110kV平乐站电气一次设备初步设计概述

《110kV平乐站电气一次设备初步设计概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《110kV平乐站电气一次设备初步设计概述（52页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕业设计说明书题 目：110kV平乐站电气一次设备初步设计 学 院： 成人教育学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 庞千钫 班 级： 学 号： 2014119711139 指导教师： 刘海浪 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2015年10月10日摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，对电力系统的要求也越来越高。变电站作为电力系统的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本次设计为110kV平乐站电气一次设备初步设计，分析原始资料，依据设计任务书的要求和国家有关方面的规章制度，再结合当地的实际情况，考虑远景规划，进行设计。本设计首先根据当

2、地实际情况，进行负荷分析，容量计算确定变电所的主接线方式，选择合适的变压器。然后进行参数计算、画出等值网络图，并计算各电压等级侧的短路电流，列出短路电流结果表。从而选择电压互感器、电流互感器、母线、隔离开关等高压电气设备，并根据相关技术条件和短路电流计算结果对所选择的电气设备进行校验。接着进行主变压器保护整定计算，继电保护计算，最后通过计算选择适合的防雷装置和接地装置的配置。力求设计出一个安全、可靠、经济的符合标准要求的现代化变电所。 关键词：主接线 短路计算 电气设备 继电保护 防雷接地装置 110 kV Pingle substation electrical part of the pr

3、eliminary design AbstractWith the development of economy and the rapid rise of the modern industrial construction, higher and higher demands on the power system. Substation as an important part of the power system .it directly affect the security and economic operation of the entire power system. Th

4、e design of 110kV step-down substation electrical part of the preliminary design it need to analysis of raw data in accordance with the requirements of the design task book and rules and regulations of the countries concerned, and then design combined with the actual situation and considering the vi

5、sion .Frist, this design analysis of the load, Computing capacity, determine the substation main connection mode and select a suitable transformer combined with the actual situation. Results table lists the short-circuit current. Select the voltage transformer, current transformers, bus, isolating s

6、witch and so on. Check on the choice of electrical equipment accord to the related technical conditions and short-circuit current calculation results. Then for the main transformer protection setting calculation and relay protection calculation. Choose suitable configuration of lightning protection

7、devices and grounding device by calculating at last. It hope to design a Safe, reliable and economic meet the standards of modern substation.keywords: Main wiring Short circuit calculation Electrical equipment Relay protection Lightning protection and grounding devices目录第一章 电气主接线设计1第一节 原始资料分析1一、负荷分析

8、1二、本设计负荷分析1第二节 主接线设计原则2一、电气主接线设计的基本要求2二、电气主接线的设计程序3三、设计步骤3四、主接线的基本形式3第三节 主接线设计4一、110kV侧接线4二、35kV侧接线5三、10kV侧接线5第二章 变压器的选择7第一节 主变压器的选择7第二节 原始资料的负荷计算7一、主变压器容量的确定7二、计算最大容量7第三节 主变压器的型号选择8一、相数的选择8二、绕组的选择8三、绕组接线方式的选择8四、调压方式的选择9五、冷却方式的选择9第三章 短路电流计算11第一节 短路电流计算的概述11一、短路电流计算的目的11二、短路电流计算的一般规定11三、短路电流计算的基本假设11

9、第二节 短路电流计算12一、系统电抗12二、线路电抗12三、主变各绕组电抗12四、计算各短路点的短路电流12第四章 电气设备选择16第一节 电气设备选择概述16I一、电气设备选择的原则16二、电气设备选择的技术条件16三、绝缘水平17四、自然环境条件17第二节 电气设备选择17一、断路器的选择17二、隔离开关的选择21三、母线和电缆的选择23四、互感器的选择27第五章 继电保护的配置与整定计算33第一节 概述33第二节 变压器差动保护的整定计算33一、整定计算结果34二、按下面三个条件决定保护的动作电流34三、基本侧继电器线圈匝数35四、非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈匝数36五、校验36六、灵

10、敏度校验36第三节 35kV线路电流保护的整定计算37一、电流段37二、电流段38第六章 防雷装置和接地装置的配置39第一节 变电所的防雷39一、避雷针的选择39二、避雷线41三、避雷器的选择41第二节 接地装置41一、接地装置41二、接地网42总结43参考文献44附录45致谢46II第一章 电气主接线设计第一节 原始资料分析一、负荷分析 1、一级负荷：中断供电在政治和经济上造成重大损失者。一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡，或将损坏主要设备且长期难以修复，或对国民经济带来巨大损失。对一级负荷，要求供电系统当线路发生故障停电时，仍保证其连续供电，即我们常说的双电源供电。本变电站的一级负荷有：9

