35千伏变电站设计

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1、摘要变电站是电力系统的重要构成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运营，是联系发电厂和顾客的中间环节，起着变换和分派电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的重要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的拟定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计建设一座35KV降压变电站，一方面，根据主接线的经济可靠、运营灵活的规定选择各个电压级别的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选用灵活的最优接线方式。另一方面进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压级别的工作母线时，其短路

2、稳态电流和冲击电流的值。最后，根据各电压级别的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验并对二次改造部分进行概预算编制。核心词：变电站 变压器 雷击防护目录1 绪论11.1国内的电力及变电站发展概述11.2变电站状况简介11.2.1变电站建设的必要性11.2.2 变电站原始资料及其分析11.3本设计的目的和意义32 负荷计算与变压器选择42.1负荷计算的必要性42.2负荷计算措施42.2.1需用系数法42.3主变压器的选择82.4功率因数补偿与电容器柜选择92.4.1考虑功率因数的必要性92.4.2功率因数定义93 电气主接线方案的拟定133.1电气主接线方案拟定的必要性133.2电

3、气主接线方案设计的基本规定及原则133.2.1设计的基本规定133.2.2设计主接线的原则133.2.3方案的比较144 短路电流计算174.1 计算短路电流的必要性174.2 短路电流计算措施174.2.1 有名制法174.2.2 标么制法184.2各重要元件的标幺值计算194.2.1 三相短路204.2.2 两相短路225 变电站电气设备选择245.1 高压电气设备选择的目的及原则245.1.1电气设备选择的目的245.1.2电气设备选择的一般原则245.2 35kV电气设备选择265.3 10kV电气设备选择305.4 35kV输电线及母线的选择345.4.1 35kV输电线选择345.

4、4.2 35kV母线选择355.5 10kV母线的选择366 变电站的防雷与接地设计386.1直击雷的过电压保护386.2 雷电侵入波的过电压保护386.3 避雷器的配备396.4 避雷线的配备39参 考 文 献40致 谢41附录421 绪论1.1国内的电力及变电站发展概述 电力是国民经济发展的动力，国民经济的持续、迅速、稳定发展需要有足够的电力能源作保障。进入新世纪以来，国内经济进入新的高速增长时期，电力工业的发展面临着空前的机遇。随着电力体制改革的不断深化和多元投资主体的形成，从今年到，每年投产装机容量都将达到5000万千瓦左右，继今年全国发电装机容量突破4亿千瓦和水电装机容量1亿千瓦之后

5、，电力工业将不久实现新的跨越，估计到全国发电装机将达到6.5亿千瓦，达到到9.5亿到10亿千瓦。因而，越来越多变电站的新建及运营就迫在眉睫。变电站是联系发电厂和顾客的中间环节，起着变换和分派电能的作用。这就规定变电站的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才干正常的运营工作，为国民经济服务。1.2变电站状况简介1.2.1变电站建设的必要性随着国民经济的持续发展，近些年来焦作市区的经济状况也得到了极大地提高，这固然得益于诸多公司的蓬勃发展。能源是国家迈进的灵魂与动力，其中电能又是公司与人们生活中不可或缺的一种能源，经济与人们物质生活水平的提高使得对电能的需要达到了前所未有的高度，这样

6、以来为了保证各大公司的及家庭生活的可靠，安全用电，地区近年来新建成了诸多变电站，而地区岁一所新型35kV变电站的需要也是刻不容缓。1.2.2 变电站原始资料及其分析表1-1 全所负荷登记表设备名 称负荷级别电压kV线路类型电机型式最大单机容量kW工 作设 备台 数工作设备总容 量kW需 用系 数功 率因 数cos离变电所的距离km1234567891011210CX1258810000.700.780.52210CY100788000.720.800.33110CY15510813000.800.820.44310KX55968300.720.750.85210CX40927800.850.8

7、5所内6210KX5515816000.750.851.07210KX75657500.820.851.28310CX40403500.780.820.49310KX30343200.750.840.6510310KX30353250.800.811.311310KX40423800.780.800.912310KX30322900.800.831.8注1：线路类型：C电缆线路；K架空线注2：最大容量电机型式：Y绕线异步；X鼠笼异步；T同步35kV变电所是一城区变电所，重要针对城区南部的供电而设计，电所的进线是双回路35kV架空电源线。变电所所在地土质为黑土，风向为西北风，最大风级8级，冻土厚

