【《某洗化厂110KV变电所电气部分设计》14000字（论文）】

1绪论 1.1课题背景随着我国特色社会主义市场经济的形成和发展,电力系统范围也在不断拓宽,电压电力等级和电力系统自动化的技术水平越来越高,科学技术发展很快,新一代电力技术、新型民用电力设备每天都有新变化,该地区最初时期原有的变电所基础设施由于装置陈旧,占地面积较大,且自动化技术水平先进程度不高,为了充分满足该地区的要求。建设一批新变电所,采用先进的变电装置,使之与目前世界先进的变电所完全无缝接轨,这对于不断提高发展我国大型电力系统可靠性、降低电力线路的供电损耗、改善电力供电系统质量,对于发展我国大型电力系统具有很强的技术前瞻性和重大现实意义。图1-1电力系统示意图1.2研究目的和原始资料1.2.1研究目的该研究课题目的是为了使我们能够学习并初步熟悉如何在变电所中对系统电气各个组成部分的基本设计以及电气系统主接线的基本计算,包括电气负荷成本计算、电气系统主接线的成本设计、变压器的类型选择、短路电流的成本计算、设备的类型选择、防雷规划、继电保护补偿装置等。1.2.2原始资料主要对变电所降压进行了初步设计,为110/10kv降压变电所,110kv总共有2回入口进线,每回入口进线线路总长20km,较长;最大输送功率2.3mw,采用单母分段进线方式进行连接;10kv总共有3回入口进线。其中最大电流负载量每秒6400h。110kv在母线的整流输入和输出容量都对应为1000mva。2.该地区历年夏季平均最高最低气温大约为39.5℃,历年冬季平均月高最低气温大约为-9.5℃,年均月平均气温16.2℃。3.该变电所需要交通便利，无环境污染。1.3设计步骤本次毕业设计主要研究目的是为了确定各个变电所之间的主要电气线路的接线设计方案,经过多种实验比较,确定最佳方案,并且确定短路电流计算,根据各短路点处电流的值,对变电所设备进行选择,最后对防雷以及继电保护进行阐述。2变电所电气主接线及其设计2.1电气主接线的概念电气主接线是一种由各种高压电器相互连接,按其特殊功能需求来组合而成的一种可以接受和分配电路。它用一个指示器所规定的电气设备文字和一个指示器的图形符号按照每一个电气设备在不同时间内的工作次数来进行排列,详细地表述了一个电气设备各个元件之间的连接图。根据有关规定:该变电所的各个电气部门之间的主接线均须依据该变电所在我国现代电力系统中的重要性、变电容量,负荷特征,变压器元件数量,等条件来确定。并且在供电时应充分考虑到能源供给的可靠、管理简单和便利。主接线方案的确定与继电保护有着密切的联系,还与电力系统运行的安全性、灵活性和经济性有较大影响。因此,必须正确处理好各方面的关系,全面分析有关影响因素,最终得出合理的主接线方案。2.2电气主接线的设计原则1.考虑变电所在整个电力系统的作用和地位这是决定主接线最为重要的一个因素。因为不论是各种枢纽式综合变电所、地域式综合变电所、终点式综合变电所、企业式综合变电所甚至是其他分支式的综合变电所,由于它们在整个国家电力系统过程中的管理地位和使用功能上的作用不尽相同,导致了对应的连接线要求也不同。2.考虑用户电力系统近期和远期的发展规模在变电所的接线方案中最好是详细考虑到中国在五至十年内的电力系统全面推广的战略计划。应以不同负荷分布的平衡分配以及不同负荷的增长速度关系作为统计基础,分析统计得出不同电力系统中各种不同的负荷工作量和运行原理,最终决定选择一种主接线方案。3.考虑主变压器对主接线的影响主变压器的管理台数和供电容量,会严重影响到用户对主机的正确选择。一般对于大型的变电所来说,因为它们在传输方式上供电容量大,供电的需求很高,所以,它们在供电过程中对于主接线的灵活性、可靠度的要求也相对较高。反之,容量小的变电所,对主机接线的频率要求就更低一些。4.考虑到备用电源容量的多少及其有无与大小对电源主接线的影响备用容量的设计目标就是为了能够保证其供电的可靠,以及在设备的检修、事故停运等各种特殊条件下的应急需求。其中主接线装置的设计需要随着备用容量的差异而有所不同。2.3电气主接线设计的基本要求电气主接线必须满足安全性、可靠性、灵活性和经济性四项基本要求。(1)设备应当能够符合我们国家的安全标准和国家相关安全技术管理规范,并且应当能够充分地保证自己人身与生产设备的安全。