110kV青阳变电站电气一次设计毕业设计1

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1、本科毕业设计(论文)题目 110kV青阳变电站电气一次部分设计 学院名称 电气工程与自动化学院 目 录摘 要1第一部分 110kV青阳变电站电气一次部分设计说明书2 第一章 绪论21.1变电站的发展与展望21.2课题来源与要求21.2.1课题来源21.2.2课题要求2 第二章 原始数据22.1 建站规模32.2 环境条件32.3 短路阻抗3 第三章 主接线方案的确定43.1电气主接线的基本要求43.2电气主接线的设计原则43.3电气主接线的设计步骤53.4变电站的电气主接线设计63.4.1 110kV电压侧接线63.4.2 10kV电压侧接线8 第四章 负荷分析及主变压器的选择104.1负荷分

2、析104.1.110kV负荷计算114.1.2110kV负荷计算114.1.3远景负荷计算114.2 主变台数、容量和型式的确定124.2.1变电所主变压器台数的确定124.2.2变电所主变压器容量的确定124.2.3无功补偿12 第五章 短路电流计算135.1 短路电流计算的目的135.2 短路电流计算的一般规定135.3计算短路电流的步骤13 第六章 高压电器设备选择146.1电器选择的一般条件146.2 高压断路器的选择156.3 隔离开关的选择166.4电流互感器和电压互感器的选择176.5熔断器的选择176.6母线的选择17 第七章 防雷保护177.1防雷的重要性187.2防雷设计的

3、原则187.3防雷的设计18第二部分 110kV青阳变电站电气一次部分设计计算书19 第一章 负荷计算191.110kV负荷计算191.2110kV负荷计算191.3远景负荷计算191.4变压器的选择19 第二章 短路电流计算202.1 最大运行方式下三相短路计算202.1.1 短路计算电路图202.2 计算各短路点的短路电流212.2.1 两台变压器并列运行时212.2.2 两台变压器分列运行或者单母线分段运行时22 第三章 线路及变压器最大长期工作电流计算233.1线路最大长期工作电流计算233.2 主变进线最大工作电流计算24 第四章 电气设备选择及校验计算244.1 电器正常工作电流及

4、短路电流的计算254.2高压断路器的选择及其校验254.3 隔离开关选择及校验274.4 电流互感器选择及校验284.5 电压互感器选择及校验304.6 高压熔断器选择及校验314.7 母线选择及校验31 第五章 防雷保护计算32第六章 变电站主接线及配置图.32参考文献.33致谢.34摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。110kV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行

5、各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）主接线方案的确定（2）负荷分析及主变压器的选择（3）短路电流的计算（4）高压电气设备的选择（5）防雷保护与整定等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。关键词：变电站 负荷 输电系统 配电系统 高压网络 补偿装置 避雷装置ABSTRACTThe substat

6、ion is an important part of the power system, it is a contact power plants and users of the intermediate links, plays a role in transformation and distribution of electric energy, direct impact on the safety and economic operation of the entire power system. The region of 110-voltage effect many fie

7、lds and should consider many problems. Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, choose the address, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time

8、following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit elec

9、tric current. This first step of design included:(1) The main electrical wiring program (2) Load analysis and the choice of the main transformer (3) the calculation of the short-circuit electric current (4) Choice of high-voltage electrical equipment (5) the choice and the settle of the protective f

10、acility. Along with the high and quick development of electric power technique, electric power system then can change from the generate of the electricity to the supply the power.Key words：Substation; load; transmission system; distribution; high voltage network; correction equipment ; lightning pro

11、tection devices第一部 110kV青阳变电站电气一次部分设计说明书第一章 绪论1.1变电站的发展与展望变电站在整个电网起着非常重要的作用，不论是电网的安全运行和经济运行都离不开它。如果还是利用人工抄表，记录，人工操作为主，将不能满足电力系统的需求。像利用人力进行电力系统的监视，控制，和保护而不是充分利用电脑的强大功能和速度，这将是一种资源浪费。建国以来我国的电力事业得到了长足的发展，随着时代的发展，对电网的要求也越来越高。为了满足用电的需求，电网自动化显得也越来越重要。近年来我国计算机和通信技术的发展及自动化技术的成熟，发展配电网调度与管理自动化以具备了条件。变电站起着电能的转换