8、度0.35m。最热月室外最高气温月平均：最热月室内最高气温月平均：。最热月土壤最高气温月平均：1.3本设计的目的和意义本次设计是在掌握变电站生产过程的基本上完毕的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，并且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同步对能源、发电、变电和输电的电气部分有个具体的概念，能纯熟的运用有些知识，如短路计算的基本理论和措施、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运营等。2 负荷计算与变压器选择2.1负荷计算的必要性为一种公司或顾客供电，一方面要解决的是公司要用多少度电，或选用多大容量变压器等问题，这就需要进行负荷的记录和计算，为对的地选择变压器容

9、量与无功补偿装置，选择电气设备与导线、以及继电器保护的整定等提供技术参数。2.2负荷计算措施供电设计常采用的电力负荷计算措施有需用系数法、二项系数法、运用系数法和单位产品电耗法等。需用系数法计算简便，对于任何性质的公司负荷均合用，且计算成果基本上符合实际，特别对各用电设备容量相差较小且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种计算措施采用最广泛。二项系数法重要合用于各用电设备容量相差大的场合，如机械加工公司，煤矿井下综合机械化采煤工作面等。运用系数法以平均负荷作为计算的根据，运用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系，这种计算措施目前积累的实用数据不多，且计算环节较为繁琐，故工程应用较少。单位产品

10、电耗法常用于方案设计。鉴于以上几种措施的简介，本次设计采用需用系数法。2.2.1需用系数法对于用电户或一组用电设备，当在大负荷运营时，所安装的所有用电设备（不涉及备用）不也许所有同步运营，也不也许所有以额定负荷运营，再加之线路在输送电力时必有一定的损耗，而用电设备自身也有损耗，故不能将所有设备的额定容量简朴相加来作为用电户或设备组的最大负荷，必须要对相加所得到的总额定容量打一定的折扣。所谓需用系数法就是运用需用系数来拟定用电户或用电设备组计算负荷的措施。其实质是用一种不不小于1的需用系数对用电设备组的总额定容量打一定的折扣，使拟定的计算负荷Pca比较接近该组设备从电网中取用的最大半小时平均负荷

11、Pmax。其基本计算公式为 需用系数的含义：一种用电设备组的需用系数可表达为 式中Ksi设备同步系数； Klo设备加权平均负荷系数；设备组的各用电设备的加权平均效率；供电线路的平均效率。 下面根据负荷登记表进行负荷计算：（1） （2） （3） （4） （5） （6） 理工大学 （7） （8） （9） （10） （11） （12） 2.3主变压器的选择 计算10kV母线上补偿前的总负荷并初选变压器，由于根据表一中计算所得的负荷可知=6693kW查表得Ksi=0.85，变电站10kV母线补偿前的总负荷为： Pca.10=Ksi=0.856693=5689（kW） Qca.10=Ksi=0.8546

12、93=3989 (kvar)Sca= (kVA) 补偿前因数为： cos=0.82根据该变电站供应的用电户级别有较多一、二级顾客，则可初选两台主变压器，由于固定费用按最高负荷收费，故可采用两台同步分列运营的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证所有的一、二级负荷的供电，并留有一定的发展余地。变压器容量型号经查表可选为SF7-8000，35/10.5kV,如表2-3所示表2-3 主变压器参数表型 号规 格电压（kV）连 接 组 别阻抗电压高压低压-80003510.5Yd117.5空载电流损 耗（kW）重量（T）外 型 尺 寸0.8空载11.5短路4516.53.42.83.72.4功率因数补偿

13、与电容器柜选择2.4.1考虑功率因数的必要性 功率因数是用电户的一项重要电气指标。提高负荷的功率因数可以使发、变电设备和输电线路的供电能力得到充足的发挥并能减少各级线路和供电变压器的供电损失和电压损失，因而具有重要的意义。目前顾客高压配电网重要采用并联电力电容器组来提高负荷功率因数，即所谓集中补偿法，部分顾客已采用自动投切电容补偿装置。低压电网，已推广应用功率因数自动补偿装置。对于大中型绕线式异步电动机，运用自励式进相机进行的单机就地补偿来提高功率因数，节电效果明显。2.4.2功率因数定义 在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用cos表达。交流电路中由于存在电感和电容，故建立电

