110kV變電站電氣一次部分設(shè)計發(fā)電廠課程設(shè)計報告

1、 . 發(fā)電廠課程設(shè)計報告110kV變電站電氣一次部分設(shè)計摘要電力工業(yè)是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)十分重要的位置，是時間國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求就必須加強電網(wǎng)建設(shè)，而變電站建設(shè)就是電網(wǎng)建設(shè)中的重要一環(huán)。在變電站的設(shè)計中，既要求所變電能能很好地服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)，又要切實保證工廠生產(chǎn)和生活的用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：安全，在變電過程中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。可靠，所變電能應(yīng)滿足電能用戶對用電的可靠性的要求。優(yōu)質(zhì)，所

2、變電能應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。經(jīng)濟變電站的投資要少，輸送費用要低，并盡可能地節(jié)約電能、減少有色金屬的消耗量和盡可能地節(jié)約用地面積。由原始資料可以知道，該地區(qū)變電所所涉與方面多，考慮問題多，分析變電所擔負的任務(wù)與用戶負荷等情況，選擇所址，利用用戶數(shù)據(jù)進行負荷計算，確定用戶無功功率補償裝置。同時進行各種變壓器的選擇，從而確定變電站的接線方式，再進行短路電流計算，選擇送配電網(wǎng)絡(luò)與導(dǎo)線，進行短路電流計算。選擇變電站高低壓電氣設(shè)備，為變電站平面與剖面圖提供依據(jù)。本變電站的設(shè)計包括了：總體方案的確定、負荷分析、短路電流的計算、高低壓配電系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)接線方案選擇、繼電保護的選擇與整定、防雷

3、與接地保護等容。隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)生變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。關(guān)鍵詞：變電站變壓器接線高壓網(wǎng)絡(luò) 配電系統(tǒng)目錄第一部分 變電站（所）電氣一次部分設(shè)計說明書一、原始資料. 1 二、電氣主接線設(shè)計. 2 三、主變壓器變的選擇. 6 四、站（所）用變壓器的選擇. 7 五、高壓電氣設(shè)備選擇. 10 高壓斷路器的選擇與校驗. 12 隔離開關(guān)的選擇與校驗. 13 電流互感器的選擇與校驗. 14 電壓互感器的選擇與校驗. 14 高壓熔斷器的選擇與校驗. 17 母線選擇與校驗.

4、 18 電纜選擇與校驗. 18 六、防雷與過電壓保護裝置設(shè)計. 19第二部分 變電站（所）電氣一次部分設(shè)計計算書七、負荷計算. 21 八、短路電流計算. 22 九、電氣設(shè)備選擇與校驗計算. 32 高壓斷路器的選擇與校驗. 33 隔離開關(guān)的選擇與校驗. 35 電流、電壓互感器的選擇與校驗. 37 高壓熔斷器的選擇與校驗. 40 母線選擇與校驗. 40 電纜選擇與校驗. 45 四、防雷保護計算. 45結(jié)束語. 49 參考文獻.50 50 / 54第一部分變電站電氣一次部分設(shè)計說明書一、110KV降壓變電站一次部分設(shè)計原始資料1.1 進線待設(shè)變電所110KV2150km（LGJ-120）架空線 0.

5、3008歐/km1.2 建站規(guī)模電壓負荷名稱每回最大負荷（KW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長度（km）35KV鄉(xiāng)鎮(zhèn)變150000.92架空15A區(qū)43000.852架空7B區(qū)32000.851架空11鎮(zhèn)變260000.92架空10 C區(qū)32000.891架空23D區(qū)32000.851架空7E區(qū)60000.92架空1110KV紡織廠17000.881架空5紡織廠26800.881電纜3醫(yī)院5000.852架空7化肥廠7800.92架空5塑料廠9800.851架空10備用21.3 環(huán)境條件變電所位于某城市， 地勢平坦，交通便利，空氣污染較重，區(qū)平均海拔200米，最高氣溫39，最低氣溫2，年平均雷電

6、日90日/年，土壤電阻率高達300.M1.4 短路阻抗系統(tǒng)作無窮大電源考慮二、電氣主接線設(shè)計電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)，它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號，并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。其主接線總體方案的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，需要對發(fā)電廠、變電站的主接線總體方案進行縝密的比較，最終選擇確定最佳方案。發(fā)電廠、變電站主接線總體方案的確定必須滿足以下基本要求。