12、和电能的重新分配，在电网中占有非常重要的作用。因此，变电站自动化是实现电力系统自动化重要基础。变电站综合自动化是将变电站二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站执行 自动监视、测量、控制和调节的一种综合性的自动化系统。它具有功能综合化、系统结构微机化、测量显示数字化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。它的控制和调节由计算机完成，减少了劳动强度和人为的干预，避免了误操作，使事故大大的减少。同时简化了二次接线，整体布局紧凑，减少了占地面积，降低变电站建设投资，提高了经济可靠性和经济效益。变电站的综合自动化为变电站智能化、小型化、及变电站的安全、可靠、经济地运行提供

13、了现代化手段和基础保证。1.2课题来源与要求1.2.1课题来源本课题是来源于学校提供的关于110kV青阳变电站电气一次部分的设计，提供了相关资料，具有可行性。1.2.2课题要求根据原始数据，对变电站各电压等级列出几种可能的接线方式，并进行分析比较，确定一种最合理的接线方式。对变电站的负荷进行计算分析，根据负荷情况合理选择主变压器。根据给定的原始资料，画出等值电路，进行短路计算，计算出最大运行方式下，各短路点的短路电流冲击值，短路电流最大有效值等等。进行断路器、隔离开关、互感器、高压熔断器等电气设备的选择。进行母线选择和校验，及防雷保护设计。最后，用autocad软件绘制变电站主接线图。第二章

14、原始数据2.1 建站规模(1)变电站类型：110kV 变电工程(2)电压等级：110kV、10kV(3)出线回数及传输容量110kV 出线2回罗东线： 15000kW 7km LGJ240湖东线： 15000kW 8 km LGJ24010kV 出线20 回 功率因素0.9916 同时率:0.55本变嘉华 3200kW 2km LGJ240本变官前 3000kW 3.3km JKLYJ-240本变锦田 2100kW 4km JKLYJ-240 本变倒桥 1300kW 2.8km JKLYJ-240本变集源 2500kW 5km JKLYJ-240本变荣盛 3500kW 4km JKLYJ-24

15、0 一级负荷本变银声 3200kW 4km (两回) JKLYJ-240本变苏塘 2900kW 3km JKLYJ-240本变南宅 3000kW 4km JKLYJ-240本变芳山 2200kW 2km JKLYJ-240本变上厝 1200kW 1.8km JKLYJ-240本变龙林 2560kW 2.3km JKLYJ-240本变张林 2280kW 2km JKLYJ-240本变五中 2000kW 1.6km JKLYJ-240备用5回(4)无功补偿采用电力电容四组, 容量为44800kVa2.2 环境条件(1)当地年最高温度为38.9, 年最低温度为1；平均气温18.5(2)当海拔高度为8

16、00 米；(3)当地雷暴日数为25 日/年；(4)年平均风速：3.5m/s(5)本变电站处于“薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率高达1000。2.3 短路阻抗该站110kV电源来自220kV的上级变电站。将220 kV的上级变电站作无穷大电源考虑，阻抗值为0.05512。第三章 主接线方案的确定电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电

17、力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括的说应包括电力系统整体及变电所本身运行的安全性，可靠性，灵活性，经济性。3.1电气主接线的基本要求（1）安全性 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备安全。（2）可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，所以主接线的接线形式必须保证供电可靠，它应满足电力负荷特别是其中一，二级负荷对供电可靠性的要求。（3）灵活性 调度时，可以灵活的投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式，检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。检修时可以方便的停运断路器，母线及其继电保护设备，进行

18、安全检修而不致影响电力网运行和对用户的供电。（4）经济性 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗。 此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。3.2电气主接线的设计原则接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用变

19、电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所，地区变电所，终端变电所，企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性，灵活性，经济性的要求也不同。（2）考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5-10年电力发展规划进行。应根据负荷的大小和分布，负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源线和出线回数。（3）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响 对一级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有2个电源供电

20、，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将产生直接影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性，灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性，灵活性要求低。 （5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发，送，变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增，设备检修，故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要求根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路，变压器停运；当线路故障时允许切除线

21、路，变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。3.3电气主接线的设计步骤电气主接线的具体设计步骤如下：(1)分析原始资料本工程情况 变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。电力系统情况 电力系统近期及远景发展规划（510 年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。负荷情况 负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。环境条件 当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。设备制造情况 为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制

22、造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。(2)拟定主接线方案根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。(3)短路电流计算对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。(4)主要电器选择包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。(5)绘制电气主接线图将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。3.4变电站的电气主接线设计3.4.1 110kV电压侧接

