郊區(qū)110kV變電站電氣設計畢業(yè)設計樣本

石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計某郊區(qū)110kV變電站電氣設計TheElectricalDesignof110kVSubstationforaSuburb屆電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動化學號學生姓名指引教師完畢日期5月15日畢業(yè)設計成績單學生姓名學號班級專業(yè)電氣工程及其自動化畢業(yè)設計題目某郊區(qū)110kV變電站電氣設計指引教師姓名胡立強指引教師職稱講師評定成績指引教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長(主任)簽字：年月日畢業(yè)設計任務書題目某市郊110kV變電站電氣設計學生姓名學號班級專業(yè)電氣工程及其自動化承擔指引任務單位電氣工程系導師姓名導師職稱講師一、重要內(nèi)容110kV變電站設計，學會應用所學知識進行設計。二、基本規(guī)定1.電氣主接線設計2.短路電流計算3.電氣設備選取4.繼電保護配備與整定計算三、重要技術指標（或研究辦法）1.本變電站位于某市郊，向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)顧客供電，為新建變電所。電壓級別：110/10kv2.線路回數(shù)：110kv近期2回，遠景發(fā)展2回；10kv近期8回，遠景發(fā)展2回電力接線圖如圖1。圖1電力接線圖3.負荷狀況表1負荷狀況電壓級別負荷名稱最大負荷MW穿越功率MW負荷構成%自然力率近期遠期近期近期一級二級三級110kV市系1線1018市系2線1018備用110備用21210kV棉紡廠122.50.75棉紡廠222.50.75印染廠11.520.78印染廠21.520.78水泥廠133.50.75水泥廠233.50.75耐火廠122.50.75耐火廠222.50.75郊一22.50.75郊二22.50.75毛紡廠220.75針織廠12.50.75柴油機廠11.520.8柴油機廠21.520.8橡膠廠11.50.72市區(qū)11.520.8市區(qū)21.520.8食品廠1.21.50.8備用11.50.78備用21.50.784.所處地理環(huán)境及條件站址地區(qū)海拔高度200m，地址平坦，地震烈度6度。年最高溫度40度，年最低溫度-20度，最熱月平均最高溫度+32度，最大復冰厚度10mm，最大風速為25m/s，土壤熱阻率ρ=100°cm/W，土壤溫度20°C，地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。如圖2為地理位置圖。圖2地理位置圖四、應收集資料及參照文獻[1]電氣設計規(guī)范[M].中華人民共和國建筑工業(yè)出版社..[2]朱林根.民用建筑變配電設計[M].第2版.中華人民共和國建筑工業(yè)出版社..[3]航空工業(yè)部第四規(guī)劃設計研究院.工廠配電設計手冊[M].北京水利電力出版社.[4]黃益莊.變電站綜合自動化技術[M].北京：中華人民共和國電力出版社..[5]雍靜主.供配電系統(tǒng)[M].第1版.機械工業(yè)出版社..[6]劉介才.工廠供電[M].機械工業(yè)出版社.五、進度籌劃1.第1周-第2周：收集材料，完畢開題報告；2.第3周-第4周：分析、擬定方案；3.第5周-第7周：設計、計算、繪圖；4.第8周：中期檢查；5.第13周-第14周：論文審核定稿；6.第15周-第16周：答辯。教研室主任簽字時間年月日畢業(yè)設計開題報告題目某郊區(qū)110kV變電站電氣設計學生姓名學號班級專業(yè)電氣工程及其自動化研究背景110kV變電所是電力配送重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設核心環(huán)節(jié)，變電所設計質(zhì)量好壞，直接關系到電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運營。為滿足城鄉(xiāng)負荷日益增長需要，需提高對顧客供電可靠性和電能質(zhì)量。隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長需要，迫切規(guī)定增長供電容量，擬新建110kV變電所。變電站是電力系統(tǒng)重要構成某些，它直接影響整個電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟運營，是聯(lián)系發(fā)電廠和顧客中間環(huán)節(jié)，起著變換和分派電能作用。電氣主接線是發(fā)電廠和變電所重要環(huán)節(jié)，電氣主接線擬定直接關系著全站電氣設備選取、配電裝置布置、繼電保護和自動裝置擬定，是變電站電氣某些投資大小決定因素。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀當前，國內(nèi)變電站具備功能綜合化，設備、操作、監(jiān)視微機化，構造分布分層化，通信網(wǎng)絡光纜化及運送管理智能化等特性。變電站綜合自動化為變電站小型化、智能化、擴大監(jiān)視范疇及變電站安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運營提供了當代化手段和基本保證。建國以來，國內(nèi)電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電力分派日益復雜和顧客對電能質(zhì)量規(guī)定進一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來國內(nèi)計算機和通信技術發(fā)展及自動化技術成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中地位十分重要，它肩負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分派繁重任務，對電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運營起著舉足輕重作用。因而，變電站自動化既是實現(xiàn)自動化重要基本之一，也是滿足當代化供用電實時，可靠，安全，經(jīng)濟運營管理需要。三、研究方案1.負荷分析及無功補償2.變壓器選取3.電氣主接線方案選定4.選取更安全可靠一次電氣設備5.短路電流計算6.繼電保護7.做好變電站防雷設計和接地設計依照變電所電氣設備總平面布置圖擬定，避雷針初步選定安裝位置與設備電氣距離應符合各種規(guī)程范疇規(guī)定，初步擬定避雷針安裝位置后再依照公式進行，校驗與否在保護范疇之內(nèi)。同步做好變電站接地電網(wǎng)，也可以有效防止電力事故發(fā)生。四、預期達到成果依照題目規(guī)定，擬定變壓器容量與型號，并繪制出電氣主接線圖。需要裝設兩臺變壓器備用，保證重要變電所安全用電。依照負荷分析、變電所接線方案比較、供電方式擬定、短路電流計算、完畢電氣設備選取與繼電保護以及防雷接地等重要內(nèi)容。指引教師簽字時間年月日摘要隨著國內(nèi)科學技術發(fā)展，特別是計算機技術進步，電力系統(tǒng)對變電站更規(guī)定也越來越高。變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少重要構成某些，它肩負著電能轉(zhuǎn)換和分派任務，對電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運營起著舉足輕重作用，是聯(lián)系發(fā)電廠和顧客中間環(huán)節(jié)。變電站設計需要以電力系統(tǒng)分析、電力工程、繼電保護和其她專業(yè)知識為理論基本。設計內(nèi)容重要涉及：負荷分析、變電所接線方案比較、供電方式擬定、短路電流計算、電氣設備選取與繼電保護以及防雷接地等內(nèi)容。本設計討論是110kV變電站電氣某些設計。一方面對原始資料進行分析，選取主變壓器，并且在此基本上進行主接線設計，按照任務書規(guī)定，分析比較所得數(shù)據(jù)，畫出主接線圖，再進行短路計算，選取設備，然后進行防雷接地以及保護、配電裝置設計。核心字：變電站負荷計算短路計算設備選取繼電保護AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnologyinChina，particularlycomputingtechnologyhasbeenadvanced，thepowersystemdemandsonsubstationmoreandmore.PowerSystemSubstationisanimportantandindispensablecomponentofthepoweritassumedthetaskofconversionanddistributionofgridsecurityandtheeconomyplayadecisiveroleinrunningistocontacttheuser'spowerplantsandintermediatelinks.Thedesignofpowersystemsubstationshoulddependontheknowledgeoffactorysubstationpowerengineering，relayprotectionandotherprofessionalonesasthebasictheories．