毕业论文10KV变电站设计

'110KV/10KV变电站设计摘要根据设计任务的要求，本次设计为110kv变电站电气主接线的初步设计，并绘制电气主接线图。该变电站设有两台主变压器，站内主接线分为110kv，10kv两个等级。110kv电压等级采用桥形接线，10kv电压等级采用单母线分段接线。。本次设计中进行了电气主接线的设计，短路电流计算，主要电气设备及校验（包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，母线等），各电压等级配电装置设计。本设计以《35-110kv变电所设计规范》，《供配电系统设计规范》，《35kv-110kv高压配电装置设计规范》等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进，运行可靠，经济合理.关键词：降压变电站；电气主接线；变压器；设备选型AbstractFromtheguideofengineeringdesignassignment,wehavetodesignprimarypower-systemof110kvsubstationanddrawmainelectricalone-linediagram.Therearetwomaintransformerinthewhichmainelectricalconnectioncanbedividedintotwovoltagegrades:110kv,10kv.itdepositssectionalsinglebusbarschemepergrade.Thereisalsoadesignformainelectricalconnectioninthisengineering,thecalculationforshort-circuitcurrent,theselectionofelectricaldeviceandcalibration(includingcircuitbreaker,isolater,currenttransformer,voltagetransformer,busbaretc)andthedesignfordistributioninstallationper,voltage,directcurrentsystemandlightningprotectionisalsoincluded.Keywords:transformer;substation;electrical;mainwiring;transformer;equipmenttypeselection`-32- 110KV/10KV变电站设计目录摘要………………………………………………………………………………1Abstract………………………………………………………………………………1第一部分设计说明书第一章主变压器的选择………………………………………………………3第二章主接线选择……………………………………………………………4第三章短路计算………………………………………………………………7第四章电气主设备的选择……………………………………………………9第五章配置全所的继电保护…………………………………………………13第二部分110KV变电所初步设计计算书第六章短路电流计算………………………………………………………16第七章计算各回路最大持续工作电流……………………………………17第八章高压断路器选择和校验……………………………………………18第九章隔离开关的选择和校验……………………………………………23第十章母线的选择和校验…………………………………………………24第十一章电压互感器的选择………………………………………………27第十二章电流互感器的选择…………………………………………………27第十三章．配置全所的继电保护………………………………………………29参考文献…………………………………………………………………………………32附A:110kV地方变电所电气主接线图附B:全站总平面布置图附C:110KV线路间隔断面图附D:10KV配电装置小间配置图`-32- 110KV/10KV变电站设计第一部分110KV变电所初步设计说明书第一章主变压器的选择一、主变压器的选择概述：在合理选择变压器时，首先应选择低损耗，低噪音的S9,S10,S11系列的变压器，不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式，绕组数，绕组导线材质及调压方式。二、变电所主变压器的容量和台数的确定1.主变压器容量的确定1.1主变器容量一般按变电所建成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1.2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。1.3同等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。