35kV洲瑞变电站设计

kV洲瑞变电站设计摘要随着我国的国民经济和科学技术的快速发展，如今城镇和附近农村地区的电力需求不断增长。这对变电站的主要布线形式和配套设备提出了更高的要求。同时，变电站还必须可靠、经济合理地运作，以满足人们对电能的基本需求。为了满足城市和附近农村经济发展的需要，以及对供电需求的大量增加，计划在大埔洲瑞设计一个新的35kV变电站。本文主要概述了大埔洲瑞35/10kV变电站设计的基本过程和基本方法。首先，根据大埔洲瑞的电力负荷和地理环境条件，确定变电站的类型，并在选择变电站的位置时要注意的地方；其次，根据南方电网的建设和洲瑞的供电需求，我们要计算供电负荷和主变压器的选择，特别是主变压器的容量和型号。其次是电气主接线的设计，我们知道电气主接线是变电站电气部分的主体，同时也是电力系统的重要组成部分，它会直接影响电源的可靠性，经济性和灵活性，电能质量，继电保护，和二次布线；然后，针对35kV变电站进行短路电流计算和电气设备选择。短路电流是设备选择的基础，设备会根据短路电流进行设置和调整；最后，针对短路电流对继电器保护，防雷设施和接地设备等设备进行了最佳配置。关键词：变电站；主接线；主变压器；短路电流计算ABSTRACTAsthenationaleconomyandscientificandtechnologicaldevelopment,ruralandnearthetownofgrowingdemandforelectricity,whichsubstationonthemainformofwiringandancillaryequipmentahigherdemand,italsorequiresthesubstationtoreliable,Theeconomy,areasonableoperation,meetthebasicneedsofelectricity.ThispaperismainlydirectedagainstwhiteDuzhen35/10kVsubstationdesign,outlinedthebasicdesignofthesubstationprocessandbasicmethods.FirstintroducedsubstationdesignshouldpayattentiontotheareasunderwhiteDuzhenfollowedbytheoriginaldataloadcalculationandcapacityofthemaintransformeranditschoicetodeterminethemaintransformercapacityandmodels;followedbythemainelectricalwiringdesign,electricalwiringisthemainelectricalsubstationThemaindesignandoperationofthesubstationreliability,economicrequirements,andmorecloselyrelatedtothe35kVsubstationandthendoashort-circuitcurrentcalculationandelectricalequipmentchoice,short-circuitcurrentisbehindtheselectionofequipmentandprovidesabasisunderthecurrentcanshort-circuitThewholesetequipmentandcalibration;lastforashort-circuitcurrentprotectionandsubstationfacilitiesandtheminegroundingdevices.Keywords:substation；mainwiring；maintransformersubstation；short-circuitcurrentcalculation目录TOC\o"1-3"\h\u前言 61变电站型式选择及建设规模 61.1变配电所型式的选择 61.2设计的适用范围及建设规模 71.3设计内容 71.4选址条件 71.4.1变电站选址应满足的要求 71.4.2自然条件 72负荷计算及变压器选择 82.1负荷计算 82.1.1原始资料 82.1.2负荷计算 82.2功率的补偿计算 81补偿前的功率因数 82补偿后的功率因数 92.335KV主变压器台数和容量的选择 92.4站用变压器 103电气主接线的设计 103.1主接线的基本要求 103.235kV变电站的主接线 113.310kV电气主接线 133.4站用电接线 154短路电流的计算 164.1各回路最大持续工作电流 164.2短路电流计算的目的及一般规定 164.2.1短路的原因 164.2.2短路的种类 164.2.3研究短路的目的 164.2.4进行短路计算的基本假设 174.3短路电流计算 174.3.1短路计算的步骤 174.3.2基准值的选取与计算 174.3.3各元件相对电抗的计算 184.3.4短路电流的计算 195电气设备的选择 215.1电气设备选择的一般原则 215.1.1电气设备选择的一般原则 215.1.2技术条件 215.1.3校验的一般原则 225.2高压断路器 225.3隔离开关的选择 255.4绝缘子和穿墙套管的选择 