【《110KV变电站的设计与实现（附图）》13000字（论文）】

110KV变电站的设计与实现摘要21世纪的新时代，我国电力工程产业蓬勃发展，目前电力工业进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、特高压、远距离，交直流输电、自动化、信息化、水电、火电、核电、新能源全面发展的新时期。我国电力工业正在进入跨大区域联网和推荐全国联网阶段，在逐步发展中已基本实现全国互联。随着技术的不断进步，高稳定性、高可靠性、有良好经济效益、便于扩建的变电站更为符合时代发展的需要，根据这几方面的考究，本文设计110KV的降压变电站，基于实际考量该变电站有110KV的高压侧、35KV的中压侧、10KV的低压侧，高压侧有2回进线，中压侧有10回出线，4回备用，多为二级负荷，主要用于机床厂、化工厂、食品厂；低压侧电压有16回出线，4回备用，均为三级负荷。此论文由电气主接线等一次设备和继电保护等二次设备构成。关键词：电气主接线；11OKV变电站；规格选取目录TOC\o"1-3"\h\u215811背景资料分析 背景资料分析选题背景与规模2021年，中国进入经济增长的高速时期，电力产业作为各工业发展的基础，受到极大程度的重视，哈尔滨地区原变电站使用线路老化，几十年的使用中负荷也随之增加，原变电站难以为继，考虑到今后的扩建问题，现拟建哈尔滨地区一110KV变电所支持东北地区工业发展。现变电站拟定参数：该变电站包括110KV、35KV、10KV三个电压等级，其中负荷侧电压由10KV以及35KV构成。35KV侧有回出线，其中回备用。10KV侧有回出线，其中回备用。国内外研究现状与国外相比，我国变电站综合技术起步较晚，但在70年代初期，我国便研制出了集保护、控制、测量、信号的四合一装置，现在，变电站综合自动化分享数据资源，强调系统的整体构造优化和靠谱性。然而，现在变电站综合自动化系统的设计还没有统一的标准，因此标准问题，包括技术标准，自动化系统模式，管理标准等都是亟待解决的问题。而国外开始智能变电站的研究实践较早。主要特点是：系统总体上是分层分布式的，由站控层和单元间层组成。在站控层与元件间隔层的通信中，大部分系统采用星形光纤连接，继电保护装置下放到就地，此设计有较高的运行和可靠性。变电站基本数据图3-1中压侧用户用户名称最大负荷（KW）功率因数回路数南岗变道外变呼兰变松北变平房变香坊变道里变图3-2低压侧用户用户名称最大负荷（KW）功率因数回路数学校医院化工厂食品加工厂塑料厂电子厂水泥厂论文内容安排本文主要内容及结构安排如下：第一章绪论：介绍了课题的背景和意义，分析110KV降压变电站的规模等级。第二章电气主接线设计：介绍了设计的基本要求，确定电气主接线的主体设计方案，为后续的设计及参数计算打下基础。第三章主变压器的选择：进行主变压器容量的确定以及主变压器类型的确定，同时完成相关参数的计算。第四章短路电流的计算：确定短路电流的基准值，分别计算k1、k2、k3点的三相短路电流。第五章电气设备的选择：分别对应所需要求进行断路器、互感器、隔离开关的选择。第六章变压器及线路保护：对变压器进行差动保护、瓦斯保护、过电流保护，对主线路进行保护。第七章防雷保护的设计：完成110kV、35kV、10kV避雷器选型。电气主接线和变压器参数的确定电气主接线设计原则完成电气主接线的设计是本设计的首要任务。变电所一次设备的功能正常实现离不开电气主接线的有序连接，同样主接线的设计也是变电站设计的基础和重要组成部分。论文后续的变压器、电气设备型号的确定、短路电流的计算也需要电气主接线的确定作为其重要基础。电气主接线的设计需要同时及兼顾包括可靠性在内的多种性能：电力网中配电所的可靠性与否是建成一个变电所的首要要求和基准性指标，当变电站由于种种原因难以正常工作时，会导致该地区短时间内多个工业系统无法正常工作、居民只得以在停电的状态下完成日常的生产生活，其长时间电力无法正常供应也会对该地区造成无法估量的财产损失。