110千伏变电站设计_毕业论文

'新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计110千伏变电站设计1绪论1.1内容简介本设计叙述了和静110kV变电站的设计，其内容有：对原始资料及变电站的总体分析，拟定电气主接线的方案，按照对电气主接线的基本要求来定性地确定本次设计电气主接线的具体形式。依据规程规定以及最初设计资料的数据，确定主变压器以及厂用变容量及型号，为短路电流的计算提供初始的电路参数。按照电气设备选型的原则，确定此变电站中所安装断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、避雷器以及接地刀闸的型号，根据型号查出相关技术数据，并逐一分析校验设备以满足运行的要求。并就主变保护、配电装置过电压保护、变电站的微机控制等内容作出说明。计算的内容有：通过确定具有代表性的短路点，计算三相短路电流，电气设备的选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线、避雷器等），介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。图纸部分：110kV变电站主接线图、变电站主要一次设备布置图、部分简单二次图。1.2基本资料（1）设计的变电站为一降压变电站，电压等级为110kV/35kV/10kV。（2）计划安装两台20000kVA的三圈变压器。变压器的型号为变压器型号：SFSZ9-20000/110额定电压：1108×1.25%38.52×2.5%10.5kV接线组别：Y。/Y。/-12-11，空载损耗：33KW、36.75kW空载电流1.5%表1-1绕组间短路阻抗：+10%0-10%110与38.5kV11.23%10.5%10.37%110与10.5kV18.68%18%17.73%38.5与10.5kV----6.5%----表1-2负载损耗：110与10.5kV在10000kVA时62.58KW110与38.5kV在10000kVA时66.80KW38.5与10.5kV在10000kVA时54.30KW（3）设计110kV进线一回，出线3回，-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计预留用空间隔，每条线路最大输送容量50MW，Tmax=7000h，一级负荷。（4）当地最高温度41.7℃，最热月平均最高温度32.5℃,最低温度-18.6℃，最热月地面下0.8M处土壤平均温度25.3℃。（5）厂用电率0.2%，厂用电电压0.4KV。（6）本变电站地处小于8度地震区，海拔高度:≤1000m，风速:≤35m/s。（7）设计变电站为一中型变电站，其容量为2×20000kVA=40000kVA。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计2变电站总体分析随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常工作中。因为电能可以方便的转化为其他形式的能源，例如：机械能、热能、光能、磁能等等；并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到需要它的任何工作场所和生活场所；电能的应用规模也很灵活。以电作为动力，可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅提高劳动生产率。同时提高电气化程度，以电能代替其他形式的能源，是节约能源消耗的一个重要的途径。电力工业电能的生产、输送、分配和消费与其他工业的区别在于：（1）与国民经济各部门的关系非常密切。（2）电力系统从一种运行方式过度到另一种运行方式的过度过程非常短促。（3）电能的生产、输送、分配和消费实际上是整体同时快速完成的，不能大量储存。根据电力工业的特点，对电力系统有以下要求：（1）保证可靠的持续供电；（2）保证良好的电能质量；（3）保证电力系统运行的经济性。所以说，电力工业是国家的基础行业，是国民经济发展的支柱，我要运用所学习的知识为电力工业的发展作出应有的贡献。2.1设计该变电站的意义首先，和静地区虽然拥有联网110kV变电站3座，主变5台，但是新增负荷需要110kV和35kV变电站共6座，一些高能耗变压器和线路也需要更新。其次，依照国家有关农网改造的规定，为了使和静地区的电网网架更加坚固，网络布局更加合理，使供电可靠性有更大提高。那么相关的变电站也要跟上这一步伐，进行升级换代。变电站的合理建造，可以使所及之处电力分配合理，促进当地经济和相关产业发展，使农民得到实惠。实现电力直供到户，不仅理顺了农村电力体制，同时也理顺了农村电价。和静电网覆盖城乡、工矿、部队和团场等广大区域。和静110kV变电站的建设，正是在这一急需时刻。该变电站的建成有利于电能的合理变换和多渠道分配，使电能能够更稳定的送到千家万户。与此同时，和静供电事业牢记“电力先行”的历史责任，不断提升电网安全运行水平，为社会经济发展和人民生活改善提供了强有力的保证。广大农民从“网改”这一得民心工程中真切感受到了党和国家的关怀和电力建设者的贡献。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计2.2供电区域内的负荷分析负荷分析是根据工农业生产的布局特点，确定变电站布局位置，在变电站布局基础上进行电网连接规划。负荷分析是变电站设计的重要依据，应根据给定的各级电压进行，对进出线回路数、负荷性质、负荷大小进行综合分析，以达到供电可靠性的要求。在确定变电站负荷的同时，求出变电站的综合最大负荷作为选择变电器的依据。根据突然中断供电所引起的损失程度分类，一般将电力负荷分为三级。一级负荷：是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染的，突然中断供电将会造成经济上的巨大损失，如重要的大型设备损坏，重要产品或重要原材料生产的产品大量报废，连续生产过程被打乱且需长时间才能恢复生产的；突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的用电负荷。二级负荷：是指突然中断供电将会造成经济较大的损失，如生产的主要设备损坏，产品大量报废或减产，连续生产过程需较长时间才能恢复；突然中断供电将会造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的用电负荷。三级负荷：是指不属于一级、二级负荷的其他负荷，对这类负荷，突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。在和静地区110kV线路主要起到与同级各变电站以及电厂之间的联系和传输功率的作用，其平均传送负荷为70496kW，其中山电输送到母线上的负荷为42913KW，从母线上穿过的负荷有21688kW，都为一级负荷，停电即会造成和静县和附近的和硕县全部停电。35kV线路主要是向下一级地区的变电站供电，其平均负荷为18497kW，其中二级负荷居多。10kV线路主要是向和静县周边地区供电，其平均负荷为6345.1kW，其中三级负荷居多。2.3变电站的分类变电站根据在系统中的地位分为：枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站。（1）枢纽变电站：位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，枢纽汇集多个电源，电压为330kV-500kV。全站停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。（2）中间变电站：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离中间输电线路分段，一般汇集2-3个电源，电压为220kV-330kV，同时又降压供给当地用电，起中间环节的作用。全站停电后，将引起区域电网解列。（3）地区变电所：高压侧电压一般为110-220kV，向地区用户供电为主，是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经终端降压后直接向用户供电的变电站。全站停电后，只是用户受到损失。2.4变电站的作用及特点变电站的目的是完成一项或更多的如下功能：（1）开断：连接或切断系统中的各部分，一般是用断路器或开关来完成。（2）电压变换：用电力变压器来升高或降低电压。（3）无功补偿：用并联电阻，并联电容器，静止补偿装置以及调相机来控制电压，串联电容器组用以减小线路阻抗。（4）对各种负荷进行适时的分配和调整。本次设计的和静110kV变电站离县中心不远，供电范围遍及整个和静县及其所属下级单位，并且预设计的该站还有和硕110kV变电站联系起来，通过110kV线路将山电的电能输送到和硕县，供给其所有生产、生活用电。该站采用了比较先进的采集、测量、监控和保护手段，使其在正常运行的过程中自动化程度有所提升。由于有两台主变，在一台需要检修时，并不需要完全停电，但是因为容量设计不够，一台主变不能带起全部负荷，所以在检修时要进行部分停电作业。该站10kV出线全部设计成柜式的组合电器（10kV配电柜），大大方便了维护和检修，另外，由于10kV开关柜是安装在室内，其抗腐蚀和抗老化性也较好。2.5变电站的主要电气设备通常把生产、变换、传输、分配和使用电能的设备称为一次设备，对一次设备进行测量、控制、监视和保护用的称为二次设备。该变电站的主要一次设备包括：变压器、断路器、隔离刀闸、电流/电压互感器、避雷器、母线、电抗器、补偿电容器等。二次设备主要包括：各种继电保护装置、灯光音响、数据采集系统、通信系统和直流回路等。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计3变压器的选择3.1主变的选择在发电厂和变电所中，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（所）用电的变压器称为厂（所）用变压器。3.1.1主变容量及台数的选择（1）容量的确定①主变压器容量一般按变电所建成后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。对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。②根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。还应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力；对装两台变压器的变电所，每台变压器额定容量一般按下式选择：Sn=0.6PM（式中PM为变电所最大负荷）这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电。