10KV负荷计算负荷名称近期最大负荷（kW）功率因数负荷同时率有功功率（KW）无功功率（Kvar）视在功率（KVA）1#出线25000.80.92500187531252#出线20000.80.92000150025003#出线20000.80.92000150025004#出线25000.80.92500187531255#出线20000.80.92000150025006#出线20000.80.92000150025007#出线20000.80.92000150025008#出线23000.80.92300172528759#出线25000.80.925001875312510#出线20000.80.9200015002500小计2188001635027250`-32- 110KV/10KV变电站设计1.主变压器台数的确定2.1对大城市郊区的一次变电所在中低压侧，构成环网的情况下，变电所应装设2台主变压器为宜。2.2对地区性孤立的一次性变电所，或大型工业专用变电所，在设计时应考虑，装设3台主变压器的可能性。2.3对于规划只装设2台主变压器的变电所，其变压器基础，应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。单台容量设计应按单台额定容量的70%—85%计算。SFZ9—31500/110变压器参数参数连接组标号额定电压（）阻抗电压（%）空载电流（%）损耗（）高压低压空载负载YNd111101010.50.7734.8133.2第二章主接线选择一、主接线选择要求：1.可靠性2..灵活性3.经济性二、对变电所电气主接线的具体要求：1按变电所在电力系统的地位和作用选择。2.考虑变电所近期和远期的发展规划。3.按负荷性质和大小选择。4.按变电所主变压器台数和容量选择。5.当变电所中出现三级电压且低压侧负荷超过变压器额定容量15%时，通常采用三绕组变压器。6.电力系统中无功功率需要分层次分地区进行平衡，变电所中常需装设无功补偿装置。7.当母线电压变化比较大而且不能用增加无功补偿容量来调整电压时，为了保证电压质量，则采用有载调压变压器。8.如果不受运输条件的限制，变压器采用三相式，否则选用单相变压器。9.对220kv及以上的联络变压器通常采用自耦变。10.各级电压的规划短路电流不能超过所采用断路器的额定开断容量。`-32- 110KV/10KV变电站设计11.各级电压的架空线包括同一级电压的架空出线应尽量避免交叉。三，首先根据原始资料及给定的各电压等级线路的出线回数选择电压主接线形式A：110kv侧电气主接线的选择：这里主要介绍有汇流母线接线中的单母线接线，单母线接线和无汇流母线的桥形接线。单母线接线具有简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，且有利于扩建等有点。但可靠性，灵活性较差，这种接线只适用于6-220kv系统中只有一台发电机或一台主变压器，且出现回路数又不多的中，小型发电厂或变电所，它不能满足一，二类用户的要求。单母线分段接线对重要用户可以从不同段引出两回馈线回路，有两个电源供电，当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不至使重要用户停电。这种接线广泛用于中小容量发电厂的6-10kv接线和6-220kv变电所中。桥形接线的特点：一般当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥形接线。高压断路器数量较少，是比较经济的接线，四个元件只需要三台断路器，线路的投入和切除操作方便，线路故障是仅将故障线路断路器断开，其它线路和变压器不受影响。现将内桥和外侨接线作以比较、内桥：优点：高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器。缺点：1）变压器切除投入较复杂，需操作两台断路器影响一回路暂时停电2)连接桥断路器检修时两个回路需解列运行。3）出现断路器检修时，出现在此期间停运。适用范围：容量较小的发电厂或变电所，并且变压器不经常切换和线路较长，故障率较高。外侨：优点：高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器。缺点：1）线路切除投入较复杂，需要操作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。2)连接桥断路器检修时两个回路需解列运行。3）变压器侧断路器检修时，变压器停运。适用范围：容量较小的发电厂或变电所，并且变压器切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况，线路有穿越功率时采用此接线，因为穿越功率只流过一个断路器，断路器检修时对此功率影响小。根据实际情况，110kv有两回进线，有穿越功率流过，110kv侧选用外侨型接线。`-32- 110KV/10KV变电站设计B．10kv侧电气主接线的选择10kv侧出线十回，故考虑单母线分段，优缺点比较如下：方案可靠性灵活性单母线不够灵活可靠，母线或隔离开关故障或检修时均使整个配电装置停电接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置同左单母线分段接线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回路，有两个电源，当一段母线故障时分段断路器能将故障切除保证正常段的不间断供电和不致使用户停电简单经济方便使用克服了单母线的缺点同左10kv侧出现有十回，按照规程规定：单母线分段接线简单经济方便的有点，又在一定程度上克服了它的缺点，对重要用户从不同段引出两个回路，使重要用户有两个电源，提高了供电可靠性，220kv及以下变电所当地的6-10kv配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环网运行检修水平的迅速提高，采用单母线分段一般不能满足。