电力系统的可靠性是必要的，故在设计主接线时要同时兼顾多种需要：1.在电网工作人员修理变电站时，修理其中一段故障时，要保证除其修理故障外其余部分能够正常工作，若不能保证这一基础需要，检修时会造成大规模的停工停产，居民的生活质量得不到保证。2.当变电站处在维修状态时要保证用户侧有较短的维修时间，不宜让负荷侧等候时间过长，同时在多负荷同时工作时要保证切断故障电路的准确性，维修时关闭电路要避免对其他用户的影响并优先稳定一次负载的正常使用。3.不论是否处于维修状态，变电所都应有部分处于正常运行的状态，避免变电站的整体故障是电力系统可靠性的重要环节。电力系统主接线的灵活性更多时候是为变电站正常运行时的操作来考虑，一个无过多高难度操作的变电站操作系统变相来说就是对用户安全的更高保障，其保障主要来源于减轻实际操作人员的劳动量。1.有较为简单且行之有效的操作系统可以有效的减小维修时的不正确操作行为从而减小工作人员的误操作可能性。2．当变电站在正常运行时，能够满足即时的调度要求而行之有效的正确切换电气主接线属于必要的灵活性范畴，当哈尔滨某处变电站需求由于节假日等原因突然增加时，灵活的电力调度必不可少，变电所的突发情况时能否调度灵活也是评价一个变电所是否具有灵活性的重要指标之一。3.变电站的灵活性同时要考虑未来的扩张难易程度。若在建已成变电站的情况下，该变电站易于扩建，那无疑具有较好的灵活性，反之若变电站难以满足时代发展需求而进行扩建，那该变电站的灵活性有待商议，尤其是作为进入到经济增长快车道的东方大国，变电站这一基础工业设施的扩建同样应被列为重中之重。变电站的经济性与否显而易见，不论在何时何地任何设计的经济型都是变电站设计需要考虑的方面。1.在设计变电站的主接线时，过多的电路器件无疑需要投入更多设计资金，这体现出进行主接线设计减少不必要冗长的线路或电气器件的必要性，更好的控制设计成本有着不可替代的重要作用。东北地区在全国范围内虽地广人稀，但土地资源仍然稀缺，较小的变电所占地面积无疑意味着更好的经济性，考虑到扩建时的占地面积预留，变电所面积大小是设计主接线时的重要一环。3.通过电气主接线的设计有效减小变电时的损失。确定电气主接线电气主接线具体接线形式多样，其包括单双母线接线在内的多种不同接线形式，本设计又分110KV、35KV、10KV三种变压等级，将主接线排列组合更是有数十种接线形式，故在确定变电所主接线具体形式之前要分别将各接线形式一一阐述。单母线接线具有单一母线，极少断路器和隔离开关的接线形式，该接线方式特点分明，结构不复杂易识别，单一母线的特点为其带来了单一配套主变压器的设定。一组母线与较少电气器件的组合为单母线接线带来了较好的经济特性，使得制作成本大大降低。同样不能忽略的是其结构清晰，为变电所操作工人带来了简洁的操作优势，但其同样具有致命的缺陷，上文中提过的灵活性与可靠性是单母线接线所不具备的，当变电站产生故障而维护时整个变电站都要处在无法工作的状态，本设计中的变电所有可靠性的要求，因此单母线接线不予以考虑。单母线分段接线较之前文的单母线接线有着更好的灵活性和可靠性，但同样单母线分段接线的经济型也有所舍弃，新增的一套联络开关让其在故障停电时保证供电的稳定性的同时，使其有了更大占地面积的劣势，但与后文的接线方式相比其占地面积反而是其优势之一。综合来说，由于其能有效避免大范围停电的优势，单母线分段接线是本设计主接线的重点接线方式之一。如图2.2所示。图2.1单母线分段接线三、增设旁路母线较之单母线分段接线可靠性与灵活性更上一层楼，但多出来的配套电气设备增加了其经济消耗，与此同时较为复杂的操作系统大大增加了误操作的可能性，多出高可靠性不足以弥补其较之单母线分段接线的良好经济特性，故本设计不予以考虑。