【110kv變電站一次部分設(shè)計11000字（論文）】

kv變電站一次部分設(shè)計目錄1緒論 11.1研究背景 11.2變電站資料分析 11.2.1項目背景 11.2.2工程設(shè)計的主要依據(jù) 11.2.3一次系統(tǒng)研究 22變電站一次部分的基本原理 32.1變壓器 32.2高壓開關(guān)設(shè)備 42.3電子式互感器 53110KV變電站一次部分電氣設(shè)計方案 53.1變電站電氣一次部分設(shè)計原則 63.2變壓器的選型 63.2.1屋內(nèi)配電裝置 63.2.2屋外配電裝置 73.3變壓器電氣主接線設(shè)計 83.3.1變電站規(guī)模 83.3.2無功補償裝置的選擇 83.3.3電氣主接線選擇 93.3.4中性點接地方式 93.4短路電流的計算和其他設(shè)備選擇 103.4.1短路電流計算結(jié)果 103.4.2主要設(shè)備選擇 103.4.3一次設(shè)備的選型 123.5絕緣配合及過電壓保護 133.5.1避雷器的配置 143.5.2110kV電氣設(shè)備的絕緣配合 143.5.310KV電氣設(shè)備的絕緣配合 143.5.4懸式絕緣子串片數(shù)的選擇 153.6站用電及照明設(shè)計 153.7防雷與接地 153.7.1全所防直擊雷保護 163.7.2雷電入侵波過電壓保護 163.7.3變電站內(nèi)接地 163.8110KV變電站防雷設(shè)計方案分析 16結(jié)束語 18參考文獻(xiàn) 20

摘要隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對電能的需求日益增加，而變電站作為電網(wǎng)的重要組成部分，變電站的安全可靠運行與國民經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)。變電站在輸配電的系統(tǒng)中是重要環(huán)節(jié)，它是電網(wǎng)中非常重要的監(jiān)控點，變電站對提高電網(wǎng)供電可靠性起著關(guān)鍵性作用。對110kV的變電站的一次部分進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，可以有效地保證電網(wǎng)的相關(guān)供電環(huán)節(jié)正常運行，對電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟性也有著非常重要的意義。針對某一地區(qū)電網(wǎng)中110kV變電站的電氣一次部分相關(guān)的設(shè)計技術(shù)進(jìn)行了分析、比較，并就110kV變電站的一次部分設(shè)計提出了一些建議和結(jié)論。關(guān)鍵詞：110kV變電站；一次設(shè)計；電氣接線1緒論1.1研究背景隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟的運行，都離不開電網(wǎng)作為基礎(chǔ)推動力。各行各業(yè)的發(fā)展一旦離開電力系統(tǒng)的供電支持，就會陷入癱瘓狀態(tài)。電網(wǎng)一旦不能投入工作，也會引起偌大的經(jīng)濟損失。現(xiàn)代智能電網(wǎng)將數(shù)字化、信息化、智能化的特點運用到電網(wǎng)發(fā)展中，對供電系統(tǒng)又添加了新的內(nèi)容，也在電力發(fā)電、傳輸、變流等方面都提供了巨大的支持。在以后電力系統(tǒng)的發(fā)展中，變電站的配置將在其中起決定性作用。目前，現(xiàn)代電力系統(tǒng)大致能夠滿足對于安全性和可靠性的需求，但從電力系統(tǒng)在人類生活中的重要作用來看，需要再完善的內(nèi)容還有許多。例如，怎樣才能更高效地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，怎樣協(xié)調(diào)電力負(fù)荷與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，怎樣才能進(jìn)一步提高安全性能以避免相關(guān)事故發(fā)生等等問題。這些問題的解決將極大地改善人們的生活，擺脫目前電力系統(tǒng)遇到的困境。變電站作為電力系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，事關(guān)系統(tǒng)整個整體的安全運行，因此只有設(shè)計出技術(shù)成熟、經(jīng)濟合理的可行性計劃，才能變革變電站目前的狀況，提高變電站的安全性能。1.2變電站資料分析1.2.1項目背景變電站是電力系統(tǒng)中的重要部分，其功能是變換電壓等級、匯集配送電能，主要包括變壓器、母線、線路開關(guān)設(shè)備、建筑物及電力系統(tǒng)安全和控制所需的設(shè)施。本變電站位于西昌市郊區(qū)，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)用戶供電，為新建變電站。通過負(fù)荷計算，最大持續(xù)工作電流及短路計算，對變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計。