【《某中央偏远变电站（110kV-35kV-10kV）电气部分初步设计》14000字（论文）】

某中央偏远变电站（110kV/35kV/10kV）电气部分初步设计TOC\o"1-3"\h\u7631摘要 摘要在这现代化的社会中,电力与现代人们的日常生活越来更难以区别和分开,电力工业已经成为所有制度和经济发展的基础,在国民经济中占有绝大部分:电力工业的先进与完备影响着国民经济中的其他经济成分的发展前景,同时也极大地影响人民的物质质量和文化生活水平的提高,影响整个社会的进步。变电站建设是我国电力系统中的一个重要环节,如果把电力网比喻成一张蛛网,那么变电站就是其中的重要结茧点。它指的是一种在电力互联网系统内部各条线路之间的相互连接地点,其功能就是通过变换电压,汇集、分配电能。变电站是否能够正常工作直接影响到整个电力系统运转的稳定性及安全。而电网的稳固、可靠和长期运营则往往依赖于对变电站进行合理的设计和资源配置。本设计任务是110kv中央偏远变电站的主系统及其线路维修与保护方案设计任务,主要针对本地区的终端用户提供电力,特别是本地区的工业公司和企业的广泛用户。电压等级110/35/10kV，主要所有涉及的流程都可按以下几个步骤来实施,按照我们国家相关法律规定和具体标准来设计各种电气主接线,确定了它们的电气主接线后再开始进行各种电气设备的选型,合理地进行选型并有效地保证了各种电气设备正常、稳定地运行。继电保护装置以及安放位置也需要认真配置,能够满足可靠、选型、速动、和灵敏。本设计中,重点阐述了主变压器的保护过程。从对每台变压器后备主部件保护与后备部件保护两个主要维度分别进行了分析设计,进行了对每台变压器后备保护的整体额定值系数进行了分析计算,设置保护的整定值,从而使保护装置根据具体情况自动断开或发出信号,达到保护目的。关键词：变电站；电气部分初步设计；设备选型说明书第1章电气主接线选择1.1电气主接线的基本要求和设计原则主接线方式应根据下列原则确定:1、应严格遵循交流供电的安全可靠性,灵活性,经济型的基本设计原则。2、满足电力系统的要求。3、接线方式应该简单明了，系统运行方式做到安全且操作方便，同时尽量降低投资成本。4、应根据需要考虑扩建的可能性。1.2电气主接线一、电气主接线初步接线方式对比电气主接线是我国电力网络系统基础结构的重要一个组成部分,因此,主接线的设计必须经过对其在实际应用中的经济性、灵活度和可靠性进行严谨的论证和对比,综合考虑三方面的优缺点。在向客户端长期稳定地供电的情况下,主接线的设计应该做到合理地调配电能的分布,同时减少了运行、维修、检查等的成本,尽最大可能地节省了投资,保证了设备各个元件的技术设计先进性和可靠度以及扩展工程的需要,坚持了可靠、先进、适用、经济、美观的基本原则。在对问题进行论证和分析的比较中更加恰当地应该运用辩证的思想去统一其供电的可靠性与经济实际之间的关系,方能达到满足上述所提出的技术先进且可靠的要求。另外,电气接线设计应以本次毕业设计的技术任务书内容作为具体的毕业设计要求依据。在整个项目工程设计、计算和施工过程中,应完全严格遵守执行党和国家关于推进社会主义国家经济文明建设的思想路线、政策、技术管理规范和质量标准，最后将其设计结合实际情况以及检查工程的生产使用管理情况,做出最终的设计选择。表1-1四种接线方式特点说明表项目接线方式双母线接线单母线分段接线单母线带旁母接线单母线接线可靠性只要不是两根母线同时检修，该母线段都不会停电。检修某一侧隔离开关，只有该回路停电可从不同段引出两个供电回路，使每一段都不停电，任一母线或隔离开关检修仅该段停电检修任一带旁路母线的断路器时，旁路断路器可代替其运行，使该回路不断电检修任一回路断路器，此回路断电，检修母线或母线侧隔离开关，所有回路都断电灵活性它可以有多种操作方式,即并列操作、分裂操作以及单组工作一组备用同方案一相比，除了并列运行和分裂运行，区别在于分段的接线方式可接通也可断开倒闸操作复杂，易误操作，接线型式过于复杂只有一种运行方式经济性隔离开关多,配电设备复杂,投资也大。与方案一相比，配电设备相对简单，投资较小母线上设备需求量较大，配电装置的接线型式繁琐，投资较多设备相对较少，投资少但是可靠性低，灵活性差二、电气主接线方案选择图1-1方案一图1-1方案一图1-2方案二图1-2方案二PAGEPAGE6根据可靠性、灵活性、经济性对两种解决方案进行比较。1、110kV侧：两种设计方案都是选择了双母线接线的接线方式,两条母线中只有一条出现了故障、切除、投入时,不影响变压器运行,不中断其供电,可靠性相当高。运行调节方式比较灵活,将来的二次建设、新增用电负荷的调配也比较方便。2、35kV侧：该侧设计方案一采用双母线连接,其具有优缺点与110kv侧相似。