Designcontentswouldincludeloadanalysis，schemecomparison，power-supplymodes，short-circuit，currentcalculation，electricalequipmentselectionandrelayprotectionsettingandlightning-proofwithgrounding，etc．Thedesignisrefertothepartof110kVelectricalsubstationdesign.Firstofall，analyzetheoriginaldataandchoosethemaintransformer，andbasedonit，docompletetheprojectrequirements，designcalculationspecifications，anddrawthemainhookup.AnddesignthemainwiringandShort-circuitcalculation，atlastchooseequipment，thenmineandtheprotectionofearthanddistributiondevice.KeyWords：SubstationLoadanalysisShort-circuitCalculationEquipmentSelectionElectricalequipmentselection

目錄第1章緒論 1第2章負荷分析及無功補償 22.1概述 22.2負荷計算目 22.3負荷分析 32.4無功補償 3第3章主變壓器選取 53.1相數(shù)擬定 53.2繞組數(shù)擬定 53.3主變壓器臺數(shù)和容量擬定 53.4變壓器型號擬定 6第4章主接線方式選取 74.1主接線選取基本規(guī)定 74.2對變電站電氣主接線設計原則 74.3各電壓級別線路出線回數(shù)選取電氣主接線形式 7第5章短路電流計算 105.1電力系統(tǒng)簡圖 105.2各回路阻抗計算 105.3短路計算 115.3.1110kV側短路計算 115.3.210kV側短路計算 12第6章電氣設備選取與校驗 146.1斷路器選取 146.1.1110kV側斷路器選取 146.1.210kV側斷路器選取 156.2隔離開關選取 166.2.1110kV側隔離開關選取 166.2.210kV側隔離開關選取 166.3導線選取 176.3.1110kV母線選取與校驗 176.3.210kV母線選取與校驗 176.4互感器選取 186.4.1電壓互感器選取 18Ⅰ6.4.2電流互感器選取 18Ⅰ第7章繼電保護 217.1概述 217.2繼電保護基本原理和任務 217.3繼電保護基本規(guī)定 217.4變壓器繼電保護 227.5電力線路繼電保護 247.6母線保護 257.7二次接線圖 26第8章防雷接地設計 278.1防雷設計 278.1.1防雷設計原則 278.1.2避雷器選取 278.1.3避雷針配備 298.2接地設計 308.2.1接地設計原則 308.2.2接地網(wǎng)型式選取及優(yōu)劣分析 31第9章電氣總平面布置及配電裝置選取 329.1概述 329.1.1配電裝置特點 329.1.2配電裝置類型及應用 329.2配電裝置擬定 339.3電氣總平面布置 35第10章結論與展望 3610.1結論 3610.2展望 36參照文獻 37道謝 38附錄 39附錄A外文資料 39附錄B電氣設備表 48附錄C電氣主接線圖 50ⅡⅡ第1章緒論變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運營起著舉足輕重作用。社會經(jīng)濟發(fā)展，依賴高質(zhì)量和高可靠性電能供應，建國以來，國內(nèi)電力事業(yè)已經(jīng)獲得了長足發(fā)展。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大、電力分派日益復雜和顧客對電能質(zhì)量規(guī)定進一不提高，電網(wǎng)自動化就顯得極為重要；近年來國內(nèi)計算機和通信技術發(fā)展及自動化技術成熟，發(fā)展配電網(wǎng)調(diào)度與管理自動化以具備了條件。變電站在配電網(wǎng)中地位十分重要，它肩負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分派繁重任務，對電網(wǎng)安全和經(jīng)濟運營起著舉足輕重作用[1]。由于國內(nèi)經(jīng)濟高速發(fā)展，某些市區(qū)生產(chǎn)和生活供電規(guī)定越來越大，在大力建設火力發(fā)電廠同步，相應配套電力設施也應跟上。其變電站建設屬于設施中較重要一類。也是決定用電質(zhì)量和效率因素之一。對地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有直接關系，也是反映地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平重要參數(shù)之一。咱們這里所要新建是一所110kV降壓變電站。變電站站址選取在市郊，接近負荷中心，有助于系統(tǒng)運營性能提高，減少損耗，提高經(jīng)濟效益；此外，這些電力負荷位于變電站北部和東部，避免了將變電站設在污染源下風口，否則將會發(fā)生污閃事故和沿面放電，影響電力系統(tǒng)運營性能；變電站東部沒有重要電力負荷，這為進出線提供了遼闊線路走廊，尚有助于變電站擴建；此外，變電站選址還考慮了變電站與附近設施影響。因而，變電站選址不當，必將影響公司供電系統(tǒng)主接線方式，送電線路規(guī)格和布局，電網(wǎng)損失及投資大小，還也許引起電力倒流，產(chǎn)生嚴重后果。變電站是電力系統(tǒng)重要構成某些，它直接對電力顧客饋送電能。變電站在電力系統(tǒng)中之因此起著十分重要作用，是由于其運營性能好壞直接影響到系統(tǒng)穩(wěn)定性。電力顧客直接利益。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和電力顧客重要紐帶，是將電能從產(chǎn)品變成商品中間環(huán)節(jié)。它肩負著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分派重要任務。對國家經(jīng)濟發(fā)展有著極其重要作用[2]。本次設計是對專業(yè)所學內(nèi)容進行一次系統(tǒng)、全面、內(nèi)容較多畢業(yè)設計。設計內(nèi)容為110kV變電站電氣設計，分別對變電站作總體分析和負荷分析、變電站主變壓器選取、主接線方式選取、短路電流計算、電氣設備選取與校驗、電力系統(tǒng)繼電保護等某些分析計算，在設計中發(fā)現(xiàn)所用數(shù)據(jù)不夠精確，特別是在電力系統(tǒng)繼電保護是計算中，存在很大缺陷，力求在后來設計中可以逐漸趨于完善，相信不久能實現(xiàn)無人值班高度自動化以彌補老式變電站缺陷。

第2章負荷分析及無功補償2.1概述變電站位于某市郊，向市區(qū)工業(yè)、生活及郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)與農(nóng)業(yè)顧客供電，為新建變電所。變電站作為電力系統(tǒng)中起著重要連接作用，是聯(lián)系發(fā)電廠與負荷重要環(huán)節(jié)。本課程設計重要是關于本變電站一次設計，為了是變電站一次設計可以較好接入電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)安全可靠運營，下面對本變電站做初步分析原始數(shù)據(jù)進行分析。1.變電站類型：110kV地方降壓變電站2.電壓級別：110/10kV3.線路回數(shù)：110kV：近期2回，遠景發(fā)展2回；10kV：近期8回，遠景發(fā)展2回；4.地理條件：站址地區(qū)海拔高度200m，地址平坦，地震烈度6度。年最高溫度40度，年最低溫度-20度，最熱月平均最高溫度+32度，最大復冰厚度10mm，最大風速為25m/s，土壤熱阻率ρ=100°cm/W，土壤溫度20°C，地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。5.負荷狀況：重要是一、二級負荷，市內(nèi)負荷重要為市區(qū)生活用電、棉紡廠、印染廠等工業(yè)用電；郊區(qū)負荷重要為郊區(qū)變電站及其她工業(yè)用電。