考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电所大约有25%的非重要负荷，因此，采用Sn=0.6PM，对变电所保证重要负荷来说多数是可行的，能满足一、二级负荷的供电要求。③同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。（2）主变台数的选择①对大城市郊区的一次变电站，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。②对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。③对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。因此为保障电压水平能够满足用户要求，本所选用有载调压变压器，选变压器两台。根据以上原则：去除所用负荷后：Pc=20000-20000×0.2%=19980kVA变压器视在功率：S=Pc/COSΦ+0.2%×Pc/COSΦ-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计=19980/0.85+0.2%×19980/0.85=23552.89kVA故选择主变压器的型号为：SFSZ9-20000/110具体参数见前文所述。（3）主变的形式的选择一般情况下采用三相式变压器，具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。其中，当高压电网为110～220kV，而中低压电网为35kV和10kV时，由于负荷较大，最大和最小运行方式下电压变化也较大。根据已确定的主变压器的容量参数和设计手册中“在330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器“的规定，考虑投资、占地、运输、维护等方面因素，本变电站中主变压器选用三相变压器。设计的主变压器的低压侧直接与10kV开关柜相连，其额定电压应为10.5kV；中压侧与35kV主接线相连，其额定电压应为35kV；而高压侧与110kV主接线直接相连，其额定电压等级为110kV。变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比来实现的，切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无载调压，调整范围在±5%以内，另一种是带负载切换，称为有载调压，调整范围可达30%，但其结构复杂，价格较贵。为了适应今后电网商业化运营的要求，提高电网的供电质量，满足用户对供电质量的要求，另外，为了便于电网电压的灵活及时调整，主变的调压方式应采用有载调压变压器，有利于电网今后的运行。变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，电力系统采用的绕组连接方式只有星形和三角形两种。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用YN连接，35kV以下电压，变压器三相绕组都采用三角形连接，在发电厂和变电所中，一般考虑系统或机组的同步并列要求以及限制三次谐波对电源的影响等因素，主变压器接线别一般都选用YN，d11常规接线。且《电力工程设计手册》规定：为防止零序电流侵入，主变低压侧应为三角形接线，中压侧为星形接线，高压侧应为星形接线，且中性点可操作的直接接地方式。因此，本站主变的接线组别为：Y。/Y。/-12-11。参考《电力工程电气设计手册》（电器一次部分）第五章第四节 主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。而此变电所容量不小也不是很大，所以采用油浸风冷的冷却方式。目前限制低压侧短路电流的设备较多。10kV系统短路水平(不超过30kA)。经过推算，10kV-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计短路电流(不超过30kA)。所选开关柜等电气设备均可满足要求(10kV不并列)。故本次设计采用高阻抗主变压器。本次设计结合实际运行经验，要求主变压器本体油枕由原A相移至C相。这样有利于主变压器中性点接地隔离开关连接安装，且操作检修方便。综上所述，主变压器的型号为：SFSZ9-20000/110附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分：相数      S----三相；D------单相；第二部分：冷却方式 J----油浸自冷； F----油浸风冷；S-----油浸水冷；G---干式;　N----氮气冷却；FP----强迫油循环风冷却；SP----强迫油循环水冷却3.1.2主变中性点接地方式的选择电力网中性点选择其接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。　待设计主变110kV侧采用中性点直接接地方式。主变压器中性点经隔离开关直接接地，以便于系统灵活选择接地点。35kV和10kV也采用中性点经隔离开关直接接地的接地方式。单相接地允许带故障运行2小时，供电连续性好。3.2所用变的选择（1）所用变选择的原则：①变压器原、副边额定电压必须与引接电源电压和所用网络电压相一致。②变压器的容量必须满足所用负荷，因此对所用工作变压器的容量应按所用电计算负荷的110％进行选择。而在此变电站的设计中，由于有两台三圈主变，所以就直接从低压侧的母线上连接变压器，降压至0.4kV供变电所负荷。并且两段10kV母线是分段的，于是其中一段可以作为备用所用电源。并且有一段35kV的线路预留出来，供出现重大故障时，提供电源。（2）所用变的选择：110kV变电站的所用电率一般为0.1%-0.2％。对于所用变压器，其容量有如下关系：-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计高压绕组：Sts1≥ΣSC低压绕组：Sts2≥ΣSC其中：SC-所用变压器计算负荷（KVA），Sts1-所用变压器高压绕组额定容量（kVA），Sts2-所用变压器低压绕组额定容量（kVA）。高压绕组：(10000×0.2%×110%)/0.85=25.9kVA 低压绕组：(10000×0.1%×110%)/0.85=12.95kVA所以，查阅《电气设备手册》后，本次设计的两台高压所用变的容量均选择为50kVA，接线组别为Y。/Δ-11，其冷却方式为自然循环风冷。高压所用变型号为：SC9-50/10，额定电压：102×2.5%/0.4KV额定电流：2.89/72.2A。两台所用变压器互为备用。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计4电气主接线的选择设计电气主接线是发电厂或变电所电气设计的主体，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定与电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护的安装与整定和控制方式的拟定都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况，正确处理好各个方面的关系，全面分析相关影响因素，通过技术经济比较，确定合理的主接线方案。电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。4.1电气主接线选择应注意的问题4.1.1主接线选择的注意事项（1）主接线的设计，直接关系到全站电气设备的选择、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。（2）对于110kV电压等级的配电装置的接线，一般分为两大类：其一为有母线类（包括单母线、单母线分段、双母线分段和增设旁路母线等的接线）；其二为无母线类（包括单元接线、桥型接线和多角型接线等）。应根据出线的回路数酌情选用。本站的设计中由于重要负荷占的比例不大，为了节省建设成本并保证其可靠、灵活性，采用了单母分段的接线方式。4.1.2主接线设计的基本要求（1）可靠性①若有断路器检修时，不宜影响对系统的供电。②断路器母线故障时以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停电时间，并要保证对一级负荷及全级部或大部分二负荷供电。③尽量避免发电厂、变电所全部停电的可能性。④大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。（2）灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计①操作的方便性，电气主接线应该在满足可靠性的条件下，结线简单，操作方便，尽可能的减少操作步骤，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。②调度的方便性，电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便的改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快的切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致于过多的影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。③扩建的方便性，对将来要扩建的变电站，其主接线必须具有扩建的方便性。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来可顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最小。（3）经济性主接线在满足可靠性、灵活性的前提下作到经济合理。①节省一次投资；②占地面积小；③电能损耗少。4.2基本接线的特点及使用范围4.2.1110kV侧接线选择方案(一)单母线分段接线优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。（２）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电方案（二）:桥形接线110kV侧以双回路与系统相连，而变电站最常操作的是切换变压器，而与系统联接的线路不易发生故障或频繁切换，因此可采用内桥式线，这也有利于以后变电站的扩建。优点：高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线分段或双母线分接线。