方案二母线端采用了单母线式的分段连接线,两段独立的母线由一个分段式断路器进行连接,他们既可以通过单段式的分裂运行,甚至也可以两段并列运行;任何故障发生、或者是需要检修时,只要发生在某一段母线上时,另外段母线不受影响,有较好的可靠性;配电装置的选择及配置也相对简单,投资成本较低,有较好的经济性。3、10kV侧：两种母线侧接线方案均是直接采用单回路母线方式进行系统分段式自动接线,其最大的一个优点也就是:新的分段单回路母线并行接线和不同的分段单回路母线并行接线方式相比,提高了系统操作的接线灵活性和降低了操作难度，两段回路母线之间既可以选择是并列连续运行(即使分断式母线继电器也能接通),也同样选择是母线分裂式连续运行(即使用的是分断式母线继电器也能切除);此外供电侧重要的用户端还可以分段考虑同时选择两段母线连接于不同的单母线段,保证它们的不间断连续供电;在每年的两次例行母线检修中,可以一段考虑选择做到只有暂时供电停止时才需要同时进行母线检修的段,另一段则主要是为了有效维持对每个用户端的母线电能连续使用保护需求,缩小了母线发生故障时可能产生的影响范围。由以上比较结果知，这两种接线方案在可靠性和灵活性等各个方面方面难分伯仲。但35kV侧较经济性而言，方案二更为合算，最终决定，采用方案二。第2章站用电源的初步设计2.1站用电源接线引接方式一、对站用电源的要求在建立的电压等级为10kv/35kv/110kv的变电所中,我们应该在变电所中装设两个一模一样的变电站用变压器,它们的容量、额定工作电压、联接组别是完全相同的,可以互为变电所工作的备用变压器,站用变压器工作容量则是根据该变电所实际使用的负荷情况进行相关的计算,它的工作位置本次设计最终是由低压侧母线端接线引出的。二、站用电源的引接当站内设有相对于较低的电压母线时,一般都是从较低的电压母线引出,并选用1-2台站使用变压器。接线图如下。该类型的接线方案具有使用经济、可靠度更好等特点。图2-1站用变压器的引接方式2.2站用变压器的选择一、站用电变压器的选型基本原理及其应该要考虑的影响因素(1)电源变压器的原、副侧额定输出电压宜与使用引接电源地点及工作站内备用电源的系统电压额定值相同或适应。(2)对于两个连接变电站用电源变压器连接组别的选定,宜始终保证与同一来源电压等级(一般包括备用高压或者中低压)的工作站用连接电源、备用电源变压器的两个输出电压之间应始终保持电压相位一致。(3)对于额定阻抗输出电压和调压类型的选择。宜尽量减少使在额定牵引母线接点的阻抗电压和额定站用设备输出阻抗电压和负荷的电压正常值和电压波动值的范围内,站内使用和接点各级牵引母线的站用输出阻抗电压不应该低于额定站用输出电压±5%。（4）变压器的容量应该满足该变电站所有机械设备的正常工作条件，为这些机械设备提供足够大的功率。二、站用变压器容量的选择站用变压器容量一般不超过变电站主变压器容量的0.5%-1%。站用变压器容量计算（按主变容量的1%）S选择变压器容量为700kVA。型号及参数见表2-1表2-1站用变压器的选择结果型号额定容量（额定电压（连接组别损耗(高压低压空载短路S7-800/1080010±5%6.3Yd111.549.9第3章主变压器型号选择3.1台数和容量确定一、台数的确定根据国家的统一规定和标准以及电力系统的具体要求，做到检修时全年不中断供电，针对本设计的电压等级，设置2台可以互为备用的主变压器。二、容量的确定：35kV侧：Pmax1=50MWcosφ=010kV侧：Pmax2=25MWcosφ=0最大运行方式下：PS所以本次设计，选用额定容量上限为75000kVA的主变压器。3.2相数和绕组确定相数：本变电站选用a、b、c三相式的交流变压器。优点主要是由于一台三相式比较系统同型号一台大容量的三台单相式比较系统投资小、占地少、损耗小,同时这些大型配电线路设备的内部机械传动结构也比较简单,运行和安装维护也比较方便。本变压器电站的工作电压交流等级最高侧限值是110kv,我们最终充分考虑，安装配置为三相式交流变压器。绕组：本变电站中主变压器的绕组接线组别选择为“YN,yn0，d11”其含义为：高压侧的主变绕组设置为星形连接状态、中压侧的主变绕组设置为星形连接状态，低压侧的主变绕组设置为三角形连接状态。3.3调压方式的确定有载调压相较于无励磁调压调节变压器可以带负荷调节，其分接头较多，并且调节范围相对较大，可以达到30%，对于不同时段用电量不同，可以进行多次调节，所以本次毕业设计选择使用有载调压变压器。3.4冷却方式及结构型式本次设计中，主变压器容量为较大，最终设计方案确定后，采用强迫油循环风冷却的一种综合型冷却方法；在所有负荷中，中压侧的负荷所占比例最大，输送功率最多，因此选用降压变压器。综上，本类型变电站最终特地选用了两台三相三绕组油浸风冷有载调压的主变压器，型号及参数见表3-1。