环境温温度＋25℃时导体长期期允许载流量量－温度修正系数三按经济电流密度JJ选择在选择导体截面SS时，除配电电装置的汇流流母线、厂用用电动机的电电缆等外，长长度在20mm以上的导体体，其截面一一般按经济电电流密度选择择。即J－导体的的经济电流密密度。按按此条件选择择的导体截面面S，应尽量接接近经济计算算截面Sj。当无合适适规格导体时时，允许小于于Sj。四热稳定校验：按上上述情况选择择的导体截面面S，还应校验验其在短路条条件下的热稳稳定裸导线热稳稳定校验公式式式中Smin———根据热稳定定决定的导体体最小允许截截面CC——热稳定系数数——稳态短路电流（kkA）——短路电流等值时间间（S）五动稳定校验式中——作用用在母线上的的最大计算应应力σy——母线允许应力根据以上要求母线线选择如下，电压等级母线型号110kVLGJJ—30035kVLGJJ－24010kV矩形铝导体导导体尺寸1255×10第五节绝缘子和和穿墙套管的的选择一绝缘子和穿墙套套管应按所规规定的技术条条件选择，并并按环境条件件校验。《电力工程设计手手册》1规定：1．发电厂与变电所所的3~20kkV屋外支柱绝绝缘子和穿墙墙套管，宜采采用高一级电电压的产品。2．母线型穿墙套管管不按持续电电流来选择，只只需保证套管管的型式与母母线的尺寸相相配合。二型式选择：1．屋外外支柱绝缘子子一般采用棒棒式支柱绝缘缘子，屋外支支柱绝缘子需需倒装时，宜宜用悬挂式绝绝缘子。2．屋内支柱绝缘子子一般采用联联合胶装的多多棱式支柱绝绝缘子。3．穿墙套管一般采采用铝导体穿穿墙套管，对对铝有明显腐腐蚀的地区可可以例外。4．在污秽地区，应应尽量选用防防污盘形悬式式绝缘子。根据以上规定，所所造型号见设设备表。第六节电流互感感器的选择一参数选择《电力工程电气设设备手册》1对CT作如下说明明：1．CT的二次额定电流有有5A和1A两种，一一般弱电系统统用1A，强电系系统用5A，当配电电装置距离控控制室较远时时亦可考虑用用1A。2．二次级的数量决决定于测量仪仪表，保护装装置和自动装装置的要求。一一般情况下，测测量仪表与保保护装置宜分分别接于不同同的二次绕组组，否则应采采取措施，避避免互相影响响。二型式选择：35kV以下屋内内配电装置的的CT，根据安装装使用条件及及产品情况采采用瓷绝缘结结构或树脂绕绕注绝缘结构构。35kV及以上配配电装置一般般采用油浸瓷瓷箱式，绝缘缘结构的独立立式CT，常用L（C）系列，在在有条件时，如如回路中有变变压器套管、穿穿墙套管，应应优先采用套套管CT，以节约投投资减少占地地。三一次额定电流选择择：1．当电电流互感器用用于测量时，其其一次额定电电流应尽量选选择得比回路路中正常工作作电流大1/3左右，以保保证测量仪表表的最佳工作作，并在过负负荷时使仪表表有适当的指指示。2．电力变压器中性性点CT的一次额定定电流应按大大于变压器允允许的不平衡衡电流选择。一一般情况下可可按变压器额额定电流的1/3进行选择。关于CT的配置，《电力工工程设计手册册》1要求：1．凡装有断路器的的回路均应装装设电流互感感器，其数量量应满足测量量仪表，保护护和自动装置置要求。2．在未设断路器的的下列地点应应装设电流互互感器：发电电机和变压器器的中性点，发发电机和变压压器的出口，桥桥形接线的跨跨条口等。3．对直接接地系统统一般三相配配置，对非直直接接地系统统，依具体要要求按两相或或三相配置。根据以上要求，选选择的电流互互感器型号见见结果表。第七节电压互感感器的选择一电压互感器的配置置《电力工程设计手手册》1要求：1．电压互感器的数数量和配置与与主接线方式式有关，并应应满足测量、保保护、同期和和自动装置的的要求。电压压互感器的配配置应能保证证在运行方式式改变时，保保护装置不得得失压，同期期点的两侧都都有能提取到到电压。2．6~220kV电电压等级和每每组主母线的的三相上应装装设电压互感感器。3．当需要监视和检检测线路侧有有无电压时，出出线侧的一相相上应装设PT。4．当需要在3300kV以下主变压压器回路中提提取电压时，尽尽量利用变压压器电容式套套管上的电压压抽取装置。5．兼作为并联电容容器组泄能和和兼作为限制制切断空载长长线过电压的的电磁式电压压互感器，其其与电容器组组之间和与线线路之间不应应有开断点。二型式选择：1．6~~20kV配电装置一一般采用油浸浸绝缘结构，在在高压开关柜柜中，或在布布置地位狭管管的地方，可可采用树脂浇浇注绝缘结构构，当需要零零序电压时，一一般采用三相相五柱式电压压互感器。2．35~110kVV配电装置一一般采用油浸浸绝缘结构电电磁式电压互互感器。