不设旁路的原因：（1）6-10kv回路供电负荷小，供电距离短，并一般可在网路中取得备用电源；（2）向向工业供电回路一般比较多，企业内有备用电源，允许一回路停电；（3）6-10kv大多为电缆出线，事故跳闸次数少；综合考虑以上因素：减少配电=装置占地和占用空间，消除火灾隐患及环保要求，此接线不带有旁路。结论：110kv采用外桥型接线，10kv采用单母线分段接线。`-32- 110KV/10KV变电站设计第三章短路计算短路：短路是电力系统常见的，并且对系统正常运行产生重要影响的故障。1、电力系统中可能发生的短路主要有:1）三相短路，2）两相短路，3）和单相短路。一般情况下三相短路电流大于两相和单相短路电流。三相短路时，由于短路回路中各相的阻抗相等，尽管三相的短路电流比正常时的电流大，幅度增大，电压也比正常时急剧降低，但三相仍然保持对称，故称之为对抗短路。在计算短路电流时，通常把电源容量视为无穷大的电力系统，在这样的系统中，当某处发生短路时，电源电压维持不变，即短路电流周期分量在整个短路过程中不衰减，为了选择和校验电气设备，载流导体，一般应计算下列短路电流。——短路电流周期分量有效值——稳态短路电流有效值——短路全电流最大瞬时冲击值——短路全电流最大有效值——短路容量2.短路的危害及预防：短路的原因：主要是电气设备载流部分之间的绝缘被损坏，引起绝缘损坏的原因有过电压，绝缘的自然老化和污秽，运行人员维护不同及机械损伤。危害：1.）电力系统发生短路时，短路回路的电流急剧增大这个急剧增大的电流称为短路电流，短路电流可能达到正常负荷电流的十几倍甚至几十倍，数值不能达到几十千安甚至几百千安，严重使导体发热损坏设备。2.）短路时往往伴随有电弧的产生，能量极大，温度极高的电弧不仅可能烧坏故障元件本身，还可能烧坏周围设备危害人身安全。3.）电力系统发生短路故障时，由于短路电流来势迅猛，电路中的阻抗主要是感性的。因此，短路电流基本上是感性的，它所产生的去磁的电枢反映使发电机端电压下降，同时巨大的短路电流会增大电力系统中各元件的电压损失，使系统电压大幅下降，严重时，可能造成电力系统电压崩溃直至系统瓦解，出现大面积停电的严重事故。4.）`-32- 110KV/10KV变电站设计短路时电力系统中功率分布的突然变化和电压严重下降，可能破坏各发电机并列运行的稳定性，使整个系统分裂成不同运行的几个部分。这时某些发电机可能过负荷，因此必须切除部分负荷，另一些发电机可能由于功率送不出去，而被迫减少出力，短路时，电压下降得越多，持续时间越长，系统运行的稳定性受到破坏的可能性越大。3.短路计算的目的：1.）在设计电气主接线时，为了比较各种方案，确定某种接线方式是否有必要采取限制短路电流的措施等。2）.在进行电气设备和载流导体的选择时，以保证各种电气设备和导体的正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，需要根据短路电流对电气设备进行动、热稳定的校验。3）.在选择继电保护装置及进行整定计算时，必须以各种不同类型短路时的短路电流作依据。4.）屋外配电装置时，要按短路条件校验，软导线的相间，相对地安全距离5）.设计接地装置。6）.进行电力系统运行及故障分析等。4.短路计算的一般原则。1.）计算短路电流用于验算电气和导体的开断电流，动稳定和热稳定时，应按本工程的设计规划内容计算。一般应以最大运行方式下的三相短路电流为依据。2）.计算短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行。短路点应选择在短路电流最大地点。3.）导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器的开断电流。一般按三相短路电流验算。5.短路电流实用计算的基本假设。1.）系统正常运行，短路前，三项是对称的。2）.因为短路时，各元件磁路不饱和，也就是各元件的电抗与电流大小无关，因此可用叠加原理。3）.系统中发电机的电动势的相位在短路过程中相等，频率与正常时相同。4）.变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁开放，可以简化变压器等值电路5.）输电线路的分布忽略不计。`-32- 110KV/10KV变电站设计第四章电气主设备的选择一、电气的选择原理：1.应满足正常运行，检修。，短路和过电压情况下要求，并考虑远景发展。2.应按当地环境条件校验.3.应力求技术先进和经济合理。4.与整个工程的建设标准协调一致。5.同类设备应尽量减少品种6选用新品应具有可靠的试验数据，并经正式签订合同合格。在特殊情况下，应选用未鉴定的新产品应经上级批准。7选择高压电气设备，应满足各项电气技术要求。8结构简单体积小，质量轻，便于安装和检修。9在制造厂给定的技术条件下，能长期可靠的运行，有一定的机械寿命。二，高压电器的基本参数的选择。1按额定电压选择，2按最高电压选择3按额定电流选择4按额定开断电流选择5按额定短路关合电流计算6按断流容量选择7按机械负荷选择8按环境温度选择第一节高压断路器的选择和校验高压断路器是变电所主要电气设备之一，其选择的好坏，不但直接影响变电所的正常运行，而且也影响在故障条件下是否能可靠地分断。