11、01线路、903线路、301线路、302线路。2、二级负荷:中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷；中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。本变电站的二级负荷有：902线路、机械厂、水厂、301线路、302线路。3、三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷虽然对供电的可靠性要求不高，只需一路电源供电。但在工程设计时，也要尽量使供电系统简单，配电级数少，易管理维护。本变电站是三级负荷有：市政用电、303线路、304线路。二、本设计负荷分析1、本变电站的变电所电压等级有：110kV、35kV、

12、10kV。2、110kV侧：系统容量为1500MVA，变电所有两回110kV线路 与 50Km外系统相连接。3、35kV侧：35kV线路共4回，容量为36MVA；4、10kV侧：10kV线路共6回，容量为10MVA；其中10kV侧903线为电缆出线，其余出线均为架空线出线。详细数据见表1-1： 表1-1 35kV、10kV负荷情况电压等级负荷名称容 量（MVA）负荷性质（类）距 离（km）10kV9012.511.59023.5219031.211机械厂122水厂0.821.5市政用电13135kV301线路81、210302线路81、210303线路1038304线路1036第二节 主接线设

13、计原则电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最佳方案。一、电气主接线设计的基本要求电气主接线设计的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。1、可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务

14、，保证供电可靠是电气主接线最基本要求。2、灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面: (1)操作的方便性 （2）调度的方便性 （3）扩建的方便性3、经济性：在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。通常设计应在 满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要从以下几个方面考虑： （1）节省一次投资 （2）占地面积少 （3）电能损耗少二、电气主接线的设计程序电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行。按国家规定，发电厂和变电站基本设计的程序一般分为以下几个方面：1、 初步可行性研究 2、可行性研究 3、 初步设计 4、施工

15、图设计三、设计步骤1、对原始资料分析2、主接线方案的拟定于选择3、短路电流计算和主要电气设备选择4、绘制电气主接线线图5、编制工程概算四、主接线的基本形式主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，它以电源和出线为主体。由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样，为便于电能的汇集和分配，在进出线数较多时，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。有汇流母线的接线形式概括地可分为单母线接线和双母线接线两大类；无汇流母线的接线形式主要有桥形接线、角形接线和单元接线。主要为以下几种：1、单母线接线：接线简单，操作方便，设备少、经

16、济性好，并母线便于向两端延伸，扩建方便。但是可靠性低、调度不方便。2、单母线分段接线：可以提高供电的可靠性和灵活性，但是当进出线较多时，使架空线交叉跨越，整个母线系统可靠性受到限制。3、双母线接线：供电可靠、调度灵活、扩建方便。4、双母线分段接线：有较高的可靠性和灵活性，但是双母线分段接线比双母线接线增加了两台断路器，投资有所增加。5、单母线分段带旁路母线的接线：单母线分段带有专用旁路断路器的旁路母线接线极大提高了可靠性。但是这样的接线增加了一台旁路断路器的投资。6、双母线带旁路母线的接线7、一台半断路器及三分之四断路器接线8、变压器组接线9、单元接线10、桥型接线11、多角形接线第三节 主接

17、线设计一、110kV侧接线 本变电所110kV侧有2回出线，所以选用外侨接线和单母线分段接线两种方案作比较。如图1-1所示：图1-1 110kV侧接线方案比较方案一高压断路器数量少，经济性比较好。但是线路的切除和投入比较复杂，桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；变压器检修时，变压器需较长时期停运。虽然方案二的可靠性和稳定性没那么强，但是方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，而且采用方案二已经能够满足本变电站110kV侧的供电的要求。所以110kV侧采用方案二单母线分段接线。二、35kV侧接线本变电所35kV侧线路有4回，可以选用单母线分段接线和双母线接线方式作比较

18、。如图1-2所示：图1-2 35kV侧接线方式比较方案一比较简单、清晰，当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作，两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电可靠性，但是当一段母线故障或检修时，必须断开接在该段母线上的所有支路，使之停止工作。方案二供电可靠，调度灵活，扩建方便。但是方案二母线故障或检修时，开关倒换操作复杂，且设备投入多，占地面积大。所以35kV侧采用方案二单母线分段带旁路的接线方式。三、10kV侧接线本变电所10kV侧接线有6回，可以选用双母线接线和单母线分段接线两种方式。接下来对这两种接线方式作比较，如图1-3：图1-3 10kV侧接线方式比较方案一供电可靠

