毕业设计（论文）35KV变电站设计

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1、变电站设计 目录前言 2摘要 3第一章 设计任务书 4第一节 变电站概况 4第二节 负荷情况 4第三节 负荷类型 5第四节 设计成果 5第二章 设计说明书 7第一节 负荷计算 7第二节 变电所主变压器的选择 7第四节 变电所主接线方案的选择 11第五节 短路电流的计算 20第六节 变电所一次设备的选择校验 22第七节 配电装置的规划 26第八节 继电保护的配置 28第九节 防雷保护的设计 34第三章 设计计算书 37结束语 40参考文献 41英文翻译 44附 变电站主接线图及继电保护接线图（见图纸） 前言毕业设计和毕业论文是本科生培养方案的重要环节，学生通过毕业设计，旨在培养学生综合运用所学的

2、基本理论和方法解决实际问题的能力，提高学员实际操作的技能以及分析思维能力，使学员能够掌握文献检索、研究分析问题的基本方法，提高学员阅读外文本书刊和进行科学研究的能力，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它即是一次检阅，又是一次锻炼。我毕业设计的课题是110kv降压变电站电气一次部分设计。电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，具有同时性。110kv降压变电站作为供用网络中重要的变电一环，它设计质量的好坏直接关系到该地区的用电的可靠性和地区经济的发展，同时也影响到该地区的用电可靠性和地区的经济发展，以及工农业生产和人民生活。本次设计根据有关规定，依据安全、可靠、优质、

3、经济、合理等的要求，为保证对用户不间断地供给充足、优质又经济的电能设计方案。由于水平有限及时间仓促等原因，设计中存在着许多不足和失误，敬请各位老师批评指正，谢谢！摘要由于某地区电力系统的发展和负荷增长，拟建一座110KV变电站，向该地区用35KV和10KV两个电压等级供电。设计要求采用35KV出线6回，10KV出线7回。基于上述条件，变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。形式上采用独立变电站。主变压器采用满足需求的三绕组变压器，一次设备的选取都充分考虑了生产的需要。在防雷上采用通用的防雷设计方法。在保证供电可靠性的前提下，减少事故的发生，降低运行费用。变电站的设计是按

4、照本地区510年后的用电量的满负荷的容量设计的，不必为将来因为容量小而再重建或扩容，一次设计到位，减少了投资，并为变电站的安全稳定供电提供了保障。 在设计中，有设计任务书、设计说明书、设计计算书、 绘图以及相关文献翻译等。第一章 设计任务书 第一节 变电站概况一、拟建变电站概况110KV以双回路与 35km外的系统相连。系统最大方式的容量为2900 MVA，相应的系统电抗为0.518；系统最小的方式为2100 MVA，相应的系统电抗为0.584，（一系统容量及电压为基准的标么值）。系统最大负荷利用小时数为TM=5660h。35KV架空线6回，3回输送距离25km，每回输送功率12MVA；3回输

5、送距离15km，每回输送功率8MVA。10KV电压级，电缆出线3回，输送距离4km，每回输送功率3MW；架空输电线4回，输送距离7km，每回输送功率4MW。变电站所在高度70M，最高年平均气温19摄氏度，月平均气温27摄氏度。第二节 负荷情况负荷情况如下表所示：电压负荷名称最大负荷KVAcos回路数供电方式线路长度KM35kV市镇变1120000.91架空25市镇变2120000.91架空25煤矿变120000.91架空25化肥厂80000.91架空15砖厂80000.91架空15水泥厂80000.91架空1510kV镇区变40000.851架空7机械厂30000.851电缆4纺织厂13000

6、0.851电缆4纺织厂230000.851电缆4农药厂40000.851架空7面粉厂40000.851架空7耐火材料厂40000.851架空 7第三节 负荷类型35kV电压等级下共有出线6回，其中一级负荷为2回，分别为煤矿变和化肥厂；二级负荷为4回，分别为市镇变1、市镇变2、砖厂和水泥厂。10kV电压等级下共有出线7回，其中一级负荷为4回，分别为镇区变、机械厂、纺织厂2、耐火材料厂。二级负荷为3回，分别为纺织厂1、农药厂和面粉厂第四节 设计成果一、编写设计说明书（1） 变电站主变压器台数、容量选择计算及结果；（2） 变电站各电压侧主接线分析论证及结果；（3） 变电站短路电流计算；（4） 断路器