图2.2单母线分段带旁路接线四、双母线接线与之前几种接线方式进行比较是可靠性与稳定性之最，极高的可靠性能保证重要用户的稳定供电状态的维持，在本设计中，35KV侧可以予以考虑。但在其他电压等级不能使用，会造成极高的经济负担。图2.3双母线接线经过系统的考虑和比对，本设计最终主接线在下面两种接线方案中进行对比选择。如图2.4所示：图2.4电气主接线方案一有较为简单的电气主接线接线方案一，在电力靠谱性较高的35个kV和10个kV侧采用双母线连方法。方案二，如图2.5：图2.5电气主接线方案二在负荷较为次要的的10KV侧使用单母线分段接线,该接线方式在保留了部分可靠性的同时，大大提高了经济性能。而在负荷较为重要的35KV侧采用双母线接线，极大的提高变电站的可靠性。经济型比较与方案一相比，方案二的单母线分段接线有着更好的经济型，其有着更少的母线和个开关数量，且变电站占地面积较小。综合方案选取本设计最终采用方案二为最终方案。变压器型号选取原则在变电站的设计中，变压器的选择无疑是重要一环，与此同时变压器的选取要同时兼顾使用时可能存在的过负荷情况考究。其变压器实际选取原则主要体现在所选取的变压器容量要大于通过前文参数所计算出的变压器容量。毫无疑问若所选取的变压器容量小于实际计算出的所需变压器容量，会对变压器本身的最大可以工作时间造成巨大损失，乃至变压器的最终烧坏，从而对整个变电站的供电系统造成巨大的财产损失，此种现象成为变压器的过负荷使用。但在实际的使用过程中，短暂的过负荷使用是无法避免的，由于多数供电设备可能同时启动的过电流等情况的发生，在选取变压器是要兼顾多种考虑方面,本设计拟定选择使用两台变压器。使用两台变压器可以有效避免其中一台变压器由于使用过程中的维修而导致整个变电站无法正常工作，不论何时此种现象都应该避免发生，基于此种考虑，在设计两台变压器的容量时要保障当其中的一台变压器处于维修状态时，另一台变压器能够短时间的过负荷工作，避免大范围停电停工停产的发生，经过实际工程考量,另一台变压器选取第一台变压器的70％作为暗备用投入使用，维持变电站在突发情况下的正常使用。主变压器容量的确定变压器负荷35KV负荷：南岗变，，道外变，，呼兰变，，松北变，，平房变，，香坊变，，道里变，，10KV负荷：学校，，医院，，化工厂，，食品加工厂，，塑料厂，，电子厂，，水泥厂，，综上所述：，无功补偿方案拟定（1）分别计算功率因素未进行无功补偿时：。（2）计算需要补偿值结合生产实际，补偿后的功率因数至少要在0.9以上结合前文，计算待补偿值：（3）经过无功补偿后的值故综上所述：

前文拟定功率因数需在0.9以上，满足具体的装置选择:最终选用最常见的并联电容器作为补偿装置,结合设计的变电站设计情况，选用液体介质为二芳基乙烷，固体介质为全膜介质，电压等级为11kV，电容器容量为的电容器40台。主变压器大小值前文中计算出容量值又有由于选用两台变压器以暗备用的形式投入使用，避免大范围的停电，对更为重要的用户进行供电保障，两台变压器分别选择计算值的，有考虑到未来可能的扩建问题，预留出拟定增长的变压器裕量。计算主变压器容量为：主变压器结合实际生产需要，确定其容量为。主变压器的型号主变压器的相在大多用以三相为主要相数的我国，最易采用的方式就是选用三相的主变压器。且考虑到变电所的综合经济性，对于三相变压器的输电设备来说，三个不同的线圈可以同时使用一个公共的铁心，大大提高了主变压器的经济性能，在使用材料固定的情况下，可以有效的提高使用率。故本篇论文采用三相变压器。选择绕组本文有110、35、10KV三个电压等级，一般来说绕组数就是电压等级数，故本篇论文采用三相绕组。主变压器型号确定此论文一直将经济性能作为需要优先考虑的选项之一，自耦变压器较之其他变压器的经济性就让他脱颖而出，同时自耦变压器又恰好满足本论文的设计需要，兼具较小的体积和便于运输等特点。综上所述，本设计最终采用三相风冷三绕组设计序号10型的75000kVA的主变压器型号。