110kv中大变电站设计 毕业设计

'110kV中大变电站设计作者姓名专业电气工程及其自动化指导教师姓名专业技术职务 目录110kv中大变电站设计1目录2摘要3ABSTRACT3第一章绪论41.1变电站的简介及发展41.2.课题资料5第二章电气主接线的设计72.1电气主接线的简介及要求72.2变电站的主接线方式82.3无功补偿装置10第三章主变压器的选择113.1主变压器的选择原则113.2主变压器的容量113.3主变器的确定12第四章短路电流的计算134．1短路电流计算的目的135.2短路计算的计算13第五章电气设备的选择165.1电气设备选择的条件及校验165.2高压断路器的选择175.3隔离开关的选择205.4各级电压母线的选择225.5绝缘子和穿墙套管的选择245.6电流互感器的选择24第六章防雷保护与接地保护266.1防雷保护266.2变电站的接地保护27第七章变电站的继电保护28参考文献：31致谢31 摘要变电站在电力系统中有着极其重要的作用。变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，它是输电和配电的集结点。本次设计题目是110kV中大变电站设计，主要设计包括变电站的一次系统及部分二次系统。变电所在中大开发区西南2km，110kV线路由东侧进线，35kV线路向北出线，10kV馈线向西出线。对于中大变电站的一次系统主要是电气主接线的设计，变压器及其他电气设备的选型。对于电气主接线的设计，有110kv，35kv，10kv，应该满足运行的可靠性、灵活性，经济合理性。通过负荷计算，根据具体的可靠性要求，考虑远景发展选择主变压器的型号。根据短路电流的计算，在进行动、热稳定性校验的基础上，选择电压互感器、电流互感器，断路器、隔离开关等设备。根据具体原则，选择母线及其他电力线路。对于二次部分，主要工作是防雷保护和接地保护，在满足继电保护的原则基础上对变压器等电气设备及电力线路进行保护。关键词：变电站一次系统设计二次部分设计ABSTRACTThesubstationplaysthevitalroleinthepowersystem.Itconsistsofmanyelectricappliancesequipments,anditusedtocutofforconnect,change,oradjustingvoltage.Inthepowersystem,itisrallypointofthetransmissionanddistribution.Mygraduationdesigntopicis110kvofZhongdasubstationdesign,andthemaindesignincludesprimarysystemandthesecondarysystemofthetransformersubstationthesubstationliesinthesouthwestofZhongdadevelopmentzone.FortheprimarysystemofZhongdasubstation,itmainlyconsistsofthemainelectricalwiringdesign,theselectionofTransformersandotherelectricequipment.Forthe mainelectricalwiringdesign,ithasthe110kv,35kvand10kv,anditshouldmeettheoperationreliability,operationflexibilityandeconomicrationality.Throughtheloadcalculation,forthespecificrequirementsofreliability,consideringlong-termdevelopment,wechoosethethemaintransformermodels.Accordingtothecalculationofshort-circuitcurrent,wecheckdynamicstabilityandthermalstabilitychecking，thenweselectvVoltagetransformer，Currenttransformer，Circuitbreaker，Isolatingswitchandsoon.Accordingtothespecificprinciples,wechoosethebusandOtherpowerline.Forsecondarysystem,wemainlyselectLightningprotectionandGroundprotection.onthebasisoftheprincipleofrelayprotection,weconducttheprotectionofthetransformers,theotherelectricalequipmentandpowerlines.keywords：substation；designfortheprimarysystem；designforthesecondarysystem第一章绪论1.1变电站的简介及发展（一）变电站的简介变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，是电力系统中不可缺少的重要环节，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置无功功率补偿，和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站（25kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站；10kV开闭所；箱式变电站。