毕业设计（论文）110kV变电所的一次系统进行设计

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1、华北电力大学（北京）成人教育学院毕 业 设 计专 业 用电监察与管理 班 级 电监 0411 学生姓名 指导教师 2006 年 11 月 日 华北电力大学成教学院毕业论文2摘摘 要要本毕业设计内容为对 110kV 变电所的一次系统进行设计，主要设计内容包括：主接线方式的选择；短路电流计算；一次设备的选择与校验；继电保护的配置等。电力生产发、送、变、用的同时性，决定了电力生产的每一个过程都很重要。变电站作为电力生产的关键环节，起着电压变换和电能分配的枢纽作用。电能在变电站汇集与分散，能够有利于潮流的合理分布及电能质量的改善，能够提高供电的可靠性。变电站电气一次主接线直接决定着电力网的电压变换和电

2、能分配；短路电流计算及设备选择校验保证了变电设备应用的安全稳定性及经济。 本论文应用变电所设计基本理论知识，针对 110kV 高压配电变电站的基本特征，分析原始资料，充分保证电力系统安全稳定运行，着重应用新技术和新产品，实现了变电站的供电可靠性。关键词：变电所，主结线，设备选择校验，继电保护关键词：变电所，主结线，设备选择校验，继电保护华北电力大学成教学院毕业论文3目 录摘摘 要要.2设计（论文）任务书设计（论文）任务书.2第一章第一章 主接线形式选择主接线形式选择.2第二章第二章 主变压器选择主变压器选择.22.1 负荷统计负荷统计.22.2 主变台数主变台数.22.3 主变容量主变容量.2

3、2.4 主变型式主变型式.22.4.1 相数相数.22.4.2 绕组绕组.22.4.3 容量比容量比.22.4.4 调压方式调压方式.22.4.5 中性点接地方式中性点接地方式.22.4.6 中性点绝缘方式中性点绝缘方式.22.4.7 接线方式接线方式.22.4.8 采用降压型变压器采用降压型变压器.22.5 所用变选择所用变选择.22.6 消弧线圈选择消弧线圈选择.22.7 无功补偿无功补偿.2第三章第三章 短路电流计算短路电流计算.23.1 选取短路点：选取短路点：.23.2 作等值电路并化简作等值电路并化简.23.3 110KV 侧母线侧母线D1 点发生三相短路点发生三相短路.23.4

4、35KV 侧母线侧母线D2 点发生三相短路点发生三相短路.23.5 10KV 侧母线侧母线D3 点发生三相短路点发生三相短路.2第四章第四章 电气设备选择电气设备选择.24.1 断路器及隔离开关选择断路器及隔离开关选择.24.1.1 主变压器主变压器 110KV 侧断路器及隔离开关选择侧断路器及隔离开关选择.24.1.2 主变主变 35KV 侧及分段断路器及隔离开关选择侧及分段断路器及隔离开关选择.24.1.3 主变压器主变压器 10KV 侧及分段断路器及隔离开关选择侧及分段断路器及隔离开关选择.2华北电力大学成教学院毕业论文44.2 10KV 母线选择母线选择.24.3 10KV 支持绝缘子

5、支持绝缘子 .24.4 10KV 电流互感器及电压互感器选择电流互感器及电压互感器选择 .24.5 110KV、35KV 母线选择母线选择.24.6 110KV、35KV 电流互感器选择电流互感器选择.24.7 110KV、35KV 电压互感器选择电压互感器选择 .24.8 35KV 出线开关及隔离开关选择出线开关及隔离开关选择.24.9 10KV 出线开关及隔离开关选择出线开关及隔离开关选择.2第五章第五章 防雷保护规划防雷保护规划.25.1 直击雷的保护直击雷的保护.25.2 入侵波保护入侵波保护.2第六章第六章 继电保护配置继电保护配置.26.1 主变压器保护配置主变压器保护配置.26.

6、2 母线保护配置母线保护配置.26.3 分段断路器保护配置分段断路器保护配置.26.4 线路保护配置线路保护配置.26.5 自动重合闸配置自动重合闸配置.2第七章第七章 继电保护整定计算继电保护整定计算.27.1 最小运行方式下，最小运行方式下，10KV 配电站丙线路末端配电站丙线路末端D4 点线路末端三相稳态短路电流计算点线路末端三相稳态短路电流计算.27.2 最大运行方式下，最大运行方式下，10KV 配电站丙变压器低压侧配电站丙变压器低压侧D5 点三相稳态短路电流计算点三相稳态短路电流计算.27.3 最小运行方式下，最小运行方式下，10KV 配电站丙变压器低压侧配电站丙变压器低压侧D6 点

7、三相稳态短路电流计算点三相稳态短路电流计算.27.4 继电保护整定计算及灵敏度校验继电保护整定计算及灵敏度校验.2第八章第八章 三相一次自动重合闸三相一次自动重合闸.28.1 装置额定电流选择装置额定电流选择.28.2 参数整定参数整定.28.3 工作原理工作原理.2结结 论论.2参考文献参考文献.2致致 谢谢.2附图附图 1：电气主接线图：电气主接线图.2附图附图 2：平面布置图：平面布置图.2华北电力大学成教学院毕业论文5设计（论文）任务书设计（论文）任务书姓名赵普秋专业电力系统及自动化班级电监 0411毕业设计（论文）题目110/35/10kV 降压变电站一次系统设计降压变电站一次系统设

8、计毕业设计（论文）工作起止时间2006.912地点密 云毕业设计（论文）的内容：1原始资料数据原始资料数据（1）变电站的性质：以 110kV 电压等级接入电力系统，并以 35kV 和 10kV 电压等级实现转供电。（2）环境条件： 年最高气温： 年最底气温：035025 年平均气温： 最大风速： 20 米/秒015 海拔高度： 600 米 雷电天数： 40 天/年 覆冰厚度： 10 毫米 地震烈度： 1000 欧姆/2米主导风向：夏-东南风，冬-西北风周围环境： 建于平原干燥地方，注意沙尘暴。 （3）系统短路容量： 80MVA（4）负荷资料： （见表 1）2设计任务设计任务（1） 选择变电站电

