110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計

1、110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計摘要 110KV降壓變電所電氣部分設(shè)計的研究主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的設(shè)計手冊，輔助資料和國家有關(guān)規(guī)程，主要完成該變電站的一次、二次部分設(shè)計，參考國內(nèi)外最新的設(shè)計方法、研究成果和新的電氣設(shè)備，對降壓變電所的電氣主接線方案，主變壓器的選擇，電氣設(shè)備的選擇（包括斷路器，隔離開關(guān)，熔斷器等），配電裝置的選擇以及防雷保護(hù)的設(shè)計。關(guān)鍵詞 110kV 降壓變電所 電氣部分 設(shè)計 目 錄前 言 1第一章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 2 第二章 負(fù)荷分析 3第三章 主接線的選擇 6第四章 短路電流計算 10第五章 配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇 14第六章 測量儀表和繼電保護(hù)的配置 22第七章

2、 所用電的分析 26第八章 防雷措施 26 前 言設(shè)計是教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過設(shè)計可以鞏固各課程理論知識，了解變電所設(shè)計的基本方法，了解變電所電能分配等各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計算繪圖、編號、等方面得到訓(xùn)練，為工作奠定基礎(chǔ)。第一章：畢業(yè)設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計題目：110kV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計2、設(shè)計的原始資料2.1、本變電所是按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿足地方負(fù)荷的需要而建設(shè)的終端變電所。2.2、該變電所的電壓等級為110/35/10kV，進(jìn)出線回路數(shù)為：110kV：2 回35kV：4 回（其中 1 回備用）

3、10kV：12 回（其中 三回備用）2.3、待設(shè)計變電所距離110kV系統(tǒng)變電所（可視為無限大容量系統(tǒng)）63.37km。2.4、本地區(qū)有一總裝機(jī)容量 12MW的35kV出線的火電廠一座，距待設(shè)計變電所 12km。2.5、待設(shè)計變電站地理位置示意如下圖：2.6、氣象條件：年最低溫度：5，年最高溫度：40，年最高日平均溫度：32，地震裂度 6 度以下。2.7、負(fù)荷資料（1）正常運行時由110kV系統(tǒng)變電所M向待設(shè)計變電所N供電。（2）35kV側(cè)負(fù)荷：（a）35kV側(cè)近期負(fù)荷如下表：序 號用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）1治煉廠I5.52河西變II或15.5（b）在近期工程完成后，隨生產(chǎn)發(fā)展，預(yù)計遠(yuǎn)期

4、新增負(fù)荷 6MW。（3）10kV側(cè)負(fù)荷序 號用戶名稱用類別最大負(fù)荷（MW）備 注1機(jī)焦廠1.32醫(yī)院I0.5有備用電源3河?xùn)|變2.54煤廠I0.9有備用電源5化工廠II2.06電機(jī)廠II1.07洗煤廠1.08紙板廠1.29農(nóng)用電0.5（a）近期負(fù)荷如下表：（b）遠(yuǎn)期預(yù)計尚有 5MW的新增負(fù)荷注：（1）35kV及10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取為cos=0.85（2）負(fù)荷同時率： 35kV： kt=0.910kV： kt=0.85（3）年最大負(fù)荷利用小時均取為TmaX=3500小時年（4）網(wǎng)損率取為A%=8%（5）所用電計算負(fù)荷 50kW，cos=0.873、設(shè)計任務(wù)3.1、進(jìn)行負(fù)荷分析及變電所主變壓器

5、容量、臺數(shù)和型號的選擇。3.2、進(jìn)行電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線的最佳方案。3.3、計算短路電流，列出短路電流計算結(jié)果。3.4、主要電氣設(shè)備的選擇。3.5、對110kV、35kV戶外配電裝置及10kV戶內(nèi)配電裝置進(jìn)行配置。3.6、選擇所用變壓器的型號和臺數(shù)。3.7、變電站防雷布置的說明。 第二章：負(fù)荷分析1、負(fù)荷計算的目的：計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確

6、確定計算負(fù)荷重要性。2、負(fù)荷分析：2.、35kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P近35 = 5.5+15.5 =21MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)35 = 6 MW21+6=27MWP35 k(1+k)270.9(1+0.08)26.244(MW)Q35PtgPtg(cos10.85) 16.26(MVar)視在功率：（供電容量）Sg3530.870(MVA)IN350.509(kA) 509(A)2.、10kV側(cè)負(fù)荷 近期負(fù)荷：P近10 = 1.3+0.5+2.5+0.9+2.0+1.0+1.0+1.2+0.56 = 10.9MW遠(yuǎn)期負(fù)荷：P遠(yuǎn)10 = 5 MW10.9+5=15.9MWP10 k(1+k)15.9