断路器的选择根据额定电压、额定电流、装置种类、构造型式、开断电流或开断容量各技术参数，并进行动稳定和热稳定的校验。1、断路器种类和型式的选择`-32- 110KV/10KV变电站设计高压断路器应根据断路器安装地点（选择户内式或户外式）、环境和使用技术条件等要求，并考虑其安装调试和运行维护，并经技术经济比较后选择其种类和型式。2、按额定电压选择3、按额定电流选择4、按开断电流和关合电流选择5、动稳定校验6、热稳定校验第二节隔离开关选择隔离开关选择的原则：隔离开关的用途：变电所在有电压无负荷电流的情况下，应用隔离开关分、合电路，达到安全隔离的目的，因此隔离开关是高压电器中应用最多的一种电器。其主要用途为检修和分段隔离，倒换母线，开，合空载电力线路等。一，选用隔离开关的原则，1.隔离开关一般不需要专门的灭弧装置。2.隔离开关在分闸状态下应有足够大的断口，同时不论隔离开关高压接线端电压是否正常，均要满足安全隔离的目的。3.隔离开关在合闸状态下应能承受负荷电流及短路电流。4.在环境方面，户外隔离开关应能承受大气污染并应考虑到温度突变，雨，雾，覆冰等因素的影响。5.在机械结构上，需要考虑引线机械应力，风力，地震力和操作力的联合作用。其中包括隔离开关高压接线端在三个方面的耐受机械力。以及支持绝缘子的机械强度要求，此外，对垂直伸缩式隔离开关，还需提出静触头接触范围的要求。6.隔离开关应具有手动，电动（气动）操动机构，信号及位置指示器与联、闭锁装置等附属装置。7.隔离开关应配备接地开关，以保证线路或其他电气设备检修时的安全。8.应考虑配电装置空间尺寸的要求及引线位置与形式（加空闲或电缆）来选用合适开关。第三节母线的选择一、母线型号的选择。矩形铝母线：`-32- 110KV/10KV变电站设计220kv以下的配电装置中，35kv及以下的配电装置一般都是选用矩形的铝母线，铝母线的允许载流量较铜母线小，但价格便宜，安装，检修简单，连接方便，因此在35kv及以下的配电装置中，首先应选用矩形铝母线。一，母线截面的选择1.一般要求裸导体应根据集体情况，按下列技术调节分别进行选择和校验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.热稳定裸导体尚应按下列使用环境条件校验：1.环境温度2.日照3.风速4.海拔高度2按回路持续工作电流选择—导体回路持续工作电流，单位为A。—相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量单位A。温度25C、导体表面涂漆、无日照、海拔高度1000及以下条件。母线的稳定校验一，动稳定校验母线在发生三相短路时，母线受到的电动力为F=1.76109.81N式中—短路冲击电流，单位A；—沿母线支持绝缘子之间的距离，单位；—相间距离，单位。二，热稳定校验在母线出口发生三相短路时，必须按式校验母线热稳定：=—所须要得最小截面，单位；`-32- 110KV/10KV变电站设计—短路电流稳态值现在近似以三相短路电流有效值计算；—短路电流遐想时间，一般为0.2-0.3秒；C—母线常数。三、母线电晕校验110及其以上的变电所母线均应当地气象条件下晴天不出现全面电晕为控制条件，使导线线安装处最高工做电压小于临界电晕电压。第四节电压互感器选择电压互感器选择的一般原则：一、按技术条件选择电压互感器正常工作条件时，按一次回路电压，二次电压，二次负荷，准确度等级，机械负荷条件选择。电压互感器承受过电压能力。按绝缘水平、泄露爬电比距条件选择。环境条件按环境温度、污秽等级、海拔高度等条件选择，二、形式选择1.10kv配电装置一般采用游侵绝缘结构；在高压开关柜中，可采用树脂浇铸绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。2.35—110kv配电装置一般采用油侵绝缘结构电磁式电压互感器。目前采用电容式电压互感器，实现无油化运行，减少电磁谐振。3.220kv配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。4.按在110kv及以上线路侧的电压互感器，当线路装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。第五节电流互感器的选择选择的电流互感器应满足变电所中电器设备的继电保护、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。一、额定电压的选择选择电流互感器一次回路允许最高工作电压应大于或等于该回路的最高运行电压，既`-32- 110KV/10KV变电站设计式中——电流互感器最高电压，单位。——回路工作电压，几系统称标准电压，单位。二、动稳定的校验电流互感器可按式校验式中：—电流互感器允许通过的最大动稳定电流—系统短路冲击电流三、热稳定校验电流互感器短路时热稳定电流应大于或等于系统短路时的短时热稳定电流。四、形式的选择10kv户内配电装置和成套开关柜中，母线一般选用LMZ型系列的电流互感器，配电柜一般选用LA型，LQJ型，LZJ型，LZZBJ9—12型等电流互感器。第五章配置全所的继电保护电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生或扩大起重大作用。