缺点：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。方案（三）：双母线接线优点：（1-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计）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而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。（2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。（3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。缺点：（１）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。（2）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之间装设连锁装置。对于110kV侧来说，因为它要供给较多的一类、二类负荷、因此其要求有较高的可靠性。对比以上三种方案,从经济性、可靠性等多方面因素考虑，最佳设计方案为方案（一）。具有一定的可靠性和可扩展性，而且比双母线投资小。4.2.235kV侧接线选择方案(一)单母线分段接线优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。（２）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电方案（二）:双母线接线优点：（1）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而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只停该回路。（2）扩建方便，可向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分段那样导致交叉跨越。（3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组母线上。缺点：（１）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。（2）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之间装设连锁装置。对于35kV侧来说，因其要求有较高的可靠性。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计对比以上两种方案,从经济性、可靠性等多方面因素考虑，最佳设计方案为方案（一）。（1）双母线：有两组母线，一组为工作母线，一组为备用，没一电源和出线的电路都经过一台断路器和两组母线隔离开关分别与两组母线连接。提高可靠性和灵活性。便于扩建，但接线比较复杂，隔离开关数目多，增大投资。适用于A：35-60kV出线数目超过8回；B：110-220kV出线数目为5回以上。（2）双母线分段：为缩小母线故障的影响范围，用分段断路器将工作母线分段，每段用母联断路器与备用母线相连，有较高的可靠性和灵活性，但投资较多。适用于配电装置进出线总数达10-14回时，一组母线分段，配电装置进出线总数达15回以上时，两组母线分段。（3）双母线带旁路接线：双母线接线可以用母联断路器临时代替出现断路器工作，但出线数目较多时，母联断路器经常被占用，降低了工作的可靠性和灵活性，为此可以设置旁路母线。4.2.310kV侧接线选择方案（一）：单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便、且有利于扩建。缺点：可靠性、灵活性差、母线故障时，各出线必须全部停电。方案（二）：单母线分段接线优点：（1）母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作，缩小母线故障影响范围。（２）对双回线路供电的重要用户，可将双回路接于不同的母线段上，保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在该段上的全部电源和引出线，这样减少了系统的供电量，并使该回路供电的用户停电。方案（三）：分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段优点：有较大的可靠性和灵活性，且检修断路器时合出线不中断供电。缺点：投资增大、经济性能差。对比以上三种方案：单母线接线可靠性低，当母线故障时，各出线须全部停电，不能满足I、II类负荷供电性的要求，故不采纳；将I、II类负荷的双回电源线不同的分段母线上，当其中一段母线故障时，由另一段母线提供电源，从而可保证供电可靠性；虽然分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段也能满足要求，但其投资大、经济性能差，故采用方案（二）单母线分段接线。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计5短路电流计算5.1短路电流计算的目的（1）选择载流导体短路电流的计算可以使得在选择载流导体时在以下几个方面有所依据：载流导体的最大允许通过电流值、载流导体短路时的温升、载流导体在突然短路时所受的电动力。（2）选择配电装置配电装置的选择也与短路电流有着密切的关系，其最大允许通过电流、安全净距的满足都是建立在短路电流计算的结果上的。（3）选择继电保护装置和进行整定计算。继电保护装置的选型和整定，主要依据短路计算的结果，所以短路计算是必不可少的。（4）选择有效的限流措施。5.2进行短路电流计算的基本条件（1）正常工作时，三相系统对称运行。（2）所有电源电动势相位角相同。（3）短路瞬间短路电流最大。（4）母线电抗忽略不计。5.3短路点的选择（1）110kV和35kV高压母线上发生短路：D1、D2。（2）10kV母线侧发生短路：D3。5.4系统各元件电抗标幺值的计算：表5-1110kV各线路的阻值长度（kM）正序阻抗（）正序电抗（）零序阻抗（）零序电抗（）静硕线42.80.270.420.811.26山静线63.60.180.410.531.23老静巴线37.60.660.471.981.4141.70.170.410.311.24-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计新静巴线基准容量选取30MVA，基准电压为各级Uav。发电机的正序电抗：XG（1）*=Xd＂×SBcosф/P=0.129×30×0.8÷50=0.062发电机的负序电抗为：XG（2）*=1.22XG（1）=1.22×0.062=0.076110kV侧线路末端系统的短路容量为：Ⅰ段47160kVA，Ⅱ段143008kVA，所以，X1=SB/S=30/47.16=0.636，X2=SB/S=30/143=0.211。110kV线路的电抗标幺值：35kV侧线路电抗标幺值：35kV侧线路末端的短路容量为101397.8kVA，系统短路容量的标幺值等于等值电抗标幺值的倒数。所以X=SB/S=0.297。10kV侧线路电抗标幺值：Ⅰ段线路末端的短路容量为：37132.65kVA，Ⅱ段线路末端的短路容量为：33581kVA。所以X3=SB/S=0.811，X4=SB/S=0.8934。1#、2#主变的电抗标幺值：Us（1-2）%=10.5%，Us（1-3）%=18%，Us（2-3）%=6.5%Us1%=1/2（Us（1-2）+Us（1-3）-Us（2-3））=0.5×（10.5+18-6.5）%=11%；Us2%=1/2（Us（1-2）+Us（2-3）-Us（1-3））=0.5×（10.5+6.5-18）%=0.5%；Us3%=1/2（Us（1-3）+Us（2-3）-Us（1-2））=0.5×（18+6.5-10.5）%=7%；又由，所以，-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计XS1*=11%×30/20=0.165，XS2*=0.075，XS3*=6.5%×30/20=0.105。根据网络，最大运行方式下，计算110kV母线、35kV母线、10kV母线短路时的电流，计算如下：①D1点短路，X17=X7||X8=0.811×0.8934/（0.811+0.8934）=0.425；X18=（X11+X14）||（X12+X15）||（X13+X16）=0.131；X19=X2||X5=0.0825；X20=X3||X6=0.0375；X21=X9||X10=0.105；X22=X1+X19=0.3795；X23=X4||X20=0.0265；X24=X22||（X23+X17）=0.2062；X∑=X18||（X21+X24）=0.087；I*=1/X∑=11.49；所以，短路电流有名值为：(a)(b)(c)(d)(e)(f)I＇=I*Sj/Uav=1.731kA冲击电流：ich=×1.8×1.731=4.405kA最大电流有效值：Ich=1.731×1.51=2.614kA短路容量：-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计S＇=×1.731×115=344.78MVA②D2点短路，X17=X7||X8=0.811×0.8934/（0.811+0.8934）=0.425；X18=（X11+X14）||（X12+X15）||（X13+X16）=0.131；X19=X2||X5=0.0825；X20=X3||X6=0.0375；X21=X9||X10=0.105；X22=X4||X20+X17=0.4516；X∑=X19+X22||（X18+X21）=0.2124；I*=1/X∑=4.708(a)(b)(c)(d)(e)所以，短路电流有名值为：I＇=I*Sj/Uav=2.204kA冲击电流：ich=×1.8×2.204=5.610kA最大电流有效值：Ich=2.204×1.51=3.328kA短路容量：S＇=×2.204×37=141.24MVA③D3电短路，X17=X7||X8=0.811×0.8934/（0.811+0.8934）=0.425；X18=（X11+X14）||（X12+X15）||（X13+X16）=0.131；X19=X2||X5=0.0825；X20=X3||X6=0.0375；X21=X9||X10=0.105；X22=（X1+X19）||（X18+X21）=0.1237-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计X∑=X4||（X22+X20）=0.0582I*=1/X∑=17.18(a)(b)(c)(d)(e)所以，短路电流有名值为：I＇=I*Sj/Uav=27.05kA冲击电流：ich=×1.8×27.05=68.85kA最大电流有效值：Ich=27.05×1.51=40.845kA短路容量：S＇=×27.05×11=515.36MVA-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计6主要电气设备选择导体和电气设备的选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用个工作条件不一样，具体的选择方法也不完全相同。