1.2.2工程設(shè)計的主要依據(jù)（1）國家相關(guān)的政策、法規(guī)和規(guī)章國家電網(wǎng)公司“兩型一化”變電站建設(shè)設(shè)計導(dǎo)則《國網(wǎng)通用設(shè)計110（66）～500kV變電站（2011年版）》《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)備（2011年版）》（2）工程設(shè)計規(guī)程、規(guī)范《變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5056-2007）《3～110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50060－2008）《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-2000）《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5044-2004）《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》（GB311.7-1997）《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》(試行)繼電保護專業(yè)重點實施要求《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5137-2001）《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL5003-2005）《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T14285-2006）《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T5222-2005）《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》（DL593-2006）《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50227-2008）《國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計-110kV變電站分冊》《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》（DL/T620-1997）《35kV～110kV無人值班變電所設(shè)計規(guī)程》（DL/T5103－1999）《電力變壓器》（IEC60076）《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB50217－2007）《額定電壓1kV以上52kV以下的交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》（IEC298）《國家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設(shè)計補充規(guī)定》（國家電網(wǎng)基建〔2011〕58號）《高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDWZ410-2010）《變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW534-2010）1.2.3一次系統(tǒng)研究110kV母線主接線形式為單母線分段，110kV出線2回，主變壓器2臺，總?cè)萘?×50MVA，自然油循環(huán)風(fēng)冷，有載調(diào)壓變壓器；10kV母線主接線形式為單母線分段，10kV出線14回，每回線路長度5km，導(dǎo)線LGJ-240，負(fù)荷5000kVA。所址地理位置及環(huán)境條件。站址地區(qū)海拔高度200m，地勢平坦，地震烈度6度。年最高氣溫＋40℃，年最低氣溫-20℃，最熱月平均最高溫度+30℃，最大復(fù)冰厚度10mm，最大風(fēng)速25m/s，土壤熱阻率ρt=100℃cm/W，土壤溫度20℃，地下水位較低，水質(zhì)良好，無腐蝕性。2變電站一次部分的基本原理2.1變壓器在電力系統(tǒng)設(shè)計中，變電站作為其中的核心環(huán)節(jié)，起到了對電能轉(zhuǎn)換和分配的作用。變電站中，主要實現(xiàn)這些功能的設(shè)備，就是變壓器。變壓器是變電站的核心與樞紐，與它相連的設(shè)備有很多，變壓器的作用也是直接關(guān)乎到變電站的工作狀態(tài)，進(jìn)而影響整個電力系統(tǒng)的功效和安全。主變壓器的各參數(shù)或性能特點，在某種程度上，對主接線方式和配電設(shè)備結(jié)構(gòu)都起著影響作用，并且他們之間的關(guān)系密切，因此需要慎重選擇主變壓器。在對變壓器進(jìn)行選擇前，既要關(guān)注傳送容量的基本材料，又要從實際出發(fā)，考慮到對以后的電力規(guī)劃、可以傳輸?shù)墓β?