9、气主接线（2） 计算短路电流（3） 选择高压电器设备（包括：变压器、母线、短路器、隔离开关、PT、CT、避雷器等）3设计成品设计成品（1）设计说明书及短路电流计算书各 1 份说明书应包括全部的主要材料及结果。应说明：设计任务、方案确定的依据、优缺点的分析、解决问题的程序和应用的方法，以及做出的结论等。设计的决定必须有充分的根据，说明和分析应力求简单扼要，并尽可能用图表说明。短路电流计算书是说明书的附录，应给出全部的计算过程及结果，对设计计算步骤应有简要的说明。计算时要写出所用的公式和计算的顺序步骤（注：重复的计算不必重写公式）以及计算结果。要求：设计说明书及短路电流计算书条理清晰、章节分明。（

10、2）设计图纸 3 张电气主接线图（1 号）1 张；电气总平面布置图（1 号）1 张。表 1. 负荷资料华北电力大学成教学院毕业论文6LGJ-400LGJ-240LGJ-185 LGJ-954主要参考资料主要参考资料1东南大学.电力系统课程设计及毕业设计参考资料.19952电力工业部电力规划设计总院编.电力系统设计手册.中国电力出版社.19983发电厂电气部分课程设计参考资料.水电出版社.19874西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分. 水利电力出版社.19895西北电力设计院. 发电厂变电所电气接线和布置. 水利电力出版社.19926四川联合大学 范锡普.发电厂电气部分（第二版）.

11、中国电力出版社.1995导线型号及参数电压等级 (kV)进出线回路数（回）每回线最大有功功率 maxP（MW）每回线最小负荷率maxminPP ()平均功率因数cos年最大负荷利用小时数（小时）进出线长度（km）型号电抗km17057110150400.854500700.4011154017282035220504000250.380167110501424161019600.80350090.356第一章第一章 主主接线形式选择接线形式选择华北电力大学成教学院毕业论文7主接线的选择应能保证目前的合理性和今后的发展性，它有三个基本要求：可靠性；灵活性；经济性。对于此次设计的变电所，110kV

12、 线路有两回，由系统供电，考虑可采用的接线形式有单母线、单母线分段、双母线三种，下面是对几种接线优、缺点的比较见表 1-1：表表 1-11-1 母线接线方式优缺点对照表母线接线方式优缺点对照表接线方式接线方式优缺点优缺点 单 母 线1、优点：接线简单清晰、设备少、操作方便，便于方便扩建和采用成套配电装置。2、缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修均需使整个配电装置停电。3、适用范围：610kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回；3563kV 出线不超过 3 回；110kV220kV 出线不超过 2 回。单母线分段1、优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供

13、电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2、缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需自两个方向均衡扩建3、适用范围：610kV 出线为 6 回以上；3563kV 出线为 48 回；110220kV 出线为34 回。双母线1、优点：供电可靠；调度灵活；扩建方便；便于试验。2、缺点：设备多，接线复杂，造价高；倒闸操作复杂，容易发生误操作。3、适用范围：610kV 配电装置，短路电流较大，出线带电抗器时；3563kV 出线超过 8 回；110220kV

14、配电装置在系统中居重要地位，出线为4 回及以上。结论：由以上几种方案比较，结合所设计变电所的实际情况，对 110kV 主接线采用单母线分段方式，因 110kV 电源为双回路，当一回故障时，可由另一回供电，并不影响两台主变的运行，当一个系统全停时，可由另一系统对两台主变供电，从供电可靠性和经济角华北电力大学成教学院毕业论文8度考虑，110kV 母线主接线选用单母线分段的接线方式。对于 35kV 及 10kV 主接线形式，因重要用户都为双回路，且出线较多，故采用单母线分段接线方式，对重要用户每段分接一回，当一段母线检修时，可由另一段供电，并不影响用户。第第二章二章 主变压器选择主变压器选择华北电力

15、大学成教学院毕业论文9LGJ-400LGJ-240 LGJ-185LGJ-952.12.1 负荷统计负荷统计考虑负荷效率，经过计算得各电压等级的视在功率为：10kV 侧： S1=35.06MW35kV 侧： S2=74.81MW110kV 侧： S3=93.39MW根据规程规定，考虑 5 年远景规划，负荷年增长率 m=7%，则=S3（1+m） =93390（1+7%） = 95437.8kVA110St52.22.2 主变台数主变台数 为保证供电可靠性，优先考虑选用两台主变压器，因一台的供电可靠性不如两台主变并列运行时高，两台以上则不经济。2.32.3 主变容量主变容量两台主变的总容量S，并考

16、虑到装有两台主变的变电所当一台断开时，另一110S台应能承担 70%的全部负荷，则每台主变容量应为：S=70%=70%95437.8=66806.7kVA110S 若考虑到变压器的事故过负荷能力为 40%，则可保证 84%的负荷供电，即60%（1+40%）=84%，因一般变电所中有 25%的非重要负荷，故采用 S=70%对变电所保110S证重要负荷来说是可行的。导线型号及参数电压等级 (kV)进出线回路数（回）每回线最大有功功率 maxP（MW）每回线最小负荷率maxminPP ()平均功率因数cos年最大负荷利用小时数（小时）进出线长度（km）型号电抗km17057110150400.854