但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作，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。（1）按正常工作条件选择电气设备：①额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。按规定，一般电气允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1-1.15倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，不能超过电网额定电压的1.15倍。因此，在选择过程中，电气设备的额定电压UN不得低于装置地点电网额定电压UNs，即：UN³UNs。②额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度0下，电气设备的长期允许电流。且IN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Imax，即：IN³Imax。由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时，出力保持不变，所以其相应回路的Imax为发电机、调相机和变压器的额定电流的1.05倍；若变压器有可能过负荷运行，Imax要按过负荷确定（1.3-5倍变压器额定电流）；母联断路器回路一般取母线上最大一台发电机或变压器的Imax；出线回路的Imax还必须在此基础上另外考虑事故时由其他回路转移过来的负荷。③设备选择注意的环境条件电气设备安装地点的环境（尤其是小环境）条件如温度、风速、污染等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等，当其超过一般电气设备的使用条件时，要在选择时加以考虑或采取适当措施。对于110kV及以下电气设备，由于外绝缘裕度较大，可在海拔2000m以下使用。我国生产的电气设备一般使用的额定环境温度0=+40℃。此外，还应按电气设备装置地点、使用条件、检修和运行等要求，对电器进行种类（屋内或屋外）和型式（防污型、防爆型、湿热型等）选择。（2）校验的一般原则：①电气设备在选定后按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流一般取最严重情况的短路电流。②用熔断器保护的电器、采用有限流电阻的熔断器保护的、装设在电压互感器回路的裸导体和电气设备可不校验热稳定。③短路的热稳定校验（6-1）（6-2）-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计Qdt——在计算时间ts内，短路电流的热效应（kAS）It——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA*S）T——设备允许通过的热稳定电流时间（s）校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算t=td+tkd式中td——继电保护装置动作时间（S）tkd——断路的全分闸时间（s）④动稳定校验电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：或上式中ich、Ich——短路冲击电流幅值及其有效值ies、Ies——允许通过动稳定电流的幅值和有效值（3）绝缘在电气设备正常工作时，设备的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。6.1高压断路器的选择高压断路器的主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，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，起着保护作用。本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求：①在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。②在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。③应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。④应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。（1）断路器种类和型式的选择断路器按照所采用的灭弧介质可分为：油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器等。在选择中，考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35kV及以下的电压等级中。所以，35kV侧和10kV侧采用真空断路器。（2）额定电压和电流的选择UN³UNs,IN³Imax式中UN、UNs——分别为电气设备和电网的额定电压，kVIN、Imax——分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A。（3）开断电流选择高压断路器的额定开断电流Inbr，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量Ipt,即：Inbr³Ipt。（4）短路关合电流的选择在断路器合闸前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中会有巨大的短路电流，容易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏；且断路器在关合短路电流时，不可避免地在接通后又自动跳闸，此时，就要求断路器能够切断短路电流。为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定关合电流iNcl不应小于短路电流最大冲击值ish，即iNcl³ish（5）短路动稳定和热稳定校验校验式为I2tt³Qkies³ish表6-1各电压等级断路器选择电压等级型号额定电压额定电流动稳电流110kVLW35-126126kV630A31.5kA35kVLW8-35A（T）35kV630A25kA10kVZN-12-1210kV1250A25kA计算过程：（1）110kV母线分段断路器：AIg=Imax=104.9+183=287.9AUg=110×1.05=115ich=iimρ=2.55×Id″(3)=2.55×1.731=4.414kAt=3+0.04=3.04β=I″/I∞=1查曲线teq=2.5∴断路器选LW35-126型。其参数UZd=126kV＞Ug=115AIe=630A＞Ig=287.9AI∞2.teq=1.7312×2.5＜Ie.t2.t=212×3ip=idf=52～65KA＞ich=4.414kA（2）110kV主变压器进线断路器：Ig=Imax=104.9AUg=110×1.05=115kV-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计ich=iimρ=2.55×Id″(3)=2.55×1.731=4.414kAt=3+0.04=3.04β=I″/I∞=1查曲线teq=2.5∴断路器选LW35-126型。UZd=126kV＞Ug=115kVIe=630A＞Ig=104.9Aip=idf=52～65KA＞ich=4.414kAI∞2.teq=1.7312×2.5＜Iet2（3）110kV侧所有出线回路断路器：三条出线均选用同一型号的断路器。Ig最大的为183AUg=110×1.05=115kV其他参数同上。∴断路器选LW35-126型。校验同上。（4）35kV母线分段断路器：Ig是最大负荷时流过母联断路器的电流为159AUg=35kVich=2.55×Id″(3)=2.55×2.204=5.62kAt=1.5+0.04=1.54Sβ=I″/I∞=1查曲线teq=1.2S∴断路器选LW8-35A（T）型。其参数UZd=35kV≥Ug=35kVIe=630A＞Ig=159Aip=idf=63.4～39.2KA＞ich=5.62kAI∞2.teq=2.2042×1.2＜Ie.t2.t=24.82×1.5（5）35kV主变压器出线断路器的选择：Ig=329.92AUg=35kVich=5.62kAt=2.5+0.04=2.54Sβ=I″/I∞=1查曲线teq=2.1S∴断路器选用LW8-35A（T）型。其参数UZd=35kV≥Ug=35kVIe=630A＞Ig=329.92Aip=idf=63.4～39.2KA＞ich=5.62kAI∞2.teq=2.2042×2.1＜Iet2.t.t=24.82×1.5（6）10kV母线分段断路器：Ig是最大负荷母线段电流为323.4AUg=10kVich=2.55×Id3″(3)=2.55×27.05=68.977kAt=1.5+0.04=1.54S，β=1-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计查曲线teq=1.2S∴断路器选ZN-12-12。其参数UZd=12kV＞Ug=10kVIe=1250A＞Ig=323.4Aip=idf＞ich=68.977kAIe.t2.t=21.52×1.5＞I∞2.teq=18.1222×1.2（7）10kV主变压器出线断路器：Ig=Imax=1154.6AUg=10kVich=46.21kAt=2.5+0.04=2.54Sβ=1查曲线teq=2.1S∴断路器选用ZN-12-12。其参数UZd=12kV＞Ug=10kVIe=3150A＞Ig=1735.7Aip=idf=80kA＞ich=46.21kAIe.t2.t=24.82×2.5＞I∞2.teq=18.1222×2.1（8）10kV各出线断路器：10kV各出线断路器均选用ZN-12-12。