、電壓的大小等?nèi)容。對變壓器全面研究并分析后，再做出科學(xué)合理的決策。在對主變壓器進(jìn)行對比挑選時，也要考慮剩余變壓器的容量特性。首先剩余變壓器必須得在負(fù)荷范圍內(nèi)，而且要能實現(xiàn)一類負(fù)荷與二類負(fù)荷的供電。再設(shè)想當(dāng)主變壓器停止運行時，剩余變壓器可以帶動繼續(xù)工作，至少要能承擔(dān)負(fù)荷的60%到70%。最后還要考慮，在突發(fā)事故情況下，變壓器的過負(fù)荷能力。在使用時，變壓器也會發(fā)生不同原因的故障，比如出口短路故障、油質(zhì)劣化故障、保護誤動故障等等，這些都會干擾到變壓器內(nèi)部變化，影響性能，因此在對變壓器進(jìn)行選擇時，要通過傳感器，了解到變壓器內(nèi)部性能是否良好，再根據(jù)信息收集的結(jié)果，決定是否選用該變壓器。2.2高壓開關(guān)設(shè)備高壓開關(guān)設(shè)備是對系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護，在變電站中也占有比較重要的地位。高壓開關(guān)設(shè)備既可以控制所有電路是否處于接通，也可以只對部分電路進(jìn)行電路通斷的控制。在電力傳輸過程中，若只需要部分線路參與，便可將多余電路關(guān)閉。在電路故障時，還可以進(jìn)行故障的排查工作，保證電網(wǎng)中未被損壞的部分繼續(xù)運行，從而避免事故的發(fā)生，保障人員的安全。高壓開關(guān)設(shè)備最大的優(yōu)勢是其完善的滅弧能力，通過切換、導(dǎo)通、切斷負(fù)荷電流的操作，對故障線路區(qū)施行滅弧，保護系統(tǒng)安全。高壓開關(guān)設(shè)備是由多個元件組合構(gòu)成的，包含了各類內(nèi)部控制開關(guān)、還有熔斷器、接觸器等等元件，若高壓開關(guān)設(shè)備與其他電器產(chǎn)品進(jìn)行合理配置，還可以組合形成具有其他功能的產(chǎn)品，比如氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）。GIS是一種將六氟化硫氣體作為絕緣及滅弧介質(zhì)，由于該設(shè)備性能良好，可靠性高、自動智能的特點，在電力系統(tǒng)中得到了認(rèn)可，并且投入了使用。2.3電子式互感器在電力系統(tǒng)中，對電路進(jìn)行監(jiān)控的互感器，便是電壓互感器和電流互感器，這兩種互感器，可以感應(yīng)到電壓和電流的強度。互感器的測量精度，會對繼電保護裝置動作的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)模式的互感器，類似于一個小型變壓器，以電感耦合來感應(yīng)電壓電流的情況，但不利的是會出現(xiàn)互感器鐵芯飽和的問題。鐵磁材料的基本磁化曲線可以參見圖2，由圖2可知，基本磁化曲線類似于“S”曲線，這也顯示了含鐵芯的互感器的一大特點。當(dāng)電流大于臨界點時，鐵芯便進(jìn)入飽和狀態(tài)，磁化性能便從線性區(qū)轉(zhuǎn)移到飽和區(qū)，進(jìn)而影響到耦合電感的變比，不再能正確顯示電壓、電流的實際狀態(tài)，精確性出現(xiàn)誤差，進(jìn)而會使繼電保護裝置有拒動或者誤動的行為，最終電力系統(tǒng)的穩(wěn)定難以維持。圖2鐵磁材料的基本磁化曲線除了上述介紹的問題外，傳統(tǒng)互感器的一些問題仍應(yīng)引起關(guān)注：（1）絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積笨重，造價高；（2）采用油浸紙絕緣，易燃、易爆不安全；（3）SF6氣體的派生物容易給人體健康帶來危害；（4）電壓互感器可能出現(xiàn)鐵磁諧振，威脅電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從傳統(tǒng)鐵磁互感器的現(xiàn)狀問題出發(fā)，本文準(zhǔn)備用電子電壓/電流互感器，對電壓或電流進(jìn)行實時監(jiān)測。電子式互感器是一種與傳輸系統(tǒng)以及二次轉(zhuǎn)換器相連的裝置，由若干個電壓或電流傳感器構(gòu)成，將能量傳輸給測量儀器和繼電保護裝置等設(shè)備。由于電子式傳感器不含有鐵芯，因此不會存在磁化飽和的現(xiàn)象，此外，電子式傳感器體積、重量、結(jié)構(gòu)等的優(yōu)勢，方便其在變電站中得到大范圍的使用。3110KV變電站一次部分電氣設(shè)計方案3.1變電站電氣一次部分設(shè)計原則本文設(shè)計是從詳細(xì)了解變電站在電力系統(tǒng)中功能、作用、地位入手，再結(jié)合具體情況具體分析，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，考慮到未來電力規(guī)劃，科學(xué)合理地對主變壓器型號、電氣主接線、主要設(shè)備進(jìn)行挑選，從變電站、電源、負(fù)荷的相對關(guān)系出發(fā)，更加合理地分配各出線回數(shù)還有方向。