7、0.85(1+0.08)14.596(MW)Q10PtgPtg(cos10.85) 9.05(MVar)視在功率：（供電容量）Sg1017.17 (MVA)IN100.991(kA) 991(A)2.3、所用電供電容量Sg所0.057(MVA)2.4、待設(shè)計變電所供電總?cè)萘縎= Sg35+ Sg10+ Sg所= 30.870+17.17+0.05748.097(MVA)P= P35+ P10+ P所=26.244+14.596+0.0540.890(MW)3、主變壓器的確定3.1、繞組數(shù)量的確定確定原則：在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15 %以上或

8、低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。在本變電所中:Sg35S=30.87048.097=0.642 15%Sg10S=17.17248.0970.357 15%因此，主變壓器選為三繞組變壓器。3.2、主變壓器臺數(shù)的確定確定原則：3.2.1對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。3.2.2對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。3.2.3對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。比 較單臺變壓器兩臺變壓器技

9、術(shù)指標(biāo)供電安全比滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗略大電壓損耗略小靈活方便性靈活性差靈活性好擴(kuò)建適用性稍差好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資跟兩臺變壓器相比所需要的花費要少花費投資比較多選擇：由前設(shè)計任務(wù)書可知、正常運行時，變電所負(fù)荷由110kV系統(tǒng)供電，考慮到重要負(fù)荷達(dá)到9.9MW。而附近35kV火電廠裝機(jī)容量只有12MW，為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺容量相同的變壓器并聯(lián)運行。3.3、變壓器容量和型號確定主變壓器容量一般按變電所建成后 510 年規(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，對于城市郊區(qū)變電

10、所，主變壓器應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。變電所主變壓器的選擇原則有以下幾點：3.3.1 在變電所中，一般裝設(shè)兩臺主變壓器；終端或分支變電所，如只有一個電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺主變壓器；對于330、550KV變電所，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)為合理時，可裝設(shè)34臺主變壓器。3.3.2 對于330 KV及以下的變電所，在設(shè)備運輸不受條件限制時，均采用三相變壓器。500 KV變電所，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采用三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。3.3.3 裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事幫停運后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的60%以上，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。3

11、.3.4 具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器一般先用三繞組變壓器。3.3.5 與兩種110 KV及以上中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無功補(bǔ)償設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)無功功率的潮流情況，校驗公共繞組容量，以免在某種運行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。3.3.6 500 KV變電所可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)情況、斷路器斷流能力以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。3.3.7對于深入負(fù)荷中心的變電所，為簡化電壓等級和避免重復(fù)容量，可采用

12、雙繞組變壓器。確定：（1）變電所的一臺變壓器停止運行時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的 60%，即 =S60% =48.09760%28.86(MVA)（2）應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷（單臺運行時）I、II 類負(fù)荷的總和為：5.5+0.5+0.9+2.0+1.0=9.9MW綜合（1）（2）并考慮到兩臺容量之和必須大于S、再分析經(jīng)濟(jì)問題，查表得所選擇變壓器容量SB= 31.5MVA查110kV三相三繞組電力變壓器技術(shù)時數(shù)據(jù)表，選擇變壓器的型號為SFS731500/110，其參數(shù)如下表：型 號額定容量高壓電壓（kV）中壓側(cè)電壓(kV)低壓側(cè)電壓kV阻抗電壓（%）空載電流（%）高中高低中低SFS7-3

13、1500/1103150011032.5%38.522.5%10.510.5186.50.83.4、繞組連接方式的確定原則：我國110kV及以上電壓、變壓器都采用Y。連接，35kV采用Y連接，其中性點經(jīng)消弧線圈接地、35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。根據(jù)選擇原則可確定所選擇變壓器繞組接線方式為Y。Y接線。第三章：主接線的選擇1、對電氣主接線的基本要求變電所主接線選擇的主要原則有以下幾點：1.1 供電可靠性：如何保證可靠地（不斷地）向用戶供給符合質(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務(wù)，這是第一個基本要求。1.2 靈活性：其含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運行方式（包括正常、事故和檢修運行方式）并能方

14、便地通過操作實現(xiàn)運行方式的變換而且在基本一回路檢修時，不影響其他回路繼續(xù)運行，靈活性還應(yīng)包括將來擴(kuò)建的可能性。1.3 操作方便、安全：主接線還應(yīng)簡明清晰、運行維護(hù)方便、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避免用隔離開關(guān)操作電源。1.4 經(jīng)濟(jì)性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個基本要求的前提下，應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運行維護(hù)費用低、電器數(shù)量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。根據(jù)以上的基本要求對主接線進(jìn)行選擇。2、110kV側(cè)接線的選擇2.1方案（一）: 采用單母線接線考慮到110kV側(cè)有兩條進(jìn)線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點：簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運行操作方便、