（二）变电站的发展自20世纪90年代以来，变电站自动化技术一直是我国电力行业的热点技术。 变电站综合自动化是将变电站二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它是变电站的一种现代化技术装备，是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用，它可以收集较齐全的数据和信息。它具有功能综合化、，设备、操作、监视微机化，结构分布分层化，通信网络光缆化及运输管理智能化等特征。变电站的综合自动化为变电站小型化、智能化、扩大监视范围及变电站的安全、可靠、优质、经济地运行提供了现代化手段和基础保证。变电站自动化的设计原则是：1.在保证可靠性的前提下，合理和设置网络和功能终端。采用分布式分层结构，不须人工干预的尽量下放，有合理的冗余但尽量避免硬件不必要的重复。2.采用开放式系统，保证可用性（Interoperability）和可扩充性（Expandability）。要求不同制造厂生产的设备能通过网络互连和互操作，同时还要求以后扩建时，现有系统的硬件和软件能较方便的与新增设备实现互操作。1.2.课题资料（一）基本资料随着经济改革的不断深化，企业高速发展，中大地区的电力负荷需求量大大增加。济南供电局根据实际需要，报请省电力公司批准同意，在中大新建降压变电所。新建变电所位于中大，离市区约25km，由距其65km的南郊变电站供电。南郊变电站和中大变电所之间有110kV联络线。变电所所址选择在中大开发区西南2km，110kV线路由东侧进线，35kV线路向北出线，10kV馈线向西出线。出线走廊充裕，所址平坦，无洪水之患，距公路较近，交通便利，附近无污染。气象资料：年最高温度38.6℃，所平均气温20℃,年最低温度－17.9℃，最热月平均温度30℃，冻土深度:0.5m,导线覆冰厚度5mm，-5℃,最低月平均气温-8℃,海拔250m,最多风向西北、西南，地耐力2kg/cm2,地震级6级以下,地壤电阻率1.0×104Ω.cm。 表1：待设计变电站负荷情况单位：KW10KV第一期第二期35KV第一期第二期10kV1线1000150035kV1线2000300010kV2线1000200035kV2线2000250010kV3线1000150035kV3线2000350010kV4线1000300035kV4线2000300010kV5线1000150010kV6线10002000远期规模：主变压器2X50MVA，110kV进线2回，35kV出线6回，10kV出线8回。无功补偿容量是2X5000KVar。本期规模：主变压器2X50MVA，110kV进线2回，35kV出线4回，10kV出线6回，无功补偿容量是2X5000KVar。变电站户外布置，将110kV配电装置、变压器置于户外，35kV、10kV配电装置置于综合楼内。本站位于中大开发区西南2km。变电站的主要内容列表如下：表2：变电站的要求项目110kV主接线内桥接线35kV主接线单母线分段10kV主接线单母线分段主变压器三相三线圈有载调压变压器户外安装110kV设备敞开式布置35kV设备六氟化硫开关柜，户内安装10kV设备中置式真空开关柜，户内安装值班方式无人值班控制方式微机监控 （二）设计内容1、电气主接线设计（110kV、35kV、10kV）；2、电气设备选择及短路电流计算；3、配电装置设计；4、防雷保护与接地的设计；5、保护配置及自动装置配置；第二章电气主接线的设计2.1电气主接线的简介及要求（一）电气主接线的介绍变电站电气主接线主要是指变电所中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。（二）电气主接线的要求　1运行的灵活性　　主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。2运行的可靠性断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一级负荷及全部大部分二级负荷的供电；尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性；大机组超高压电气主接线应满足可靠的特殊要求；　　3运行的经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。　4应有扩建的可能性 由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。