在一些高压断路器的高压电源侧可能需要产生隔离电流的大功率低压负载侧,必须分别安装好一个隔离启动控制开关;对于一些低压断路器来说,它们也是同样的,在其低压电源侧和可能需要产生隔离反馈供电的高压负载侧,也必须分别安装好一个隔离启动控制开关。(2)系统可靠性要求同时能够满足不同接线等级的电力传输负荷对于不同供电传输系统的需求,对一二级负荷,其一级主要接线设计方案中一般应该优先充分考虑增设两台主接线变压器,且一般将其作为双交流电源电路供电;对特别重要的一级负荷,应当优先考虑在此情况下增设一个交流应急保护电源。(3)系统灵活性适用于供电系统使用时所需要的运行模式,便于实际操作和维护,并能够满足大负荷变化的需要,具有扩大或重新改造的可能。(4)系统经济性在充分考虑以上性能要求的基本条件下,应尽量接线简便,投资少,运行快，成本低,并且为了节约使用电能,应选用一些生产技术先进且成本经济的绿色节能型发电产品。2.4几种常见总降压变电所主接线方案1.只安装一台变压器的变电所主接线图（图2-1）该类型的主接线一次侧为无所有的母线、二次侧为单一的母线。这种接线方式不仅接线简便而且成本经济,只是交流供电系统的工作可靠性相对较低,所以仅适用于三级交流供电的负荷。2.安装两台变压器的变电所的主接线图（1）一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图（图2-2）这种接线的主侧,其一次侧是"内桥式"接线,供电可靠性很高,运行灵活性很好,适用一、二级电力负荷。变压器在工作时不需要经常更改电源线路时间长且在工作中发生故障、停电或者检修时可能遇到的负荷损坏机会很大。图2-1主接线图图2-2主接线图（2）一次侧为外桥型的主接线、二次侧别为单母分段的变电所主接线图(图2-3)供电的可靠性相对比较高,运行的灵活性也比较好,适用于一、二级负荷。然而与上述内桥式接线所应用的场景有所差异。这种外桥式连线的特点是适用于以下条件:电源线路相对较短但在白天和晚上变化较大的变电所、宜于需要经常更换变压器的变电所。（3）一、二次侧都是采用了以单母线为主分段的变电所主接线路框图（图2-4）这种类型的主接线虽然具有外桥式与内桥式相互作用的好处,但是目前在高压条件下采用较多。可提供一、二级负荷,适合于一、二次侧进出线数量较多的变电所。（4）一、二次侧均采用双母线的变电所主接线图（图2-5）双母线接线与单母线接线方式相比,运行灵活性和供电可靠性均会得到很大改善,不过这种方式使开关装置增加不少,从而导致投资增加,所以双母线接线方式在变电所中很少被广泛应用。图2-3主接线图图2-4主接线图图2-5主接线图2.5主接线方案拟定与选择（1）110KV侧接线方案选择洗化厂对其供电可靠性的要求比较高故有三种选择方案：内桥式双回进线、外桥式双回进线和单母线分段。由于水厂昼夜负荷变动大，需要经常切换变压器以经济运行，故排除内桥式；而单母线分段高压设备较多，成本较高，在可靠性都满足的情况下，外桥式较单母线分段进线要经济许多，故，110KV侧选择外桥式双回双母线进线。（2）10KV侧接线方案选择洗化厂10KV侧有3路出线，对负荷的可靠性要求较高，故可选择单母线分段方案。（3）最终线路选择一次侧采用外桥式双回进线、二次侧选择采用单母分段式的方案。3电力负荷和负荷计算3.1电力负荷分级电力负荷按照其对供电的需求和停止供电所带来的损害和严重影响程度划分为以下三个等级:(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:如果工厂的设备中断或停止设备供电将会直接造成工厂设计产品损坏，且工厂需要经过相当久的一段时间后才可以能够重新进行修复,导致产品大量被迫产或减产,属于二级负荷。(3)三级负荷:不是一级或二级的电力负荷。三级供电负荷对于三级供电系统没有任何特殊的技术要求,允许在一个相应供电区域内或者是较长时间内发生停电,选择一种采用单个或多回路的线路方式进行三级供电。3.2计算负荷概念及其计算方法3.2.1计算负荷概念在正确地选择直流供电控制系统电路中的各种主要电气电路时,满足最大电流的要求是很重要的。所以针对目前电力系统的各个回路中的实际供电量和情况做一些比较科学性的统计和数据分析。计算额定电压由电力负载的电压统计参数求得,用来分析确定一个大型电力系统中每一种电力元件的实际额定电流、额定功率。