23、线拟定可行的主接线方案3种，内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的基本要求，从技术经济上论证各方案的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案。110kV侧的接线方案(一) 单母线分段接线图3-1单母分段接线图分段的单母线的评价为:(1)优点a.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。b.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电，而后者则需短时停电。c.运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。d.采用双回线

24、路对重要用户供电。方法是将双回路分别接在不同分段母线上。(2)缺点a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。方案(二)不分段的双母线图3-2双母线接线图双母线接线的特点：a可轮流检修母线而不影响正常供电。b检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。c工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。d可利用母联断路器替代引出线断路器工作。e便于扩建。

25、f由于双母线接线的设备较多、配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。方案(三)单母分段带旁路接线图3-3单母线分段带旁路接线图单母分段带旁路接线的特点：(1)优点a.单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可靠性比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kV的变电所的母线。b.旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的SF6 断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。(2)缺点a.单母分段带旁路接线倒闸操作比较复杂，占地面积比较大，花费比较高。以上三种方案比较：方案（一）主接线供电可靠性

26、与灵活性高，用于110kV，出线回路适合本站设计，因此此方案可行。方案（二）由于双母线接线具有较高的可靠性，这种接线在大、中型发电厂和变电站得到广泛的使用。用于电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的场合。因此此方案不可行。方案（三）在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要求，但考虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求故110kV侧应采用方案（一）的接线。3.4.2 10kV电压侧接线10kV侧的接线方案(一) 单母线接线图3-4单母线接线图(1)优点：a接线简单清晰、设备少、操作方便。b便于扩建和采用成套配电装置(2)缺点：a不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔

27、离开关等）故障或检修均需使整个配电装置停电。b 单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需停电，在用隔离开关将故障的母线分开后才能恢复非故障段的供电。方案（二）单母线分段接线图3-5单母分段接线图(1)优点a.具有单母线接线简单、清晰、方便、经济、安全等优点。b.较之不分段的单母线供电可靠性高，母线或母线隔离开关检修或故障时的停电范围缩小了一半。与用隔离开关分段的单母线接线相比，母线或母线隔离开关短路时，非故障母线段可以实现完全不停电， 而后者则需短时停电。c.运行比较灵活。分段断路器可以接通运行，也可断开运行。 (2)缺点a.任一分段母线或母线隔离开关检修或故障时，连接在该分段

28、母线上的所有进出回路都要停止工作，这对于容量大、出线回路数较多的配电装置仍是严重的缺点。b.检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。这对于电压等级高的配电装置也是严要缺点。因为电压等级高的断路器检修时间较长，对用户影响甚大。方案(三)单母分段带旁路接线图3-6图3-6单母分段带旁路接线图(1)优点a.单母分段带旁路接线方式采用母线分断路器和旁路母线断路器，供电可靠性比单母分段接线更高，运行更加灵活，一般用在35-110kV的变电所的母线。b.旁路母线是为检修断路器而设的，通常采用可靠性高，检修周期长的SF6 断路器，或气体绝缘金属封闭开关设备时，可取消旁路母线。(2)缺点a.单母分段带旁路

29、接线倒闸操作比较复杂，占地面积比较大，花费比较高。以上三种方案比较：方案（一）的虽接线简单、清晰、设备少、操作方便，投资少，便于扩建，但供电可靠性差，不能满足对不允许停电的重要用户的供电要求，方案（三）在供电可靠性与灵活性方面能满足本站供电要求，但考虑到接线较复杂，占地面积大且费用较高，所以也不符合要求，而方案（二）恰好符合本站设计所须的可靠性与经济性的要求，所以10kV侧采用方案（二）的接线。由以上分析比较，可得变电站的主接线方案为：110kV采用单母分段接线， 10kV采用单母分段接线。第四章 负荷分析及主变压器的选择4.1负荷分析各类负荷对供电的要求：(1)一类负荷为重要负荷，必须由两个

30、或两个以上的独立电源供电，当任何一个电源失去后，能保证全部一级负荷不间断供电。(2)二类负荷为比较重要负荷，一般要由两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证二级负荷的供电。(3)三类负荷一般指需要一个电源供电的负荷。负荷情况：110kV和10kV本期用户负荷统计资料见表1和表2。功率因素为0.9916，同时率为0.55表4.1 110kV用户负荷统计资料用户名称负荷（kw）罗东线15000湖东线15000表4.2 10kV用户符合统计资料用户名称负荷（kw）本变嘉华3200本变官前3000本变锦田2100本变倒桥1300本变集源2500本变荣盛3500本变银声3200本变苏塘2900本