表3-1主变压器的选择结果型号额定容量（额定电压（连接组别阻抗电压（%高压中压低压高中高低中低SFSZ7-75000/11075000110±2×1.25%38.5±5%10.5YNyn0d1110.5176.5第4章短路电流计算4.1短路电流计算目的变电站各种站用电气设备的日常运行动稳定和热稳定校验的过程中，都可以用短路电流作为一项重要检测校验依据。对变压器及其线路保护进行全部整定值及灵敏度的计算。在正确地设计选择各种电流继电保护及其电流整定保护方式等并进行电流计算时,需要分别采用不同保护类型的电流短路保护电流系数作为主要电流计算量的依据。4.2短路电流计算过程一、首先把任务书所给的数据作为计算的数据条件，绘制计算过程中电路图。二、绘制等值电路,计算各个元件的参数,分别绘制各短路接触点所对应的等值电路,其标号和在计算示意图中应该是一致的。（1）基准电流值：I式中，SBUB1短路电压百分数：UUU变压器阻抗值：XXX线路电抗值：X三、网络化简，分别求出短路点至各等值电源点之间的总电抗X四、在选择和确定的输出基准值之后,以各个计算数据按标幺值的形式计算短路电流，然后换算为有名值。Ii式中，IK，IisℎKsℎ4.3短路电流计算结果三相对称短路不同短路点电流实际计算结果见表4不对称短路不同短路点电流实际计算结果见表4表4-1三相对称短路电流计算结果短路点额定电压（短路电流I冲击电流i全电流有效值（短路容量Sk11104.5911.70456.9309917.43k2358.7116.0369.500558.66k31024.71945.48326.944449.44表4-2不对称短路电流计算短路点单相短路接地电流（两相短路电流（两相短路接地电流（K1.5984.0004.679K05.4275.427K014.17214.172第5章电气设备选择5.1母线的选择（1）初选母线的材料一般都是由铝与铜去制作，二者的导电性能都很强，但我国铝资源比铜丰富，铝的造价更低，而且通常情况下，电力行业铝代铜也能满足输送电的性能要求，因此在选择母线上，我们都会去采用铝制的母线；10kV是室内配电装置，不再选用钢芯铝绞线，而是用到矩形导体；且选取三相水平布置。（2）母线截面选择母线横截面积分别有两种可供选择的方法,其中按照最大可以持续运行的工作电流进行选择时,需要使用到k,当母线过长时,必须根据经济电流密度进行选择。K=0.14970−θ(5-1Sj=Imax'jImax（3）电晕电压校验电晕的定义是带电体表面在介质中局部放电，电晕效应发生的化学反应可以侵蚀绝缘子材料和金属；扰乱信号；且受天气影响程度也较大。在较低的电压限制等级中,电晕的现象非常罕见,所以也就没必要对其进行电晕或者是电压的校验。例如,当临界电晕等级是63kv及以上,临界电晕电压与最高工作电压之间存在着如下的关系。Ucr>Umax(5热稳定校验1）计算短路电流周期分量热效应Qp=tk12（Qk=Qp(2）在进行热稳定校验时，通过最小截面积来选择Smin=QkKsKsC热稳定系数计算：C=K'lnτ+θf其中：K'τ——θf当S≥Smin（5）硬导体的共振校验共振应力校验法其目的主要是为了快速确定一个动态共振应力系数β。其中主要用的有两种常用计算系数方式，一种方法是通过计算目前已知的线性绝缘子频率跨度,计算固有频率，从而确定β；另一种没给出绝缘子跨距，则f1=160Hz，得出β值约为Lmax=Nff1绝缘子实际跨距不大于最大允许绝缘子跨距，则固有频率一定大于160Hz，此时（6）硬导体的动稳定校验短路冲击电流在导体中流过时，此时导体就会有力的作用，其中包括相间、条间应力。相间应力记为σph,条间应力记为σb，则最大应力σmax应为二者之和，此时两力方向相同。σmax=MphWph+M每相有一条导体时Mph=fphL210(N∙m)fph=1.73×10−71aσmax=σph=MphLmax=10σalW若选择的L≤Lmax，则符合动稳定最大弯矩Mb=fbLb2单位长度导体条间应力fb每相两条导体fb=0.25×10−7ish2每相三条导体fb=0.08×10−7ish2bK12+K13(N/m)(令σmax=σalLbmax=b2ℎσal−σ临界跨距：Lcr=λb4ℎ/fb(m)λ——系数取1003。LminC取整数记为n，则实际跨距：Lb=L/n+1。(5当满足如下关系时，矩形导体符合动稳定条件。