表3-1主变压器主变压器型号变压器容量/kVA额定电压值/kV对应的阻抗电压百分比高压侧中压侧低压侧高中1-2高低1-3中低2-3厂用变压器台数的确定厂用变压器是变电所满足日常所用需求的变压器，其主要特点是有着更大的短路阻抗值，除此之外其他参数选取原则基本与主变压器原则类似，前文已经提过，故在此不加以赘述。此外厂用变压器故障时危害巨大，在选择时同样采用含备用变压器组成的暗备用，两天变压器投入使用。确定具体形式与主变压器相比，厂用变压器计算方法基本相同，根据前文主变压器的算法计算，最终选取型号为三相油浸式自冷铜线双绕组电力变压器，容量定为。表3-2厂用变压器厂用变压器高压侧分接范围低压侧连接组别空载时损耗（KW）带负载时损耗（KW）空载电流比（%）阻抗变压比（%）短路电流计算短路电流简介在变电站运行过程，发生中短路故障在所难免，一个拥有较高可靠性的变电站即使在发生短路故障时电气设备也能避免大范围的损坏，准确的计算短路电流值在论文后续配电设备的选区中起到了举足轻重的地位。短路电流的产生过程中往往伴随着发热等物理现象，其产生会导致的严重影响经过总结可以概括为一下几类：由于电磁感性突然急速变化的电流产生磁场从而产生电磁力，而较高的电流值会导致导线温度上升对输电线路和电气原件造成不可逆的危害陡然升高的电流值会致使电网电压下降而时使得电气设备无法正常使用。导致不对称电路的产生，对附近的磁场产生较大的影响，严重情况下可能危害附近大多数的通讯设备。由于短路电流的危害性巨大，所以在进行短路电流计算后稳定性检验必不可少。在计算之前，有必要明确所计算的短路电流种类：由于在所有短路电流中三相短路有着对于变电站运行来说最大的危害性，其短路电流数值也最大，所以在本论文中将重点计算三相短路电流值。计算流程选取合适的计算基准值。给出短路点，完成标幺值的计算。画出计算电路图，在图中给出具体参数的标号。结合前三点进行计算。实际计算操作计算变压器取绕组阻抗计算：，，，。，，拟定短路电流点图3.1短路点、、的选取发生短路后的等效电路图如图所示。等效后：高压侧K1点图3.2发生短路时的等效电路中压侧K2点图3.3发生短路时的等效电路低压侧k3点图3.4发生短路时的等效电路选取电气设备选取准则电气设备在选取过程中要依据设备所处的具体环境而定，同时选取后要在短路条件下对设备作出检验，检验合格后方可投入使用。确定断路器规格高压侧断路器规格（1）符合高压侧断路器额定电压需要（2）符合高压侧断路器额定电流需要（3）由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户外高压使用六氟化硫作为灭弧介质的断路器，型号为表5-1高压侧断路器规格高压侧型号允许最高电压值额定短路开断电流额定短路关合电流额定电流值额定电压值额定短路耐受电流（4）短路条件下检验检查热稳定系数：s可以得出高压侧热稳定符合所需检查动稳定系数综上可以得出变电所高压侧断路器动稳定符合所需检查高压侧断路器开断能力：综上可以得出变电所高压侧断路器由较好的开断能力中压侧断路器规格（1）符合中压侧断路器额定电压需要（2）符合中压侧断路器额定电流需要由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户内高压真空短路作为灭弧介质的断路器，型号为。