毕业设计（论文）-110kv变电站设计

'摘要电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位置，是时间国家现代化的战略重点。电能是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。110kV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。关键词：变电站负荷输电系统配电系统高压网络补偿装置57 AbstractThepowerindustryistheenergyindustry,basicindustries,innationalconstructionandeconomicdevelopmentoccupiesanimportantposition,itistimethestrategicfocusofnationalmodernization.Electricityisaninvisible,notalotofsecondaryenergystorage.Powerofhair,change,delivery,distributionandelectricity,isalmostcompletedatthesameinstant,mustbereadytomaintainthepowerbalance.Tomeettherequirementsofnationaleconomicdevelopmentmuststrengthenpowergridconstruction,andconstructionofpowergridsubstationconstructionisanimportantpart.110kVhigh-voltagesubstationsbelongtothenetwork,theregioninvolvedinmoresubstations,considertheissuemore,analysisofthetaskssubstationanduserload,etc.,selectthesite,theuseofuserdataforloadcalculationstodeterminetheuserreactivepowercompensationdevice.Whilethechoiceofavarietyoftransformerstodeterminethesubstationwiring,thenshort-circuitcurrentcalculation,selecttheTransmissionandDistributionnetworkandelectricitywirestoshort-circuitcurrentcalculations.Selectthehighandlowvoltageelectricalsubstationequipmentforthesubstationtoprovideabasisplaneandprofile.Thepreliminarydesignofthesubstationinclude:(1)determinetheoverallprogram(2)LoadAnalysis(3)short-circuitcurrentcalculation(4)highandlowvoltagedistributionsystemdesignandsystemwiringschemeselection(5)relayprotectionselectionandtuning(6)lightningprotectionandgroundingprotectionandsoon.KeyWords:Substation;Load;Transmissionsystem;Distribution;Highvoltagenetwork;Correctionequipment.57 目录摘要IAbstractII第一章接入系统方案11.1接入系统概况1第二章主变压器的选择22.1主变台数的确定22.2主变容量的确定22.3主变相数选择32.4连接组别的选择32.5主变调压方式的选择32.6主变冷却方式的选择4第三章变电站主接线的设计53.1对电气主接线的基本要求53.1.1可靠性53.1.2灵活性53.1.3经济性53.2电气主接线选择的基本原则63.3主接线方式选择63.3.1110kV侧接线的选择63.3.235kV侧接线选择73.3.310kV侧接线选择83.4小结9第四章短路电流的计算104.1短路电流计算的目的104.2计算短路电流的一般规定104.3短路电流计算方法与步骤114.4短路电流计算及计算结果11第五章配电装置及电气设备的配置与选择1557 5.1导体和电气设备选择的一般条件155.1.1一般原则155.1.2技术条件155.1.3环境条件175.2设备的选择175.2.1断路器的选择175.2.2隔离开关的选择205.2.3电流互感器的选择225.2.4电压互感器的选择245.2.5熔断器选择245.2.6无功补偿装置255.2.7导线的选择255.2.8避雷器选择275.2.910kV高压开关柜的选择28第六章变电站的继电保护的规划方案316.1变电站继电保护配置316.2变压器的继电保护316.2.1变压器保护原理326.2.2BCH-2构成的差动保护356.2.3主变压器的后备保护406.3母线的继电保护436.4输电线路保护配置466.4.1保护配置的原理46第七章变电所的防雷保护规划507.1直击雷保护507.2雷电侵入波保护517.3接地装置537.3.1接地体537.3.2接地线53第八章所用电系统5457 8.1所用变压器台数的确定548.2所用变压器容量的确定548.3所用变压器引线方式的确定54结论55参考文献56致谢5757 第一章接入系统方案1.1接入系统概况某县工业园区110kV降压变电站位于某县郊区，距县城中心约10公里，站址位于该县工业园规划区内，在东西走向的水渠北侧，距负荷中心约1公里。变电站占地面积约6500平方米，交通便利，无不良地址现象，进出线易于实现，可满足环境保护、主变运输。变电站的建设，主要满足工业园区用电负荷的需要。园区内主要企业及负荷如下表1.1。表1.1某县工业园区一期主要企业及用电负荷序号企业名称用电负荷（kW）1三维电子厂80002精密纸业120003优质米厂100004同欣园钢厂80005污水处理厂120006其他入园企业6000小计56000考虑到工业园区今后的发展，该降压变电站分两期建设，一期建设1Χ60MVA，满足当前园区内企业用电负荷的需要，二期建设成2Χ60MVA，满足工业园区今后的入园企业发展的需要。变电站电压等级为110kV/35kV/10kV。110kV出线2回，接入220kV市变和110kV县级变，预留出线3回；35kV出线一期4回，二期6回；10kV出线1期10回，二期20回。根据当地气象部门统计资料，变电站处在多雷区，变电站必须考虑直击雷和雷电侵入波过电压的防护。57 第二章主变压器的选择2.1主变台数的确定对于城市郊区的一次变电所，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。2.2主变容量的确定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年负荷发展。对城郊变电所，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主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及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，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70％-80％。此变电所是一般性变电所。要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）、10kV侧负荷、35kV侧负荷和110kV侧负荷。由公式（2.1）式中：某电压等级的计算负荷：同时系数（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各负荷与10kV各负荷之间取0.9、站用负荷取0.85）57南昌工程学院本科毕业设计（论文）%：该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos：各用户的负荷和功率因数则三绕组变压器的计算容量：由于没有给出各侧的负荷，可以用总计算负荷代替。所以==62.475MVA考虑到二期建设成为263MVA的容量，因此选择两台63MVA的变压器。校验：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）（1）==39.2<63MVA满足一台停运时另一台不小于全部容量的70％。（2）S总=63MVA>SІ=56MVA（工业园只有一类负荷）也满足一台停运时另一台满足全部一、二类负荷。2.3主变相数选择容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。本次设计变电站是一个110kV降压变电站，位于镇郊，交通便利，不受运输条件限制，故可选三相变压器。2.4连接组别的选择变压器绕组的连接方式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Y和Δ。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y连接，35kV电压采用Y连接，其中中性点多通过消弧线圈接地。10kV电压如采用Y连接，虽有利于并网时相位一致，而且零序阻抗较大，对限制单相短路电流有利，也便于接入消弧线圈，但是由于Y连接三次谐波无通路，因此将引起正弦波电压的畸变，并对通讯设备产生干扰，继电保护整定的准确度和灵敏度均受影响。如果影响较大，还必须综合考虑系统发展才能选用。采用Δ接线可以消除三次谐波的影响。故本次变电站设计的三个电压等级分别为：110kV、35kV和10kV，所以选用主变的接线组别为YN，yn0，d11。2.5主变调压方式的选择主变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：一是不带电切换，称为无激磁调压，调整范围常在±5%以内，二是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。通常，有载调压对于220kV及以上的降压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。本次变电站设计采用有载调压。