其参数、校验同上。6.2隔离开关的选择隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。选择隔离开关时应满足以下基本要求：①隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。②隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。③隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。④隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。⑤隔离开关的结构简单，动作要可靠。⑥带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。根据最大持续工作电流及短路电流得知表6-2各电压等级隔离刀闸选择结果电压等级型号额定电压额定电流动稳定电流110kVGW4-110B110kV630A70kA35kVGW4-35ⅡWD35kV630A50kA10kVGN30-10D10kV1250A30kA计算过程：（1）110KV母联隔离开关：隔离开关选GW4-110B-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计其参数UZd=126kV＞Ug=115kVIe=630A＞Ig=517Aip=idf=70kA＞ich=38.21kAI∞2.teq=14.9852×2.5＜Ie.t2.t（2）110KV出线隔离开关：隔离开关选GW4-110B其参数UZd=126kV＞Ug=115kVIe=630A＞Ig=173.57Aip=idf=70KA＞ich=38.21kAI∞2.teq=14.9852×2.5＜Ie.t2.t=142×3。（3）35KV母联隔离开关：GW4-35ⅡWD35kV630A50kA（4）35KV出线隔离开关：GW4-35ⅡWD35kV630A50kA6.3各级电压母线的选择选择配电装置中各级电压母线，主要考虑如下内容：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校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。6.3.1导体截面的选择导体的截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大（通常指Tmax>5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机、变压器的连接导体，其截面一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期允许电流来选择。（1）按导体长期发热允许电流选择计算式为：Imax≤KIal式中Imax——导体所在回路中最大持续工作电流，A；Ial——在额定环境温度0=+25℃时允许的电流，A；K——与实际环境温度和海拔有关的综合校正系数，见表6-3。当导体允许最高温度为+70℃和不计日照时，K值可用下式计算(6-3)式中，和分别为导体长期发热允许最高温度和导体安装地点实际环境温度。（2）按经济电流密度选择-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。不同种类的导体和不同最大负荷利用小时数Tmax，将有一个年计算费用最低的电流密度，称为经济电流密度J。导体的经济截面SJ为：SJ=Imax/J(mm2)表6-3导体在各环境下的综合校正系数K导体最高允许温度适应范围海拔高度（m）实际环境温度（℃）+20+25+30+35+40+45+50+70℃屋内矩形、槽形、管形导体和不计日照的屋外软导线1.051.000.940.880.810.740.67+80℃计及日照的屋外软导线1000及以下2000300040001.051.010.970.931.000.960.920.890.950.910.870.840.890.850.840.770.830.790.750.710.760.69计及日照的屋外管形导体1000及以下2000300040001.051.000.950.911.000.940.900.860.940.880.840.800.870.810.760.720.800.740.690.650.720.63在选择时选择接近上式计算的标准截面，并且按经济电流密度选择的导体截面还要满足Imax≤KIal的要求。6.3.2电晕电压校验对110kV及以上裸导体，需要按晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体的临界电压Ucr大于最高工作电压Umax。可不进行电晕校验的最小型号及外径，可以从手册中查询。6.3.3热稳定校验在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数Kf的影响，由短路时发热的计算公式可得到短路热稳定决定的导体最小截面Smin为：（mm2）（6-4）式中，C——热稳定常数，，其值见下表；QK——短路热效应，A2*S。6.3.4硬导体的动稳定校验各种形状的硬导体通常都安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体要按弯曲情况进行应力计算。而软导体则不必进行动稳定校验。表6-4不同工作温度下裸导体的C值-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计工作温度40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃75℃80℃85℃90℃硬铝及铝锰合金9997959391898785838281硬铜186183181179176174171169166164161矩形导体的应力计算：单条矩形导体构成的母线的，导体最大相间应力为：（Pa）（6-5）式中，fph为单位长度导体上所受相间电动力，N/m；L为导体支柱绝缘子间的跨距，m；M为导体所受的最大弯矩，N/m；通常为多跨距、匀载荷梁，取M=fphL2/10。在三相系统平行布置时，对于长边为h、短边为b的矩形导体，当长边呈水平布置时，每相为单条时，W取值为bh2/6；当长边呈垂直布置，每相为单条时，W取值为b2h/6。此变电站的设计中，110kV母线一般采用软导体型式。指导书中已将导线形式告诉为LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线。根据设计要求，35KV母线应选硬导体为宜。LGJ—185型钢铝绞线，满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。本变电所10KV的最终回路较多，因此10kV母线应选硬导体为宜。按长期发热允许电流选取导体截面，查相关手册，每相选一条125×8mm的矩形铝导体，平放时额定载流量为1920A，集肤效应系数Kf为1.08铝导体的弹性模量为E=7×1010Pa，母线频率系数Nf为3.56。短路热效应QK=786.5（kA）2*S，相间距离为0.75m，绝缘子跨距L=1.2m。当环境温度为40℃时，按式6-3计算出温度修正系数K=0.8165，则Ial40℃=0.8165×1920=1567.68(A)(A)热稳定校验，正常运行时导体的温度为：（℃）查表6-3得C=95，由求得Smin=295mm2<1000mm2动稳定校验,导体的自振频率由下式求得I=b3h/12=0.0083×0.125/12=5.3×10-9(HZ)<35HZ，对该母线可-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计以不计共振影响。取冲击系数为1.8（kA）母线相间计算应力如下(N/m)W=bh2/6=0.008×0.125/6=2.08×10-5(m3)所以，=7.48×106（Pa）6.4绝缘子和穿墙套管的选择在变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固和绝缘，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，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墙时使用，6～35kV为瓷绝缘，60～220kV为油浸纸绝缘电容式。所以，35kV户外穿墙套管，选CWLB—35/1500；10kV户外支持瓷瓶选ZS—20/3000；10kV母线金具选MWp—203；10kV穿墙套管CWl——20/3000A；10kV母线间隔垫JG—11。6.5电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：①型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。②Uzd≥Ug；③Ie≥Ig；④校验动稳定ImKem≥ich⑤校验热稳定I∞2.teq＜（Im.kth）2.t对于6～20kV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。计算选择如下：（1）110kV母线分段CT考虑较大分段上总负荷加上变压器容量。Iw=104.9+183=287.9A∴CT选LB6-110，变比为400/5A。动稳校验：ImKem=1.414×0.4×1.35=76.5kA。ich=4.41kA-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计∴ImKem＞ich热稳校验：（ImKth）2.t=（0.4×75）2×1=900（kA）2.SI∞2.teq=1.7312×2.5=7.49（kA）2.S∴（ImKth）2.t＞I∞2.teq∴此选择符合要求。（2）110kV主变进线CTCT选LB6-110，变比为400/5A动稳校验和热稳校验都符合要求。（3）35kV主变出线CTI=×329.92=571.42A∴选LCWD1-35，变比300/5A热稳校验：（ImKth）2.t=15（kA）2.S∴I∞2.teq＜（ImKth）2.t∴符合要求。（5）35kV侧用户出线CT综合考虑后，均采用LCWD1-35型，变比150/5A。同上，经热稳校验符合要求。（6）10kV主变出线CTI=1154.6×1.05=1212.3A选LZZBJ12-10/3000A，0.2/0.5/10p15Iee=3000A＞I=1212.3AUzd=10kV=UN热稳校验：（ImKth）2.t=（3000×75）2×1=50625（kA）2.SI∞2.teq=27.052×2.1=1536.58（kA）2.S∴I∞2.teq＜（Im.Kth）2.t∴此选择符合要求。