15、且有利于擴(kuò)建。缺點是：（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時，各回路必須在檢修和短路時事故來消除之前的全部時間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。2.2方案（二）: 橋形接線110kV側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，而變電站最常操作的是切換變壓器，而與系統(tǒng)聯(lián)接的線路不易發(fā)生故障或頻繁切換，因此可采用內(nèi)橋式線，這也有利于以后變電站的擴(kuò)建。優(yōu)點是：高壓電器少，布置簡單，造價低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母線分段或雙母線分接線。缺點是：可靠性不是太高，切換操作比較麻煩。2.3方案（三）：雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修

16、一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。（2）擴(kuò)建方便，可向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。（3）便于試驗，當(dāng)個別回路需要時單獨進(jìn)行試驗時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。缺點：（）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投次大。（2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對于110kV側(cè)來說，因為它要供給較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高

17、的可靠性。對比以上三種方案，單母線接線供電可靠性、靈活性最差，不符合變電所的供電可靠性的要求；橋形接線比單母線接線供電可靠性高，且有利于以后擴(kuò)建，雖然可靠性比雙母線接線稍低，但雙母線接線復(fù)雜，使用設(shè)備多、投資較大；110kv母線放置較高，且相與相之間距離大，因而各種小動作不能造成故障，同時母線放在防雷區(qū)內(nèi)，不會遭受雷擊，因此橋形接線比較可靠，也能夠滿足要求。因此，對于110kV側(cè)選用內(nèi)橋式接線。3、35kV側(cè)接線選擇3.1方案（一）：單母線接線優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、投資少、運行操作方便、且有利于擴(kuò)建。缺點：可靠性、靈活性差、母線故障時，各出線必須全部停電。3.2方案（二）：單母線分段優(yōu)點

18、：（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可繼續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。（）對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。缺點：當(dāng)一段母線故障或檢修時，必須斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。3.3方案（三）：分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段優(yōu)點：有較大的可靠性和靈活性，且檢修斷路器時合出線不中斷供電。缺點：投資增大、經(jīng)濟(jì)性能差。對比以上三種方案：單母線接線可靠性低，當(dāng)母線故障時，各出線須全部停電，不能滿足I、II 類負(fù)荷供電性的要求，故不采納；將 I、II 類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，

19、當(dāng)其中一段母線故障時，由另一段母線提供電源，從而可保證供電可靠性；雖然分段斷路器兼作旁路斷路器的單母線分段也能滿足要求，但其投資大、經(jīng)濟(jì)性能差，故采用方案（二）單母線分段接線。4、10kV側(cè)主接線選擇4.1方案（一）：單母線分段優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電。（2）當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線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)檢修時該母線各出線須停電。（2）當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。4.2方案（二）：單母線分段帶旁路優(yōu)點

20、：具有單母線分段的全部優(yōu)點，并在檢修斷路器時不至于中斷對用戶供電。缺點：與單母線分?jǐn)嗟娜秉c相比少了缺點。方案（三）：雙母線接線優(yōu)點：（1）供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能迅速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。（2）調(diào)度靈活，各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。（3）擴(kuò)建方便可向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均分配，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣（4）便于試驗，當(dāng)個別回路需要時單獨進(jìn)行試驗

21、時可將該架路分開，單獨接至一組母線上。缺點：（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)。（2） 當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器容易誤操作，為了避免隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。對比以上三種方案，以上三種方案均能滿足主接線要求，但采用雙母線接線要多用十二個隔離開關(guān)，采用單母線帶旁路要多用 2 個斷路器，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差，單母線分段接線既能滿足負(fù)荷供電要求又能節(jié)省大量資金，是一種較理想的接線方式。故本次選用方案（一）。綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖，如電氣主接線圖所示： 第四章：短路電流的計算1、計算各回路電抗（取基準(zhǔn)功率Sd = 100M

22、VA Ud=Uav）根據(jù)前所選擇變壓器各參數(shù)得X1X20.463.370.192X3X61/200(UK12%UK31%UK23%) 1/200(10.5186.5) 0.341X4X71/200(UK12%UK23%UK31%) 1/200(10.56.518) -0.0160X5X81/200(UK23%UK31%UK12%) 1/200(6.51810.5) 0.222X90.4120.351查火電廠設(shè)備有關(guān)資料可得變壓器：SN16MVA；UK%8汽輪機(jī)（QF2122）：SN12MW；cos0.8；0.1133X100.5X110.11330.755因為兩臺變壓器型號完全相同，其中性點電