31、变南宅3000本变芳山2200本变上厝1200本变龙林2560本变张林2280本变五中2000备用5回由公式 （4-1）式中 某电压等级的计算负荷同时系数取0.55%该电压等级电网的线损率，一般取5%P、cos各用户的负荷和功率因数4.1.110kV负荷计算(3200+3000+2100+1300+2500+3500+3200+2900+3000+2200+1200+2560+2280+2000)/0.9916(1+5%)=20348.78kVa4.1.2110kV负荷计算110kV侧所需负荷功率可通过主变压器由110kV母线获得，则20348.78kVa4.1.3远景负荷计算考虑增长，按5年

32、计算，由工程概率和数理统计得知，负在荷一定阶段内的自然增长率是按指数规律变化的，即式中 S初期负荷x 年数，一般按510 年规划考虑，x取5。m 年负荷增长率，由概率统计确定。m取10%。所以，考虑负荷增长以及线损，年负荷增长率取10%，按5年计算，代入公式，得本变电站负荷为 =35.227MVA4.2 主变台数、容量和型式的确定4.2.1变电所主变压器台数的确定主变台数确定的要求：1.对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。2.对地区性孤立的一次变电站或大型专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。考虑到该变电站为一重要中间变电站，与

33、系统联系紧密。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。4.2.2变电所主变压器容量的确定变压器容量的确定要求：1.主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。2.根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60%。S =35.227MVA所以，两台主变压器各自承担21.136MVA，当一台停运时另一台则应承担60%为21.136MVA，所以选择25MVA的

34、即可。表4.2.1 变压器主要技术参数型号SFZ7-25000/110额定容量（kVa）25000额定电压（kV） 高压/低压 10.5 11空载电流（%）1.0空载损耗(kw)50.5负载损耗（kw）174阻抗电压（%）10.5连接组标号YN，d114.2.3无功补偿本变电站每台主变10kV母线上安装采用电力电容四组, 容量为44800kVar，远景再预留两组电容器位置。要求电容器能够频繁投切。第五章 短路电流计算5.1 短路电流计算的目的 1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2、在选择电气设备时，为了保证各种电

35、器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。3、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地安全距离。4、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时短路电流为依据。5.2 短路电流计算的一般规定1、验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统510年的发展。2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。3、选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。4、选择导体和电

36、器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时，Id最大的点，对带电抗器的610kV出线应计算两点，电抗器前和电抗器后的Id。短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算。5.3计算短路电流的步骤（1) 画出计算电路图。(2) 绘制等值网络。 选取基准容量和基准电压； 无限大功率电源的内电抗等于零； 略去负荷。(3)进行参数计算。基准值的选取及计算，选取基准容量和基准电压。电力变压器的电抗标幺值 （5-1）电力线路的电抗标幺值 (5-2) (4)计算各短路点的短路电流该站110kV电源来自220kV的上级变电站。将220 kV的上

37、级变电站作无穷大电源考虑，阻抗标幺值为。分别计算各短路点的短路电流。第六章 高压电器设备选择6.1电器选择的一般条件电器设备选择是发电厂和变电站电气设计的重要内容之一。选择合适的电器设备能使电气主接线和配电装置安全、经济运行。在进行电器设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠、经济的前提下，广泛采用新技术，选择合适的电器设备。电器设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 (1)按正常工作条件选择电器设备额定电压和最高工作电压 在选择电器时，一般按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即。额定电流 电器的额定电流是指在额定周围环境

38、温度下，电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即 。按当地环境条件校验在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取措施。(2)按短路情况校验 短路热稳定校验 短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为式中短路电流产生的热效应；、t 电器允许通过的热稳定电流和时间。电动力稳定校验 电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为 式中 短路冲击电流幅值及其有效值； 、电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。 下列几种情况可不

39、校验热稳定或动稳定： 1)熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。 3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。 短路电流计算的条件 为使电器能够可靠、经济、合理地运行，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定：1)容量和接线 按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后510年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。 2)短路种类 一般按三相短路校验，若其它种类短路较三相短路严重时，则应

