110kv_变电站设计

'四川理工学院毕业设计（论文）某110KV变电所一次部分设计学生：五名学号：08021070128专业：电气工程及其自动化班级：2008.3指导教师：唐玲四川理工学院自动化与电子信息学院二O一二年六月 余科：某110KV变电所一次部分设计摘要本次设计建设一座110KV降压变电站。首先，根据原始资料对变电所的实际情况进行分析，选择适合的变压器。根据主接线的选择要求选择各个电压等级的接线方式，在技术和经济方面进行比较，选取最优接线方式。其次进行短路电流计算。根据各短路点可以计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流来选择断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、熔断器、母线等电气设备，然后进行校验。最后对变电所的实际情况，根据防雷和配电装置设计的要求进行防雷设计和配电装置设计。关键词：变电所；主接线；断路器；短路电流计算；电气设备选择I 余科：某110KV变电所一次部分设计ABSTRACTThisdesignisaconstructionofa110KVstep-downsubstation.First,accordingtotherawdataweshouldanalyzetheactualsituationofthesubstation,andselecttheappropriatetransformer.Weneedtoselecttheoptionofthemainwiringforeachvoltagelevels.Aftercomperedallfromtechnicalandeconomicaspectsthenselecttheoptimalwiring.Secondly,dotheshort-circuitcurrentcalculation.Short-circuitsteady-statecurrentandshort-circuitimpulsecurrentcanbecalculatedaccordingtotheshortcircuitpoint.Theselectionofcircuitbreakers,isolatingswitches,currenttransformers,voltagetransformers,fuses,busandotherelectricalequipmentbasedonthevoltageleveloftheratedvoltageandmaximumcontinuousoperatingcurrent.Andthenwedothecalibration.Finally,accordingtotheactualsituationofthesubstation,andtheminedesignandelectricalinstallationsaccordingtotherequirementsofthedesignoflightningprotectionandpowerdistributionequipment Keywords:Substation；Lordwiring；Circuitbreakers；Short-circuitcurrentcalculation；ElectricalequipmentselectionI 余科：某110KV变电所一次部分设计目录摘要IABSTRACTII第1章引言11.1变电站发展的历史与现状11.1.1概况11.1.2变电站综合自动化系统的设计原则11.2设计题目21.3设计的原始资料21.3.1电力系统接线图21.3.2系统情况21.3.3负荷数据21.3.4设计条件3第2章变压器选择42.1负荷计算42.2主变压器的选择52.2.1变压器容量的确定52.2.2主变压器台数的确定52.2.3主变压器型式的确定5第3章电气主接线设计63.1主接线的设计要求63.1.1可靠性63.1.2灵活性63.1.3经济性73.2电气主接线的选择7第4章短路电流计算104.1短路故障产生的原因104.2短路故障的危害104.3路电流计算的内容114.4路电流计算方法114.4.1短路计算标幺值法114.4.2短路计算有名值法124.5短路电流的计算124.5.1短路阻抗的计算12 余科：某110KV变电所一次部分设计4.5.210KV母线K1点短路计算144.5.335KV母线K2点短路154.5.410KV母线K3点短路17第5章电气设备选择与校验195.1电选择的一般条件195.1.1正常工作条件选择电器195.1.2按短路情况校验195.2高压断路器的选择215.2.1110KV断路器的选择及校验215.2.235KV断路器的选择及校验225.2.310KV断路器的选择及校验245.3高压隔离开关的选择255.3.1隔离开关的主要用途255.3.2110kV隔离开关的选择和校验265.3.335KV隔离开关的选择与校验265.3.410KV隔离开关的选择与校验275.4电流互感器的选择及校验285.4.1110KV侧电流互感器的选择及校验：295.4.235KV母线电流互感器的选择及校验305.4.310KV侧母线电流互感器选择及校验325.5母线的选择335.5.1110KV母线的选择及校验335.5.235KV母线选择及校验345.5.310KV母线的选择及校验375.6电压互感器的选择及校验385.7熔断器的选择405.7.135KV侧电压互感器熔断器的选择405.7.210KV侧电压互感器熔断器的选择40第6章防雷保护设计416.1直击雷保护416.2侵入波保护416.3接地装置的设计416.4避雷器的选择426.4.1110kV母线避雷器42 余科：某110KV变电所一次部分设计6.4.235KV侧避雷器的选择436.4.310KV侧避雷器的选择45第7章配电装置设计477.1配电装置的基本要求477.2配电装置的类型及特点477.2.1屋内配电装置的特点477.2.2屋外配电装置的特点477.2.3成套配电装置的特点487.3配电装置的设计原则487.4配电装置设计的基本步骤487.5配电装置的选用48第8章结束语50致谢51参考文献52附录53 余科：某110KV变电所一次部分设计第1章引言1.1变电站发展的历史与现状1.1.1概况变电站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，如果仍然依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，将无法满足现代电力系统管理模式的需求；同时用于变电站的监视、控制、保护，包括故障录波、紧急控制装置，不能充分利用微机数据处理的大功能和速度，经济上也是一种资源浪费。而且社会经济的发展，依赖高质量和高可靠性的电能供应，建国以来，我国的电力事业已经获得了长足的发展。随着电网规模的不断扩大、电力分配的日益复杂和用户对电能的质量的要求进一不提高，电网自动化就显得极为重要；近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站在配电网中的地位十分重要，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。因此，变电站自动化既是实现自动化的重要基础之一，也是满足现代化供用电的实时，可靠，安全，经济运行管理的需要，更是电力系统自动化EMS和DMS的基础。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。1.1.2变电站综合自动化系统的设计原则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[18]。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53 余科：某110KV变电所一次部分设计还要求以后扩建时，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设计题目某110KV变电所电气一次部分1.3设计的原始资料1.3.1电力系统接线图图1-1电力系统接线图1.3.2系统情况待设计变电所与系统连接的110KV单回线路的最大输出最大功率不大于50MW,与水电厂连接的110KV单回路的最大输出最大功率不大于40MW.COSΦ=0.8，。