265.5高压熔断器 265.6电流互感器 275.7电压互感器 285.810kV侧电气设备的选择 295.9母线的选择 315.9.135kV母线的选择 315.9.210kV母线的选择 326变电站继电保护与整定 336.1继电保护的基础 336.1.1继电保护的任务 336.1.2继电保护的组成及工作原理 336.1.3继电保护的基本要求 336.2变电站继电保护配置 346.2.135kV进线保护 356.2.235kV母联开关保护 366.2.3主变压器保护 366.2.410kV母线保护 396.2.510kV出线保护 407变电站的防雷措施及接地装置 417.135kV和10kV线路的防雷 417.2变电站直击雷保护 417.3接地装置 427.3.1接地的分类 427.3.2接地装置的布置 42结束语 43致谢 44参考文献 45前言本文基于大埔县洲瑞镇35kV变电站的工程建设和实际运行要求。本文设计的变电站是小型化的变电站，主要适用于广大乡镇的供电。在电网建设和配电过程中，变电站起着关键作用。因此，制定良好的电力发展规划，加强电网结构建设，具有十分重要的意义。合理的变电站不仅可以充分满足当地的供电需求，而且可以有效减少投资和资源浪费。随着我国国民经济和科学技术的快速发展，城镇（大埔县洲瑞镇）及附近乡镇的用电需求不断增长，对变电站的主要布线形式和配套设备提出了更高的要求。同时，还要求变电站可靠，经济，合理地运行，以满足人们对电能的基本需求。为了满足城市负荷的不断增长的需求，提高供电的可靠性和用户的电能质量，并迫切需要增加供电能力，计划设计一个新的35kV大埔县洲瑞变电站，建设规模使用单母线段布线的2台主变压器和35/10kV的电压水平，架空线中的2线；10kV母线采用单母线分段布线，带有8条引出线。本论文共分七章，第一章为变电站型式选择及建设规模；第二章为负荷计算及变压器选择；第三章为电气主接线的设计；第四章为短路电流计算；第五章为电气设备的选择；第六章为变电站继电保护与整定；第七章为变电站的防雷措施及接地装置选择。1变电站型式选择及建设规模1.1变电站型式的选择35/10kV变电站分为室内型和室外型。根据大埔县洲瑞镇的用电负荷和地理环境条件，35/10kV变电站是户内型，它操作维护方便，占地面积小。1.2设计的适用范围及建设规模本文设计的35kV变电站是一种小型变电站，主要适用于城镇和农村地区的供电。建设规模为2条架空引入线，使用单总线布线；10kV母线，采用单条母线分段布线，带有8条引出线。可以根据需要分阶段进行建设，可以适当选择初始项目的建设内容。1.3设计内容各级电力变压器和电压分配装置，无功补偿并联电容器装置，变电站设备，接地设备，继电保护和自动设备的布置及安装和接线。1.4选址条件1.4.1变电站选址应满足的要求（1）要遵守网格面积图并靠近负载中心。（2）要节约土地，不占土地或少占耕地，特别是不占经济效益高的土地。（3）要配合当地乡镇规划，方便架设供电线路。（4）要交通便利的地方。（5）要位于污染源受影响最小的地方。（6）要具备适当的地质，地形和地形条件。（7）变电所内部的地面应比自然地点的海拔高0.3〜0.5m。（8）变电站要考虑水源和排水条件。（9）要考虑变电站与周围环境及邻近设施之间的相互作用。1.4.2自然条件梅州市大埔县周瑞镇位于大埔县西北部，汉江上游。丘陵地带占80％。俗话说“八山一水一分田”。它属亚热带季风气候，年平均温度为22.1°C，一月最冷的平均温度为10.9°C，七月最热的平均温度为28.8°C，最高温度为39.6°C，最高温度为-7.1°C，无霜期三百零五天，年平均降雨量一千一百七十二点三mm，降雨主要集中在四月至九月。2负荷计算及变压器选择2.1负荷计算2.1.1原始资料（1）将要建造的35kV变电站与21公里外的电力系统相连。（2）拟建的35kV变电站的年负荷增长率为6％，并考虑了总设计负荷的五年发展计划。（3）区域温度：1）年最高温度为39.6℃，年最低温度为–7.1℃。2）年平均气温为22.1℃。3）拟建变电站各电压等级的负荷数据如下：表2-110kV负荷数据出线601线602线603线604线605线606线607线608线最大负荷（MVA）0.911.111.51.50.81.2COSФ0.90.90.90.90.90.90.90.9同时率0.80.80.80.80.80.80.80.82.1.2负荷计算它的有功功率的计算负荷是：（2.1）它的无功功率的计算负荷是：（2.2）它的视在功率的计算负荷是：（2.3）而式中是各线路有功功率总和而—同时系数我们看它的计算2.2功率的补偿计算(1)补偿前的功率因数是：==7.2/7.72=0.93（2）补偿后的功率因数一般而言，10kV母线的功率因数一般应≥0.95，在设计中可以控制在0.95-0.97之间，因此在设计中，补偿后的10kV母线的功率因数是0.96，即=0.96，则可以得到=0.29。已知补偿前的10kV母线的功率因数=0.93，根据公式可得出=0.39：=0.75×7200=5400kW=5400×（0.39－0.29）=540kvar其中：—是它的平均负荷系数，我们取为0.75（一般为0.65—0.85）；—是它的变电站10kV母线上补偿前的一种计算负荷系数。—是补偿容量；—是补偿前功率因数角；—是补偿后功率因数角。10kV侧将使用单条母线分段接线方法来解决，因此，应将所选的电容器柜分成两组并安装在两个母线段上，要平均分配，因此电容器柜的数量要为偶数。