第一节110kv侧进出线及母线的继电保护依据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》分析，对变电所的35~110kV电压母线，在110kV双母线接线情况下应装设专用的母线保护。安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围110kV侧母线上完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流`-32- 110KV/10KV变电站设计主保护110kV侧进出线上接地短路保护发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长零序电流保护发生相间短路时产生很大的不平衡电流动作于跳闸零序电流保护和相间电流保护一样，广泛采用三段式零序电流保护，可以保护线路全长并与相邻线路保护配合第二节10kV侧出线的继电保护安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围10kV侧出线主保护相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长接地短路保护`-32- 110KV/10KV变电站设计发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸后备保护过负荷保护线路产生过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延时作用于信号第三节变压器的继电保护安装地点保护分类保护类型重合闸方式变压器主保护瓦斯保护三相一次重合闸纵联差动保护三相一次重合闸后备保护过电流保护三相一次重合闸零序保护三相一次重合闸过负荷保护三相一次重合闸`-32- 110KV/10KV变电站设计第二部分110KV变电所初步设计计算书第六章短路电流计算一计算的目的和内容1）为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求：2）评价并确定网路方案；3）为继电保护征订和调试提供数据；4）研究限制短路电流的措施；5）分析计算送电线路对通讯设施的影响在电路系统中，短路电流的计算应按照远景规划规划水平考虑，远景规划水平一般按建成5-10年。计算内容为系统在最大运行方式时各枢纽点的三相短路电流。工程设计中，短路电流计算均采用实用计算。所谓计算发是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程求解短路电流的完整表达式。二计算的假设条件1）故障前为空载，即负荷省去不计，只计算电流的故障分量；2）故障前所有电压均等于平均额定电压，其标幺值等于1；3）系统各个元件电阻不计；4）只计算短路电流的基频分量；三各元件参数的计算如下：选取基准电压Ub=115kv，Sb=100MVA,则等值图中各值为：线路Xb=0.4欧每千米，只计算三相短路电流。Xs=（Uk%*Un*Un）/（100Sn）+Xd=（0.105*110*110/100/31.5）+0.13=0.94；Xs1=Xs1*Sb/Sj=0.533*100/56.5=0.94；Uk1%=0.5*(Uk（1-2）%+Uk（1-3）%-Uk(2-3)%)=0.5*（14.5+24-7.5）=15.5；Uk2%=0.5*(Uk（1-2）%+Uk（2-3）%-Uk(1-3)%)=0.5*（14.5+7.5-24）=-1；Uk3%=0.5*(Uk（1-3）%+Uk（2-3）%-Uk(1-2)%)=0.5*（24+7.5-14.5）=8.5Xs2=Uk%*Un*Un/100/Sn=0.155*220*220/100/100=0.7502;X11=X1*L1*Sb/（Ub*Ub）=0.4*30*100/（115*115）=0.09；X12=X1*L2*Sb/（Ub*Ub）=0.4*15*100/（115*115）=0.0045；X13=X1*L3*Sb/（Ub*Ub）=0.4*80*100/（115*115）=0.242；X14=X1*L4*Sb/（Ub*Ub）=0.4*25*100/（115*115）=0.3；主变压器计算：Xt=Uk(%)*Sb/（100*Sn）=10.5*100/（100*31.5）=0.3`-32- 110KV/10KV变电站设计；短路电流的计算分为次暂态电流—短路电流周期分量的有效值和短路冲击电流，前者用于检验断路器开端容量和继电保护的整定热稳定计算，后者用于动稳定的计算。四短路电流的计算步骤（1）短路电流计算的基准值Ub=Uav=115kv；Sb=100MVA;（2）计算各元件参数的标幺值，做出等值电路；（3）进行网络简化，求出电源点与短路点之间的电抗，此电抗称为入端的电抗；（4）求出短路电流标幺值，进而求出短路电流有名值；（5）计算冲击电流有效值。