14、感的磁场和电容的电场都需要电源多供应一部分不作机械功的电流，这部分电流叫做无功电流。无功电流的大小与有功负荷即机械负荷无关，相位与有功电流相差90 三相交流电路功率因数的数学体现式为 式中 P有功功率，kW;Q无功功率，kvar; S视在功率，kVAU线电压有效值，kV;I线电流有效值，A。随着电路的性质不同，cos的数值在0-1之间变化，其大小取决于电路中电感、电容及有功负荷的大小。当cos=1时，表达电源发出的视在功率全为有功功率，即S=P，Q=0；当cos=0时，则P=0，表达电源发出的功率全为无功功率，即S=Q。因此符合的功率因数越接近1越好。实际运营时需要将35kV侧的平均功率因数控

15、制在0.9以上，但补偿电容器是装设连接在10kV母线上，而10kV母线上的总计算负荷并不涉及主变压器的功率损耗，这里需要解决的问题是，10kV母线上的功率因数应补偿到何值才干使35kV侧的平均功率因数为0.9以上。分析解决此问题的思路如下：先计算免费时主变压器的最大功率损耗，由于无功损耗与负荷率的平方成正比，故浮现变压器最大功率损耗的运营方式为一台使用，一台因故停运的状况，据此计算35kV侧的补偿前负荷及功率因数，并求出当功率因数提至0.9时所需要的补偿容量，该该数值就可以作为10kV母线上应补偿的容量。1） 免费时主变压器的损耗计算。按一台运营、一台因故停运计算，则负荷率为 以上个参数均由查

16、表所得。2）35kV侧补偿前的负荷与功率因数为 3)计算选择电容器柜与实际补偿容量。设补偿后功率因数提高到，则，取平均负荷系数Klo=0.8，则可得： 由表查得选用GR-1C-08型，电压为10kV容量qc=270kvar的电容器柜，则柜数 N=Qc/qc=1374/270=5.1 取偶数得Nf=6 实际补偿容量：Qc.f=Nfqc=6270=1620 kvar 折算到计算补偿容量为 4）补偿后10kv侧的计算负荷与功率因数为 因补偿前后有功计算负荷不变，故有 kVA5)补偿后主变压器最大损耗计算。补偿后一台运营的负荷率略有减小 6）补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验 合乎规定。3 电气

17、主接线方案的拟定3.1电气主接线方案拟定的必要性 电气主接线的拟定对电力系统整体及发电厂，变电所自身运营的可靠性、灵活性和经济性密切有关，并且对电气设备的选择配电装置选择，继电保护和控制方式的拟定有较大影响，因此，必须对的外理为各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理拟定主接线方案。3.2电气主接线方案设计的基本规定及原则3.2.1设计的基本规定 1、满足对顾客供电必要的可靠性和保证电能质量。 2、接线应简朴，清晰且操作以便。 3、运营上要具有一定的灵活性和检修以便。 4、具有经济性，投资少，运营维护费用低。 5、具有扩建和也许性。 3.2.2设计主接线的原则 35-10kV

18、配电装置中，一般不设旁路母线，由于重要顾客多是双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年约2-3天。如线路断路器不容许停电检修时，可设立其他旁路设施。610KV配电装置，可不设旁路母线，对于出线回路数多或多数线路向顾客单独供电，以及不容许停电的单母线，分段单母线的配电装置，可设立旁路母线，采用双母线610KV配电装置多不设旁路母线。对于变电站的电气接线，当能满足运营规定期，其高压侧应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护规定期，也可采用线路分支接线。拟定可行的主接线方案23 种，内容涉及主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并根据对主接线的

19、基本规定，从技术上论证各方案的优缺陷，裁减差的方案，保存一种较好的方案。 3.2.3方案的比较 为了保证供电的可靠性，以及考虑变电站所处位置的重要性，35kV电源进线回路应当引自两个不同的地方，这样可也大大提高供电电源的可靠性。故该变电所对负荷采用有备用的双回路供电，即35KV进线为两路架空线进线。在35kV侧的母线考虑到供电可靠性，变电站的两台变压器一般采用桥式主接线。桥式主接线分为外桥、内桥和全桥三种，如图3-1。（a）外桥接线（图3-1a）。对变压器的切换以便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简朴易于过渡到全桥单母线分段的接线，投资少。缺陷是倒换线路是操作不凡便，变电站一侧无保护。这种接线