17、500700.4011154017282035220504000250.380167110501424161019600.80350090.356华北电力大学成教学院毕业论文102.42.4 主变型式主变型式2.4.12.4.1 相数相数根据所给条件，优先考虑选用三相式变压器。2.4.22.4.2 绕组绕组因设计的变电所中有 110kV、35kV、10kV 三个电压等级，故优先考虑三绕组变压器。2.4.32.4.3 容量比容量比因为 =3506/9339=38%小于 50%，=74810/93390=80%大于 50%11010ss11035ss所以容量比选用 100/100/50。2.4.4

18、2.4.4 调压方式调压方式优先选用有载调压方式，并在 110kV 侧进行调压。2.4.52.4.5 中性点接地方式中性点接地方式（1）因 110kV 属于大接地电流系统，所以采用中性点直接接地方式。（2）35kV 侧电容电流： Ic=UNL=35(15+82+202)=7.1A35013501规程规定：单相接地电容电流小于 10A 时，7.1A10A，所以应采用中性点直接接地方式；（3）10kV 侧电容电流： Ic=UNL+0.1UNL=10（6+10+42+9）=0.89A35013501规程规定：单相接地电容电流小于 30A 时，0.89A30A，所以应采用中性点不接地方式。2.4.62

19、.4.6 中性点绝缘方式中性点绝缘方式10kV 及 35kV 采用全绝缘，110kV 采用分级绝缘。2.4.72.4.7 接线方式接线方式采用 Y0/Y0/-12-11 连接组别，高压侧采用星形接线是为了降低变压器的绝缘造价（因星形接线时，相电压等于线电压的） ，低压侧采用三角形接线，是为了消除短路31电流的三次谐波。2.4.82.4.8 采用降压型变压器采用降压型变压器综上所述，查电工产品目录选用 SFSZ7-50000/110 型降压变压器，数据见表 2-3。表表 2-32-3 SFSZ7-25000/110SFSZ7-25000/110 型降压变压器技术参数表型降压变压器技术参数表产额电

20、压组合（kV）联接阻抗电压（%）空空载负载总重华北电力大学成教学院毕业论文11品型号定容量(kVA)高压中压低压组别高-低高-中中-低载电流(%)损耗(KW)损耗(KW)（t）SFSZ7-25000/1105000012181.25%11038.522.5%11;10.5;6.6;6.3YN，yn0,d111710.56.51.442.3148.058.02.52.5 所用变选择所用变选择优先选用两台接于 10kV 两段母线上，每台容量按所选主变容量的 0.2%确定，能满足控制回路和信号回路以及生活、照明等负荷即S所=0.2%SN=0.2%50000=100kVA，查发电厂电气部分课程设计参考

21、资料选用两台 SJL1-50 型标准变压器，数据见表 2-4：表表 2-42-4 SJL1-50SJL1-50 型标准变压器技术参数表型标准变压器技术参数表损耗（KW）型号及容量（kVA）高低压侧额定电压（kV）联接组别阻抗电压（%）空载电流（%）总重（t）轨距（mm）空载短路SJL1-10010/0.4Y/Y0-1245.40.34无0.221.152.62.6 消弧线圈选择消弧线圈选择1、额定电压：UN=UWN=35kV2、补偿容量：采用过补偿调谐，即 Q=KIC=1.3522=600.2 Kvar3NU335查消弧线圈相关资料，选用一台 XDZ1-800/35 型消弧线圈，数据表 2-5

22、：表表 2-52-5 XDZ1-800/35XDZ1-800/35 型消弧线圈技术参数表型消弧线圈技术参数表各分接头允许电流（A）型号额定容量（kVA）系统电压（kV）额定电压（kV）额定电流（A）12815XDZ1-800/358003522.218361819.226.4363、4、 分接头选择：在电网整体运行时，消弧线圈选 8 档，则补偿电流为26.4A。5、脱谐度及位移电压：华北电力大学成教学院毕业论文12对于 35kV 架空线路的阻尼率取 0.05，则脱谐度 =-0.2CLIIIC224 .2622位移电压 U0=4.43%UP22dUbd222 . 005. 0%8 . 0PU小于

23、 15%UP，即所选分接头合适。2.72.7 无功补偿无功补偿对于 35kV 考虑采用分散补偿，由用户自行补偿。对于 10kV 考虑采用在变电所内进行集中补偿，为保证电力系统的安全经济运行，取COS=0.9，因 COS10=P10/S10=8000/9545=0.84则 Q10=P10（tg10-tg）=8000（tgarccos0.84-tgarccos0.9）=1293Kvar选用 Y 型接线，查常用高低压电气手册选用 BWF11/-60-1 电容器，技术参数3见表 2-6表表 2-62-6 BWF11/BWF11/-60-1-60-1 电容器技术参数表电容器技术参数表3型 号额定电压（k

24、V）额定容量（Kvar）标称电容（F）外形尺寸（mm）质量（kg）BWF11/-60-1311/360310143760101150因 10kV 采用单母线分段接线，Q10 平均分成两组，分别接于两段母线上，每相并联 4只，总补偿容量为：23604=1440kVar。华北电力大学成教学院毕业论文13第第三章三章 短路电流计算短路电流计算3.13.1 选取短路点选取短路点：在正常运行方式下，三相短路电流为最大的地方即为短路计算点，由此选主变三侧母线为短路电流计算点，并假定两台主变并列运行。3.23.2 作等值电路并化简作等值电路并化简（图 3.1 中 d1、d2、d3 分别为 110kV、35k

25、V、10kV 的短路电流计算点）3.2.13.2.1 选取基准值：SB=100MVA，UB=115kV3.2.23.2.2 作等值电路如图 3.2，则计算电抗标幺值为：X1=X2=Xd=0.141=0.2256cos/eBPS80. 0/50100X3=X4=（UK%/100）=0.167eBSS1005 .1063100X5=XC=0.5=0.05CBSS1000100X6=X7=X0L=0.470=0.21172BBUS2115100X8=X9=X0L=0.450=0.15122BBUS2115100图图 3.13.1 变电站等值电路图变电站等值电路图所选两台主变型号相同，即 SN=50M