首先，选择单个电容器柜的容量，然后根据公式选择数量。计算公式为：，其中为单个电容器柜的容量，此处为BGM10.5=100kvar—100-1W型电容器柜。我们计算电容器柜的数量选择为：=540/100=5.4我们所以选用12台电容器柜进行补偿，=6。而实际补偿容量是：=×=600kvar而折合的计算容量是：=/=600/0.75=800kvar2.335KV主变压器台数和容量的选择（1）我们在变压器容量和数量的选用上一定要综合考虑洲瑞镇的用电需求及增长率，负荷的性质，供电环境和当地经济发展等方面的因素；（2）使用三相变压器，要根据当地经济发展速度在5-10年后的预计用电需求选择变压器容量，提示要预留部分余量（15％-20％）；（3）本设计中的变电站配要有两个主变压器。特别是当其中一个断开时，另外一个主变压器的容量要能确保不影响满载电源的70％-80％；（4）变压器的过载能力应符合运行方式；（5）本设计中的变压器有功，无功损耗计算不大，因为比例很小，现场考虑的容量裕度比较大。我们根据总负荷来考虑5年发展规划得==9.85MVA当一个主变压器断开连接时，另一主变压器的容量应确保满载电源的70％-80％不受影响。可以看出，主变压器的容量为10MVA，型号为SZ9-10MVA/35，接线组为Y，d11，它的电压比为，阻抗电压是。2.4站用变压器我们要设置了两个供站点使用的变压器，它的每个变压器的额定容量为50kVA。而这两个站的变压器安装在高压室的开关柜中，我们要选择了10KV三相干式变压器，型号是：SC8-50/10，接线组为Y，yn0。3电气主接线的设计3.1主接线的基本要求（1）它的安全性：在任何运行模式和大修状态下，必须保证人员和设备的安全。（2）它的可靠性：它是根据变电站的性质，在系统中的位置和作用以及负荷分布来确定的。在正常情况下，我们分析并比较了以下几点：例如，当断路器断电进行维护时，线路电源不会中断；受设备故障影响的用户范围和时间；（3）它的灵活性：改变操作模式很方便，可以满足快速断开故障设备的要求，并减少用户的停电时间和范围。通常通过在主配线中输入和移除某些电气部件来实现操作模式的改变，这主要体现在正常操作或故障条件下操作模式的快速变化以满足正常操作灵活性的要求，为了满足输电线路的要求，变压器和开关柜在停电期间便于维护或更换设备，并具有事故处理的灵活性。（4）它的经济性：应能满足最低投资要求和年运营成本的要求，使总经济效益最佳。（5）具有扩展的可能性：由于其所在乡镇的工农业快速发展，电力负荷逐年增加。因此，它需要满足未来转型和扩展的可能性。3.235kV变电站的主接线35kV电压等级电路有2个回路，采用单母线或桥式连接，以确保其供电的可靠性和灵活性。桥式布线可分为内桥，外桥和全桥三种方式，因此有五种方案，但由于全桥布线需要大量的设备，大量的投资和大的面积，因此不予考虑。选取方案1使用单总线接线。如图3-1图3-1单母接线它的优点是：布线不复杂，更简单，更清晰，使用的设备更少，成本更低，易于操作和扩展。它的缺点是：灵活性和可靠性差。特别是当断路器拒绝操作或母线和母线隔离开关发生故障或检修时候，而且所有电路都必须断电。它的应用范围是：通常用于容量小，电路少，对灵活性和可靠性要求不高的小型b变电站。我们采取的方案2是：一般情况下是采用单母线分段接线如图3-2图3-2单母分段接线它的优点是：布线不复杂，更简单，更清晰，使用的设备更少，成本更低，易于操作和扩展。与单总线连接相比，在总线上添加分段断路器后，当其中一根总线发生故障或处于维护期间时，可以确保无故障总线继续供电，并提高电源的可靠性。它的缺点是：当其中一个母排发生故障或在维护期间，与母排相连的所有电路都将断电。它的应用范围是：具有两个电源电路，一个和两个传输电路以及两个变压器的变电站。我们采取的方案3是：采用内桥接线如图3-3图3-3内桥接线它的优点是：他的接线简单明了，而断路器数量少，特别是四个部件只使用三个断路器，既节省了投资，又方便了设备的开关操作。线路发生故障时，仅断开故障线路断路器，其他线路和变压器均不受影响。其缺点是：（1）变压器的开关操作需要两个断路器的操作，接线更加复杂，不利于操作，容易引起误操作事故。当变压器发生故障时，两个断路器都将运行，这将导致非故障电路断电。（2）对桥式断路器进行大修时，需要将两个电路分开操作。适用范围：通常适用于变压器不频繁开关，线路长，故障率高的变电站。我们采取的方案4是：采用外桥接线如图3-4图3-4外桥接线外部桥式连接主要用于变压器输入和拆卸操作更为频繁且桥式断路器具有交叉电源的情况。这种类型的连接需要与单总线连接相同数量的断路器，因此在实际项目中很少使用。这四种接线方式可以适应操作方式的变化。最初设计的变电站是一种容量小，电路少的小型变电站。从以上分析可以看出，35kV母线适用于单母线接线。3.310kV电气主接线最初设计的10kV出线有八条线。根据以上分析，可以看出，最初设计的10kV母线适用于单母线分段布线。而10kV单母线分段接线我们看图3-5图3-5单母分段接线3.4站用变接线本设计中的两个站使用可变接线方法，该方法高度可靠，简单且灵活，并节省了投资。使用下表分析哪种接线方法合适。表3-2主接线方案比较表方案1单母分段接线方案2单母接线技术性分析1.不会造成全所停电1.简单清晰、操作方便、易于发展2.调度灵活2.可靠性差、灵活性差3.保证对重要用户的供电4.