表5-2中压侧断路器规格中压侧型号允许最高电压额定短路开断电流额定短路关合电流额定电流额定电压额定短路耐受电流（4）在短路条件下检验检查热稳定系数：s可以得出中压侧热稳定符合所需检查动稳定系数综上可以得出变电所中压侧断路器动稳定符合所需检查高压侧断路器开断能力：综上可以得出变电所中压侧断路器由较好的开断能力10kV断路器选型（1）符合低压侧断路器额定电压需要（2）符合低压侧断路器额定电流需要（3）由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户内高压真空短路作为灭弧介质的断路器，型号为表5-3低压侧断路器规格低压侧型号允许最高电压额定电流额定电压额定短路开断电流额定短路关合电流额定短路耐受电流（4）在短路条件下检验检查热稳定系数：s可以得出低压侧热稳定符合所需检查动稳定系数综上可以得出变电所低压侧动稳定符合所需检查高压侧断路器开断能力：综上可以得出变电所低压侧断路器由较好的开断能力确定隔离开关规格高压侧隔离开关规格（1）符合低压侧隔离开关额定电压需要（2）符合低压侧隔离开关额定电流需要（3）由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户内高压隔离开关，型号为表5-4高压侧隔离开关规格高压侧隔离开关型号允许最高电压额定电压额定电流4秒热稳定电流动稳定电流（4）在短路条件下检验检查热稳定系数：可以得出高压侧隔离开关热稳定符合所需检查动稳定系数：综上可以得出变电所高压侧隔离开关动稳定符合所需中压侧隔离开关规格（1）符合中压侧隔离开关额定电压需要（2）符合中压侧隔离开关额定电流需要（3）由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户内高压隔离开关，型号为表5-5中压侧隔离开关规格中压侧隔离开关型号允许最高电压额定电压额定电流4秒热稳定电流动稳定电流（4）在短路条件下进行检验检查热稳定系数：s=0.18s可知：可以得出中压侧隔离开关热稳定符合所需检查动稳定系数：可知：＞综上可以得出变电所中压侧隔离开关动稳定符合所需低压侧隔离开关规格（1）符合低压侧隔离开关额定电压需要（2）符合低压侧隔离开关额定电流需要由已知的前文参数，结合生产实际最终选取户内高压隔离开关，型号为表5-6低压侧隔离开关规格低压侧隔离开关型号允许最高电压额定电压额定电流4秒热稳定电流动稳定电流（4）在短路条件下进行检验检查热稳定系数：s可以得出低压侧隔离开关热稳定符合需求检查动稳定系数：综上可以得出变电所低压侧隔离开关动稳定符合要求选取母线型号高压侧母线确定输电线路横截面积最终确定高压侧母线为：查阅数据并结合生产实践检查高压侧母线热稳定综上可以得出变电所高压侧母线符合所需中压侧母线表5-7铝导线规格大小结合实际生产可得检查中压侧母线热稳定： 检查中压侧母线动稳定： 综上可以得出变电所中压侧母线符合所需低压侧母线表5-8铜导线规格大小双条平放竖放可知：其额定电流为：结合生产实际可得不难得出：检查低压侧母线热稳定：检查低压侧母线动稳定： 综上可以得出变电所低压侧母线符合所需确定电力互感器确定电压互感器高压侧互感器：根据前文设置的变电所长时间正常工作时的最佳电压，最终确定了型的互感器。表5-9高压侧互感器高压侧互感器型号长时间工作下的最佳容量额定变比组别0.5级1级3级二、中压侧互感器：根据变电所长时间正常工作时的最佳电压在变电所的中压侧最终确定了型互感器。表5-10中压侧互感器中压侧互感器型号额定电压额定变比长时间工作下的最佳容量初次绕组次级绕组0.5级1级3级三、低压侧互感器：根据变电所长时间正常工作时的最佳电压在变电所低压侧最终确定了型互感器。表5-11低压侧互感器低压侧互感器型号额定电压额定变比长时间工作下的最佳容量初次绕组次级绕组0.5级1级3级确定电流互感器一、高压侧互感器由前文设置的变电所长时间正常工作时的最佳电压和最佳电流，最终确定了型电流互感器。表5-12高压侧电流互感器高压侧电流互感器型号次级组合额定电流比动稳定倍数热稳定倍数确定热稳定性是否符合便准：根据：可以得出此高压侧电流互感器有较好的热稳定性能确定动稳定性是否符合标准：可以得出此高压侧电流互感器具有较好的动稳定性能二、中压侧互感器由前文设置的变电所长时间正常工作时的最佳电压和最佳电流，最终确定了型的电流互感器。