26、VA。UK1-3%=17，UK1-2%=10.5，UK2-3%=6.5UK1%=（UK1-3%+UK1-2%-UK2-3%）=10.521UK2%=（UK1-2%+UK2-3%-UK1-3%）=021UK3%=（UK1-3%+UK2-3%-UK1-2%）=6.521X10=X11=（UK1%/100）=0.42NBSSX12=X13=0X14=X15=（UK3%/100）=0.26NBSS华北电力大学成教学院毕业论文143.2.33.2.3 化简等值电路化简等值电路因两台发电机及升压变均为同型号，可做并联处理，等值发电机容量为：SN=125MW，cos2eP80. 0502将图化简为图X16=

27、（X1+X3）=（0.2256+0.1667）=0.19622121X17=X6+X5=0.2117+0.05=0.15592121X18=X8=0.075621图图 3.23.2 等值电路化简图等值电路化简图X19=X10=0.2121X20=X14=0.13213.33.3 110kV110kV 侧母线侧母线 d1d1 点发生三相短路点发生三相短路3.3.13.3.1 主变等值电抗可按负荷考虑忽略不计3.3.23.3.2 选取基准值 SB=100MVA，UB=115kV3.3.33.3.3 汽轮机及等值系统对 d1 点转移电抗分别为： Xnd1=X16+X18+=0.3669171816X

28、XX Xnd2=X17+X18+=0.2916161817XXX计算电抗：Xjs1= Xnd1=0.3669=0.4586BNSS100125Xjs2= Xnd2=0.2916=2.916BCSS10010003.3.43.3.4 d1 点发生三相短路时短路电流的周期分量为I=1.445+1.757=3.202KAI=1.3103+1.762=3.072KA3.3.53.3.5 短路电流冲击值 ich=2.55I=8.165KA3.3.63.3.6 短路容量：Sd=UavI=1153.202=637.8MVA33华北电力大学成教学院毕业论文153.43.4 35kV35kV 侧母线侧母线 d2

29、d2 点发生三相短路点发生三相短路3.4.13.4.1 主变 10kV 侧等值电抗可按负荷考虑忽略不计，计算电路如图 3.3：3.4.23.4.2 选取基准值：SB=100MVA，UB=37kV3.4.33.4.3 汽轮机及等值系统对 d2 点转移电抗分别为： Xnd1=X16+（X18+X19）+=0.841217191816)(XXXX Xnd2=X17+（X18+X19）+=0.668416191817)(XXXX计算电抗：Xjs1=Xnd1=0.8412=1.052BNSS100125图图 3.33.3 35kV35kV 母线短路等值电路图母线短路等值电路图Xjs2=Xnd2=0.66

30、84=6.684BCSS10010003.4.4 求各电源对短路点 d2 的短路电流由 Xjs1=1.052 和 t=0查发电机运算曲线得I*=0.985I=I*=0.985=1.921KABNUS3373125由 Xjs1=1.052 和 t=4查发电机运算曲线得I*=1.067I=I*=1.067=2.081KABNUS3373125因 Xjs2=6.684 大于 3所以I*=I*=1/Xnd2=1/0.6684=1.496I=I=1.496=2.334KA3731003.4.5 d2 点发生三相短路时短路电流的周期分量为I=1.921+2.334=4.255KAI=2.081+2.334

31、=4.415KA3.4.6 短路电流冲击值：ich=2.55I=10.85KA3.4.7 短路容量：Sd=UavI=374.255=272.69MVA33华北电力大学成教学院毕业论文163.53.5 10kV10kV 侧母线侧母线 d3d3 点发生三相短路点发生三相短路3.5.1 主变 35kV 电抗为零，计算电路如图 3.4。3.5.2 选取基准值 SB=100MVA，UB=10.5kV3.5.3 汽轮机及等值系统对 d3 点转移电抗分别为：Xnd1=X16+（X18+X19+X20）+=1.1351720191816)(XXXXXXnd2=X17+（X18+X19+X20）+=0.9021

32、620191817)(XXXXX计算电抗为Xjs1=Xnd1=1.135=1.419BNSS100125Xjs2=Xnd2=0.902=9.02BCSS1001000图图 3.43.4 10kV10kV 母线短路等值电路图母线短路等值电路图3.5.4 求各电源对短路点 d3 的短路电流由 Xjs1=1.419 和 t=0查发电机运算曲线得I*=0.735I=I*=0.735=5.052KABNUS35 .103125由 Xjs1=1.419 和 t=4查发电机运算曲线得I*=0.770I=I*=0.770=5.292KABNUS35 .103125因 Xjs2=9.02 大于 3所以I*=I*

33、=1/Xnd2=1/0.902=1.109I=I=1.109=6.098KA5 .1031003.5.5 d3 点发生三相短路时短路电流的周期分量为I=5.052+6.098=11.15KAI=5.292+6.098=11.39KA3.5.6 短路电流冲击值：ich=2.55I=28.43KA3.5.7 短路容量：Sd=UavI=10.511.15=202.78MVA33短路容量列表见表 3-1：华北电力大学成教学院毕业论文17表表 3-13-1 短路容量表短路容量表短路点d1d2d3I(KA)3.2024.25511.15I(KA)3.0724.41511.39ich(KA)8.16510.