任一断路器检修，该回路必须停止工作5.扩展时需向两个地方均衡发展经济性分析占地少、设备少设备少、投资小我们通过上表分析不难看出，方案1明显比方案2的优势大，所以说本设计我们优先选用方案1。4短路电流的计算4.1各回路最大持续工作电流我们根据公式（4.1）而式中是表示所统计各电压侧负荷容量而是表示各电压等级额定电压而是表示最大持续工作电流=/则：10kV:=7.72MVA/×10kV=445A35kV:=10MVA/×35kV=165A4.2短路电流计算的目的及一般规定4.2.1短路的原因所谓短路是指在带电部分和大地之间或电源系统中不同相之间出现路径的情况。发生短路的主要原因是：绝缘材料老化，设备缺陷，操作人员检查和维护不当，操作人员非法操作，恶劣天气，线路断开和电线杆坠落事故引起的雷电过电压以及预防小动物的措施不足。4.2.2短路的种类三相电源系统中的短路类型有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地。三相短路必定是对称短路，而两相接地短路和单相接地短路通常称为非对称短路。我们看到在这些类型的短路中，三相短路会导致最严重的后果。非对称短路电流的计算要用三相短路电流的计算。4.2.3研究短路的目的为了限制短路的危险并且减小故障影响的范围，我们在变电站和供电系统的设计和运行过程中，一定要使用短路电流计算来解决以下技术问题：（1）要为电气设备的选择提供依据。（2）要在继电保护装置的选择和设定计算中，一定要以以各种短路时的短路电流为基础，以便迅速正确地消除短路故障。（3）要根据短路电流的计算结果，特别是确定是否需要采取措施限制短路电流。（4）要确定合理的主接线方案及主操作模式。4.2.4短路计算的基本假设我们看电源系统短路的物理过程非常复杂，影响它的因素很多。我们为了简化分析和计算，一定要采取一些合理的假设以满足工程计算的要求，通常采用以下基本假设：（1）在电力系统中每个元件的磁路往往是不饱和，每个元件的电抗值元素与当前无关。（2）忽略每个元件的电阻，但是在计算衰减时间常数时，不能忽略该电阻。（3）忽略短路点的相间电阻和接地电阻，通常将其计算为金属短路。（4）电力系统在正常运行期间是三相对称的。关于以上假设，我们必须注意其适用条件并分析具体问题。4.3短路电流的计算4.3.1短路计算的步骤（1）要设置参考容量和参考电压，并计算短路点的参考电流（2）要计算每个主要组件的单位值电抗在短路电路中（3）要绘制短路回路的等效电路，同时要根据阻抗串联和并联方法计算等效阻抗，简化电路，最后要计算短路回路的每单位值总电抗4.3.2基准值的选取与计算我们要根据原始设计资料，取：而它的基准容量：=100MVA而35kV母线基准电压：=35kV我们要计算===1.65kA它的10kV母线基准电压：=10kV则===5.77kA我们得出最大运行方式下系统标么电抗：=0.18我们得出最小运行方式下系统标么电抗：=0.264.3.3各元件相对电抗的计算（1）35kV架空进线线路相对电抗我们看到两回进线的距离均为4，它的取架空线路的=0.4，=4，则：=/=0.4×4×100/=0.13（4.8）（2）变压器相对电抗我们看到变压器的主要参数为：=10000kVA，=7.5则：====0.75（4.9）（3)10kV架空线路取一出线，距离为4，=0.4，则：=/=0.4×4×100/=1.6我们计算阻抗图如图3-135kV35kV10kV0.130.750.751.6图4-1阻抗图4.3.4短路电流的计算（1）k1点短路1）它的最大运行方式它的系统总相对电抗它的短路电流相对值=1/0.31=3.22它的实际短路参数kAkA2）它的最小运行方式它的系统总相对电抗=0.26+0.13=0.39它的短路电流相对值1/0.39=2.56它的实际短路参数kA（2）k2点短路1）它的最大运行方式它的系统总相对电抗它的短路电流相对值它的实际短路参数kAkA2）它的最小运行方式它的系统总相对电抗=0.26+0.13+0.75/2=0.815它的短路电流相对值kA它的实际短路参数（3）k3点短路1）它的最大运行方式它的系统总相对电抗它的短路电流相对值它的实际短路参数kAkA2）它的最小运行方式它的系统总相对电抗=0.26+0.13+0.75/2+1.6=2.415它的短路电流相对值kA它的实际短路参数它的短路电流计算结果如下表表4-1短路电流计算结果短路点位置短路点编号最大运行方式短路点平均工作电压U（Kv）稳态短路电流有效值I（kA）短路电流冲击值i（kA）35kV母线最大375..3113.54最小373.9910Kv母线最大10.58.4221.47最小10.56.0510kV架空线最大10.52.526.43最小10.52.055电气设备的选择5.1电气设备选择的一般原则我们在电气设备的选择时一定要根据环境条件和电源要求确定其类型和参数，以确保电气设备在正常运行期间安全可靠，在发生故障时不会损坏，并注意节约当技术合理时。还应基于产品的生产状况和供应能力，并在条件允许的情况下优先使用先进的设备。5.1.1电气设备选择的一般原则（1）一定要能满足正常运行和故障条件的要求。（2）一定要检查安装地点和当地环境条件。（3）一定要力争技术先进，经济合理。（4）要尽量减少同类设备的种类。（5）一定要与整个项目的建设标准保持一致。（6）我们所有选定的新产品均一定要具有可靠的测试数据并进行正式检查。