6.系統(tǒng)狀況：依照任務書中電力系統(tǒng)簡圖可以看到，本變電站位于兩個電源中間，有兩個發(fā)電廠提供電能，進而通過該變電站降壓后用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等負荷用電，需要一定可靠性。2.2負荷計算目計算負荷是供電設計計算基本根據(jù)，計算負荷擬定得與否對的合理，直接影響到電器和導線電纜選取與否經(jīng)濟合理。如計算負荷擬定過大，將使電器和導線選得過大，導致投資和有色金屬消耗揮霍，如計算負荷擬定過小又將使電器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，導致重大損失，由此可見對的擬定計算負荷重要性[3]。2.3負荷分析10kV側：近期負荷：=(2＋2＋1.5＋1.5＋3＋3＋2＋2＋2＋2＋2＋1＋1.5＋1.5＋1＋1.5＋1.5＋1.2)MW=32.2MW遠期負荷：=(2.5＋2.5＋2＋2＋3.5＋3.5＋2.5＋2.5＋2.5＋2.5＋2＋2.5＋2＋2＋1.5＋2＋2＋1.5＋1.5＋1.5)=44.5MW=32.2MW+44.5MW=76.7MW綜合最大計算負荷計算公式：×(1+%)：同步系數(shù)，取85%，%：線損,取5%。Kt×(1+%)=×(2/0.75+2/0.75+1.5/0.78+1.5/0.78+3/0.75+3/0.75+2/0.75+2/0.75+2/0.75+2/0.75+2/0.75+1/0.75+1.5/0.8+1.5/0.8+1/0.72+1.5/0.8+1.5/0.8+1.2/0.8)×(1+%)=0.85×45.960×(1+0.05)=41.019MVAKt××(1+%)=×(2.5/0.75+2.5/0.75+2/0.78+2/0.78+3.5/0.75+3.5/0.75+2.5/0.75+2.5/0.75+2.5/0.75+2.5/0.75+2/0.75+2.5/0.75+2/0.8+2/0.8+1.5/0.72+2/0.8+2/0.8+1.5/0.8+1.5/0.78+1.5/0.78)×(1+%)＝0.85×58.265×1.05=52.002MVA視在功率：2.4無功補償無功補償人工補償裝置：重要有同步補償機和并聯(lián)補償電容兩種。由于并聯(lián)電容器具備安裝簡樸、運營維護以便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容以便等長處，因而并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍[6]。該變電站10kV側平均功率因數(shù)取0.8，應提高到0.92，因而10kV側所需無功功率補償補償容量為：約取補償器件為GMKPBAMH10-4000-3W，數(shù)目為6個。補償后無功功率為補償后變電站低壓側視在負荷為變壓器功率損耗為：MWMW補償后功率因數(shù)為：

第3章主變壓器選取3.1相數(shù)擬定330kV如下電力系統(tǒng)，在不受運送條件限制時，應用三相變壓器。3.2繞組數(shù)擬定對進一步引進負荷中心、具備直接從高壓降為低壓供電條件變電所，為簡化電壓級別或減少重復降壓容量，可采用雙繞組變壓器。3.3主變壓器臺數(shù)和容量擬定在這次變電站設計中，可以采用一臺或兩臺主變壓器，表3-1所示對單臺變壓器和兩臺變壓器進行比較：表3-1單臺與兩臺變壓器比較比較單臺變壓器兩臺變壓器技術指標供電安全比滿足規(guī)定滿足規(guī)定供電可靠性基本滿足規(guī)定滿足規(guī)定供電質(zhì)量電壓損耗略大電壓損耗略小靈活以便性靈活性差靈活性好擴建合用性稍差好由110kV系統(tǒng)供電，考慮到重要負荷達到80.93MW，并考慮到現(xiàn)今社會顧客需要供電可靠性規(guī)定更高，應采用兩臺容量相似變壓器并聯(lián)運營。容量選取及檢查公式：（其中n為變電站設計中變壓器臺數(shù)，在這次設計中，n=2）[6]。因而依照上述式子及負荷分析可以選取兩臺容量為50MW有載調(diào)壓變壓器，其型號為SFSZ9-50000/110。3.4變壓器型號擬定表3-2變壓器參數(shù)型號額定電壓(kV)聯(lián)接組接號損耗(kV)空載電流(%)阻抗電壓(%)高壓低壓空載負載SFSZ9-50000/110110±8*125%10.5,11YNd1127.51040.910.5表3-2所示為SFSZ9-50000/110變壓器重要參數(shù)。

第4章主接線方式選取4.1主接線選取基本規(guī)定1.可靠性2.靈活性3.經(jīng)濟性4.2對變電站電氣主接線設計原則1.按變電所在電力系統(tǒng)地位和作用選取。2.考慮變電所近期和遠期發(fā)展規(guī)劃。3.按負荷性質(zhì)和大小選取。4.按變電所主變壓器臺數(shù)和容量選取。5.當變電所中浮現(xiàn)二級電壓且低壓側負荷超過變壓器額定容量15%時，普通采用雙繞組變壓器。6.電力系統(tǒng)中無功功率需要分層次分地區(qū)進行平衡，變電所中常需裝設無功補償裝置。7.當母線電壓變化比較大并且不能用增長無功補償容量來調(diào)節(jié)電壓時，為了保證電壓質(zhì)量，則采用有載調(diào)壓變壓器。8.如果不受運送條件限制，變壓器采用三相式，否則選用單相變壓器。9.對220kv及以上聯(lián)系變壓器普通采用自耦變。10.各級電壓規(guī)劃短路電流不能超過所采用斷路器額定開斷容量。11.各級電壓架空線涉及同一級電壓架空出線應盡量避免交叉[4]。4.3各電壓級別線路出線回數(shù)選取電氣主接線形式1.110kv側主接線方式：110kv側出線近期2回，遠景發(fā)展2回。因此依照出線回數(shù)電壓級別初步可以選取雙母不分段接線和雙母帶旁路母接線。由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)發(fā)展和負荷增長而擬建。那么其負荷為地區(qū)性負荷。變電站110kV側和10kV側，110kV～220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線35kV～110kV系統(tǒng)中，當不容許停電檢修斷路器時，可設立旁路母線。單母線帶旁路接線與雙母線帶旁路接線比較如下:方案一：單母線帶旁路技術：(1)簡樸清晰、操作以便、易于發(fā)展。(2)可靠性、靈活性差。(3)旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進行不斷電檢修出線斷路器，保證重要顧客供電。經(jīng)濟：(1)設備少、投資小(2)用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)約投資方案二：雙母線帶旁路技術：(1)運營可靠、運營方式靈活、便于事故解決、易擴建。(2)母聯(lián)系線上斷路器可代替需檢修出線斷路器工作。(3)倒閘操作復雜，容易誤操作。經(jīng)濟：(1)占地大、設備多、投資大。(2)母聯(lián)系線上斷路器兼作旁路斷路器節(jié)約投資。因此，比較后闡明在技術上（可靠性、靈活性）雙母線帶旁路接線方案明顯合理，在經(jīng)濟上則單母線帶旁路接線方案占優(yōu)勢。對于雙母線不分段接線，當母線故障或檢修時，將隔離開關運營倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。鑒于此站為地區(qū)變電站應具備較高可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選雙母線帶旁路接線方案為設計最后方案，如圖4-1所示。雙母線帶旁路接線最大優(yōu)化是提供了供電可靠性，當出線斷路器需要停電檢修時，可將專用旁路斷路器投運，從而將檢修斷路器出線有旁路代替供電[5]。圖4-1雙母線帶旁路母線接線2.10kV側主接線方式：10kV出線近期8回，遠景發(fā)展2回。6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時，可采用單母線分段接線或單母線帶旁路母線接線。而雙母線接線普通用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，規(guī)定可靠性和靈活性較高場合。(1)單母線分段帶旁路母線：長處：供電可靠性高，運營靈活，但是重要用于出線回路數(shù)不多。但負荷叫重要中小型發(fā)電廠及35-110kV變電所。(2)單母線帶旁路母線：長處：供電可靠性高，斷路器故障檢修時，可不斷負荷進行檢修，供電可靠運營靈活，合用于重要顧客供電，出線回數(shù)較多變電所[6]。因此選取單母線分段帶旁路母線，如圖4-2所示。圖4-2單母線分段接線