23、位相等，故等值電路圖可化簡為如圖所示：X12X120.1920.096X13X320.3520.175X14X820.22220.107X15X9X10X110.3510.50.7551.6062、計算各點短路點的最大短路電流2.1、K點短路時2.1.1、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X120.096I” *I S*1X*10.09610.417短路次暫態(tài)電流：I”SISI”S *Id10.4175.23（kA）短路沖擊電流： ish.S2.55 I”S2.555.2313.34（kA）2.1.2、對于火電廠側(cè)電源X*X13X150.1711.6061.777Xca*X*1.777

24、0.267查短路電流運算曲線(一) t=0，得 I”*4.1I”GI”*4.10.309（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.550.3090.787（kA）2.1.3、由此可得K1點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G5.230.3095.539（kA） 總沖擊電流： ishish.Sish.G13.340.78714.127（kA）2.2、K2點短路時2.2.1、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X12 X130.0960.1750.271I” *I S*1X*10.2713.69短路次暫態(tài)電流：I”SISI”S *Id3.695.758（kA）短路沖擊電流： ish.S2

25、.55 I”S2.555.75812.956（kA）2.2.2、對于火電廠側(cè)電源X*X151.606Xca*X*1.6060.241查短路電流運算曲線(一) t=0，得 I”*4.58I”GI”*4.581.072（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.551.0722.734（kA）2.2.3、由此可得K2點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G5.7581.0726.83（kA）總沖擊電流： ishish.Sish.G12.9562.73415.69（kA）2.3、K3點短路時 2.3.1、對于110kV 系統(tǒng)電源（無窮大容量）X*X17=X16X14+0.2710.111+0.401

26、I” *I S*1X*10.4012.494短路次暫態(tài)電流：I”SISI”S *Id2.49413.714（kA）短路沖擊電流： ish.S2.55 I”S2.5513.71434.971（kA）2.3.2、對于火電廠側(cè)電源X*X18=X15X141.6060.111+2.375Xca*X*2.3750.356查短路電流運算曲線(一) t=0，得 I”*3.0I”GI”*3.02.474（kA）短路沖擊電流：ish.G2.55 I”G2.552.4746.309（kA）2.3.3、由此可得K3點總次暫態(tài)電流：I”I”SI”G13.7142.47416.188（kA）總沖擊電流： ishish.

27、Sish.G34.9716.30941.28（kA）第五章：配電裝置及電氣設(shè)備的配置與選擇1、高壓配電裝置的配置1.1、高壓配電裝置的設(shè)計原則與要求1.1.1、總的原則高壓配電裝置的設(shè)計必須認(rèn)真貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循上級頒布的有關(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使用設(shè)備，積極慎重地選用親布置新設(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?；鹆Πl(fā)電廠及變電所的配置型式選擇，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，在確定配電

28、裝置形式時，必需滿足下列 4 點要求。A、節(jié)約用地B、運行安全和操作巡視方便。C、便于檢修和安裝。D、節(jié)約材料、降低造價。1.1.2、設(shè)計要求A、滿足安全凈距要求。B、施工、運行和檢修要求。C、噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施。D、靜電感應(yīng)的場強(qiáng)水平和限制措施。E、電暈條件無線電干擾的特性和控制。1.2、高壓配電裝置的配置。1.2.1、35 kV、110 kV配電裝置采用屋外普通中型配電裝置，其優(yōu)點是：布置比較清晰，不易誤操作；運行可靠，施工和維修都比較方便；構(gòu)架高度較低，所用鋼材較少，造價低；經(jīng)過多年實踐已積累了豐富的經(jīng)驗。1.2.2、10 kV配電裝置，采用單層屋內(nèi)成套配電裝置，即用制造廠成套供應(yīng)

29、的高壓開關(guān)柜，高壓開關(guān)柜為單列獨立式布置、電氣主接線為單母線分段接線，共有 12 組出線。2、高壓斷路器的選擇2.1、高壓斷路器的配置與選擇2.1.1、高壓斷路器的配置（1）、110kV側(cè)由于采用內(nèi)橋式接線，故選用三臺斷路器。（2）、35 kV、110 kV側(cè)的變壓器至每一條母線均分別安裝一臺斷路器；母線分段也各安裝一臺斷路器。（3）、35 kV、110 kV側(cè)每條出線均安裝一臺斷路器。2.1.2、高壓斷路器按下列條件進(jìn)行選擇和校驗（1）、選擇高壓斷路器的類型，按目前我國能源部要求斷路器的生產(chǎn)要逐步走向無油化，因此6 220kV要選用SF6斷路器。（2）、根據(jù)安裝地點選擇戶外式或戶內(nèi)式。（3）

