35kv變電所設(shè)計說明書

35kv 變電所設(shè)計 1 前 言 . 2 內(nèi)容提要 . 2 35KV變電站電氣一次部分初步設(shè)計 . 3 一、總體分析 . 3 二、負(fù)荷分析 . 4 第一章 變壓器選擇 . 5 一、負(fù)荷計算 . 5 二、主變臺數(shù)、容量和型式的確 定 . 5 三、所用變壓器臺數(shù)、容量和型式的確定 . 6 第二章 電氣主接線設(shè)計 . 7 一、主接線應(yīng)滿足的三項基本要求 . 7 二、 35KV主接線設(shè)計 . 8 三、站用電接線 . 9 第二章 短路電流的計算 . 10 一、計算短路電流的目的 . 11 二、短路類型說明 . 11 三、短路計算數(shù)據(jù)說明 . 11 四、規(guī)定說明 . 11 五、短路計算點的選擇 . 11 六、短路計算方法 . 12 第四章 主要電氣設(shè)備的選擇 . 12 一、一般原則 . 12 二、技術(shù)條件 . 12 三、環(huán)境條件 . 13 四、環(huán)境保護(hù) . 13 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 . 14 一、參數(shù)選擇 . 14 二、型式選擇 . 14 三、關(guān)于開關(guān)能力的幾個問題 . 15 第二節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 . 16 一、隔離開關(guān)的配置： . 16 二、型式選擇 . 17 三、操作機構(gòu)選擇 . 17 四、機械荷載 . 17 五、關(guān)于開斷小電流 . 17 第三節(jié) 母線的選擇 . 18 一、硬導(dǎo)體的選擇 . 18 二、常用導(dǎo)體形式 . 19 三、導(dǎo)體截面的選擇和校驗 . 20 第四節(jié) 避雷器的選擇 . 21 一、直擊雷的過電壓保護(hù)： . 21 二、雷電侵入波的過電壓保護(hù) . 21 三、避雷器的配置： . 22 第五節(jié) 電流互感器的配置和選擇 . 22 35kv 變電所設(shè)計 2 一、 電流互感器的配置原則： . 22 二、電流互感器的選擇 . 22 第六節(jié) 電壓互感器的配置和選擇 . 25 一 、 電壓互感器的配置原則： . 25 二、電壓互感器的選擇 . 25 第七節(jié) 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 . 28 一、斷路器選擇結(jié)果 . 28 二、隔離開關(guān)選擇結(jié)果 . 29 三、電壓互感器選擇結(jié)果 . 29 四、電流互感器選擇結(jié)果 . 30 五、母線選擇結(jié)果 . 30 六、 避雷器選擇結(jié)果 . 30 第五章 配電裝置設(shè)計 . 30 一、總的原則 . 31 二、設(shè)計要求 . 31 三、分類及特點 . 32 四、配電裝置的型式選擇 . 32 五、布置及安裝設(shè)計的具體要求 . 32 小 結(jié) . 35 參考文獻(xiàn) : . 36 前 言 畢業(yè)設(shè)計是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)教學(xué)計劃中的很重要的環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計的目的是通過變電站設(shè)計，綜合運用所學(xué)知識，貫徹執(zhí)行我國電力工業(yè)有關(guān)方針政策，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決電力工程設(shè)計問題的能力，為今后的實際工 作奠定堅實的基礎(chǔ)。 通過本次設(shè)計，培養(yǎng)了自己查找、閱讀有關(guān)資料，以及分析和運用這些資料解決工程中實際問題的能力，并且培養(yǎng)了自己繪圖、計算、編寫工程報告等技巧。 內(nèi)容提要 本次設(shè)計的主要任務(wù)是 35KV 變電站一次部分初步設(shè)計，分為兩部分： 第一部分是設(shè)計說明書，主要有變電站資料總體分析、電氣主接35kv 變電所設(shè)計 3 線設(shè)計、變壓器選擇、短路電流計算、主要電氣設(shè)備選擇、配電裝置設(shè)計，變電站的防雷設(shè)計； 第二部分是設(shè)計計算書，主要有短路電流計算書，主要電器選擇計算書：高壓斷路器的選擇計算，隔離開關(guān)的選擇計算，母線的 選擇計算，電壓互感器的選擇計算，電流互感器的計算。 本次設(shè)計得到了老師的耐心輔導(dǎo)和幫助，在此表示感謝 ,由于水平有限 ,請老師在閱后指正。 35KV 變電站電氣一次部分初步設(shè)計 總 則 本設(shè)計根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書擬訂的任務(wù)進(jìn)行設(shè)計。本設(shè)計依據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)程，參照“任務(wù)書”及設(shè)計手冊等有關(guān)資料，通過對該變電站性質(zhì)，規(guī)模以及在系統(tǒng)中的地位等總體分析，進(jìn)行合理的設(shè)計。正確的設(shè)計主接線，合理地選擇主變壓器和其它電器設(shè)備，努力使本設(shè)計達(dá)到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的目的。 一、總體分析 變電所的基本情況 （ 1）系統(tǒng)接線圖（見附圖 ） 35kv 變電所設(shè)計 4 （ 2）如圖所示，本變電所通過一條 15KM 長的線路，在系統(tǒng)變電所 A 的 35KV 母線 上與系統(tǒng)連接。系統(tǒng)變電所 A 內(nèi)有兩臺 SFSLZ120000/110 變壓器，其短路電壓百分?jǐn)?shù)為 Ud%=10.5%. （ 3）圖中系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng)，其電抗按零計。 （ 4）本變電所有 8 條 10KV 出線給用戶供電，每條線路輸送容量為 800KW。 