19、、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。一般用于出线较多，输送和穿越功率较大，供电可靠性和灵活性要求较高的场合。方案二相对方案一来说，供电可靠性没那么强，但是其接线方式简单清晰，操作方便，设备少，投资和占地少，而且能够满足10kV侧的供电保障要求。所以10kV侧采用单母线分段接线的方式。综上所述，可选出本变电所的主接线方式：110kV侧、35kV、10kV侧均采用单母线分段接线方式。其主接线图如图1-4所示。图1-4 主接线图第2章 变压器的选择第一节 主变压器的选择对于大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。且对

20、单侧电源供电的变电站，当有重要负荷时，单台变压器供电难以满足可靠性要求，此时一般装设两台主变压器装有两台及以上变压器的变电所，当停运1台变压器时，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、二级负荷不停电。考虑到变压器承受事故过负荷40%的能力，则可保证对84%负荷供电，由于一般电网的变电所大约有25%的非重要负荷，所以单台变压器的容量为60%全部负荷是足够的。而此变电站也恰恰属于这种情况，所以应该装设两台主变压器。第二节 原始资料的负荷计算一、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510年的规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展。对于城郊变电所，主

21、变压器容量应与城市规划相结合。 2、根据变电所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所，应考虑到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；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷7080。 3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。二、计算最大容量1、35kV的综合最大负荷为：2、10kV的综合最大负荷为：若选用三相变压器两台，每台容量为综合以上计算所得，应选择容量为31500kVA的变压器。第三节 主变压器的型号选择一、相数的选择 容量为300

22、MW及以下的机组单元连接的主变压器和330kV及以下电力系统中，一般采用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。主变压器采用三相或是单相，主要是考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。随着科技水平的和交通运输业的快速发展，变压器的制造或是运输都已不成问题，所以应采用三相变压器。二、绕组的选择 在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 各侧的功率与该变压器容量的百分比计算如下：1、110kV侧：2、35

23、kV侧：3、10kV侧： 综上所述，可知应选择三绕组变压器。三、绕组接线方式的选择变压器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、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。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，其中性点多通过消弧线接地。35kV及以下电压，变压器绕组都采用连接。所以主变压器110kV侧采用Y0连接；35kV侧采用Y连接；10kV侧采用连接。110kV侧和35kV侧采用直接接地方式，而10kV侧采用中性点不接地方式。四、调压方式的选择 为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许的范围内。通过变压

24、器的分接头开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。应当看到，这种调压仅改变电网无功潮流分配，并不会增加整个电网无功容量。因此，当电网无功容量不足造成电压偏低，变压器调压仅是各站之间无功容量的再分配。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在22.5以内，一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到+30，其结构较复杂，价格比较昂贵，只在一下情况下才予以选用。 1、接于输出功率变化大的发电厂的主变压器，特别是潮流方向不固定，且要求变压器二次电压维持在一定水平时。 2、接于时而为送端、时而为受端、具有可逆工作特点的联络变压器，为保证供电质量，要求母

25、线电压恒定时。 对于110kV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。 所以此变电站主变压器的调压方式为有载调压方式。五、冷却方式的选择主变压器的冷却方式一般有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫、导向油循环冷却;强迫油循环水冷却。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风冷却方式。中、小型变压器通常采用依靠装在变压器油箱上的片状或管型辐射式冷却器及电动风扇的自然风冷却及强迫风冷却方式散发热量。容量在31.5kVA及以上的大容量变压器一般采用强迫循环风冷却。综上所述，此变电站的主变压器的冷却方式为强迫有循环风冷却。可选出此变电站主变压器的型号为SFZL7

26、-31500/110。其主要参数如表2-1：表2-1 主变压器型号及参数型号额定容量(kVA)额定电压高/中/低(kV)损耗(kW)阻抗电压(%)空载电流(%)空载短路高-中高-低中-低高-中高-低中-低SFZL7-3150031500121/38.5/11462072071651810.56.51第三章 短路电流计算第一节 短路电流计算的概述一、短路电流计算的目的1、选择导体和电器。2、确定中性点接地方式。3、验算接地装置的接触电压和跨步电压。4、选择继电保护装置和进行整定计算。二、短路电流计算的一般规定1、验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计