2.2变电站的主接线方式本设计包括110kv，35kv，10kv的电气主接线的设计，根据对于变电站的具体分析，应分别选择下述的接线方式。（一）110kv电气主接线设计110kv侧最终进线两回，根据相关的规定，选择内桥接线。110kV线路2回，2条主变进线、桥间隔、母线设备间隔共7个间隔。图2-1：内桥接线图形需重画内桥接线中,桥回路置于线路断路器内侧,此时线路经线断路器和隔离开关接至桥接点，构成独立单元；而变压器支路只经过隔离开关与桥接点相连，是非独立单元。内桥接线使用于两回进线且线路较长、故障可能性较大和变压器不需要经常切换的运行方式的变电站中。对于110kv侧，内桥接线的特点：1、可靠性：当出线开关检修时，线路需要较长时间停电，影响线路供电，桥开关检修时，两个回路解列运行 2灵活性：线路停电时，操作简单，仅故障线路的断路器跳闸，主变停电时，操作复杂，需动作两台开关，影响一回路的暂时运行；可以扩建，扩建后接线型式发生变化（二）35kv侧电气主接线设计35kv侧本期规划出线4回，远景规划出线6回，选择单母线分段。进线柜2面，出线柜4面，母线设备柜2面，分段隔离柜1面，分段开关柜1面。图2单母线分段接线单母线分段的优点：a.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。b.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。c.运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。d.可采用双回线路对重要用户供电。方法是将双回路分别接引在不同分段母线上。(2)缺点a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。 b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。（三）10kv侧电气主接线对于10kv侧，远景规划出线8回，近景规划出现6回，选择单母线分段。进线柜2面，出线柜7面，母线设备柜2面，分段隔离柜1面，分段开关柜1面，接地变及电容器出线柜各2面。图3单母线分段接线单母线分段的适用范围：1）、6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时。2）、35-63KV配电装置出线回路数为4-8回时。3）、110-220KV配电装置出线回路数为4-8回时。2.3无功补偿装置（一）无功补偿的目的：无功补偿的目的是系统功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失，这一些原因是电力系统基本的常识，在这里不多作特别的说明。电力系统要求用户的功率因数不低于0.9（本次设计要求功率因为为0.95以上），因此，必须采取措施提高系统功率因数。目前提高功率因数的常用的办法是装设电容器补偿无功。 （二）无功补偿的计算选择补偿电容器的个数Nc=Qc/qc式中：qc单个电容器的容量，单位kavr。按照3的整数倍取定补偿器的个数Ncs，然后计算出实际的补偿容量：Qcs=Ncs*qc本设计中无功补偿的容量是2X5000Kvar，选择电容器为集合式分组电容器。每组容量为2500kVar，共二组。可实现不停电调容。每组电容器均配有进口交流接触器实现投切。第三章主变压器的选择3.1主变压器的选择原则1为保证供电可靠性，在变电所中，一般装设两台主变压器；2为满足运行的灵敏性和可靠性，如有重要负荷的变电所，应选择两台三绕组变压器，选用三绕组变压器占的面积小，运行及维护工作量少，价格低于四台双绕组变压器，因此三绕组变压器的选择大大优于四台双绕组变压器；3装有两台及以上主变压器的变电所，其中一台事故后其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%以上，并保证用户的一级和二级全部负荷的供电。3.2主变压器的容量选择主变压器，应考虑变电站建后5～10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发展。表1变电站负荷10KV第一期第二期35KV第一期第二期10kV1线1000150035kV1线2000300010kV2线1000200035kV2线2000250010kV3线1000150035kV3线20003500 10kV4线1000300035kV4线2000300010kV5线1000150010kV6线10002000总计6000115008000120001）考虑到负荷的同时率，35kV侧最大负荷应为：取P=6000*0.8=4800KV10kv侧的最大负荷应为：取P=8000*0.8=6400KVS=7.53因为远期于近期都是50MV,无功补偿容量是2X5000KVar在考虑负荷的同时率的时：P=50*0.85=42.5MV,3.3主变器的确定1台数的确定：对于大城市郊区的变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。2主变压器型号的选择：在本次变压器的设计中应选择三相三线圈有载调压变压器。