第5章短路電流計算5.1電力系統(tǒng)簡圖圖5-1電力系統(tǒng)簡圖圖5-1所示為本設計電力系統(tǒng)簡略圖，依照此圖進行短路計算研究。5.2各回路阻抗計算圖5-2電力系統(tǒng)化簡圖依照圖5-2所示選取短路點，取MVA，最大運營方式下：查表得單位長度電抗平均值為Ω/km依照所選變壓器技術參數(shù)可以求變壓器阻抗5.3短路計算5.3.1110kV側短路計算圖形化簡：圖5-3110kV側短路線路化簡圖(1)(2)△—Y/(/(/((3)Y—△()+(()+()(4)起始次暫態(tài)電流：kA在高壓側電路發(fā)生三相短路時，普通可取沖擊電流：kA計算電抗：+kA兩相短路電流：kA5.3.210kV側短路計算圖5-410kV側短路線路化簡圖(1)(2)△—Y/(/(/((3)=0.04+0.041=0.081=0.35+0.092=0.442=0.21+0.027=0.237(4)Y—△+=+=1.972(5)起始次暫態(tài)電流:kA在高壓側電路發(fā)生三相短路時，普通可取[6]。沖擊電流：kA計算電抗：+kA兩相短路電流：kA

第6章電氣設備選取與校驗6.1斷路器選取6.1.1110kV側斷路器選取1.該回路為110kV電壓級別，故可選用六氟化硫斷路器。2.斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。3.回路額定電壓kV斷路器，且斷路器額定電流不得不大于通過斷路器最大持續(xù)電流=1.05×kA=263.5A。4.為以便運營管理及維護，選用110kVSF6斷路器為同一型號產(chǎn)品，選為SF6-110斷路器，其重要技術參數(shù)如表6-1所示。表6-1斷路器參數(shù)型號額定電壓kV額定電流A最高工作電壓kV額定開斷電流kA動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA自動重疊閘無電流間隔時間S固有分閘時間S合閘時間SSF6-110110125012631.58031.50.030.125.對所選斷路器進行校驗(1)斷流能力校驗所選斷路器額定開斷電流kA，則斷流能力滿足規(guī)定。(2)短路關合電流校驗所選斷路器額定關合電流，即動穩(wěn)定電流為80kA，流過斷路器沖擊電流為14.13kA，則短路關合電流滿足規(guī)定，由于其動穩(wěn)定校驗參數(shù)與關合電流參數(shù)同樣，因而動穩(wěn)定性也滿足規(guī)定。(3)熱穩(wěn)定校驗設后備保護動作時間1s，所選斷路器固有分閘時間0.03s，選取熄弧時間t=0.03S。則短路持續(xù)時間t=1+0.03+0.03=1.06s。由于電源為無限大容量，非周期分量因短路持續(xù)時間不不大于1s而忽視不計，則短路熱效應：.s。容許熱效應：，則熱穩(wěn)定滿足規(guī)定。以上各參數(shù)經(jīng)校驗均滿足規(guī)定，故選用SF6-110斷路器。6.1.210kV側斷路器選取1.該回路為10kV電壓級別，故可選用真空斷路器。2.該斷路器安裝在戶內(nèi)，故選顧客內(nèi)式斷路器。3.回路額定電壓為10kV，因而必要選取額定電壓kV斷路器，且其額定電流不不大于流過斷路器最大持續(xù)電流=1.05×A。4.初選SN9-10真空斷路器，重要數(shù)據(jù)如表6-2所示。表6-2斷路器參數(shù)型號額定電壓kV額定電流kA額定斷開電流kA動穩(wěn)定電流kA4S熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時間sSN9-10101.252563250.055.對所選斷路器進行校驗(1)斷流能力校驗流過斷路器短路電流kA。所選斷路器額定開斷電流，kA>kA，即斷路器斷流能力滿足規(guī)定。(2)動穩(wěn)定校驗所選斷路器動穩(wěn)定電流為63kA，流過斷路器沖擊電流為：kAkA，則動穩(wěn)定性滿足規(guī)定。(3)熱穩(wěn)定校驗設后備保護動作時間1s，所選斷路器固有分閘時間0.05s，選取熄弧時間t=0.03s。則短路持續(xù)時間t=1+0.05+0.03=1.08s。則.s容許熱效應.s由于短路時間不不大于1s,非周期分量可忽視不計。則.s，由于，因此熱穩(wěn)定滿足規(guī)定。從以上校驗可知該斷路器滿足規(guī)定，因此擬定選用SN9-10真空斷路器[8]。6.2隔離開關選取6.2.1110kV側隔離開關選取1.為保證電氣設備和母線檢修安全，選取隔離開關帶接地刀閘。2.該隔離開關安裝在戶外，故選取戶外式。3.該回路額定電壓為110kV，因而所選隔離開關額定電壓kV，且隔離開關額定電流不不大于流過斷路器最大持續(xù)電流A。4.初選GW4—110D型單接地高壓隔離開關其重要技術參數(shù)如表6-3所示。.表6-3隔離開關參數(shù)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有效值峰值GW4-110D11012501263255105.校驗所選隔離開關(1)動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流等于極限通過電流峰值即kA流過該斷器短路沖擊電流kA即kA>kA，動穩(wěn)定規(guī)定滿足。(2)熱穩(wěn)定校驗斷路器容許熱效應.s短路熱效應.s，則，因此熱穩(wěn)定滿足規(guī)定。經(jīng)以上校驗可知，所選隔離開關滿足規(guī)定，故擬定選用GW4—110D型高壓隔離開關。6.2.210kV側隔離開關選取1.為保證電氣設備和母線檢修安全，隔離開關選取不帶接地刀閘。2.隔離開關安裝在戶內(nèi)，故選顧客內(nèi)式。3.該回路額定電壓為10kV所選隔離開關額定電壓kV，額定電流不不大于流過隔離開關最大持續(xù)電流：A。4.初選GN19—10型隔離開關，其重要技術數(shù)據(jù)如表6-4所示。表6-4隔離開關參數(shù)型號額定電壓(Kv)額定電流(A)容許熱效應(kA2.s)動穩(wěn)態(tài)電流(kA)GN19-1010125032001005.校驗所選隔離開(1)動穩(wěn)定校驗所選隔離開關動穩(wěn)定電流100kA。短路沖擊電流kA，>，動穩(wěn)定滿足規(guī)定。(2)熱穩(wěn)定校驗斷路器容許熱效應：kA2.s。短路熱效應：kA2.s，則，熱穩(wěn)定滿足規(guī)定。.從以上校驗可知，所選隔離開關滿足規(guī)定，故擬定選用GN19—10型隔離開關。6.3導線選取本設計110kV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[6]。6.3.1110kV母線選取與校驗1.按最大工作電流選取導線截面最大持續(xù)工作電流為：A。年最高平均溫度為+32℃，而導線長期容許溫度為+80℃，查表得溫度修正系數(shù)，/=296.1A。選取110KV母線型號為：LGJ—150/25，查表得A。=263.5A<=A，滿足規(guī)定。2.熱穩(wěn)定校驗，>滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。6.3.210kV母線選取與校驗由于安裝在室內(nèi)，選用硬母線。1.按最大持續(xù)工作電流選取母線截面A/=A選取10kV母線型號為LMY-63×8（雙條豎放矩形鋁導體），查表得A。=2886.8AA，滿足規(guī)定。2.熱穩(wěn)定校驗S=1008，滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。3.動穩(wěn)定校驗母線采用水平排列平放。則母線截面系數(shù)為：W=bh2/6=10×1252/6=26042(mm3)=26.04×10-6m3相鄰支柱間跨距?。篖=1.2m相間母線中心距離?。篴=0.25m母線在三相短路使所受到計算應力為：σmax=0.173×=0.173××=9.40×106paσmax＜=70×106pa（為硬母線容許應力），因而滿足動穩(wěn)定規(guī)定。6.4互感器選取6.4.1電壓互感器選取電壓互感器應按工作電壓來選?。?.110kV電壓互感器，通過查表選用JCC-110型串級式瓷絕緣電壓互感器，系統(tǒng)最高電壓為126kV，額定絕緣水平為200/480kV，額定一次，二次電壓之比為：110//0.1//0.1//0.1kV，額定負載150VA/150VA/100VA，精確級0.2/0.5/6P。2.10KV電壓互感器，查表選取JSJW-10型三相五柱式電壓互感器，額定變比10000/100，最大容量為400MVA。6.4.2電流互感器選取為防止電流互感器套管閃絡導致母線故障，電流互感器普通布置在斷路器出線或變壓器側，即盡量不在緊靠母線側裝設電流互感器。因此，母線上不考慮裝設電流互感器。110kV側：1.主變側、母聯(lián)兼旁路電流互感器kVA因此初選LCWB6—110B型電流互感器額定電流比：（2775）~（2600）/5熱穩(wěn)定電流：=211~230kA/1s動穩(wěn)定電流：=22.8~276kA一次回路電壓: kVkV一次回路電流: A>263.5A二次回路電流: =5A精確度級別:0.2級熱穩(wěn)定校驗：kA2.s>kA2.s,則滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。