Lb<Lbmax<Lcr表5-1110kV侧、35kV侧母线选择结果位置母线材料型号标称截面(+70℃长期允许载流量(110kV侧钢芯铝绞线LGJ500102535kV侧钢芯铝绞线LGJ6301185表5-210kV侧母线选择结果型号尺寸h×bmm×mm每相条数布置方式载流量AK矩形导体80×102平放21851.305.2断路器型号选择（1）适用范围断路器的种类和形式分很多种，其中10kV系统一般选用真空断路器，110kV系统SF6断路器应用最为广泛，35kV（2）按照额定电压的初选：UN≥UNs(（3）按照额定电流的初选：Ial=KIN≥I（4）比较开断电流：INbr≥Ik(kA)Ik≈I''(5INbrIkI''（5）额定关合电流选择iNcl≥ish(5iNcl（6）热稳定校验It2（7）动稳定校验ies≥表5-3110kV侧和35kV侧母线及出线断路器的选择结果位置型号U(kV）I(A）I(kA)i(峰值，kA)110kV侧LW6-110Ⅰ/2500110250031.512535kV侧LW8-35/160035160025635.3隔离开关型号选择隔离开关的类型和选择与断路器相同,但由于其他隔离开关和断路器的类型所以结构差异较大，所以INbr和（1）种类和型式选择从配电器装置的地理位置及安装时间对隔离开关的类别和型号做出初选。（2）按照额定电压的初选U（3）按照额定电流的初选I（4）热稳定校验I（5）动稳定校验i表5-4110kV侧和35kV侧隔离开关的选择结果位置型号U（kV）I（A）I（kA/s）i（kA）接地方式110kV侧母线及出线GW4−110110200031.580接地35kV侧母线及出线GW4−3535200031.580接地5.410kV开关柜型号选择开关柜的选择主要是通过几个方面，电压等级、系统的额定容量、以及特殊的安装地点来选择。表5-510kV侧开关柜型号选择结果位置型号技术参数U(kV)I(A)I(kA)i(kA)I(kA)i(kA)固有分闸时间(s)进线隔离开关GN210200036(10s)85断路器ZN221020004010040(4s)1000.06出线隔离开关GN210200036(10s)85断路器ZN1020005012531.5(4s)1250.0655.5绝缘子和穿墙套管型号选择绝缘子主要可以细分为陶瓷绝缘子,玻璃绝缘子及其合成的绝缘子。绝缘子根据额定电压和种类特点进行选择，且需要根据配电装置的安装特点综合考虑。（1）根据额定的使用电压范围来分别选择绝缘子与弱电穿墙管配套管U（2）按额定电流选择穿墙套管I40℃<θ<K=0.14985−θ（3）穿墙套管热稳定校验I（4）绝缘子和穿墙套管动稳定校验应满足Fc≤0.6支柱绝缘子与穿墙套管在Fc的计算上不同，穿墙套管Fc=F三相导体水平布置时计算如下Fc=FmaxH1/H(三相导体垂直布置时计算如下Fc=F110kV和35kV侧绝缘子的选择结果见表5-6；10kV侧绝缘子的选择结果见表5-7；10kV侧穿墙套管的选择结果见5-8。表5-6 110kV侧和35kV侧绝缘子的选择结果位置型号片数U（kV）额定机械拉伸负荷（最小电弧距离（雷电全波冲击耐受电压（110kV侧FXBW4-110/10071101001200≥55035kV侧FXBW4-35/100335100460≥230表5-710kV侧绝缘子的选择结果型号U（kV）绝缘子高度（mm）机械破坏负荷（kN）ZL-10/8101708表5-810kV侧穿墙套管的选择结果型号U（kV）I（A）抗弯强度（kN）I（kA，不小于5s）主要尺寸×外径（穿墙部分）（mm）CWLB2-10520520×1505.6电压互感器型号选择（1）额定电压选择三相式电压互感器，一、二次侧分别为UNs和100。当单独两台电压互感器设备同时使用或两台设备连接后形成不完全的一个星形,这种使用情况与三相式的星形电压互感器相同；但是例如,当三台独立的一个单相式式电压互感器在其中的一、二次额定绕组都被两台连接后形成一个新的星形,每台的一、二次额定绕组电压分别系数是UNs3和1003V。对于第三辅助绕组，（2）种类和型式选择按照不同的设备安装位置和电压等级进行选型。（3）准确级选择对于测量精度要求较高和电压等级较高的情况，选用0.2级；对于重要回路一般不低于0.5级；用于监视使用的电压互感器，选用0.5-1级。各等级电压互感器选择型号及参数见表5-9。表5-9电压互感器的选择结果电压等级（型号U（0额定容量（VA）最大容量（VA）初级绕组次级绕组辅助绕组110YDR−1101100.10.1150120035JDJ2−35350.10.1150100010JDZJ−10100.10.1403005.7电流互感器的选择（1）一次回路额定电压的选择U（2）一次回路额定电流的选择I（3）额定二次电流的选择本设计额定二次侧电流应选用5A。（4）类型选择根据室内、室外的设备安装位置及电压等级可以选择电流互感器，10kV及以下的电力系统通常采用LA、LFZ等型号；（5）准确级选择同电压互感器选择方法相同。（6）热稳定校验It2≥Kt——（7）动稳定校验所有的电流互感器都必须需要对互感器进行内部运动稳定性的校验,瓷绝缘式电流互感器也必须对互感器进行外部运动稳定性的校验。