10KV母線的功率因數(shù)經(jīng)補償后為 cos =0.9. （ 5）本變電所的最高環(huán)境溫度為 40 度。 二、負(fù)荷分析 負(fù)荷分析是變電站全面分析的基礎(chǔ)工作，對于確定變電站的布局位置，主接線的設(shè)計起著決定性的作用，直接影響到變電站的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能。 （ 1） 35KV 電壓級： 35KV 側(cè)進(jìn)線 1 條， 35KV 與電力系統(tǒng)連接，接受系統(tǒng)輸送的功率； （ 2） 10KV 電壓級：架空線 8 回，可能出現(xiàn)的最大總負(fù)荷為7.111MVA； 35kv 變電所設(shè)計 5 （ 3）站用電負(fù)荷：按主變壓器容量的（ 0.5-1.0） %，選擇所用變壓器總負(fù)荷為 50KW。 經(jīng)過對原始 資料的分析，所設(shè)計的變電站為終端小型變電站，向該地區(qū) 10KV電壓等級供電。其總負(fù)荷為 7.111MVA，而系統(tǒng)總?cè)萘繛闊o限大容量系統(tǒng)。如果該站停電也只會影響本地區(qū)的供電，不會給系統(tǒng)帶來大的危害。 35KV 級的接線為電源進(jìn)線，所以供電可靠性一定要保證，這直接影響本所供電的需要； 10KV 電壓級出線 8 回，回路較多，所以在保證可靠性的前提下，要著重考慮接線的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。 第一章 變壓器選擇 一、負(fù)荷計算 10KV 電壓級可 能出現(xiàn)的最大總負(fù)荷為 7.111MVA；站用電負(fù)荷總負(fù)荷為 50KW。 二、主變臺數(shù)、容量和型式的確 定 1.主變壓器選擇的有關(guān)規(guī)定及原則： 正確合理地選擇主變臺數(shù)、容量和類型是變電站主接線設(shè)計的一個主要問題，容量過大不經(jīng)濟(jì)，若太小會封鎖負(fù)荷。 主變壓器臺數(shù)的確定要求：根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范，為了保證供電可靠性，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。故選用兩臺主變壓器。 主變壓器容量的確定要求： 1 主變壓器容量一般按變電站建成后510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)荷 發(fā)展。 2 根據(jù)變電站帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器容量。對于有重要35kv 變電所設(shè)計 6 負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，有余變壓器容量在設(shè)計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電站，當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量就能保證 全部負(fù)荷的 70%-80%。 2.本設(shè)計主變壓器選擇 待設(shè)變電所 10 KV 側(cè)的最大負(fù)荷為 7.111MVA。按照主變壓器容量的確定原則，單臺主變壓器容量應(yīng)大于 5000KVA. 故主變壓器選擇如下： 型號： SL7-5000/35 額定容量： 5000KVA 額定電壓高壓： 35 2 2.5% 額定電壓低壓： 10.5kv 連接 組 別 ： YN,d11 空載損耗： 6750kw 短路損耗： 36700kw 空載電流： 0.9 阻抗電壓： 7 三、所用變壓器臺數(shù)、容量和型式的確定 站用變壓器容量的選擇原則要求：站用變壓器的容量應(yīng)能滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負(fù)荷之用。本站站用電源由一臺 S9-50變壓器提供，接與 35KV 母線上， 10KV 配電室，通訊室采用日光照明燈，控制室采用日光燈和白幟燈混合照明，電容35kv 變電所設(shè)計 7 器室采用防爆燈照明，屋外采用高壓水銀燈照 明。 故 所用 變壓器選擇如下： 型號： S9-50/35 額定容量： 50KVA 額定電壓高壓： 35kv 額定電壓低壓： 0.4kv 連接 組 別 ： Y, yn0 空載損耗： 250kw 短路損耗： 1180kw 空載電流： 2.0 阻抗電壓： 6.5 第二章 電氣主接線設(shè)計 電力主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和靈活經(jīng)濟(jì)運行，以及對變電站電器設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有著密切的關(guān)系。它的設(shè)計好壞不僅影響到電力系統(tǒng)和變電站本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生活。 一、主接線應(yīng)滿足的三項基 本要求 （一）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個要求。 （二）靈活性 35kv 變電所設(shè)計 8 主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性。 （三）經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 1、投資省：主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護(hù)要求。 2、占地面積小：主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造條 件，盡量使占地面積減少。 3、電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 4、此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電站接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。 