计算结果如下列表：（计算过程见计算书）短路点计算如下短路点次暂态电流有效值（KA）冲击电流幅值(KA)d11.0292.619d20.7872第七章计算各回路最大持续工作电流1、三相变压器回路110KV：=1.05×31500/（×110)=347.2A10KV：=1.05×31500/(×10)=1909.59A2、母联断路器回路110KV：=1.05×31500/(×110)=347.2A3、分段断路器回路10KV：=1.05×31500/(×10)=1909.59A4、馈线回路110KV：=1.05×31500/(×110)=104.98A`-32- 110KV/10KV变电站设计10KV：架空线=/cos=31500/(×10×0.85)=203.78A最大持续工作电流一览表回路名称电压等级计算公式最大持续工作电流三相变压器110KV=1.05=/347.210KV1909.59母联断路器110KV一般为该母线上一组变压器的持续工作电流347.2分段断路器10KV1909.59馈线回路110KV=/cos104.9810KV203.78/144.34第八章高压断路器选择和校验按正常运行条件进行选择，并按各短路点三相短路条件进行校验。一、主变侧断路器校验。1、110kv(LW6—1110/3150—40）额定短路关合电流100KA，峰值耐受电流100KA，短时耐受电流40KA/4S电压：=110KV≤=110KV电流：=347.34A<=3150A开合电流=26.21KA<=40KA动稳定：=66.84KA<=100KA热稳定：=(+10/2+)/12=26.212×4=2747.86`-32- 110KV/10KV变电站设计=×t=402×4=6400<∴所选LW6—110/3150—40型断路器合格10kvZS1型开关柜=12KV=4000A额定短路关合电流125KA，峰值耐受电流125KA，短时耐受电流50KA/4S开断电流50KA两台主变分裂运行：电压=10KV<=12KV电流=1909.59A<=4000A开合电流=33.52KA<=50KA动稳定：=85.46KA<=125KA热稳定：=(+10/2+)/12=33.522×4=4494.36=×t=502×4=10000<两台主变并列运行电压=10KV<=12KV电流=1909.59A<=4000A开合电流=58.75KA>=50KA动稳定：=149.75KA>=125KA热稳定：=(+10/2+)/12=58.752×4=13806.25=×t=502×4=10000>∴所选开关柜不合格=/cos经校验，其所选开关柜的开合电流、动稳定、热稳定均不满足动稳定要求，所以要在两台主变压器10KV母线侧各加装一台电抗器，用来限制短路电流，将冲击电流限制在120KA以内。=120KA则=/Kch=120/×1.8=47.15KA*=×/=47.15××10.5/100=8.574、计算所加电抗器的电抗值：`-32- 110KV/10KV变电站设计*=1/（0.094+×R*）=8.57×R*=0.0235选用×KK—10—2500—4型电抗器动稳定电流128KA短时耐受电流50KA/4S应满足*≥（/I”—’）×100—电抗器百分电抗值—基准电流（A）、基准电压（KV）、—电抗器的额定电流、额定电压.’—以为基准的计算值所选用电抗器前的网络电抗标么值=（/I”—’）×100=（5.5/47.15-0.094）×2500×10.5/(5500×10)×100=0.103=4>0.103*=/100×/×/=4/100×10/×2500×100/=0.08381）计算加入电抗器后的短路电流值：a.ｆ1点短路计算（10KV主变分裂运行）短路电流标么值：*=1/0.2477=4.04短路电流有名值：=*=*/（×）=4.04×100/（×10.5）=22.22KA冲击电流：=√2Kch=×1.8×22.22=56.66KA全电流:="=22.22=33.52KAb点短路电流计算（10KV两台主变并列运行）：短路电流标么值：*=1/0.135=7.41KA短路电流有名值：=*=*/（×）=7.41×100/(×10.5)=40.73KA冲击电流：=Kch=√2×1.8×40.73=103.86KA全电流:=If4"=40.73×=61.5KA`-32- 110KV/10KV变电站设计短路电流一览表短路类型编号标么值基准值=/（KA）有名值冲击电流（KA）全电流（KA）对称三相短路d152.210.526.2166.8439.58d213.161.5620.5352.3631d3未装DK6.0955.5033.5285.4650.61加装D4.045.5022.2256.6633.52d4未装DK10.685.5058.75149.75加装DK7.415.5040.7303.8661.5④电抗器的校验电压=10KV≤=10KV电流=1909.59<=2500A动稳定：分裂=56.66KA<=128KA并列：=103.86KA<=128KA热稳定分裂=(+10/2+)/12=22.222×4=1974.91并列=(+10/2+)/12=40.732×4=6635.73=×t=502×4=10000>电压损失：=××/=4%×1909.59×0.6/2500=0.0180.05=0.05×10=0.5XKK—10—2500—4型的电抗器<0.05`-32- 