表5-13中压侧电流互感器中压侧电流互感器型号额定电流比次级组合动稳定倍数热稳定倍数确定中压侧热稳定性是否符合标准：由此不难推断出：可以得出结论：中压侧电流互感器有较好的热稳定性能，符合实际使用设备的需要，可以投入使用。确定中压侧的动稳定性是否符合标准：对比二者数据：可以得出结论：中压侧电流互感器有较好的动稳定性能，符合实际使用设备的需要，可以投入使用。三、低压侧电流互感器的选择由前文设置的变电所长时间正常工作时的最佳电压和最佳电流，最终低压侧确定了型电流互感器。表5.14低压侧电流互感器低压侧电流互感器型号次级组合额定电流比热稳定倍数动稳定倍数确定低压侧热稳定性是否符合标准：由此不难推断出：可以得出结论：低压侧电流互感器有较好的热稳定性能，符合实际使用设备的需要，可以投入使用。确定低压侧的电流互感器动稳定性是否符合标准：由此何以看出低压侧电流互感器有较好的动稳定性能，符合实际使用设备的需要，可以投入使用。开关柜选择在变电站开关柜的选择中同样应该遵循兼顾考虑可靠性、实用性、简化性的使用原则，本设计经过细致额定讨论，结合需要注意到的经济型问题和开关柜占地面积，对在配电封面举足轻重的开关柜选择如下。中压侧选择在中压侧选择的箱型固定式交流金属开关柜，该设备有着广泛的工程实践基础，可靠性有所保障。表5-15开关柜项目单位参数额定电压40.5额定电流125016002000额定短路开断电流2531.5动稳定电流(峰值)63804s热稳定电流2531.5颛定短路关合电流(峰值)6380额定短路电流开断次数20额定操作顺序分-0.3s-合分-180s-合分额定操频率502额定雷电冲击耐受电压(全波)kV1851min工频耐受电压95合闸时间≤75分闸时间≤60机械寿命10000额定工作电压ACDC110ACDC220低压侧选择型开关柜有着及其稳定的结构特点，在新建的变电所投入使用效果良好，同样工程实际应用经济型可靠性较高。其具体参数如下表：表5-16开关柜项目单位HXGN17-12HXGN17-12(R.D)额定电压kV12主母线额定电流A400、6305-200额定有功负载开断电流A630/100次额定闭环开断电流A630额定电缆充电电流A10开断空载变压器额定电流kVA200额定转移电流A1700最大熔断器额定电流A200额定短路开断电流kA50额定短时耐受电流kA20额峰值耐受短路关合电流kA50额定短路持续时间S31min工频耐压kV42(相间、对地)48(断口)雷电冲击耐压kV75(相间、对地)85(断口)确定配电装置简介对于一个成熟的电力系统来说，变电、配电都是其重要的组成部分，本设计在设计变电站时同样兼顾到配电设备的设计。配电设备在选择时要遵循多种考量，要符合变电站的可靠性需要，东北地区属于温带大陆性气候，冬季极其寒冷，夏天时也有较高的温度，一年内四季温差较大这种温度特性对于配电装置的选取带来了一定的难度；目前哈尔滨地区经济产值上升略现颓势，变电装置的选择同样要兼顾经济性，在用电量方面，目前哈尔滨的整体用电量在全国所有二线城市种排名较为靠后，且哈尔滨内各区用电量也有较大差距，分析这些参数在实际选择配电装置和后文种有着重要的作用。变电所的所有设备在进行选择时都应遵循着规定好的使用原则，经过总结配电装置的选取原则规定如下：占地面积：作为有着14亿人口的东方大国，土地资源极为珍贵，那么降低配电设备的占地面积就显得势在必行，经过合理的统筹安排，在不影响使用的前提下，配电设备的占地面积其实有着很多的压缩空间。配电装置的安全性：一个配电系统不论设计的再好，经济性有多么突出，如果该变电站的安全性堪忧，那该变电所也无法真正投入使用，在人命大于天的我国，配电装置的安全性更应该作为考虑的重点选项。（3）配电装置的灵活性：一个变电所配电系统的灵活性要兼顾设备维修、设备转移、设备安装等多方面考究，灵活性虽不如安全性那么重要，但归根结底设备能否灵活检修也是重要的考虑因素。