3.2.2负荷的计算方法（1）需要系数法基本公式有功计算负荷：无功计算负荷：视在计算负荷：对车间干线取：=0.85~0.95=0.90~0.97对车间低母线取：=0.90~0.95=0.93~0.973.3负荷计算3.3.1负荷统计洗化厂的用电设备负荷主要可以依次划分为动力设备用电负荷和辅助电源照明设备用电负荷两种,动力设备照明用电中的负荷主要部分是由动力车间组成，本洗化厂主要的用电负荷布于动力车间、空分车间、储运车间、质检车间、辅助车间和综合区,其中综合区包括办公区、食堂、宿舍及其它车间照明等厂用电。各负荷统计如下表3-1。表3-1某洗化厂负荷统计电压等级负荷名称额定容量Pe（kw）需要系数Kd功率因数10kV动力车间6000.000.800.880.540.4kV空分车间800.000.500.800.75储运车间700.000.800.800.75质检车间600.000.500.850.62辅助车间1000.000.800.800.75综合区500.000.700.800.75所用电200.000.800.800.753.3.2各车间负荷计算（1）动力车间已知Pe=6000kw，Kd=0.80，=0.54。故：P30=PeKd=60000.80=4800.00(kw)Q30=P30=4800.000.54=2592.00(kvar)（2）空分车间已知Pe=800.00kw，Kd=0.50，=0.75。故：P30=PeKd=800.000.50=400.00(kw)Q30=P30=400.000.75=300.00(kvar)（3）储运车间已知Pe=700.00kw，Kd=0.80，=0.75。故：P30=PeKd=700.000.80=560.00(kw)Q30=P30=560.000.75=420.00(kvar)（4）质检车间已知Pe=600.00kw，Kd=0.50，=0.62。故：P30=PeKd=600.000.50=300.00(kw)Q30=P30=300.000.62=186.00(kvar)（5）辅助车间已知Pe=1000.00kw，Kd=0.80，。故：P30=PeKd=1000.000.80=800.00(kw)Q30=P30=800.000.75=600.00(kvar)（6）综合区已知Pe=400.00kw，Kd=0.70，=0.75。故：P30=PeKd=400.000.70=280.00(kw)Q30=P30=280.000.75=210.00(kvar)（7）所用电已知Pe=200.00kw，Kd=0.80，=0.80。故：P30=PeKd=200.000.80=160.00(kw)Q30=P30=160.000.75=120.00(kvar)各车间计算负荷统计如下表（表3-2）：表3-2车间负荷统计电压等级负荷名称额定容量Pe（kw）P30(kw)Q30(kvar)S30(kVA)10KV动力车间6000.004800.002592.005433.130.4KV空分车间800.00400.00300.00500.00储运车间700.00560.00420.00700.00质检车间600.00300.00186.00352.98辅助车间1000.00800.00600.001000.00综合区500.00280.00210.00350.00所用电200.00160.00120.00200.004主变及各车间变电所的设计选择4.1主变及各车间变电所个数及位置的选择根据各个车间的计算负荷量的大小,决定需要设立一个主变站和两个车间的变电所:变电所A和变电所B。车间变电所的供电负荷为:变电所A：空分车间、储运车间和所用电。变电所B：质检车间、辅助车间和综合区。主变站：变电所A、变电所B和动力车间。主变站接近洗化厂负荷中心，由于0.4kV线路损耗与车间负荷容量相比很小，所以忽略。4.2各车间变压器台数及容量选择4.2.1变电所A变压器台数及容量选择（1）对变电所A的功率进行统计。同时对该系数进行求取，则∑P30=K∑P(P30空分车间+（2）对于变电所A的无功功率进行补偿,补充后的有功功率损失因数控制在0.9以上无功补偿取补偿后（3）选用的直流变压器技术类型S9-800/10,两台，其中的主要技术参数分别见于表4-1表4-1S9-800/10变压器参数型号额定容量KVA额定电压(KV)损耗(kW)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组别高压低压空载负载S9-800/10800100.41.457.24.51.2Y/yn0正常运行时，变压器损耗为：4.2.2变电所B变压器台数及容量选择（1）对变电所B的功率进行统计，同时对该系数进行求取则∑P30=K∑P(P30质检车间+P30辅助车间+P30综合区）