（7）10kV侧用户出线CT根据其负荷情况选用LZZB12-10/400A，0.2/0.5/10p156.6电压互感器的选择（1）参数选择的技术条件：满足正常工作条件——一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械负荷；承受过电压能力——绝缘水平，泄露比距。（2）环境条件：满足互感器对环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度等的要求。（3）型式选择：6～20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感器；35～110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器或电容式电压互感器。6.6.1110kV侧PT的选择-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计《电力工程电气设计手册》248页，35-110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在110kV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结合。统一选用电容式电压互感器。35kV及以上的户外装置，电压互感器都是单相的，出线侧PT是当首端有电源时，为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸。表6-5110kV侧PT参数型号额定电压（V）二次绕组额定输出（VA）电容量载波耦合电容一次绕组二次绕组剩余电压绕组0.5级1级高压电容中压电容YDR-110100150VA300VA12.55010准确度为：电压互感器按一次回路电压、二次电压、安装地点二次负荷及准确等级要求进行选择。所以选用YDR-110型电容式电压互感器。6.6.235kV母线PT选择35—10kV配电装置安装台单相电压互感器用于测量和保护装置。表6-635kV侧PT参数型号额定电压（V）接线方式一次绕组二次绕组剩余电压绕组YDJJ-35选四台单相带接地保护油浸式YDJJ--35型PT选用户外式。准确度测量：准确度测量计算与保护用的电压互感器，其二次侧负荷较小，一般满足准确度要求，只有二次侧用作控制电源时才校验准确度，此处因有电度表故选编0.5级。PT与电网并联，当系统发生短路时，PT本身不遭受短路电流作用，因此不校验热稳定和动稳定。6.7避雷针、避雷器的选择变电站是电力系统的中心环节，如果发生雷击事故，将造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活，因此变电站必须有十分可靠的防雷措施。变电站遭受雷击主要来自两个方面：直击雷和沿线入侵的雷电波。对于直击雷的保护，一般采用避雷针或避雷线。对于入侵的雷电波的保护，主要是在变电站内装设阀型避雷器来限制其入侵波的幅值。对于110kV及以上的变电站，由于此类电压等级的绝缘水平配置较高，雷击避雷针时在配电构架上出现的高电位不会造成反击事故，可以将避雷针架设在配电装置的构架上。装设避雷针的配电构架应装设辅助接地装置，且此接地装置与变电站接地网的连接点离主变接地装置与接地网的连接点之间的距离要大于或等于15m，目的是使雷击避雷针时在避雷针接地装置上产生的高电位，在沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减，以便达到变压器接地点时不会造成变压器的反击事故。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计6.7.1避雷针的保护范围（1）单支避雷针当避雷针的高度小于或等于滚球半径时，单支避雷针的保护范围是以避雷针为轴线的截面如图6-7-1所示，其两侧的边界是以为半径的圆弧，它与针尖相交或相切并与地面相切。在高度为的平面上和地面上的保护半径分别按下式确定；式中：hx为被保护物的高度(m)；rx为避雷针在高度为hx的平面上的保护半径(m)；hr为滚球半径（见表6-7）(m)；r0为避雷针在地面上的保护半径(m)。当避雷针h高度大于hr时，其保护范围按高度等于hr的避雷针计算。表6-7我国标准规定的滚球半径建筑物的防雷类别滚球半径hr(m)第一类防雷建筑物30第二类防雷建筑物45第三类防雷建筑物60图6-1（2）双支等高避雷针当两避雷针的距离D大于或等于时，各按单支避雷针的方法计算保护范围。当D小于时，双支等高避雷针的保护范围如图6-7-2所示。由图6-7-2可知，两避雷针外侧保护范围与单支针相同，两针间保护范围上部边缘线为一圆弧，其圆心在中心线上距地面高度为hr的O＇点，半径Ｒ按下式计算-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计　（6-6）设圆弧AB上任一点F至中心线的距离为x，则其高度为hx的计算公式为（6-7）双支等高避雷针在地面上的保护范围每侧的最小保护宽度b0按下式计算（6-8）双支等高避雷针在高度hx上的平面保护范围，由以rx为半径，分别以A、B为圆心和以（r0-rx）为半径、分别以E、C为圆心所作的这些圆弧来确定。当（r0-rx）b0时，在高度hx上的保护范围如图6-7-2中虚线所示。图6-26.7.2变电站避雷针计算此次设计的变电站，预装两支等高避雷针，高度为30m,两支间的距离为-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计80m，保护范围按式（6-6）、（6-7）、（6-8）和（6-9），计算得：(m)距离地面10m高度的保护范围的hx计算为41.53(m)(m)由于（r0-rx）>b0，所以在高度10米上的保护范围如图6-2中虚线部分所示。6.7.3变电站避雷器的选择表6-8各级电压避雷器的选择型号电压等级KV避雷器额定电压（有效值，kV）系统额定电压kV持续运行电压kV标称电流下最大残压/kV通流容量陡波雷电波8/20us波200us方波4/10us波ZR3-10-100-0.11012.7106.651455kA150A40kAHWSW25-51/3435355140.854——8kA10kA20kAYHSWZ1-100/26011011010073142248——————6.8无功补偿电容器的选择电容器组只能发出无功功率，以提高电网电压，而不能吸收感性无功功率，以降低电网电压。变电站会在重负荷的条件下发生电压偏低，轻负荷电压偏高的现象。因此，为了充分利用无功功率补偿容量，电容器组只需要在重负荷时投入，轻负荷时全部退出。功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数由提高到，这时在负荷需用的有功功率P不变的条件下，无功功率将由Q减小到Q＇，视在功率将由S减小到S＇。相应地负荷电流I也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对电力系统大有好处。（6-8-1）或（6-8-2）式中，，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示每kW有功功率由提高到所需要的无功补偿容量kVar值。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计无功补偿电容器组选择计算：待设计变电站预使从0.8提高到=0.92，10KVⅠ段和Ⅱ段的PⅠ和PⅡ分别为：2987KW和3358.1KW。所以(kvar)(kvar)因此，10kVⅠ段和Ⅱ段各装设一组无功补偿电容器。并且所选取的容量要大于计算值。所选设备具体参数如下表：表6-9无功补偿电容器组参数设备名称10KVⅠ段电容器（101R）10KVⅡ段电容器（102R）型号BAMH11/-60-3WBAMH11/-60-3W额定电压（kV）11/11/额定频率（HZ）5050额定电流（A）31.531.5相数33额定容量（kvar）240024006.9变压器差动保护整定计算因为主变一次侧电流I1N=Sn/UN所以，I1N110=104.9AI1N35=329.92AI1N10=1154.6ACT一次侧电流I1N为：110kV侧I1n=I1N110=181.7A（T-CT接线方式⊥/△-11）35kV侧I1n=I1N35=571.4A（T-CT接线方式⊥/△-11）10kV侧I1n=I1N10=1999.7A（T-CT接线方式⊥/┬-12）CT变比nc为：110kV侧nc=400/5=8035kV侧nc=1200/5=24010kV侧nc=3000/5=600CT二次侧电流I2n为（CT“△”接法时Kjx=，“┬”接法时为1）110kV侧I2n=KjxI1n/nc=2.67A35kV侧I2n=KjxI1n/nc=2.38A10kV侧I2n=KjxI1n/nc=3.33A以110kV为基本侧，变压器外部最大短路电流为：-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计Id（35）max=1/0.2124×30/×110=0.7414kAId（10）max=1/0.0582×30/×110=2.703kA以下面三者中最大者为依据，确定保护动作电流：①躲励磁涌流Idz=KkI1N110=1.5×104.9=157.35A②躲CT二次侧断线Idz=KkI1N110=1.3×104.9=136.37A③躲母线短路时最大短路电流Ibp=Ibp+Ibp+IbpIbp是CT误差引起的不平衡电流Ibp=Kf2qKtxfiId·2dIbp是变压器分接头引起的不平衡电流Ibp=△UαId（α）·2d+△UβId（β）·2dIbp是平衡线圈不能补偿Ⅰ、Ⅱ侧电流引起的不平衡电流。Ibp=△f2αⅠIdⅠ·2d+△f2αⅡIdⅡ·2d因为是单侧电流，所以考虑35kV短路电流Id（35）max为上式中的同一电流。Ibp=（Kf2qKtxfi+△Uα+△Uβ+△f2αⅠ+△f2αⅡ）Id（35）max=（1×1×0.1+0.12+0.05+0.05）×741.4=170.52A式中，Kf2q是非周期分量引起的误差，取1Ktx是CT同型系数，此处不同型，取1fi是最大相对误差，取0.1△Uα、△Uβ是变压器在α、β侧调压引起的相对误差（此处为110kV、35kV调压），取0.12和0.05由上式计算，确定采用BCH-2型差动继电器。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计7电气布置与电缆设施7.1电气布置110kV配电装置为户外布置。