故对于主变压器综合以上的因素选择：主变压器为三卷风冷有载调压节能型变压器，额定容量50MVA，电压比为110±8x1.25%/38.5/10.5kV，容量比为100/100/100。 第四章短路电流的计算4．1短路电流计算的目的所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。短路故障对电力系统的正常运行影响很大，所造成的后果也十分严重，因此在系统的设计，设备的选择以及系统运行中，都应该着眼尽量限制所影响的范围。短路的问题一直是电力技术的基本问题之一，无论从设计、制造、安装、运行和维护检修等各方面来说，都必须了解短路电流的产生和变化规律，掌握分析计算短路电流的方法。短路计算的目的是是：（1）选择电气设备。电气设备，如开关电气、母线、绝缘子、电缆等，必须具有充分的电动力稳定性和热稳定性，而电气设备的电动力稳定性和热稳定性的效验是以短路电流计算结果为依据的。（2）继电保护的配置和整定。系统中影配置哪些继电保护以及继电保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析，而且不仅要计算短路点的短路电流，还要计算短路电流在网络各支路中的分布，并要作多种运行方式的短路计算。（3）电气主接线方案的比较和选择。在发电厂和变电所的主接线设计中，往往遇到这样的情况：有的接线方案由于短路电流太大以致要选用贵重的电气设备，使该方案的投资太高而不合理，但如果适当改变接线或采取限制短路电流的措施就可能得到即可靠又经济的方案，因此，在比较和评价方案时，短路电流计算是必不可少的内容。5.2短路计算的计算1.绘制计算电路 南郊变电站110kv图一短路电流计算图2．使用标幺值进行计算，某量的标幺值=所谓基准值是衡量某个物理量的标准或尺度，用标幺值表示的物理量是没有单位的。供电系统中的元件包括电源、输电线路、变压器、电抗器和用户电力线路，为了求出电源至短路点电抗标幺值，需要逐一地求出这些元件的电抗标幺值。1、变压器变压器通常给出短路电压百分数，得2、输电线路已知输电线路的长度为，每公里电抗值为，线路所在区段的平均电压为，则输电线路电抗相对于基准容量和基准电压的标幺值为 图2短路等效阻抗图3.本设计选取Sj=100MVA线路的电抗：取=0.35L=65kmU1=115kv=0.35×65×100÷115÷115=0.172=0.35×30×100÷35÷35=0.857变压器的标幺值：取Sn=50MVSj=100MV△Uk%=6%XT*1=0.12XT*2=0.121）则k-1点短路短路电流周期分量的有名值:短路全电流最大有效值：Isk1=1.52Id1=1.52×3.02=4.59 冲击电流：isk=2.55Id1=2.55×3.02=7.702）k-2点短路短路全电流最大有效值：Isk1=1.52Id1=1.52×4.25=6.46冲击电流：isk=2.55Id1=2.55×4.25=10.833）k-3点短路短路电流周期分量的有名值:短路全电流最大值:Isk1=1.52Id1=1.52×19.73=29.98冲击电流：isk=2.55Id1=2.55×19.73=50.31第五章电气设备的选择5.1电气设备选择的条件及校验1.电气选择的一般条件正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其热稳定和动稳定。2.按短路情况校验（一）短路热稳定校验 短路电流通过时，导体和电器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，既满足热稳定的条件为：或式中——短路电流产生的热效应；——短路时导体和电器设备允许的热效应；——时间t内允许通过的短时热稳定电流（或短时耐受电流）。㈡电动力稳定校验电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件是：或式中、——短路冲击电流幅值及其有效值；、——允许通过稳定电流的幅值和有效值。5.2高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。高压断路器的主要参数：额定电压：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期通过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常用断流容量表示，；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能随短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限通过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。1．