内部校验ies≥i外部校验若产品目录中标注了其他瓷帽端部的容量允许力,校验的方法相近于穿墙套管;若产品目录未指定给出它的陶瓷帽端部所需要的允许强度,按照以下式进行校验2IN1K选择结果如表5-10所示表5-10电流互感器的选择结果位置型号级次组合1s热稳定倍数动稳定倍数动稳定电流峰值（额定电流比（A）110kV侧母线L0.5751−60035kV侧母线L0.5/65100−100010kV侧母线L0.5/50901002000/55.8高压熔断器的选择根据安装地理环境的不同选择型号和种类。熔断器的选择相对比较简单，没有那么复杂，按照额定电压和额定工作电流选择即可不用再对每个熔断器进行校验。（1）额定电压选择U（2）额定电流选择熔管额定电流：INt≥熔体额定电流：INs=K保护电力电容器：INs=（3）额定开断电流校验部分熔断器在产品的目录中，给出的一个数值，是开断容量SNbr，而不是IINbr=SNbr对于没有限流作用的熔断器的校验方式INbr≥isℎ选择结果见表5-11。表5-11高压熔断器的选择结果电压等级（kV）型号U（kV）I（A）开断容量（MVA）35RW5-353520080010RN4-10100.510005.9避雷器型号选择避雷器主要是一种防止超高电压的装置，氧化锌避雷器应用最为广泛。避雷器选择的结果见表5-12。表5-12避雷器的选择结果位置型号系统标称电压（避雷器额定电压（持续运行电压（陡波冲击电流残压（kV）雷电冲击（kV）操作电流（kV）110kV侧YH10W-100/2601101007829126022135kV侧YH5W-96/250355140.8154.0134.0114.010kV侧YH5WZ-17/45101713.651.845.038.35.10中性点设备型号选择一、110kV中性点成套设备选择在实际建设施工时，我们可以向厂家提出定制成套的保护装置，成套保护装置具有良好的密封性，并且易于安装和检修，实际应用中非常广泛。选择结果见表5-13。表5-13110kV中性点成套保护装置的选择结果厂品型号NGC−701−110变压器电压等级126变压器中性点耐受电压8/20雷电冲击耐压（峰值）/kV2501min工频耐压（有效值）/kV95隔离开关型号GW8−72.5额定电流(A)630主回路电阻(μΩ)400隔离开关分闸后断口绝缘距离/mm≥650操作机构CS17A手动机构或CJTKB电动机构氧化锌避雷器型号YH额定电压/kV1持续运行电压/kV78/20μs雷电冲击电流残压不大于/kV260直流1mA参考电压（不小于）/kV1052ms方波通流容量/A400放电间隙间隙形式棒型间隙球形间隙工频干放电电压±10%83间隙电机距离/mm90−135电流互感器型号LMZW−10变比600/5容量30VA二、35kV中性点设备选择本次设计任务中，35kV侧电压等级在发生单相短路故障时，因为对地端的电流比较大，可按要求安装消弧线圈然后再接地线。表5-14消弧线圈的选择结果型号容量（kVA）电压（kV）电流（kA）电抗（Ω）XD-1110/35550~111238.5325~50889~445表5-1535kV中性点隔离开关选择的结果位置型号U（kV）I（A）I（kA/s）i（kA）接地方式35kV侧母线及出线GW4−3535200031.580接地第6章继电保护整定计算6.1概述当电力系统发生故障时，保护装置的作用就体现了出来，它能够快速并且有针对性的发现故障，将其切除。由系统故障，引起断路器自动断开。保护中具有线路母线、电缆过压保护、线路及开关变压器的漏电保护。母线的差动保护大部分都主要是由于采用两端差动线路保护或者在两端设置特殊线路专用的的差动保护;这种线路上的保护方式可以依据不同的线路输出端和电压要求来进行选择保护不同位置。6.2基本要求（1）选择性：有目的的针对具体故障类型，且切除故障，减小故障范围；（2）可靠性：不误动不拒动；（3）灵敏性：保护装置对故障处有一定的灵敏度；（4）快速性：动作迅速。6.3变压器保护1.主保护本变电站采取的主保护主要采取纵连差动保护，用于保护变压器的相间短路和匝间短路。2.后备保护变压器的后备短路保护主要功能包括过零序电流短路保护、复合和低电压电流启动的过零序电流短路保护、负序过高压电流短路保护、高序低电压电流启动的过零序电流短路保护、零序过高压电流短路保护、过序和零序过高压电流短路保护等,应用最广泛的为保护复合和高电压电流启动的过零序电流短路保护,保护外部电路相间的电流短路。3.异常运行保护异常励磁运行状态保护主要功能包括电路过负荷励磁保护和异常励磁状态保护,其中过负荷励磁保护状态是当电反应器和变压器异常励磁运行时的一种保护状态，动作于信号或跳闸，本设计选用了过负荷保护。