動穩(wěn)定校驗：276=152kA>=49.56kA滿足動穩(wěn)定規(guī)定。因此選取LCWB6—110B型電流互感器。2.出線電流互感器kVA，因此初選LCWB6-110B型電流互感器。一次回路電壓 一次回路電流 >熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗同上。10kV側：1.主變側、分段電流互感器，因此初選LBJ—10型電流互感器。額定電流比 ~6000/51S熱穩(wěn)定倍數(shù)：50動穩(wěn)定倍數(shù) ：50一次回路電壓：kVkV一次回路電流：A>A二次回路電流：=5A精確度級別 ：0.5級熱穩(wěn)定校驗：===15625kA2.s===1286.66kA2.s，>，滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。動穩(wěn)定校驗：=2.590=318.15kA，kA 即>kA，滿足動穩(wěn)定規(guī)定。因此選取LBJ—10型電流互感器合格。2.出線電流互感器kV=106.29A，因此初選LBJ-10型電流互感器。額定電流比600~800/51S熱穩(wěn)定倍數(shù)：50動穩(wěn)定倍數(shù) ：50一次回路電壓：kVkV一次回路電流：A>A二次回路電流：=5A精確度級別：0.5級熱穩(wěn)定校驗 ：===1600kA2.s==19.47*19.47=379.08kA2.s,則>，滿足熱穩(wěn)定規(guī)定。動穩(wěn)定校驗:==0.890=101.81kA，=19.47kA則>，滿足動穩(wěn)定規(guī)定。因此選取LBJ-10型電流互感器[6]。

第7章繼電保護7.1概述電力系統(tǒng)規(guī)模隨著經(jīng)濟發(fā)展越來越大，構造越來越復雜。運營就得規(guī)定安全可靠電能質(zhì)量高、經(jīng)濟性好。由于自然條件、設備及人為因素影響，也許浮現(xiàn)各種故障和不正常運營狀態(tài)。故障中最常用，危害最大是各種型式短路。故障或不正常運營狀態(tài)若不及時對的解決，都也許引起事故。為了及時對的解決故障和不正常運營狀態(tài)，避免事故發(fā)生，就產(chǎn)生了繼電保護，它是一種重要反事故辦法。繼電保護裝置是完畢繼電保護功能核心，它是能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運營狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號一種自動裝置[7]。7.2繼電保護基本原理和任務在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，許多參量比正常時候均有了變化，有變化明顯，有不明顯。明顯有電流劇增、電壓大幅下降、線路測量阻抗減少、功率方向變化、負序或零序分量浮現(xiàn)等，依照不同電氣量變化，可構成不同原理繼電保護配備。無論那種電氣量變化，當其測量值超過一定數(shù)值時，繼電保護將有選取地切除故障或顯示電氣設備異常狀況，如依照短路電流較正常電流升高特點，可構成過電流保護，運用電壓與電流之間相位差變化可構成方向保護等。繼電保護任務是：(1)當電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時，能自動、迅速，有選取地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復正常運營。(2)當電力系統(tǒng)中某電氣元件浮現(xiàn)不正常運營狀態(tài)時，能及時反映并依照運營維護條件發(fā)出信號或跳閘。7.3繼電保護基本規(guī)定依照繼電保護任務，對動作于跳閘繼電保護其具備選取性、速動性、敏捷性和可靠性。這些規(guī)定是相輔相成、互相制約，需要依照詳細使用環(huán)境進行協(xié)調(diào)保證。(1)選取性：是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運營，以盡量減小停電范疇。(2)速動性：是指保護迅速切除故障性能，故障切除時間涉及繼電保護動作時間和斷路器跳閘時間。(3)敏捷性：是指在規(guī)定保護范疇內(nèi)，保護對故障狀況反映能力。滿足敏捷性規(guī)定保護裝置應在區(qū)內(nèi)故障時，無論短路點位置與短路類型如何，都能敏捷地對的地反映出來。(4)可靠性：是指發(fā)生了屬于它該動作故障，它能可靠動作，而在不該動作時，它能可靠不動。即不發(fā)生回絕動作也不發(fā)生錯誤動作[7]。7.4變壓器繼電保護圖7-1故障網(wǎng)絡圖圖7-1所示為故障網(wǎng)絡簡略圖。1.110kV/10kV50000kVA主變壓器依照規(guī)定需裝設保護：高壓母線側三相短路電流為高壓側繼電保護用電流互感器變比為1200/5A，繼電器采用DL-110型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器動作電流，動作時限和速斷電流倍數(shù)。過電流保護動作電流整定：A故其動作電流：動作電流整定為4A。①過電流保護動作時限整定：由于低壓母線側三相短路電流為，則KA2點發(fā)生三相短路時電流為：查故對KA2動作電流整定為：對KA2點整定期限為0.5s，則KA2實際動作時間為=0.3s。則KA1實際動作時間為=+0.7s=1s.KA110倍動作電流為1.4s。因此需裝設電流速斷按保護。②電流速斷保護速斷電流倍數(shù)整定：故其速斷電流為：因而速斷電流倍數(shù)整定為：電流速斷保護敏捷系數(shù)檢查：A因而其保護敏捷系數(shù)為：依照GB50062-1992規(guī)定，電流保護（含電流速斷保護）最小敏捷系數(shù)為1.5，這里敏捷系數(shù)滿足規(guī)定。不需裝設差動保護。③過負荷保護：動作電流按躲過線路額定一次電流來整定，其計算為：，動作時間取10-15s。2.變壓器瓦斯保護：瓦斯保護是變壓器重要保護,能有效地反映變壓器內(nèi)部故障。輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧觸點等構成,作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等構成,作用于跳閘。正常運營時，瓦斯繼電器布滿油,開口杯浸在油內(nèi)，處在上浮位置，干簧觸點斷開。當變壓器內(nèi)部故障時，故障點局部發(fā)生過熱,引起附近變壓器油膨脹，油內(nèi)溶解空氣被逐出，形成氣泡上升，同步油和其他材料在電弧和放電等作用下電離而產(chǎn)生瓦斯。當故障輕微時，排出瓦斯氣體緩慢地上升而進入瓦斯繼電器，使油面下降，開口杯產(chǎn)生支點為軸逆時針方向轉(zhuǎn)動，使干簧觸點接通,發(fā)出信號。當變壓器內(nèi)部故障嚴重時，產(chǎn)生強烈瓦斯氣體，使變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧阻力，帶動磁鐵向干簧觸點方向移勸，使干簧觸點接通，作用于跳閘[7]。7.5電力線路繼電保護1.110kV高壓線路側繼電保護①在此選用DL-110型繼電器。由以上條件得計算數(shù)據(jù)：變壓器一次側過電流保護10倍動作時限整定為0.5s；過電流保護采用兩相兩繼電器式接線；高壓側線路首端三相短路電流5.55kA；變比為1200/5A保護用電流互感器動作電流為5A。下面對高壓母線處過電流保護裝置進行整定（高壓母線處繼電保護用電流互感器變比為1200/5A）。整定KA2動作電流故依照GL-25/10型繼電器規(guī)格，動作電流整定為3A。整定KA1動作時限：母線三相短路電流反映到KA2中電流：對KA2動作電流倍數(shù)，即：對K2點整定定期間為0.5s，則KA2實際動作時間為=0.1s。則KA1實際動作時間為=+0.7s=0.8s.KA110倍動作電流為0.5s。無需裝設電流速斷保護。②過負荷保護：動作電流按躲過線路計算電流來整定，其計算為：，動作時間取10-15s。2.10kV側線路繼電保護：①低壓母線側三相短路電流為低壓側繼電保護用電流互感器變比為6000/5A，繼電器采用DL—10/5型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器動作電流，動作時限和速斷電流倍數(shù)。取依照DL—10/5型繼電器規(guī)格，動作電流整定為8A。整定KA2動作時限：母線三相短路電流反映到KA2中電流：對KA2動作電流倍數(shù)，即：對K2點整定期限為0.5s，則KA2實際動作時間為=0.3s。則KA1實際動作時間為=+0.7s=1.0s.KA110倍動作電流為1.4s。需裝設電流速斷保護。電流速斷保護速斷電流倍數(shù)整定故其速斷電流為：因而速斷電流倍數(shù)整定為：②過負荷保護：動作電流按躲過線路計算電流來整定，其計算為：，動作時間取10s-15s。7.6母線保護母線配備保護有：母線差動保護。為滿足速動性和選取性規(guī)定，母線保護都是按差動原理構成。實現(xiàn)母線差動保護必要考慮在母線上普通連接較多電氣元件，因而，就不能向發(fā)電機差動保護那樣，只能用簡樸接線加以實現(xiàn)。但不論母線上元件有多少，實現(xiàn)差動保護基本原則仍是合用，即：(1)在正常運營以及母線范疇以外故障時，在母線上所有連接元件中，流入電流和流出電流相等；(2)當母線上發(fā)生故障時，所有與母線連接元件都向故障點供應短路電流或流出殘留負荷電流，按基爾霍夫定律；(3)從每個連接元件中電流相位來看，在正常運營及外部故障時，至少有一種元件中電流相位和別的元件中電流相位是相反。詳細來說，就是電流流入元件和電流流出元件中電流相位相反。當母線故障時，除電流等于零元件以外，其她元件中電流是接近同相位。依照原則(1)和原則(2)可構成電流差動保護，依照原則(3)可工程電流比相式差動保護[7]。7.7二次接線圖圖7-2二次接線圖圖7-2所示為繼電保護二次接線圖，涉及過電流保護和電流速斷保護。