30、、斷路器的額定電壓不小于裝設(shè)電所所在電網(wǎng)的額定電壓。（4）、斷路器的額定電流不小于通過斷路器的最大持續(xù)電流。（5）、校核斷路器的斷流能力，一般可按斷路器的額定開斷電流大于或等于斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值來進(jìn)行選擇，當(dāng)斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)的短路電流大得多的時，為了簡化計算也可用次暫態(tài)短路電流進(jìn)行選擇。（6）、按短路關(guān)合電流選擇，應(yīng)滿足條件是：斷路器額定關(guān)合電流不少于短路沖擊電流ish ，一般斷路器的額定關(guān)合電流等于動穩(wěn)定電流。（7）、動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是：短路沖擊電流應(yīng)小于斷路器的動穩(wěn)定電流，一般在產(chǎn)品目錄是給出的極限過電流峰值。（8）、熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足的條件是

31、：短路的熱效應(yīng)小于斷路器在 tK 時間內(nèi)的允許熱效應(yīng)。（9）、根據(jù)對斷路器操作控制要求、選擇與斷路器配用的操作機(jī)構(gòu)。按上述原則選擇和校驗斷路器2.2、110kV側(cè)斷路器的選擇2.2.1、該回路為 110 kV電壓等級，故可選用六氟化硫斷路器。2.2.2、斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。2.2.3、回路額定電壓Ue110kV的斷路器，且斷路器的額定電流不得小于通過斷路器的最大持續(xù)電流ImaX=1.050.254（kA）2.2.4、為方便運行管理及維護(hù)，選取3臺110kV SF6斷路器為同一型號產(chǎn)品，選為OFPT(B)-110斷路器，其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號額定電壓kV額定電流A最高工作電壓k

32、V額定開斷電流kA動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA自動重合閘無電流間隔時間S固有分閘時間S合閘時間SOFPT-110110125012631.58031.50.030.2.2.5、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力校驗因為三相短路電流大于兩相短路電流，所以選三相短路電流進(jìn)行校驗，斷路器的額定開斷電流比系統(tǒng)短路電流大得多，可用次暫態(tài)短，選擇斷路器短路電流時應(yīng)考慮在斷路器兩側(cè)發(fā)生短路時通過斷路器的短路電流，選較大者進(jìn)行校驗。由短路電流計算可知，系統(tǒng)提供的短路電流較大，故選I =5.23kA進(jìn)行校驗。所選斷路器的額定開斷電流 I。= 31.5kA I =5.229kA，則斷流能力滿足要求。（2）短

33、路關(guān)合電流的校驗所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動穩(wěn)定電流為 80kA，流過斷路器的沖擊電流為13.34kA，則短路關(guān)合電流滿足要求，因為其動穩(wěn)定的校驗參數(shù)與關(guān)合電流參數(shù)一樣，因而動穩(wěn)定也滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.07s，選擇熄弧時間 t =0.03S。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.07+0.03 =2s。因為電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間大于1s而忽略不計，則 短路熱效應(yīng) Qk = I”2t =5.2322=54.70kA2.s允許熱效應(yīng) Ir2t =31.52 4 = 3969kA2.s Ir2tQk 熱穩(wěn)定滿足要求。

34、以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足要求，故選用OFPT(B)-110斷路器。（4）斷路器配用CD5-XG型電磁操作機(jī)構(gòu)。2.3、 35kV側(cè)斷路器的選擇2.3.1、該回路為 35 kV電壓等級，故選用六氟化硫斷路器2.3.2、斷路器安裝在戶外，故選用戶外式斷路器2.3.3、回路電壓35 kV，因此選用額定電壓Ue35kV的斷路器，且其額定電流大于通過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=1.05505.785（A）2.3.4、為方便運行管理及維護(hù)，選同一型號產(chǎn)品，初選LW8-35斷路器其參數(shù)如下：型號額定電壓kV額定電流A最大工作電壓kV額定開斷電流kA極限開斷電流額定斷流容量kVA極限通過電流4S熱穩(wěn)定電流k