20、合用于进线段倒闸次数少的变电站，或变压器才去经济运营需要常常切换的终端变电站，以及也许发展为有穿越负荷的变电站。（b）内桥接线（图3-1b）。内桥接线一次侧可设线路保护，倒换线路时方（a）外侨接线（b）内桥接线（c）全桥接线便，设备投资与占地面积均比外桥大。缺陷是操作变压器和扩建成全桥不以便，因此合用于进线距离较长，变压器切换少的终端变电站。（c）全桥接线（图3-1c）。在三种接法中全桥接线的适应性强，对线路、变压器的操作均以便，运营灵活，且易于扩建成单母线分段式的中间变电所，其缺陷就是设备多、投资大。根据以上综合考虑，由于该变电站可靠性规定更高，且易于多种保护的设立，因此本变电站的两台主变压

21、器采用全桥接线方式，这样可以保证变压器一台使用一台备用的方式。对二次侧10KV供电系统的接线方式，考虑到该变电站的电源回路有两回，配合两台主变压器的全桥式接线，更能保证供电的可靠性，如图3-2所示。采用单母分段（图3-2a），分段开关采用断路器，当某回受电线路或变压器因故障及检修停止运营时，可通过母线分段断路器的联系，继续保证对两段母线上的重要变电所供电。因此多用于一，二级负荷，且进线较多的变电所。图3-2 单母分段接线单母分段使用断路器，可实现自动切换以提高供电的可靠性，并且单母分段比双母分段所用的设备少，系统简朴、经济，操作安全。对重要顾客，采用双回路或环形供电，对一般回路可采用单回路供电

22、或干线式供电。这样运营灵活，可实现自动切换。而双母接线（图3-2b）两组母线之间用断路器联系，每一回线路都通多一台断路器和两台隔离开关分别接到两组母线上。因此，不管哪一回线路与哪一组母线同步发生故障，都不影响对顾客的供电，可靠性比较高。但是，但是双母线接线所需用的设备投资多，接线复杂，操作安全性较差。综上所述，从焦南变电站对供电可靠性，操作的以便简朴等方面，以及从经济方面考虑，此变电站10kV采用单母分段的接线方式。4 短路电流计算4.1 计算短路电流的必要性短路电流是供电系统中比较常用，并且危害较大的严重故障。它是指供电系统中不等电位的导电部分在电气上被短路接时的总称。进行短流计算可觉得拟定

23、系统主接线及运营方式，检查电气设备、继电保护整定，采用限流措施等提供重要数据。计算短路电流的目的，可归纳为如下几点：1 作为系统主接线方案比较的项目之一，以便判断哪种主接线方式更能保障供电的安全，可靠，然后再决定系统的重要运营方式。2 作为校验电气设备的根据，以便拟定所选的设备，在发生断路故障时与否会被破坏。3 拟定选择和校验继电保护装置所需的各项参数。4 根据故障的实际状况，进行故障分析，找出事故的因素。4.2 短路电流计算措施 无限大容量系统发生三相短路时，只规定出短路电流周期分量有效值，就可计算有关短路的所有物理量。而短路电流周期分量可由电源电压及短路回路的等值阻抗按欧姆定律计算。短路电

24、流的计算措施重要采用有名制法和标幺制法。4.2.1 有名制法在公司供电系统中发生三相短路时，如短路回路的阻抗为Rk、Xk，则三相短路电流周期分量的有效值为 式中 Uav 短路点所在线路的平均额定电压，kV。 Rk、Xk 短路点此前的总电阻和总电抗，均已归算到短路点所在处电压级别，。 对于高压供电系统，因回路中各元件的电抗占重要成分，短路回路的电阻可忽视不计，则上式变为 4.2.2 标么制法计算具有许多种电压级别供电系统的短路电流是，若采用有名制法计算，必须将所有元件的阻抗都归算到同一电压下才干求出短路回路的总阻抗，从而计算出短路电流，计算过程繁琐并容易出错，这种状况采用标么制法较为简便。用相对

25、值表达元件的物理量，称为标么制。标么值是指任意一种物理量的有名值与基准值的比值，即 标么值=物理量的有名值/物理量的基准值标么值是一种相对值，没有单位。在标么制中，容量、电压、电流阻抗（电抗）的标么值分别为 基准容量（Sd）、基准电压（Ud）、基准电流（Id）和基准阻抗（Xd）亦符合功率方程和电压方程。因此，4个基准值中只有两个是独立的，一般选定基准容量和基准电压为给定值，再按计算式求出基准电流和基准电抗，即 基准值的选用时任意的，但是为了计算以便，一般取100MVA为基准容量，取线路平均额定电压为基准电压为给定值，即Sd=100MVA，Ud=Uav=1.05UN。线路的额定电压和基准电压对照