34、8528.43华北电力大学成教学院毕业论文18第第四章四章 电气设备选电气设备选择择4.14.1 断路器及隔离开关选择断路器及隔离开关选择说明：在断路器及隔离开关选择中，取保护动作时间 t0=2s，燃弧时间 t2=0.05s。4.1.14.1.1 主变压器主变压器 110kV110kV 侧断路器及隔离开关选择侧断路器及隔离开关选择6、额定电压： UnUwn=110kV7、额定电流： In1.4I=1.4=1.4=183.7ANNUS31103250008、额定开断电流： IbrnI3.202KA9、 按装置环境选户外式开关设备。根据以上条件选用 3AP1FG-110/1250 型断路器，其 I

35、n1250A，Ibr.n15.8KA，热稳定电流 Ith/t=21kA/5s，动稳定电流 ip=55KA，固有分闸时间 t1=0.06s；选用 GW4-110/600 型隔离开关，其 Ith/t=14KA/5s，ip=50kA10、热稳定校验：=1.04 II072. 3202. 3短路存在时间 tbr=t0+t1+t2=2+0.06+0.05=2.11s查发电厂电气部分图 4-5 得 tep=1.7s 大于 1s，可不计 tea故短路电流热脉冲 Qsc=tep=1.7=16.04K.S2I2072. 32A断路器允许热脉冲 Qp=5=2205K.S 大于 Qsc2212A隔离开关允许热脉冲

36、Qp=5=980K.S 大于 Qsc2142A所以断路器与隔离开关的热稳定满足要求。11、动稳定校验：iimp=2.55I=2.553.202=8.165KA小于 ip，所以动稳定满足，列表 4-1 如下：表表 4-14-1 110kV110kV 断路器及隔离开关参数表断路器及隔离开关参数表设备技术参数3AP1FG-110/1250GW4-110/600计算数据额定电压（kV）110110110额定电流（A）1250600183.7额定断开电流（kA）31.53.202允许通过极限电流（kA）55508.165热稳定电流（kA/s）21/514/53.072华北电力大学成教学院毕业论文19热脉

37、冲（kA2s）220598016.04由表可知：断路器及隔离开关的技术数据均大于计算数据，故能安全可靠工作。4.1.24.1.2 主变主变 35kV35kV 侧及分段断路器及隔离开关选择侧及分段断路器及隔离开关选择 额定电压 UnUwn=35kV 额定电流：InIw.max=1.4I=1.4=1.450000/35/1.717=1154.74ANNUS3 额定开断电流 IbrnI=4.255KA 按装置环境选户内式根据以上条件选 LW8-35/1000 型断路器，其In1000A，Ibrn=16KA，ip=40KA，t1=0.06s，Ith/t=16kA/4s，选 GN2-35/600 型隔离

38、开关，其 In=600A，ip=50kA，Ith/t=14kA/10s 热稳定校验=0.96 II415. 4255. 4短路存在时间 tbr=t0+t1+t2=2+0.06+0.05=2.11S查图 4-5 得 tep=1.61s大于 1s，可不计 tea故短路电流热脉冲 Qsc=tep=1.61=31.38K.S2I2415. 42A断路器允许热脉冲 Qp=4=1024K.S2162A短路电流热脉冲大于热脉冲 Qsc隔离开关允许热脉冲 Qp=10=1960K.S2142A允许热脉冲大于热脉冲 Qsc所以断路器与隔离开关的热稳定满足要求。 动稳定校验iimp=2.55I=2.554.255=

39、10.85KAip，所以动稳定满足，列表 4-2 如下：表表 4-24-2 35kV35kV 断路器及隔离开关参数表断路器及隔离开关参数表设备技术参数LW8-35/1000GN2-35/600计算数据额定电压（kV）353535额定电流（A）1000600577.37额定断开电流（kA）164.255允许通过极限电流（kA）405010.85热稳定电流（kA/s）16/414/104.415热脉冲（kA2s）1024196031.38由表可知：断路器及隔离开关的技术数据均大于计算数据，故能安全可靠工作.华北电力大学成教学院毕业论文204.1.34.1.3 主变压器主变压器 10kV10kV 侧

40、及分段断路器及隔离开关选择侧及分段断路器及隔离开关选择12、额定电压 UnUwn=10kV13、额定电流：InIw.max=1.4I=1.4=1.4=1010.36ANNUS321103250002114、额定开断电流 IbrnI=11.15KA15、按装置环境选户内式开关设备。根据以上条件选 ZN12-10/2000 型断路器，其In2000A，Ibrn=29KA，ip=75KA，Ith/t=30kA/5s，t1=0.14s，选 GN1-10/2000 型隔离开关其 In=2000A，ip=85kA，Ith/t=36kA/10s。16、热稳定校验：=0.98 II39.1115.11短路存在

41、时间 t=t0+t1+t2=2+0.14+0.05=2.19S查图 4-5 得 tep=1.8s1s，可不计 tea故短路电流热脉冲 Qsc=tep=1.8=233.52K.S2I239.112A断路器允许热脉冲 Qp=5=4500K.S2302A断路器允许热脉冲 Qp 大于短路电流热脉冲 Qsc隔离开关允许热脉冲 Qp=10=12960K.S2362A隔离开关允许热脉冲 Qp 大于短路电流热脉冲 Qsc17、动稳定校验：iimp=2.55I=2.5511.15=28.43KAiimp 小于 ip，故动稳定满足，列表 4-3 如下：表表 4-34-3 10kV10kV 断路器及隔离开关参数表断

42、路器及隔离开关参数表设备技术参数ZN12-10/2000GN1-10/2000计算数据额定电压（kV）101010额定电流（A）200020001010.36额定断开电流（kA）2911.15允许通过极限电流（kA）758528.43热稳定电流（kA/s）30/536/1011.39热脉冲（kA2s）450012960233.52由表可知：断路器及隔离开关的技术数据均大于计算数据，故能安全可靠工作。4.24.2 10kV10kV 母线选择母线选择按最大长期工作电流选华北电力大学成教学院毕业论文21IpIwmax=1010.36A，K=0.8225704070由 Ip=IpK 得 Ip=Ip/K