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）2.6主变冷却方式的选择主变压器一般采用冷却方式有自然风冷却、油浸风冷却、强迫油循环风冷却、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油浸风冷、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。在水源充足，且占地面积紧张的情况下，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却方式。强迫油循环水冷却方式散热效率高，节约材料，减少变压器本体尺寸，其缺点是这种冷却方式增加了一套水冷却系统和有关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大。本次设计的变电站位于县郊，对占地要求不高，主变冷却方式采用油浸自冷却。综上所述，故选择主变型号SSFZ11-63000/110节能电力变压器,具体参数如下表2.1。表2.1变压器型号及参数型号额定容量（KVA）额定电压（KV）连接组别阻抗电压（%）空载电流（%）损耗（KW）高压中压低压高低高中中低空载短路SSFZ11-63000/11063000110±8×1.25%38.5±2×2.5%10.5YNyn0d111710.56.50.255.225.557 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第三章变电站主接线的设计电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。随着电力系统的不断发展、新技术的采用、电气设备的可靠性不断提高，设计主接线的观念也应与时俱进、不断创新。变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明变电所内的变压器、各电压等级的线路、无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧、中压侧、低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。3.1对电气主接线的基本要求3.1.1可靠性主接线可靠性的具体要求是：1、断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2、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或部分二级负荷的供电。3、尽量避免发电厂、变电所全部停运。3.1.2灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性：1、调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷应满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2、检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3、扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下投入新设备并且对一次和二次部分的改建工作量少。3.1.3经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，做到经济合理。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）1、节省投资（1）主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。（2）要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备控制电缆。（3）要能限制短路电缆，以便于选择价廉的电气设备控制电缆。（4）如能满足系统安全运行及继电器保护要求，110kV及以下终端或分支变电所可采用简单电器。2、占地面积小，主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3、电能损失少，经济合理地选择主变压器的种类，容量、数量，要避免两次变压而增加电能损失。停电会对系统和用户造成的损失较小，故对其主接线的经济性就特别重视。3.2电气主接线选择的基本原则1、变电所主接线要与变电所在系统中的地位、作用相适应。根据变电所在系统中的地位、作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。2、变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。3、各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。4、近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。5、在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。3.3主接线方式选择电气主接线是根据电力系统和变电站具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（一般超出4回），为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。本次所设计的变电所110kV出线有2回，预留3回，35kV进出线有4回，二期6回，10kV出线有10回，二期20回，所以采用有母线的连接。3.3.1110kV侧接线的选择根据《35kV-110kV变电所设计规范》第3.2.357 南昌工程学院本科毕业设计（论文）条和第3.2.4条：110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线带旁路接线,而本次设计110kV侧为2回进出线，预留3回，故预选方案为：单母分段接线，双母线接线，单母线接线。方案一单母分段带旁路接线优点:对重要用户可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。当母线发生故障或检修时，仅断开该段电源和变压器，非故障段仍可继续工作，但需限制一部分用户的供电。缺点:单母线分段任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作。方案二双母线接线优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便。缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。方案三单母线接线优点：1、结构简单、清晰，操作方便，不易误操作。2、节省投资，占地少，易于扩建。缺点：母线检修或故障停电，将使全部支路停电，停电范围为母线管辖范围的100%，且停电时间较长。通过对以上三种方案比较，结合经济建设的需要，在满足供电可靠，调度灵活，扩建方便的前提下，尽可能保证变电所稳定供电的情况下，故变电所110kV接线选取方案一，双母接线，即能满足要求。3.3.235kV侧接线选择根据《35kV-110kV变电所设计规范》第3.2.3条：35kV-110kV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线，超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。35kV-63kV线路为8回及以上时，也可采用双母线接线。故预选方案为：单母线分段接线，双母线接线和内桥形接线。方案一单母线分段接线57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）优点：1、用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。2、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1、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停电。2、扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。3、当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。方案二双母线接线优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便。缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。方案三桥型接线１、内桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。２、外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台　　　　　　　　　　　变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。通过以上三种方案的比较，由于一期只有4回，而还需扩建，故待设计的变电所35kV接线选取方案一，单母分段接线，即能满足要求3.3.310kV侧接线选择6～10kV配电装置出线回路数目为6回及以上时，可采用单母线分段接线。而双母线接线一般用于引出线和电源较多，输送和穿越功率较大，要求可靠性和灵活性较高的场合。故预选方案有：单母分段接线，双母接线。方案一单母分段接线57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）优点：1、用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。2、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：1、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停电。方案二双母线接线优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电、调度灵活、扩建方便。缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。通过以上两种方案的比较，从经济上来看，方案一比方案二的投资要少，占地少，设备少，而且10kV因为供电负荷小，供电距离短，而且一般可在网络中取得备用电源，同时大多为电缆出线，事故跳闸次数很少。所以10kV侧选择单母线分段接线方式。