26、值如书上表中所示。在标么制计算中，取各级基准电压都等于相应电压级别下的平均额定电压，因此各级电压的标么值等于1。即U=Uav和Ud=Uav，U*=1。因此，多电压级别供电系统中不同电压级的标么电压都等于1，多有变压器的变比的标么值为1，因此短路回路总标么电抗可直接由各元件标么电抗相加求出，避免了多级电压系统中电抗的换算。这就是标么制法计算简朴、成果清晰的特点。本变电所的短路电流计算采用简朴的措施，所有只按照其正常运营状况（也就是全分裂运营，35kV和10kV母线的联系开关断开。）计算短路电流，。不考虑故障时的并列运营状况下的短路。系统短路电流计算先要画出系统的等效简图，以拟定电抗的大小，和拟定

27、短路点，其简图如下 图4-1 系统短路等值电抗图4.2各重要元件的标幺值计算线路单位长度电抗取值：架空线0.4，电缆0.08最大运营方式系统阻抗： =0.12最小运营方式系统阻抗： =0.22取 线路段基准电压： 线路段基准电压： 变压器阻抗： 线路： 段各支路阻抗标幺值：表4-1 各供电对象阻抗标幺值序号阻抗标幺值序号阻抗标幺值10.03670.43520.02280.02930.02990.23640.290100.4705110.32660.360120.654.2.1 三相短路 三相短路是对称短路。是在最大运营方式下的短路。为求各段电路电流标幺值，先规定出各段电流的基准值。 （1）点短

28、路 （2）点短路 （3）点短路：l 如下计算过程同上，计算成果如表4-2中 4.2.2 两相短路两相短路为不对称短路。在最小运营方式下的短路。图4-2 两相短路的复合序网图其计算公式如下： 下标为表达正序网络的参数，表达负序网络参数，下标表达a、b、c三相电路中的a相正序网络的参数（1）点短路（2）点短路 （3）点短路1）下标为表达正序网络的参数，表达负序网络参数，下标表达a、b、c三相电路中的a相正序网络的参数如下计算二项短路电流过程如上，其成果列于表4-2中表4-2 短路参数汇总表三 相 短 路电 流（kA）三 相 短 路 冲 击电 流(kA)三 相 短 路 容 量(MVA)两 相 短 路

29、 电 流(kA)5.0412.853233.293.198.13582.64 各企业进线端点3.148.01572.593.198.13582.593.198.13582.592.757.01502.263.198.13582.642.646.73482.22.596.60472.153.198.13582.592.817.17512.312.536.45462.092.706.89492.202.315.89421.935 变电站电气设备选择5.1 高压电气设备选择的目的及原则 5.1.1电气设备选择的目的 电气设备选择是供电系统设计的重要内容之一，选择与否合理将直接影响整个供电系统的可靠运

30、营。5.1.2电气设备选择的一般原则对多种电气设备的基本规定是正常运营时安全可靠，短时通过短路电流时不致损坏，因此，电气设备必须按正常工作条件进行选择，按短路条件进行校验。（1） 按正常条件选择 1）环境条件电气设备在制造上分户内和户外两大类。户外设备的工作条件较为恶劣，各方面规定较高，成本也高。户内设备不能用于户外，户外设备虽可用于户内，但不经济。此外，选择电气设备时，还应根据实际环境条件考虑防水、防火、防腐、防尘、防爆以及高海拔地区或湿热带地区等方面的规定。2） 按电网额定电压选择电气设备的额定电压 高压电器设备最高容许运营的电压为（1.11.15）%UN，电网最高容许运营的电压为1.1%

31、UNS，即 国内一般电器额定电压原则是按海拔1000m设计的。如果使用在高海拔地区，应选用高海拔设备或采用某些必要的措施增强电器的外绝缘，方可应用。 3） 按最大长时负荷电流选择电气设备的额定电流 电气设备的额定电流IN应不不不小于通过它的最大长时负荷电流Ilo.m(或计算电流Ica)，即 电器设备的额定电流是指规定环境温度为+40时，长期容许通过的最大电流。如果电器周边环境温度与额定环境温度不符时，应对额定电流值进行修正。当高于+40是，每增高1，额定电流减小1.8%。当低于+40时，每减少1，额定电流增长0.5%，但总的增长值不得超过额定电流的20%。 若已知电气设备的最高容许工作温度，当