5.1.2技术条件我们所选择的高压电气设备一定要确保其能够承受流动的电流和所施加的电压，并保持正常运行。（1）我们知道电压所选电气设备的最大允许工作电压是Umax，它一定不能低于其安装电网的额定电压U，即Umax>U（2）我们电流选择的电气设备的额定电流IN电气设备一定不能低于其在各种可能的运行模式下所处电路的连续工作电流Ig，也就是说IN>Ig5.1.3验证的一般原则（1）选择电气设备后，应考虑其动态和热性能。应根据三相短路过程中通过的最大短路电流来检查设备的稳定性。（2）用保险丝保护的电气设备可能不是热稳定的。（3）短路的热稳定性条件我们看—是表示在计算时间ts内，短路电流的热效应（kA2S）而—是表示t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA2S）而T—是表示设备允许通过的热稳定电流时间（s）而校验短路热稳定站用的计算时间Ts按下式计算而式中—是表示继电保护装置动作时间内（S）—是表示断路的全分闸时间（s）（4）动稳定校验电气设备在短路中承受最大电动势的能力称为动态稳定性。它满足动态稳定性的条件是： 上式中我们看到：，——是表示短路冲击电流幅值及其有效值。，——是表示允许通过动稳定电流的幅值和有效值（5）绝缘水平：电气设备的绝缘等级一定要通过短期（1分钟）工频耐受电压测试，经过长期工频耐受电压测试，它的工作冲击耐受电压测试和雷电冲击耐受电压测试来确定。5.2高压断路器高压断路器除了在正常情况下连接和断开工作电路外，还具有与继电器保护装置配合使用的另一功能，以在电源系统出现故障时自动快速断开有故障的部分，以确保无故障的部分电源系统正常运行。常用的高压断路器包括油断路器、断路器和真空断路器。（1）选型：我们要根据安装位置和使用环境的要求选择高压断路器的型号和类型。（2）选择断路器时我们要满足以下基本要求：1）在制造商给定的技术条件下运行时候，一定要能够长期可靠地工作。2）通过短路电流时一定要有良好的稳定性能。3）在跳闸状态下一定要具有良好的绝缘性。4）要有足够的分断能力，同时要尽可能缩短分断时间。5）力求结构简单，价格便宜，易于安装和大修断路店，并满足一定的机电寿命要求。我们要考虑到它的可靠性和经济性，方便操作及日常维护，要实现无油变电站设备的目标。但是由于SF6断路器的高成本，因此我们选择了真空断路器。它的优点是运行噪音低，体积小，环保，特别是适用于频繁运行的状态，它的使用寿命长和维护周期长，分断能力强，接触距离小，作用快，灭弧室的绝缘性能好，起弧时间短，适用于小型变电站，因此广泛用于35kV及以下的电压等级。因此，本设计中的35KV侧断路器和10KV侧断路器均采用真空断路器。根据最大持续工作电流及短路电流我们得知断路器的技术参数：如下表表5-1断路器的技术参数电压等级型号额定电压额定电流动稳定电流35kVZN12-3535kV1600A2525kA10kVZN5-1010Kv630A20kA按正常情况进行校验（1）35kV断路器：1）电压情况=40.5kV=35kV（1.5）我们计算结果得出符合条件。2）电流情况：35kV侧的长时间持续电流为=156A则=1600A=156A我们计算结果得出符合条件。3）热稳定电流的校验：最大稳定短路电流的动作时间=3.06s。而且从热稳定电流标定公式和断路器的技术参数中得出==4.58×0.875=4.65kA<25kA我们计算结果得出符合条件。4）电动力稳定的校验：我们由电动力的校验公式得到=25kA=13.54kA如果我们在正常条件和短路条件下来检查电压，电流，动态稳定性，热稳定性和其他方法来检查，我们就可以看到ZN12-35断路器符合实际要求。（2）10KV断路器1）对于电压情况：=12kV=10kV我们计算结果得出符合条件。2）对于电流情况：10kV侧的长时间持续电流为=445A则=630A=445A我们计算结果得出符合条件。3）热稳定电流的校验：我们看它最大稳定的短路电流的作用时间是=3.06s。同时由热稳定电流的校验公式及断路器的技术参数我们可以得到以下：==8.42×0.875=7.36kA<20kA计算结果后我们得出符合条件。4）电动力稳定的校验：由电动力的校验公式我们得到的：=25kA=21.42kA在正常条件和短路条件下我们检查电压，电流，动态稳定性，热稳定性等方法后，就不难看出ZN5-10断路器符合实际要求。5.3隔离开关的选择我们看到该隔离开关结构简单，可以无灭弧功能，特别是可以不能切断负载电流和短路电流。主要是将断电部分与带电部分隔离开，形成明显的断点，以保证设备大修时人员的安全。它也可以与断路器配合以切换操作以改变操作模式。（1）选择隔离开关应满足以下基本要求：1）要隔离开关断开后一定要形成明显的断开点。2）要满足隔离开关触点之间的绝缘距离要求，以确保人员安全。3）隔离开关一定要具有足够的动态和热稳定电流。4）它的隔离开关的结构简单，动作必须可靠。5）它的主隔离开关和接地开关之间必须有机械锁，以防止将开关与接地开关断开。（2）我们根据它最大持续工作电流及短路电流得隔离开关的技术参数，如下表表5-2隔离开关的技术参数电压等级型号额定电压额定电流动稳电流4s热稳定电流35kVGW4-3535kV1000A5020kA10kVGN8-1010kV600A7525kA/5s（3）进行校验1）而35kV高压隔离开关校验它们动稳定校验是：我们看它的动稳定电流=50kA，再看35kV侧短路冲击电流为=13.54kA即：它的满足动稳定条件我们看热稳定校验：，S我们查周期分量等值时间曲线可得S即：它的满足热稳定条件。