40、按最严重的情况校验。 3)计算短路点 选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。 短路计算时间 校验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和，即 =+，而=+式中 断路器全开断时间；后备保护动作时间；断路器固有分闸时间；断路器开断时电弧持续时间。开关电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故电器的开断计算时间应为主保护时间和断路器固有分闸时间之和，即 =+ 。6.2 高压断路器的选择1.一般原则为保证高压电器在正常运行、检修、短路和过电压情况下的安全，高压电器应按下列条件选择： 按正常工作条件包括电压、电流

41、、频率、机械荷载等选择 按短路条件包括短时耐受电流、峰值耐受电流、关合和开断电流等选择； 按环境条件包括温度、湿度、海拔、地震等选择； 按承受过电压能力包括绝缘水平等选择； 按各类高压电器的不同特点包括开关的操作性能、熔断器的保护特性配合、互感器的负荷及准确等级等选择。2.按正常工作条件选择高压电器按工作电压选择选用的高压电器，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其允许最高工作电压Umax不应小于所在回路的最高运行电压Uy，即Umax Uy 按工作电流选择高压电器的额定电流In不应小于该回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即In Ig。3.按短路稳定条件选择高压电器 短路稳定性校验

42、的一般要求 短路电流的热效应 短路稳定性校验4.按环境条件选择高压电器 选择电器的环境温度 选择电器的环境湿度 高海拔对高压电器的影响 地震对高压电器的影响5.高压电器的绝缘水平6.按各类高压电器的不同特点选择 额定短路开断电流的选择 额定短路关合电流的选择 额定操作顺序的选择 额定失步开断电流的选择 额定异相接地故障电流、发展性故障电流及关于开断电流的选择 额定近区故障开断电流的选择 额定线路充电开断电流、额定电缆充电开断电流、额定电容器组开断电流、额定电容器组关合涌流、额定感应电动机开断电流、额定空载变压器开断电流、额定电抗器开断电流等的选择。标准中对上述各项开断电流和关合电流未作规定，但

43、使用中应按制造厂给出的试验数据选用。 （1）110kV线路侧及变压器侧：选用LW11-110型户外SF6 断路器。（2）10kV线路侧：选用KYN8-10(F)高压开关柜，柜内装设SN10-10/1000-31.5型户内高压少油断路器。（3）10kV变压器侧：选用KYN8-10(F)高压开关柜，柜内装设SN10-10/3000-43.3型断路器。6.3 隔离开关的选择隔离开关应根据下列条件选择：额定电压，额定电流，装置种类，构造形式。此外，还学要校验动稳定和热稳定。选择隔离开关的要求和方法，与选择断路器相同，但不需要校验其断流容量。（1）110kV线路及变压器侧隔离开关：选用GW5-110G/

44、600-50型隔离开关（2）10kV线路侧隔离开关：选用GN1-10/1000型隔离开关（3）10kV变压器侧隔离开关：选用GN2-10G/3150型隔离开关6.4电流互感器和电压互感器的选择互感器（包括电流互感器TA 和电压互感器TV）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A 或1A)，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了

45、设备和人身的安全。本变电站电流互感器选择：（1）110kV线路侧电流互感器：选用LCWB4-110-250/5感器 110kV 进线侧电压互感器：选用TYD-110/-0.015型（2）110kV变压器侧电流互感器：选用LQZ-110-2200型电流互感器。110kV 变压器侧电压互感器：选用JCC-110型。（3）10kV变压器侧电流互感器：选用LDJ-10-3000型电流互感器。 10kV变压器侧电压互感器：选用JDX-10型。（4）10kV线路侧：选用LZZBJ9-10型，其额定电流150A,200A,300A的电流互感器。10kV线路及变压器侧电压互感器：选用JDX-10型。6.5熔断

46、器的选择熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害（1） 110kV高压熔断器，选用RW6-110/100型户外限流式高压熔断器。（2）10kV高压熔断器，选用RN2-10/0.5型户内限流式高压熔断器。6.6母线的选择选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容：选择母线的材料，结构和排列方式；选择母线截面的大小；检验母线短路时的热稳定和动稳定；对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。第七章 防雷保护7.1防雷的重要性雷电所引起的大气过电压将会对电气设备和变电站的