43、=1010.36/0.82=1232.15A查发电厂电气部分附表 选 808 铝排，平放，其 Ip1249A1232.15A按经济电流密度选择进行复合由 Tmax=5500h，查得 Je=0.9A/6102m故经济截面 Se=1010.36/0.9=1122.62808=6402mm2mm即所选铝排满足经济性要求 热稳定校验：Ks=1.04，C=87610Smin=179seqKtCI04. 18 . 1871039.1132mmSmin640，热稳定满足。2mm 动稳定校验：取垮距 L1.5m 相间距离 a0.5m，则max=1.038=1.038722210habLiimp22843072

44、210008. 008. 05 . 05 . 1=7.37Pa610max69Pa 故动稳定满足610结论：选用 808 铝排，平放。4.34.3 10kV10kV 支持绝缘子支持绝缘子1、 支持绝缘子选择18、额定电压 UnUwn=10kV19、按装置环境选户内式查常用高低压电气手册选 ZN10/4 型支柱绝缘子，其抗弯破坏负荷为 FP=4000N20、动稳定校验：Fmax=1.73=1.73=419.5NaL7210impi5 . 05 . 1228430710Fp=0.6FP=0.64000=2400NFmax=419.5NFp Fmax故室外选用 ZPB-10 型支柱绝缘子，其 Fp5

45、000N，动稳定亦满足要求结论：室内选用 ZN10/4 型支柱绝缘子，室外选用 ZPB-10 型支柱绝缘子华北电力大学成教学院毕业论文224.44.4 10kV10kV 电流互感器及电压互感器选择电流互感器及电压互感器选择21、主变 10kV 侧及出线电流互感器（以 10kV 配电站丙为例）选择： 主变 10kV 侧：因 Un=10kV，Iwmax=1010.36A，环境为户内，所以配置 LDZJ1-10，变比为 1500/5。 10kV 出线电流互感器（以 10kV 配电站丙为例）额定电流：副边 Iw.max=135.8A cos3UP85. 01032000原边 Im副边 Iw.maxIn

46、2=5A额定电压： Uwn=10kVUn Uwn按装置环境选择户内式由此查发电厂电气部分选 LFCD10 型室内电流互感器，变比为 nL=200/5，0.5 级二次负荷额定阻抗 ZN2=0.6，1 秒热稳定电流倍数 Kt=110，动稳定倍数 Kem=250电流互感器参数表 4-4：表表 4-44-4 LFCD-10LFCD-10 电流互感器参数表电流互感器参数表二次负荷（）10%倍数型号0.5 级1 级3 级负荷（）倍数Kt(1S)KemLFCD-100.60.81.60.61.2110250因 10kV 为不接地系统，故装两相电流互感器装于 A、C 两相精确度级考虑计费、保护用取 0.5/B

47、 级，并按该级进行导线选择及稳定校验连接导线选择电流互感器负荷统计表 4-5：表表 4-54-5 10kV10kV 电流互感器负荷统计表电流互感器负荷统计表仪表电流线圈名称负荷（VA）电流表(46L1-A)0.35功率表（46D1-W）0.6电度表（DS1）0.5总计1.45电流互感器负荷阻抗 r11.45/=0.058，接触电阻 r40.125电流互感器为不完全星形接线，连接线计算表长度 L=l（取 CT 与仪表距离 l4cm）3Smin=2.741 . 0058. 06 . 04031075. 132mm选用标准截面为 4mm2的铜导线。热稳定校验：华北电力大学成教学院毕业论文23=（0.

48、2110）2=484K.S21thNKI2Atep=1.8=233.52K.S2I239.112Atep21thNKI2I热稳定满足。动稳定校验：A:内部动稳定：=0.2250=70.7KAemNKI122iimp=28.43KAiimpemNKI12所以内部动稳定满足。B：外部动稳定：按外部动稳定校验，亦满足。结论：选用 LFCD-10 型 nL=200/5 的室内电流互感器22、电压互感器选择：两段电压互感器选用同一型号，按其中一段电压互感器选取额定电压： Uwn=10kVUnUwn因 10kV 为中性点不接地系统，电压互感器除供测量用，还供绝缘监察用，选用 JSJW-10型三相五柱式电压

49、互感器，电压变比为 10000/100/V，接线方式 Y0/Y0/ ， 并只对测3100量用 0.5 级所要求额定负荷 120VA 进行校验 负荷校验：本变电所 10kV 有馈线 10 回，主变压器 2 回，电容器 2 回，所用变 2 回，共计 16 回。华北电力大学成教学院毕业论文24图图 4-14-1 测量仪表与电压互感器连接图测量仪表与电压互感器连接图电压互感器各相负荷分配如下表 4-6（不完全星形部分负荷）所示。表表 4-64-6 电压互感器各相负荷分配表电压互感器各相负荷分配表仪表电压线圈AB 相BC 相仪表名称及型号每线圈消耗功率（VA）cossin仪表数量PabQabPbcQbc

50、有功功率表16D1-W0.6121.21.2无功功率表16D1-var0.5121.01.0有功电度表DS11.50.380.925147.9819.437.9819.43无功电度表DX11.50.380.925169.1222.29.1222.2频率表16L1HZ0.5110.5电压表 16L1-V0.2120.4合计19.841.6319.741.63据上表求出不完全星形负荷为Sab=46.1VA22ababQP2263.418 .19Sbc=46.06VA22bcbcQP 2263.417 .19cosab=Pab/Sab=0.43 ab=64.5cosbc=Pbc/Sbc=0.428