27、算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（1）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。（2）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按 三相短路验算。三、短路电流计算的基本假设1、正常工作时，三相系统对称运行。2、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。

28、3、短路发生在短路电流最大值瞬间。4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。5、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整 范围。6、用概率统计法制定短路电流运算曲线。第二节 短路电流计算一、系统电抗 1、最大运行方式： 2、最小运行方式：二、线路电抗 三、主变各绕组电抗 取 由此得各绕组短路点压电压百分数：各绕组的电抗：四、计算各短路点的短路电流 系统标么值等值电路如图3-1所示：图3-1 系统电抗标么值电路图1、d1点（110kV侧）短路电流的计算：如图3-2图3-2 d1 短路电抗等值图查运算曲线可得：kA110kV侧的基准电流为：短路电流的有名值为:冲击电流为：2、d2点（

29、35kV侧）短路电流的计算：如图3-3图3-3 d2点短路电抗等值图 当3,求短路电流不用查运算曲线，用倒数法。 35kV侧的基准电流为： 短路电流的有名值为: 冲击电流为：3、d3点（10kV侧）短路电流的计算：如图3-4图3-4 点短路电抗等值图 当3,求短路电流不用查运算曲线，用倒数法。 10kV侧的基准电流为： 短路电流的有名值为: 冲击电流为： 总结以上各短路点短路计算，得如下短路电流结果表3-1：表3-1 短路计算结果最大运行方式三相短路电流Id(kA)冲击电流Ich(kA)d15.6514.41d26.0915.53d314.8537.87第四章 电气设备选择第一节 电气设备选择

30、概述一、电气设备选择的原则 1、应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。 2、应按当地环境条件校核。 3、应力求技术先进和经济合理 4、与整个工程的建设标准应协调一致。 5、同类设备应尽量减少种类。 6、选用的新产品均应具有可靠的实验数据。二、电气设备选择的技术条件 1、长期工作条件 （1）额定电压：在选择选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不 不低于装置地点电网额定电压的选择条件，即： 。（2）额定电流：电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。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：。（3）机械负荷：电气设备的端子允

31、许荷载应大于设备引线在短路时的最大点动力。（4）环境条件：当电气设备安装地点环境条件如：温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和履冰厚度等环境条件超过一般电气设备使用条件时，应采取措施。 此外，还应按电气设备的装置地点、使用条件、检修、运行和环境保护等要求，对电气设备进行种类和型式的选择。 2、短路稳定条件（1）热稳定：短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过允许值。满足热稳定的条件为：，其中为短路电流的产生的热效应，、t分别为电气设备允许通过的热稳定电流和时间。(2)动稳定：点动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应能力，亦称动稳定。满足动稳定条件为：或，其中、为短路

32、冲击电流幅值及其有效值；、分别为电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。三、绝缘水平 绝缘水平是电气设备能够承受住运行中各种过电压与长期最高工作电压作用的水平。在选择电气设备时，应充分考虑其绝缘水平，再选择。四、自然环境条件 本变电所所处地理位置的年最低温度：-2，年最高温度：40，年最高日平均温度：32，地震烈度：6度以下，海拔高度：142m，年平均雷电日：90天。在进行电气设备的选择时，应对以上数据进行相应的参照，选出合适的设备。第二节 电气设备选择一、断路器的选择 （一）高压断路器的概述 高压断路器是变电站中的重要开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行时倒换运行方式，把设备或线路

33、接入电路或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，起保护作用。高压断路器最大特点是能断开电气设备负荷电流和短路电流。 高压断路器的种类主要有：油断路器、压缩空气断路器、断路器、真空断路器。（二）断路器技术条件 1、电压： 2、电流： 3、开断电流： 式中：为断路器开断最大暂态短路电流，为断路器的额定开断电流。4、动稳定： 式中：为短路时通过断路器的冲击电流，为断路器极限通过电流峰值。5、热稳定： 式中：为稳态三相短路电流，为断路器t秒热稳定电流，为短路电路发热等值时间。（三）各电压侧断路器的选择与校验 1、各断路器的选择如表4-1:表4-1 断

34、路器型号及参数 性能指标位置 型号额定电压（kV）额定电流（A）额定断开电流（kA）动稳定电 流（kA）热稳定电 流（4S）（kA）110kV侧LW14-1101102000401004035kV侧LW8-3535160025632510kV侧ZN12-1010120031.558031.52、 断路器的校验（1）110kV侧 最大工作电流： 所以 开断电流： 所以 动稳定： 所以热稳定： 设断路器跳闸时间为0.03秒，过流保护动作时间为2秒， 查相关资料短路电流周期分量发热等值时间曲线得 所以 经以上校验此断路器满足各项要求。（2）35kV侧最大工作电流： 所以开断电流： 所以动稳定： 所以