二、 35KV 主接線設(shè)計 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔 離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供電。 35kv 變電所設(shè)計 9 適用范圍：一般適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的 35-63KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3回。 方案 II：采用單母線分段接線 優(yōu)點： 1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 2）當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點： 1）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越。 3）擴(kuò)建時需向兩 個方向均衡擴(kuò)建。 適用范圍： 35-63KV配電裝置的出線回路數(shù)為 4-8 回時。 經(jīng)過以上論證，決定采用單母線分段接線。 三、站用電接線 變電所的主要所用負(fù)荷是變壓器有載調(diào)壓裝置、直流系統(tǒng)中的充放電裝置和整流裝置以及采暖、通風(fēng)、照明、供水等負(fù)荷，這些負(fù)荷容量都不太大，因此變電所的所用電壓只需 0.4KV 一級，采用動力與照明混合供電方式。 變電所所用電屬于確保供電負(fù)荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： 對于容量在 60MVA 及以上或樞紐變電所采用兩臺所用變供電。 兩臺所用變分別接至變電所最低一級電壓母線或獨立電源 上，35kv 變電所設(shè)計 10 并裝設(shè)備用電源自接裝置。 對于采用復(fù)式整流、電容儲能等整流電源代替蓄電池時，其交流供電電源由兩種不同電壓等級取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 能可靠地利用所外 380V 電源備用時，需 2 臺所變的變電所可裝一臺所變。 采用強迫油循環(huán)水冷卻主變或調(diào)相機，變電所裝設(shè)兩臺所用變。 對于 3 10kV 有旁路母線且變電所只有一臺所用變壓器時，該變壓器與旁路斷路器分別接至兩段母線上。 對無人值班的變電所，一般采用兩臺能夠自動接入的所用變。 對中小型變電所及有人值班的變電所，一般采用一臺所用變，其容量一般為 20kVA。 第二章 短路電流的計算 基本假定：短路電流實用計算中，采用以下假設(shè)條件和原則： （ 1） 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行 ； （ 2） 所有電源的電動勢相位角相同 ； （ 3） 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運行，其中 50%負(fù)荷接在高壓母線上， 50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè) ； （ 4） 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 ； （ 5） 考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流 ； （ 6） 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計 ； （ 7） 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范35kv 變電所設(shè)計 11 圍 ； 一、計算短路電流的目的 計算短路電流的目的主要是為了選 擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施；為繼電保護(hù)設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。 二、短路類型說明 本設(shè)計短路類型采用三相短路 三、短路計算數(shù)據(jù)說明 Ich1:沖擊電流有效值 Ich1:沖擊電流瞬時值 If:短路電流周期分量 I :次暫態(tài)短路電流的有效值 四、規(guī)定說明 a 驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流時，所有的短路電流應(yīng)按本設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景規(guī)劃。 b 確定短路 電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式選擇。 五、短路計算點的選擇 在正常接線方式時，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點，選為短路計算點。本設(shè)計選擇兩個短路計算點，分別在 35KV母線上、 10KV母線上。系統(tǒng)等值電路圖如下圖所示 : 35kv 變電所設(shè)計 12 六、短路計算方法 本設(shè)計利用分布系數(shù)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求出轉(zhuǎn)移電抗 ,再求出相應(yīng)的計算電抗，分別查汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表 ,求出各時電流的標(biāo)幺值 ,并化成有名值。 計算時取 SB=100MVA、 基準(zhǔn)電壓 VB=Vav 第四章 主要電氣設(shè)備的選擇 電器選擇的一般要求有以下幾點： 一、一般原則 （ 1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； （ 2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗； （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； （ 4）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； （ 5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 （ 6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn) 。 