7、、隔离开关选择、校验计算；（5） 变电站无功补偿容量计算各主设备选择及校验结果（列表）；（6） 继电保护配置及整定计算结果；二、编写设计计算书（1）变电站设计水平年负荷计算；（2）短路电流计算；（3）线路导线线型选择计算；（4）线路导线线型电压损耗校验计算；（5）线路继电保护整定计算；三、绘图（1）变电站主接线图(CAD出图A31张，手工绘制A11张)；（2）变压器、线路继电保护接线图各1张(CAD出图A31张)；四、 专业相关文献翻译（原件及译文，汉字要求3000字以上）第二章 设计说明书第一节 负荷计算电压负荷名称最大负荷KWcos回路数计算负荷S30/KVAI30/A35kV市镇变112

8、0000.90113333.333380.95市镇变2120000.90113333.333380.95煤矿变120000.90113333.333380.95化肥厂80000.9018888.889253.97砖厂80000.9018888.889253.97水泥厂80000.9018888.889253.9710kV镇区变40000.8514705.882470.59机械厂30000.8513529.412352.94纺织厂130000.8513529.412352.94纺织厂230000.8513529.412352.94农药厂40000.8514705.882470.59面粉厂4000

9、0.8514705.882470.59耐火材料厂40000.8514705.882470.59合计96078.4324845.94第二节 变电所主变压器的选择。一、35/110kV变电所设计规范（GB50059-92）（主变台数的确定）第3.1.2条 在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。第3.1.3条 装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。已知系统情况为系统通过双回110kV架空线路向待设

10、计变电所供电，且在该待设计变电所的负荷中，同时存在有一、二级负荷，故在设计中选择两台主变压器。二、主变压器容量的确定（1） 主变压器容量一般按变电所建成后5至10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10至20年的负荷发展。（2） 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。三、主变相数的选择（1） 变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素。（2） 当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂和变电所，均应选用三相变压器。四、主

11、变绕组连接方式变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y和，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35kV亦采用Y连接，其中性点多经过消弧线圈接地。35kV以下电压，变压器绕组都采用连接。由于待设计变电站为110kV电压等级降压至35kV和10kV，故绕组连接方式为Y0/Y0/。根据该待设计变电所负荷分析确定：采用两台主变压器。五、是否选择有载调压变压器在大型降压变电所中，普通三绕组变压器的应用范围有限，当主网电压为110-220kv，中压电网为35kv时，由于他们中性点采用不同接

12、地方式，才采用普通三绕组变压器，当中压为110kv及以上的电压时，降压变压器和联络变压器多采用自耦变压器，因自耦变压器高、中压绕组有直接电气联系，具有巨大经济优越性。由于我国电力不足，缺电严重，电网电压波动较大，变压器的有载调压是改善电压质量，缺少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kv及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。六、主变冷却方式主变一般采用的冷却方式有自然风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却，大容量变压器一般采用强迫油循环冷却变压器，在发电厂水源充足情况下，为缩短占地面积，大容量变压器也有采用强迫油循环水冷却。近

13、年来随着变压器制造技术发展，在大容量变压器中，采用了强迫油循环导向冷却方式，它是用潜油泵将冷油压入线圈之间和铁芯的油道中，故此冷却方式效率更高。据上所述 因S总=96078.4317*0.6=57647.06KVA七、所以选择变压器为变压器型号SFSZ9-110/60000（北京变压器厂）额定容量（kVA）60000电压组合（kV）高110 中38.5低10.5联结组标号YNyn0d11空载损耗（kW）28.6负载损耗（kW）112.50空载电流%1.05短路阻抗%高-中10.5 高-低17-18 中-低6.5外形尺寸（mm）长宽高规矩（mm）变压器型号中字母代表的含义：S-在第一位表示三相，