對系統(tǒng)的絕緣設(shè)計和電壓保護設(shè)計進(jìn)行安排，傾向于能減少在壽命運行周期內(nèi)成本的設(shè)備，并且不斷提高設(shè)備的性能。必須保證安全可靠的前提下，設(shè)計變電站，實現(xiàn)智能化變電站項目規(guī)劃。3.2變壓器的選型此次研究的變電站電壓等級是110kV/10kV，按照《35kV～110kV變電所設(shè)計規(guī)范GB50059-92》規(guī)定和將要建立變電站負(fù)荷研究，設(shè)計110kV變電站主變壓器，選取主變?nèi)萘俊㈩~定抽頭、調(diào)壓方式繞組數(shù)和繞組連接方法，設(shè)計成果如下所示：主變?nèi)萘考敖泳€組別：50MVA，YN，d11接線；額定抽頭：110±8×1.25%/10.5kV；阻抗電壓：KU%=14.5%；調(diào)壓方式：有載調(diào)壓。配電裝置設(shè)計（1）主要建筑物的布置110kV采用屋外配電裝置35kV采用屋外配電裝置l0kV采用屋內(nèi)配電裝置（2）主變壓器的布置主控樓和輔助設(shè)施通常情況下，主變壓器布置在便于運輸和檢修的主干道邊上，并且應(yīng)做于油坑之上。（3）分類按電器裝設(shè)地點的不同，配電裝置可分為屋內(nèi)和屋外兩種；按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現(xiàn)場將電器組裝而成的稱為裝配式；在制造廠預(yù)先將各個部件如開關(guān)電器、互感器等組成各種電路的成套設(shè)備稱為成套配電裝置。3.2.1屋內(nèi)配電裝置（1）特點1）安全凈距小、占地面積小。2）設(shè)備維護在室內(nèi)，不受天氣影響。3）室內(nèi)污垢及粉塵少，對設(shè)備危害小。4）增加了房屋建筑的投資。（2）10kv配電裝置1）為保障故障發(fā)生范圍以及檢修的安全性，在一個間隔內(nèi)布置同一回路的電器和導(dǎo)體。2）為使母線截面通過的電流減小，盡量將電源布置在每段母線的中部位置。3）為減輕樓板的承重壓力并且便于安裝設(shè)備，重量較大的設(shè)備應(yīng)盡量布置在下層。4）間隔位置的利用率應(yīng)盡量大。5）為使操作簡單擴建方便，布置應(yīng)遵循對稱原則。（3）安全凈距為了滿足配電裝置檢修需要，各個帶電設(shè)備應(yīng)有一定的間隔距離。在各種間隔距離中，帶電部分對地之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距即：A1和A2值。在這一距離下能夠保證各種情況下出現(xiàn)過電壓情況時，與毅雛夠避免空氣間隙被擊穿的值況發(fā)生。在設(shè)計配電裝置中帶電導(dǎo)體間相距距離、導(dǎo)體對地構(gòu)架高度吐，應(yīng)該考慮在軟絞線發(fā)生短路時電動力、風(fēng)擺、溫度等影響下產(chǎn)生的相間和對地距離的縮小。斷路器斷開時，避免相間故障或接地故障的產(chǎn)生，使帶電導(dǎo)體的電暈損失降到最小。3.2.2屋外配電裝置（1）分類因電器和母線布置的高度不同，屋外配電裝置有:中型、半高型和高型。中型配電裝置的電器是在同一水平面和一定高度的基礎(chǔ)上。為便于工作人員可以在地面上正?；顒?，帶電部分對地要保持一定的高度。中型配電裝置母線所在平面稍微高于電器所在的平面。高型和半高型配電裝置的母線和電器分別裝在幾個不同高度的水平面上，并采取重疊布置。高型配電裝置定義是將一組母線與另一組母線重疊布置的。半高型配電裝置定義是僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置的。由于高型和半高型配電裝置可以最大程度的減少占地，因而其應(yīng)用比較廣泛。按隔離開關(guān)的布置方式劃分，中型配電裝置可分為普通中型與中型分相兩種。普通中型有幾個特點：布置清晰，不容易發(fā)生誤操作，運行可靠性強；施工維護方便，構(gòu)架高度低使抗震性能好;所用材料少成本較低;在多年的實際應(yīng)用中也積累了許多經(jīng)驗，但其占地面積大。中型分相布置：指隔離開關(guān)是分相布置在母線的正下方。通常情況下，高型配電裝置適用于電壓等級220kV；半高中型配電裝置適用于電壓等級為110-500kV；中型配電裝置適用于電壓等級為1l0kV及以下。（2）特點1）建設(shè)周期小，土建工作量和費用小。2）方便擴建，占地面積大。3）相鄰設(shè)備距離大，便于帶電作業(yè)的進(jìn)行。4）由于處在室外，環(huán)境因素的影響較大，設(shè)備絕緣會降低。（3）電氣間隔布置配電裝置應(yīng)清楚整齊，間隔間應(yīng)界限顯明。盡量把同樣用途的設(shè)備布置在同一中心線或高度上。架空線間隔的排列應(yīng)在滿足出線走廊規(guī)劃的要求情況下避免交叉。（4）中型配電裝置的選擇1）110kV采用屋外支持式管母中型配置本站110kV配電裝置選用：支持管母戶外分相中型布置，進(jìn)出線采用架空方式。2）35kv采用屋外支持式管母中型配置本站35kV配電裝置選用：同為支持管母戶外分相中型布置，進(jìn)出線采用架空方式。