3．接在110kVV及以上线路路侧的电压互互感器，当线线路上装有载载波通讯时，应应尽量与耦合合电容器结合合，统一选用用电容式电压压互感器。4．兼作泄能用的电电压互感器，应应选用电磁式式电压互感器器。三接线方式选择：在满足二次电压和和负荷要求的的条件下，电电压互感器应应尽量采用简简单接线，电电压互感器的的额定电压选选择见下表：：型式一次电压（V）二次电压（V）第三绕组电压（VV）单相接于一次线电压上上Ux100接于一次相电压上上Ux/√3100/√3中性点非直接接地地100/√3、1100/3中性点直接接地100三相Ux100100/3准确度的确定：用用于电度计量量，准确度不不应低于0.5级，用于电电压测量不应应低于1级，用于继继电保护不应应低于3级。规程还规定：当电电容式电压互互感器由于开开口三角绕组组的不平衡电电压较高，而而影响零序保保护装置的灵灵敏度时，应应要求制造部部门装设高次次计算谐波滤滤过器。第八节各主要电电气设备选择择结果一览表表所选主要设备表：：设备110kV35kV10kV断路器LW-110LW8-35ZN28开关柜JYNII-100型手车式交交流金属封闭闭开关柜母线LGJ-300//25LGJ-240//252（125×10mmm2）矩形铝排接地器隔离开关JW1-110GG、GW4-1110DGW8-60G//400（主变中性性点）GW5-35主变高压侧引下线线LGJ-300电压互感器JCC6-1100JDJJ-35JDZJ1-100电流互感器LCWB6-1110BLCWB-1100（主变高压压侧）LCWD-60（主主变中性点）LCWB-35LZZB6-100LMZ-0.5（所所用电）绝缘子ZS-110/4400ZSW1-35//400（户外）穿墙套管CWL-10/33000注：主要设备的具具体参数见计计算书。配电装置及电气总总平面布置设设计第一节配电装装置选择1．配电装置置是发电厂和和变电所的重重要组成部分分，它是按主主接线的要求求由开关设备备、保护和测测量电器、母母线装置和必必要的辅助设设备构成用来来接受和分配配电能。2．配电装置设计原原则：高压配电装置必须须根据电力系系统条件，自自然环境特点点和运行检修修和施工方面面的要求，合合理制定布置置方案和选用用设备，积极极慎重地采用用新布置，新新设备，新材材料，新结构构，使配电装装置设计不断断创新，做到到技术先进，经经济合理，运运行可靠，维维护方便。3．配电装置应满足足以下基本要要求：1）配电装置的设计计必须贯彻执执行国家基本本建设方针和和技术经济政政策。2）保证运行可靠，按按照系统和自自然条件，合合理选择设备备，在布置上上力求整齐、清清晰，保证具具有足够的安安全距离。3）便于检修、巡视视和操作。4）在保证安全的前前提下，布置置紧凑，力求求节约材料和和降低造价。5）安装和扩建方便便。第二节防雷设计计及接地装置置设计变电所是电力系统统的中心环节节，若发生雷雷击事故，将将造成断路器器跳闸，而引引起大面积停停电，严重的的雷击过电压压将有可能损损坏主要电气气设备，而使使变电所长时时间停电，因因此变电所必必须进行防雷雷保护。变电所遭受雷害可可能来自两个个方面，雷直直击于变电所所，雷击线路路沿线路入侵侵的雷电波，对对直击雷的保保护一般采用用避雷器或避避雷线，对雷雷电侵入波的的保护，采用用母线上装装装设避雷器，设设置母线保护护段以及采取取主变保护，和和变压器中性性点保护的方方法，以限制制入侵雷电波波的幅值。一雷电侵入波保护护1．进线线段保护110kV全线架架设避雷线。2．母线上装设避雷雷器。在每个母线上都应应装一组，且且离主变近一一些，避雷器器距变压器和和其它保护设设备之间距离离不应大于其其最大电气距距离。3．变压器中性点保保护对小接地地电流系统，中中性点一般不不设避雷器，但但在多雷区或或单进线变电电所就应装设设，在中性点点直接接地系系统且变压器器分级绝缘时时，在中性点点设一个避雷雷器。根据《25项反措措》要求，中中性点放电间间隙采用水平平布置，材料料为￠14不锈钢圆钢钢。4．3~35kV配电电装置：每组母线线上都应装避避雷器。二直击雷保护直击雷保护对象是是各电压级屋屋外配电装置置以及主控室室等，在保护护时应注意以以下规定：1．110kV配电装装置在架构上上，或屋顶上上，装避雷针针或设独立针针，但当土壤壤电阻率大于于1000Ωm时，必须设设独立针，以以防止反击事事故。2．屋外变压器组合合导线母线桥桥等必须装独独立避雷针，而而不能将避雷雷针装在架构构上。3．对主控室及室内内配电装置的的保护，在雷雷电活动强的的地区应装设设独立针。