（4）配电装置的经济性：近年来哈尔滨地区经济增长速率放缓，那么如何节省变电所的成本就显得尤为重要。分类配电装置的分类方式主要分为两种，按照配电装置装设的地点可分为室内配电和室外配电两大类：屋内配电装置：顾名思义将配电装置安放在室内。屋外配电装置：将配电装置安放在室外。配电装置又可以按其组装方式分为需要临时组装的装配式配电装置和经过提前组装完毕的成套配电装置。安全净距表6-1安全净距表适用范围额定电压3-1035110J110220J带点部分至接地部分之间网状遮拦向上延伸线距地2.5m处与上方带点部分之间20040090010001800设备运输时，其外轮廓至无遮栏带点部分之间交叉的不同停电维修的无遮拦带点部分之间栅栏遮栏至绝缘体和带点部分之间带电作业时的带电部分至接地部分之间2004001000110019001.网状遮栏至带电部分之间3005001000110019001.无遮栏裸导体至地面之间2.无遮栏裸导体至建筑物，构筑物顶部之间270029003400350043001.平行的不同时停电检修的无2.带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间22002400290030003800方案的最终确定考虑到东北地区气温变化过大，本论文中的高、中、低压侧本应都选用室内配电装置，但考虑到110KV的高压侧的配电装置占地面积过大，此时室内配电装置相较于成本来说反而得不偿失，故高压侧选择室内配电装置。继电保护和防雷保护电力变压器保护概述一个变电站的设计好坏与否，不仅是看其在正常工作状态下能否良好的运行工作，还有另一需要关注的重点问题，那就是在变电站发生故障而无法正常运行时，继电保护系统能否正常动作从而防止故障部分的继续发生，由此足以看出继电保护对于本设计变电所的重要性。对于一个变压器来说，即使变压器有再好的性能，也不能百分之百的保障运行时没有故障产生，而变压器不同于其他电气设备，一旦发生故障会对整个变电站附近的供电系统造成巨大危害，本设计对与导致变电站中变压器故障的原因不加以过多深入的讨论，主要研究当变压器故障时的所使用的继电保护。变压器的纵联差动保护是变电所的变压器的主要采用的继电保护类型。保护的原理其主要可以概括为根据基尔霍夫电流定律，纵联差动保护将变电所使用的变压器抽象等效为一个电路节点，若流入该节点电流分量不等于流出改节点的电流，那么提前设定的纵联差动保护将会动作，保护一旦启动将会有效的使得其内部的断路器迅速断开，由于其检测方式是流入该节点的矢量和为零，由此可以看出纵联差动保护保护可以兼顾同时考察电流的大小和相位两方面进行动作。总计来说，纵连差动保护作为变压器的主保护使用，在使用是会进行整定计算，论文后续会进行详细阐述。纵连差动保护详细计算一、；二、式中：；三、由外部短路引起的最大不平衡电流：计算过程中，具体参数表示如下：∆：变压器相对误差产生于调压接头。：为消除保护中两侧不平衡电流引入；。四、确定纵联差动保护系统的灵敏度是否符合要求式中：：最大允许符合的电流值进而计算：综上所述，该纵联差动保护保护符合设计需求，在灵敏度方面表现合格，能有效组织故障的进一步扩大，符合生产实际需要。瓦斯保护在变压器的内部故障中，瓦斯保护能有效阻止故障的进一步扩大，一旦变压器内部产生故障，急速升高的故障电流和产生的故障电弧会导致变压器内部温度急速升高，使得油浸式变压器的介质受高温而分解，产生甲烷、乙烷在内的烷烃式气体，这些气体密度较低，尤其是在高温状态下会向上流动，从而使得继电器衔铁动作，一旦发出信号，瓦斯保护会迅速切断变压器，保护主电路的安全。瓦斯保护经过长时间的使用，在我国又被分为重度瓦斯保护和轻度瓦斯保护两种，经常应用于变压器的主保护中，与过电流保护相互配合使用保护成本较低，利于本设计发挥其经济型优势。