系统为无限大容量电源。1.3.3负荷数据35KV和10KV各侧的负荷：（1）35kV侧负荷如下表：表1-135KV负荷表负荷名称最大负荷（KW）回路数供电方式线路长度功率因数变电所A100002架空12千米0.851#煤矿120002架空25千米0.8535kV负荷同时系数为0.85，最小负荷是最大负荷的75%，最大负荷利用时间53 余科：某110KV变电所一次部分设计。（2）10kV侧负荷如下表：表1-210KV负荷表负荷名称最大负荷（KW）回路数供电方式线路长度功率因数煤气厂10001架空千米0.9煤焦厂30002架空千米0.9化肥厂40002架空千米0.9碳素厂10002架空千米0.9起重机厂15001架空千米0.85水厂20001架空千米0.85机车厂20002架空千米0.85重机厂15002架空千米0.851#配电站20002架空千米0.8510kV负荷同时系数为0.85，最小负荷是最大负荷的75%，最大负荷利用时间。注：线路长度是每回路之长1.3.4设计条件（1）待设计变电所的负荷年增长率为9%（2）在建所条件方面，本所地势平坦，年最高气温+40℃，最热月平均最高温度+30，,最低气温-15℃，年平均温度+18℃。53 余科：某110KV变电所一次部分设计第2章变压器选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本厂用电的变压器，称为厂用变压器或称自用变压器。[4]2.1负荷计算（1）某电压级（2-1）式中——计算负荷——负荷同时率（对85kV及以下负荷可取为0.85-0.9），——各负荷的最大负荷（有功），功率因数α%——该电压级电网的线损率（暂取5%）（2）计算负荷的计算过程10kV侧的为：=[0.85(1+3+4+1)/0.9](1+5%)]+[0.85（1.5+2+2+1.5+2）/0.85]=18.4MVA35kV侧的为：Sjs2=[0.85(10+12)/0.85](1+5%)=23.1MVASjs3=js1+Sjs2=41.5MVA（3）变电所当年负荷计算=Sjs3（2-2）=68.4MVAm:表示年负荷增长率为9%n：表示年限为10年53 余科：某110KV变电所一次部分设计2.2主变压器的选择2.2.1变压器容量的确定根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到一台主变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%，即：Se同级电压的单台降压变电器容量级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。综上所述，本变电所本期容量为41.5MVA，考虑十年规划为47.88MVA故可选择容量为50MVA。2.2.2主变压器台数的确定考虑到本所的负荷情况，重要性以及经济合理性，应选定上两台主变的设计原则。2.2.3主变压器型式的确定变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输可能性，当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所均应选用三相变压器。当能满足供电规划要求时宜选用双绕组变压器。经济技术比较合理时，可采用三绕组变压器。当不能满足用户电力系统和用户电压质量指标时，宜采用有载调压变压器。本电站高压侧为110kV，中压侧为35KV,低压侧为10kV，故可选择2台型号为SFSZ10-50000/110的变压器。主变压器参数如表2.1所示表2-1主变压器技术参数型号额定容量空载电流(%)空载损耗阻抗电压（%）额定电压（KV）高|中高|底中|底11038.510.5SFSZ7-50000/1105000021.371.210.517-186.5110±8×1.25%38.5±2×2.5%10.5~1153 余科：某110KV变电所一次部分设计第3章电气主接线设计3.1主接线的设计要求主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电所电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。[10]在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。3.1.1可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：1.可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。2.主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。3.可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电所在系统中的地位和作用。3.1.2灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面：1.调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。2.检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。3.53 余科：某110KV变电所一次部分设计扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。3.1.3经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理。1.投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电所中，应推广采用直降式变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。2.占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。3.电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器，尽量避免两次变压而增加电能损耗[2]。3.2电气主接线的选择本变电所可采用单母接线或单母分段接线两种方案，方案一如图3-1所示：图3-1双母线接线53 余科：某110KV变电所一次部分设计优点：供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线面不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点：增加一组母线使每回路就需要增加一组母线隔离开关。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。适用范围：当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：6~10kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。35~63kV配电装置，当出线回路数超过6回时；或连接的电源较多、负荷较大时。110~220kV配电装置的出线回路数为5回及以上时；或当110~220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。方案二单母线分段接线如图3-2：图3-2单母线分段接线53 余科：某110KV变电所一次部分设计优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个问题，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路是，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6~10kV配电装置的出线回路数为6回及以上时。35~63kV配电装置的出线回路数为4~8回时。