14、在第三、第四则表示三绕组F-代表油浸风冷 Z-代表有载调压J-代表油浸自冷L-代表铝绕组或防雷P-代表强迫油循环风冷D-代表自耦，在第一位表示降压，在末位表示升压X-代表消弧线圈第三节 电气主接线的选择一、电气主接线的依据1.一般变电所多为终端和分支变电所。电压为110kV，但也有220kV。2.变电所根据5至10年电力系统发展规划进行设计。3.对于一类负荷，当失去一个电源时应保证不停电；对于二类负荷，当失去一个电源时，应保证不全部停电；对于三类负荷可以只有一个电源。4.系统中应有一定的备用容量，运行备用容量不应小于8%，以适应负荷突增、机组检修和事故停运三种情况。设计主接线时，还应考虑检修母

15、线或断路器时是否允许线路故障、变压器或发电机停运。故障时允许切除的线路、变压器的数量等。5.当配电装置在电力系统中居重要地位、负荷大、潮流变化大且出线回路数多时，宜采用双母线或双母分段的接线方式。6.采用单母线或双母的110至220kV配电装置，当断路器为少油或压缩空气时，除断路器有条件停电检修外，应设置旁路设施；当220kV出线在四回及以上、110kV出线在六回及以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。当断路器为SF6时，可根据系统的实际情况，有条件的可不设旁路设施；当需要设置旁路设施，且220kV出线在六回及以上、110kV出线在八回及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线。二、电气主

16、接线的基本要求可靠性：1.断路器检修时不应影响对重要负荷供电；2.断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要保证对一类负荷和大部分二类负荷的供电；3.尽量避免变电站全部停电的可能。灵活性：1.主接线应满足调度、检修及扩建时的灵活性；2.调度时可以灵活的切除和投入变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式及特殊运行方式下的调度要求。3.检修时，可以方便地停运断路器、母线及继电保护设备，进行安全检修而不影响电网的运行和对用户的供电。4.扩建时可以容易的从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组变压器或线路而不互相干

17、扰，并且对一次和二次部分改建的工作量最少。经济性：1.主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备；2.继电保护和二次回路不过于复杂 ，以节省二次设备和控制电缆；3.能够限制短路电流，以便选择廉价的电气设备或轻型设备；4.能满足系统安全和继电保护的要求。三、主接线形式1.单母线接线只设一条母线，电源和线路接在一条母线上。单母线接线具有简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便且有利于扩建等优点，但可靠性和灵活性差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，必须断开全部电源，造成全所停电；此外，在检修断路器时，也造成该回路停电。故不采纳。2.单母线分段接线单母线分段接线借

18、助分段断路器对单母线进行分段，对重要用户可以从不同分段上进行引接，有两个电源供电。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，提高了供电的可靠性和灵活性。不仅便于分段检修母线，而且可以减少母线故障影响范围。但一段母线检修时，将会造成该母线上的变压器停运。3.单母线分段带旁母接线在单母线分段接线的基础上加装一条旁路母线，可以在检修出线断路器时不致中断该回路供电，提高了供电的可靠性，但倒闸操作复杂，可靠性差，对于该待设计变电站为终端变电站，出线回路数较多，此中接线方式不能达到可靠性和灵活性的要求。故不采纳。4.双母线接线双母线接线具有两组母线，每回线路都经一台断路器和两

19、组隔离开关分别和两组母线相连，母线之间通过母线联络断路器连接，有了两组母线后运行的可靠性和灵活性得到了大大的提高。检修任意母线时，可以把全部电源和线路倒换到另一条母线上，不会停止对用户的供电。线路断路器停电检修时，可临时用母联断路器代替，但必须将该回路短时停电，用“跨条”将断路器遗留接口接通，然后投入母联断路器向该回路供电，对可以短时停电的负荷比较合适。但操作比较复杂，须接“跨条”，安全可靠性差，同时并不能避免对线路的停电。5.双母线带旁母接线在双母线接线方式的基础上增加一条旁路母线的接线方式不仅具有双母线的所有优点，而且可以避免双母线检修断路器时必须进行短时停电的缺点，充分保证供电的可靠性。