3.3變壓器電氣主接線設(shè)計3.3.1變電站規(guī)模按照相關(guān)的工程設(shè)計規(guī)章制度，包含《變電所初步設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》DLGJ25-1994、《變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T5056-2007等，從整體上設(shè)計變電站。變電站是110kV、10kV兩級電壓，此次設(shè)立2臺110KV、50MVA變壓器，最終2臺110KV、50MVA變壓器；本期3回110KV出線，終期3回110KV出線；10KV側(cè)出線本期24回，終期24回；本期建設(shè)無功補償裝置2×4.8Mvar，終期2×4.8Mvar。110kV配電裝置進(jìn)線選取LGJ-240/55型鋼芯鋁絞線和變壓器架空連接，10kV配電裝置選取2(TMY-125×10)母線橋和變壓器相連接?？傮w設(shè)計如表1所示：表1110KV變電站設(shè)計規(guī)模項目名稱本期規(guī)模終期規(guī)模主變壓器2×50MVA2×50MVA110KV出線3回3回10KV出線24回24回容性無功補償2×4.8Mvar2×4.8Mvar接地變（2×800）KVA（2×800）KVA3.3.2無功補償裝置的選擇變電站無功補償裝置的選擇原則：35~110kV變電站的容性無功補償裝置主要是補償變壓器無功缺額，補償裝置的容量應(yīng)該以主變壓器容量的10%~30%來配置，并且要達(dá)到主變壓器最大負(fù)荷，高壓側(cè)功率因素不能小于0.95的規(guī)定。根據(jù)以上原則選取此站容性無功補償裝置：本期裝設(shè)2×4.8Mvar電容器組，遠(yuǎn)期裝設(shè)2×4.8Mvar分組自動投切電容器組電容器裝置工作電壓選用11kV，電容器中性點選取單星型接線。3.3.3電氣主接線選擇（1）110kV接線按照規(guī)定，本站110kV接線遠(yuǎn)期和本期都選取單母線雙隔刀分段接線。（2）10kV接線本站10kV本期24回電纜出線，每臺變壓器帶12回出線，遠(yuǎn)景24回出線。所以本站10kV遠(yuǎn)期和本期都選取單母線分段接線。3.3.4中性點接地方式電力系統(tǒng)的中性點接地方法和電壓等級、絕緣水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等都有一定的關(guān)系，變電站變壓器中性點接地運行方法的流程應(yīng)該達(dá)到變壓器中性點絕緣所能能夠承受的規(guī)定，而且需要變電站的零序阻抗保持原樣，同時，系統(tǒng)其他短路點的零序綜合阻抗不能比正序綜合阻抗大3倍，中國35~110kV變壓器通常選取中性點非有效接地方式，中性點非有效接地方式包含中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點不接地、中性點經(jīng)高阻接地等，此系統(tǒng)中的單相接地故障可以自己進(jìn)行處理，或是系統(tǒng)在工作后，在有保障的狀態(tài)下處理，能夠使停電頻率降低，為供電提供保障性。此外，因為接地電流小，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，非有效接地系統(tǒng)中輸電線路對附近的通信線路的干擾也會減小，有時還能夠使造價減小。按照中性點非有效接地系統(tǒng)接地方式選擇規(guī)定，此站選取的接地方式是：主變壓器110kV選取中性點經(jīng)隔離開關(guān)接地方式，在工作時變壓器中性點能夠選擇不接地或是直接接地。10kV側(cè)采取經(jīng)消弧線圈接地的接地方法。圖3110kV電源接線示意圖3.4短路電流的計算和其他設(shè)備選擇3.4.1短路電流計算結(jié)果產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣的損壞，絕緣損壞的原因很多，如:因設(shè)備的過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料老舊、絕緣缺陷未能及時發(fā)現(xiàn)并消除。此外，人員的不正確操作，如帶負(fù)荷拉刀閘、未拆除接地線就送電等，也是造成短路的原因，還有輸電線路斷線、線路倒桿也有可能造成短路事故的發(fā)生。在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時為了保證電力系統(tǒng)安全運行，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流，來進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以確保在發(fā)生突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊的情況下，該設(shè)備仍然能夠穩(wěn)定運行。同時，繼電保護裝置能夠準(zhǔn)確的將相關(guān)的斷路器設(shè)備切斷，盡快使短路點的電源斷開。許多時候都需要有短路電流數(shù)據(jù)作為參照，像繼電保護裝置的整定計算以及斷路器的選擇。