第8章防雷接地設計8.1防雷設計8.1.1防雷設計原則已在輸電線路上形成雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電所母線上，并對于母線有連接電氣設備構成威脅。在母線上裝設避雷器是限制雷電入侵波過電壓重要辦法。雙繞組在正常運營時也許存在只有高、低壓繞組工作低壓繞組開路狀況，這在防雷中帶來了需要特別考慮問題。在雙繞組變壓器中，若低壓繞組開路，則C2很?。▋H為其對地電容），靜電分量也許危及低壓繞組絕緣，故應采用防雷辦法。考慮到靜電分量將使低壓繞組三相電位同步升高，故只要在任意相繞組直接出口處裝設一種避雷器即可[8]。8.1.2避雷器選取閥式避雷器應按下列條件選?。盒褪剑哼x取避雷器型式時，應考慮被保護電器絕緣水平和使用特點，按表8-1所示進行選取。表8-1避雷器類型型號型式應用范疇FS配電用普通閥型10kV如下配電系統(tǒng)、電纜終端盒FZ電站用普通閥型3~220kV發(fā)電廠、變電站配電裝置FCZ電站用磁吹閥型1.330kV及需要限制操作220kV以及如下配電2.某些變壓器中性點FCD旋轉(zhuǎn)電機用磁吹閥型用于旋轉(zhuǎn)電機（屋內(nèi)）1.額定電壓：避雷器額定電壓應與系統(tǒng)額定電壓一致。2.滅弧電壓：按照使用狀況，校驗避雷器安裝地點也許浮現(xiàn)最大導線對地電壓，與否等于或不大于避雷器最大容許電壓（滅弧電壓）。3.工頻放電電壓：在中性點絕緣或經(jīng)阻抗接地電網(wǎng)中，工頻放電電壓普通不不大于最大運營相電壓3.5倍。在中性點直接接地電網(wǎng)中，工頻放電電壓應不不大于最大運營相電壓3倍。工頻放電電壓應不不大于滅弧電壓1.8倍。4.沖擊放電電壓和殘壓：普通國產(chǎn)閥式避雷器保護特性與各種電器具備均可配合，故此項校驗從略。依照避雷器配備原則，配電裝置每組母線上，普通應裝設避雷器，變壓器中性點接地必要裝設避雷器，并接在變壓器和斷路器之間；110、35kV線路側普通裝設避雷器。本工程采用110kV配電裝置構架上設避雷針，10kV配電裝置設獨立避雷針進行直接保護為了防止反擊，主變構架上不設立避雷針?？紤]到氧化鋅避雷器非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器，且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)流、滅弧等問題，因此本工程110kV系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。1.110kV側避雷器選取和校驗(1)型式選?。阂勒赵O計規(guī)定選用FCZ系列磁吹閥式避雷器。(2)額定電壓選?。阂蚨xFCZ-110避雷器，其參數(shù)如表8-2所示：表8-2避雷器參數(shù)型號額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值（kV）沖擊放電電壓峰值（1.5/20）不不不大于（kV）沖擊殘壓不不不大于（kV）不不大于不不不大于FCZ-110110126255290345365(3)滅弧電壓校驗：最高工作容許電壓：kV直接接地：kV，滿足規(guī)定。(4)工頻放電電壓校驗：下限值：kV上限值：kV＜290kV，上、下限值均滿足規(guī)定。(5)殘壓校驗：kV＜365kV，滿足規(guī)定。(6)沖擊放電電壓校驗：＜365kV，滿足規(guī)定。因此，所選FCZ-110型避雷器滿足規(guī)定。2.10KV側避雷器選取和校驗(1)型式選?。阂勒赵O計規(guī)定選用FS系列普通閥式避雷器。(2)額定電壓選?。阂蚨?，選取FS—10型磁吹閥式避雷器，其參數(shù)如表8-3所示。表8-3FS-10重要技術數(shù)據(jù)型式額定電壓（kV）滅弧電壓有效值（kV）工頻放電電壓有效值(kV)沖擊放電電壓峰值（1.5/20）不不不大于（kV）沖擊殘壓不不不大于（kV）不不大于不不不大于FS—101012.726315050(3)滅弧電壓校驗最高工作容許電壓：kV直接接地：kV，滿足規(guī)定。(4)工頻放電電壓校驗下限值：kV上限值：kV＜31kV，上、下限值均滿足規(guī)定。(5)殘壓校驗：kV＜50kV，滿足規(guī)定。(6)沖擊放電電壓校驗：kV＜50kV，滿足規(guī)定。故所選FS—10閥式避雷器合格。8.1.3避雷針配備1.避雷針配備原則：(1)獨立式避雷針宜裝設獨立接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)地下連接點沿接地線長度不得不大于15m。(2)獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中間距，且；獨立式避雷針接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離，且，式中為沖擊接地電阻。2.避雷針位置擬定：一方面應依照變電所設備平面布置圖狀況而擬定，避雷針初步選定安裝位置與設備電氣距離應符合各種規(guī)程規(guī)范規(guī)定。(1)電壓110kV及以上配電裝置，普通將避雷針裝在配電裝置構架或房頂上，但在土壤電阻率不不大于1000m地區(qū)，宜裝設獨立避雷針。(2)獨立避雷針（線）宜設獨立接地裝置，其工頻接地電阻不超過10。(3)35kV及如下高壓配電裝置架構或房頂不適當裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。(4)在變壓器門型架構上，不應裝設避雷針、避雷線，由于門形架距變壓器較近，裝設避雷針后，構架集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在地址中距離很難達到不不大于15m規(guī)定[8]。8.2接地設計隨著電力事業(yè)迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)中對接地裝置規(guī)定越來越嚴格，變電所接地系統(tǒng)直接關系到變電所正常運營，更涉及到人身與設備安全。然而由于接地網(wǎng)設計考慮不全面、施工不精細、測試不精確等因素，近年來，發(fā)生了多起地網(wǎng)引起事故，有不但燒毀了一次設備，并且還通過二次控制電纜竄入主控室，導致了事故擴大，故接地網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運營起到非常重要作用。8.2.1接地設計原則按接地裝置內(nèi)、外發(fā)生接地故障時，經(jīng)接地裝置流入地中最大短路電流所導致接地電位升高及地面電位分布不至于危及人員和設備安全，將變電站范疇接觸電位差和跨步電位差限制在安全值之內(nèi)原則，進行本變電站接地裝置設計。1.由于變電站各級電壓母線接地故障電流越來越大，在接地設計中要滿足電力行業(yè)原則DL/T621-1997《交流電氣裝置接地》中R≤/I是非常困難。現(xiàn)行原則與原接地規(guī)程有一種很明顯區(qū)別是對接地電阻值不再規(guī)定要達到0.5，而是容許放寬到5，但這不是說普通狀況下，接地電阻都可以采用5，接地電阻放寬是有附加條件，即：防止轉(zhuǎn)移電位引起危害，應采用各種隔離辦法;考慮短路電流非周期分量影響，當接地網(wǎng)電位升高時，3-10kV避雷器不應動作或動作后不應損壞;應采用均壓辦法，并驗算接觸電位差和跨步電位差與否滿足規(guī)定,施工后還應進行測量和繪制電位分布曲線。2.在接地故障電流較大狀況下，為了滿足以上規(guī)定，還是得把接地電阻值盡量減小。接地電阻合格值既不是0.5，也不是5，而應依照工程詳細條件，在滿足附加條件規(guī)定狀況下，不超過5都是合格[8]。8.2.2接地網(wǎng)型式選取及優(yōu)劣分析110kV及如下變電站地網(wǎng)網(wǎng)格布置采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，接地帶布置按經(jīng)驗設計，水平接地帶間距普通為5m～8m。除了在避雷針（線）和避雷器需加強分流處裝設垂直接地極外，在地網(wǎng)周邊和水平接地帶交叉點設立2.5m～3m垂直接地極，進所大門口設帽檐式均壓帶，接地網(wǎng)構造是水平地網(wǎng)與垂直接地極相結合復合式地網(wǎng)。長孔與方孔地網(wǎng)網(wǎng)格布置尺寸按經(jīng)驗擬定，沒有輔助計算程序和對計算成果進行分析，設計簡樸而粗略。由于接地網(wǎng)邊沿某些導體散流大概是中心某些3～4倍，因而，地網(wǎng)邊沿某些電場強度比中心某些高，電位梯度較大，整個地網(wǎng)電位分布不均勻。接地鋼材用量多，經(jīng)濟性差。在110kV及如下變電工程中采用長孔網(wǎng)或方孔網(wǎng)，由于入地故障電流相對較小，地網(wǎng)面積不大，缺陷不太突出[8]。