110KV/10KV变电站设计∴所选XKK—10—2500—4型电抗器合格电抗器选择结果表:计算数据XKK—10—2500—4(KV)10;(KV)10(A)1909.59;(A)2500(KA)分裂56.66(KA)128并列103.86（）分裂1974.91（）10000并列6635.730.0180.05=0.50.1034二、负荷侧断路器校验：10KV（ZS1型开关柜）=12KV=630A=50KA额定短路关合电流125KA，短时耐受电流50KA/4S电压=10KV<=12KV电流=203.78A<=630A开断电流：分裂=22.22KA<=50KA并列=40.73KA<=50KA动稳定：分裂=50.66KA<=125KA并列=103.86KA<=125KA热稳定=(+10/2+)/12=22.222×4=1974.91并列=(+10/2+)/12=40.732×4=6635.73=×t=502×4=10000∴<∴所选ZS1型开关柜型合格110KV、10KV电压等级断路器选择结果如下：电压等级计算结果选择结果110KV主变侧LW6—110/3150—40(KV)110(KV)110(A)347.2(KA)3150（KA)26.21(KA)40`-32- 110KV/10KV变电站设计(KA)66.84(KA)100（）2747.86（）640010KV侧加电抗器与未加电抗器主变侧与负荷侧的对比10KV主变侧ZS1型开关柜(KV)10(KV)12(A)1909.59(KA)4000未加装电抗器（KA)分裂33.52(KA)50并列58.75(KA)分裂85.46(KA)125并列149.75（）分裂4494.36（）10000并列13806.25加装电抗器（KA)分裂22.22(KA)50并列40.73(KA)分裂50.66(KA)125并列103.86（KA2×S）分裂1974.91（KA2×S）10000并列6635.7310KV负荷侧ZS1型开关柜(KV)10(KV)12(A)203.78(KA)630（KA)分裂22.22(KA)50并列40.73(KA)分裂50.66(KA)125并列103.86（）分裂1974.91（）10000并列6635.73第九章隔离开关的选择和校验一、主变侧隔离开关校验1、110KV（GW4—110（D）/2000A）动稳定电流100KA，热稳定电流40KA/4S`-32- 110KV/10KV变电站设计电压=110KV≤=110KV电流=347.2A<=2000A动稳定：=66.84KA<=100KA热稳定：=×t=26.212×4=2747.86==402×4=6400∴<∴所选隔离开关GW4—110（D）/2000合格二、负荷侧隔离开关校验隔离开关选择结果电压等级110KV：GW4—110（D）/2000(KV)110(KV)126(A)413.34(KA)315(KA)66.89(KA)100（）2762.55（）6400第十章母线的选择和校验110KV母线一，主母线选择：（汇流母线只能按最大持续工作电流选择导线截面，软导线不做动稳定校验）按最大持续工作电流选择导线截面S，即≤K=413.34A温度修正系数K===0.88—导体长期发热允许最高温度；：—导体的额定环境温度；—导体的实际温度。—在额定环境温度时导体的允许电流≥/K=413.34/0.88=469.70据此选择导体的型号为：LGJQ—600，其长期允许载流量为1050A；K=0.88×1050=924A>=413.34A热稳定校验≤=(+10/2+)/12=26.282×4=2762.55正常运行时导体温度`-32- 110KV/10KV变电站设计=+—)/=25+（70-25)/=34℃查表得热稳定系数=99导体最小截面=/C=/99=531=413.34A热稳定校验同主母线热稳定校验∴热稳定校验合格10KV母线主母线选择：按最大持续工作电流选择导线截面S，即≤K=1909.59A温度修正系数K===0.88—:导体长期发热允许最高温度—导体的额定环境温度—导体的实际温度—在额定环境温度时导体的允许电流≥/K==2273.38/0.88=2583.39A据此选择导体的型号为：单条100×10矩形铝导体，平放允许电流为2613A，Ks=1.42（）=K=0.88×2613=2299.44A>=1909.59A1：热稳定校验Smin≤S标=(+10/2+)/12=35.872×4=5146.63正常运行时导体温度=+（-)/=25+（70-25)=56.03℃查表得热稳定系数C=87导体最小截面=/=/87`-32- 110KV/10KV变电站设计=982.62135Hz∴=1—动应力系数导体截面系数：查表得=/=0.617×0.008×0.12=13.36×最大应力=1.73×/aw=1.73××=9.1×Pa≤∴所选35KV主母线校验合格主变引线1、按最大持续工作电流选择导线截面S，即≤K=2273.38A温度修正系数K===0.88—导体长期发热允许最高温度；—导体的额定环境温度；—导体的实际温度。—在额定环境温度时导体的允许电流≥/K=2273.38/0.88=2583.39A据此选择导体的型号为：双条100×10矩形铝导体，平放允许电流为2613A，Ks=1.42（）=K=0.88×2613=2299.44A>=2273.38A`-32- 110KV/10KV变电站设计热稳定校验、动稳定校验同主母线热稳定、动稳定校验，校验合格2、按经济电流密度选择查表得经济电流密度=0.85A/导体截面S=/=2273.38/0.85=2674.56据此选择型号为：双条100×10矩形铝导体，平放允许电流为2613A（）=K=0.88×2613=2299.44A>=2273.38A热稳定校验、动稳定校验同主母线热稳定、动稳定校验∴校验合格第十一章电压互感器的选择电压互感器的选择（1）110KV电压互感器，查表选用JCC-110型串级式瓷绝缘电压互感器，系统最高电压126KV，额定绝缘水平200/480KV，额定一次，二次电压比110//0.1//0.1//0.1KV，额定负载150VA/150VA/100VA，准确级0.2/0.5/6P。