我們所講的短路電流計算的意義在于校驗電氣設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，最嚴(yán)重的短路故障莫過于三相短路，通常情況下，我們對三相短路電流、單相短路電流進(jìn)行計算，其原因在于三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力較大。本次設(shè)計短路電流計算按系統(tǒng)提供的遠(yuǎn)景水平年，短路阻抗標(biāo)幺值，其基準(zhǔn)值為：Sj=100MVA，Uj=Ujp。主變壓器短路電抗取常規(guī)值：Uk%=14.5%，其計算結(jié)果如下：110kV母線短路電流：I〞=13.72kA10kV主變低側(cè)短路電流：I〞=21.56kA按照系統(tǒng)短路電流計算結(jié)果，將設(shè)備技術(shù)規(guī)范相結(jié)合進(jìn)行選型，變電站110kV短路電流水平選取40kA，10kV短路電流水平選取31.5kA。具體計算值由表2可見。表2短路電流計算值項目110KV（d1）三相短路10KV（d2）三相短路短路點平均電壓（KV）110.010.0短路電流周期分量起始有效值（KA）13.7221.56穩(wěn)態(tài)短路電流有效值（KA）13.7221.56短路全電流最大有效值（KA）20.7232.6短路電流沖擊值（KA）35.055.03.4.2主要設(shè)備選擇（1）設(shè)備選擇的原則基于此變電站是根據(jù)智能化變電站來進(jìn)行設(shè)計的，因此在對設(shè)備進(jìn)行選擇時，應(yīng)該按照輸變電工程通用設(shè)計110（66）~750kV智能變電站部分、國網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，和國家電網(wǎng)基建【2011】58號“關(guān)于印發(fā)《國家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設(shè)計補充規(guī)定》的通知”等規(guī)定，選取可靠、科學(xué)、集成、環(huán)保的智能設(shè)備，遵循信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的原則，對智能化變電站進(jìn)行設(shè)計。此變電站選用Ⅱ級室外設(shè)本變電站室外設(shè)備進(jìn)行防污，戶外設(shè)備根據(jù)外絕緣統(tǒng)一爬電比距≥25cm/kV計算，戶內(nèi)設(shè)備根據(jù)外絕緣統(tǒng)一爬電比距≥25cm/kV進(jìn)行選取。設(shè)備根據(jù)《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)備》規(guī)定進(jìn)行選取。（2）變壓器的選型 本期工程擬建一臺主變壓器，根據(jù)本設(shè)計的需求，選用三相自然油循環(huán)自冷雙線圈有載調(diào)壓變壓器，選取型號為SZ-50000/110。變壓器參數(shù)選擇見表3。表3主變壓器參數(shù)選擇結(jié)果項目參數(shù)型號三相雙繞組，油浸式有載調(diào)壓變壓器容量50/50MVA額定電壓110KV接線組別YN,d11阻抗電壓Uk%=14.5%冷卻方式自然油循環(huán)自冷（ONAN）（3）110KV側(cè)電氣設(shè)備選擇110kV側(cè)選取AIS設(shè)備。根據(jù)短路的電流狀態(tài)，110kV設(shè)備的規(guī)定開斷電流是40kA，動平穩(wěn)電流峰值是100kA。狀態(tài)監(jiān)測傳感器外置，監(jiān)測SF6氣體密度、微水狀態(tài)，出線間隔、分段間隔的組件，都是根據(jù)雙套配置，母線PT間隔配置單進(jìn)行的。（4）10kV側(cè)電氣設(shè)備選擇10kV側(cè)選取開關(guān)柜，根據(jù)短路電流狀態(tài)，25kA是10kV設(shè)備設(shè)定額定的開斷電流，動穩(wěn)定電流峰值是63kA。電壓互感器與電流互感器采取一般電壓互感器與電流互感器。其設(shè)備的結(jié)論由表4可見。并且不同設(shè)備選取組合了“智能單元、合并單元、保護、測控、計量”功能的組件，廠商全面設(shè)計、安裝，兼具排列控制功能，斷路器分合閘、斷路器手車移進(jìn)移出、接地刀閘操作能夠根據(jù)電動方法進(jìn)行。表410kV主要設(shè)備選擇結(jié)果設(shè)備名稱型式及主要參數(shù)備注并聯(lián)電容器裝配式無功補償設(shè)備，10kV,4.8Mvar弧線圈及接地變成套式，800/630kVA10.5/0.4kV開關(guān)柜避雷針氧化鋅，HY5WZ-17/45斷路器10kV，4000A，40kA/3s進(jìn)線、分段10kV，1250A，3其他電流互感器電磁式，10kV，4000/5A（變比）0.2S/0.5/10P/10P(準(zhǔn)確級)進(jìn)線電磁式，10kV，4000/5A（變比），0.5/10P(準(zhǔn)確級)分段電磁式，10kV，100/5A（變比），0.2S/0.5/10P(準(zhǔn)確級)接地變電磁式，10kV，600/5A（變比），0.2S/0.5/10P(準(zhǔn)確級)電容器電磁式，10kV，600/5A（變比），0.2S/0.5/10P(準(zhǔn)確級)出線電壓互感器JDZX-10，10/3kV（變比）避雷針氧化鋅，HY5WZ-17/45（5）導(dǎo)體選擇110kV側(cè)主變進(jìn)線導(dǎo)線采用LGJ-240/55鋼芯鋁絞線，10kV側(cè)進(jìn)線選取2（MY-125×10)銅排。