由于110kV线路顺城建规划路由西北边来，所以，110kV屋外配电装置布置在所区西北侧，35kV线路布置在所区南侧，二次室及10kV开关室接布置在所区中间，两台主变压器布置在二者之间，4回35kV线路向南出线，1OkV全部电缆出线。二次设备室布置中间。10kV密集型电容器、接地变、消弧线圈在东北角。7.1.1110kV配电装置采用户外双列布置，该配电装置向北出线，进线采用悬挂式软母线，进出线架构高10米，间隔宽度均8米，母线及进出线相间距离为2.2米。7.1.235kV～10kV配电装置、二次室及辅助厂房采用单层屋内配电装置，10kV在北边，采用CP800型中置式金属铠装高压开关柜，单母线分段，双列布置，10kV出线均为电缆出线。35kV在南边，室外布置，35kV均为架空进出线。二次室布置于35kV母线北侧。在10kVⅠ、Ⅱ段母线上分别接700/160kVA干式接地变压器一台。安装在10kV高压室内。7.1.3其它本变电所的配电装置型式选择，考虑了所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足以下四点要求：：①节约用地；②运行安全，操作巡视方便；③便于检修和安装；④节约材料，降低造价。屋外配电装置布置应符合下列条件：①设备套管和绝缘子最低绝缘部位离地＜2.5m时应加围栏；②围栏向上延伸线距地2.5m处与其上方带电部分净距不应小于A1值；③车道上运设备时，其外廓至裸导线净距≥B1值；④不同时停电检修的无遮拦裸导体之间垂直净距＞B1值；⑤带电部分至建筑物顶部（或围墙）净距＞D值；⑥实际因风力、温度、结冰使上述尺寸偏短，故设计时取的值大得多，如母线桥母线相间一般取60cm～80cm。7.2电缆设施室内外控制及低压电力电缆采用电缆沟敷设，出电缆沟至电气设备的电缆采用穿管敷设；10kV出线电缆采用电缆沟敷设。110k控制电器至主变110kV侧及主变至35kV进线套管均采用电缆和电缆沟道敷设。主变10kV到10kV进线套管采用矩形铜母线热缩接线。变电站内、户外间设置了800mm-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计宽的控制电缆沟，通向主控室。户外电缆沟高出地面100mm以防雨水的进入。10kV配电室内设有1000mm宽的电力电缆沟，室外有1800mm宽的电缆隧道，以供1OkV电力电缆通向所外。控制电缆全部采用阻燃、带屏蔽的铜芯控制电缆，型号:2RkVVP2/22;10kV电力电缆采用交联电力电缆，型号:YJV22-8.7/10-3×120和3×185。去接地变与密集型电容器的10kV电缆采用直埋方式。表7-1屋外配电装置规定的最小安全净距：UN（kV）1～1035110J110200J330J净距值（cm）名称导电体——地（A1）204090100180260异相带电部分间（A2）2040100110200280带电体——栅栏95115165175255335裸导体——地面（C）270290340350430510不同时停电检修的裸导体之间的水平距离（D）220240290300380460-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计8所用电、直流系统及主控室8.1所用电接线变电所所用电属于确保供电负荷，提高所用电供电可靠性的措施如下：①对于容量在60MVA及以上或枢纽变电所采用两台所用变供电。②两台所用变分别接至变电所最低一级电压母线或独立电源上，并装设备用电源自接装置。③对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并装设备用电源自接装置。④能可靠地利用所外380V电源备用时，需2台所变的变电所可装一台所变。⑤采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电所装设两台所用变。⑥对于3～10kV有旁路母线且变电所只有一台所用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上。⑦对无人值班的变电所，一般采用两台能够自动接入的所用变。⑧对中小型变电所及有人值班的变电所，一般采用一台所用变，其容量一般为20kVA。所用变压器一般高压侧采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，故宜采用6.3kV或10.5kV的所用变。所用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，所内一般设置检修电源。本次设计在10kVⅠ至Ⅱ段母线上分别接一台50kVA、10/0.4kV接地变压器、低压侧为Y0接线、正常运行时供给380/220V站用电源。在35kV有双向供电线路上接一台100kVA/35kV线路干式所用变一台，作为备用电源。当全站失压后，由35kV带电线路反供35kV所用变。三台所用变互为闭锁自投。所用电源接至五块所用电屏上，供给全所用电。所用电接地线能满足三台接地变分列运行及备用电源自动投入方式运行。所用变容量为50kVA，由于接地变压器(曲折变)一、二次容量比不宜过大，其低压侧一旦发生短路可烧坏接地变，故二次容量选50kVA为宜。所用电380/220V母线采用单母线分段接线，三相四线制，中性点直接接地系统。所用屏布置在二次室内。8.2直流系统直流系统主要是指变电所中的直流蓄电池组，其使用目的是：用于控制、信号、继电保护和自动装置回路操作电源，也用于各类断路器的传动电源以及用于直流电动机拖动的备用电源。本次设计直流系统采用直流馈线柜、蓄电池柜和充电柜组成。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计9继电保护及微机监控系统9.1总要求（1）控制、信号及测量采用微机监控方式，按无人值班变电所设计。要求对所有一次设备进行监视、测量、控制、记录和报警。110kV开关保护测量及主变保护测量，集中组屏放置在主控室；35kV、10kV开关保护放置在35kV、10kV柜上，计量表计放在主控室集中组屏。（2）继电保护装置与微机监控系统相互独立。反映微机保护装置正常运行及事故状态时的动作工况应以数字接口，直接上网并反映于微机监控系统中。所选微机保护充分保证变电所安全可靠运行，并便于调试维护。（3）具备微机五防要求。（4）计算机网络按总线设计，当地监控微机及远动微机均按主后备方式配置。保证运行的可靠性及灵活性。（5）微机监控系统按分层分布结构，即继电保护、自动装置、测量、控制及按I/O以集成形式单元(间隔屋单元)设计。110kV系统保护及公用部分集中安装于二次室内，10kV保护及测量控制信号部分就地安装于各单元的开关柜上。9.2继电保护配置及微机监控系统式样9.2.1110kV线路保护（1）110kV山静线保护一套，110kV静硕线保护一套，110kV新静巴线保护一套；110kV老静巴线保护一套。设有光纤闭锁高频距离保护，后备保护为三段式相间距离，三段式接地距离、四段式零序方向保护，并具有同期三相一次重合闸功能。（2）110kV母线电压并列装置，可在就地或远方实现PT并列或分开运行。9.2.2、主变保护（1）主保护：差动电流速断和二次谐波制动比率差动保护，并具有CT断线检测报警功能。（2）后备保护：110kV及10kV二段复合电压闭锁过流保护。110kV二段零序电压闭锁、零序过流保护。过负荷闭锁有载调压。过负荷保护及启动通风保护。主变高、中、低压侧后备动作时第Ⅰ段作用于10kV相关分段开关，第Ⅱ段作用于变压器三侧开关，同时闭锁10kV备自投装置。具有PI断线检测功能。（3）非电量保护:跳主变三侧开关的有:主变本体重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放(由压板切换至跳闸或发信)。应有独立跳闸出口。报警信号有:主变本体轻瓦斯、有载轻瓦斯，油温。（4）无功电压自动调节装置：(本期二套)通过自动改变变压器有载调压装置分接头位置及自动换切电容器，对变电站的电压和无功进行综合控制。9.2.310kV线路保护-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计（1）保护配置：三相式速断、三段式过流保护。三相一次重合闸。低周减载。小电流接地选线。（2）接地变(本期二套)：三相式速断、三段式过流保护，过负荷。小电流接地选线。零序电流、零序电压。温度信号。（3）电容器(二套)：三相不平衡电压保护、三相式速断，三段式过流保护。小电流接地选线；过压、欠压保护；小电流接地选线；保护动作应闭锁电容器自动投切。（4）10kV母联(备自投)：配置原则：10kVⅠ、Ⅱ段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后备保护动作，则跳开母联开关，并且闭锁备自投。（5）10kV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。9.2.435kV线路保护（1）保护配置：三相式速断、三段式过流保护。电压闭锁电流保护。三相一次重合闸。低周减载。（2）35kV母联(备自投)配置原则：35kVⅠ、Ⅱ段正常运行时为分列运行方式，母联处于备用状态，当任一主变主保护动作，跳开主变两侧开关，则母联开关投入运行，当主变后备保护动作。则跳开母联开关，并且闭锁备自投。（3）35kV母线电压并列装置，可就地或远方实现PT并列或分开运行。9.3遥测、遥控、遥信及电能计量接收集控站计算机系统遥控、遥调命实施控制操作。接收并实施集控站系统对时命令。接收并实施集控站系统复归保护动作当地信号命令。向集控站、调度主站传送信息包括：A、常规电气量、非电量(包括模拟量、开关量、电度量)。B、微机保护动用及警告信息。C、事件顺序记录信息。D、保护装置工作状态信息。具体如下：（1）110kV线路遥控：110kV线路断路器分、合、隔离开关的分合；保护信号复归；操作箱信号复归。遥测：110kV线路电流IA、IB、IC、P、Q。遥信：110kV线路断路器位置信号SOE；隔离开关位置信号SOE，接地刀闸的位置信号SOE；110kV线路保护动作和重合闸动作信号SOE；控制回路断线等状态SOE；SF6气压报警。（2）110kV母联遥控：110kV母联断路器分、合、隔离开关的分合；遥测：三相电流IA、IB、IC。110kVⅠ、Ⅱ段母线电压VA、VB、VC、3VO。计算：Vab、Vbc、Vac及F。遥信：110kV母联断路器位置信号SOE；隔离开关及接地刀闸的位置信号SOE；PT回路故障SOE；110kV母线保护动作SOE；母联各类故障信号SOE；SF6气压报警。（3）主变-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计遥控：主变三侧开关的分、合；主变中性点接地刀闸分、合；有载调压开关的升降、急停；保护信号复归，操作箱信号复归；主变有载调压自动方式的投入、退出。