2）我们进行10KV高压隔离开关校验它的动稳定校验：我们看动稳定电流=75kA，10kV侧短路冲击电流为=21.42kA即：再看满足动稳定条件它的热稳定校验：，S我们查周期分量等值时间曲线可得S即：它能满足热稳定条件。5.4绝缘子和穿墙套管的选择我们要根据电压等级和环境条件选择绝缘子（瓷瓶）的类型。这种绝缘子必须具有足够的爬电距离和良好的防污性能，同时必须满足绝缘强度的要求。特别是当10-35kV母线穿过墙壁或隔板时，一定要使用墙壁套管，它一定会起到外壳绝缘以及母线之间连接和固定的作用。这种墙壁套管一定要满足各种性能要求。5.5高压熔断器我们要正确选择高压熔断器的额定电流，同时要具有保护设备免受过载和短路的能力。高压熔断器一定要符合安装条件和技术要求，一定要能够确保正确选择上下保护装置之间的动作。高压熔断器消除故障的时间要能尽可能短，才不会损坏受保护的设备。（1）我们在保护35KV及以下的电力变压器的高压熔断器时，熔体的额定电流我们可通过以下公式选择我们看式中—是表示熔体的额定电流而—是表示系数，当不考虑电动机自起动时，我们可取1.1到1.3，所以当考虑电动机自起动时，我们可以可取1.5到2.0而是表示—电力变压器回路最大工作电流在这种情况下选择高压保险丝可以防止在变压器电路的浪涌电流期间保险丝熔断。（2）可以保护变压器的高压保险丝可以保护内部故障。应根据额定电流，工作电压和分断能力选择熔体。（3）对于保护并联电容器的高压熔断器，熔体的额定电流可以通过以下公式选择我们看到式中—是表示熔体的额定电流而—系数，当不考虑电动机自起动时，我们可取1.1到1.3，如果当考虑电动机自起动时，我们可取1.5到2.0而—是表示电力电容器的回路的额定电流我们根据最大持续工作电流得出熔断器的技术参数如下：表5-3熔断器的技术参数电压等级型号额定电压额定电流额定开断电流35kVRW5-35/20035kV100A5kA10kVRN3-10/5010kV15kA6.3kA5.6电流互感器电流互感器按一定比例将一次电流转换为保护装置和测量仪器使用的二次电流，并且在测量和保护电路中把电流互感器串联连接。但是电流互感器的类型很多，我们要根据一次线圈的匝数可分为单匝和多匝。我们根据一次线圈的绝缘情况，可分为干式、浇注式及油浸式。根据安装方式的不同，分为壁式，支撑式和衬套式。根据安装位置，可分为室内和室外两种类型，但电流都为单相，易于使用。5.6.1参数选择（1）技术条件1）它的正常工作条件：一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次回路电压，二次侧负载，精度等级2）它的短路稳定性：动态稳定倍数，热稳定性倍数3）它的能够承受过电压绝缘水平，泄漏率（2）它的环境条件环境温度，最大风速，相对湿度。5.6.2选型我们对于35kV以下室内配电装置的电流互感器一定要根据安装使用条件和产品条件来采用瓷绝缘结构或树脂浇铸绝缘结构。而对于35kV以上的配电设备，我们一般情况下使用具有油浸绝缘结构的独立电流互感器。特别是条件允许的情况下，例如环路中的变压器套管或墙壁套管，应首先使用套管电流互感器以节省投资。减少土地占用。根据《设计手册》，35KV及以上的配电设备通常使用油浸式瓷箱式绝缘结构，独立于L（C）系列的电流互感器。出口侧CT采用室外型，用于需要精确度的电表测量和保护装置。当使用电流互感器进行测量时，一次额定电流应尽可能约为环路中正常工作电流的1/3，以确保测量仪器的最佳运行并使过载时仪器具有适当的指示器。我们基于>〉35KV侧CT我们可以根据安装位置和最大长期工作电流选择LCZ--3510KV侧CT我们可以根据安装位置和最大长期工作电流选择LMC-105.7电压互感器电压互感器具有大量的初级线圈匝，它们在初级电路中把它们都并联连接，而且次级线圈的匝数很少，同时在仪器和继电器的电压线圈中并联连接。我们可以发现它的工作原理与变压器相同。它们工作时变压器的次级线圈接近空载工作状态。5.7.1参数选择（1）技术条件1）正常工作条件-一次电路电压，一次电路电流，二次负载，精度等级，机械负载2）能够承受过电压绝缘等级，泄漏率的能力。（2）要考虑环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。5.7.2变压器的选择本设计的变压器为室内型，安装在高压开关柜内，一般采用树脂浇铸绝缘结构。当需要零序电压时，可以使用三相五柱的电压互感器。所以我们在10KV母线选电压互感器的型号的技术参数如下：表5-4JDZJ-10的技术参数型号一次绕组二次绕组剩余电压绕组接线方式JDZJ-1010000/100/100/3Y/Yo/5.810kV侧电气设备的选择5.8.1高压开关柜的选择对于35kV变电站，10kV侧通常采用室内布局，这也不例外。10kV侧我们仍采用室内高压开关柜的布局。我们此处选择的是JYN4-10手推车式高压开关柜（以下简称JYN4-10），柜内电气元件的一次电路图应与供电系统图上的要求相符。开关柜中的电流互感器数量应根据继电保护和测量的要求进行选择。每个母线上还应安装一个电压互感器和避雷器柜，以进行10kV绝缘检测，仪表继电保护和电压保护。根据低压变压器的容量和低压输出电路的数量，选择低压配电盘的类型和数量。所选的高压开关设备仅检查其断路器。