32、环境最高温度高于40，但不超过60时，额定电流按下式修正 式中 设备容许最高工作温度，； 实际环境年最高空气温度，； 额定环境空气温度，电器设备为40，导体为25； 环境温度修正系数，; 实际环境温度下电气设备容许通过的额定电流。 选电气设备时，应使修正后的额定电流不不不小于所在回路的最大长时负荷电流，即 (2) 按短路状况校验 按正常选择条件选择的电器设备，当短路电流通过时应保证各部分发热温度和所受电动力不超过容许值，因此必须按短路状况进行校验。1） 热稳定校验 短路电流通过电器设备时，电器的各部件温度（或发热效应）应不超过短时容许发热温度。即 或 或 式中 电器设备容许通过的短时热效应，;

33、短路电流产生的热效应，；电器设备的额定热稳定电流，kA；电器设备热稳定期间，s；稳态短路电流，kA；假想时间，s；2） 动稳定性校验 短路电流通过电器设备时，电器设备各部件应能承受短路电流多产生的机械力效应，不发生变性损坏，即 或式中 、电器设备额定动稳定电流峰值及其有效值，kA；、短路冲击电流峰值及其有效值，kA。5.2 35kV电气设备选择(1)高压开关柜的选择35kV电器设备选择重要是成套高压开关柜的选择。1)额定电压： 2)额定电流选择：IN 待设计变电站最大长期工作电流Imax。即IN Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(35)=164.96A3)根据有关资料选用G

34、BC35型手车式高压开关柜。GBC35型手车式高压开关柜用在三相交流50Hz、35kV桥式与单母系统。开关柜由柜体和可拉出手车两部分构成，柜前上部是继电器室、中部为手车室、柜后下部为下隔离开关静触头室，上、下隔离开关的动触头装于手车后部，手车推入柜体，隔离开关便合闸。其技术参数如表5-1下面对GBC35型手车式高压开关柜进行校验：其额定电压为35kV,最高工作电压40.5kV满足规定。如下校验其重要电气部件：SN10-35型少油断路器、JDJ2-35型电压互感器、LCZ-35电流互感器。(1) SN10-35型少油断路器SN10-35型断路器重要技术参数如下：额定电压：35kV额定电流：100

35、0A表5-1 GBC35技术参数表名 称参 数名 称参 数型号规格GBC-35固有分闸时间0.06S额定电压35kV固有合闸时间0.12S最高工作电压40.5kV重量1600kg额定电流600A外型尺寸 （mm）断流容量1000MVA电动操作机构CD10型极限通过电流峰值40kVA配电流互感器LCZ-35型4S热稳定电流16kA生产厂家天津开关厂等额定开断电流：16kA额定断流容量：1000MVA动稳定电流峰值：40kA4s热稳定电流峰值：16kA35kV短路容量：=305MVA 10000MVA合格。我们从上章短路电流计算汇总表可以看到，各公司短路容量最大为58MVA Imax =(2SN

36、)/(UN)=(25000)/(35)=164.96A热稳定校验： 满足规定。校验动稳定： 符合规定。GBC-35型手车式高压开关柜内涉及了许多设备，列出其简表5-2。表5-2 GBC35型手车式高压开关柜内装重要电器元件表一次编号07157789101203SN10-35型少油断路器1个1个CD-10型电磁操作机构1个1个1个LCZ-35电流互感器3个6个3个JDJ2-35型电压互感器2个RN2-35型熔断器2个3个HY5WZ-35型避雷器3个JS-8型放电记录器3个S6-50/35型所用变压器1个 架空进线柜：07； 主变压器柜：15； 电压互感器：77；避雷器柜：89； 所用变压器柜：1

37、01；左右联系柜：203图5-1 一次线路方案其一次接线图如图5-1根据供电系统图拟定所需的用电柜列表如下：表5-3 35kV所用到的GBC-35柜GBC-35一次线路方案名 称架空进线柜07主变压器柜15电压互感器柜77避雷器柜89所用变压器柜101左右联系柜203数 量22221 避雷器和电压互感器装在同一柜里。 （2）35kV避雷器选择。选择阀型避雷器安装在35kV架空进线的架空地线两端。重要是保护架空进线。其技术参数见表5-4。表5-4 35kV避雷器参数表名称参 数名 称参 数型号规格HY5WZ-42最大冲击残压134kV系统电压35kV伞裙数18工频放电电压80kV外型尺寸 mm额