第9章電氣總平面布置及配電裝置選取9.1概述配電裝置是發(fā)電廠和變電所重要構成某些，它是依照主接線聯(lián)結方式，由開關電器、保護和測量電器，母線和必要輔助設備組建而成，用來接受和分派電能裝置。配電裝置按電器裝設地點不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。9.1.1配電裝置特點屋內(nèi)配電裝置特點：1.由于容許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較?。?.維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，不受氣候影響；3.外界污穢空氣對電器影響較小，可減少維護工作量；4.房屋建筑投資較大。屋外配電裝置特點：1.土建工作量和費用較少，建設周期短；2.擴建比較以便；3.相鄰設備之間距離大，便于帶電作業(yè)；4.占地面積大；5.受外界環(huán)境影響，設備運營條件差，須加強絕緣；6.不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響[8]。9.1.2配電裝置類型及應用依照電氣設備和母線布置高度，屋外配電裝置可以分為中型、半高型和高型等。1.中型配電裝置：中型配電裝置所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度基本上，使帶電某些對地保持必要高度，以便工作人員能在地面安全地活動，中型配電裝置母線所在水平面稍高于電器所在水平面。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運營可靠，施工和維修都比較以便，構架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是國內(nèi)屋外配電裝置普遍采用一種方式，并且運營方面和安裝槍修方面積累了比較豐富經(jīng)驗。2.半高型配電裝置：半高行配電裝置是將母線置于高一層水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關上下重疊布置。半高型配電裝置介于高型和中型之間。具備如下長處：(1)占地面積約在中型布置減少30%；(2)節(jié)約了用地，減少高層檢修工作量；(3)旁路母線與主母線采用不等高布置實理進出線均帶旁路很以便。缺陷：上層隔離開關下方未設立檢修平臺，檢修不夠以便。3.高型配電裝置，它是將母線和隔離開關上下布置，母線下面沒有電氣設備。該型配電裝置斷路器為雙列布置，兩個回路合用一種間隔，因而可大大縮小占地面積，約為普通中型5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運營條件均較差，普通合用下列狀況：(1)配電裝置設在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多地區(qū)；(2)原有配電裝置需要擴速，而場地受到限制；(3)場地狹窄或需要大量開挖[8]。9.2配電裝置擬定本變電所兩個電壓級別：即110kV、10kV依照《電力工程電氣設計手冊》規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV及如下配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所110kV采用屋外配電裝置，10kV采用屋內(nèi)配電裝置。設計變電站位于市郊區(qū)，地質(zhì)條件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，因此該變電所110kV電壓級別均采用普通中型配電裝置，具備運營維護、檢修且造價低、抗震性能好、耗鋼量少并且布置清晰，運營可靠，不易誤操作，各級電業(yè)部門無論在運營維護還是安裝檢修，方面都積累了比較豐富經(jīng)驗。若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不以便，操作條件差，耗鋼量多。選取配電裝置，一方面考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟性，因此，本次設計變電所，合用普通中型屋外配電裝置，該變電所是最適當[8]。屋內(nèi)、屋外配電裝置安全凈距如表9-1與表9-2所示。表9—1屋內(nèi)配電裝置安全凈距（mm）符號合用范疇額定電壓10kV(1)帶電某些直接接地某些之間(2)網(wǎng)狀和柵狀遮欄向上延伸線距地2.3m處，與遮欄上方帶電某些之間125(1)不同相帶電某些之間(2)斷路器和隔離開關斷口兩側帶電某些之間125(1)柵狀遮欄至帶電某些之間(2)交叉不同步停電檢修無遮欄帶電某些之間875網(wǎng)狀遮欄至帶電某些之間225無遮欄裸導體至地面之間2425平行不同步停電檢修無遮欄裸導體之間1925通向屋內(nèi)出線套管至屋外通道路面4000表9—2屋外配電裝置安全凈距（mm）符號合用范疇額定電壓（kV）110(1)帶電某些直接接地某些之間(2)網(wǎng)狀和柵狀遮欄向上延伸線距地2.5m處，與遮欄上方帶電某些之間1000(1)不同相帶電某些之間(2)斷路器和隔離開關斷口兩側引線帶電某些之間1100(1)設備運營時，其外廓至無遮欄帶電某些之間(2)交叉不同步停電檢修無遮欄帶電某些之間(3)柵狀遮欄至絕緣體和帶電某些之間(4)帶電作業(yè)時帶電某些至接地某些之間1750網(wǎng)狀遮欄至帶電某些之間1100(1)無遮欄裸導體至地面之間(2)無遮欄裸導體至建筑物、構筑物頂部之間3500(1)平行不同步停電檢修無遮欄帶電某些之間(2)帶電某些與建筑物、構筑物邊沿某些之間30009.3電氣總平面布置1.電氣總平面布置規(guī)定(1)充分運用地形，以便運送、運營、監(jiān)視和巡視等；(2)出線布局合理、布置力求緊湊，盡量縮短設備之間連線；(3)符合外部條件，安全距離要符合規(guī)定。2.電氣總平面布置本變電所重要由屋外配電裝置，主變壓器、主控制室、及10kV屋內(nèi)配電裝置和輔助設施構成，屋外配電裝置在整個變電所布置中占主導地位，占地面積大，本所有110kV各電壓級別集中布置，將110kV配電裝置布置在南側，這樣各配電裝置位置與出線方向相相應，可以保證出線順暢，避免出線交叉跨越，兩臺主變位于電壓級別配電中間，以便于高中低壓側引線連接，便于運營人員監(jiān)視控制，主控制樓布置在10kV屋內(nèi)配電裝置并排在南側，有助于監(jiān)視110kV及主變。(1)110kV高壓配電裝置采用屋外普通中型布置、斷路器單列布置，且共有10個間隔，間隔寬度為14m，近期出線5個間隔，兩個連線間隔，母聯(lián)和旁路斷路器各一種間隔，電壓互感器和避雷器共占一種間隔。(2)10kV高壓配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置,且采用兩層式。(3)道路因設備運送和消防需要，主控樓、主變110kV側配電裝置處鋪設環(huán)形行車道路，路寬4m，“丁”型、“十”字路口弧形鋪設，各配電裝置主母線與旁母之間道路寬3m，為以便運營人員操作巡視檢修電器設備，屋外配電裝置內(nèi)設0.8～1m環(huán)形小道，電纜溝蓋板也可作為某些巡視小道，行車道路弧形處轉(zhuǎn)彎半徑不不大于7m[8]。

第10章結論與展望10.1結論為了可以把所學電力系統(tǒng)知識得到加強，可以對變電站設計有初步結識，對110kV變電站進行了簡樸一次設計。設計中我重要完畢了負荷分析及無功補償設計、變壓器選取和主接線方式選取、短路電流計算和電氣設備選取、繼電保護設計和防雷接地設計、并應用CAD作圖，畫出電氣主接線圖。課程設計任務基本完畢。本次通過三個多月時間，我順利完畢了這次畢業(yè)設計。從總體上來說，我對自己成果還是比較滿意，也基本上達到了教師規(guī)定。在這段時間理我翻閱了許多書籍，從對變電站生疏，到理解，再到進一步地進一步研究，第一次完畢了一件實際應用設計。但是由于本人經(jīng)歷、閱歷、實際操作能力有限。難免存在某些不近人意地方，請各位教師指點。10.2展望通過這次畢業(yè)設計，鞏固了所學專業(yè)知識，理解并掌握了供配電普通設計辦法，具備了初步獨立設計能力；提高了綜合運用所學理論知識獨立分析問題解決問題能力，為咱們此后發(fā)展打下了良好基本。但是畢業(yè)設計也暴露出某些局限性之處，例如對于原始數(shù)據(jù)中未給出，尚缺，自己沒有充分收集和補充。由于受條件限制，有些地方不盡如人意，程序設計中，需要完善繼電保護內(nèi)容和防雷接地設計，即浮現(xiàn)故障時可以自動檢測并排除故障，實現(xiàn)自動控制運營。