我们看JYN4-10（表5-6）手推车型的高压开关柜通常是用于三相交流50HZ，35kV桥式和单母线配电系统中，一定要知道它是用于接收和分配电能。它的其技术参数如下：它的型号是：JYN4—10型；它的额定电压是：10kV；它的最高工作电压是：12kV；它的额定电流是：630-2000A；它的极限通过电流峰值是：40-130kA；4S热稳定电流是：16-40kA；表5-5JYN4—10电气设备主要电气ZN5-10型真空断路器CD-10型电磁操动机构LAJ-10型电流互感器GN8-10型隔离开关JSJW-10型电压互感器Y5WZ-12.7型避雷器JS-8型放电记录仪数量11112105.8.2高压开关柜的校验由于我们对10kV侧高压开关柜只对断路器进行校验，其情况如下：（1）要按正常情况进行校验1）对于电压情况是：=12kV≥=10kV它是符合条件的。2）对于电流情况是：我们对于10kV侧的长时间持续电流为=445A则：=630A≥=445A符合条件。（2）我们按短路情况进行校验1）热稳定电流的校验是：在工作中它的最大稳定的短路电流的作用时间=2.05s。它是由热稳定电流的校验公式及断路器的技术参数得到：==8.42×1.01=8.50kA<20kA符合条件。5.9母线的选择5.9.135kV母线的选择由于35kV母线是室外配置，所以我们选择钢芯铝绞线比较安全。我们按长时最大工作电流选择母线截面，它能够满足下式要求：。根据设计要求，35kV母线一定要选择硬导体。LGJ—150型钢芯铝绞线能够满足热稳定要求，我们可以不校验电晕的最小导体LGJ—70，所以不用进行电晕校验。LGJ—185型钢芯铝绞线：截面150、载流量445A、0.2110.358即，能够满足要求。故==445=306.1A=165A式中：：母线最高允许温度 ：最高环境温度我们如果考虑到动稳定性，那么母线一定要采用平放，特别是要其允许电流值应再较低8％，故为：A〉165A如果我们长时允许电流负荷要求。我们对以上计算，从截流量考虑这种母线已经满足要求，我们还需进行热稳定的校验。我们看短路热稳定校验。mm2<150mm2如果满足热稳定要求，那么我们可将型号为LGJ－150的钢芯铝绞线作为35千伏屋外配电装置的母线。而35kV室外母线瓷瓶一定要选用X-4.5/35型悬式绝缘子，要组成绝缘串，这样才能作为母线绝缘瓷瓶，一般情况下每组绝缘子为4个。而35kV架空线的选择和母线的选择校验一样，我在这里不再进行详述。5.9.210kV母线的选择（1）如果按正常持续电流选择，我们要考虑最大持续电流，计算得：如果拟选定铝母线LMY－1008，我们平放在250C最大允许截流量为1495A，可以看到截面为800，它的热稳定系数C=95。如果环境温度最达到410C，它的长时允许电流是：如果考虑到动稳定性，我们要母线采用平放，它的电流值应应该低于8％，故为：A>445A这样才能长时允许电流符合要求。（2）热稳定性校验下面是短路热稳定校验：mm2<800mm2我们看到它热稳定性符合要求。（3）动稳定性校验如果母线中心距a＝0.25m，那么母线平均允许最大跨距＞1.25m它的电动力为：N如果母线所受的最大弯距是：那么它的母线的计算应力应该就是：因为，所以我们可以看到它的动稳定性符合要求。而10kV母线选用LMY-1008型，符合要求。6变电站继电保护与整定6.1继电保护的基础6.1.1继电保护的任务继电保护装置的基本任务：1）顾名思义，继电保护在电网中的作用是保护设备和人身安全。当电网发生故障时，可以将受保护的设备与电网快速分离；当电网设备发生异常情况时，可以发出警报信号，以便操作人员及时发现并处理。2）继电保护装置还可以与自动重合闸装置和备用自动切换装置配合使用，以减小事故范围，减少停电时间，确保系统供电的可靠性。6.1.2继电保护的组成和工作原理特别是当系统发生故障时，它会引起电流的增加和电压的下降，特别是电流与电压之间的相角会发生变化。因此，我们要通过利用故障和正常运行期间参数之间的差异，它可以构造出不同的原理及类型的继电保护。它的继电保护主要由测量部分，逻辑部分和执行部分组成。其原理是将故障前后受保护组件的物理量用作信息量。当这些突然的变化达到某个值时，逻辑链接开始，最后发出跳闸脉冲。或信号。6.1.3继电保护的基本要求继电保护有四个基本要求，即选择性，快速动作，灵敏度和可靠性。（1）选择性当系统出现故障时，保护设备仅切断故障组件，以确保非故障组件可以继续安全运行。（2）快速移动性尽快排除故障，避免进一步损坏设备。（3）灵敏性灵敏性是指保护装置对保护范围内的设备故障或者异常做出反应的能力。这种保护装置在预期的最不利条件下仍可以可靠地运行，通常情况下用灵敏度系数表示。反映故障参数增加的保护装置的灵敏度系数为（5.1）式中：它是表示保护区末端金属性短路时故障电流的最小计算值；：它是表示保护装置的动作电流。我们看到反映故障参数减少的保护装置，它的灵敏系数是：（5.2）式中：它是表示保护装置的动作电压：它是表示保护区末端金属性短路时故障电压的最大计算（4）可靠性保护装置的可靠性意味着动作将移动，并且它的动作将不会移动，也就是说，在这种保护装置的保护范围内，它将不会拒绝移动或发生故障。否则的话，事故范围会进一步扩大，还会造成严重后果。从以上分析可以看出，这四个基本要求即相互关联又相互矛盾。所以，我们在选择和设计保护装置时，应考虑整体情况和统一考虑。