導(dǎo)體選擇的原則為：1）母線的載流量根據(jù)最大穿越功率選擇，按照發(fā)熱條件檢驗。2）不同電壓設(shè)備間連線按回路按照最大電流選擇，按照發(fā)熱條件檢驗。3）110kV、10kV出線回路的導(dǎo)體截面，則根據(jù)不小于送電線路的截面進(jìn)行選取。4）主變壓器進(jìn)線載流量，則根據(jù)額定容量進(jìn)行計算，低壓側(cè)母線載流量，則根據(jù)主變壓器低壓側(cè)最大負(fù)荷進(jìn)行計算，高壓側(cè)則根據(jù)經(jīng)濟電流密度來進(jìn)行選擇。具體結(jié)果由表5可見。表5各級電壓導(dǎo)體選擇結(jié)果表電壓（KV）回路名稱回路工作電流（A）選用導(dǎo)體控制條件根數(shù)×型號載流量（A）（修正值）110KV主變進(jìn)線289LGJ-240/55530由載流量控制主變進(jìn)線30242(TMY-125×10)3091由載流量控制主母線30242(TMY-125×10)3091由載流量控制10KV電容器297YJV22-3×240481由載流量控制接地變46YJV22-3×120317由最小截面控制3.4.3一次設(shè)備的選型（1）斷路器的選型氟化硫斷路器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，額定電流和開斷能力都可以做的很大，開斷性能好，斷口電壓高且開距小運行安全可靠，因此，目前新建變電站基本均選用六氟化硫斷路器。以母線短路電流計算結(jié)果為選擇依據(jù)，確定各電壓等級所用的斷路器的型號如下表所示：表6斷路器選型表電壓等級斷路器型號開斷電流隔離開關(guān)型號110kVLWG－12631.5kAGW4－11035kVZW30－40.531.5kAGN2－3510kVZN63A（VS1）31.5kAGN8－10以上選取的各設(shè)備參數(shù)均能滿足系統(tǒng)的要求。（2）互感器的選型1）互感器的作用將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓（100V）和小電流（5A或1A），使測量儀表和保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜和便于屏內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。2）電流互感器的選擇根據(jù)短路電流的大小選擇電流互感器的型號如下110kV側(cè)型號為BS35kV側(cè)型號為AW36/250f/210kV側(cè)型號為LZZB1-10W3）電壓互感器的選擇根據(jù)短路電流的大小選擇電流互感器的型號如下：110kV側(cè)型號為JSQX－110I35kV側(cè)型號為JDXF7－35W10kV側(cè)型號為JDX10－10B3.5絕緣配合及過電壓保護絕緣配合的原則表示全面分析系統(tǒng)中也許會出現(xiàn)的作用電壓、保護裝置特性和設(shè)備的絕緣特性，以此來掌握設(shè)備的絕緣情況，以此降低因為設(shè)備絕緣問題所造成的問題。變電站絕緣配合方案對變電站絕緣狀態(tài)與電力系統(tǒng)安全性能的關(guān)鍵條件，根據(jù)變電站的和實際狀況，對電氣設(shè)備的絕緣方案進(jìn)行合理設(shè)計，由此可滿足安全、經(jīng)濟、高質(zhì)量發(fā)、供電的目標(biāo)。電氣設(shè)備絕緣配合方案的采用，應(yīng)該根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)等確定的規(guī)定來選取。3.5.1避雷器的配置為了避免因雷擊，而導(dǎo)致電壓波的侵入，通常對變電站的維護是選取進(jìn)線保護段與裝設(shè)避雷器的。為避免110kV線路雷電侵入波，對主變壓器與其它電器設(shè)備造成的問題，一般采取對110kV母線與出線，進(jìn)行裝設(shè)氧化鋅避雷器的方法。在主變10kV進(jìn)線側(cè)，都采用避雷器裝設(shè)的方法，以避免雷電波的感應(yīng)電壓在中壓或低壓開路時，對中壓和低壓造成影響。為避免操作過電壓，可以在10kV并聯(lián)電容器上，選取氧化鋅避雷器進(jìn)行裝設(shè)。在主變10kV進(jìn)線側(cè)、10kV并聯(lián)電容器上，都裝設(shè)1組不斷工作電壓不低于12kV的YH5WZ-17/45型避雷器。在主變中性點側(cè)，裝設(shè)1臺YH1.5W-73/173避雷器。