110~220kV配电装置的出线回路数为3~4回时。方案一供电可靠、调度灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，配电装置复杂，投资大。方案二接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，能够保证故障母线断开，正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。方案二最具有良好的经济性，供电可靠性也能满足要求，故35kV侧接线采用方案二单母线分段接线。本变电站10kV侧线路为15回。方案一一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合，设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。为了防止因电源断开而引起的停电，可在分段断路器上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，将分段断路器自动接通。经过综合比较，方案二经济性好，且调度灵活也可保证供电的可靠性，所以选用方案二单母线分段接线。53 余科：某110KV变电所一次部分设计第4章短路电流计算计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5—10年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，短路点的三相短路电流。4.1短路故障产生的原因短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有：（1）设备原因电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。（2）自然原因气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。（3）人为原因工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物带电设备内形成短路事故等。4.2短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：（1）.短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。（2）短路电流的电动力效应53 余科：某110KV变电所一次部分设计由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。（3）短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。（4）不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。（5）短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及范围越大。（6）破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。4.3路电流计算的内容（1）短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。（2）短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。（3）短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，取决于计算短路电流的目的。4.4路电流计算方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法[19]。4.4.1短路计算标幺值法53 余科：某110KV变电所一次部分设计标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。4.4.2短路计算有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于1KV以下低压供电系统短路电流的计算。4.5短路电流的计算4.5.1短路阻抗的计算查资料,阻抗取0.4Ω/km，取=100MVA，==115KV。计算各元件标幺值:发电机电抗标幺值：（4-1）变压器电抗标幺值：（4-2）电力线路L电抗标幺值：（4-3）各绕组短路电压的百分数：U（4-5）U（4-6）U（4-7）UUU由短路电流的系统化简图可知53 余科：某110KV变电所一次部分设计图4-1短路电流的系统化简图SX变压器T4、T5：变压器T6、T7：线路L1、L2：线路L3、L4：系统S对的转移电抗为53 余科：某110KV变电所一次部分设计X水轮发电机对的转移电抗为X4.5.210KV母线K1点短路计算图4-2K1点短路等值图系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式：，有名值：，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗：（1）t=0s时，查表得=2.3短路电流周期分量有效值：取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：53 余科：某110KV变电所一次部分设计短路功率：（2）t=2s时，查表得=2.32短路电流周期分量有效值：取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：（3）t=4s时，查表得=2.5短路电流周期分量有效值：取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：4.5.335KV母线K2点短路图4-3K2点短路等值图53 余科：某110KV变电所一次部分设计由星型变三角形得转移阻抗：系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式：，有名值：，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗：所以有名值：（1）t=0s时，查表得=0.92短路电流周期分量有效值：取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：（2）t=2s时，查表得=0.9短路电流周期分量有效值：取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：53 余科：某110KV变电所一次部分设计（2）t=4s与t=2s时的短路电流相同。4.5.410KV母线K3点短路图4-4K3点短路等值图由星型变三角形得:系统S提供的短路电流直接用转移电抗公式：，有名值：，无穷大电源第2s、4s短路电流有名值与0s一样。水轮发电机侧计算电抗：所以有名值：（1）t=0s时，查表得=0.69短路电流周期分量有效值：53 余科：某110KV变电所一次部分设计取冲击系数K，则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：（2）t=2s时，查表得=0.65短路电流周期分量有效值：取冲击系数K则冲击电流为：短路电流的最大有效值：短路容量计算：短路功率：（3）t=4s时与t=2s是短路电流相同计算可得短路电流表4-1各短路点短路电流计算结果电流短路点（KA）(KA)K1(110KV)14.57.318.8K2(35KV)5.8923K3(10KV)4.1622.458.453 余科：某110KV变电所一次部分设计第5章电气设备选择与校验5.1电选择的一般条件电气选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电器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。在进行电器选择时，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，并注意节省投资，选择合适的电器。