47、建筑物 产生严重的危害，因此，在变电所和高/低压输电线路中，必须采取 有效的防雷措施，以保证电气设备的安全。 运行经验表明，当前变电所中所采用的防雷措施(外部避雷)是 可靠的，但是,随着现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压 等级的提高，综合自动化水平的需求，越来越多的微电子设备在变电 站中广泛应用，其所依赖的微电子设备，因受雷电冲击而损坏的事故 发生率大幅上升，造成难以估算的经济损失。7.2防雷设计的原则（1）一切为客户着想原则。无论是多大或多小的系统防护工程，都应以一切为用户着想的原 则做事，以用户需求作为准绳,本着务实,不追求豪华的思想,但又具扩展性,通过相互间诚恳的交流,协助用户,

48、使其需求最终达到尽善尽美。 （2）可靠性原则。设计系统防雷保护工程应最先考虑的问题就是可靠性。在工程 的设计中不一定要求最先进，但一定要用最成熟可靠的产品和技术，有些新技术确实在某些方面有优势，但还需用更多的时间去考验，在网络系统的防雷保护中尽选择被广泛应用和证实的可靠产品和技术。提高系统可靠性的方法很多,一般的做法如下: 选用备份回路，出现故障时能够迅速恢复并有适当的应急措施；采用热插拔功能，故障处理无须停机；采用声光报警功能。（3）先进性原则。采用当今国内、国际上最先进和成熟的技术,使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要,从目前国 内发展来看,系统总体设计的先

49、进性原则主要体现在以下几个方面：采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构；采用的技术应当是先进的,可扩充的，能满足今后日益扩充的需要。 （4）实用性原则。本着一切从用户实际角度出发，配置防雷保护系统不是给用户花钱，而是在保护用户的投资，保证电站系统的正确运行；实用性就是 能够最大限度地满足实际工作要，从实际应用的角度来看,这个性能 更加重要。（5）开放性，可扩充、可维护性原则。防雷保护技术是不断发展变化的，为了保证用户的投资，所选产 品必须符合国际标准及流行的工业标准。 这样才能对电站的未来发展 提供保证。 （6）经济性原则。整个防雷保护的建设要坚持实用为主，根据投资的强度选择有实用价值，在

50、满足系统需求的前提下,应尽可能选用性能价格最好，可 靠性高,可维护性好的产品，选用性能价格比高的设备,尽快投入使用, 并使整个系统能安全可靠地运行，以便节省投资,以最低成本来完成 计算机网络系统防雷保护的建设。7.3防雷的设计本变电站直击雷防护使用避雷针，变电站围墙四角各布置1支避雷针，共布置4支避雷针，每支避雷针高30m。第二部分 110kV青阳变电站电气一次部分设计计算书第一章 负荷计算1.110kV负荷计算(3200+3000+2100+1300+2500+3500+3200+2900+3000+2200+1200+2560+2280+2000)/0.9916 (1+5%)=20348.

51、78kVa1.2110kV负荷计算110kV侧所需负荷功率可通过主变压器由110kV母线获得，则20348.78kVa1.3远景负荷计算考虑增长，按5年计算，由工程概率和数理统计得知，负在荷一定阶段内的自然增长率是按指数规律变化的，即式中 S初期负荷x 年数，一般按510 年规划考虑，x取5。m 年负荷增长率，由概率统计确定。m取10%。所以，考虑负荷增长以及线损，年负荷增长率取10%，按5年计算，代入公式，得本变电站负荷为 =35.227MVA1.4变压器的选择变压器容量的确定要求：1.主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。2.根据变电站

52、所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能保证全部负荷的60%。因为S =35.227MVA所以，两台主变压器各自承担全部负荷的60%，即21.136MVA，当一台停运时另一台则应承担60%为21.136MVA，所以选择25MVA的即可。表1.2.1 变压器主要技术参数型号SFZ7-25000/110额定容量（kVa）25000额定电压（kV） 高压/低压 10.5 11空载电流（%）1.0空载损耗(kw)50.5负载损耗（

53、kw）174阻抗电压（%）10.5连接组标号YN，d11第二章 短路电流计算2.1最大运行方式下三相短路计算2.1.1 短路计算电路图（1）画出计算电路图，如下图2.1（a）所示。 （a） （b）图2.1 计算电路图及其等值网络（2）制订等值网络如图2.1（b）所示。（3）进行参数计算，基准值的选取及计算选取基准容量和基准电压：则基准电流分别为（4）计算变压器T1、T2的标幺值（5）计算线路的标幺值罗东线：7km LGJ240湖东线：8 km LGJ240 线路阻抗标幺值太小，因此可忽略不计。2.2 计算各短路点的短路电流该站110kV电源来自220kV的上级变电站。将220 kV的上级变电站