=（2）对于变电所B的无功功率进行补偿,补充后的有功功率损失因数控制在0.9以上无功补偿取补偿后（3）选用的直流变压器技术类型为S9-1000/10,两台,其中的主要技术参数分别见下表4-2:表4-2S9-1000/10变压器参数型号额定容量kVA额定电压(kV)损耗(kW)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组别高压低压空载负载S9-1000/101000100.41.7210.04.51.1Y/yn0正常运行时，变压器损耗为： 4.310kV线路截面选择4.3.1供给动力车间负荷的10kV线路为保证可靠性，线路采用双回路供电，每回供电线路计算负荷（计及变压器损耗）：P30l=Q30l=由于每一年最高负荷的工作电流小时数量均值为6400h,查表即可得到该架空线路的实际经济电流密度故截面为：可选的通用导线负载类型设定为LGJ-185/30,允许的导线负载量和流量为。相应参数为，已知线路长由我们知道所选导线满足长期发热条件。一条线路功率损耗为所以此10kv线路中一条线路的首端功率为4.3.2供给变电所A的10kV线路为保证可靠性，线路采用双回路供电，每回供电线路计算负荷（计及变压器损耗）：Q30l=由于每一年最高负荷的工作电流小时数量均值为6400h，查表即可得到该架空线路的实际经济电流密度故截面为：可选导线型号为LGJ-35/6，允许载流量为。相应参数为，已知线路长度由我们知道所选导线满足长期发热条件。此传送线路传输时间很短,所以我们通常可以完全直接忽略该传送线路的输出损耗,故10kv可用系数表示为

4.3.3供给变电所B的10kV线路为保证可靠性，线路采用双回路供电，每回供电线路计算负荷（计及变压器损耗）：由于每一年最高负荷的工作电流小时数量均值为6400h,查表即可得到该架空线路的实际经济电流密度故截面为：可选的通用导线流量类型范围为LGJ-50/8,允许的导线负载量和流量相应参数为，已知线路长度。由我们可以判断所选导线满足长期发热条件。一条线路功率损耗为所以此10kv线路中一条线路的首端功率为线路电压降计算：合理线路最长的都合理，为动力车间和变电所A供电的10kv线路就更合理了。4.4主变电所变压器的数量及型号的选择4.4.1主变电所的供电负荷统计主变的计算负荷为6条10kv线路首端计算负荷总和主变的无功补偿，补偿后的功率因数控制在0.9以上无功补偿可以选取：QC=150kvar补偿后4.4.2主变电所的变压器选择选用的变压器技术类型为S7-6300/110,两台,其中主要的技术参数分别见下表4-3:表4-3S7-6300/10变压器参数型号额定容量kVA额定电压(kV)损耗(kW)阻抗电压(%)空载电流(%)连接组别高压低压空载负载S7-6300/1063001101011.64110.51.1YN/d11正常运行时，变压器损耗为：4.5110kV供电线路截面选择为保证可靠性，线路采用双回路供电，每回供电线路计算负荷（计及变压器损耗）：由于每一年最高负荷的工作电流小时数量均值为6400h,查表即可得到该架空线路的实际经济电流密度故截面为：由于电压等级相对较高,截面大小可以选更大的,所以首先选择的导线类型LGI-50/8,其允许的负载流量范围为相应参数为，已知线路长度。由我们可以判断所选导线满足长期发热条件。一条线路功率损耗为所以此10kv线路中一条线路的首端功率为线路电压降计算：合理5短路电流计算5.1短路电流定义所谓短路,是指除了电力系统正常工作情况以外的不正常接口连线，通常考虑采用三相继电短路接地电流,验证三相继电保护的稳定性和灵敏性，工程设计中主要是用于计算三相继电短路的接地电流。5.2短路电流计算目的短路电流计算主要是为了解决以下几个问题：1.电力系统应用中的一些电力设备由于在发生短路时由于电流的直接影响本身会迅速地发热,会直接使其本身受到短路电流的巨大冲击,为此必须通过计算发生短路时的电流,并且同时要求选用的设备在其发生短路时对电流产生热效应和电效应相互作用下不至于使其受到大损坏。