[11]尽管电力系统中各种电器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一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。5.1.1正常工作条件选择电器（1）额定电压和最高工作电压在选择电器时，一般可按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即（5-1）（2）额定电流电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即（5-2）（3）按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤其是小环境）条件当气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是，应采取措施。5.1.2按短路情况校验1、短路热稳定校验短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为（5-3）53 余科：某110KV变电所一次部分设计式中——短路电流产生的热效应；、——电器允许通过的热稳定电流和时间。2、电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为或（5-4）式中，——短路冲击电流幅值及其有效值；，——电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：（1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。（2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。（3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。3、短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算用的短路电流应按下列条件确定[4]。（1)容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后5～10年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。（2)短路种类一般按三相短路验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。（3)计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。4、短路计算时间校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间t为继电保护动作时间t和相应断路器的全开断时间之和，即（5-5）（5-6）式中——断路器全开断时间；t——后备保护动作时间；53 余科：某110KV变电所一次部分设计——断路器固有分闸时间。——断路器开断时电弧持续时间。开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间应为主保护时间和断路器固有分闸时间之和，即（5-7）5.2高压断路器的选择高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。5.2.1110KV断路器的选择及校验（1）110KV进线断路器的选择及校验流过断路器的最大持续：按额定电流选择：按额定电流选择：按开断电流选择：按短路关合电流选择：选SW--110G/1200表5-1断路器SW--110G/1200型号额定电压（KV）额定电流(A)开断容量（MV·A）额定开断电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）峰值4SSW3-110G/12001101200300015.84115.80.070.4断路器全开断时间:t=4St为断路器固有分闸时间，53 余科：某110KV变电所一次部分设计为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为0.04~0.06s短路时间t，所以不记非周期热效应，短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。=137.4[（KA）],t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间=15.8KAt=4S×t=998.6（KA）×tQ动稳定性校验所以，符合要求。（2）110KV侧连接线断路器的选择及校验流过断路器的最大持续：按额定电压择：按额定电流选择：按开断电流选择：按短路关合电流选择：所以选择断路器型号及校验与110KV相同5.2.235KV断路器的选择及校验（1）35KV侧断路器的选择及校验流过断路器的最大持续工作电流为：根据前面的选择原则，选择断路器SW--35/1000表5-2断路器SW2--35/100053 余科：某110KV变电所一次部分设计型号额定电压（KV）额定电流(A)开断容量（MV·A）额定开断电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）峰值有效值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.224.80.060.4断路器全开断时间tt为断路器固有分闸时间，为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为0.04~0.06s短路时间t所以不记非周期热效应，短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。=211（KA）I,t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间I=24.8KAt=4SI×t=2460.16（KA）I×tQ动稳定性校验，所以，符合要求（2）35KV侧连接线的断路器的选择及校验与35KV侧相同（3）35KV侧出线断路器的选择及校验断路器的最大持续工作电流为：根据前面选择原则可知，选SW--35/1000。表5-4断路器SW2--35/100053 余科：某110KV变电所一次部分设计型号额定电压（KV）额定电流(A)开断容量（MV·A）额定开断电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）峰值有效值4SSW2-35/1000351000150024.863.439.224.80.060.45.2.310KV断路器的选择及校验（1）10KV侧断路器的选择及校验流过断路器的最大持续工作电流为：根据前面的选择原则可知，选ZN5—10/1250。表5-5断路器ZN5—10/1250型号额定电压（KV）额定电流(A)额定开断电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）峰值有效值2ZN5—10/1250101250256339.2250.050.10断路器全开断时间tt为断路器固有分闸时间，为断路器开断时电弧持续时间，少油断路器为0.04~0.06s。短路时间t，所以不记非周期热效应，短路电流的热效应Q等于周期分量热效应Q。=1856.25[（KA）]I,t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间I=24.8KAt=4SI×t=2500（KA）53 余科：某110KV变电所一次部分设计I×tQ动稳定性校验所以，符合要求。（2）10KV侧连接线断路器与10KV侧断路器的选择和校验相同（3）10KV侧出线断路器的选择和校验流过断路器的最大持续工作电流为：根据前面的选择原则可知，选ZN5—10/1000。表5-6断路器ZN5—10/1000型号额定电压（KV）额定电流(A)额定开端电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（S）合闸时间（S）峰值有效值4ZN5—10/1000101000256339.2250.050.10校验与上面相同。