51、bc=64.7A 相负荷为：华北电力大学成教学院毕业论文25 PA=46.1cos(64.5-30)=21.93W31 QA=46.1sin(64.5-30)=15.08VAR31B 相负荷为：PB=46.1cos(64.5+30)+46.06cos(64.7-30)=19.77W31QB=46.1sin(64.5+30)+46.06sin(64.7-30)=41.67VAR31总负荷：SA=26.61VA22AAQP 2208.1593.21SB=46.12VA22BBQP 2267.4177.19由以上计算可知：B 相负荷最大，所选电压互感器单相额定负荷 SN120/3=40VA，B相负荷

52、超过单相额定负荷，因无大于 120VA 容量的电压互感器，无法另行选择，故此采用两段电压互感器同时运行的方式，来满足要求，若有一段电压互感器故障检修，因 B 相负荷超过单项额定负荷较小（约 15%），能满足短时运行的要求，对电压互感器的准确度等级影响也不大。电压互感器一次额定电流：I1N=6.9mA103120高压侧熔断器只能由机械强度所能允许的最小截面来选，选时专用于保护电压互感器的 RN210 型熔断器，其最大切断电流为 50KA，大于母线短路电流 I11.15KA，所以选 RN2-10 型熔断器能满足要求。结论：选用 JSJW-10 型三相五柱式电压互感器，高压侧用 RN2-10 型熔断

53、器进行保护。4.54.5 110kV110kV、35kV35kV 母线选择母线选择1、110kV 母线选择按最大长期工作电流选因 Iwmax=183.7+=183.7+61.7+116.6=362A85. 01103100009 . 0110320000所以选 LGJ-150 钢芯铝绞线作 110kV 母线。2、35kV 母线选择按最大长期工作电流选华北电力大学成教学院毕业论文26IpIwmax=577.37A，K=0.8225704070由 Ip=IpK 得 Ip=Ip/K=577.37/0.82=704.1A查发电厂电气部分附表 选 636.3 铝排，平放，其 Ip872AIp704.1A

54、4.64.6 110kV110kV、35kV35kV 电流互感器选择电流互感器选择主变 110kV 侧：因 Un=110kV，Iwmax=183.7A，环境为户外，所以配置 LCWD-110，变比为 300/5。因 110kV 出线最大电流比主变小，所以电流互感器选择变比为 200/5，即满足要求。110kV 进线：因 Un=110kV，Iwmax=362A，环境为户外，考虑到负荷增长，所以配置 LCWD-110，变比为 600/5。主变 35kV 侧：因 Un=35kV，Iw.max=577.37A，环境为户内，考虑到负荷增长，所以配置LB6-35,变比为 1000/5。因 110kV 出线

55、最大电流比主变小，所以电流互感器选择变比为600/5。4.74.7 110kV110kV、35kV35kV 电压互感器选择电压互感器选择110kV 电压互感器选择 JCC2-11035kV 电压互感器选择 JDZJ-354.84.8 35kV35kV 出线开关及隔离开关选择出线开关及隔离开关选择因 35kV 变电所 B 负荷最大，所以 35kV 出线开关型号与变电所 B 出线开关相同即满足要求。因 Un=35kV，Iwmax=1.4=217.4A85. 03538000所以查发电厂电气部分35kV 出线开关选 LW8-35/1000，隔离开关选 GN2-35/400。4.94.9 10kV10

56、kV 出线开关及隔离开关选择出线开关及隔离开关选择因 10kV 配电站丙负荷最大，所以 10kV 出线开关型号与配电站丙出线开关相同即满足要求。因 Un=10kV，Iwmax=1.4=190A85. 01032000所以查发电厂电气部分10kV 出线开关选 ZN10-10/600，隔离开关选 GN1-10/400。华北电力大学成教学院毕业论文27第第五章五章 防雷保护规划防雷保护规划5.15.1 直击雷的保护直击雷的保护5.1.1 在变电所装一定数量的避雷针（线），使变电所内设备均处于避雷针（线）的保护范围内，为防止反击，采取降低绝缘电阻和保证设备与避雷针之间有一定的空间距离和地中距离。5.1

57、.2 110kV 线路全线架设单回避雷线，a2030 Rch10说明：本设计不做平面布置图，故对直击雷保护不作具体设计。5.25.2 入侵入侵波保护波保护5.2.1 在变电所各级电压母线上装设氧化锌避雷器, 分别为 YH10W-100/260，Y5W5-52.7/134，HY5WZ3-17 型，Rch10，由于避雷器在设备之间，距离无法确定，所以本设计只考虑各段母线各装设一组防雷保护，其余部分不予考虑。5.2.2 变电所进线段保护 为限制进线段入侵波的幅值和陡度，使变电所母线避雷器能到可靠保护作用，据规程规定，采取下列措施：对全线架设单避雷线的 110kV 线路在进线段 12KM 改为双避雷线

58、 a20，Rch10；对不架设避雷线的 35kV 线路在进线段 12KM 架设双避雷线 a20，Rch10，在加强绝缘的线路上还应加装氧化锌避雷器；对于 10kV 线路，架空线在出线侧首端加 HY5W10 型避雷器，电缆回路在电缆末端加装 HY5W10 型避雷器。5.2.3 在三绕组变压器低压绕组的刀闸间加装避雷器进行保护： HY5WZ-10 型 Rch10，三相加一只，装于任一相。5.2.4 变压器中性点保护110kV 中性点装 YH1.5W-73 型避雷器，Rch10。35kV 中性点装 HY5WZ-52.7 型避雷器，Rch10，且此避雷器在非雷雨季节也不得退出运行。华北电力大学成教学院

59、毕业论文28第第六章六章 继电保护配置继电保护配置电力系统中的电气设备和线路应装设短路故障和异常运行保护装置，其保护应有主保护和后备保护，必要时还应增设辅助保护，继电保护装置应满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性要求，本变电所保护配置如下：6.16.1 主变压器保护配置主变压器保护配置6.1.1 纵差动保护：用于防止变压器绕组、套管及引出线上的相间短路，中性点直接接地侧即 110kV 侧单相接地短路，采用三相接线方式，瞬时动作跳三侧开关。6.1.2 瓦斯保护：防止变压器内部故障和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于瞬时跳三侧开关，因主变为有载调压式，故还应装设有载调压开关瓦斯保护6.1.3