7、a） 供電可靠性供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對用戶不間斷供電，其評價標準有以下幾點：(1) 斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；(2) 線路或母線發(fā)生故障時應(yīng)盡量減少線路的停運回路數(shù)和主變的停運臺數(shù)，盡量保證對重要用戶的供電；(3) 盡量避免變電站全部停運的可能性。b） 運行檢修的靈活性電氣主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修時的靈活性。(1) 調(diào)度運行中應(yīng)可以靈活的投入和切除變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以與特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運行要求，實現(xiàn)變電站的無人值班；(2) 檢修時，可以方便的停運斷路器、母線和繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶

8、的供電。c） 適應(yīng)性和可擴展性能適應(yīng)一定時期沒有預(yù)計到的負荷水平的變化，滿足供電需求。擴建時，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線。在影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。d） 經(jīng)濟合理性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經(jīng)濟合理。(1) 投資省。即變電站的建筑工程費、設(shè)備購置費、安裝工程費和其他費用應(yīng)節(jié)省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同。(2) 占地面積小。主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區(qū)別。(3) 能量損失小。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)

9、中的地位、環(huán)境、負荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。2.1 220kV電氣主接線方案確定根據(jù)要求初步草擬以下兩種方案：方案一：雙母線接線 方案二：橋型接線對以上兩種方案進行比較如下：表1 雙母線接線與橋型接線的比較方案項目方案I 雙母線接線方案II 橋型接線可靠性運行可靠、運行方式靈活、便于事故處理。倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作采用外橋形的連接方式，便于變壓器的正常投切和故障切除靈活性易擴建，母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作一條進線故障時，不影響另一臺變壓器的正常運行；但運營方式固定，總體靈活性差經(jīng)濟性接線簡單,運行設(shè)備少，投資比較多，年運行費用稍高只需要三臺斷路器，設(shè)備少，經(jīng)濟性好，

10、占地面積小由以上比較結(jié)果知，由于本變電站容量較大，在整個系統(tǒng)中占有較重要的地位 ，故要求系統(tǒng)有更好的供電可靠性。綜合考慮可靠性和經(jīng)濟性，110KV宜采用雙母線的接線方式。2.2 35 kV電氣主接線方案確定根據(jù)要求初步草擬以下兩種方案：方案1：單母線分段接線 方案2：雙母線接線對以上兩種方案進行比較如下：表2單母分段帶旁母與雙母接線的比較基本要求/方案方案I 單母分段帶旁母接線方案雙母線接線可靠性簡單清晰、操作方便，旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電接線較1要復(fù)雜，易誤操作，可靠性較1要高，但仍有停電檢修的可能靈活性易于發(fā)展，運行方式簡單，但靈活性差較差

11、運行方式相對簡單，并且具有較好的靈活性，方便擴建經(jīng)濟性設(shè)備少、投資小、占地面積小，用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜，投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴建這一特性。雖然方案2的投資比較大，但可靠性、靈活性要比方案1更好。鑒于35KV母線上有11回出線，故選用可靠性較好的雙母線接線。2.3 10kV電氣主接線方案確定根據(jù)要求初步草擬以下兩種方案：方案1：單母線接線方案2：單母線分段接線對以上兩種方案進行比較如下：表3單母分段帶旁母與雙母接線的比較基本要求/方案方案I 單母線接線方案單母線分段線接線可靠性簡單清晰、操作方便， 但只有一條母線，發(fā)生短路時會發(fā)生全部停電，可

12、靠性不佳用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路, 保證不間斷供電，可靠；檢修出線斷路器，可以不停電檢修，供電可靠性高靈活性易于發(fā)展，運行方式簡單，但靈活性差較差當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電經(jīng)濟性設(shè)備少、投資小、占地面積小接線簡單，設(shè)備少，投資較方案I高經(jīng)比較兩種方案都具有易擴建這一特性。但方案1可靠性、靈活性不如方案2，且10KV電壓出線較多，又有醫(yī)院等一級負荷，故應(yīng)選擇單母線接線方式。三、主變壓器的選擇在變電所中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。110KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定，主變壓器容量和臺