20、对于出线较多的变电站，由于断路器检修故障较多，母联断路器长期被占用，对变电站的安全不利。可以增加一条旁路断路器代替检修或故障的断路器，由于现在线路保护多采用微机保护，更改定值十分方便，使旁路断路器可以发挥很大作用。可见双母线带旁母接线方式具有供电可靠，检修方便，调度灵活等优点。但该接线方式隔离开关较多，在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，必须配合防误闭锁装置。故不采纳。6.变压器线路单元接线该接线方式最简单、设备最少、不需要高压配电装置。适合只有一台变压器和一回线路时。当线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运。故不采纳。7.一台半断路器接线两个元件引线用三台断路器

21、接往两组母线组成一台半断路器接线。运行时，两组母线和全部断路器都投入工作，形成多环状供电，具有较高的供电可靠性和灵活性，任一母线故障或检修均不致停电；除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外，其他任何断路器故障或检修时都不会中断供电；甚至两组母线同时故障或检修时，仍不会造成系统解裂。该接线运行方便，操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离电器，不作为操作电器，提高了安全性。为进一步提高接线可靠性，并防止联络断路器故障可能同时切除两组电源线路，可尽量把同名元件布置在不同串上，同时元件分别接入不同母线，即将变压器和出线同串交叉布置，但必须增加配电装置间隔。该接线方式运行灵活，可靠性高，但需增加较

22、多断路器，占地面积较大，继电保护配置复杂，经济性差。故不采纳。8.35角形接线多角形接线的各断路器互相连接而成闭合的环形，是单环形接线。为减少因断路器检修而开环运行的时间，保证角形接线运行的可靠性，以采用25角形为宜。并且变压器与出线回路以对角对称布置。此外，当进出回路数较多时，我国个别水电厂采用了双连四角形接线，形成多环形，从而保证了供电的可靠性。但断路器数量增多，有的回路连着三个断路器，布置和继电保护复杂，没有推广使用。故不采纳。单母线分段接线与双母线接线的技术经济比较：单母线分段接线双母线接线可靠性一段母线发生故障，自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。出线回

23、路数较多，断路器故障或检修较多，母联断路器长期被占用，对变电站不利。灵活性母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时，由自动装置将分段断路器跳开，不会发生误操作。1. 各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要。2. 当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。经济性当进出线回路数相同的情况下，单母线分段接线所用的断路器和隔离开关少于双母线接线。总结：对比两种接线方式，我认为单母线分段接线方式较适合设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。主接线图如下所示YYYYYYYY第四节 短路电流的计算一、短路电流

24、的计算目的：在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流的计算是一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流计算；（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在计算屋外高压配电装置时，按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，须以各种短路时的短路电流为依据。（5）接地装置的设计也需要进行短路电流的计算。二、短路电流计算的一般规定：（1）计算的基

25、本情况：1.电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；2.所有同步电机都具有自动调整励磁装置；3.短路发生在短路电流为最大值的瞬间；4.所有电源的电动势相位角相同；5.应考虑对短路电流值有影响的所有元件。但不考虑短路点的电弧电阻对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。（2）接地方式：计算短路电流时所用的接地方式，应是可能发生最大短路电流的正常接地方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接地方式。（3）计算容量：应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展计划（一般考虑本工程建成后510年）（4）短路种类：一般按三相短路计算，若发电机出口

26、的两相短路或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应该按严重情况的情况校验。（5）短路计算点：在正常接地方式时，通过电气设备的短路电流为最大的点成为短路计算点。对于610kv出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前，选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。三、计算步骤：（1）选择短路计算点；（2）画出等值网络图；（3）化简等值网络；（4）求计算电抗；（5）短路次暂态短路电流I、计算短路电流周期分量Ik（6）计算短路电流冲击值Ik；（7）绘制短路电流计算结果表。表6 短路计算结果短路