3.4小结根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，每测各选择两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，最后选择的主接线方案为：110kV侧采用单母分段带旁路接线，35kV侧采用单母分段接线，10kV侧采用单母分段接线。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第四章短路电流的计算所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接，在变电所的电气设备中，短路电流的计算是一个重要环节。4.1短路电流计算的目的1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线方案是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2、在选择电气设备时，为了保证各种电气设备和导体在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。4、在选择继电保护方法和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。4.2计算短路电流的一般规定1、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统5-10年的远景发展规划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的按线方式。2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿放电电流的影响。3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点；对带电抗器6-10kV出线，选择母线到母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应取在电抗器之前、其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4、电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流计算。若中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重的计算。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）4.3短路电流计算方法与步骤4.3.1方法在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用运算曲线法。4.3.2短路电流计算的步骤⑴选择计算短路点；⑵画出等值网络（次暂态网络）图a.首先去掉系统中的所有负荷分支、线路电容、各元件的电阻，发电机用次暂态电抗Xd”；b.选取基准容量和基准电压（一般取各级的平均电压），计算基准电流=/；c.计算各元件换算为同一基准值的标么电抗；d.绘制等值网络图，并将各元件统一编号，分子标各元件编号，分母标各元件电抗标么值；⑶化简等值网络图a.为计算不同短路点的短路电流值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形的等值网络；b.求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗；⑷求计算电抗，即将各转移电抗换算为各电源容量（等值发电机容量）为基准的计算电抗，……；⑸由，……值从适当的运算曲线中查出各电源供给的短路电流周期分量标么值（运算曲线只作到=3）；⑹计算无限大容量（≥3）的电源供给的短路电流周期分量；⑺计算短路电流周期分量有名值和短路容量；⑻计算短路电流冲击值；⑼绘制短路电流计算结果表。4.4短路电流计算及计算结果取=100MWA，=.变压器各绕组电抗标幺值计算如下：各绕组的短路电压分别为由变压器参数可知：=17=10.5=6.5各绕组短路电压：=（+-）/2=（10.5+17.0-6.5）/2=10.557 南昌工程学院本科毕业设计（论文）=（+-）/2=（17+6.5-10.5）/2=6.5=（+-）/2=（6.5+10.5-17）/2=0变压器实际电抗：===系统的实际电抗：由于进线选用的导线为LGJ-240/30,导线直流电阻不大于0.1209Ω/km。=100.1209=1.209Ω各绕组的电抗标幺值计算如下：=（/100）×（/）=（10.5/100）×（100/63）=0.167=（/100）×（/）=（6.5/100）×（100/63）=0.103=（/100）×（/）=（0/100）×（100/63）=0变压器的等值网络如图4.1所示：图4.1系统等值图57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）最大三相短路容量为1000MVA时，=/2=0.167/2=0.0835=/2=0.103/2=0.0515=/2=0/2=0电源电抗标幺值=/=100/1000=0.11.当f1点短路时=/（）=100/（×115）=0.502kA短路电流=1/=1/0.1=10短路电流的有名值=×=10×0.502=5.02kA冲击电流=1.8×=1.8××5.02=12.78kA短路容量=×=10×100=1000MVA2.当f2点短路时=/（）=100/（×37）=1.56kA短路电流标幺值=1/（++）=1/（0.0835+0.0515+0.1）=4.255kA短路电流的有名值=×=1.56×4.255=6.638kA冲击电流=1.8×=1.8××6.638=16.896kA短路容量=×=4.255×100=425.5MVA3.当f3点短路时=/（）=100/（×10.5）=5.5kA短路电流=1/（++）=1/（0+0.0515+0.1）=6.601短路电流的有名值=×=5.5×6.601=36.3kA冲击电流=1.8×=1.8××36.3=92.4kA短路容量=×=6.601×100=660.1MVA4.短路电流计算结果57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）计算结果参数表如下表4.1表4.1计算结果短路点名称短路电流短路电流的有名值冲击电流短路容量f1110kV母线105.02kA12.78kA1000MVAf235kV母线4.2556.638kA16.896kA425.5MVAf310kV母线6.60136.3kA92.4kA660.1MVA57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第五章配电装置及电气设备的配置与选择5.1导体和电气设备选择的一般条件导体和电气设备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确是一致的。电器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热稳定和动稳定。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。5.1.1一般原则1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；2、应按当地环境条件校核；3、选择导体时应尽量减少品种；4、应力求技术先进和经济合理；5、扩建工程应尽量使新老电器型号一致；6、选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格5.1.2技术条件选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。a.长期工作条件（一）电压选用电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压，即≥（二）电流选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流，即≥57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）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，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。所选用电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。b.短路稳定条件（一）校验的一般原则（1）电器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三相短路时的短路电流。（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。2（3）短路的热稳定条件≥(5.1)2式中—在计算时间秒内，短路电流的热效应（）—t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）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按下式计算：=+(5.2)式中—继电保护装置后备保护动作时间（s）—断路器全分闸时间（s）（4）短路动稳定条件≤(5.3)≤式中—短路冲击电流峰值（kA）—短路全电流有效值（kA）—电器允许的极限通过电流峰值（kA）—电器允许的极限通过电流有效值（kA）c.绝缘水平在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）电器的绝缘水平，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。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。5.1.3环境条件环境条件主要有温度、日照、风速、冰雪、湿度、污秽、海拔、地震。按照规程上的规定，普通高压电器在环境最高温度为+40ºC时，允许按照额定电流长期工作。当电器安装点的环境温度高于+40ºC时，每增加1ºC建议额定电流减少1.8%；当低于+40ºC时，每降低1ºC，建议额定电流增加0.5%，但总的增加值不得超过额定电流的20%。5.2设备的选择5.2.1断路器的选择高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是：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，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切断故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。