若若屋顶为金属属材料，可引引至接地装置置，若屋子为为钢筋混凝土土结构，则将将钢筋焊成网网，接至接地地装置。其它它房屋结构要要设避雷带，引引至接地点。4．一般110kVV变电所装避避雷针3~5支，高度为25~35mm。为了防止避雷针与与被保护设备备或构架之间间的空气间隙隙S1L被击穿而而造成反击事事故，必须要要求SR大于一定距距离。同样为了防防止避雷针接接地装置和被被保护设备接接地装置之间间在土壤中的的间隙Scl被击穿，必必须要求大于于Scl大于一定距距离。在一般情况下，SSR不应小于5mm，Scl不应小于3mm。（本次防雷设计中中采用三极335m的避雷雷针，进行防防雷保护）。具体计算数据见下下表：编号h（m）h（x）（m）rk（m）D(m)bx(m)D12D13D23bx12bx13bx23#1#2#33515.320.3669.2574.283613.5912.4321.251030.22521.54320.38529.2第三节总平布置置选择一考虑将110kkV和35kV配电装置建建在室外，110kV变电站布置置在北部，35kV配电装置布布置在西部，主主控楼一层为为10kV配电装置室室、电容器室室、检修间等等，二层为主主控室。1．规程第104条条：控制室、配配电装置室、建建筑物出口的的门及有火灾灾、爆炸危险险的房间的门门均应向外开开。第119条：长度大大于7米的配电装置置室应有两个个出口，当长长度大于600m时，应增增加一个出口口，配电装置置室通向外面面的门应装弹弹簧琐。由于电容器易爆炸炸，固其配置置应与其它电电气设备隔开开，本次设计计采用全部装装置集于一栋栋楼，则电容容器室放在一一楼，这就要要求电容器室室必须进行防防燃、防爆处处理，建楼时时就必须考虑虑采用防燃、防防爆材料，并并采用防火门门，并向外开开，同时还要要配置灭火器器材及装置。2．电缆沟的配置规程62条：在电缆隧道或或电缆沟内，电电力电缆和控控制电缆一般般分开排列，当当布置在同一一侧时，控制制电缆应尽量量布置在电力力电缆下面，同同时电缆的路路径应为最短短。第63条：电缆沟进入建建筑物处应设设耐火隔墙。第67条：盐雾地区或化化学腐蚀地区区的电缆支架架宜涂防腐漆漆或采用铸铁铁支架等。3．总平布置应注意意线路相序的的排列《设计手册》1规规定：各级电电压配电装置置各回路的相相序排列应尽尽量一致，一一向为面对出出线电流流出出方向自左至至右，由远及及近，从上到到下，按A、B、C相序排列，对对硬导体应涂涂色，色别为为：A相黄色，B相绿色，C相红色。二布置及安装设计计的具体要求求：1．矩形形母线的布线线应尽量减少少母线的弯曲曲，尤其是多多片母线的立立弯。2．由于温度变化引引起的硬母线线伸缩，将产产生危险应力力，为此在母母线较长时，应应加装母线伸伸缩节。3．对于屋外母线桥桥，为防止杂杂物的吹落而而造成母线短短路，应在母母线上加装绝绝缘热缩套等等。4．我国北方雨水较较少，积聚在在穿墙套管上上的污秽物不不易冲刷，到到小雨或雾天天易发生闪络络，所以应设设置雨蓬。5．检修方面，1110kV屋外配电装装置的设备多多为就地检修修。第二篇设计计算算书第一章主变压器器容量的计算算一计算负荷10kV级的Sjjs为：Sjs=kf（∑∑Pimaxx/COSφ）（1+5%）=0.855(4+3++3.5+33.2+3..4+5.66+5.6++2.8+33+3+3++3)/0..8](1++5%)=445.79((MVA)35kV级的Sjjs为：Sjs=0.9(6+6++5+3+22.6+3..2)/0..8](1++5%)=330.47(MVA))二、主变容量选择择及校验：1）负荷选择：2×Se≥76..26∴Se≥38.133(MVAA)2)负荷校验(2-1)Se≥≥0.6×76.266∴Se≥45.7(MVA)3)按上一台主变时的的校验Se≥445.7((MVA)则主变应选两台容容量为40MVA的变压器.