2.进行继电保护解决方案的设计与整定,电力系统中到底应该如何配置保护,都是需要分析和计算电力系统中可能发生的短路。在这些计算中我们既要充分地了解和掌握故障短路的电压和频率,又需要了解系统中短路输出的电流和频率变化情况。5.3用标幺值对进行短路计算的方法标幺值法,又名相对电流单位法,之所以如此得名是由于在控制短路相对电流的能量计算中与电流有关的任何物理量和能量都不总是同样的。物理量的标幺值Ad*可由下式计算在进行短路电流的计算中，先分别选择了基准电源容量Sd和基准电压Uc。电力系统电抗标幺值电力变压器的电抗标幺值电力线路的电抗标幺值短路电流各物理量标幺值计算出来后，可利用等效电路图进行电路化简，求出总电抗标幺值系统三相短路电流周期分量有效值标幺值可由下式计算：故当三相高压控制电路发生故障时，一般取，此时在1000kVA及以下的电力变压器和低压电路中发生三相短路时，一般取，此时三相短路容量的计算公式为5.4短路电流计算5.4.1短路电流计算等效图如下图5-1短路电流计算等效图以下的计算把标幺值的*给去掉了，以方便计算。另外在取短路点=3\*GB3③和短路点=4\*GB3④时，由于在变电所A那边取能使短路电流最大，所以取短路点=3\*GB3③和短路点=4\*GB3④都取在了变电所A那边。5.4.2110kv侧短路电流（短路点=1\*GB3①）（1）确定标幺值基准值：Sd=100MVA,Ud1=110KV（2）计算各元件电抗标幺值：系统电抗（）110KV线路电抗（3）三相短路电流在110kv电压等级下，取，所以（4）三相短路容量5.4.310kv侧短路电流（短路点=2\*GB3②）（1）确定标幺值基准值：（2）计算各元件电抗标幺值：系统电抗（）110KV线路电抗总降压变电压器电抗（3）三相短路电流所选变压器型号为S7-6300/110，容量超过1000kVA，故取，所以（4）三相短路容量5.4.4变电所A的10kv侧短路电流（短路点=3\*GB3③）（1）确定标幺值基准值：（2）计算各元件电抗标幺值：系统电抗（）110KV线路电抗总降压变电压器电抗供给变电所A的10kv线路电抗由此可见，短路点=3\*GB3③的短路电流与短路点=2\*GB3②的是相等的。（3）三相短路电流10kv电压等级，取，所以（4）三相短路容量5.4.5变电所A的0.4kv侧短路电流（短路点=4\*GB3④）（1）确定标幺值基准值：（2）计算各元件电抗标幺值：系统电抗（）110KV线路电抗总降压变电压器电抗供给变电所A的10kv线路电抗变电所A变压器电抗（3）三相短路电流电压等级为0.4kv，为低压等级，故取，所以（4）三相短路容量5.5短路电流与短路容量计算汇总表5-1短路电流及容量汇总短路点三相短路电流（kA）三相短路容量（MVA）=1\*GB3①点3.713.713.719.465.60714.29=2\*GB3②点5.955.955.9515.178.98103.09=3\*GB3③点5.955.955.9515.178.98103.09=4\*GB3④点38.0838.0838.0870.0741.5126.396一次设备的选择6.1母线的选择6.1.1110kV母线的选择（1）按母线长期工作电流选择可知110kV长期工作电流系数为45.06A，可选管形母线，母线截面尺寸为，母线最高允许工作温度80摄氏度时，该母线长期允许通过电流系数为565A，当其环境温度系数为25摄氏度时，经过对温度的校正，可得到导体长期允许载流量系数为508.5A，远远大于该母线长期工作电流45.06A，故选择的管形母线能够长期满足工作电流要求。（2）热稳定校验查表5-1得110kV侧短路点=1\*GB3①处三相短路电流周期的分量为一组稳态数值，而铝母线常数C=87，取短路电流假设时间，则母线在满足热稳定要求时最小截面为选择的管形母线截面为，大于最大热稳定校验截面，故可以满足热稳定校验。（3）动稳定校验母线的固定间距，相间的距离，母线最大短路时的冲击电流查表5-1得母线受到的电动力母线所受的力矩为查表知母线最大应力小于铝锰合金的最大允许应力8820N/cm2，符合动稳定校验。6.1.2主降压变10kV侧母线的选择（1）按母线长期工作电流选择可知10kV长期工作电流系数为459A，可选管形母线，母线截面尺寸为，母线最高允许工作温度80摄氏度时，该母线长期允许通过电流系数为565A，当环境温度系数为25摄氏度时，经过温度的校正，可得导体长期允许载流量系数为508.5A，大于该母线长期工作的电流459A，故选择管形母线可以满足长期电流的工作要求。