35、A固有分閘時間s有效值峰值LW8-3535160040.52525160036.663250.062.3.5、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力的校驗流過斷路器的短路電流 IK =5.758+1.072=6.83 kA。所選斷路器的額定開斷電流 I =25kV IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。（2）動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值idw=63kA,流過斷路器的沖擊電流ish=12.956+2.734=15.69kAidw，則動穩(wěn)定滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.06s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間

36、t =1.9+0.06+0.03 =1.99s。 以前述的方法算得 Qz=6.8321.99=92.83 kA2s因為短路持續(xù)時間1s，非周期分量忽略不計， 即Qk=Qz=92.83 kA2s允許熱效應(yīng)Ir2t=2524=2500kA2sQk 所以熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗可知斷路器滿足使用要求，故確定選用 LW8-35A斷路器。（4）斷路器配用CD3XG II 型彈簧操作機(jī)構(gòu)。2.4、10 kV側(cè)斷路器的選擇2.4.1、該回路為 10kV 電壓等級，故可選用真空斷路器。2.4.2、該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式斷路器。2.4.3、回路額定電壓為 10kV，因此必須選擇額定電壓 Ue 10

37、kV的斷路器，且其額定電流不小于流過斷路器的最大持續(xù)電流 Imax=1.05991.34（A）2.4.4、初選 SN9-10真空斷路器，主要數(shù)據(jù)如下：型號額定電壓kV額定電流kA額定開斷流電kA動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時間sSN9-10101.252563250.052.4.5、對所選的斷路器進(jìn)行校驗（1）斷流能力的校驗流過斷路器的短路電流 IK =13.714+2.474=16.188 kA。所選斷路器的額定開斷電流 I =25kV IK，即斷路器的斷流能力滿足要求。（2）動穩(wěn)定校驗所選斷路器的動穩(wěn)定電流為63kA， 流過斷路器的沖擊電流ish = 34.971 +6.309

38、 =41.28kA63KA則動穩(wěn)定滿足要求。（3）熱穩(wěn)定校驗設(shè)后備保護(hù)動作時間 1.9s，所選斷路器的固有分閘時間 0.05s，選擇熄弧時間 t =0.03s。則短路持續(xù)時間 t =1.9+0.05+0.03 =1.98s。則Qd = Qz= 24.19422 = 1170.7 kA2.s允許熱效應(yīng) Ir2t = 252 4 = 2500 kA2.s 由于短路時間大于 1 s ,非周期分量可忽略不計則Qd =Qz=524.1kA2.s ，由于 Ir2t QK，所以熱穩(wěn)定滿足要求從以上校驗可知該斷路器滿足要求，所以確定選用 SN9-10真空斷路器。4、該斷路器配用 CD10III型操作機(jī)構(gòu)。3、

39、隔離開關(guān)的選擇3.1、隔離開關(guān)的配置與選擇3.1.1、隔離隔開關(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)，以便進(jìn)出線不停電檢修。（3）、中性點直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。根據(jù)以上配置原則來配置隔離開關(guān)，變電所隔離開關(guān)的配置詳見主接線圖。3.1.2、隔離開關(guān)按下列條件進(jìn)行選擇和校驗（1）、根據(jù)配電裝置布置的特點，選擇隔離開關(guān)的類型。（2）、根據(jù)安裝地點選用戶外或戶內(nèi)式。（3）、隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝設(shè)電路的電大持續(xù)工作電流。（4）、隔離開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于裝充電路的最大持續(xù)工作電流。（5）、動穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件為：

40、idw ish（6）、熱穩(wěn)定校驗應(yīng)滿足條件為：Ir2t Qk（7）、根據(jù)對隔離開關(guān)控制操作的要求，選擇配用操作機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)一般采用手動操作機(jī)構(gòu)戶內(nèi) 8000A以上隔離開關(guān)，戶外 220 kV高位布置的隔離開關(guān)和 330 kV隔離開關(guān)宜用電動操作機(jī)構(gòu)，當(dāng)有壓縮空氣系統(tǒng)時，也可采用手動操作機(jī)構(gòu)。3.2、110kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇3.2.1、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。3.2.2、該隔離開關(guān)安裝在戶外，故選擇戶外式。3.2.3、該回路額定電壓為 110kV，因此所選的隔離開關(guān)額定電壓 Ue 110kV，且隔離開關(guān)的額定電流大于流過斷路器的最大持續(xù)電流ImaX=1.050.