第二章短路电流流计算短路阻抗的计算查资料,阻抗取00.4Ω/km计算时，取SJ==1000MVA，UJ=UPP=115kkV，按最大运行行方式计算短路电流:I＂((3)=II∞(3)发电机:S1=6600MVAA,Xc11=0.388,S2==800MVVA,Xcc2=0.445测各元件的阻抗标标么值为:X1*=Xc1××(Sj/SSe)=0..38×(11000/6600)=00.633X2*=Xc2××(Sj/SSe)=0..45×(11000/8800)=00.56255XL1*=30××0.4×((1000//1152))=0.9907XL2*=20××0.4×((1000//1152))=0.6605XL3*=25××0.4×((1000//1152))=0.7756系统在基准值下的的阻抗标幺值值由公式XC=XCeq\f(ＳJ,SS)得到计算结结果如下表：：系统名X1*X2*阻抗值0.630.5625线路的阻抗标幺值值有公式XL=X0Leq\f(ＳJ,UP2)得到计算结结果如下表：：线路名XL1XL2XL3阻抗值0.9070.6050.756主变压器阻抗标幺幺值由公式X1=eq\f(SJ((U12+UU13-U223),200SSe)X2==eq\f(SJ(U112+U233-U13)),200SSe)X3==eq\f(SJ(U113+U233-U12)),200SSe)计算结果如下表：：XT1XT2XT32.68751.68750所用变压器标幺值值的计算如下下：XST=eq\f(SJUdd%,1000Se)==eq\f(1000××6,100××0.1)=600系统图的简化：X1=eq\f(XL1XLL2,XL1＋XL2＋XL3)=eq\f(0.9077×0.6005,0.9007＋0.605＋0.7566)=0.22419X2=eq\f(XL1XXL3,XL1＋XL2＋XL3)=eq\f(0.9077×0.7556,0.9007＋0.605＋0.7566)=0.33023X3=eq\f(XL3XXL2,XL1＋XL2＋XL3)=eq\f(0.7566×0.6005,0.9007＋0.605＋0.7566)=0.22167X4=eq\f(（XC1++X1）×（XC2+XX2*）,XC1+X1++XC2+XX2)=eq\f(（0.63+00.24199）×（0.30223+0.55625）,0.63++0.24119+0.33023+000.56225)=0.4342X5=X3＋XX4=0.22167＋0.43442=0.66509X6=eq\f(XT1,22)=eq\f(2.6875,2)=1.344375X7=eq\f(XT2,22)=eq\f(1.6875,2)=0.844375各母线处短路的计计算阻抗标么么值（115kV电压等级下下）：K1点短路时：X1jjs=X5=0..6509K2点短路时:X2jjs=X5＋X6＋X7=0..6509++1.343375+0..843755=2.83384K3点短路时:X3jjs=X5＋X6=0..6509++1.343375=1..994655K4点短路时:X44js=XX5＋X6＋XST==0.65009+1.334375++600=6601.999465各母线处短路电流流的计算：1、各母线短路时电电流的标么值值（115kV电压等级下下）：（1）K1点短路时I1*=eq\f(1,X1jss)=eq\f(1,0.65009)=1.53363（2）K2点短路时I2*=eq\f(1,X22js)=eq\f(1,2.83884)=0.35523（3）K3点短路时I3*=eq\f(1,X3jss)=eq\f(1,1.994465)=0.500134（4）K4点短路时I4*=eq\f(1,X4jss)=eq\f(1,601.999465))=0.00016612各点短路时的电流流有名值（在在不同的电压压等级下）：：（1）K1点短路时I1=I1*×eq\f(SJ,eq\r(3)××UJ)=1.53363×eq\f(10000,eq\r(3)×115)=7.7113（kA）（2）K2点短路时I2=I2*×eq\f(SJ,eq\r(3)××UJ)=0.35523×eq\f(10000,eq\r(3)×37)=5.4997（kA）（3）K3点短路时I3=I3*×eq\f(SJ,eq\r(3)××UJ)=0.500134×eq\f(11000,eq\r(3)×10.55)=27.5567（kA）（4）K4点短路时I4=I4*×eq\f(SJ,eq\r(3)××UJ)=0.0001661××eq\f(1000,eq\r(3)×0.4)=2.3997（kA）3各短路点冲击电流流的计算：（1）K1点短路时ich1=Kch××eq\r(2)×I1=2.555×7.7713=199.668115（kA）（2）K2点短路时ich2=Kch××eq\r(2)×I2=2.555×5.4497=144.017335（kA）（3）K3点短路时ich3=Kch××eq\r(2)×I3=2.555×27..567=770.295585（kA）（4）