5.3高压隔离开关的选择隔离开关也是变电所中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。5.3.1隔离开关的主要用途1.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。2.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。3.分、合小电流因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：①分、合避雷器、电压互感器和空载母线；②分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；53 余科：某110KV变电所一次部分设计③关合电容电流不超过5A的空载线路。5.3.2110kV隔离开关的选择和校验1、110kV侧隔离开关的选择和校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GW4—110D/1000—80型户外隔离开关。表5-7隔离开关GW4—110D/1000—80型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流（KA）操动机构型号5SGW4—110D/1000—8011010008021.5CQ2--145隔离开关热稳定性和动稳定性计算结果如下表：表5-8热稳定性与动稳定性校验数据计算数据GW2-110110(kV)110（kV）220.45(A)1000(A)137.425423.7518.6（kA）80(kA)110kV侧出线与110kv侧隔离开关选择和校验结果相同。5.3.335KV隔离开关的选择与校验1、35kV侧选择隔离开关选择与校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GN2-35T/400-52型户外隔离开关。53 余科：某110KV变电所一次部分设计表5-9隔离开关GN2-35T/400-52型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流（KA）操动机构型号5SGN2-35T/400-52354005214CS6—2T隔离开关热稳定性和动稳定性计算结果如下表表5-10稳定性与动稳定性校验数据计算数据GN2-35T/400-5235(kV)35（kV）381.1(A)400(A)21198023（kA）52(kA)35kV侧出线隔离开关与35kv侧隔离开关选择与校验相同5.3.410KV隔离开关的选择与校验1、10kV侧选择隔离开关选择与校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GN--10/2000-85隔离开关。表5-11隔离开关GN--10/2000-85型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流（KA）操动机构型号4S5SGN--10/2000-851020008551CS6—2T隔离开关热稳定性和动稳定性计算结果如下表：53 余科：某110KV变电所一次部分设计表5-1210kV稳定性与动稳定性校验数据计算数据GN--10/2000-8510(kV)10（kV）1091.2(A)2000(A)1856.251300558.4（kA）85(kA)2、10kV侧出现选择隔离开关选择与校验根据上面断路器的选择相关数据可选择隔离开关GN--10/1000隔离开关。表5-13隔离开关GN--10/1000型号额定电压（KV）额定电流（KA）极限通过电流峰值（KA）热稳定电流（KA）操动机构型号4S5SGN--10/10001010008031.5隔离开关热稳定性和动稳定性计算结果如下表表5-1410kV侧出线稳定性与动稳定性校验数据计算数据GN--10/100010(kV)10（kV）242.5(A)1000(A)1856.251300558.4（kA）80(kA)5.4电流互感器的选择及校验电流互感器（CT）是一次系统和二次系统间联络元件，用以分别向测量仪表、继电器线圈供电，正确反映电气设备正常运行和故障情况。作用是：53 余科：某110KV变电所一次部分设计（1）的大电流变为二次回路的小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构巧，价格便宜和便于屏内安装；（2）二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。1.热稳定校验：CT的内部热稳定能力用热稳定倍数Kr表示，热稳定倍数Kr等于互感器1s热稳定电流与一次额定电流IN1之比，故热稳定条件为：（5-8）式中QK-----短路热效应2.动稳定校验：CT的内部动稳定能力用动稳定倍数表示,等于CT内部允许通过的极限电流（峰值）与倍一次额定电流IN1之比，故：CT的内部动稳定条件为：（5-9）式中------通过二次侧绕组的最大冲击电流5.4.1110KV侧电流互感器的选择及校验：UI（1）110kV线路侧选LCWD--110型电流互感器。表5-15电流互感器LCWD--110型号额定电流比（A/A）级次组合准级次10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数二次负荷倍数LCWD--110（250）~（2600）/5D1/D2/0.5D0.8307515011.215热稳定校验（K）Q.453 余科：某110KV变电所一次部分设计所以（K满足条件动稳定校验所以满足条件（2）110KV母线与变压器连接线电流互感器的选择及校验：110kV线路侧选LCWD--110型电流互感器.表5-16电流互感器LCWD--110型号额定电流比（A/A）级次组合准级次10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数二次负荷倍数LCWD--110（250）~（2600）/5D1/D2/0.5D0.8307515011.215热稳定校验（.4所以（满足条件动稳定校验：所以i满足条件5.4.235KV母线电流互感器的选择及校验（1）35kV线路侧选LCWD--35型电流互感器.53 余科：某110KV变电所一次部分设计表5-17电流互感器LCWD--35型号额定电流比（A/A）级次组合准级次10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数二次负荷倍数LCWD--3515~600/5D/0.5D0.835651501热稳定校验（）所以（，满足条件。动稳定校验所以满足条件（2）35KV侧变压器连接线电流互感器和35KV侧母线电流互感器选择及校验相同。（3）35KV侧出线电流互感器选择及校验：35kV线路侧选LCW--35型电流互感器表5-18电流互感器LCWD--35型号额定电流比（A/A）级次组合准级次10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数二次负荷倍数LCW--3515~600/5D/0.3D22865100125热稳定校验（所以（满足条件动稳定校验53 余科：某110KV变电所一次部分设计，所以满足条件5.4.310KV侧母线电流互感器选择及校验（1）10kV线路侧选LDZJ--10型电流互感器.表5-19电流互感器LDZJ—10型号额定电流比（A/A）级次组合准级次二次负荷1S热稳定倍数动稳定倍数LCW--35600~1500/51/311.2509031.2热稳定校验（所以（满足条件动稳定校验:所以满足条件（2）10KV侧变压器连接线电流互感器和10KV侧母线电流互感器选择及校验相同。（3）10KV侧出线电流互感器选择及校验10kV线路侧选LDZ1--10型电流互感器.