其最大特点就是断开电器中负荷电流和短路电流。a.高压断路器按下列条件进行选择和校验（一）选择高压断路器的类型，按目前我国能源部要求断路器的生产要逐步走向无油化，因此6—220kV要选用六氟化硫断路器。（二）根据安装地点选择户外式或户内式。（三）断路器的额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。（四）断路器的额定电压不小于变电所所在电网的额定电压。（五）校核断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流大于或等于断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值来进行选择，当断路器的额定开断电流比系统的短路电流大得多的时，为了简化计算也可用次暂态短路电流进行选择。（六）热稳定校验应满足的条件是：短路的热效应小于断路器在时间内的允许热效应。（七）动稳定校验应满足的条件是：短路冲击电流应小于断路器的动稳定电流，一般在产品目录是给出的极限过电流峰值。（八）按短路关合电流选择，应满足条件是：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）断路器额定关合电流不少于短路冲击电流，一般断路器的额定关合电流等于动稳定电流。b.按上述原则选择和校验断路器（一）110kV侧断路器的选择选择LW-126/T4000-40型六氟化硫断路器，如表5.1所示表5.1110kV侧断路器LW-126/T4000-40型断路器126kV4000A40kA100kA402×4=6400kA2.s100kA1）额定电压选择≥=110(kV)：为断路器额定工作电压：为电网额定电压2）额定电流的选择：断路器的额定电流：最大持续工作电流3)按开断电流选择≥=10(kA)：断路器的额定开断电流4）按断路器的短路关合电流选择≥=12.78(kA)57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）:断路器额定短路关合电流:f1点短路时短路电流冲击值5)校验热稳定=+:继电保护动作时间:断路器的开断时间:继保动作时间,取后备保护时间为5s，=0.05+5=5.05(s)因＞1s导体的发热主要由周期分量来决定,则:===506()即:＞满足热稳定要求6）动稳定校验=12.78kA＜=100kA满足动稳定要求。（二）35kV侧断路器选择LW35-126型六氟化硫断路器，如表5.2所示表5.235kV侧断路器LW35-126型断路器35kV2000A25kA63kA252×4=2500kA2.s63kA1)额定电压选择=35(kV)57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）:为最高允许工作电压:为电网额定电压2)额定电流选择：断路器的额定电流:最大工作电流3)按开断电流选择≥=4.255(kA）：断路器的额定开断电流4）按断路关合电流选择≥=16.896（kA）:断路器额定短路关合电流:f2点短路时短路电流冲击值5）校验热稳定=0.06+5=5.06（s）因>导体日发热主要由周期分量来决定，则：===222.96()即：＞满足热稳定要求6）动稳定校验=16.896kA<=63kA满足动稳定要求。5.2.2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：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）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。计算选择如下：(一)110kA隔离开关可选择GW6-110型户外隔离开关,其技术参数如下：额定电压：110kV动稳定电流峰值：100kA额定电流：1000A热稳定电流（4s）：40kA分闸时间：6S合闸时间：6S（1）额定电压（2）额定电流（3）热稳定校验=5.06（s）====506()即：＞满足热稳定要求。(4)动稳定校验满足动稳定要求。（二）35kV隔离开关可初步选择GW4-35/1250型户外隔离开关，其技术参数如下：额定电压：35kV动稳定电流峰值：80kA57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）额定电流：1250A热稳定电流（4s）：80kA（1）额定电压（2）额定电流（3）热稳定校验=5.06（s）=222.96()即：＞满足热稳定要求。（4）动稳定校验16.896kA<=80kA满足动稳定要求。5.2.3电流互感器的选择电流互感器的配置原则：1、为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依照具体情况（如符合是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相或三相配置。2、对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。3、为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。4、为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器已装在发电机中性点侧。计算如下：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）（一）110kV侧（1）额定电压（2）额定电流（3）热稳定校验=5.06（s）===506()满足热稳定要求。（4）动稳定校验（kA）满足动稳定要求。（二）35kV侧（1）额定电压（2）额定电流（3）热稳定校验=5.06(s)=91.61)满足热稳定要求。（4）动稳定校验kA满足动稳定要求。表5.3电流互感器选择表安装地点型号额定电流比1S热稳定倍数Kr动稳定倍数Kd57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）主变110kV侧LCW-110600/575150主变35kV侧LCWD-352000/538955.2.4电压互感器的选择各电压互感器除供给测量仪表和继电保护外，另有辅助绕组，供给保护及绝缘监察装置用。电压互感器的配置原则如下：1、母线除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。2、线路35KV级以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。3、变压器变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。根据以上配置原则和电压互感器选择和校验条件选出电压互感器如下：表5.4电压互感器选择表安装地点型号额定变比最大容量(VA)110kV母线TYD110/－0.005H120035kV母线JDJJ-3512005.2.5熔断器选择由于110kV和35kV侧电压互感器的电压等级很高，不宜装设熔断器，下面对10KV侧熔断器进行选择。由于PT一次绕组电流很小，故熔断器只需按额定电压和开断电流进行选择。即：选择结果如下表：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）表5.5熔断器选择表安装地点型号额定电压（kV）额定电流（A）最大开断电流（kA）断流容量（MVA）10KV电压互感器RN2—10/0.5100.58510005.2.6无功补偿装置由于负荷的变化明显，波动性大，对线路末端的用户极为不利，特别在负荷高峰期电压太低，在低谷期电压有明显偏高，使电压质量下降，站内的调压装置有有载调压装置，但单纯地依靠有载调压进行调压效果也不是很理想，尤其在出线无功缺额，功率因数较低的情况下。再者频繁调节有载调压对该装置的寿命影响很大。考虑到上述因素，在10kV母线处加装几组电容进行无功补偿。根据电容容量的选择原则：＝12.6MVar－18.9MVar（功率因数偏低时用30％）选用型号为的电容器5.2.7导线的选择一、母线的选择目前常用的导体有硬导体和软导体，硬导体形式有矩形、槽形和管形。各种导体的特点：矩形导体：散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应大，因此，单条矩形导体最好不超过1250，当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时，可将2-4条矩形导体并列使用。矩形导体一般只用于35kV以下，电流4000A及以下的配电装置中。槽形导体：机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小。槽形导体一般用于4000~8000A的配电装置中，一般适用于35kV及以下。管形导体：集肤效应系数较小，机械强度高，管内可以通风或通水，用于8000A以上的大电流母线。圆管表面光滑，电晕放电电压较高，可用于110kV及以上的配电装置中。软导体：软导体分为单根软导线和分裂导线。分裂导线可满足大的负荷电流及电晕、无线电干扰要求，且抗震能力强，经济性好。导体选择的一般要求：裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）1、工作电流2、经济电流密度3、电晕4、动稳定或机械强度5、热稳定同时也应注意环境条件如温度、日照、海拔等。导体截面可按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。一般来说，母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体可构成硬母线和软母线。软母线是钢芯铝绞线（有单根、双分裂和组合导线等形式），因其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。110kV及以上高压配电装置，一般采用软导线。(一)110kV侧母线选取钢芯铝绞线：=4500h时,取J=1.15A/,取LGJ-300/70的母线。（1）热稳定校验,=91.43（）取C=87,=109.9所选取母线截面为376,故满足热稳定要求（二）35kV侧母线由于大于1kA，所以选取硬导体LMY80×10，双槽导体截面为800（1）热稳定校验,=149.998（）57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）取C=87,=140.77所选取截面为800，故满足热稳定要求。