过电流保护过电流保护结构简单，使用原理同样较为简洁，广泛应用于各种变压器后备保护之中，当变压器产生故障时，可能是过负荷或短路导致变压器电流值陡然升高，一般采用的类保险丝式热敏电阻会使电流互感器和继电器动作，从而有效的切断，使变压器从主电路中断开，达到保护的效果。根据过电流保护定义，启动过流保护的启动电流有在避开变压器的条件下带负载的最大电流决定。；；，前文中提过主变压器容量为则其长时间工作下的最佳电流：结合综上所述，变电所主变压器的过电流保护有较好的可靠性和灵敏度，结合实际需要可以投入作为后备保护使用。线路保护概述输电线路是一个变电站配电系统的重要组成部分，其主要保证变电站的高中低压侧能够平稳运行，再此设计中有着很强的必要性。中压侧选择适当的启动元件按躲过外部故障的最大不平衡电流整定：保证电流互感器二次回路断线时,保护不误动作。断线继电器动作电流的计算：确定中压侧线路保护的灵敏度：综上所述，中压侧所配置的线路保护有较好的灵敏度性能，保护动作迅速，结合实际可以投入使用。低压侧（1）选择适当的启动元件按躲过外部故障的最大不平衡电流整定保证电流互感器二次回路断线时,保护不误动作,即断线继电器动作电流的计算确定低压侧线路保护的灵敏度：综上所述，低压侧所配置的线路保护有较好的灵敏度性能，保护动作迅速，结合实际可以投入使用。防雷保护概述必要性：成熟的变电所即使配电装置和大多数装置都安排在室内，其防雷击保护环节必不可少，哈尔滨虽不是多雨天气，但也曾有过短时间内受雷击200余次的情况发生。原理：防雷保护简单来说就是把极高的雷电冲击电压引到提前设置好的避雷针上，由于雷电总是率先击中地理位置较高的物体，避雷针又具有一套能迅速将高电压导入大地的配套设备，，防止主要电气设备短时间内的巨大电压冲击，由此避免了其他电气设备遭受雷击而损坏的威胁。高压侧避雷器选型本设计选用的110kV避雷器的型号为，其参数如下表9.1所示：表6-1高压侧避雷器避雷器型号工频放电电压主要组合额定电压灭弧电压不小于不大于224kV268kV110kV100kV根据所选择的高压侧避雷器额定电压：确定放电电压时候满足需要 所以可以得到：综上所述，高压侧避雷器的工频放电电压大小合适，结合实际工程实践，可以选择此型号的避雷器。中压侧避雷器由于确定避雷器和型号过程与高压侧避雷器的选择类似，故在此不加以赘述，而其工频放电电压的检验也符合要求，可以使用表6-2中压侧避雷器避雷器型号工频放电电压组合方式额定电压灭弧电压不小于不大于82kV98kV35kV41kV低压侧避雷器由于确定避雷器和型号过程与高压侧避雷器的选择类似，故在此不加以赘述，而其工频放电电压的检验也符合要求，可以使用：表6-3低压侧避雷器FZ-10避雷器型号工频放电电压主要租组合额定电压灭弧电压不小于不大于26kV31kV10kV12.7kV确定合适的避雷针避雷针是防雷击保护的急先锋，避雷针选取不当甚至防雷保护第一步都无法进行，足以看出其重要性，本篇论文中将4个避雷针均匀的分配在的变电站中，其中避雷针长，配电装置高。图6.1四个避雷针的分布不同避雷针能够保护的最大半径：不同避雷针之间的保护距离：根据计算显示，各不同避雷针都有着保护宽度，经过简单的分析可以看出该变电站中所有都在避雷针的保护范围内，可以投入使用。由以上计算结果可知，保护宽度均大于零，所以变电站内所有被保护物都在保护范围内。再确定避雷针保护的面积：由上述计算结果可以进一步看出，避雷针配置距离合理，在不影响配电装置正常工作的前提下，可以产生有效的保护。总结本篇论文通过结合实际生产情况和工程经验，系统的完成了110kV降压变电站的设计。本文做到：1.以黑龙江省哈尔滨地区为例，拟定变电站的具体参数。2.给出两组电气主接线方案并进行对比，最终选择110kV和10kV侧采用单母线分段形式，35kV侧采用双母线接线方式。根据拟定参数进行主变压器以及厂用变压器参数的选择和计算。确定短路电流的基准值，分别进行K1、K2、K3点三相短路电流的计算。通过参数计算并查阅资料分别完成断路器、隔离开关、母线