38、定电压42kV单相重量20kg5.3 10kV电气设备选择 (1)高压开关柜选择。1)额定电压： 2)额定电流选择：IN 待设变电所最大长期工作电流Imax。即IN Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(10)=577.37A3)根据有关资料选用GBC35型手车式高压开关柜。这里我们选择JYN4-10型手车式开关柜，其构成与GBC35型手车式高压表5-5 JYN4-10技术参数表参 数参数型号规格JYN4-10固有分闸时间0.07S额定电压10kV固有合闸时间0.2S最高工作电压12kV重量1600kg额定电流A外型尺寸（mm）开断电流31.5kA电动操作机构CD10型极限通过

39、电流峰值130kA配电流互感器LAJ-10W1型4S热稳定电流40kA生产厂家沈阳开关厂等开关柜同样。区别在于所用电压级别不同，设备不同。其技术参数如表5-5下面对JYN4-10型手车式高压开关柜进行校验：其额定电压为10kV,最高工作电压12kV满足规定。如下校验其重要电气部件：SN10-10型少油断路器、LAJ-10电流互感器、JSJW-10型电压互感器。(1)SN10-35型少油断路器SN10-10型断路器重要技术参数如下：额定电压：10kV额定电流：1000A额定开断电流：16kA额定断流容量：1000MVA动稳定电流峰值：40kA2s热稳定电流峰值：16kA固有分闸时间：0.07S其

40、短路容量：我们从上章短路电流计算汇总表可以看到，各公司短路容量最大为58MVA Imax =(2SN )/(UN)=(25000)/(10)=577.37A 热稳定校验： 满足规定校验动稳定：符合规定JYN4-10型手车式高压开关柜内涉及了其她电气设备，下面列出其简表5-6。表5-6 JYN4-10型手车式高压开关柜内装重要电器元件表一次编号070512131654SN10-10型少油断路器1个1个1个1个1个CD-10型电磁操作机构1个1个1个1个1个 LAJ-10电流互感器2个3个2个3个2个JSJW-10型电压互感器1个RN2-10型熔断器3个HY5WZ-10型避雷器3个JS-8型放电记

41、录器3个其一次接线如图5-2 电缆出线柜：02；左右联系柜：05（向左）、07（向右）；架空出线柜：12；架空进线柜：13；电容器柜：16； 电压互感器柜：54。图5-2 一次接线方案（2）10kV避雷器选择。选择阀型避雷器安装在10kV架空出线处，重要是保护架空出线。其技术参数见下表5-7。表5-7 35kV避雷器参数表名称参 数名 称参 数型号规格HY5WZ-12.7最大冲击残压50kV系统电压10kV伞裙数5工频放电电压26.5kV外型尺寸 mm额定电压12.7kV单相重量5kg5.4 35kV输电线及母线的选择当变电所是室外布置时，35kV输电线和母线一般选同样型号的架空线即可。而室内

42、布置则以选矩型铝母线为多。摘 35kV变电所是一城区变电所，且长时负荷电流也不大，因此这里选用矩型铝母线即可。而输电线则选架空线，考虑其机械强度和其她因数，选LGJ（钢芯铝绞线）。5.4.1 35kV输电线选择35kV变电所供电对象以两班制的公司为主。有少部分的农村用电，其一般作为一班制。因此最大负荷运用小时数应为：小时。在拟定最大负荷运用小时数后，可以查电工手册，得出经济电流密度，初步选择架空线的截面。35kV进线是双回路进线。在计算时，我们是按照双回路分裂运营，每回承当一半负荷来考虑经济电流密度的。当时选后，再按一路停运一路运营来校验其容许电流、电压损失和机械强度。因此其最大运用小时数应看

43、作是3000小时如下来查经济电流密度。（1）按经济电流密度选择导线截面从电工手册上查得初选其截面为。型号为（2）按长时容许电流校验由电工手册查得其载流量约为275A，远不小于35kV进线的长期负荷电流104.5A。不再进行温度等其她的修正。长时容许电流满足规定。（3）按容许电压损失校验一般容许的电压损失占总的5%。对于35kV来说，即损失的电压不不小于1750V合格。和均由电工手册查得。容许电压损失合格。（4）按机械强度校验。对于635kV架空线路在居民区截面不不不小于即合格。因此机械强度校验合格。5.4.2 35kV母线选择母线采用平放动稳定性好，散热条件较差。本章前面已选好母线为矩型铝母线