（三）10kV侧母线选取槽形导体LMY80×10，双槽导体截面为800,（1）热稳定校验,=220.48（）取C=87=170.7所选取母线截面为800，故满足热稳定要求。二、高压侧进线线路的选择低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。为了加强铝线的机械强度，采用多股绞线，用抗张强度为120kg/的钢作为线芯，把铝线绞在芯子外面，作为导线的导电部分，称为钢芯铝线。LG型铝绞线在35kV以上架空线用的较多，在需要高机械强度的地方，采用加强型LGJ。由于本次设计的线路比较长为10km,所以采用加强型LGJ。110kV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。5.2.8避雷器选择根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器；变压器中心点接地必须装设避雷器，并应接在变压器与断路器之间；110、35kV线路侧一般不装设避雷器。本工程采用110kV、35kV配电装置构架上设避雷针；10kV配电装置设独立避雷针进行直接雷保护。为了防止反击，主变构架上不设置避雷针，只在四周摆放。采用避雷器来防止雷电侵入波对电器设备绝缘造成危害。避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程110kV和35kV系统中，采用氧化锌避雷器。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压要长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过避雷器允许的持续运行电压。避雷器选择情况见下表5.6：表5.6避雷器选择表型号安装地点额定电压（kV）灭弧电压（kV）工频放电电压（kV）冲击放电电压（kV）不大于不小于不大于FCZ-110110kV侧110126255290365FZ-3535kV侧354184104148FZ-110J变压器110kV中性点110100224268364FZ-40变压器35kV中性点405098121154FZ-1010kV侧1012.72631455.2.910kV高压开关柜的选择10kV高压开关柜可选择KYN28A-12型（GZS1）户内金属铠装中置移开式开关柜。KYN28A-12型开关柜用于接受和分配3-12千伏的网络电能并对电路实行控制保护及监测。本产品继电器小室面板上可安装各种类型的微机型综合继电保护装置，并可实现系统的智能化控制，具有遥控、遥测、遥信及遥调功能，通过带有通信接口的CAN总线控制现场网络。并具有防止误操作断路器、防止带负荷失推拉手车、防止带电关合接地开关、防止接地开关在接地位置送电和防止误入带电间隔，即简称的“五防”功能。该柜既能配用VS1（即ZN63）、ZN12V真空断路器，也可配置进口的VD4真空断路器与VC系列真空接触器。表5.7开关柜技术参数序号名称单位数据1额定绝缘水平额定电压kV3.67.21257 南昌工程学院本科毕业设计（论文）1min工频耐压kV2432422雷电冲击耐压（全波）kV4060753额定频率HZ504额定电流A630、1250、1600、2000、2500、315054s短时耐受电流kA20、25、31、31.5、40、506额定峰值耐受电流kA50、63、80、100、1257防护等级外壳IP4X，各隔离室间隔板为IP2X一、开关柜主要元件1）断路器：ZN12V型真空断路器。1）电流互感器：LZZBJ9-122）电压互感器：JDZX10-103）高压熔断器：RN2-104）接地开关：JN15二、KYN28A-12型开关柜的校验1)额定电压：=12kV=10kV满足要求2)额定电流：=1250A=713A满足要求3)开断电流:=40kA=36.3kA满足要求4)关合电流：=100kA=96.2kA满足要求5)热稳定校验：=+——计算时间——断路器的断开时间（ZN12V型真空断路器开断时间为0.065s）——继电保护动作时间，取后备保护时间为5s故：=5+0.065=5.065(s)因：>1s所以不考虑非周期分量的影响。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）=1；查周期分量等值时间曲线得=4.4S=220.48()202×4=1600(kA2.s)即:>满足热稳定要求6)动稳定校验=96.2kA＜100kA满足动稳定要求开关柜选择结果如下表表5.8KYN28A-12开关柜选择结果开关柜用途架空进出线受电、馈电隔离+右联络隔离+左联络+电压测量所用变开关柜型号KYN28A-12-024KYN28A-12-003KYN28A-12-056KYN28A-12-057KYN28A-12-077最大工作电流3150A3150A3150A3150A3150A断路器ZN12VZN12VZN12VLZZBJ9-12电流互感器LZZBJ9-12LZZBJ9-12LZZBJ9-12LZZBJ9-12电压互感器RZL-10RZL-10熔断器RN2-10RN2-10RN3-10接地开关JN15JN1557 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第六章变电站的继电保护的规划方案6.1变电站继电保护配置变电站的具体配置方案如下表6.1表6-1变电站初步配置方案保护对象主保护后备保护变压器纵联差动保护、瓦斯保护复合电压启动过电流保护、过负荷保护110k母线电流相位比较式母线差动保护_________________________35kV母线电流相位比较式母线差动保护_________________________10kV母线__________________________________________________110kV线路侧距离Ⅰ、Ⅲ保护零序电流Ⅰ、Ⅲ保护35kV线路侧电流速断保护过电流、过负荷保护10kV线路侧电流速断保护过电流、过负荷保护6.2变压器的继电保护电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。变压器的故障分为：变压器的内部故障，变压器的不正常运行。变压器的内部故障可以分为油箱内和油箱外故障。油箱内的故障包括绕组的相间和接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等，油箱的外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。上述接地短路均系对中性点直接接地电力网的一侧而言。变压器的不正常运行状态主要有：由于变压器外部相间短路引起的过负荷以及由于漏油等原因引起的油面降低。1．瓦斯保护：针对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低的保护，其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。装设瓦斯保护的变压器容量界限是：800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器。2．纵差动保护或电流速断保护：对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应根据容量的不同，装设纵差动保护或电流速断保护。电流速断保护用于10000KVA以下的变压器，且过电流保护的时限大于0.5s时。对2000KVA以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。上述个保护动作后，均应跳开变压器电源侧的断路器。3．外部相间短路时应采用的保护：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）（1）过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流；（2）复合电压启动的过电流保护，一般用于升压变压器及过电流保护灵敏性不满足要求的降压变压器上；（3）负序电流及单相式低电压启动的过电流保护，一般用于大容量升压变压器和系统联络变压器；（4）阻抗保护，对于升压变压器和系统联络变压器，当采用第（2）、（3）的保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。4．外部接地短路时，应采用的保护：对中性点直接接地电力网内，由于外部接地短路引起过电流时，应装设零序电流保护。对自耦变和高、中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，应增设零序方向元件。当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接地短路时，中性点接地的变压器跳开后，中性点不接地的变压器仍带接地故障继续运行，应根据具体情况，装设专用的保护装置，如零序过电压保护，中性点装放电间隙加零序电流保护等。5．过负荷保护：对400KVA以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，应装设过负荷保护。6．过励磁保护：高压侧电压为500kV及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流升高，应装设过励磁保护。在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。7．其他保护：对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。根据上述分析可知，本次设计的主变应装设：瓦斯保护和纵差动保护作为主保护，过电流保护和零序过电流保护作为后备保护，另外还要装设过负荷保护和温度保护。6.2.1变压器保护原理（一）纵联差动保护本次设计所采用的变压器型号为SSFZ11-63000/110：。对于这种大型变压器而言，它都必需装设单独的变压器差动保护，电力系统中常常采用三绕组变压器。三绕组变压器的纵差动保护原理与双绕组变压器是一样的。图6.1所示的是Y,y,d1157 南昌工程学院本科毕业设计（论文）接线方式三绕组变压器纵差动保护单相示意图，接入纵差动继电器的差电流为(6.1)三相变压器各侧电流互感器的接线方式和变比的选择也要参照Y,d11双绕组变压器的方式进行调整，即d侧互感器用Y接线方式；两个Y侧互感器则采用d接线方式。设变压器的1－3侧和2－3侧的变比为和，考虑到正常运行和区外故障时变压器各侧电流满足，电流互感器变比的选择应该满足（6.2）所以这时Ir=0，实际上，由于电流继电器接线方式，变压器励磁电流，变比误差等影响导致不平衡电流的产生，故Ir不等于0，针对不平衡电流产生的原因不同可以采取相应的措施来减小。