二、技術(shù)條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。各種高壓電器的一般技術(shù)條件如下表示。 各種高壓電 器的一般技術(shù)條件 35kv 變電所設(shè)計 13 序號 電器名稱 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 機械負(fù)荷（ N） 額定開斷電流（ kA） 短路穩(wěn)定性 絕緣水平 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 1 高壓斷路器 2 隔離開關(guān) 3 電壓互感器 4 電流互感器 5 避雷器 （一）長期工作條件 電壓、電流、機械荷載 （二）短路穩(wěn)定條件 熱穩(wěn)定條件、動穩(wěn)定條件 （三）絕緣水平 三、環(huán)境條件 溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、濕 度、污穢、海拔、地震 四、環(huán)境保護(hù) 電磁干擾、噪音 35kv 變電所設(shè)計 14 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 一、參數(shù)選擇 斷路器及其操動機構(gòu)應(yīng)按表所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 斷路器參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 電壓、電流、頻率、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時間 承受過電壓能力 對地和斷口間的絕緣水平、泄漏比距 操作性能 開斷電流、短路關(guān)合電流、操作循環(huán)、操作次數(shù)、操作相數(shù)、分合閘時間及同期性、對過電壓的限制、某些特需的開斷電流、操動機構(gòu) 環(huán)境條件 環(huán)境 環(huán)境溫度、日溫差、最大風(fēng)速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 環(huán)境保護(hù) 噪音、電磁干擾 二、型式選擇 斷路器型式的選擇，除應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。選擇原則如下表所示。 35kv 變電所設(shè)計 15 斷路器的選型 安裝使用場所 可選擇的主要型式 需注意的技術(shù)特點 配電裝置 35kV 及以下 六氟化硫斷路器 用量大，注意經(jīng)濟(jì)實用性，多用于屋內(nèi)或成套高壓開關(guān)柜內(nèi)，采用多油老型號斷路器需注意產(chǎn)品質(zhì)量和重合閘影響。電纜線路開斷應(yīng)無重燃 真空斷路器 多油斷路器 三、關(guān)于開關(guān)能力的幾個問題 在校核斷路器的斷流能力時，應(yīng)用開斷電流代替斷流容量。一般取斷路器實際開斷時間的短路電流作為校驗條件。 考慮到可靠性、經(jīng)濟(jì)性，方便運行維護(hù)和實現(xiàn)變電站設(shè)備的無油化目標(biāo)， 35kV 側(cè)采用六氟化硫斷路器、 10kV 側(cè)采用真空斷路器。斷路器規(guī)范的選擇按照電力工程設(shè)計手冊（ 1 冊）第 259 頁的表 4-6確定。 項目 按 工 作電 壓 選擇 按工作電流選擇 按額定開斷電流或斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按 熱 穩(wěn) 定校驗 斷路器 Ue Ug Ie Ig.maxIdn Idt 或 Sdn Sdt Igf Ich It2t I 2tj 35kv 變電所設(shè)計 16 第二節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 一、隔離開關(guān)的配置： 1、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。 2、斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時隔離電源。 隔離開關(guān)及其操作機構(gòu)應(yīng)按表中所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 隔離開關(guān)參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 術(shù)技術(shù)條件 正常工作條件 電壓、電流、頻率、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流 和持續(xù)時間 承受過電壓能力 對地和端口間的絕緣水平、泄漏比距 操作性能 分合小電流、旁路電流和母線環(huán)流、單柱式隔離開關(guān)的接觸區(qū)、操作機構(gòu) 環(huán)環(huán)境條件 環(huán)境 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、覆冰厚度、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 環(huán)境保護(hù) 電磁干擾 35kv 變電所設(shè)計 17 二、型式選擇 隔離開關(guān)的型式，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 三、操作機構(gòu)選擇 1、屋內(nèi)式 8000A 以下隔離開關(guān)一般采用手動操作機構(gòu)； 8000A 及以上，宜采用電動機構(gòu)。 2、屋外式 220kV 及以下隔離開關(guān)和接地刀閘 一般采用手動操作機構(gòu)。 