44、。下面具体选择其型号。（1） 按长时工作电流选择截面 35kV长时负荷电流不大，但其短路电流稳定值和冲击值都挺高，考虑到热稳定性和动稳定性，初选母线的截面应偏大。这里选 LMY 。其长时容许电流约为480A，远不小于104.5A。不再进行温度等修正。（2） 母线动稳定校验母线的中心距，柜宽1818mm, 柜间距18mm。因此母线所受的最大电动力:母线所受的最大弯距：母线计算应力：铝材料容许应力，。动稳定合格。（3） 母线热稳定校验母线截面只要不小于其最小热稳定截面，即合格。热稳定系数C约为95 ，上一级过流保护动做时间为2.5S。断路器分闸时间0.06S，燃弧时间约为0.02S热稳定合格5.5

45、 10kV母线的选择10kV母线一般选用矩型铝母线。电缆的长时容许电流与电缆的敷设方式及根数有关。一般选用油浸纸绝缘高压电缆。10kV一般选铝绞线。在本章前面有提到：是双回路架空线进线的，在计算时，按照双回路分裂运营，每回承当一半负荷来考虑经济电流密度的。按长时工作电流选择截面初选 LMY，其长时负荷电流632A。由给出的资料知，最热月室内最高气温月平均。进行温度修正： 符合规定。母线动稳定校验母线的中心距，柜宽1000mm, 柜间距18mm。因此母线所受的最大电动力:母线所受的最大弯距：母线计算应力：铝材料容许应力，。动稳定合格。母线热稳定校验热稳定系数C约为95 ，考虑最坏状况，过流保护动

46、作才切断其短路电流，过流保护动做时间为1.5S。断路器分闸时间0.07S，燃弧时间约为0.02S 热稳定合格6 变电站的防雷与接地设计变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将导致大面积的停电，并且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复并严重影响国民经济和人民生活，因此，要采用有效的防雷措施，保证电气设备的安全运营。避雷针、避雷器是变电所屋外配电装置和所区电工建筑物防护直击雷过电压的重要措施。变电所借助屋外配电装置架构上的避雷针和独立避雷针共同构成的保护网来实现，主控制室和屋内配电要采用屋顶上的避雷带。6.1直击雷的过电压保护装设独立避雷针，为避免雷直击变电设

47、备及其架构、电工建筑物，其冲击接地电阻不适宜超过10欧，为避免避雷针落雷引起的反击事故，独立避雷针与配电装置架构之间的空气中的距离SK不适宜不不小于5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离Sd应不小于3m。35kV、ll0kV配电装置：在架构上装设独立避雷针，将架构支柱主钢筋作引下线接地。主变压器装设独立避雷针各电压级别母线桥：装设独立避雷针。主控制楼：屋内配电装置钢筋焊接构成接地网，并可靠接地。6.2 雷电侵入波的过电压保护对入侵波防护的重要措施：变电所内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，在35kV接近变电所l-2kM的进线上架设避雷线，其耐雷水平分别不应低于30kA和75k

48、A保护角在25和30范畴内，冲击接地电阻在l0左右，以保证大多数雷电波只在此线段外浮现，即设立进线段保护。对于三绕组变压器，应在低压侧任一相绕组对地加装一种避雷器，对于变压器中性点保护，因中性点为直接接地，变压器为分级绝缘。其绝缘水平为35kV级别，需在中性点上装避雷器。6.3 避雷器的配备(1)进出线设备外侧；(2)所有母线上；(3)变压器高压侧，尽量接近变压器；(4)变压器低压侧为时，只装在B相；(5)主变压器中性点，按其绝缘水平级别选设；6.4 避雷线的配备(1)35kV雷电日较高应全长架设避雷线；(2)10-35kV，一般设1-2kM的进线段保护，以减少雷电波的陡度。参 考 文 献 1

49、 陈珩.电力系统稳态分析（第三版）. 中国电力出版社2 夏道止.电力系统分析.中国电力出版社3 李光琦.电力系统暂态分析（第三版）.中国电力出版社4 孟祥萍.电力系统分析.高等教育出版社 5 水利水电部 电力工程电气设计手册 水利水电出版社 1987 6 阎治安.电机学.西安交通大学出版社7 张保会,索南加乐.电力系统继电保护.中国电力出版社8 祝淑萍.电力系统分析课程设计与综合实验.中国电力出版社 9 范锡普 发电厂电气部分 中国电力出版社 1987 10 周泽存.高电压技术.中国电力出版社11 何仰赞 电力系统分析。华中理工大学出版社199612 陈哓华 电气图形符号应用简要手册 江西科学出版社 1993