图6.1三绕组变压器纵差动保护接线单相示意图尽管纵联差动保护有很多其它保护不具备的优点，但当大型变压器内部产生严重漏油或匝数很少的匝间短路故障以及绕组断线故障时，纵联差动保护不能动作，这时我们还需对变压器装设另外一个主保护——瓦斯保护。（二）瓦斯保护57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）瓦斯保护主要用来保护变压器的内部故障，它由于一方面简单，灵敏，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才能做到优势互补，效果更佳。(1)瓦斯保护的工作原理：当变压器内部发生轻微故障时，有轻瓦斯产生，瓦斯继电器KG的上触点闭合，作用于预告信号；当发生严重故障时，重瓦斯冲出，瓦斯继电器的下触点闭合，经中间继电器KC作用于信号继电器KS，发出警报信号，同时断路器跳闸。瓦斯继电器的下触点闭合，也可利用切换片XB切换位置，只给出报警信号。(2)瓦斯保护的整定：瓦斯保护有重瓦斯和轻瓦斯之分，它们装设于油箱与油枕之间的连接导管上。其中轻瓦斯按气体容积进行整定，整定范围为：250～300,一般整定在250。重瓦斯按油流速度进行整定，整定范围为：0.6～1.5m/s,一般整定在1m/s。瓦斯保护原理如图6.2所示。图6.2瓦斯保护原理示意图（3）复合电压启动的过流保护由于这种保护可以获得比一般过流保护更高的灵敏性，所以实践中它常用来作厂变内部及低分支外部相间短路故障的后备保护，这里我也用来作为变压器的后备保护，它是由负序过电压元件、低电压元件、过流元件及时间元件构成，其中负序过电压元件与低电压元件构成复合电压启动元件，其保护原理接线图如图6.3所示。复合电压过流保护的输入电流取高压侧电流,为保证选择性,复合电压启动元件需要配置两套,输入电压分别取自厂变低压侧两个支上的电压。保护采用两段延时出口。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）以A分支为例:若发生相间不对称短路故障,”U2>”元件启动,常闭触点断开,使”U<”元件启动；若发生三相短路,”U2>”元件短时启动,”U<”元件也启动,在”U2>”元件返回后,因”U<”元件返回电压较高,只要相间残压不高于返回电压,”U<”元件仍保持动作状态,这时厂变高压侧过流元件”I>”已经动作,先按I段延时”U<”元件t1跳开A厂用分支断路器,若故障不能消除,再按Ⅱ段延时t2动作于解列灭磁。图6.3复合电压启动的过流保护原理接线图6.2.2BCH-2构成的差动保护57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）对于变压器而言，它的主保护可以采用最常见的纵联差动保护和瓦斯保护，用两者的结合来做到优势互补。因为变压器差动保护通常采用三侧电流差动，其中高电压侧电流引自高压熔断器处的电流互感器，中低压侧电流分别引自变压器中压侧电流互感器和低压侧电流互感器，这样使差动保护的保护范围为三组电流互感器所限定的区域，从而可以更好地反映这些区域内相间短路，高压侧接地短路以及主变压器绕组匝间短路故障。考虑到与发电机的保护配合，所以我们用纵联差动保护作为变压器的主保护，不考虑用电流速断保护。瓦斯保护主要用来保护变压器的内部故障，它由于一方面简单，灵敏，经济；另一方面动作速度慢，且仅能反映变压器油箱内部故障，就注定了它只有与差动保护配合使用才能做到优势互补，效果更佳。后备保护首先可以采用复合低电压启动过电流保护，这主要是考虑到低电压启动的过电流保护中的低电压继电器灵敏系数不够高。为了抑制电流互感器计算变比与实际变比不同而引起的不平衡电流以及变压器本身励磁涌流所产生的不平衡电流，采用BCH-2X型差动继电器进行消除。差动线圈（工作绕组）的作用：在正常运行及外部故障的情况下，通过差动线圈的电流仅是不平衡电流，其对线圈的影响可以被平衡线圈消除到最小程度，不至于使差动继电器动作，当保护区内部故障，由于短路电流通过差动线圈，电流继电器即可迅速动作切除故障。两个平衡线圈的作用：由于变压器两侧的电流互感器变比不能完全匹配，其两侧的二次电流不相等，则在变压器正常运行时，差动线圈中将有不平衡电流流过，为了消除这个不平衡电流的影响，通常将平衡线圈接入二次电流较小的一侧，适当地选择平衡线圈的数，使其所产生磁势能完全抵消由变比不匹配所引起的磁势，则在二次线圈中就不会感应电势，因此继电器中也没有电流，达到了消除不平衡电流的目的。短路线圈的作用原理：主要用来消除不平衡电流中的非周期分量电流，以提高保护动作的可靠性。（差动继电器的结构原理图如下）图6.4BCH-2型差动继电器原理图对BCH-2差动继电器的原理图作些说明：BCH-2差动继电器具有一个差动线圈Wcd一个二次线圈W2，两个平衡线圈Wph1和Wph2以及由Wd和Wdd组成的短路线圈。BCH-257 南昌工程学院本科毕业设计（论文）差动继电器的动作安匝为60安匝，差动线圈在5、6、8、10、13、20匝处有抽头，因此，继电器的相应动作电流可整定为12、7.5、6、4.6、3安，如果平衡线圈不使用，还可以将平衡线圈当作差动线圈来使用，这时继电器差动线圈的最多匝数为39匝，相应的最小动作电流为1.54安。BCH-2差动继电器的短路线圈相等，并且有抽头可以改变，当抽头位于不同位置时它们的匝数不同，改变匝数可以得到继电器躲开非周期分量不同的特性，即直流分量愈大，所要求的一次交流动作电流也愈大，说明了速饱和变流器的作用；直流分量不变，短路线圈匝数愈多，所要求的一次动作电流也愈大，这就看出了短路线圈的作用；无直流分量在上述短路线圈各插头位置时，动作安匝不变。因此要改变动作安匝就必须改变两个短路绕组的比数，即保持两个短路绕组的比值不变；设置两组平衡绕组的目的是为了适用于三组变压器。如果用于双组变压器，其一组平衡绕组可以当作差动线圈来使用，或者将两组平衡绕组分别接入差动回路的两臂中，使平衡更加精确，差动保护十分重视电流互感器的积极及差动继电器接线的准确性，以免引起误动作。（一）确定基本侧变压器一次额定电流：高压侧：=330.674(A)中压侧：=944.783（A）低压侧：=3464.203(A)电流互感器变比选择：变压器高压侧：选用600/5变压器中压侧：选用2000/557 南昌工程学院本科毕业设计（论文）变压器低压侧：选用4000/5二次额定电流：高压侧：4.773（A）中压侧：4.091（A）低压侧：4.330(A)取110kV侧为基本侧。（二）确定动作动作电流（1）按最大不平衡电流的条件：=1009.3(A)其中Ktx为电流互感器同型系数，型号相同时取0.5，型号不同时取1，这里为避免以后更换设备的方便故取1；为非周期分量引起的误差，取1；建议采用中间值0.05；取0.1。3105.7(A)(A)(2)按变压器的励磁涌流：其中为可靠系数，取1.3，而为变压器的额定电流。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）(3)按电流互感器的二次断线条件：综上可知，单台运行时的外部短路流过差动回路的不平衡电流最大。（三）确定基本侧差动线圈工作绕组计算值：（匝）选用匝，继电器动作电流（A）。（四）确定平衡线圈匝数（1）35kV侧平衡绕组选用1（2）10kV侧平衡绕组选用1（五）计算满足要求，不必重新整定。（六）灵敏度(A)>2BCH-2满足要求.57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）6.2.3主变压器的后备保护一、主变压器复合电压起动的过电流保护工作原理当变压器过流时，电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作，电流继电器的常开触点闭合，如果此时发生不对称短路，则会产生负序电压，负序电压继电器动作，负序电压继电器的常闭触点断开，低电压继电器的线圈失电，低电压继电器的常闭触点闭合，中间继电器的线圈得电，中间继电器的常开触点闭合，发出“电压回路断线”信号；同时时间继电器的线圈得电，经一定延时，时间继电器的常开触点闭合，信号继电器的线圈得电，发出“复合电压起动的过电流保护动作”信号；与此同时保护出口中间继电器线圈得电，出口中间继电器的常开触点闭合，变压器各侧断路器跳闸。图6.5复合电压起动的过电流保护工作原理图与低电压起动的过电流保护相比,复合电压起动的过电流保护具有以下特点:(1)由于负序电压继电器的整定值小.因此,在不对称短路时,电压元件的灵敏系数高;(2)当经过变压器后面发生不对称短路时,电压元件的工作情况与变压器采用的接线方式无关;(3)在三相短路时,如果由于瞬间负序电压,使继电器4和5动作,则在负序电压消失后,5又接于线电压上,这时只要继电器5不返回,就可以保证保护装置继续处于动作状态.(4)由于具有上述优点且接线比较简单,因此,复合电压起动的过电流保护已代替了低电压起动的过电流保护,而得到比较广泛的应用.主变压器复合电压起动的过电流保护整定计算57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）（1）复合电压起动的过电流保护的电流元件动作电流整定按大于变压器的额定电流整定，即----可靠系数-----返回系数结论：复合电压起动的过电流保护电流元件的动作电流整定值取:=439A；动作时限取：t＝1.5s（2）复合电压起动的过电流保护的负序电压元件起动电压整定按躲开正常运行方式下负序过滤器出现的最大不平衡电压整定，即＝（0.06～0.12）＝6～12（V）（3）复合电压起动的过电流保护的相间电压元件起动电压整定根据运行经验，通常采用以下公式整定相间电压元件（低电压继电器）的起动电压，即＝0.7＝70（V）（4）灵敏系数的计算灵敏系数根据以下公式计算结论：电流元件的灵敏系数>1.5，满足要求。二、主变压器过负荷保护1)主变压器过负荷保护原理接线图（原理接线图如下）57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）图6.6过负荷保护原理接线图对主变压器过负荷保护原理接线图作说明当2LH电流互感器检测到主变压器的电流时，电流继电器同样也检测到主变压器的电流变化情况，因为它们是处于一个串联的整体，当电流继电器检测到的电流超过整定值时其常开接点闭合，将时间继电器的线圈接通电源，时间继电器根据整定的过负荷时间来判断是否动作，当打到时间整定值是其常开接点将闭合去启动信号继电器发出信号，让运行人员去处理过负荷的问题。它与过电流所不同的是，所整定的电流比过电流小，所整定的时间较长，不作为跳闸，只发信号。三、主变压器温度保护主变压器温度保护选用WTQ-288型电接点压力温度计。WTQ-288型电接点压力温度计是利用水银热胀冷缩的原理按比例制成。当主变压器温度升高时，温度计中按比例膨胀的水银推动压力式指针旋转，带动电接点旋转，当温度达到60℃时接通一个接点，第一个中间继电器线圈得电，其常开触点闭合，启动冷却系统，对变压器降温。