表5-20电流互感器LDZ1--10型号额定电流比（A/A）级次组合准级次二次负荷1S热稳定倍数动稳定倍数LDZ1-10600~1000/51/311.2509031.2热稳定校验:（53 余科：某110KV变电所一次部分设计所以（满足条件动稳定校验:所以满足条件5.5母线的选择5.5.1110KV母线的选择及校验（1）110KV侧母线的选择及校验流过断路器的最大持续工作电流:Imax=551.1（A）按长期允许电流来选择:Imax环境温度为40℃，得出温度修正系数K=0.81所以选择钢芯铝绞线LGJ—300表5-21钢芯铝绞线LGJ—300标称截面（mm）长期允许载流量（A）＋70℃＋80℃300735742查阅相关资料可知当海拔不超过1000m时，在常用的时间距离情况下，如导线截面积不小于下表，所列型号，可不进行电晕校验。不必验算电晕的导线最小型号及外径如表5—21表5-22不必验算电晕导线额定电压（KV）110220330500软导线型号LGJ--70LGJ--300LGJ-630LGJK-500LGJ-2×300LGJ-4×300管型导体外径（mm）φ20φ30φ40I为在额定环境温度θ=25℃时导体允许电流。由上表可知可不进行电晕校验。53 余科：某110KV变电所一次部分设计（2）110KV侧母线与变压器连接线的选择及校验。Imax=276A因为最大利用小时数Tmax5000h，查相应曲线可得J=0.85A/mmSmm式中：S——导体的经济截面J——经济电流密度所以选择钢芯铝绞线LGJ—400表5-23钢芯铝绞线LGJ—400标称截面（mm）长期允许载流量（A）＋70℃＋80℃400879883由上表知，不必验算电晕。5.5.235KV母线选择及校验（1）35KV侧母线与变压器连接线的选择及校验按经济电流密度选择，Imax=381.1A最大负荷利用时间Tmax=5300小时，查相关曲线知J=0.78A/mm硬导体截面常用的有矩形、槽型和管型。矩形单条截面最大不超过1250mm，以减少肌肤效应，大电流使用时可将2~4条矩形导体并列使用，矩形导体一般只用于35KV及以下、电流在4000A及以下的配电装置中。所以选50×4单条竖放矩形铝导线。表5-2450×4单条竖放矩形铝导线导体尺寸h×b（mm×mm）单条平放（A）竖放（A）K50×45866131因为环境温度为40℃，温度修正系数查相关曲线可知为k=0.81。53 余科：某110KV变电所一次部分设计Imax=381.1A＞Imax满足条件热稳定校验导体运行时的正常温度θ=θ=40+（70-40）×℃式中θ——导体安装处的实际温度——导体额定载流量的基准温度——导体长期发热的最高温度根据不同工作温度下裸导体的C值可知，C=93.短路时发热时的最小导体截面积为：==mm<200mm动稳定校验取绝缘子距离L=1m，相间距离a=0.2mF=1.73N母线所受的最大弯矩：M=截面系数：W=m母线最大计算硬力：δ硬铝母线δ，所以符合条件。（2）35KV侧母线的选择及校验Imax=381.1A按长期允许电流来选择：Imax环境温度为40℃，查表得出温度修正系数K=0.8153 余科：某110KV变电所一次部分设计I所以选50×4单条竖放矩形铝导体。表5-2550×4单条竖放矩形铝导线导体尺寸h×b（mm×mm）单条平放（A）竖放（A）K50×45866131＞Imax满足条件热稳定校验导体运行时的正常温度：θ=θ=40+（70-40）×℃根据不同工作温度下裸导体的C值可知，C=91短路时发热时的最小导体截面积为：==-mm<200mm动稳定校验取绝缘子距离L=1m，相间距离a=0.2mF=1.73N（3）35KV出线的选择及校验按经济电流密度选择Imax=207.9A最大负荷利用时间Tmax=5300小时，查相关曲线知J=0.78A/mmSmm所以选择架空线LGJ—7053 余科：某110KV变电所一次部分设计表5-26架空线LGJ—70标称截面（mm）长期允许载流量（A）＋70℃＋80℃702892975.5.210KV母线的选择及校验（1）10KV侧母线的选择及校验Imax=1091.2A按长期允许电流来选择：Imax环境温度为40℃，得出温度修正系数K=0.81I所以选100×10单条平放矩形铝导体。表5-27100×10单条平放矩形铝导线导体尺寸h×b（mm×mm）单条平放（A）竖放（A）K100×10172818031.08＞Imax满足条件热稳定校验导体运行时的正常温度：θ=θ=40+（70-40）×℃根据不同工作温度下裸导体的C值可知，C=91短路时发热时的最小导体截面积为：==-mm<1000mm动稳定校验53 余科：某110KV变电所一次部分设计取绝缘子距离L=1m，相间距离a=0.2mF=1.73N母线所受的最大弯矩：M=截面系数：W=(m)母线最大计算硬力：δ硬铝母线δ）所以符合条件（2）10KV出线的选择及校验按经济电流密度选择Imax=242.5A最大负荷利用时间Tmax=5000小时，查相关曲线知J=0.8A/mmSmm所以选择架空线LGJ—95表5-28架空线LGJ—95标称截面（mm）长期允许载流量（A）＋70℃＋80℃953513605.6电压互感器的选择及校验1、110KV侧电压互感器的选择及校验（1）一次电压U1:1.1Un>U1>0.9UnU1=110KV,Un=110KV（2）二次电压U2n：U2n=100/KV（3）准确级：1级所以选择LCC—110型电压互感器53 余科：某110KV变电所一次部分设计表5-29LCC—110型电压互感器型号额定变比额定容量(KV)最大容量（KV）准确等级0.5级1级3级单相（屋外）JCC-110500100020002、35KV侧电压互感器的选择及校验（1）一次电压U1:1.1Un>U1>0.9UnU1=35KV,Un=35KV（2）二次电压U2n：U2n=100/KV（3）准确级：1级所以选择JDJ—35型电压互感器表5-30JDJ—35型电压互感器型号额定变比额定容量(KV)最大容量（KV）准确等级0.5级1级3级单相（屋外）JDJ—3515025060012003、10KV侧电压互感器的选择及校验（1）一次电压U1:1.1Un>U1>0.9Un，U1=10KV,Un=10KV（2）二次电压U2n：U2n=100KV（3）准确级：1级所以选择JDZJ-10型电压互感器表5-31JDZJ-10型电压互感器型号额定变比额定容量(KV)最大容量（KV）准确等级0.5级1级3级单相（屋外）JDZJ-10406015030053 余科：某110KV变电所一次部分设计5.7熔断器的选择5.7.135KV侧电压互感器熔断器的选择三相短路容量：所以选择熔断器型号为RW9-35表5-32熔断器型号为RW9-35系列型号额定电压（KV）额定电流（A）断流容量（WVA）备注RW9-35350.52~10600保护户外电压互感器5.7.210KV侧电压互感器熔断器的选择三相短路容量：所以选择熔断器型号为RN2表5-33熔断器型号为RN2系列型号额定电压（KV）额定电流（A）断流容量（WVA）备注RN2100.51000保护户外电压互感器53 余科：某110KV变电所一次部分设计第6章防雷保护设计变电所遭受雷害可能来自两个方面，雷直击于变电所，雷击线路沿线路入侵的雷电波，对直击雷的保护一般采用避雷器或避雷线，对雷电侵入波的保护，采用母线上装装设避雷器，设置母线保护段以及采取主变保护，和变压器中性点保护的方法，以限制入侵雷电波的幅值。6.1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。避雷带采用Ф16的热镀锌圆钢，避雷针与建筑物钢筋隔离，并采用3根引下线与主接地网相连接，连接点与其他设备接地点的电气距离应满足规范要求。6.2侵入波保护雷电波入侵(高电位侵入):架空线路遭受雷击或感应累的影响,在线路上形成沿线路传播的高电压行波.此种电压波入侵到建筑物内或进入电气设备造成过电压。据统计城市中雷击事故的50%-70%是由于这种雷电波侵入造成的。因此，在工厂中应予以重视，对其危害给予足够的防护。为防止线路侵入雷电波的过电压，在110KV进线，10KV母线桥及10KV每段母线上分别安装氧化锌避雷器。为保护主变压器中性点绝缘，在主变110KV侧中性点装设氧化锌避雷器。10KV并联电容器根据规定装设氧化锌避雷器保护。6.3接地装置的设计接地装置宜选用钢材，接地装置的导体截面应符合热稳定性和机械强度的要求，到不小于表中所列的规格。