6.4整定计算纵联差动保护计算原则（1）根据平均额定输出输入电压和最大额定输入输出容量分别来精确计算电力变压器的各侧额定最大输出输入电流：Ie=Se3式中SeUe（2）通过公式计算互感器各侧的二次互感回路的最大额定电流Ie2=Kjx∙式中Kjx：三相对称情况下电流互感器的接线系数，电流互感器为星形接线时Kjx（3）确定保护装置一次动作电流的在符合以下三个条件；1）避越变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复是的励磁涌流Idz≥2）避越外部短路时的最大不平衡电流Idz≥躲过电流互感器二次回路断线是的最大负荷电流Idz=先确定直流差动差压继电器基本动作侧的电流及基本动作侧差压移动继电线圈匝数差动继电器的动作电流Idz.j.jb.js=差动线圈匝数Wcd.js=继电器的实地动作电流Idz.j.jb=保护装置的实地动作电流Idz.jb=（5）用于确定非基本平衡侧基础工作驱动线圈的匝数和确定平衡侧基本工作驱动线圈的匝数Wpℎ.fj.js.ⅠⅠ侧工作线圈匝数Wpℎ.fj.js.1=Ⅱ侧平衡线圈匝数Wg.fj.js.Ⅱ以上各式中Ie2.fj.Ⅰ；Ie2.jb.实际工作线圈匝数Wg.fj.z=（6）计算由于整定匝数和计算匝数不等而产生的相对误差∆fza（7）检验保护的灵敏系数Kim=式中Id.Kjx第7章配电装置初步设计一、安全净距基本概念:在电气配电器及其其它设备各个部分组成的零部件之间,为了能够确保其对于人身及其它设备安全可靠运行而必须同时设置最小的安全电气运行距离,称为安全电气净距。二、配电装置的基本要求：（1）合理节约建筑用地。配电装置在施工时就应当尽量降低其占地、不要再利用良田和避免开采大量土石方。（2）保证运行可靠。根据不同的电力系统条件，合理有序的选择各类电气设备，布置安装方案；保证所有电气设备的安全净距。（3）格保证人身安全及防火。需要设立明显的保护性接地装置、防误操作闭锁装置、必须的标识、遮栏;充分做好建筑物的防火、完善了防爆及蓄油设备、排油的后期保障方案等。（4）安装、运输、维护、巡视、操作和检修方便。设置好必要的出口、安全通道，配备有完善的照明条件以供巡视、操作和检修。（5）布置紧凑合理，保证设备以及人身安全，节省材料和降低造价成本。（6）便于分期建设和扩建。三、配电装置设计的基本步骤：

（1）正确选择各种配电设备的类型。据电压等级、配电装置型式、出线多少以及方式、是否存在电抗器、地形和环境状况等影响因素,选用各种配电设备的类型。（2）根据模型设计拟定的软件配置流程框图。即将配电进线、出线、母联母接断路器、分段母联断路器、工厂经常使用的配电变压器、互感器、避雷器等合理地位置分配于各个室内间隔,并准确地用图表示出了输入式半导体和输出继电器在各个室内间隔或最小室内距离中的基本位置和接线轮廓,但不能按照一定的空间比例法和尺寸法来进行地图绘制。配置图主要用途是一种用来准确描述和和分析各类配电系统设备的结构布局设计方案及同时统计其所使用的主要各类配电装置。（3）根据需要设计好各种配电设备的平面图与断面。平面图主要用来表示所有配电设备装置的各个间隙、电器、通道、入口等整体的平面布局和轮廓。断面侧视图指的是沿着一个配电设备在其纵向(或者进出线的方向)运行时所显示的断面侧观察图,它用来表示一个配电设备在其集成电路中各个设备之间的相互联系以及具体的布置。平、断面图都按照一定的比例进行绘制,并在图上标明其尺寸。四、布置结果1、110kV侧采用屋外普通中型配电装置35kV侧采用屋外中型配电装置10kV侧采用单层式屋内配电装置第二部分计算书第8章短路电流计算8.1对称三相短路电流计算一、选择计算短路点在下图中，k1、k2、k3分别是被选中的三个短路故障发生点二、画等值网络图图8-1等值电路图三、计算1、取基准容量SIII2.计算各元件电抗标幺值：短路电压百分数：UUU变压器阻抗：XXX线路L阻抗：XX3.当k1XIiIS4.当k2XIiIS5.当k3XIiIS在110kv、35kv、10kv侧向的母线电路发生电源短路时,故障的电源短路有效电流值、冲击源的短路有效电流值、全短路电流有效电压值、短路电流容量的数值计算结果数据可直接参见下列图表：短路点额定电压（短路电流冲击电流i全电流有效值（短路容量k11104.5911.70456.9309917.43k2358.7116.0369.500558.66k31024.71945.48326.944449.448.2不对称短路电流计算取基准容量SB=100MVA，基准电压UB1=115kV，UXXXX110kV侧正、负、零序网络图图8-4零序网络等值电路图图8-4零序网络等值电路图图8-3负序网络等值电路图图8-2正序网络等值电路图图8-5图8-5正序增广网络等值电路图XXXX（1）单项短路接地XXIII（2）两相短路XXIII（3）两相短路接地XXIII35kV侧正、负序等值电路图和正序