13、數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行的SDJ161有關(guān)規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計決定。變電所同一電壓網(wǎng)絡(luò)任一臺變壓器事故時，其他元件不應(yīng)超過事故過負荷的規(guī)定。凡裝有兩臺（組）與以上主變壓器的變電所，其中一臺（組）事故停運后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負荷的70%時不過載，并在計與過負荷能力的允許時間，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷。如變電所有其他電源能保證變壓器停運后用戶的一級負荷，則可裝設(shè)一臺（組）主變壓器。220kV330kV變壓器若受運輸條件的限制，應(yīng)選用三相變壓器。具有三種電壓的變電所，如通過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采用三線圈變壓器。主變壓器臺數(shù)和容量直接影

14、響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計與過負荷能力后的允許時間，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷：對一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60% 70%。計算35KV和10KV母線的負荷和，得到S總=60.8MVA。所以，兩臺主變壓器應(yīng)各自承擔30.4MVA。當一臺停運時，另一臺則要承擔70%的負荷，約為42.56MVA。本設(shè)計選擇兩臺型號為SFS-50000/110的有載調(diào)壓變壓器。主變壓器參數(shù)如表4所示。表4主變壓器技術(shù)參數(shù)型號額定容量(kVA)額定電壓（kV）

15、空載電流（%）空載損耗（kW）負載損耗（kW）阻抗電壓（%）連接組標號高壓中壓低壓高-中高-低中-低SFSZ7-50000/1105000011081.25%38.522.5%111.3 71.225010.517.56.5YN，yn0,d11四、站用電設(shè)計4.1 站用變壓器選擇規(guī)程第29條：采用整流操作電源或無人值班的變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變壓器。并應(yīng)分別接在兩條不同母線的電源或獨立電源上。如能夠從變電所外引入可靠的380V備用電源，上述變電所可只裝設(shè)一臺所用變壓器。第30條：如有兩臺所用變壓器應(yīng)裝設(shè)備用電源自動投入裝置。同時電力工程設(shè)計手冊說明：樞紐變中一般裝設(shè)兩臺所用變，其他變電所中一般

16、裝設(shè)一臺所用變，但容量在60000kVA以上時，應(yīng)裝設(shè)兩臺所用變。變電所中裝有強迫油循環(huán)冷卻變壓器或調(diào)相機時，均裝設(shè)兩臺所用變。因此，根據(jù)規(guī)定并結(jié)合本所情況，采用兩臺所用變，互相作為暗備用。由此可以選擇SZ9-400/10型變壓器，具體參數(shù)見表5。表5 SZ9-800/10變壓器參數(shù)額定容量（KW）連接組標號額定電壓（KV）損耗（KW）阻抗電壓（%）空載電流（%）高壓低壓空載負載400Y，yn01042.5%0.40.844.241.44.2 站用電接線一般站用電接線選用接線簡單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。兩種方案如下：方案1：單母線分段接線方案2：單母線接線

17、對以上兩種方案進行比較如下：表6單母分段與單母接線的比較方案項目方案I 單母分段接線方案II 單母線接線可靠性用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路, 保證不間斷供電，可靠；檢修出線斷路器，可以不停電檢修，供電可靠性高簡單清晰、操作方便，檢修任一回路出線時必須斷電，可靠性差靈活性當一回線路故障時,分段斷路器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電運行方式簡單，易于發(fā)展，但靈活性較I差經(jīng)濟性接線簡單,運行設(shè)備少，投資少，年運行費用稍高接線簡單，設(shè)備少，投資較方案I低經(jīng)比較，兩方案經(jīng)濟性相差不大。又因為10KV側(cè)為單母線分段接線，同時為了確?？煽啃院挽`活性，滿

18、足廠用電的安全需求，選用方案1的單母線分段接線方式。則系統(tǒng)主接線圖如下：五、高壓電氣設(shè)備的選擇5.1高壓電氣設(shè)備選擇的一般條件電器選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計的主要容之一。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全一樣，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(1)按正常工作條件選擇電器額定電壓和最高工作電壓在選

19、擇電器時，一般可按照電器的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即額定電流電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，電器的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即按當?shù)丨h(huán)境條件校核在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地點的環(huán)境（尤其是小環(huán)境）條件當氣溫、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電器使用條件是，應(yīng)采取措施。(2)按短路情況校驗短路熱穩(wěn)定校驗短路電流通過電器時，電器各部件溫度應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為式中短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；、電器允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。電動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動

20、穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為或式中、短路沖擊電流幅值與其有效值；、電器允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值與其有效值。下列幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定：1)熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定。2)采用有限流電阻的熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定。3)裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗算動、熱穩(wěn)定。短路電流計算的條件為使電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定：1)容量和接線按本工程設(shè)計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建成后510年）；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不