27、计算点IkIIk(kA)Ish(kA)d13.8613.8611.9384.943d23.19703.19705.022712.8079d32.8862.88615.869340.4667d42.46672.46673.87549.8822d51.61031.61038.854622.5792注：短路点选择见下短路计算书第五节 变电所一次设备的选择校验一、高压断路器选择1、选择高压断路器类型6-10kv一般选用少油断路器，110-330kv当少油断路器不满足要求时，可选压缩空气断路器和SF6断路器，500kv一般采用SF6断路器。2、根据安装地点选户外式或户内式。3、断路器额定电压不小于装设电

28、路所在电网额定电压。4、断路器额定电流不小于通过断路器的最大持续电流。5、校核断路器断流能力 IekdIzk Iekd-断路器额定开断电流 Izk-断路器触头刚分开时实际开断的短路电流周期分量有效值为简化计算，也可用次暂态短路电流进行选择当断路器开断时间tk0.1s时，由于电力系统中大容量机组出现，快速保护和高速断路器的使用，故在靠近电源外短路点，短路电流中非周期分量所占比例较大，因此在校核断流能力，计算被开断的短路电流时，应计及非周期分量影响。6、按短路关合电流选择，应满足断路器额定关合电流不小于短路冲击电流iegich 一般等于电动稳定电流。7、动稳定校验 短路冲击电流应不大于断路器极限通

29、过电流iewich.8、热稳定校验短路热效应不大于断路器在ts时间内允许热效应 Ir2tQd Ir-断路器ts内的允许热稳定电流。9、根据对断路器操作控制要求，选择与断路器配用的操动机构。二、隔离开关的选择1、根据配电装置布置的特点，选择隔离开关类型2、根据安装地点选择户内式或户外式3、隔离开关额定电压大于装设电路所在电网的额定电压4、隔离开关额定电流大于装设电路最大持续工作电流5、动稳定校验满足 ichidw6、热稳定校验满足 QdIr2t7、根据隔离开关操作控制要求，选择配用的操动机构，一般采用手动操作，户内800A以上，户外220kv高位布置的隔离开关和330kv隔离开关，宜采用电动操作

30、机构，当有压缩空气系统时，可采用气动操作机构。三、电流互感器选择1、根据安装地点和安装使用条件选择电流互感器型式,620kv屋内配电装置可选瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构，35kv及以上配电装置一般选用油浸瓷箱式绝缘结构，有条件可选套管式电流互感器2、 按一定电路的电压和电流选择电流互感器的一次额定电压和额定电流时，必须满足为保证供给测量仪表的准确度，电流互感器的一次正常工作电流值，应尽量接近其一次额定电流。电流互感器的二次额定电流，一般选用5A，在弱化系统中选用1A3、根据二次负荷要求，选择电流互感器的准确度级。电流互感器的准确度级不得低于所供测量仪表的准确度级，也包括测量的准确度，当仪表只供

31、估计电气参数时，电流互感器可用3级，当用于继电保护时，宜根据继电保护的要求选用“D”或“B”和“J” 级4、根据选定的准确度级，校验电流互感器的二次负荷，并选择二次连接导线截面。为保证电流互感器能在选定的准确度级下工作，二次侧所接的负荷，必须小于或等于选定准确度级下的额定二次负荷，即发电厂和变电所中应采用铜芯控制电缆，连接导线截面不应小于1.5mm5、动稳定校验动稳定倍数Kd等于内部允许通过极限电流峰值与一次额定电流之比，对于瓷绝缘结构电流互感器，应校验互感器绝缘瓷套端部受到相间电动力，则以满足.110kV侧断路器和隔离开关：计算数据LW6B-126GW14-126UN110kVUe126kV

32、110kVImax629.86AIe3150A630AI1.938kAIckd40kA-ich4.943kAie100kA-35kV侧断路器：计算数据ZN12-35UN35kVUe35kVImax989.77AIe1250AI5.0227kAIckd25kAich12.8079kAie63kA10kV侧断路器：计算数据ZN28A-10UN10kVUe10kVImax470.59AIe1250AI15.8693kAIckd20kAich40.4667kAie50kA第六节 配电装置的规划发电厂和变电所电气主接线中，所装开关电器、载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要求建造而成的电工建筑物，称