增广网络等值电路图图8-7负序网络等值电路图图8-7负序网络等值电路图图8-6正序网络等值电路图图8-8图8-8正序增广网络等值电路图XXX（1）单相接地短路XXIII（2）两相短路XXIII（3）两相短路接地XXIII3.10kV侧正、负序等值电路图和正序增广网络等值电路图图8-9图8-9正序网络等值电路图图8-10负图8-10负序网络等值电路图图8-11图8-11正序增广网络等值电路图XXX（1）单相短路接地XXII（2）两相短路XXIII两相短路接地XXIII计算结果见下表：短路点单相短路接地电流（两相短路电流（两相短路接地电流（K1.5984.0004.679K05.4275.427K014.17214.172第9章电气设备选择9.1母线选择9.1.1110kV侧母线选择（1）按经济电流密度选择母线截面（主母线截面尺寸选择）。母线最大持续电流为：I采用钢芯铝绞线，查表得Tmax=5500ℎ经济截面，按式(5-2)计算：S查附表，选用2条标称截面500mm2温度修正系数，按式(5-1)计算：K=0.149×I故满足长期允许发热工作条件热稳定校验按式(5-4)计算：tk=2sQ由于tk=QQ母线正常工作时运行的最高温度为,按式(5-4)计算：θ查表的C值为：C=95母线最小截面积为，按式(5-6)计算：SSmin（3）共振校验、动稳定校验选用的型号是为软母线,故无须进行共振校验及电动稳定性的校验。电晕电压校验本设计选用钢芯铝绞线截面积为500mm2，大于9.1.235kV侧母线选择（1）最大工作持续电流I温度修正系数K=0.149×IIal>Imax热稳定检验按式(5-4)计算：Q由于tk=0.QQ母线通过持续工作电流时Imaxθ热稳定系数C=K母线最小截面积SminS>Smin，故（4）共振校验、动稳定校验选用的型号是为软母线,故无须进行共振校验及电动稳定性的校验。9.1.310kV侧母线选择（1）最大持续工作电流I温度修正系数为θ=30.K=0.149×长期允许电流Ial故Ial>热稳定校验Q由于tk=0.QQθ由式（5-7）得热稳定系数C=K由式（5-6）得母线最小截面积Smin知S>Smin(4)共振校验J=单位长度导体质量m=2hbρw当L不大于Lmax时，不发生共振，按式(6-8LNff1E——7×10选择绝缘子跨距：L=1.5m<L(5)动稳定校验相间作用力，按式（5-11）计算：fWσb2b−b查得K12单位长度导体条间应力fb，按式（5-15fL临界跨距，按式(5-19)计算：LL则每个横跨内应满足运行稳定工作条件时所必须要求的最小衬垫2个。实际衬垫跨距，按式（5-20）计算：LL满足动稳定工作条件工作条件。9.2断路器的选择9.2.1110kV侧母线及出线断路器(1)额定电压选择，按式（5-22）选择：U额定电流选择，按式（5-23）选择：

I温度修正系数为K=1+I选择型号为：LW6-110Ⅰ/2500额定开断电流校验t计非周期性分量的影响,实际启动瞬间和短路的完全电流有效值，按式（5-26）计算：II满足工作条件。（3）额定关合电流校验I满足工作条件。热稳定校验，按式(5-27)计算：IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。动稳定校验，按式(5-28)计算：i满足工作条件。9.2.235kV侧母线及出线断路器（1）额定电压选择：U额定电流选择：

I温度修正系数K=1+(40−θ)×0.005=1+(40−30.I选择型号为LW8−35，具体参数见表6-3。（2）额定开断电流检验，按式(5-24)计算：t不计非周期分量的影响II满足工作条件。（3）额定关合电流检验，按式(5-26)计算I满足工作条件。（4）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（5）动稳定校验，按式(5-28)计算i满足动稳定工作条件。9.3隔离开关的选择9.3.1110kV侧母线及出线隔离开关（1）额定电压：U额定电流：

I温度修正系数K=1+(40−θ)×0.005I选择型号为GW4−110/2000，具体参数见表5-4（2）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ同理不计QQI满足热稳定工作条件。(3)动稳定校验，按式(5-28)计算i满足工作条件。9.3.235kV侧母线及出线隔离开关（1）额定电压选择：根据式（5-1）有UN额定电流

I由式（4-3）得温度修正系数K=1+(40−θ)×0.005=1+(40−30.I选择型号为GW4−35WD，具体参数见表5-4。（2）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI符合热稳定条件。（3）动稳定校验，按式(5-28)计算i符合动稳定条件。9.3.310kV进线开关柜的选择一、断路器选择（1）额定电压选择：UN（2）额定电流