（2）热稳定校验查表5-1得110kV侧短路点=2\*GB3②处三相短路电流周期分量为一组稳态数值，而铝母线常数C=87，取短路电流假设时间，则母线满足热稳定要求时最小截面为选择的管形母线截面为，大于最大热稳定校验截面，故可以满足热稳定校验。（3）动稳定校验母线固定的间距，相间的距离，母线最大短路时的冲击电流查表5-1得母线受到的电动力母线所受的力矩为查表知母线最大应力小于铝锰合金的最大允许应力8820N/cm2，符合动稳定校验。6.1.3动力车间10kV母线的选择（1）按母线长期工作电流选择可知动力车间母线长期工作电流系数为314.95A，可选管形母线，母线截面尺寸为，母线最高允许工作温度80摄氏度时，该母线长期允许通过电流系数为565A，当环境温度系数为40摄氏度时，经过温度的校正，可得导体长期允许载流量系数为452A，大于该母线长期工作的电流314.95A，故选择的管形母线可以满足长期电流工作要求。（2）热稳定校验查表5-1得10kV侧短路点=2\*GB3②处三相短路电流周期分量为一组稳态数值，而铝母线常数C=87，取短路电流假设时间，则母线满足热稳定要求时最小截面为选择的管形母线截面为，大于最大热稳定校验截面，故可以满足热稳定校验。（3）动稳定校验母线固定的间距，相间的距离，母线最大短路时的冲击电流查表5-1得母线受到的电动力母线所受的力矩为查表知母线最大应力小于铝锰合金的最大允许应力8820N/cm2，符合动稳定校验。6.2断路器的选择6.2.1110kV侧断路器的选择选择SW2-110=2\*ROMANII型高压断路器主要参数如下表所示:表6-1SW2-110=2\*ROMANII高压断路器的主要参数额定电压额定电流额定短路开段电流额定峰值耐受电流额定短路持续时间动作时间110KV1600A25KA63KA4S0.06S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时的电流有效值为，短路时的冲击峰值电流值为。下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求。6.2.2主降压变10kV侧断路器的选择选择SN10-10=1\*ROMANI型高压断路器主要参数如下表所示:表6-2SW2-110=2\*ROMANII高压断路器的主要参数额定电压额定电流额定短路开段电流额定峰值耐受电流额定短路持续时间动作时间10KV630A16KA40KA2S0.06S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时电流的有效值为，短路时的冲击峰值电流值为。下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求。6.2.3车间变电所10kV侧断路器的选择选择SN10-10=1\*ROMANI型高压断路器主要参数如下表所示:表6-3SN10-10=1\*ROMANI高压断路器的主要参数额定电压额定电流额定短路开段电流额定峰值耐受电流额定短路持续时间动作时间10KV630A16KA40KA2S0.06S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时电流的有效值为，短路时的冲击峰值电流值为。下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求6.2.4车间变电所0.4kV侧低压熔断器的选择选择RM0-1000型低压熔断器主要参数如下表所示:表6-4SW2-110=2\*ROMANII低压熔断器的主要参数额定电压熔管额定电流熔体额定电流最大分段电流0.4KV1000A800A50kA线路正常运行时的计算电流<800A，稳定短路电流，符合要求。6.3隔离开关的选择6.3.1110kV侧隔离开关的选择选择GN4-110/1250型隔离开关主要参数如下表所示:表6-5GN4-110/1250型隔离开关的主要参数额定电压额定电流热稳定时间电流动稳定时间电流峰值imax热稳定时间t110KV1250A20KA50KA4S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时电流的有效值为，短路时的冲击峰值电流值为。