四、機械荷載 機械荷載應(yīng)考慮母線（或引下線）的自重、張力、風(fēng)力和冰雪等施加于接線端的最大水平靜拉力。當(dāng)引下線采用軟導(dǎo)線時，接線端機械荷載不需再計入短路電流產(chǎn)生的電動力。但對采用硬導(dǎo)體分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑空心導(dǎo)線的設(shè)備間連線，則應(yīng)考慮短路電動力。 五、關(guān)于開斷小電流 選用的隔離開關(guān)應(yīng)具有一定的切合電感、電容性小電流的能力，并應(yīng)能可靠切斷斷路器的旁路電流及母線環(huán)流。 對于 35kV 及以上隔離開關(guān)的接地閘刀，應(yīng)根據(jù)起安裝處的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗。接地閘刀允許通過的熱穩(wěn)定電流，不一定與主閘刀的 額定熱穩(wěn)定電流相同 。 隔離開關(guān)型式的選擇，除應(yīng)滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，應(yīng)根據(jù)配電裝置特點和使用要求等因素，進(jìn)行綜合技術(shù)比較后確定。隔離開關(guān)規(guī)范的選擇按照下表確定 35kV 隔離開關(guān)。 35kv 變電所設(shè)計 18 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 隔離開 關(guān) Ue Ug Ie I g.max Igf Ich It2t I 2tj 第三節(jié) 母線的選擇 一、硬導(dǎo)體的選擇 （一）導(dǎo)體選型 載流導(dǎo)體一般使 用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導(dǎo)體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導(dǎo)體強度稍低， 110kV 及以上配電裝置敞露布置時不宜采用。 鋁合金導(dǎo)體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管形。鋁錳合金導(dǎo)體載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金導(dǎo)體機械強度大，但載流量小，主要缺點是焊接困難，因此使用受到限制。 （二）導(dǎo)體型式及適用范圍 1、導(dǎo)體形狀應(yīng)滿足的要求 導(dǎo)體除滿足工作電流、機械強度和電暈要求外，導(dǎo)體形狀還應(yīng)滿足下列要求： （ 1）電流分布均勻（即集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低） （ 2）機械強度高 （ 3）散熱良好（與導(dǎo)體放置方式和形狀有關(guān)） （ 4）有利于提高電暈起始電壓 （ 5）安裝、檢修簡單，連接方便。 35kv 變電所設(shè)計 19 二、常用導(dǎo)體形式 我國目前常用的硬導(dǎo)體型式有矩形、槽形和管形等。 1. 矩形導(dǎo)體 單片矩形導(dǎo)體具有集膚效應(yīng)系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點，一般適用于工作電流 2000A的回路中。 多片矩形導(dǎo)體集膚效應(yīng)系數(shù)比單片導(dǎo)體的大，所以附加損耗增大。因此載流量不是隨導(dǎo)體片數(shù)增加而成倍增加的，尤其是每相超過三片以上時，導(dǎo)體的集膚效應(yīng)系數(shù)顯著增大。在工程實用中多片矩形導(dǎo)體適用于工作電流 I 4000A 的回路中。當(dāng)工 作電流為 4000A以上時，導(dǎo)體則應(yīng)選用有利于交流電流分布的槽形或圓管形的成型導(dǎo)體。 2. 槽形導(dǎo)體 槽形導(dǎo)體的電流分布比較均勻，與同截面的矩形導(dǎo)體相比，其優(yōu)點是散熱條件好、機械強度高、安裝也比較方便。尤其是在垂直方向開有通風(fēng)孔的雙槽形導(dǎo)體比不開孔的方管形導(dǎo)體的載流能力約大9%-10%；比同截面的矩形導(dǎo)體載流能力約大 35%。因此在回路持續(xù)工作電流為 4000A-8000A 時，一般可選用雙槽形導(dǎo)體，大于上述電流值時，由于會引起鋼結(jié)構(gòu)嚴(yán)重發(fā)熱，故不推薦使用。 3. 管形導(dǎo)體 管形導(dǎo)體是空心導(dǎo)體，集膚效應(yīng)系數(shù)小，且有利于提高電暈 的起始電壓。戶外配電裝置使用管形導(dǎo)體，具有占地面積小、架構(gòu)簡明、布置清晰等優(yōu)點。但導(dǎo)體與設(shè)備端子連接較復(fù)雜，用于戶外時易產(chǎn)生微風(fēng)振動。 35kv 變電所設(shè)計 20 經(jīng)過比較，確定本設(shè)計可選用單條，矩形硬鋁母線。 三、導(dǎo)體截面的選擇和校驗 1、一般要求 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇或校驗 （ 1）工作電流 （ 2）經(jīng)濟(jì)電流密度 （ 3）電暈 （ 4）動穩(wěn)定或機械強度 （ 5）熱穩(wěn)定 裸導(dǎo)體應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗 （ 1）環(huán)境溫度 （ 2）日照 （ 3）風(fēng)速 （ 4）海拔高度 2、按回路持續(xù)工作電流選擇 3、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 除 配電裝置的匯流母線外，對于全面負(fù)荷利用小時數(shù)較大，母線較長（長度超過 20m），傳輸容量較大的回路，均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面。 4、導(dǎo)體截面的校驗 （ 1）按短路熱穩(wěn)定校驗 （ 2）按短路動穩(wěn)定校驗：導(dǎo)體短路時產(chǎn)生的機械應(yīng)力一般均按三相短路驗算。 