53 余科：某110KV变电所一次部分设计表6-1钢接地体和接地线的最小规格种类、规格及单位地上地下室内室外交流电流回路直流电流回路圆钢直径（mm）681012注：大中型发电厂，110KV及以上变电所或腐蚀性较强场所的接地装置应采用热镀锌钢材或适当加大截面。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。变电站四周与人行道相邻处，设备与主网相连接的均压带。主控室内采取防静电接地及保护接地措施。6.4避雷器的选择6.4.1110kV母线避雷器选择FCZ-110阀式避雷器，在中性点直接接地的电网中，避雷器的灭弧电压应取最高运行线电压的80%，所以选择FCZ-110型交流阀式避雷器，其参数如表6-24所示。表6-2FCZ-110型普通阀式避雷器型式额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电压峰值()不大于（KV）冲击残压（）不大于（KV）不小于不大于FCZ-110110126255290345345灭弧电压校验：53 余科：某110KV变电所一次部分设计，合格；工频放电电压校验：，合格。110kV侧主变压器中性点避雷器，选择FZ-110J阀式避雷器。在中性点有效接地的电网中，由于继电保护的需要，可能有一部分变压器的中性点不接地运行。需在中性点装设避雷器。中性点直接接地的电网中，变压器中性点的绝缘不按线电压设计，因此要在中性点接上避雷器以保护变压器，其灭弧电压不应低于最高运行相电压，其参数如表6-25所示。表6-3FZ-110J型普通阀式避雷器型式额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电压峰值()不大于（KV）冲击残压（）不大于（KV）不小于不大于FZ-110J110100224268310332即灭弧电压校验：，合格；工频放电电压校验：，合格。6.4.235KV侧避雷器的选择1.避雷器的参数普通阀型避雷器有FS型和FZ型两种。FS型主要使用于配电系统，FZ型适用于发电厂和变电站。FZ型避雷器均由结构和性能标准化的单件组成，其单件的额定电压分别为3、6、10、15、20、和30KV。2.额定电压的选择53 余科：某110KV变电所一次部分设计KV因此，选择FZ—35型普通阀式避雷器。表6-4FZ—35型普通阀式避雷器型式额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电压峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FZ—35354182981341343.灭弧电压校验最高工作允许电压KV其中：—接地系数。对于非直接接地，20KV及以下=1.1，35KV及以上=1.0，对直接接地=0.8。—最高工作允许电压，为电网额定电压的1.15倍。避雷器灭弧电压有效值所以＞，满足要求。4.工频放电电压校验下限值：KV其中：—内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63KV及以下=4；110KV及以下=3.5；对直接接地110～220KV，=3。上限值：KV＜98KV，上、下限值均满足要求。5.残压校验避雷器的残压，指波形为8/20的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。我国标准规定：220KV及以下避雷器冲击电流幅值为5KA。KV＜134KV，满足要求。其中：—避雷器的保护比，FZ型=2.3～2.35，FCZ型=1.86～2。—灭弧电压的幅值。53 余科：某110KV变电所一次部分设计6.冲击放电电压校验KV＜134KV，满足要求。故所选型号阀式避雷器合格。6.4.310KV侧避雷器的选择1.额定电压的选择KV所以选择FZ—10型普通阀式避雷器。表6-5FZ—10型普通阀式避雷器型式额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电压峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）FZ—351012.7263145452.灭弧电压校验最高工作允许电压KV避雷器灭弧电压有效值所以＞，满足要求。3.工频放电电压校验下限值：KV其中：—内部过电压允许计算倍数，对非直接接地63KV及以下=4；110KV及以下=3.5；对直接接地110～220KV，=3。上限值：KV＜31KV，上、下限值均满足要求。4.残压校验避雷器的残压，指波形为8/20的一定幅值的冲击电流通过避雷器时，在阀片上产生的电压峰值。我国标准规定：220KV及以下避雷器冲击电流幅值为5KA。KV＜45KV，满足要求。53 余科：某110KV变电所一次部分设计其中：—避雷器的保护比，FZ型=2.3～2.35，FCZ型=1.86～2。—灭弧电压的幅值。5.冲击放电电压校验KV＜45KV，满足要求。故所选FZ—10型号阀式避雷器合53 余科：某110KV变电所一次部分设计第7章配电装置设计配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。7.1配电装置的基本要求配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器﹑保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时,迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此,应满足以下要求:1.保证运行可靠2.便于操作﹑巡视和检修3.保证工作人员的安全4.力求提高经济性5.具有扩建的可能7.2配电装置的类型及特点配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置;按其组装方式，又可分为装配式和成套式。7.2.1屋内配电装置的特点1.由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；2.维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；3.外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；④房屋建筑投资大。7.2.2屋外配电装置的特点1.土建工程量和费用较小，建设周期短；2.扩建比较方便；3.相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4.占地面积大；5.受外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；6.外界气象变化对设备维修和操作有影响。53 余科：某110KV变电所一次部分设计7.2.3成套配电装置的特点1.电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；2.所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；3.运行可靠性高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。7.3配电装置的设计原则1.节约用地；2.运行安全和操作巡视方便；3.考虑检修和安装条件；4.保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；5.节约三材，降低造价；6.安装和扩建方便。配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿[9]。7.4配电装置设计的基本步骤1.选择配电装置的型式.选择时应考虑配电装置的电压等级﹑电气设备的型式﹑出线多少和方式﹑有无电抗器﹑地形﹑环境条件等因素。2.配电装置的型式确定后，接着拟定配电装置的配电图。3.按照所选电气设备的外形尺寸﹑运输方法﹑检修及巡视的安全和方便等要求,遵照配电装置设计有关技术规程的规定,并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。