33、为配电装置。它的作用是接受和分配电能。一、配电装置分类及特点屋内配电装置是将电气设备安装在屋内。特点是占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受污秽和气候条件影响较小；但须建造房屋，投资较大。35kV及以下采用此配置。屋外配电装置是将电气设备装置在屋外。特点是土建工程量小，投资少，建造工期短，易扩建；但占地面积大，运行维护条件差，易受污秽和气候条件影响。110kV及以上多采用此配置。二、配电装置的基本要求1.配电装置的设计和建造，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别应注意节约用地，争取不占或少占良田。2.保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。在运行

34、中必须满足对设备和人身的安全距离，并应有防火、防爆措施。3.便于检修、操作和巡视。4.在保证上述条件要求下，应节约材料，减少投资。5.便于扩建和安装。三、110kV侧配电装置规划母线和隔离开关：用管形硬母线，并应支柱绝缘子安装在支架上，与隔离开关配合，以节省占地面积。变压器：变压器基础为双梁形，上面铺以铁轨。轨距为。变压器下面设置贮油池，尺寸为。贮油池内铺设厚度为0.40m的卵石层。断路器：采用高位布置方式。安装在约2m高的混凝土基础上。四、35kV侧配电装置配置35kV电压等级侧，采用单层屋内配电装置。高压开关柜采用GBC型开关柜，单列独立式布置。高压开关柜的前面是操作通道，开关柜出线侧为维

35、护通道。开关柜的后面用金属网门与维护通道隔开，防止工作人员误入隔间造成事故。母线装设在配电装置上部，三相母线水平布置，两段母线用垂直隔板隔开。断路器装在一个单独间隔内。五、10kV侧配电装置配置该侧采用单层屋内配电装置。选用成套配电装置。高压开关柜GG-1A(F)型开关柜。采用单列独立式布置。高压开关柜的前面是操作通道，开关柜出线侧为维护通道。开关柜的后面用金属网门与维护通道隔开，防止工作人员误入隔间造成事故。母线装设在配电装置上部，三相母线水平布置，两段母线用垂直隔板隔开。电流互感器与断路器装在同一间隔内。 第七节 继电保护的配置一、电力系统中继电保护的作用（1） 自动、迅速、有选择性地将故

36、障元件切除，使故障元件迅速切除，避免元件遭到破坏，保证其它无故障元件迅速恢复正常运行。（2） 反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，动作于发信号、减负荷或者跳闸，此时一般不需要保护迅速动作，而且根据电力系统及其元件的危害程度有一定延时，以免不必要的动作或者由于干扰引起的误动作。二、对继电保护的基本要求(1)选择性(2)速动性(3)灵敏性(4)可靠性三、主设备继电保护原则随着电力系统的增大，大容量的发电机组不断增多，在电力设备上装设完善的继电保护装置，不仅对重要而昂贵的设备减少在各种短路和异常运行时造成的损坏，在经济效益上也有显著效果。因此，在主设备的保护设计中，应要求保护在配置、

37、原理接线和设备选型等方面，根据主设备的运行工况及结构特点，达到可靠、灵敏、快速且有选择性的要求。四、保护电源主设备保护装置的电源主要有三种类型：（1） 有发电厂或变电所的直流电源供电的方式。一般电磁型和整流型保护装置都采用此种方式。（2） 由逆变电流装置单独供电的方式。因逆变电源也由蓄电池直流电源供电，又经逆变整流稳压等回路转换，抗干扰性能好，故一般晶体管和集成电路型保护装置采用此方式。（3） 电阻降压稳压或单独由蓄电池供电方式。为分散供电或集中供电，此方式只用于消耗功率较少的继电器。电源装置应满足如下要求：（1） 保证供电可靠，因整流型或晶体管型保护多为成套装置，消耗功率较大，一般多由直流母