下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求。6.3.2主降压变10kV侧隔离开关的选择选择GN8-10/400型高压隔离开关主要参数如下表所示:表6-6GN8-10/400高压隔离开关的主要参数额定电压额定电流热稳定电流动稳定电流峰值imax热稳定时间t10KV400A14KA52KA5S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时电流的有效值为，短路时的冲击峰值电流值为。下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求。6.3.3车间变电所10kV侧隔离开关的选择选择GN8-10/200型高压隔离开关主要参数如下表所示:表6-7GN8-10/200高压隔离开关的主要参数额定电压额定电流热稳定电流动稳定电流峰值imax热稳定时间t10KV200A10KA25.5KA5S线路正常运行时的计算电流继电保护开关持续时间，高压断路器停机持续时间，短路发热持续时间考虑非周期分量作用时间0.05s，则。由上表5-1可知：高压短路时电流的有效值为，短路时的冲击峰值电流值为下面对所选设备进行校验如下：①短路热稳定度校验因此满足短路热稳定度要求。②短路动稳定度校验因此满足短路动稳定度要求。6.3.4车间变电所0.4kV侧断路器（兼作隔离开关的功能）的选择选择DW15-1000型低压断路器主要参数如下表所示:表6-8DW15-1000型低压断路器的主要参数额定电压额定电流长延时动作整定电流短延时动作整定电流瞬时动作整定电流分段能力0.4KV1000A700-1000A3000-10000A10000-20000A40kV线路正常运行时的计算电流<1000A,符合要求。6.4电流互感器的选择凡是在一起安装电流断路器的各个回路都要求安装一个电流互感器,对于中性点上安装电流互感器的接地系统,电流互感器也同样能够按照三相电路进行配置;对于一个没有中性点接地的接地系统,依具体接地要求分别选择两相接地元件进行三相的配置。对110kv,通常至少能够同时增加4-5个二次电流绕组。根据以上条件和对短路电流计算结果见表5-1，110kV侧选LCW-110；10kV侧选LA-10，准确度等级一般为0.2级。电流互感器的各个主要参数如表6-9所示表6-9主要参数型号额定电流比(KA)二次容量(VA)热稳定电流KA热稳定时间S动稳定电流KA110kVLCW—110500/55045311510kVLA-10800/51540172①110KV侧电流互感器校验短路动稳定度的校验所以满足动稳定度的要求短路热稳定度的校验所以满足热稳定度的要求②10KV侧电流互感器校验短路动稳定度校验所以满足短路动稳定度要求短路热稳定度校验满足短路热稳定度要求，因此10kV侧的电流互感器校验合格。6.5电压互感器的选择电压互感器的额定电压到底应该与用户所在电网安装指定位置的户外电网使用电压相同,还是用户所在位置的户内电网使用电压相同。要根据电压互感器对二次侧电路进行精确测量。即：式中的及为仪表并联一定时间内线圈所需要消耗的并联功率及其损失的因数。该值可通过关查阅得到。由于每个电压互感器两侧都分别安装了电流熔断器故不需要对两侧进行电流短路时的内部电压与短路热稳定性进行比较。根据以上两种条件在设计中110kV侧和10kV侧分别选择以下两种电压互感器电压感器的主要技术参数如下表6-10和6-11.表6-10电压互感器的主要技术参数项目单位参数设备型号JDCF-110型设备额定电压kV110设备最高电压kV126额定工频耐受电压（有效值）kV230额定雷电冲击耐受电压（峰值）kV500局部放电量UmPC101.2Um/5准确级0.2、0.5、3P、6P额定负荷VA75、100、150、200、300爬电比距mm/kV25或31介质损耗因数tanδ≤2%（互感器整体）≤5%（绝缘支架）重量kg650表6-11电压互感器的主要技术参数型号额定电压比级次组合额定输出极限输出额定绝缘水平0.20.5136pJDZ-10(W)10000/1000.2，0.5308015030050012/42/757继电保护和防雷保护7.1继电保护基本知识变压器在目前我国的供电系统中一直是必不可少的一种设备,它们在运行中遇到了各种问题,这些问题会给变压器供电的安全性以及其他用户的日常生产和工作带来非常大的影响。