遥测：主变IA、IB、IC、Q、P、COSφ；主变低压侧IA、IB、IC、Q、P；主变油温。遥信：主变两侧开关位置信号SOE；隔离开关接地刀闸位置信号、中性点接地闸位置信号SOE；主变抽头位置信号；主变调压装置运行状态信号SOE；主保护动作信号SOE，后备保护动作信号SOE；非电量保护动作信号SOE。（4）10KV线路遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归；遥测：10kV线路电流IA、IB、IC、P、Q；遥信：10kV线路断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE。（5）10kV接地变遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测：10kV线路电流IA、IB、IC、Q、P，测所用变低压侧电压。遥信：10kV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；温度、过负荷SOE；所用备自投状态SOE。（6）10kV电容器遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测：10kV线路：IA、IB、IC、VA、VB、VC计算处Q。遥信：10kV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；电容器自投状态SOE。（7）10kV母联遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测：电流量IA、IB、IC。遥信：10kV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；母联备自投信号SOE。（8）35kV线路遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测：35kV线路电流IA、IB、IC、P、Q。遥信：35kV线路断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE。（9）35kV母联遥控：线路断路器的分、合；保护信号复归。遥测：电流量IA、IB、IC。遥信：35kV断路器位置信号SOE；手车运行、试验状态信号SOE；保护动作信号SOE；告警信号SOE；母联备自投信号SOE。9.4直流部分遥测：直流母线电压；蓄电池端电压。遥信：直流充电机故障；直流接地；直流电压过高；直流电压过低。（1）所用电部分遥测：所用电母线电压。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计遥信：所用电交流失电。（2）公用部分消防系统动作状态SOE；大门开启等信息量；电缆沟异味气体监测。（3）电能计量每条110kV线路各装设0.5级双向智能式多功能电度表一块，主变高、中、低压侧及35kV、10kV线路各装设0.5级单向智能或多功能电度表一块。35kV、10kV线路电度表均安装在开关柜上，其余电度表组屏安装在控制室，所有智能电度表均能接入监控系统。9.5变压器继电保护9.5.1电力变压器的故障类型，异常运行状态及相应保护方式（1）故障类型①绕组相间、匝间接地及铁心烧损；②套管及引出线短路；③变压器外部（主保护装设地以外电路）相间短路引起过电流；④变压器外部接地引起的过电流及中性点过电压；（2）异常运行状态①过负荷；②油面降低；③温度升高和冷却系统故障；（3）保护方式①壳内各种故障及油面降低，采用瓦斯保护；②对壳内绕组、套管及引出线直至主保护装设处应根据容量装差动或速断保护；③外部故障引起的过电流应根据不同情况选不同过电流保护；④外部接地短路的保护在中性点直接接地的电网中，可利用变压器中性点接地线CT，装设零序电流保护。9.5.2本变电站变压器差动保护由于本次设计是初步设计，所以只考虑变压器的差动保护。差动保护的作用在于保护变压器绕组相间、匝间接地及引出线的相间和接地短路。纵差动保护起动电流的整定原则如下：①正常时，为防止CT二次侧断线，差动保护误动，起动电流应大于最大负荷电流Ifh.max。若其值不明，可用变压器额定电流Ie.B，并考虑可靠系数Kk，则保护装置起动电流Idz.bh=Kk·Ifh.max（或Ie.B）。②躲开保护范围外部短路的最大不平衡电流，此时继电器的起动电流Idz.J=Kk·Ibp.max，Ibp.max是外部短路时最大不平衡电流。当采用速断和有铁芯的差动继电器时，起动电流Idz.J≥1.3Ie.B/nt。③躲开变压器励磁涌流的影响。上述3条中，以起动电流最大者为依据，起码要满足躲开励磁涌流影响。通过计算并校验，在本设计中，对主变的差动保护选用BCH-2型差动继电器。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计表9-1差动保护整定计算表UN（kV）1103510主变一次侧I1N（A）104.9329.921194.6T-CT接线方式Y/Δ-11Y/Δ-11Y/Y-12CT一次电流计算值（A）181.7571.41999.7CT变比nL80240600CT二次电流值（A）2.672.383.33变压器外部最大短路电流（kA）0.74142.703躲励磁涌流Idz(A)157.33躲CT二次断线Idz(A)136.37躲35kV母线短路时最大短路电流Ibp(A)170.52-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计10结束语在本次设计中，经过一个多月的努力并在老师的精心指导下我成功地完成了此次毕业设计的任务，设计的各项内容均已基本达到设计目的及要求。通过本次设计，不仅使我的理论知识得到了巩固和充实，更重要的是使独立思考解、决问题的能力得到了加强和锻炼，为今后走上工作岗位奠定了坚实的基础。在设计期间，我始终抱着实事求是，一丝不苟的态度对待每一个问题，努力学习和吸收新的知识，并积极地向指导老师询问所有不懂的问题，想方设法的解决疑难。通过这次设计,使我对电力系统有了更近一步的了解，使知识更加系统化、完善化，并能够应用和指导于实践本次设计中我得到了电气工程及其自动化专业老师的大力指导和帮助，学到了许多新的知识，掌握了许多新的技能，增加了许多新的经验，收获颇丰！在此向这些帮助过我的指导老师以及其他各位老师及同学们表示我最衷心的感谢！我将在今后的工作、学习、生活中，不断的提高自己的能力，增加新的知识及经验，更加完善和发展自己，以不辜负各位老师之厚望！由于本人水平有限，设计中有不正确或不完善之处请各位老师予以指正。-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计致谢经过一个多月的努力，终于完成了这次毕业设计。收获良多。使我认识到了知识需要不断更新，学无止境。毕业不是意味着学业的结束，人生新的里程才刚刚开始，需要学习的东西还很多。怀着收获的喜悦，回首这两个月的设计过程，经历了不少坎坷，但更多的是收获。我想之所以能够顺利完成这次设计，与老师、同学的帮助是分不开的。在此，首先感谢这次毕业设计的指导老师，感谢她在整个设计过程中的细心指导和理解。师恩难忘，祝各位老师身体健康，工作顺利！-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计参考文献[1]熊信银、朱永利主编.《发电厂电气部分》第三版[M].北京：中国电力出版社，2004年，55-229.[2]华智明、杨期余合编.《电力系统》第一版[M].重庆：重庆大学出版社，2005年，285-305.[3]雷贱仁、庄日平合编.《短路电流计算》[M].北京：水利电力出版社，1994年.[4]周泽存、沈共工、方渝、王大忠等合编.《高电压技术》第三版[M].北京：中国电力出版社，2007年242-261.[5]孙莹、王葵等编.《电力系统自动化》[M].北京：中国电力出版社，2004年101-114.[6]张保会、伊项根合编.《电力系统继电保护》第一版[M].北京：中国电力出版社，2005年，178-206.[7]中国航空工业规划设计研究院等.《工业与民用配电设计手册》[M].第二版.北京市：水利水电出版社，1994年，1-700.[8]上海市电子电器技术协会.《常用高低压电器手册》[M].上海市：上海科学技术出版社，1982年8月，365-780.[9]《电力工程设计手册》[M].上海：上海科学技术出版社，1983年.-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计1绪论１1.1内容简介１1.2基本资料１2变电站总体分析３2.1设计该变电站的意义３2.2供电区域内的负荷分析４2.3变电站的分类４2.4变电站的作用及特点５2.5变电站的主要电气设备５3变压器的选择６3.1主变的选择６3.1.1主变容量及台数的选择６3.1.2主变中性点接地方式的选择８3.2所用变的选择８4电气主接线的选择设计１０4.1电气主接线选择应注意的问题１０4.1.1主接线选择的注意事项１０4.1.2主接线设计的基本要求１０4.2基本接线的特点及使用范围１１4.2.1110kV侧接线选择１１4.2.235kV侧接线选择１２4.2.310kV侧接线选择１３5短路电流计算１４5.1短路电流计算的目的１４5.2进行短路电流计算的基本条件１４5.3短路点的选择１４5.4系统各元件电抗标幺值的计算：１４6主要电气设备选择１９6.1高压断路器的选择２０6.2隔离开关的选择２３6.3各级电压母线的选择２４6.3.1导体截面的选择２４6.3.2电晕电压校验２５6.3.3热稳定校验２５6.3.4硬导体的动稳定校验２５6.4绝缘子和穿墙套管的选择２７6.5电流互感器的选择２７6.6电压互感器的选择２８6.6.1110kV侧PT的选择２８6.6.235kV母线PT选择２９6.7避雷针、避雷器的选择２９6.7.1避雷针的保护范围３０-４７- 新疆大学毕业论文（设计）110千伏变电站设计6.7.2变电站避雷针计算３１6.7.3变电站避雷器的选择３２6.8无功补偿电容器的选择３２6.9变压器差动保护整定计算３３7电气布置与电缆设施３５7.1电气布置３５7.1.1110kV配电装置３５7.1.235kV～10kV配电装置、二次室及辅助厂房３５7.1.3其它３５7.2电缆设施３５8所用电、直流系统及主控室３７8.1所用电接线３７8.2直流系统３７9继电保护及微机监控系统３８9.1总要求３８9.2继电保护配置及微机监控系统式样３８9.2.1110kV线路保护３８9.2.2、主变保护３８9.2.310kV线路保护３８9.2.435kV线路保护３９9.3遥测、遥控、遥信及电能计量３９9.4直流部分４０9.5变压器继电保护４１9.5.1电力变压器的故障类型，异常运行状态及相应保护方式４１9.5.2本变电站变压器差动保护４１10结束语４３致谢４４参考文献４５-４７-'