38、线单独供电，对供电回路应设电源监视装置。（2） 电源应有较好的抗干扰性能。五、线路保护及配置1、110kV线路保护配置 反映接地短路保护的装置：对于110kV线路，如不需要装设全线速动保护，则宜装设反时限零序电流保护作为接地短路的主保护及后备保护。 反映相间短路的保护配置：对于110kV线路，要考虑是否装设全线速动保护，如装设全线速动保护，则除此之外，还要装设相间短路后备保护和辅助保护。2、35kV及以下中性点非直接接地电网中线路保护配置 相间短路的电流、电压的配置根据有关规程，相间短路保护应按下列原则配置：1）、保护的电流回路的电流互感器采用不完全星形接地，各线路保护用电流互感器均装设在A、

39、C两相上，以保证在大多数两点接地情况下只切除一个接地故障点。2）、采用远后备保护方式。3）、线路上发生短路时，应快速切除故障，以保证非故障部分的电动机能继续运行。 单相接地零序电流保护的配置 中性点非直接接地系统发生单相接地时，由于接地电流小，一般只在发电厂和变电所的母线上装设单相接地监视装置。监视装置反映零序电压，动作于信号。规程规定，对于条件安装零序电流互感器的线路，当单相接地电流能满足保护的选择性和灵敏性要求时，应装设动作于信号的单相接地保护，对不能安装零序电流互感器的线路，而单相接地保护能够躲过电流回路中不平衡电流的影响。六、主变保护的选择1、电力变压器继电保护装置的配置原则（1） 应

40、装设反映于内部短路和油面降低的瓦斯保护。（2） 应装设反映变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵差动保护或电流速断保护。（3） 应装设作为变压器外部相间短路和内部短路的后备保护的过电压保护。（4） 为防止中性点直接接地系统中外部接地短路故障的变压器零序保护。（5） 防止大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护。（6） 为防止相间短路的饿变压器阻抗保护。（7） 为防止变压器过负荷保护。2、变压器的主保护（8） 当变压器油箱内部短路时，短路点的电弧使变压器油分解，形成瓦斯气体。重瓦斯保护动作于断路器跳闸，是变压器的主保护，而轻瓦斯保护主要作用于信号。（9） 当变压器线圈和引出线发生相

41、间短路以及变压器发生匝间短路时，其保护瞬时动作，而且这种保护由差动保护来完成，因此差动保护是变压器的主保护。3、依据：电力装置的继电保护和自动装饰设计规范第4.0.1条对电力变压器的下列鼓掌及异常运行方式；应装设响应的保护装置。(1)绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路(2)绕组的匝间短路(3)外部相间短路引起的过电流(4)中性点直接接地地电力网中外部接地短路的过电流以及中性点过电压。(5)过符合(6)油面减低。(7)变压器温度声高或油箱压力升高或冷却系统故障 第4.0.2条0.8MVA及以上的油浸式变压器和0.4MVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当壳内

42、故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。当变压器安装处电源无侧无断路器或短路开关时，可动作于信号。 第4.0.3条对变压器引出线，套管及内部的短路故障，应装设响应的保护装置，10MVA及以上的单独硬性变压器和6.3MVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护 第4.0.4条变压器的纵联差动保护应符合下列要求：(1)应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。(2)差动保护范围应包括变压器套管及其引出线。如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。 第4.0.5条对由外部相间短路引起的变压器第4.0.6外部相间短路保护应符合下列规

43、定：三线圈变压器，宜装于主电源侧和主符合侧。第4.0.10条高压侧为单电源，低压侧无电源的降压变压器，不宜装设准们的零序保护。4、过负荷保护 装社于变压器一相上的过负荷信于装置，动作后延时给出信号，过负荷装置保护动作时，仅给住信号感，引起值班人员的注意。过负荷信号装置的动作时间应比同一设备之过电流保护的最长动作时间长，一般取9-10秒就能满足要求。第八节 防雷保护设计一、避雷器1、型式 选择避雷器时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。阀型避雷器的应用型号型式适用范围FZ变电站用普通阀型3220KV发电厂、变电所的配电装置FCZ变电站用磁吹阀型1、330KV及需要限制操作过电压的220KV及