41、254（kA）3.2.4、初GW4110D型單接地高壓隔離開關(guān)其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型 號額定電壓kV額定電流A 最大工作電壓kV接地 刀閘A極限通過電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA備注有效值峰值GW4-110D110125012620003255103.2.5、校驗所選的隔離開關(guān)（1）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即idw = 55kA流過該斷路器的短路沖擊電流ish = 13.34kA.s 即 idw ish 55KA13.34KA 動穩(wěn)定要求滿足。（2）熱穩(wěn)定校驗斷路器允許熱效應(yīng) Ir2t = 1024 =400 kA2.s 短路熱效應(yīng) QK = Ir2t = 5.2322 54.7

42、1kA2.s Ir2t QK熱穩(wěn)定滿足要求。經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關(guān)滿足要求，故確定選用 GW4 110D型高壓隔離開關(guān)。（3）該隔離開關(guān)配用CS6型手動式杠桿操作機(jī)構(gòu)。3.3、35kV側(cè)的隔離開關(guān)的選擇。3.3.1、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，選擇隔離開關(guān)帶接地刀閘。3.3.2、該隔離開關(guān)安裝在戶外，幫選用戶外式。3.3.3、該回額定電壓為35kV，幫選擇隔離開關(guān)的額定電壓Ue35KV,且其額定電流必須大于流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)電流Imax = 1.05506.782（A）3.3.4、初選GW535D型高壓隔離開關(guān)，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型 號額定電壓額定電流最大工作電壓極限通過電流峰值

43、2S熱穩(wěn)定電流單 位KVAKVKAKAGW-35（D）3563040.550203.3.5、校驗所選擇的隔離開關(guān)（1）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值，即idw = 50kA，短路沖擊電流 ish =15.69kAidw ish， 動穩(wěn)定滿足要求。（2）熱穩(wěn)定校驗隔離開關(guān)允許熱效應(yīng) I2rt = 2022 = 800KA2s短路熱效應(yīng) QK = Ir2t = 6.8321.99 92.83kA2.s 即I2rtQK 熱穩(wěn)定滿足要求。從以上校驗可知，所選該隔離開關(guān)滿足要求，所以確定選用GW35D，型高壓隔離天關(guān)。（3）該隔離開關(guān)配用手動操作機(jī)構(gòu)。3.4、10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇3.4.1

44、、為保證電氣設(shè)備和母線檢修安全，隔離開關(guān)選擇不帶接地刀閘。3.4.2、隔離開關(guān)安裝在戶內(nèi)，故選用戶內(nèi)式。3.4.3、該回路的額定電壓為10kV所選隔離開關(guān)的額定電壓Ue10kV，額定電流大于流過隔離開關(guān)的最大持續(xù)電流Imax = 1.05991.43（A）3.4.4、初選GN1910型隔離開關(guān)，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：型 號額定電壓額定電流允許熱效應(yīng)Ir2t動穩(wěn)定電流單 位kVAkA2skAGN191010125032001003.4.5、校驗所選的隔離開關(guān)。（1）動穩(wěn)定校驗所選隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流100kA短路沖擊電流ish = 61.388kAidw ish , 動穩(wěn)定滿足要求。（2）熱穩(wěn)定校

45、驗斷路器允許熱效應(yīng) I2rt = 3200KA2S短路熱效應(yīng) Qd =524.1KA2S I2rtQd熱穩(wěn)定滿足要求.從以上校驗可知,所選隔離開關(guān)滿足要求,故確定選用GN1910型隔離開關(guān)。（1） 該隔離開關(guān)配用CS6型手動式杠桿操作機(jī)構(gòu)。4、導(dǎo)線的選擇本設(shè)計的110kV、35kV為屋外配電裝置，故母線采用鋼芯鋁絞線LGJ，而10kV采用屋內(nèi)配電裝置，故采用硬母線。4.1、110KV母線的選擇與校驗：4.1.1、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面SImax=1.050.242（kA）=242(A)年最高平均溫度為+32，而導(dǎo)線長期允許溫度為+80，查表得溫度修正系數(shù)K00.89IYj= Imax/K0

46、=242/0.89=271A 選擇110KV母線型號為：LGJ95/15，查表得IY=365A。Imax=242AKIY=0.89365=324.85A滿足要求4.1.2、熱穩(wěn)定校驗： S=95 mm2Smin=85mm2滿足熱穩(wěn)定要求。4.2、35KV母線的選擇與校驗：4.2.1、按最大工作電流選擇導(dǎo)線截面SImax=1.05505.80（A）IYj= Imax/k0=505.80/0.89=568.3A 選擇35KV母線型號為：LGJ300/70，查表得IY=770A。Imax=505.80AKIY=0.89770=685.3A滿足要求4.2.2、熱穩(wěn)定校驗： S=240 mm2Smin=