110kv侧高压断路器选择（1）预选SFM110-110/2000的断路器 表5-1SFM110-110/2000断路器参数型号项目LW6-110计算数据技术参数额定电压（kV）110110额定电流（A）5272000动稳定电流（KA）4.5980热稳定电流（KA）4.39(0.63S)31.5(3S)额定开断电流（KA）5.8131.5（2）额定电压的选择为：（3）额定电流的选择为：====0.527KA,故:（4）额定开断电流的检验条件为：It=I″=5.81<31.5(5)动稳定的校验条件：Isk1=4.59<80(6)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV则短路电流热稳定电流为：故：QdtSFM110-110/2000的断路器，可满足技术条件要求.2．35kv侧高压断路器的选择（1）预选LW8-40.5的断路器表5-2LW8-40.5断路器参数型号项目LW8-40.5计算数据技术参数额定电压（kV）3535 额定电流（A）4251600动稳定电流（KA）10.8363热稳定电流（KA）6.46(0.63S)25(4S)额定开断电流（KA）7.2925（2）额定电压的选择为：（3）额定电流的选择为：=4.25KA,故:（4）额定开断电流的检验条件为：It=I″=(5)动稳定的校验条件：KA(6)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV则短路电流热稳定电流为：故：LW8-40.5的断路器，可满足技术条件要求2.10kv侧高压断路器选择（1）预选ZN12-10的断路器表5-3ZN12-10断路器参数型号项目ZN12-10计算数据技术参数额定电压（kV）1010额定电流（A）6631250动稳定电流（KA）50.3180热稳定电流（KA）19.73(0.63S)31.5(4S) 额定开断电流（KA）29.9831.5（2）额定电压的选择为：（3）额定电流的选择为：====0.663KA,故:（4）额定开断电流的检验条件为：It=I″=(5)动稳定的校验条件：KA6)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10KV则短路电流热稳定电流为：故：ZN12-10的断路器，可满足技术条件要求5.3隔离开关的选择隔离开关的用途：（1）倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。（2）隔离电压，在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。（3）分、合小电流。 隔离开关的型式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合的技术、经济比较，再根据其校验计算结果后确定。1.110kv侧隔离开关选择（1）预选GW4－1102000的隔离开关表5.4GW4－1102000的隔离开关参数型号项目GW4－1102000计算数据技术参数额定电压（kV）110110额定电流（A）5271250动稳定电(kA)9.8750热稳定（kA）4.39(0.63S)20(4S)（2）额定电压的选择为：（3）额定电流的选择为：====0.527KA,故:(4)动稳定的校验条件：KA(5)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV则短路电流热稳定电流为：故：根据上述计算110kV可选用：GW4－1102000的隔离开关，可满足技术条件要求。210kV侧隔离开关的选择（1）预选GN2-102000的隔离开关 表5.5GN2-102000的隔离开关参数型号项目GN2-102000计算数据技术参数额定电压（kV）1010额定电流（A）6632000动稳定电流（kA）50.3185热稳定（kA）19.73(0.63s)36(4s)（2）额定电压的选择为：（3）额定电流的选择为：====0.663KA故:(4)动稳定的校验条件：KA(5)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10KV则短路电流热稳定电流为：故：根据上述计算10kV可选用：GN2-10的隔离开关，可满足技术条件要求。5.4各级电压母线的选择选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容： 1）、选择母线的材料，结构和排列方式；2）、选择母线截面的大小；3）、检验母线短路时的热稳定和动稳定；4）、对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；5）、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。裸导体选择的具体技术条件：1）型式：载流导体一般采用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或采用硬铝导体穿墙套管有困难时，以及对铝有较严重的腐蚀场所，可选用铜质材料的硬导体。回路正常工作电流在4000～8000A时，一般选用槽型导体。110KV及以上高压配电装置，一般采用软导线。2）按最大持续工作电流选择导线截面SIg·max≤KθIy式中：Iy—相应于某一母线布置方式和环境温度为+25℃时的导体长期允许载流量；Kθ—温度修正系数；3）热稳定校验：裸导体热稳定校验公式为：S≥Smin（I∞√tdz）/C（mm²）式中：Smin—根据热稳定决定的导体最小允许载截面（mm²）C—热稳定系数I∞—稳态短路电流（KA）tdz—短路电流等值时间（S）4）动稳定校验：σmax≤σy式中：σy—母线材料的允许应力（硬铝σy为69×106Pa,硬铜σy为137×106Pa，钢σy为157×106Pa）；σmax—作用在母线上的最大计算应力。 