I由式（6-3）得温度修正系数θ=30.K=1+(40−θ)×0.005I（3）选择型号为ZN22（4）额定开断电流检验，按式(5-24)计算t不计非周期性分量的影响,实际启动瞬间和短路完全电流有效值II满足工作条件。（5）额定关合电流检验，按式(5-26)计算I满足工作条件。（6）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（6）动稳定校验，按式(5-28)计算i满足工作条件。二、隔离开关的选择（1）额定电压选择：UN（2）额定电流

Iθ=30.K=1+(40−θ)×0.005I（3）选择型号为GN2−10/2000（4）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（5）动稳定校验，按式(6-28)计算i满足工作条件。9.3.410kV出线开关柜的选择一、断路器的选择（1）额定电压选择：UN（2）额定电流

Iθ=30.K=1+(40−θ)×0.005I（3）选择型号为ZN12−10，具体参数见表5-（4）额定开断电流检验，按式(5-25)计算t实际开断瞬间短路全电流有效值II满足工作条件。（5）额定关合电流检验，，按式(5-26)计算I满足工作条件。（6）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（6）动稳定校验，按式(5-28)计算i满足工作条件。二、隔离开关的选择（1）额定电压选择：UN（2）额定电流

I温度修正系数θ=30.K=1+(40−θ)×0.005I（3）选择型号为GN2−10/2000，具体参数见表5-（4）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（5）动稳定校验，按式(5-28)计算i满足工作条件。9.4绝缘子和穿墙套管的选择9.4.1110kV侧绝缘子（1）额定电压选择：U（2）采用悬式绝缘子，选择型号为FXBW4−110/100，具体技术参数见表5-6。W-大、小伞；110-额定电压；100-额定机械拉伸负荷。9.4.235kV侧绝缘子（1）额定电压选择U（2）选择型号为FXBW4−9.4.310kV侧绝缘子（1）额定电压：UN采用支柱绝缘子，选择型号为ZL−10/8。（2）动稳定校验两条矩形母线平放总高度,，按式(5-31)计算h=3b=3×10=30(mm)FH短路计算作用力得，按式(5-32)计算FF满足动稳定工作条件要求。9.4.410kV侧穿墙套管（1）额定电压：U（2）额定电流

I环境温度为θ=30.由于30.1℃<40℃I（3）选择型号为CWLB2−10/1500，具体参数见表5-8（4）热稳定校验，按式(5-27)计算IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（4）动稳定校验穿墙套管得计算跨距L穿墙套管Fc，按式F0.6F满足工作条件。9.5电压互感器的选择9.5.1110kV侧电压互感器（1）种类单相三绕组电容式电压互感器（2）额定电压的选择单相三绕组电容式电压互感器它广泛用于3-220kV的系统中，其一、二次绕组额定电压分别为：UN1=UNS（3）准确级:0.5级型号：YDR-1109.5.235kV电压互感器（1）种类单相三绕组油浸电磁式电压互感器（2）额定电压的选择其一、二次绕组额定电压为：UN1=UNS（3）准确级:0.5级型号：JDJ2-359.5.310kV侧电压互感器（1）种类三相五柱式浇注绝缘电压互感器额定电压的选择其一、二次绕组额定电压表示数值分别为：UN1=UNS=10kV，三相五柱式浇注绝缘电压互感器（3）准确级:0.5级型号：JDZJ-109.6电流互感器的选择9.6.1110kV侧电流互感器（1）按额定电压选择：U按额定电流选择：

IK=1+(40−θ)×0.005I额定二次电流:I种类和型式：户外油浸瓷箱式准确级：0.5级选择型号：LCW-110（2）热稳定校验IQ由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件工作条件。（3）动稳定校验内部动稳定校验：ii外部动稳定校验：ii满足动稳定工作条件。9.6.235kV侧电流互感器（1）按额定电压选择：U按额定电流选择

I温度修正系数：K=1+(40−θ)×0.005额定一次电流：I额定二次电流:I种类和型式：户外油浸瓷箱式准确级：0.5级选择型号:LCW-35（2）热稳定校验IQ=由于tk=2s>1sQI满足热稳定工作条件。（3）动稳