54、作无穷大电源考虑，阻抗标幺值为。2.2.1 两台变压器并列运行时(1)当短路发生在点时，如上图2.1所示:已知，选取基准容量和基准电压：则基准电流分别为点的三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流三相短路容量(2)当短路发生在点时，该点的三相短路电流周期分量有效值为：其他三相短路电流三相短路容量2.2.2 两台变压器分列运行或者单母线分段运行时即有一台变压器故障，或者单母线分段运行时的短路电流(1) 当短路发生在点时，如下图2.2所示:图2.2 两台变压器分列运行电路图及其等值网络选取基准容量和基准电压：则基准电流分别为点的三相短路电流周期分量有效值其他三相短路电流三相短路容量(2)当短路发

55、生在点时，该点的三相短路电流周期分量有效值为：其他三相短路电流三相短路容量第三章 线路及变压器最大长期工作电流计算3.1线路最大长期工作电流计算（1）10kV出线本变嘉华 3200kW：本变官前 3000kW ：本变锦田 2100kW：本变倒桥 1300kW：本变集源 2500kW：本变荣盛 3500kW：本变银声 3200kW： 本变苏塘 2900kW：本变南宅 3000kW：本变芳山 2200kW：本变上厝 1200kW：本变龙林 2560kW：本变张林 2280kW：本变五中 2000kW：（2）110kV出线罗东线 15000kW：湖东线 15000kW：3.2 主变进线最大工作电流计

56、算110kV侧主变进线： 10kV侧主变进线： 第四章 电气设备选择及校验计算4.1 电器正常工作电流及短路电流的计算（1）110kV 线路侧：（2）110kV变压器侧：（3）10kV 线路侧： （4）10kV变压器侧：4.2高压断路器的选择及其校验（1）110kV线路侧及变压器侧：选用LW11-110型户外SF6 断路器。额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；额定开断电流：，满足要求；额定关合电流：，满足要求；短路动稳定校验：，满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：110kV线路后备保护时间取0.15s，时间级差取0.05s，断路器固有分闸时间为0.04s，则：满足短路热稳定条件。所选高

57、压断路器满足校验条件。（2）10kV线路侧：选用KYN8-10(F)高压开关柜，柜内装设SN10-10/1000-31.5型户内高压少油断路器。额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；额定开断电流：，满足要求；额定关合电流：，满足要求；短路动稳定校验：，满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：10kV线路继电保护时间取0.2s，时间级差取0.05s，断路器固有分闸时间为0.06s，则：满足短路热稳定条件。所选高压断路器满足校验条件。（3）10kV变压器侧：选用KYN8-10(F)高压开关柜，柜内装设SN10-10/3000-43.3型断路器。额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；额定开断

58、电流：，满足要求；额定关合电流：，满足要求；短路动稳定校验：，满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：10kV线路继电保护时间取0.2s，时间级差取0.05s，断路器固有分闸时间为0.06s，则：满足短路热稳定条件。所选高压断路器满足校验条件。4.3 隔离开关选择及校验（1）110kV线路及变压器侧隔离开关：选用GW5-110G/600-50型隔离开关额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；短路动稳定校验：满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：110kV线路后备保护时间取0.15s，时间级差取0.05s，隔离开关固有分闸时间为0.04s，则：满足短路热稳定条件。所选高压隔离开关满足校验条件。（2

59、）10kV线路侧隔离开关：选用GN1-10/1000型隔离开关额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；短路动稳定校验：满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：10kV线路后备保护时间取0.2s，时间级差取0.05s，隔离开关固有分闸时间为0.06s，则：满足短路热稳定条件。所选高压隔离开关满足校验条件。（3）10kV变压器侧隔离开关：选用GN2-10G/3150型隔离开关额定电压：，满足要求；额定电流：，满足要求；短路动稳定校验：满足短路动稳定条件；短路热稳定校验：10kV线路后备保护时间取0.2s，时间级差取0.05s，隔离开关固有分闸时间为0.06s，则：满足短路热稳定条件。所选高压隔离开关满足校验条件。4.4 电流互感器选择及校验（1） 110kV线路侧电流互感器：选用LCWB4-110-250/5感器1)一次回路额定电压和电流：额定电压和电流满足校验条件；2)内部动稳定校验：动稳定倍数：满足内部动稳定校验条件；3)热稳定校验： 1s热稳定倍数满足热稳定校验条件