21、考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。2)短路種類一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按最嚴重的情況驗算。3)計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。短路計算時間校驗電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理的確定短路計算時間。驗算熱穩(wěn)定的計算時間為繼電保護動作時間和相應(yīng)斷路器的全開斷時間之和，即而式中斷路器全開斷時間；后備保護動作時間；斷路器固有分閘時間；斷路器開斷時電弧持續(xù)時間。開斷電器應(yīng)能在最嚴重的情況下開斷短路電流，故電器的開斷計算時間應(yīng)為主保護時間和斷路器固有分閘時間之和，即5.2高壓斷路器的選擇與校驗高壓斷路器的主要功能是：正常運行時，用它來倒換

22、運行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運行，能起保護作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點是能斷開電路中負荷電流和短路電流。本變電所高壓斷路器選擇如下（選擇和校驗計算見第二部分）：110KV變壓器側(cè)與進線側(cè)斷路器選SW7-110型，參數(shù)如下表所示：表7 SW7-110型斷路器型號電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)15.8、動穩(wěn)定電流（KA）4S熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)重合性能額定最大電流休止時間(s)重合時間(s)SW7-110110126160015.8、

23、55210.20.040.10.435KV變壓器側(cè)與出線側(cè)選出斷路器型號為SW435-型，其參數(shù)如下表所示：表8 SW435-型斷路器型號電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)動穩(wěn)定電流（KA）4s熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)額定最大SW4-35-3540.512501640160.350.0810KV變壓器側(cè)選出斷路器型號為N10-10/1000-31.5型，其參數(shù)如下表所示：表9 N10-10/1000-31.5型斷路器型號額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷開電流(KA)動穩(wěn)定電流（KA）2s熱穩(wěn)定電流(KA)合閘時間(s)固有分閘時間(s)SN10-101

24、0100031.58031.50.20.065.3 隔離開關(guān)的選擇與校驗隔離開關(guān)也是變電所中常用的電器，它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。5.3.1 隔離開關(guān)的主要用途：(1)隔離電壓在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。(2)倒閘操作投入備用母線或旁路母線以與改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。(3)分、合小電流因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的

25、空載線路。5.3.2 本變電所隔離開關(guān)的選擇(1)110KV變壓器側(cè)與進線側(cè)，選擇GW4110/600型隔離開關(guān)。表10GW4110型隔離開關(guān)計算數(shù)據(jù)GW4110110kV252kV335A600A17.75712807.487KA50KA(2)35KV變壓器側(cè)：選擇GW5-35/1250型隔離開關(guān)表11GW5-35/1250隔離開關(guān)計算數(shù)據(jù)GW5-35/125035KV35KV996A1250A146.19396915.542KA100KA(3)35KV出線側(cè)：選擇GW435/600型隔離開關(guān)表12 GW4-35/600型隔離開關(guān)計算數(shù)據(jù)GW4-35/60035KV35KV196A600A1

26、46.19128021.4812KA50KA(4)10KV變壓器側(cè)與母線側(cè)：選擇GN1-10/400型隔離開關(guān)表13GN1-10/400隔離開關(guān)計算數(shù)據(jù)GW5-35/125010KV10KV305A400A595.1398043.342KA50KA5.4電流、電壓互感器的選擇與校驗5.4.1 電流互感器的選擇與校驗電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對于620KV屋配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，對于35KV與以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，有條件時，應(yīng)盡量釆用套管式電流互感器。電流互感器的二次側(cè)額定電流有5A和1A兩種，一般弱電

27、系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，當配電裝置距離控制室較遠時，亦可考慮用1A。(1)電流互感器選擇的具體技術(shù)條件如下：一次額定電流的選擇：當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表有最佳工作，并在過負荷時，使儀表有適當?shù)闹甘?。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進行選擇。電纜式零序電流互感器窗中應(yīng)能通過一次回路的所有電纜。當保護和測量儀表共用一組電流互感器時，只能選用一樣的一次電流。準確級的選擇：與儀表連接接分流器、變送器、互感器、中間互感器不低于以下要求：用于電能測