44、以下配电装置；2、降低绝缘的配电装置；3、布置场所特别狭窄或高烈度地震区；4、某些变压器的中性点。注：配电装置中包括变压器。 2、额定电压 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。二、防雷保护设计1、变电所的防雷保护（1）直击雷防护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引入两根接地线与变电所公共接地装置相连。变电所为独立式，在其外面的适当位置装设独立避雷针，其装设的高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。如果变电所处在其它建筑物的直击雷防护范围以内是，则可不另设独立避雷针。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻RE10。通常采用36根长2.5m，50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，

45、管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线用25mm4mm的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用20mm的镀锌圆钢，长11.5m。独立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有3m以上距离。（2）雷电侵入波的防护 在电源进线的终端杆上装设阀式避雷器。引下线与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端螺栓相连。 在高压配电室内装设有开关柜，其中配有避雷器，靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防护雷电侵入波的危害。2、本设计的发电机和主变处所用的避雷器选用普通阀型避雷器FZ型。 具

46、体配置为：1、在发电机的出处装避雷器，防止发电机出口出现过电压。 2、在主变的变压器装避雷器，防止主变的高压侧出现过电压。 3、在变压器中性点处装避雷器，防止变压器中性点处出现过电压。 4、在电压互感器的进线端装避雷器：防止进线出现过电压。第三章 设计计算书一、系统图（图1）及需要计算的短路点（图2）如下图所示二、计算短路电路中各元件的电抗标幺值架空线路 X1=0.4*25*100/36.75*36.75=0.7404 X2=0.4*15*100/36.75*36.75=0.4442 X3=0.4*4*100/10.5*10.5=1.4512 X4=0.4*7*100/10.5*10.5=2.

47、5397变压器 X1-2=10.5，X1-3=17.5，X2-3=6.5 X1=（X1-2+ X1-3- X2-3）=（10.5+17.5-6.5）=0.1075 X2=（X1-2+ X2-3- X1-3）=（10.6+6.5-17.5）=0 X3=（ X1-3+ X2-3-X1-2）=（17.5+6.5-10.5）=0.0675三、短路点短路电流计算1、d1点短路X总0.518/2=0.259短路电流标幺值I=1/X总=1/0.259=3.861稳态短路电流I=I*100/3Uav=3.861*100/3*115=1.938冲击电流ich=2.55*I=2.55*1.938=4.9432、d

48、2点短路X总0.518/2+0.1075/2=0.3128短路电流标幺值I=1/X总=1/0.3128=3.1970稳态短路电流I=I*100/3Uav=3.1970*100/3*36.75=5.0227冲击电流ich=2.55*I=2.55*5.0227=12.80793、d3点短路X总0.518/2+(0.1075+0.0675/2)=0.3465短路电流标幺值I=1/X总=1/0.3465=2.886稳态短路电流I=I*100/3Uav=2.886*100/3*10.5=15.8693冲击电流ich=2.55*I=2.55*15.8693=40.46674、d4点短路X总0.518/2+

49、0.1075/2+(0.7404/30.4442/3)=0.4054短路电流标幺值I=1/X总=1/0.4054=2.4667稳态短路电流I=I*100/3Uav=2.4667*100/3*36.75=3.8754冲击电流ich=2.55*I=2.55*3.8754=9.88225、d5点短路X总0.518/2+(0.1075+0.0675/2)+(1.4512/32.5397/4)0.6210短路电流标幺值I=1/X总=1/0.6210=1.6103稳态短路电流I=I*100/3Uav=1.6103*100/3*10.5=8.8546冲击电流ich=2.55*I=2.55*8.8546=22

50、.5792结束语在设计过程中,秉着严谨认真的态度，介绍了设计此方案所要进行的各个部分，有短路的计算，设备的选择，变电所类型的确定。此外，还有二次回路保护的设计以及接地装置的设计。 在这次的设计中，查阅了大量的文献资料，和同学老师讨论相关的知识和问题，使我进一步熟悉和掌握了变电站设计的有关内容，同时也提高了信息资料的运用能力。并且进一步培养和提高了运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，锻炼了自主学习、独立工作和团结协作的能力，端正了学习态度，树立了严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风，为我更好地适应以后的工作了坚实基础。但是，由于我的水平有限，论文写的较肤浅，如有错误和不当之初，肯请老师能给以指导。 41