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 隔離開關(guān) Ixu Imax.g xu Smin S 35kv 變電所設(shè)計 21 第四節(jié) 避雷器 的選擇 避雷針、避雷器是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護(hù)直擊雷過電壓的主要措施。變電所借助 屋外配電裝置架構(gòu)上的避雷針和獨立避雷針共同組成的保護(hù)網(wǎng)來實現(xiàn)，主控制室和屋內(nèi)配電要采用屋頂上的避雷帶。 一、直擊雷的過電壓保護(hù)： 裝設(shè)獨立避雷針，為防止雷直擊變電設(shè)備及其架構(gòu)、電工建筑物，其沖擊接地電阻不宜超過 10 歐，為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構(gòu)之間的空氣中的距離 SK不宜小于 5m，獨立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離 Sd應(yīng)大于 3m。 35kV、 ll0kV 配電裝置：在架構(gòu)上裝設(shè)獨立避雷針，將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接地。 主變壓器裝設(shè)獨立避雷針 各電壓等級母線橋：裝設(shè)獨立避雷針 。 主控制樓：屋內(nèi)配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 二、雷電侵入波的過電壓保護(hù) 對入侵波防護(hù)的主要措施： 變電所內(nèi)必須裝設(shè)避雷器以限制雷電波入侵時的過電壓，在ll0kV、 35kV靠近變電所 l-2kM 的進(jìn)線上架設(shè)避雷線，其耐雷水平分別不應(yīng)低于 30kA 和 75kA 保護(hù)角在 25和 30范圍內(nèi)，沖擊接地電阻在l0左右，以保證大多數(shù)雷電波只在此線段外出現(xiàn)，即設(shè)置進(jìn)線段保護(hù)。對于三繞組變壓器，應(yīng)在低壓側(cè)任一相繞組對地加裝一個避雷器，35kv 變電所設(shè)計 22 對于變壓器中性點保護(hù)，因中性點為直接接地，變壓器為分級絕緣。其絕緣水平為 35kV等級，需在中性點上裝避雷器。 三、避雷器的配置： (1)進(jìn)出線設(shè)備外側(cè)； (2)所有母線上； (3)變壓器高壓側(cè)，盡量靠近變壓器； (4)變壓器低壓側(cè)為時，只裝在 B相； (5)主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設(shè)； 第五節(jié) 電流互感器的配置和選擇 一、 電流互感器的配置原則： 為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，變壓器、饋出線、電容器等上配置電流互感器。該站屬于中性點非直接接地系統(tǒng)，按兩相或三相配置。 二、電流互感器的選擇 （一）參數(shù)選擇 電流互感器應(yīng)按表中所列技術(shù)條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 電流 互感器的參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 35kv 變電所設(shè)計 23 技技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次回路電流、二次側(cè)負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級、暫態(tài)特性、二次級數(shù)量、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過電壓能力 絕緣水平、泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 （二）型式選擇 用于 35KV 及以下電路的電流互感器，通常采用戶內(nèi)式的，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況， 過去多 采用瓷絕緣結(jié)構(gòu) ,現(xiàn)在多采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。一般常用的型式有： 1.安裝在低壓配電屏和配電設(shè)備中的有： LQ 線圈式， LM母線式； 2. 6 20kV屋內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中的有： LD 單匝貫穿式，LF復(fù)匝貫穿式； 35KV 及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，常用 L（ C）系列。樹脂澆注絕緣的 LZ 系列只適用于 35kV 屋內(nèi)配電裝置。在有條件時，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資、減少占地。 選用母線式電流互感器時，應(yīng)注意校核窗口允許穿過的母線尺寸。 測量儀表與繼電保護(hù)共用一個互感器時，一般應(yīng)選用具有兩個二次繞組的電流互感器，以分別滿足各自的需要。 35kv 變電所設(shè)計 24 （三）一次 額定電流選擇 當(dāng)電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大 1/3 左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負(fù)荷時使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽?電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的 1/3 進(jìn)行選擇。 中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統(tǒng)的小得多。為保證保護(hù)裝置可靠動作，應(yīng)按二次電流及保護(hù)靈敏度來校驗零序電流互感器的變比。 （四）短路穩(wěn)定校驗 1.動穩(wěn)定校驗是對產(chǎn)品本 身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行校驗，對于母線從窗口穿過且無固定板的電流互感器（ LMZ 型）可不校驗動穩(wěn)定。 2.熱穩(wěn)定校驗則是校驗電流互感器承受短路電流發(fā)熱的能力。 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 電流互感器 Ue Ug Ie I g.max 2 I1eKd ich (I1eKt)2 I 2tj 35kv 變電所設(shè)計 25 3.提高短路穩(wěn)定度的措施 當(dāng)動、熱 穩(wěn)定不夠時，例如有時由于回路中的工作電流較小，互感器按工作電流選擇后不能滿足系統(tǒng)短路時的動、熱穩(wěn)定要求，則可選擇額定電流較大的電流互感器，增大變流比。 4.關(guān)于準(zhǔn)確度和暫態(tài)特性 電流互感器的準(zhǔn)確等級，同樣取決于二次負(fù)荷要求。用于連接電力變壓器，自用電及出線等電路的電度表及其它用于計算電費的電度表的互感器，其準(zhǔn)確等級應(yīng)為 0.5 級；用于電流電壓測量的，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于 1 級，非重要回路可使用 3級。 用于繼電保護(hù)的電流互感器，應(yīng)用“ D”（或“ B”）級，同時按校驗額定 10%倍數(shù)，以保證過電流時的誤差不超過規(guī)定值。 第六節(jié) 電壓互感器的配置和選擇 一 、 電壓互感器的配置原則： 1、母線 除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。 2、線路 35KV 及以上輸電線路，當(dāng)對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。 3、變壓器 變壓器低壓側(cè)有時為了繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。 二、電壓互感器的選擇 （一）參數(shù)選擇 電壓互感器按下表中所列技術(shù)條件選擇，并按表中環(huán)境條件校驗。 35kv 變電所設(shè)計 26 電壓互感器參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 技技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級、機械荷載 承受過電壓能力 絕緣水平、泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 （二）型式選擇 通常， 35KV 及以上的電壓互感器采用戶外式的；而 35KV及以下的電壓互感器采用戶內(nèi)式的。 35KV 及以上的多選用串級式結(jié)構(gòu)或電容分壓式電壓互感器； 35KV 及以下的可采用油浸式結(jié)構(gòu)或澆注式結(jié)構(gòu)。 1、 6 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)；在高壓開關(guān)柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時，一般采用三相 五柱電壓互感器。 2、 35-110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。（三）接線方式選擇 在滿足二次電壓和負(fù)荷要求的條件下，電壓互感器應(yīng)盡量采用簡單接線。 本設(shè)計為初步設(shè)計，可不計算其二次負(fù)荷。 當(dāng)需要測量線電壓和相電壓，還需監(jiān)視電網(wǎng)絕緣狀況時， 35KV 及以下的可選用三相五柱式電壓互感器，也可選用三只單相電壓互感器，35kv 變電所設(shè)計 27 互感器需帶有附加二次繞組，接成 y0 y0 接線。 35KV 及以上通常選用三只單相電壓互感器，接成 y0 y0 接線。 （四）電壓選擇 電壓互感器的額定電壓按表中數(shù)據(jù)選擇。 附加二次繞 組的額定電壓與中性點運行方式有關(guān)，本設(shè)計應(yīng)取為100/3(伏 )。 電壓互感器的額定電壓選擇 型式 一次電壓（ V） 二次電壓（ V） 第三繞組電壓（ V） 單相 接于一次線電壓上（如 V/V接法） Ux 100 接于一次相電壓上 Ux3 1003 中性點非直接接地系統(tǒng) 100/3、 100 3 中性點直接接地系統(tǒng) 三相 Ux 100 100/3 其中， Ux 系統(tǒng)額定電壓 35kv 變電所設(shè)計 28 （五）準(zhǔn)確度及二次負(fù)荷 電壓互感器的準(zhǔn)確等級取決于二次儀表或繼電保護(hù)的要求。 用于電度計量，準(zhǔn)確度不應(yīng)低于 0.5 級；用于電壓測量，不應(yīng)低于 1 級；用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于 3級。本設(shè)計選取的等級為 0.5級。 （六）鐵磁諧振特性和防諧措施 電磁式電壓互感器安裝在中性點非直接接地系統(tǒng)中，且當(dāng)系統(tǒng)運行狀態(tài)發(fā)生突變時，有可能發(fā)生并聯(lián)諧振。為防止此類型鐵磁諧振發(fā)生，可在電壓互感器上裝設(shè)消諧器，亦可在開口三角端子上接入電阻或白幟燈泡。 