因此,必须按照各种变压器的容量和重要性程度,装设合理的保护。当代所制造的一台新型自动化变压器,虽然其结构可靠,故障的发生概率相对较少,但在其实际应用中,仍然有许多种类型的变压器,这些情况可能导致变压器发生了不同种类的故障和异常。为了有效保证我国电力系统的正常工作，排除异常和事件的发生,必须按照所使用的变压器容量尺寸、电压等级进行选择,装设继电保护。7.2继电保护方式1.瓦斯保护是针对两台电力变压容量分别控制在400kva和400kv的电力变压器工作车间的油浸瓦斯变压器,要求在其上装设一个瓦斯防护。2.相间短路保护变压器引出绕组与其他引出输入电源器连线的短路相间接地短路需要进行接地保护,对其他中性接触点侧压器绕组之间的短路接地保护短路和引出电源线之间的接地短路也同样可以同时起到短路保护的重要作用。3.后备保护：对于由外部电源电流短路所产生的电源变压器过大的输出电流,通过采用下列两种保护方式将其作为后备电流的过点保护:=1\*GB3①对于过电流保护,适合于降压式的变压器,保护设备的整定值在发生事故时要充分考虑。②过载电流电压保护和过载直流单相式驱动低电压电流开关启动时的过载和电流电压保护,特别适合用户使用63000kva级以上的直流高压电和升压电流变换器。4.过负荷保护对于400kv及以上的一台直流变压器,当只有数台稳压并列电机运行或单独在一台稳压电机上并列运行时,仅仅是作为其它不同负荷的一个主要备用稳压电源,并且还需要根据各种不同负荷实际运行使用的具体情况等来进行整个装设过程中负荷的安全保护7.3防雷保护的概述变电所对所在地区进行防雷用电保护时主要应该考虑以下几个因素:雷电震动直击、雷电震动反射、雷电冲击侵入波、雷电冲击传感器及其他产生雷电波的电磁脉冲。为了有效防止受到雷电间接直击于各种电气设备,通常需要使用各种避雷针者也就是使用避雷保护线路来对其进行安全保护;为了有效的防止受到雷电的直接反击,在正常使用时电气设备必须与其他所有可能会发生雷电直击或打雷的电气设备保持一定的安全保护距离并同时还要做好设备相应的保护接地。为了有效率地防止由于雷电的直接侵入和声波对于民用电气设备安全造成的直接危害,通常可以使用装置避雷器来对其进行雷电保护;可以考虑采取雷电屏蔽、增加电气设备的对地感应电容、装置使用避雷器等保护措施。7.4防雷措施1.对于直击式雷电的有效防护,在四周分别安装4颗圆形避雷针来有效保护所有电气设备。线路的雷电落雷较频繁,其绝缘峰值电压不大于或最小可能远远低于线路安全绝缘时的电压,线路的安全绝缘防护水平远远高于变电所电气设备的安全绝缘防护水平,若对电气设备不及时安装一套专业的安全避雷防护管理措施，将来会有很大可能造成人员伤亡,因此在重要的电气设备中如配电母线、变压器等必须及时安装安全避雷器。避雷防护的主要运用操作方式就是在一个阀型线路的出口处或者距离较近的一个变电所上直接安装阀型线路避雷器,为了充分地配合这种装置阀型线路避雷器正常工作,必须把阀型避雷线直接地架设在与线路相距离较近的一个变电所的出口处或者输入线路1-2公里处。2.架空线路采用避雷线保护7.5避雷器的选择表7-1无间隙金属氧化物避雷器持续运行电压和额定电压系统接地方式持续运行电压/kV额定电压/kV相地中性点相地中性点有效接地110kV220kV不接地3~20kV35kV、66kV消弧线圈低电阻高电阻（1）110kV侧避雷器选择110kV系统最高工作电压为126kV，相对于本系统最高工作电压为，据表7-1选择氧化锌避雷器的额定工作设置电压为，取氧化锌避雷器的额定工作电压为100kV。110kV避雷系统相对于本系统最高工作电压为，故选择氧化锌避雷器持续最大工作电压范围为73kV。所以可选Y10W5-100/260型避雷器。（2）10kV侧避雷器选择10kV系统最高工作电压为14.5kV，相对于本系统最高工作电压为，据表7-1选择氧化锌避雷器的额定工作设置电压为，取氧化锌避雷器的额定工作电压为17kV。10kV避雷系统相对于本系统最高工作电压为14.5/3=8.4kV，故选择氧化锌避雷器持续最大工作电压范围所以可选Y5W25-12.7/27L型避雷器。（3）所选避雷器型号技术参