47、110mm2滿足熱穩(wěn)定要求。4.3、10KV母線的選擇與校驗： 由于安裝在室內(nèi)，選用硬母線4.3.1、按最大持續(xù)工作電流選擇母線截面:Imax = 1.05991.34（A）IYj= Igmax/k0=991.426/0.89=1114A 選擇10KV母線型號為h63b10（單條矩形），查表得IY=1129A。Imax=991.34AKIY=0.891129=1004.81A滿足要求4.3.2、熱穩(wěn)定校驗： S=630 mm2Smin=263mm2滿足熱穩(wěn)定要求。4.3.3、動穩(wěn)定校驗?zāi)妇€采取水平排列平放則W=bh2/6=10632/6=6615(mm3) =6.61510-6 m3相鄰支柱間

48、跨距取 L=1.2m相間母線中心距離取a=0.25mmax=0.173 ish2 =0.17341.282=25.67106(pa)maxy=70106pa滿足動穩(wěn)定要求。5、互感器的選擇5.1、電壓互感器的選擇 變電所每組母線的三相上均安裝電壓互感器。 電壓互感器應(yīng)按工作電壓來選擇：1、110KV電壓互感器選擇 3JCC11102、35KV電壓互感器選擇 3JDJJ353、10 KV電壓互感器選擇 3JDZJ105.2、電流互感器的選擇凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量符合測量儀表、保護(hù)和自動裝置的要求。 110KV電流互感器的選擇選擇電流互感器型號:LCWD110，變比如下：（1

49、）線路側(cè)：I=2=330.6A 則取變比?。?00/5（2）聯(lián)絡(luò)斷路器處：I=165.3A 則取變比?。?00/535KV電流互感器的選擇選擇電流互感器型號:LCWB35，變比如下：變壓器至母線及母線分段斷路器處：I=472A 則取變比為：600/5線路處，取最大負(fù)荷的線路選取：I=232A 則取變比為：300/5 10KV電流互感器的選擇選擇10KV側(cè)電流互感器型號:LZZ110，變比如下：變壓器至母線及母線分段斷路器處：I=1635A 則取變比為：2000/5線路處，取最大負(fù)荷的線路選?。篒=131A 則取變比為：200/5 6、避雷器的選擇6.1、避雷器的配置（1）、配電裝置的每組母線上

50、，均裝設(shè)避雷器。（2）、三繞組變壓器的低壓側(cè)一相上設(shè)置一組避雷器。（3）、變壓器高、低壓側(cè)中性點均裝置避雷器。 6.2、避雷器的選擇（1）、110KV選擇：Y1.5W60/144(變壓器)110KV選擇：Y1WE-100/260(母線側(cè))（2）、35KV選擇：Y0.1W-41/127（3）、10 KV選擇：Y0.5W-14/43第六章、測量儀表和繼電保護(hù)的配置1、測量儀表的配置為了保證發(fā)電廠和變電所一次設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運行，電路中應(yīng)裝設(shè)電氣測量儀表，所裝測量儀表應(yīng)滿足下列要求：（1）應(yīng)能正確反映電氣設(shè)備及系統(tǒng)的運行狀態(tài)。（2）能監(jiān)視絕緣狀態(tài)。（3）在事故時能使運行人員迅速判別事故的設(shè)備性質(zhì)及原

51、因，根據(jù)測量儀表的配置原則變電所的測量儀表配置如下：1.1、變壓器低壓側(cè)：裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電度表、無功電度表各 1 只。中壓側(cè)：裝設(shè)儀表與低壓側(cè)相同。高壓側(cè)：裝設(shè)電流表 1 只。1.2、線路10 kV 線路引出線：裝設(shè)電流表、有功電度表和無功電度表各 1 只。35 kV 線路引出線：裝設(shè)電流表、有功電度表、有功功率表和無功電度表各 1 只。110 kV 線路引出線：裝設(shè)電壓表 1 只，監(jiān)視 110 kV 線路電壓。1.3、母線10 kV 母線：各分段裝設(shè) 1 只電壓表。35 kV 母線：各分段裝設(shè) 1 只電壓表。110 kV 母線：裝設(shè) 1 只切換測量三個線電壓的電壓表。1.4、其他回路10kV母線和35 kV母線分段斷路器各裝設(shè)電流表 1 只。2、繼電保護(hù)的配置。2.1保護(hù)原則2.11、變壓器保護(hù)的配置原則變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置（1）、反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)，容量為 800 kV A及以上的油浸式變壓器均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（2）、相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相同短路的縱差動保護(hù)或電流速斷保護(hù)，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組閘短路也能起到保護(hù)作用。容量為 6300 kVA及以上廠用工作變壓器