參照文獻[1]雍靜主.供配電系統(tǒng)[M].第1版.機械工業(yè)出版社..[2]朱林根.民用建筑變配電設計[M].第2版.中華人民共和國建筑工業(yè)出版社..[3]航空工業(yè)部第四規(guī)劃設計研究院.工廠配電設計手冊[M].北京水利電力出版社.[4]黃益莊.變電站綜合自動化技術[M].北京:中華人民共和國電力出版社..[5]電氣設計規(guī)范[M].中華人民共和國建筑工業(yè)出版社..[6]劉介才.工廠供電[M].機械工業(yè)出版社.[7]張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].第2版.中華人民共和國電力出版社..[8]尹克寧.電力工程[M].中華人民共和國電力出版社..[9]J.DuncanGlover，PowerSystemAnalysisandDesign，ChinaMachinePress[10]ZhuBangshenChinaSafetyScienceJournal，ChinaSciencePress

致謝本設計順利完畢，自己付出了許多勞動，但與王教師、楊教師和胡教師細心指教是分不開。在過程中體現(xiàn)出教師淵博專業(yè)知識，更體現(xiàn)出了教師嚴謹教學態(tài)度。教師們耐心解答我在設計中所遇到問題，并對論文設計內(nèi)容、辦法提出了諸多建議。王教師嚴謹教學態(tài)度、豐富淵博知識、敏銳學術思維、精益求精工作態(tài)度，使我受益匪淺，同步也培養(yǎng)了我獨立思考、解決問題能力。我在設計過程中不但學會了勤奮求實工作精神，更懂得了待人接物相處之道。這一切將會在我后來工作生涯中起著重要作用。最后，借此機會，向本文借鑒引用著作作者和協(xié)助過我教師，特別是王教師、胡教師、楊教師等教師們表達衷心謝意！此外，我還要特別感謝予以我協(xié)助同窗，是在她們勉勵、支持下我才會有今天成績。

附錄附錄A外文資料TheImportanceofPowerSystemSubstationWiththedevelopmentofscienceandtechnologyinChina，particularlycomputingtechnologyhasbeenadvanced，thepowersystemdemandsonsubstationmoreandmore.Thedesignisrefertothepartof110kVelectricalsubstationdesign.Firstofall，analyzetheoriginaldataandchoosethemaintransformer，basedonit，designthemainwiringandShortCircuitCalculation，atlastchooseequipment，thenmineandtheprotectionofearthanddistributiondevice.Inelectricpowersystems，themodernsocietydependsontheelectricitysupplymoreheavilythaneverbefore.Itcannotbeimaginedwhattheworldshouldbeiftheelectricitysupplywereinterruptedallovertheworld.Electricpowersystems(orelectricenergysystems)，providingelectricitytothemodernsociety，havebecomeindispensablecomponentsoftheindustrialworld.IntheearlyperiodofACpowertransmission，frequencywasnotstandardized.Manydifferentfrequencieswereinuse：25，50，60，125，and133Hz.Thisposesaproblemforinterconnection.Eventually60HzwasadoptedasstandardinNorthAmerica，although50Hzwasusedinmanyothercountries.Theincreasingneedfortransmittinglargeamountsofpoweroverlongerdistancecreatedanincentivetouseprogressivelyhighvoltagelevels.Toavoidtheproliferationofanunlimitednumberofvoltages，theindustryhasstandardizedvoltagelevels.InUSA，thestandardsare115，138，161，and230kVforthehighvoltage(HV)class，and345，500and765kVfortheextra-highvoltage(EHV)class.InChina，thevoltagelevelsinuseare10，35，110forHVclass，and220，330(onlyinNorthwestChina)and500kVforEHVclass.Thefirst750kVtransmissionlinewillbebuiltinthenearfutureinNorthwestChina.WiththedevelopmentoftheAC/DCconvertingequipment，highvoltageDC(HVDC)transmissionsystemshavebecomemoreattractiveandeconomicalinspecialsituations.TheHVDCtransmissioncanbeusedfortransmissionoflargeblocksofpoweroverlongdistance，andprovidinganasynchronouslinkbetweensystemswhereACinterconnectionwouldbeimpracticalbecauseofsystemstabilityconsiderationorbecausenominalfrequenciesofthesystemsaredifferent.Thebasicrequirementtoapowersystemistoprovideanuninterruptedenergysupplytocustomerswithacceptablevoltagesandfrequency.Becauseelectricitycannotbemassivelystoredunderasimpleandeconomicway，theproductionandconsumptionofelectricitymustbedonesimultaneously.Afaultoroperationinanystagesofapowersystemmaypossiblyresultininterruptionofelectricitysupplytothecustomers.Therefore，anormalcontinuousoperationofthepowersystemtoprovideareliablepowersupplytothecustomersisofparamountimportance.PowerSystemSubstationisanimportantandindispensablecomponentofthepoweritassumedthetaskofconversionanddistributionofgridsecurityandtheeconomyplayadecisiveroleinrunningistocontacttheuser'spowerplantsandintermediatelinks.Witheconomicdevelopment，expandinggridcapacity，reliabilityofoperationofthepowergridisgettinghigherandhigherrequirements.Developmentofscienceandtechnology，intelligentswitches，photoelectriccurrentandvoltagetransformer，arun-linestatedetection，trainingsimulationSubstationOperationmatures，suchashigh-tech，asw