（2）10KV电压互感器，查表选择JSJW-10型三相五柱式电压互感器，额定变比10000/100，最大容量为400MVA。第十二章电流互感器的选择为防止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，即尽可能不在紧靠母线侧装设电流互感器。所以，母线上不考虑装设电流互感器。一，110KV1、主变侧、母联兼旁路电流互感器=110KV=347.2A所以初选LCWB6—110B型电流互感器额定电流比（2775）~（2600）/5热稳定电流=211~230KA/1s动稳定电流=22.8~276KA1.1.一次回路电压=110KV=110KV1.2.一次回路电流=1200A>=347.2A`-32- 110KV/10KV变电站设计1.1.二次回路电流=5A1.2.准确度等级0.2级1.3.热稳定校验=×t==3600===690.64>满足热稳定要求1.4.动稳定校验=276=152KA>=66.89KA满足动稳定要求.]所以选择LCWB6—110B型电流互感器。2.出线电流互感器=110KV=104.98A所以初选LCWB6—110B型电流互感器2.1.一次回路电压=110KV=110KV2.2.一次回路电流=1200A>=104.98A2.3.热稳定、动稳定校验同上二，10KV1、主变侧、分段电流互感器=10KV=1909.59A所以初选LBJ—10型电流互感器1.1额定电流比2000~6000/51.21S热稳定倍数=501.3动稳定倍数=901.4一次回路电压=10KV=10KV1.5一次回路电流=2500A>=1909.59A1.6二次回路电流=5A1.7准确度等级0.5级1.8热稳定校验===15625===1286.66>满足热稳定要求1.9动稳定校验==2.590=318.15KA=91.31KA>满足动稳定要求.所以选择LBJ—10型电流互感器合格2.出线电流互感器=10KV=203.78A所以初选LBJ-10型电流互感器2.1额定电流比600~800/5`-32- 110KV/10KV变电站设计2.21S热稳定倍数=502.3动稳定倍数=902.4一次回路电压=10KV=10KV2.5一次回路电流=800A>=203.78A2.6二次回路电流=5A2.7准确度等级0.5级2.8热稳定校验===1600===1286.66>满足热稳定要求2.9动稳定校验==0.890=101.81KA=91.31KA>满足动稳定要求.所以选择LBJ-10型电流互感器。第十三章．配置全所的继电保护电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生或扩大起重大作用。第一节110kv侧进出线及母线的继电保护依据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》分析，对变电所的35~110kV电压母线，在110kV双母线接线情况下应装设专用的母线保护。安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围110kV侧母线上完全电流差动保护常用作单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流`-32- 110KV/10KV变电站设计主保护110kV侧进出线上接地短路保护发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长零序电流保护发生相间短路时产生很大的不平衡电流动作于跳闸零序电流保护和相间电流保护一样，广泛采用三段式零序电流保护，可以保护线路全长并与相邻线路保护配合第二节10kV侧出线的继电保护安装地点保护分类保护类型动作条件动作结果故障范围10kV侧出线主保护相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸`-32- 110KV/10KV变电站设计故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长接地短路保护发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行1~2小时，不必立即跳闸后备保护过负荷保护线路产生过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延时作用于信号第四节．变压器的继电保护安装地点保护分类保护类型重合闸方式变压器主保护瓦斯保护三相一次重合闸纵联差动保护三相一次重合闸后备保护过电流保护三相一次重合闸零序保护三相一次重合闸过负荷保护三相一次重合闸`-32- 110KV/10KV变电站设计参考文献[1]西北电力设计院编，电力工程电气设计手册，电力出版社，1995[2]电力系统继电保护原理，宋从矩合编，2000年4月[3]《电力工程电气设计手册电气部分1》下册戈东方水利电力部西北电力设计院1987[4]《高压互感器技术手册》凌子恕中国电力出版社2004[5]《电力工程电气设备手册电气部分1》上册戈东方中国电力出版社1998[6]《电力系统分析》李建华西安交通大学出版社1994`-32-'