5.5绝缘子和穿墙套管的选择在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。选择户外式绝缘子可以增长沿面放电距离，并能在雨天阻断水流，以保证绝缘子在恶劣的气候环境中可靠的工作。穿墙套管用于母线在屋内穿过墙壁和天花板以及从屋内向屋外穿墙时使用，6～35KV为瓷绝缘，60～220KV为油浸纸绝缘电容式。5.6电流互感器的选择1110kV进线及母联电流互感器选择：预选LB7-110型号表5.6LB7-110参数额定一次电流（A）额定电压（KV）4s热稳定电流（有效值kA）动稳定电流（峰值，kA）120011031.580LB7-110型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数：表5.7LB7-110参数额定电流比准确级次额定二次负载准确限值系数1200/50.55020（1）额定电压的选择为：（2）额定电流的选择为：====0.527KA,故:(3)动稳定的校验条件：KA (4)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s110KV则短路电流热稳定电流为：故：经校验所选的电流互感器附合要求。210kV进线及母联电流互感器选择预选LZZBJ9-10型号表5.8LZZBJ9-10参数额定一次电流（A）1s热稳定电流（有效值kA）动稳定电流（峰值，kA）250010080LZZBJ9-10型号的电流互感器的额定二次负载准确限值系数：表5.9LZZBJ9-10参数额定电流比准确级次额定二次负载准确限值系数2500/50.54020（1）额定电压的选择为：（2）额定电流的选择为：====0.663KA,故:(3)动稳定的校验条件：KA(4)热稳定的校验取继电保护保护装置后备保护动作时间tr=0.6s,断路器分间时间to=0.03s,则tima=tr+to=0.6+0.03=0.63s10KV则短路电流热稳定电流为： 故：经校验所选的电流互感器附合要求。洗衣机厂市一中第六章防雷保护与接地保护6.1防雷保护（一）直击雷保护直击雷过电压：雷电直接击中电气线路、设备或建筑物而引起的过电压，又称直击雷。在雷电的主放电过程中，其传播速度极快（约为光速的50%-10%），雷电压幅值达10-100MV，雷电流幅值达数百千安，伴以强烈的光、热、机械效应和危险的电磁效应以及强烈的闪络放电，具有强烈的破坏性和对人员的杀伤性。110KV配电装置、主变压器为户外布置、采用在构架上设置2支避雷针，及其余设备均为户内布置，采用配电楼屋顶设避雷带，和避雷针联合作为防直击雷保护，确保户外主变压器、110KV配电装置在其联合保护范围内。（二）防雷电侵入波由于线路落雷频繁，这样雷电波会沿着架空线侵入变电所，入侵的雷电波会受到线路绝缘的限制其峰值可能超过电气设备的冲击绝缘水平，故应装设避雷器来限制雷电波电压峰值，保护设备安全。1、在110KVI、II段母线上各安装一组FZ－110J型阀型避雷器2、在35KVI、II段母线上各安装一组FZ－35型避雷器3、在10KVI、II段母线上各安装一组HY5WS－12.7/50型避雷器。（三）主变压器的防雷保护1、为了防止当低压绕组开路运行时，高压或中压侧有雷电波作用会在低压绕组上感应静电藕合电压，危及低压绕组绝缘，在低压侧出线上各装一台FZ－10阀型避雷器，一般装Ｂ相。2、110k V侧变压器中性点为分级绝缘结构，有可能不接地运行，故在主变110kV中性点安装一台FZ－40型阀型避雷器。3、35kV中性点为全绝缘结构，但为保护消弧线圈，则应装FZ－15及FZ－10两台避雷器。6.4变电所进线段保护虽然变电所110kV出线采用全线保护，但为了减少临近变电所1－2KM内雷电的绕击和反击，应考虑变电所的进线段保护，在进线段装设管型ＧＸＳ避雷器。管型ＧＸＳ避雷器作用：DL在开断状态，又有雷电波入侵时，由于反击电压上升到2%，使断路器或隔离开关绝缘对地放电而引起短路。对10kV电缆出线采取电缆外壳接地，架空线路在进线上装设一组FS－10型避雷器。6.2变电站的接地保护将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。本变电站主接地网以水平接地体加垂直地极构成，水平接地体采用Ф16热镀锌圆钢，垂直接地极用∠50×50×2500和∠50×50×3000两种长度的热镀锌角钢，布置尽量利用配电室以外的空地。变电站主接地网的接地电阻应满足R≤0.5Ω的要求。如实测接地电阻值不能满足要求，则需扩大接地网面积或采取其他降阻措施。所有设备的底座或基础槽钢均采用Φ16的热镀锌圆钢焊接并接入主接电网，与主接地网可靠焊接。带有二次绕组的设备底座应采用两根接地引下线，与电网两个不同点可靠焊接。施工中应保证避雷针（网）引下线与主接地网的地下连接点至变压器和10KV及以下设备的接地线与接地网的地下连接点沿接地体的长度不小于15m。 