7.5配电装置的选用1、10KV配电装置6—10KV配电装置一般均为屋内布置。当出线不带电抗器53 余科：某110KV变电所一次部分设计时，一般采用成套开关柜单层布置，由于受国产开关柜的限制，这种布置仅用于中小型变电所及单机容量为12MW及以下的小型发电厂。当出线带电抗器时，一般采用三层或两层装配式布置，近年来还有采用两层装配与成套混合式布置，这些布置使用于大中型配电装置。成套开关柜布置，只要合理选用制造厂生产的各种标准单元的开关柜按照明电气主接线的要求进行配置组合即可。则10KV侧采用单层屋内布置。2、35KV配电装置屋外配电装置，在现有的35KV屋外配点装置中，其布置型式多为中型，虽有采用高型、半高型及低型的胆为数不多，35KV侧采用中型布置。3、110KV配电装置（一）普通中型配电装置普通中型配电装置是将所有电气设备都安装在地面设计支架上，母线下不布置任何电气设备。采用软母线的该型配电装置在我国已有三十多年的历史，都积累了比较丰富的经验。但因其占地面积多所以在目前的设计中一般不采用。（二）半高型配电装置半高型配电装置是将母线及母线隔离开关抬高，将断路器、电流互感器等电气设备布置在母线的下面。该配电装置具有布置紧凑清晰、占地少、钢材消耗与普通中型接近等特点，且除设备上方有带电母线外，其余的布置情况与中型布置相似，能适应运行检修人员的习惯与需要。因此，自六十年代开始出现以来，各地区采用较多，并在工程中提出了多种布置方式，使半高型配电装置日趋完善，且具备了一定的运行检修经验。1、品字型布置该布置将一组主母线及母线隔离开关抬高，另一组主母线与旁路母线分别设在升高主母线的两侧，两者高度有等高及不等高两种。由于品字型架构的结构比较简单，可以节省钢材；且有一组母线的隔离开关全部为中型布置，所以安装检修和运行巡视都比较方便。但因一组母线降低后，设备搬运道路要移出架构，占地面积略有增加。2、管形母线布置管形母线布置半高型除有半高型配电装置和普通中型管形母线配电装置的主要特点以外，且布置紧凑，巡视路线短，能更进一步节省占地；土建结构简单，便于施工。但不能带电作业，抗震性能较差。由上述分析110KV侧选用普通中型母线布置。53 余科：某110KV变电所一次部分设计第8章结束语这次毕业设计的时间很长内容也很多，包括了大学里面学习的很多知识。设计过程中我首先收集了很多相关资料并分析资料;然后进行设计；学习相关软件进行电气绘图，最后对设计进行审核。这段时间即紧张又充实。通过这段时间的学习与设计，我的综合运用所学的大部分课程的能力得到了很大的提高。在整个变电站一次部分设计中，首先根据原始资料选择主变压器的型号及台数，然后其重点就在于选择电气主接线、短路点的短路计算和各电器设备的选择。最后在用相关软件画出电气设计图，在运用word编辑论文。我把自己的工作量明确分段，每一个时间段完成一定的工作量，一方面是让自己的设计调理更加清晰，做了什么，下一步做什么，自己做的怎么样。另一方面是让自己的设计进度能够心中有数。这样在做人做事是让我学会了做人有目标、做事有调理。在专业上能够合理的分配时间去研究，让时间用在刀刃上。在这段时间，我查阅了大量资料，充分的检验自己的设计能力，丰富了在电气设计特别是变电站设计方面的知识，为自己将来从事这方面的工作打下坚实的基础。也让我体会到搞设计需要严谨求实、一丝不苟和勇于献身的精神。这次设计我最大的收获就是学到了变电站的设计步骤与方法以及如何使用资料。虽然设计完成了，但是我只掌握了变电站设计中的一部分知识，还有很多深奥的专业知识等着我们去挖掘、去探索、去学习。我会在以后的工作学习中不断的充实自己，不断的完善自己的专业知识，为以后的发展打下坚实的基础。非常感谢我的指导老师对我的帮助。53 余科：某110KV变电所一次部分设计致谢从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有一点成就感。在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师唐玲老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，唐老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了唐老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是她广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。另外我还要感谢四川理工学院自电学院对我的培养与帮助，在这里我学到了知识，开阔了思维，感受了快乐。最后真诚的谢谢所有给予我关心与帮助！感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。　　最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！53 余科：某110KV变电所一次部分设计参考文献[1]张小青.《建筑物内电子设备的防雷保护》.北京.电子工业出版社，2000.[2]严璋、朱德恒.《高电压绝缘技术》.北京.中国电力出版社，2002.[3]郑春开.《电动力学》.北京.北京大学出版社，2003.[4]T.J.E.Miller.ReactivePowerControlinElectricSystems[M].NewYork:JohnWiley&Sons,2001.[5]于永源,杨绮雯.电力系统分析（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2007.[6]文远芳.高电压技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2001.[7]中华人民共和国能源部.3～110kV高压配电装置设计规范[M].北京：中国计划出版社，2009.[8]陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册（第二版）[M].北京：中国水利水电出版社，2008.[9]中华人民共和国能源部.供配电系统设计规范[M].北京：中国计划出版社，2009.[10]熊信银.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2009.[11]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京：中国电力出版社，2004.[12]A.Goikoetxea,J.A.Barrena,M.A.Rodriguez,G.Abad.“ActiveSubstationdesigntomaximizeDGIntegration”.Paperacceptedforpresentationat2009IEEEBucharestPowerTechConference.[13]M.HMohammedAriff,M.Z.AAbKadir,J.Jasni,R.Mesron,M.TSalahuddin,J.Lamsi.“EvaluationandAssessmentofTransformerFailureon132kVSubstation”.2ndIEEEInternationalConferenceonPowerandEnergy,2008.[14]RogerA.Hedding(ABBInc.)WI,SethermanGanessan(ABBLtd.)India.“PerspectivesonSubstationDesignBasedonFunctionalityofModernRelays”.[15]刘介才.工厂供电（第四版）.北京：机械工业出版社，2007.[16]李坚，郭建文.变电运行及设备管理技术问答[M].电力出版社，2004.[17]任孝枝.浅谈110KV城区变电所设计思路[J]西北电力技术，2004.[18]陈小虎.《工厂供电技术》（第二版）高等教育出版社，2006.[19]贺家李.电力系统保护原理[M]中国电力出版社，2004.[20]周全仁，张海.现代电网自动控制系统及其应用[M]电力出版社，2004.53 余科：某110KV变电所一次部分设计附录电气主接线图：53 余科：某110KV变电所一次部分设计53'