如果温度继续升高，当温度达到80℃时，接点接通，信号继电器线圈得电，其常开触点闭合发出信号，提醒运行人员主变压器温度已升高到80℃。如果温度还继续升高，当温度达到85℃时，接通接点，第二个中间继电器线圈得电，其两个常开触点闭合，出口将主变压器各侧断路器跳闸，同时发出信号。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）6.3母线的继电保护母线也是电力系统的一个重要组成元件，当母线上发生故障时，将使连接在故障母线上的所有元件在修复故障母线期间，或转换到另一组无故障的母线上运行以前被迫停电。一般来说，不采用专用的母线保护，而利用供电元件的保护装置就可以把母线故障切除。但是故障切除的时间较长，此外，当双母线同时运行或母线为分段单母线时，利用供电元件的保护装置就不能有选择性的切除故障母线。因此，在下列情况下应装设专门的母线保护：（1）在110kV及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性的切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。（2）110kV及以上的单母线，重要发电厂的35kV母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的35kV母线，应按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。母线差动保护的基本原则：（1）在正常运行及母线范围以外故障时，在母线上所有连接元件中，流入的电流和流出的电流相等；（2）当母线上发生故障时，所有与电源连接的元件都向故障点供给短路电流，而在供电给负荷的连接元件中电流等于零；（3）如从每个连接元件中电流的相位来看，则在正常运行以及外部故障时，至少有一个元件中的电流相位和其余元件中的电流相位是相反的，具体来说，就是电流流入的元件和电流流出的元件这两者的相位相反。而当母线故障时，除电流等于零的元件以外，其它元件中的电流则是同相位的。电力系统中的母线是具有公共电气连接点,它起着汇总和分配电能的作用。所以变电站中的母线是电力系统中的一个重要组成元件。母线运行是否安全可靠,将直接影响变电站和用户工作的可靠性,在枢纽变电所的母线上发生故障时,甚至会破坏整个系统的稳定。引起母线短路故障的主要原因有:由于空气污溃,导致断路器套管及母线绝缘子的闪络；母线电压和电流互感器的故障；运行人员的误操作,如带负荷拉隔离开关、带接地线合断路器。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）母线故障的类型,主要是单相接地和相间短路故障。与输电线路故障相比较,母线故障的几率虽较小,但造成的后果却十分严重。因此,必须采取措施来消除或减少母线故障所造成的后果。由设计的已知条件可知,110kV母线均是采用单母分段带旁路接线,对于单母线我们可以采用母线完全电流差动保护。母线完全差动保护的原理接线图如图6.7所示,和其它元件的差动保护一样,也是按环流法的原理构成。在母线的所有连接元件上必须装设专用的电流互感器,而且这些电流互感器的变比和特性完全相同,并将所有电流互感器的二次绕组在母线侧的端子互相连接,在外侧的端子也互相连接,差动继电器则接于两连接线之间,差动电流继电器中流过的电流是所有电流互感器二次电流的相量和。这样,在一次侧电流总和为零时,在理想的情况下,二次侧电流的总和也为零。此图为母线外部K点短路的电流分布图,设电流流进母线的方向为正方向。图中线路I,II接于系统电源,而线路III则接于负载。(1)在正常和外部故障时(K点),流入母线与流出母线的一次电流之和为零,即:而流入继电器的电流为:因电流互感器变比nTA相同,在理想情况下流入差动继电器的电流为零,即Ig=0但实际上,由于电流互感器的励磁特性不完全一致和误差的存在,在正常运行或外部故障时,流入差动继电器的电流为不平衡电流,即:图6.7母线完全电流差动保护的原理接线图57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）其中是电流互感器特性不一致而产生的不平衡电流。(2)母线故障时,所有有电源的线路,都向故障点供给故障电流,即:其中Ik是故障点的总短路电流,此电流数值很大,足以使差动继电器动作。(二)母联电流相位比较式母线差动保护由设计的已知条件可知,110kV侧的母线是采用单母线分段带旁路母线接线,这种接线方式有一个特点就是它的运行方式不是固定不变的,而是有多种运行方式。所以单母线固定连接运行的完全差动保护对它来说缺乏灵活性,为了克服此缺点,我采用另一种差动保护——母联电流相位比较式母线差动保护,它很适用于单母线分段连接元件运行方式经常改变的母线上。母联电流相位比较式母线差动保护的原理是比较母线联络断路器回路的电流与总差动电流的相位关系。该保护的单相原理接线如图6.8所示。它的主要元件是起动元件KD和选择元件1KW,2KW。起动元件KD接于所有引出线的总差动电流,KW的两个绕组分别接入母联断路器回路的电流和总差动回路的电流,通过比较这两个回路中电流的相位来获得选择性。在图6.8(a)所示单母线接线带旁路中,假设I,II母线并列运行,I母线和II母线的连接元件中均有电源线路,规定母联电流I5的正方向为由II母线流向I母线,则当I母线上的K1点发生短路故障时,母联电流I5为：短路电流Ik为：故,当忽略各电源间相角差和各元件阻抗角差时,I5和Ik同相位,如图6.8(b)所示。II母线上的K2点发生短路故障时,母联电流I5为：短路电流Ik所示,所以I5与Ik反相位,如图6-8(c)所示。可见,以图示I5为正方向时,若I5与Ik同相位,则判别为I母线上发生了短路故障。在图6-8(a)接线中,差动继电器KD中的电流为：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）(a)(b)(c)(a)原理接线图;(b),(c)相量关系图6.8母联电流与短路电流相位比较所以电流的相位就是短路电流的相位,并且KD动作时,即表示I母线或II母线发生了短路故障。1KW,2KW是故障母线的选择元件,进行I5与的相位比较。当与同时从1KW的两个绕组的同极性端流进时,1KW处于动作状态,对2KW处,从同极性端流出,处于不动作状态；当-与同时从2KW的两个绕组的同极性端流进时,2KW处于动作状态,对1KW处,-从同极性端流出,处于不动作状态。由以上分析可见,KD,1KW动作时,判别为I母线短路故障；KD,2KW动作时,判别为II母线上发生了短路故障。6.4输电线路保护配置6.4.1保护配置的原理(一)距离保护电流保护的主要优点是简单，可靠，经济，但它的灵敏性受系统运行方式变化的影响较大，特别是在重负荷，长距离，电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性，灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须采用性能完善的保护装置，因而就引入了“距离保护”。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）距离保护是反馈故障点至保护安装点之间的距离或阻抗，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离或阻抗继电器，它可根据其端子所加的电压和电流侧知保护安装处至短路点之间的阻抗值，此阻抗称为阻抗继电器的测量阻抗。其主要特点是：短路点距离保护安装点越近，其测量阻抗越小；相反地，短路点距离保护安装点越远，其测量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除故障线路，如图5.6所示，K点短路时，保护1的测量阻抗是Zk，保护2的测量阻抗是（ZAB+ZK）。由于保护1距离短路点较近，而保护2距离短路点较远，所以，保护1的动作时间就比保护2的短。这样故障就由保护1动作切除，不会引起保护2的误动作。这种选择性的配合是靠适当的选择各保护的整定阻抗值和动作时限来完成的。图6.9（a）距离保护的基本原理57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）图6.9(b)距离保护原理接线图(二)零序电流保护零序电流保护属于小接地电流系统的保护方式，它利用当系统发生故璋时零序电流比正常运行时较大的特点，来实现有选择性地发出信号或瞬时切断主回路电源避免事故的发生.尽管此种保护方式属于小接地电流系统，但早已在发电厂、变电站和配电系统中得到较广泛的应用。采用中性点经高电阻接地，能使灵敏而有选择性的接地保护得以实现，能减少电弧接地过电压的危险，接地保护是否动作于跳闸取决于接地电流的大小，这种接地保护方式的缺点是接地电阻电压较高(6kV)，接地功耗较大(60一75kW)，使电阻器发热，影响其机械强度，给制造带来了较大的困难，而且造价很高。中性点经消弧线圈接地系统，当发生单相接地故障时，在接地点产生一个电感点流并和系统中的接地电容电流相抵消，可减小流经故障点的电流.在通常情况下，接地电弧不会出现，单相接地故障自动消除，从而就可减少接地故障引起的停电事故。由于采用了消弧线圈，在发生单相接地故障时的电流分布发生了变化，又给实现有选择性的保护带来了一定的困难，因而必须谋求新途径。目前，在变配电系统中为提高供电的可靠性，大多采用小接地电流系统.上述几种零序电流保护的接线方式都有各自的优缺点，在实际应用时应从经济技术诸方面综合加以考虑零序分童的特点，如图6.10(a)所示的网络，当A相发生金属性单相接地短路时，可利用对称分量的方法将电流、电压分解为正序、负序和零序分量，并利用复合序网来表示它们之间的关系.其零序网络如图6.10(b)所示，零序电流可看成是在故障点出现一个零序电压亡，而产生的，零序电流经过变压器接地中性点构成回路.零序电流的正方向规定从母线流向故障点，零序电压的正方向是线路指向大地，其主要特点如下:1)线路中任何一点发生接地短路时，该点的三倍零序电流(或电压)都等于该点的三相电流(或电压)的向t和，即当系统中A相发生接地短路时，故障点D的电压，故障点D处的零序电压为：57 南昌工程学院本科毕业设计（论文），即故障点的零序电压等于非故障相电压向量和的1/3.故障点的电流即故障点的零序电流等于故障点电流的1/3，并且相位相同。2)故障点的零序电压最高，其值为，距故障点的距离越远，零序电压就越低;变器中性点处，零序电压为零.零序电压的分布如图6.10(c)所示。3)零序电流超前零序电压900，如图6.10(d)所示，零序电流的分布，主要决定于线路和中性点接地变压器的零序阻杭，而与电源的数目和位里无关。4)零序功率S。=I0·U0，由于故障点零序电压最高，所以，故障点的零序功率也最大，距故障点越远零序功率越小。