K4点短路时ich4=Kch××eq\r(2)×I4=2.55××2.3977=6.111235（kA）4各短路点全电流的的计算（1）K1点短路时Ich1=eq\r(1＋22（Kch－1）2)×I1=eq\r(2.228)×7.7113=11..6464（kA）（2）K2点短路时ich2=eq\r(1＋2（Kch－1）2)×I2=eq\r(2.228)×5.4997=8.33003（kA）（3）K3点短路时ich3=eq\r(1＋2（Kch－1）2)×I3=eq\r(2.228)×27.5567=411.625（kA）（4）K4点短路时ich4=eq\r(1＋2（Kch－1）2)×I4=eq\r(2.28)×2.3997=3.6619（kA）第三章主要电电气设备计算算书第一节高压断路路器的选择1．110kV断路器器的选择：最大一回负荷出线线及110kV主变压器侧侧的断路器Igmax=1..05Sn//√3Un=11.05*440/(√3*1100)=0.22204kAA=220..4A根据U=110kVVIgg.max＝220.44A可初步选定LW－－110／1600－31.5LW－110其性能指标标如下：型号电压（kV）额定电流（A）额定闭合电流（kkA）热稳定电流4S(kA)固有分闸时间（SS）额定开断电流（kkA）额定最大LW－110110126160080400.0431.5计算结果110126220.420.1717.257.713短路计算时:tkk=tpr++tin+tta=0.15+0..04+0..05=0.24S<11SQp=I〃2t==7.71332×0.224=14..277kAA2·SQnp=I〃2TT=7.71132×0..05=2..973kAA2·SQk=Qp+Qnnp=14..277+2.9733=17.255kA2·SS冲击电流ishh=K×EQ\R(,2)×I〃=1.855×1.4114×7.7713=200.17kAA通过和所选断路器器参数进行比比较可见满足足要求2、35kV断路器的的选择：最大一回负荷出线线及110kV主变压器侧侧的断路器Igmax=1..05Sn//√3Un=11.05*440/(√3*38..5)=6229.83AA=0.633kA根据U=35kVIg..max＝629.88A可初步选定LW88－35／2000－40LW8－35其性性能指标如下下：型号电压（kV）额定电流（A）额定闭合电流（kkA）热稳定电流4S(kA)固有分闸时间（SS）额定开断电流（kkA）额定最大LW8－353538.52000100400.0640计算结果3538.5629.814.388.1595.497短路计算时:tkk=tpr++tin+tta=0.1+0.006+0.005=0.21S<11SQp=I〃2t==5.49772×0.221=6.3346kA22·SQnp=I〃2TT=5.49972×0..06=1..813kAA2·SQk=Qp+Qnnp=6.3346+1.8133=8.1599kA2·SS冲击电流ishh=K×EQ\R(,2)×I〃=1.855×1.4114×5.4497=144.38kAA通过和所选断路器器参数进行比比较可见满足足要求3、10kV断路器的的选择：考虑一台主变停运运，另一台主主变过负荷10%，且带此段段母线负荷的的50%~880%，由于两段段负荷基本平平衡，此处取取为60%。则Igmax=1..05×[（1.1Se）/√3Ue]××0.6=11.05×[[（1.1×440000）/√3×11]]×0.6==1385..7（A）查资料选择ZN228型DL，Ic=20000A，Iedw==31.5kkA，Ieghmax==79kA，由于Igmax＜Ie，DL的其它参数数同上，且它它们的工作条条件基本相同同，只是tbz减小为1.5（S），则热稳稳定条件必能能满足，故满满足要求。第二节隔离开关关的选择1110kV隔离离开关的选择择：查表选GW4-1110其技术参数数如下：UeIeidwIrw4S操动机构型号110kV630A50kA20kACS-G校验：Uymaxx=126kkV＞Uymaxx=115kkVIee=630AA＞Igmaxx=220..4A故选选择GW4-1110满足条件.235KV隔离开开关的选择：：查表选GW5-335其技术参数数如下：UeIeidwIrw4S操动机构型号110kV1250A50kA20kACS-G校验：Uymaxx=126kkV＞Uymaxx=115kkVIe