6.2变电站继电保护配置（1）我们要设置变电站入口侧断路器的时限过流保护；（2）主变压器主要具有不带电保护，差动保护，零序保护，复合电压阻断过流保护，过载保护等保护功能；（3）我们通过变压器的后备保护实现10kV母线联络保护，并设置限时速断保护作为输出过流保护的后备；（4）10kV出线，它主要设置了速断保护和过流保护，我们假设过流保护动作时间为1s；在一般情况下对于线路和具有短输出线路的电容器，往往会设置了永恒的过流保护。（5）电容器的继电保护系统是为电容器组和断路器之间的连接线短路安装瞬时速断及确定的过流保护。6.2.135kV进线保护我们再看看35kV进线设置限时速断和过流保护。（1）限时速断保护的整定计算1）动作电流我们用35kV母线上的最大三相短路电流为5.44kA,则一次动作电流=1.25.44=1.85kA限时速断保护的接线方式一般情况下采用V型接线，接线系数为1，选择电磁继电器作为电流继电器。返回系数为=0.85，但无需考虑限时速断的返回系数。可以看到输入开关的CT转换率为200/5。然后次级动作电流：==我们计算得出要选取电磁式电流继电气DL-21，电流整定范围25-100A。2）灵敏度检验我们查表可知，如果35kV母线上的最小二相短路电流3.43kA,那么==>1.5就符合要求3）动作时限s（2）过流保护的整定计算如下：1）动作电流大埔洲瑞站的总负荷为10000kVA，那么进线的最大长时负荷电流是：它的一次动作电流我们知道过流保护的接线方法是使用两相三继电器接线（可以提高远程后备保护的灵敏度），它的接线系数=1，我们要选择电磁电流继电器，返回系数=0.85，我们看到CT变比为200/5，然后是两个辅助动作电流：==349.41=8.73A我们计算，一定要选用DL-21电流继电气，而电流整定范围是：25－100A2）灵敏度检验a.它的近后备灵敏度检验可知，35kV母线上的最小二相短路电流为3.43kA,则>1.5符合要求。b.它的远后备灵敏度检验我们可以知到，10kV母线上的最小二相短路电流是：7.85kA,而符合它的要求3）动作时间s6.2.2主变压器保护我们知道变压器的主要设置包括：温度保护，气体保护，差动保护，过流保护，过载保护等其他保护。（1）主变压器差动保护1）计算变压器每一侧的一次额定电流，我们会选择电流互感器的变比，来计算它的每一侧电流互感器二次回路的额定电流，我计算的结果如下：表6-1继电气的计算结果名称各侧数值35kV侧10kV侧各侧额定电流A＝165＝578互感器接线方式dY电流互感器计算变比165/5=286/5600/5选择变比300/5＝60300/5＝60二次回路电流A我们要首先确定基本面。而它的基本面是指继电器中差动线圈的前端（我们平时讲的正极）。从上表可以看出，6kV侧是基本侧。2）我们计算保护装置10kV侧的主要工作电流按下以避免产生最大外部不平衡电流：=1.3×(1×0.1+0.05+0.05)×8420=2189.2A按躲过励磁涌流按躲过电流互感器二次断线我们可以考虑，要按躲过外部故障不平衡电流条件，一定要选用10kV侧一次动作电流3）我们确定线圈接线与匝数我们要平衡线圈Ⅰ、Ⅱ分别接与10kV侧与35kV侧。它的计算基本侧继电气动作电流是：它的基本侧工作线圈计算匝数是：匝我们根据编程BCH-2内部的实际接线，我们选择实际整定匝数为，它的取差动线圈匝数为3,当平衡线圈I的匝数为时，10kV侧继电气实际电流动作电流是：2560.74/7=322A.我们要确定10kV侧平衡线圈的匝数我们要确定平衡线圈Ⅱ实际匝数为4）计算由于实际匝数与计算匝数不等产生的相对误差为那么：如果出现时，那么相差很少，也是我们就不需要核算动作电流。5）我们初步确定短路线圈的抽头选用抽头。6）我们计算最小灵敏系数我们按最小运行方式下，看看10kV侧两相短路校验。因为它的基本侧互感器二次额定电流最大，所以它的基本侧灵敏系数最小。而35kV侧通过继电气的电流是：继电气的整定电流是：则最小灵敏系数是：它的最小灵敏系数能满足要求。7）差动保护计算结果由以上计算我们可以看到，它的主变压器选用差动保护，而短路线圈“”,那么差动线圈4匝；如果10kV接线方式侧Y形，变比如果是600/5；那么35kV接线方式侧，变比是300/5。（2）主变过流保护我们知道过流保护是变压器外部发生故障时候的主保护，它同时也是差动保护和瓦斯保护的后备保护，所以说过电流保护动作一定要应按躲过变压器的最大工作电流整定。它的一次动作电流是：A而继电器动作电流是：A我们选用继电气DL－31，2.5-10A它的灵敏度校验：符合要求。它的动作时限整定为2s。（3）主变过负荷保护我们平时用的变压器的过载大多是三相对称的，所以我们可以采用单电流继电器的连接方法进行过载保护，过载后延时一定时间对信号起作用，并根据变频器的额定电流来设定保护装置的动作电流。它的一次动作电流是：A它的继电气动作电流是：A我们如果动作时限整定为10s，就要选用继电气DL－31，1.5-6A。6.2.310kV母线保护下面是10kV母联保护设置限时速断保护它的一次动作电流是：A它的二次动作电流（6kV母联开关CT＝600/5，）是：A我们选用电磁式电流继电气DL－31，它的电流调节范围12.5－50A。6.2.410kV出线保护对10kV出线保护,它的回路设置速断保护和过流保护，我们具体选型和校验如下：（1）速断保护：它的一次动作电流kA而继电气动作保护电流A我们计算，选用继电气DL－31，25-100A。（2）过流保护： 它的一次动作电流