28、量的互感器準確級：0.5功電度表應(yīng)配用0.2級互感器；1.0級有功電度表應(yīng)配用0.5級互感級；2.0級無功電度表也應(yīng)配用0.5級互感器；2.0級有功電度表與3.0級無功電度表，可配用1.0級級互感器；一般保護用的電流互感器可選用3級，差動距離與高頻保護用的電流互感器宜選用D級，零序接地保護可釆用專用的電流互感器，保護用電流互感器一般按10%倍數(shù)曲線進行校驗計算。 A一次側(cè)額定電壓： UnUgUg為電流互感器安裝處一次回路的工作電壓，Un為電流互感器額定電壓。 B熱穩(wěn)定校驗:電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流I1n來校驗：(I1nKt)ItdzKt為CT的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)； C動穩(wěn)定

29、校驗：部動穩(wěn)定可用下式校驗：I1nKdwichI1n- 電流互感器的一次繞組額定電流（A）ich- 短路沖擊電流的瞬時值（KA）Kdw-CT的1s動穩(wěn)定倍數(shù) （2）110KV母變壓器側(cè)與進線側(cè)選電流互感器型號為LB-110/2600/5型，其參數(shù)如下表所示：表14 LB-110/2600/5型電流互感器型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷()0.5級10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二次負荷()倍數(shù)LB-1102600/50.5B2.02.0153075（3）35KV變壓器側(cè)與出線側(cè)選電流互感器型號為LA-10/500/5型，其參數(shù)如下表所示：表15 LA-10/500/5型電流互感器

30、型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷()0.5級10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二次負荷()倍數(shù)LCWD1-31200/50.5/B2215382.538（4）10KV變壓器側(cè)與出線側(cè)選電流互感器型號為LA-10/500/5型型，其參數(shù)如下表所示：表16 LA-10/500/5電流互感器型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷()0.5級10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)二次負荷()倍數(shù)LA-10500/50.5/30.50.40.410601105.4.2電壓互感器的選擇與校驗 電壓互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件選擇：620KV屋配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可釆用樹脂繞注絕緣

31、結(jié)構(gòu)的電壓互感器。35110KV的配電裝置，一般釆用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器，220KV以上，一般釆用電容式電壓互感器。當需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞級連接成星形，以供電給測量表計，繼電器以與絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構(gòu)成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。（1）110KV選擇電壓互感器JCC110型，其參數(shù)如下表所示：表17 JCC110型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)

32、最大容量(VA)連接組1級3級單相(屋外式)JCC-110500100020001/1/1-12-12（2）35KV選擇電壓互感器JDJJ35型，其參數(shù)如下表所示：表18 JDJJ35型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級1級3級單相(屋外式)JDJJ-351502506001200（3）10KV選擇電壓互感器JDZ10型，其參數(shù)如下表所示：表19 JDZ10型電壓互感器型式額定變比在下列準確等級下額定容量(VA)最大容量(VA)0.5級1級3級單相JDZ-1010000/100801503005005.5高壓熔斷器的選擇與校驗高壓熔斷器是最簡單的保護

33、電器，它用來保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。按安裝條件與用途選擇不同類型高壓熔斷器如屋外跌落式、屋式，對于一些專用設(shè)備的高壓熔斷器應(yīng)選專用系列；我們常說的保險絲就是熔斷器類。其結(jié)構(gòu)一般包括熔絲管、接觸導(dǎo)電部分、支持絕緣子和底座等部分，熔絲管中填充用于滅弧的石英砂細粒。熔件是利用熔點較低的金屬材料制成的金屬絲或金屬片，串聯(lián)在被保護電路中，當電路或電路中的設(shè)備過載或發(fā)生故障時，熔件發(fā)熱而熔化，從而切斷電路，達到保護電路或設(shè)備的目的金屬纏繞墊。高壓熔斷器工作于35kV 與以下電力變壓器。而且需要滿足熔斷器額定電壓UN安裝處電網(wǎng)額定電壓USN；熔斷器熔管的額定電流IFTN熔體額定電流IFSN，而

34、且熔體額定電流IFSN=KImax（K為可靠系數(shù)，取1.52.0，此處選擇K=1.5）。（1）35KV選擇熔斷器RW9-35型，其參數(shù)如下表所示：表20 RW9-35型熔斷器系列型號額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)備注RW9-35350.52000保護戶外電壓互感器（2）10KV選擇熔斷器RN2-10型，其參數(shù)如下表所示：表21 RN2-10型熔斷器系列型號額定電壓(KV)額定電流(A)斷流容量(MVA)備注RN2100.51000保護戶電壓互感器5.6 母線的選擇與校驗在變電站和發(fā)電廠，為了匯集、分配和傳輸電能，常常需要設(shè)置母線。變電站屋和屋外配電裝置的主母線、變壓器等電氣設(shè)