60、复合电压过流保护：防御外部相间短路所引起的过电流并作为瓦斯保护、纵差保护的后备保护。6.1.4 主变零序保护：保护 110kV 侧的外部单相接地及变压器绕组的单相接地。6.1.5 过负荷保护：防御变压器对称过负荷，延时动作于信号，采用单相接线，因所选主变容量比为 100/100/50，应于 110kV、10kV 侧各装一套。6.1.6 变压器温度升高保护：反应冷却系统故障的保护，动作于信号并延时跳闸。6.26.2 母线保护配置母线保护配置6.2.1 110kV 母线：装设专用的母线差动保护，采用三相电流相位比较式接线，保护动作于母线开关跳闸。6.2.2 35kV、10kV 母线：不装设专用保护

61、，利用主变压器后备保护进行保护，并装设绝缘监察装置。6.36.3 分段断路器保护配置分段断路器保护配置110kV、35kV、10kV 分段断路器均采用过电流保护。6.46.4 线路保护配置线路保护配置6.4.1 110kV 线路单回线：装设三段式距离保护来保护相间短路，装设带方向的三段式零序电流保护来保护单相接地短路及两相接地短路；双回线：装设带方向的横联差动保护作主保护，阶段式电流保护作后备保护来保护相间短路，装设三段式零序电流保护来保护接地短路。6.4.2 35kV 线路华北电力大学成教学院毕业论文29对钢铁厂、化肥厂、变电所 B 双回线路，装设带方向的横联差动保护作主保护，以接于两回线电

62、流之和的阶段式电流保护或距离保护作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。对单回线装设两段式电流电压速断保护和过电流保护。以上为相间短路保护装设绝缘监视装置，针对于单相接地。6.4.3 10kV 线路 所有架空线路：装设三段式电流保护的段+段; 双回线电缆装设横联差动保护（不带方向）、单回电缆线路装设纵差动保护（不带方向）作主保护，均装设三段式电流保护的段+段作后备保护; 所有电缆线路装设过负荷保护.6.56.5 自动重合闸配置自动重合闸配置6.5.1 110kV、35kV、10kV 分段断路器装设 BZT；6.5.2 110kV、35kV、10kV 架空线路均装设三相一次

63、 ZCH（其中 110kV 带同期检查，所有双回路检查邻线有无电流）；6.5.3 按负荷重要性装设 ZPJH 装置。华北电力大学成教学院毕业论文30第第七章七章 继电保护整定计算继电保护整定计算前提条件：选取一条负载最大，线路最长的架空线路，假定仅带一台变压器，UK%=7.5，电压比 10/0.4kV，该变压器有差动保护，后备过流保护 t=1。根据以上条件，选取 10kV 配电站丙所在线路，因配电站丙最大负荷为 2000KW，选用配电站丙主变容量为 SN=2500KW，对该线路进行三段式电流保护中的、段的整定计算与灵敏度校验，为此，需求最小运行方式下该线路末端 d4 点、配电站丙主变低压侧 d

64、6 点三相短路电流及最大运行方式下配电站丙主变低压侧 d5 点三相短路电流。最小运行方式：对该系统来说，假定发电厂单机运行，等值系统为最大运行方式，本变电所一台变压器运行，110kV 线路双回运行。图图 7.17.1 系统简图系统简图7.17.1 最小运行方式下，最小运行方式下，10kV10kV 配电站丙线路末端配电站丙线路末端 d4d4 点线路末端三相稳态短路电流计算点线路末端三相稳态短路电流计算7.1.1 计算等值电路如右图 7.2：7.1.2 选基准值 SB100MVA、UB10.5kV，X1、X3、X10、X14、X17、X18 为前所求，X21=X0L=0.415=5.4422BBU

65、S25 .10100图图 7.27.2 系统等值电路图系统等值电路图X22=（UK%/100）=3NBSS1005 . 75 . 2100X23=X1+X3=0.2256+0.1667=0.3923华北电力大学成教学院毕业论文31X24=X18+X10+X14+X21=0.0756+0.42+0.26+5.442=6.1987.1.3 汽轮机及等值系统对 d4 点转移电抗分别为：Xnd1=X23+X24+=0.3923+6.198+=22.1867172423XXX1559. 0198. 63923. 0Xnd2=X17+X24+=0.1559+6.198+=8.817232417XXX392

66、3. 0198. 61559. 0计算电抗为Xjs1=Xnd1=22.1867=13.87BNSS1005 .62Xjs2=Xnd2=8.817=88.17BCSS1001000因 Xjs13，Xjs23图图 7.27.2 系统等值电路化简图系统等值电路化简图所以三相稳态短路电流=0.8715KA=871.5A)3(4dIBndndIXX)11(215 .103100)817. 811867.221(7.27.2 最大运行方式下，最大运行方式下，10kV10kV 配电站丙变压器低压侧配电站丙变压器低压侧 d5d5 点三相稳态短路电流计算点三相稳态短路电流计算7.2.1 计算等值电路如右图 7.3：7.2.2 选基准值 SB100MVA UB10.5kV，X16、X17、X18、X19、X20、X21、X22 为前所求，图图77.377.3 配电站丙变压器低压侧短路等值电路图配电站丙变压器低压侧短路等值电路图7.2.3 化简等值电路如右下图 7.4 所示。X25=X18+X19+X20+X21+X22=8.8576；7.2.4 发电厂及等值系统对 d5 点转移电抗分别为：Xnd1=X16