短路電流不通過電壓互感器，故不需校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 項目 按工作電壓選 擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按 動 穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 電 流 互感器 Ule Ug 第七節(jié) 各主要電氣設(shè)備選擇結(jié)果一覽表 一、斷路器選擇結(jié)果 電壓 等級 （ KV） 型號 額定 電壓 （ KV） 最高工作電壓 （ KV） 額定電流 （ A） 動穩(wěn)定電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（ KA） 35kv 變電所設(shè)計 29 35 LN2-35 I 35 40.5 1250 40 16 10 ZN9-10 10 11.5 1250 63 25 二、隔離開關(guān)選擇結(jié)果 電壓等級（ KV） 型號 額 定 電壓（ KV） 額 定 電流（ A） 動 穩(wěn) 定電流（ KA） 熱 穩(wěn) 定電流（ KA） 35 CN19-35/630 35 630 50 20 10 CN19-10/1250 10 1250 100 40 三 、電壓互感器選擇結(jié)果 電壓等級 型號 額 定一 次 電 壓（ V） 額 定二 次 電 壓（ V） 二次繞組準(zhǔn)確級及 相應(yīng)的額定容量 （ VA） 二次繞組極限容量（ VA） 0.2級 0.5級 1 級 35 JDZ- 35 35000 100 45 100 200 10 JSJB-10 10000 100 120 200 960 35kv 變電所設(shè)計 30 四、電流互感器選擇結(jié)果 電壓等級 型號 額 定一 次電流（ A） 準(zhǔn) 確 級 及 相 應(yīng) 的 額 定 輸 出 （ VA） 熱 穩(wěn) 定電流（ KA） 動穩(wěn)定電流（ KA） 0.2 級 0.5 級 35 LCZ- 35 600 30 50 65 Ie 141 Ie 10 LDJ- 10(Q) 1250 20 30 80 Ie 130 Ie 五 、 母線 選擇結(jié)果 安裝地點 母線 型號 母線類型 截面面積（ mm） 2 允許載 流量 （ A） 10KV主 母線 LMY-80*6 單條矩形 硬鋁母線 h80 b6 947 六 、 避雷器 選擇結(jié)果 型號 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓 避雷器額定電壓 工頻放電電壓 (有效值 ,KV) 1.2/50 s 沖擊放電電壓 (峰值 ,KV) (有效值 ,KV) 不小于 不大于 不大于 FCZ3-35L 35 46 78 90 134 FZ2-10 10 12.7 26 31 45 第五章 配電裝置設(shè)計 配電裝置是按主接線要求由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測量儀表、母35kv 變電所設(shè)計 31 線和必要的輔助設(shè)備等組成。它的主要作用是：接受電 能，并把電能分配給用戶。 一、總的原則 高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運行可靠、維護(hù)方便。 配電裝置是變電所的重要組成部分，配電裝置形式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運行、檢修和安裝要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確定。為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運行，配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求： 1節(jié)約用地； 2運行安全和操作、巡視方便； 3便于檢修和安裝； 4節(jié)約三材、降低造價； 二、設(shè)計要求 1滿足安全凈距要求； 2施工、運行和檢修的要求； 3噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施； 4靜電感應(yīng)的場強水平和限制措施； 5電暈無線電干擾的特性和控制。 35kv 變電所設(shè)計 32 三、分類及特點 按電氣設(shè)備安裝地點不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式和屋外式。按其組裝方式又可分為，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。 屋內(nèi)式配電裝置的特點：占地面積小；不受氣候影響；外界污穢空氣對電氣 設(shè)備影響小；房屋建筑投資大。 屋外式配電裝置的特點：土建量和費用小，建設(shè)周期短；擴(kuò)建方便；相鄰設(shè)備間距較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界氣候影響，設(shè)備運行條件差；外界氣象變化影響設(shè)備的維修和操作。 四、配電裝置的型式選擇 大中型變電所中 35 千伏及以下的配電裝置，多采用屋內(nèi)配電裝置；110 千伏及以上多為屋外配電裝置。在特殊情況下，如當(dāng)大氣中含有腐蝕性氣體或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)的 35 110 千伏也可采用屋內(nèi)配電裝置。 10kV 配電裝置一般均為屋內(nèi)布置。當(dāng)出線不帶電抗器時，一般采用成套開關(guān)柜布置； 當(dāng)出線帶電抗器時，一般采用三層或兩層裝配式布置或兩層裝配與成套混合式布置。 綜上所述，為了縮小占地面積，減少設(shè)計和安裝工作量，便于擴(kuò)建和檢修維護(hù)等，本變電所設(shè)計 10KV部分 可考慮采用 屋內(nèi) 式成套高壓配電裝置。 五、布置及安裝設(shè)計的具體要求 1、屋內(nèi)配電裝置部分 1）相鄰間隔均為架空出線時，必須考慮當(dāng)一回帶電、另一回檢修35kv 變電所設(shè)計 33 時的安全措施，如將出線懸掛點偏移，兩回出線間加隔板等。 2）隔離開關(guān)操動機構(gòu)的安裝高度，搖式一般為 0.9m，上臂板式一般為 1.05m。 3）隔離開關(guān)傳動系統(tǒng)的設(shè)計，必須防止出現(xiàn)操作死點。 4）安 裝帶放油閥的油浸式電壓互感器的基礎(chǔ)，要求高出地面不小于 0.1m，以便于放油取樣。 5）矩形母線的布線應(yīng)盡量減少母線的彎曲，尤其是多片母線的立彎。 2、運行要求 1）各級電壓配電裝置之間，以及它們和各種建（構(gòu)）筑物之間的距離和相對位置，應(yīng)按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運行的安全