35、備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線、各種電器之間的連接導(dǎo)線，統(tǒng)稱為母線。母線的選擇容包括：確定母線的材料、截面形狀、布置方式；選擇母線的截面積；校驗?zāi)妇€的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；對重要的和大電流的母線，校驗其共振頻率；對于110kV與以上的母線，還應(yīng)校驗?zāi)芊癜l(fā)生電暈。母線截面的選擇有兩種方法：（1）按最大長期工作電流選擇；（2）按經(jīng)濟電流密度選擇。發(fā)電廠與變電站主母線按最大長期工作電流選擇，出口母線與較長回路的導(dǎo)線，則按經(jīng)濟電流密度選擇。110KV母線選LGJQ-400的加強型鋼芯鋁絞線 35KV母線選用(12010)型單條矩形鋁母線10KV母線選用(1004)型單條矩形鋁母線5.7電纜的選擇與校檢 （1

36、）電力電纜應(yīng)按以下條件進行選擇和校驗：電纜芯線材料與型號額定電壓截面選擇允許電壓降校驗熱穩(wěn)定校驗電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。 故10KV出線電纜選擇電纜5.8 防雷與過電壓保護裝置設(shè)計雷電放電所產(chǎn)生的雷電流高達數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會引起巨大的電磁感應(yīng)，機械效應(yīng)和熱效應(yīng)。從電力工程的角度來看，最值得我們注意的兩個方面是：雷電放電在電力系統(tǒng)中引起很高的雷電過電壓，有時也稱為大氣過電壓，它是造成電力系統(tǒng)絕緣故障和停電事故的主要原因之一；雷電放電所產(chǎn)生的巨大電流，有可能使被擊物體炸毀，燃燒，使導(dǎo)體熔斷或通過電動力引起機械損壞。變電所是多條輸電線路的交匯點和電力系統(tǒng)的樞紐。變電所的雷害事故比

37、較嚴重，往往導(dǎo)致大面積的停電。其次，變電設(shè)備的絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具有自恢復(fù)功能，一旦因雷國電壓而發(fā)生擊穿，后果十分嚴重?？傊?，變電所的防雷保護與輸電線路相比，要求更嚴格、措施更嚴密可靠。6.1避雷針裝設(shè)應(yīng)妥善采用獨立避雷針和構(gòu)架避雷針，其聯(lián)合保護圍應(yīng)覆蓋全所保護對象。根據(jù)電力設(shè)備過電壓保護技術(shù)規(guī)程SDJ776規(guī)定：第70條：獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，避雷針與其接地裝置與道路或出入口等的距離不宜小于3m。第71條：110KV與以上的配電裝置，一般將避雷針裝在其構(gòu)架或房頂上；6KV與以上的配電裝置，允許將避雷針裝在其構(gòu)架或房頂上；35KV與以下高壓配電裝置構(gòu)架或房頂上不宜裝

38、設(shè)避雷針。裝在構(gòu)架上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。在主變壓器的門型構(gòu)架上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線。第72條：110KV與以上配電裝置，可將線路的避雷線引接到出線門型架上；35KV配電裝置可將線路的避雷線引接到出線門型架上，但應(yīng)集中接地裝置。具體保護措施如下：a.220與110KV配電裝置：裝設(shè)避雷針或裝設(shè)獨立避雷針b.主變壓器：裝設(shè)獨立避雷針c.屋外組合導(dǎo)線：裝設(shè)獨立避雷針6.2 過電壓保護參考電力設(shè)備過電壓保護規(guī)程SDJ779中的規(guī)定：第78條：變電站的每相母線上都應(yīng)裝設(shè)閥