3.5.2110kV電氣設(shè)備的絕緣配合110kV電氣設(shè)備的絕緣水平按GB311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》和《國家電網(wǎng)公司110～500kV變電站通用設(shè)備典型規(guī)范》的規(guī)定選取，有關(guān)取值由表7可見：表7110kV電氣設(shè)備的絕緣水平及保護水平配合系數(shù)表設(shè)備名稱設(shè)備耐受電壓值雷電沖擊耐壓（KV，峰值）1min工頻耐壓（KV,有效值）全波截波內(nèi)絕緣外絕緣內(nèi)絕緣外絕緣主變壓器480550530200230其他電器550550530230230斷路器斷口間550550230230斷離開關(guān)斷口間550+100550+100230+70230+70僅電流互感器及主變壓器承受截波耐壓試驗。3.5.310KV電氣設(shè)備的絕緣配合10kV避雷器選取無間隙氧化鋅避雷器，借鑒國內(nèi)10kV避雷器制造水平進(jìn)行選型，其技術(shù)參數(shù)由表8可見。表810kV氧化鋅避雷器主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（KV，有效值）避雷器額定電壓（KV，有效值）避雷器持續(xù)運行電壓（KV，有效值）雷電沖擊5KVA，殘壓（KV，有效值）陡波沖擊5KA擊，5KA殘壓（KV，有效值）數(shù)值101713.54551.8數(shù)據(jù)來源：西昌市變電站參數(shù)總結(jié)10kV電氣設(shè)備的絕緣水平按GB311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》的規(guī)定選取，有關(guān)取值見表9。表910kV電氣設(shè)備及主變中性點的絕緣水平及保護水平配合系數(shù)表設(shè)備名稱設(shè)備耐受電壓值雷電沖擊耐壓（KV,峰值）1min工頻耐壓（kV，有效值）全波截波內(nèi)絕緣外絕緣內(nèi)絕緣外絕緣主變壓器低壓側(cè)7575753535主變壓器中性點1851851858585斷路器斷口間75754242隔離開關(guān)斷口間8549其他電器757542423.5.4懸式絕緣子串片數(shù)的選擇根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16434-1996中的內(nèi)容規(guī)定，選取泄漏比距為25mm/kV，按照運行的最高電壓與泄漏比距選取絕緣子串的數(shù)量；并且按照導(dǎo)線荷載容量，采取不一樣的懸式絕緣子，110kV單片絕緣子的爬電距離是450mm。通過計算，選取8片110kV耐張絕緣子串，8片懸垂絕緣子串。3.6站用電及照明設(shè)計本站設(shè)計兩臺站用變，型號相同，都是DKSC-800/10.5-100/0.4接地站用變對10kVI、II段進(jìn)行連接。站用電選取380V動力與照明一同使用，中性點對三相四線制系統(tǒng)進(jìn)行直接接地。380/220選取單母線接線為電接線，兩臺站用變低壓側(cè)相互備投，均選用2面智能低壓配屏，配電屏放在二次設(shè)備室。選擇雙回路供電用于變電站負(fù)荷。動力和檢修電源的供電，一般采取380/220V站用配電屏進(jìn)行供電。在室外合理地方建立檢修源箱，檢修箱的工作范疇要在檢修箱為中心的50米之內(nèi)。用雙回路供電的方式對重要負(fù)荷進(jìn)行供電。3.7防雷與接地雷電按照其發(fā)展趨勢，一般可分為上行雷和下行雷。在異常天氣對地面形成雷電就稱為下行雷，在接地的物體頂部正負(fù)電荷集成而形成的雷電則為上行雷。當(dāng)變電站受到雷擊時，通常為下行雷，其形成此現(xiàn)象的原因是：雷電對中站內(nèi)的帶電設(shè)備直接擊中；或站內(nèi)架空線路上，對雷擊過電壓感應(yīng)，與直擊雷過電壓產(chǎn)生的雷電波沿線路侵入變電站。3.7.1全所防直擊雷保護為避免直擊雷，裝設(shè)避雷針最佳的辦法。避雷針能夠?qū)自浦械碾姾蛇M(jìn)行吸收，并且依據(jù)避雷線再將電荷導(dǎo)入大地，轉(zhuǎn)危為安，有利于對附近的建筑物體進(jìn)行保護，免受雷擊帶來的損失。所以，本站選取在屋頂設(shè)置避雷針，對其進(jìn)行保護，并且在站內(nèi)設(shè)置4根獨立避雷針，加強對雷擊的防護力度。3.7.2雷電入侵波過電壓保護在雷云聚集和發(fā)生雷電時，一般容易形成雷電入侵波，在站內(nèi)的線路上、地下金屬管道和線纜中，以此形成雷擊過電壓，此過電壓的傳播，主要是通過線路與管道進(jìn)行的，如果出現(xiàn)在站內(nèi)，可能就會使站內(nèi)裝置和線路絕緣層被破壞，引發(fā)危險的產(chǎn)生。所以，對雷電入侵波過電壓的設(shè)置較為重要。主變壓器的雷電入侵波過電壓保護：110kV母線避雷器對主變壓器110kV側(cè)有保護作用。110kV、10kV配電裝置雷電過電壓保護：在110kV、10kV各個母線、110kV出線、10kV出線電纜和架空線連接處，都設(shè)置金屬氧化物避雷器。3.7.3變電站內(nèi)接地二次設(shè)備室和敷設(shè)有二次電纜的溝內(nèi)敷設(shè)TMY-25×4接地銅排，形成室內(nèi)外等電位接地網(wǎng)，并且應(yīng)該和主接地網(wǎng)相結(jié)合。3.8110KV變電站防雷設(shè)計方案分析從防雷設(shè)計的角度上來說，在110kV變電站電氣一次設(shè)