第七章变电站的继电保护继电保护装置是一种能反映电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳闸或发出信号的自动装置，它的任务是（1）发生故障时，自动、迅速、有选择性地将故障设备从系统切除，以保证非故障设备继续正常运行，此外，防止故障设备继续遭到破坏。（2）反映电气设备的不正常工作状态，根据不正常工作状态的种类和设备运行维持的条件，动作于发出信号，减负荷或跳闸，反映不正常工作状态的继电保护，允许带一定的延时动作。继电保护装置应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。1．110kv系统表1110kv系统安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围110kV侧母线上主保护完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流110kV侧进出线上接地短路保护发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长 零序电流保护发生相间短路时产生很大的不平衡电流动作于跳闸零序电流保护和相间电流保护一样，广泛采用三段式零序电流保护，可以保护线路全长并与相邻线路保护配合2.35kv系统表235kv系统安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围35kV侧母线上主保护完全电流差动保护常用做单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流35kV侧进出线相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长接地短路保护发生单相接地发出预告信号 由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸后备保护过负荷保护线路产生过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延时作用于信号3.10kv系统表310kv系统安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围10kV侧出线主保护相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长接地短路保护发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸后备保护过负荷保护线路产生过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延时作用于信号4主变器保护： 1、瓦斯保护（1）重瓦斯保护：动作于跳主变三侧开关（2）轻瓦斯保护：动作于发信号2、纵差保护：反应变压器绕组、套管和引出线上的相间短路，110kV绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路4、零序电流电压保护变压器专门设置接地保护作为纵差保护的后备保护。5、过负荷保护：动作于发信号参考文献：[1]刘介才工厂供电.第3版.机械工业出版社，1997[2]郭碧红扬晓红我国电力设备在线检测技术的开发与应用状况分析[J].电网技术.1999.23(8)：65--67[3]黄益庄变电站综合自动化技术—北京:中国电力出版社.2000[4]严璋电气绝缘在线监测技术[M].--北京：中国电力出版社.1995[5]何克思郝忠恕计算机控制系统分析与设计[M].--北京：清华大学出版社1993[6]扬奇逊微型机断电保护基础[M].--北京：水利电力出版社1988[7]千博朱欣志王浩宇等.变电站10Kv配出线微机保护自动化技术的研究[J].高压电器20000.No.4:33--35[8]黄益庄变电站综合自动化技术—北京:中国电力出版社.2000[9]李世卿自动控制系统—北京：冶金工业出版社.1981[10]刘绍俊高压电器—北京：机械出版社.1982致谢我通过本次毕业设计，在学习中老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识， 思想深邃，视野雄阔、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。所以，经过这次设计，我在这些方面都有了很大的进步和为我创造了很多锻炼提高的机会。在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。在此我特别感谢学校给了我们这一次做毕业设计的机会和良好环境，感谢指导老师的精心辅导和学校给了我一个良好的教育，你们让我顺利的完成了这次对110kV变电站的初步设计任务也增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。使我对110kV变电站的相关内容与实际中有了一定的认识和了解，并对其所需要用的设备的计算及选择、校验都有了掌握，为今后的工作打下了基础。'