39、型避雷器,應(yīng)以最短的接地線與配電裝置的主接地網(wǎng)連接，同時應(yīng)在其附近架設(shè)集中接地裝置。第80條：大接地短路電流系統(tǒng)中的中性點不接地變壓器如中性點絕緣按線電壓設(shè)計，應(yīng)在中性點裝設(shè)保護裝置。第83條：與架空線聯(lián)絡(luò)連接的三繞組變壓器的35KV繞組，如有開路運行的可能，應(yīng)采用防止靜電感應(yīng)電壓危害該繞組絕緣的措施。在其一相出線上裝設(shè)一只閥型避雷器。第85條：變電站310KV配電裝置，應(yīng)在每相母線和每路架空線上裝設(shè)閥型避雷器。故：a.220KV，110KV，35KV每段母線上均裝一組避雷器b.變壓器110KV側(cè)每一相上裝一個避雷器，35KV側(cè)在一相上裝一個避雷器c.220KV，110KV中性點為分級絕緣且裝

40、有隔離開關(guān)，故需裝一個避雷器避雷器選擇結(jié)果：110KV母線接避雷器選FZ-110型，其參數(shù)如下表所示：表22 FZ-110型避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ-1104FZ-30J11010022426835KV母線接避雷器選FZ-35型，其參數(shù)如下表所示：表23 FZ-35避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于不大于FZ-352FZ-1535418410410KV母線接避雷器選FZ-10型，其參數(shù)如下表所示：表24 FZ-10型避雷器型號組合方式額定電壓(KV)滅弧電壓(KV)工頻放電電壓(KV)不小于

41、不大于FZ-10單獨元件1012.72631第二部分變電站電氣一次部分設(shè)計計算書六、負荷計算6.1 主變負荷計算各電壓等級負荷計算公式如下：式中： 某電壓等級的計算負荷； 同時系數(shù)（35KV負荷取0.9；10KV負荷取0.85）； 該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%；、 各用戶的負荷和功率因數(shù)；因此，變電站各電壓等級負荷計算結(jié)果如下，（a)35kV負荷理論計算結(jié)果：（b) 10kV負荷理論計算結(jié)果：主變總負荷為：根據(jù)變電站所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負荷的變電站，應(yīng)考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在設(shè)計與過負荷能力后的允許時間，應(yīng)保證用戶的一級和二級負荷：對

42、一般性變電站停運時，其余變壓器容量就能保證全部負荷的60% 70%。當一臺停運時，另一臺承擔總負荷的70%容量為：這便是選取主變的容量依據(jù)。對于站用變，有故取選取容量為400KVA的站用變壓器七、短路電流計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。在電力系統(tǒng)設(shè)計中，短路電流的計算應(yīng)按遠景規(guī)劃水平年來考慮，遠景規(guī)劃水平年一般取工程建成后510年中的某一年。計算容為系統(tǒng)在最大運行方式時，短路點的三相短路電流。6.2.1短路故障產(chǎn)生的原因工業(yè)與民用建筑中正常

43、的生產(chǎn)經(jīng)營辦公等活動以與人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)安全可靠地運行.但是由于各種原因，系統(tǒng)會經(jīng)常出現(xiàn)故障，使正常運行狀態(tài)遭到破壞。短路是系統(tǒng)常見的嚴重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有：（1）設(shè)備原因電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運行時被擊穿短路；以與設(shè)計、安裝、維護不當所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。（2）自然原因氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。（3）人為原因工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧

44、光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物帶電設(shè)備形成短路事故等。6.2.2短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運行時阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會帶來以下嚴重后果：（1）短路電流的熱效應(yīng)巨大的短路電流通過導(dǎo)體，短時間產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。（2）短路電流的電動力效應(yīng)由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動力。如果電動力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機械變形甚至損壞，使事故進一步擴大。（3）短路系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對用

45、戶帶來很大影響。例如，異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時電壓降低能造成照明負荷諸如電燈突然變暗與一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。（4）不對稱短路的磁效應(yīng)當系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路能感應(yīng)出很大的電動勢。（5）短路時的停電事故短路時會造成停電事故，給國民經(jīng)濟帶來損失。并且短路越靠近電源，停電波與圍越大。（6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解短路可能造成的最嚴重的后果就是使并列運行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。6.2.3短路電流計算的目的（1）電主接線比選短路電流計算可為不

46、同方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。（2）選擇導(dǎo)體和電器如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設(shè)備動力穩(wěn)定，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設(shè)備與載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗短路器的遮斷能力等。（3）確定中性點接地方式對于35kV、10kV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點接地方式。（4）選擇繼電保護裝置和整定計算在考慮正確、合理地裝設(shè)保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據(jù)需要計算單相接地電流等。6.2.4短路電流計算的容（1）短路點的選?。焊骷夒妷耗妇€、各級線路末端。（2）短路時間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護整定的需要，確