图6.10接地短路时的零序等效网络57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第七章变电所的防雷保护规划变电站是重要的电力枢纽，一旦发生雷击事故，就会造成大面积的停电。一些重要设备如变压器等，多半不是自恢复绝缘，其内部绝缘如果发生闪络，就会损坏设备。因此，变电站实际上是完全耐雷的。变电站的雷害事故来自两个方面：一是雷直击变电站；而是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电站。7.1直击雷保护1)保护对象屋外配电装置，包括组合导线、母线廊道。2)保护措施（1）110kV配电装置装设避雷针或装设独立避雷针；（2）主变压器装设独立避雷针；（3）屋外组合导线装设独立避雷针。3)避雷针装设应注意的问题应妥善采用独立避雷针和构架避雷针，其联合保护范围应覆盖全所保护对象。根据《电力设备过电压保护技术规程》SDJ7—76规定：独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m。110kV及以上的配电装置，一般将避雷针装在其构架或房顶上；6kV及以上的配电装置，允许将避雷针装在其构架或房顶上；35kV及以下高压配电装置，构架或房顶上不宜装设避雷针。装在构架上的避雷针应与接地网连接，并应在其附近装设集中接地装置。避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点，沿接地体的长度不得小于15m。在主变压器的门型构架上，不应装设避雷针、避雷线。110kV及以上配电装置，可将线路的避雷线引接到出线门型架上；35kV配电装置可将线路的避雷线引接到出线门型架上，但应集中接地装置。我国规程规定:(1)110kV及以上的配电装置,一般将避雷针在构架上。但是在土壤电阻率ρ﹥的地区,仍宜装设独立避雷针,以免发生反击;(2)35kV及以下的配电装置应采用独立避雷针来保护;57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）(3)10kV的配电装置,在ρ﹥的地区宜采用独立避雷针,在ρ﹤的地区容许采用构架避雷针。变电站的直击雷防护设计内容主要是选择避雷针的指数、高度、装设位置、验算它们的保护范围、应有的接地电阻、防雷接地装置的设计等。7.2雷电侵入波保护1）保护措施避雷器结合进线段保护。装设阀式避雷器是变电站对雷电过电压波进行防护的主要措施,它的保护作用主要是限制过电压波的幅值.但是为了使阀式避雷器不至与负荷过重(流过的冲击电流过大)和有效的发挥其保护功能,还需要有”进线段保护”与之配合,这是现代变电站防雷接线的基本思路。阀式避雷器的保护作用基于三个前提:（1）它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合在一切电压波形下,前者均处于后者之下；（2）伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度；（3）被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。2）避雷器的设置参考《电力设备过电压保护技术规程》SDJ7—79中的规定：第78条：变电站的每相母线上都应装设阀型避雷器,应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接，同时应在其附近架设集中接地装置。第80条：大接地短路电流系统中的中性点不接地变压器如中性点绝缘按线电压设计，应在中性点装设保护装置。第83条：与架空线联络连接的三绕组变压器的10kV绕组，如有开路运行的可能，应采用防止静电感应电压危害该绕组绝缘的措施。在其一相出线上装设一只阀型避雷器。第85条：变电站3～10kV配电装置应在每相母线和每路架空线上装设阀型避雷器；（1）110kV，35kV，10kV每段母线上均装一组避雷器；（2）变压器35kV侧每一相上装一个避雷器，10kV侧在一相上装一个避雷器；（3）110kV中性点为分级绝缘且装有隔离开关，故需装一个避雷器；（4）35kV架空出线连接处应装设一组避雷器。3）变电站的保护根据该变电站的实际情况需要设置四只避雷针分布在四周。设土壤电阻率57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）cm,已知变电站占地面积约6500平方米，假设为8080的距离。如图7.1所示，80m3280m41图7.1避雷针摆放位置相邻两针的距离80m对角的两针相距D=，被保护物高所需避雷针高h==15+=31.17m四只避雷针分成两个三只避雷针选择验算：首先验算123号避雷针对保护的高度：1、2号针之间的高度：=31.17-=19.74m>15m2、3号针之间的高度：=31.17-=19.74m>15m1、3号针之间的高度：=31.17-=15.01m>15m由上可见，对保护物的高度是能满足要求的。对保护的宽度：1、2号针的保护宽度：=1.5（）=1.5（19.74-15)=7.11>02、3号针的保护宽度：=1.5（）=1.5（19.74-15)=7.11>01、3号针的保护宽度：=1.5（）=1.5（15.01-15)=0.015>0由此可见，对保护物的宽度是能满足要求的。所以，123针是满足要求的。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）由于4针的摆放是正方形，所以，134针也是满足要求的。即，四只高度选为32m的避雷针能保护整个变电站。7.3接地装置无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。7.3.1接地体待设计变电站为正方形，则接地网也可去为正方形，若取直径为48mm，长为250cm的钢管作为接地体，埋深0..8m，接地体之间连接一般用镀锌扁钢，应保证接地电阻R。7.3.2接地线接地线是连接接地体和电气设备接地部分的金属部分的金属导体，一般接地采用截面积不小于4mm12mm的扁钢，直径不小于6mm的圆钢。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）第八章所用电系统8.1所用变压器台数的确定一般变电所均装设两台所用变压器，以满足整流操作电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要。另外，如果能够从变电所外引入可靠的380V备用电源时，变电所可以只装设一台所用变压器。本设计将所用变压器安装在最低一级电压侧，由10kV侧引出，考虑到可靠性，选用两台所用变互为备用。8.2所用变压器容量的确定根据所用负荷的统计和计算，并考虑今后负荷的发展选用合适变压器的容量。所用变容量=0.2%主变容量=0.2%*63000=126KVA故选用2台电力变压器S11-160/10，Yyn0。8.3所用变压器引线方式的确定当变电所内有较低电压母线时，一般从这类母线引接电源，这个引接方式具有经济和可靠性较高的特点。如能在两个不同电压等级的母线上分别引用所用电源，则供电可靠性更高。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）结论通过两个月的设计与学习，本次设计即将结束了，通过本次设计课题--《某县工业园区110kV降压变电站继电保护设计》，结合许多设计规程、规范，对大学所学的电力系统知识进行了系统的回顾和复习。不仅提高了自己的专业知识水平，同时也加深了对本专业的认识和了解，而且最为重要的是锻炼了自己的动手动脑能力，大学几年的专业学习教会了我们各项专业技能，但设计教会的是如何把这些专业技能用于实际，如何把各项专业知识糅合在一起，使其发挥出实际，使用功效。提高了我的知识水平和实践能力，这不仅是本次设计的目的所在，也是本专业的教学目的所在。此设计主要阐述110kV降压变电站方案诞生的过程和思路，设计原则和设备选型等等。在本次设计中，主要是对接入系统方案、短路计算、主接线及设备选择等做了比较重点说明，而二次部分比较简单。由于时间有限，再加上实际方面认知水平的不足，本次设计中难免存在不足之处，敬请审阅老师批评指正。在做这次毕业设计过程中我学到了很多，我感到不论做什么事都要真真正正用心去做，才会使自己更加的成长，没有学习就不可能有实践的能力，没有自己的实践就不会有所突破，希望这次的经历能让我们在以后的学习生活中不断成长与进步。57 南昌工程学院本科毕业设计（论文）参考文献1、周文俊.《电气设备实用手册》（上、下）.中国水利水电出版社，1999年.2、刘宝贵.《发电厂变电所电气设备》.中国电力出版社，2005年.3、卢文鹏,吴佩雄.《发电厂变电所电气设备》.2005年.4、尹项根.《电力系统继电保护原理与应用》.2001年.5、李光琦.《电力系统暂态分析》.1995年.6、李正吾,赵文瑜.《新电工手册》.2003年.7、刘介才.《工厂供电》[M].北京：机械工业出版社,2005.8、王维俭.《发电机变压器继电保护应用》.中国电力出版社,2001年.9、熊信银.《发电厂电气部分》.中国电力出版社,2002年.10、《IEEETransactiononPowerSystems》.2008.vol：1-6.11、《Transmission＆DistributionWorld》.2008.vol：1-12.12、《IEEProceedings-C：Generation，TransmissionandDistribution》.2008.vol：1-657 南昌工程学院本科毕业设计（论文）致谢经过两个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢我的导师张兴旺教授。张老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计方案的确定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导。张老师对我们一直言传身教，他严谨的治学作风，求实的治学态度，创新的治学思维，勤奋的治学精深，都深深影响着我，将是我今后工作中巨大的财富。张老师丰富的实践经验，为我提供了大量的帮助，弥补了我在实践中的不足。正是张老师谆谆的教诲和无微的关怀，使我克服各种困难，最终圆满地完成了论文工作。值此，谨向尊敬的指导老师张兴旺教授致以最深切诚挚的谢意。其次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在AutoCAD软件的使用方面，正因为如此我才能顺利的完成设计；还要感谢我的父母和朋友，是他们给我的关爱支持着我，鼓励着我，使我能够不断前进，并顺利的完成学业。最后我要感谢我的母校——*****，是母校给我们提供了优良的学习环境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，感谢所有关心、支持、帮助过我的人!57'