35、热稳定： ，设断路器跳闸时间为0.03秒，过流保护动作时间为2秒， 查相关资料短路电流周期分量发热等值时间曲线 所以 经以上校验此断路器满足各项要求。 （3）10kV侧最大工作电流： 所以开断电流： 所以动稳定： 所以热稳定：，设断路器跳闸时间为0.03秒，过流保护动作时间为2秒， 查相关资料短路电流周期分量发热等值时间曲线 所以 经以上校验此断路器满足各项要求。二、隔离开关的选择（一）隔离开关概述隔离开关是变电站中重要开关电器。高压隔离开关的只要功能是保证高压电气设备及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。（二）隔离开关选

36、择的技术条件隔离开关与断路器相比，在额定电压、电流的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。隔离开关的型式较多，它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型应根据配电装置特点和使用要求及技术经济条件来确定。各电压级隔离开关的选择1、 各电压级隔离开关的选择如表4-2:表4-2 隔离开关型号及参数开关编号型号额定电压(kV)额定电流(A)动稳定电流(kA)热稳定电流(s)(kA)110kV侧GW4-1101106005015.8(4)35kV侧GW2-35356005014(5)10kV侧GN8-101010007530

37、(5)2、隔离开关的校验（1）110kV侧最大工作电流： 所以动稳定： 所以热稳定：由校验断路器可知： 所以 经以上校验此隔离开关满足各项要求。（2）35kV侧最大工作电流： 所以动稳定： 所以热稳定：由校验断路器可得： 所以 经以上校验此隔离开关满足各项要求。（3）10kV侧最大工作电流： 所以动稳定： 所以热稳定：由校验断路器可得：所以 。经以上校验证明此隔离开关满足各项要求。三、母线和电缆的选择（一）母线的选择导体通常由铜、铝、铝合金制成。载流导体一般使用铝或铝合金材料。硬导体截面常有矩形、槽型和管型。矩形母线散热条件好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形母线一般只用

38、于35kV及以上，电流在4000A级以下的配电装置中;槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在40008000A时一般才用槽形母线;管形母线集肤效应较小，机械强度高，管内可用水或风冷却，因此可用于800A及以上的大电流母线。此外，管形母线表面光滑，电晕放电电压高，因此，110kV以上配电装置中多才用管形母线。 1、110kV母线的选择（1） 选择钢芯铝绞线，因软母线的机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。（2）按最大持续工作电流选择母线截面： 主接线为单母分段，母线与主变引线最大持续工作电流一般为一台主变的持续工作电流：由110kV降变压电站设计指导书表1可知环境温度为，

39、导体最高允许温度+时LGJ-95钢芯铝绞线长期允许载流量为352A。在导体最高允许温度+，实际环境温度为一下，由表2可知：温度修正系数。所以 即：.LGJ-95可以满足长期发热要求。（3）热稳定校验：由断路器校验可求得、所以：S（其中S=95）即，满足热稳定要求。综上所述：110kV母线选择LGJ-95型钢芯铝绞线。2、35kV母线的选择（1） 选择钢芯铝绞线，因软母线的机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。（2） 按最大持续工作电流选择母线截面： （3） 主接线为单母分段，母线与主变引线最大持续工作电流一般为一台主变的持续工作电流：由电力工程类专题课设附表6-5可知环境温度

40、为，导体最高允许温度+时LGJ-240/35钢芯铝绞线长期允许载流量为655A。在导体最高允许温度+，实际环境温度为一下，温度修正系数。所以A 即：.LGJ-240/35可以满足长期发热要求。（3）热稳定校验：由断路器校验可求得、所以：S（其中S=240）即，满足热稳定要求。综上所述：35kV母线选择LGJ-240/35型钢芯铝绞线。3、10kV母线的选择（1） 选择硬矩形铝导体，采用单条平放布置方式，具有价格低、好维护的优点。（2） 按最大持续工作电流选择母线截面： 由110kV降变压电站设计指导书表3，选择（）的矩形铝导线，=1129A所以A 即：.（3）热稳定校验：由断路器校验可求得、所

41、以：S（其中S=） 即 ， 满足热稳定要求。（4） 动稳定校验 ： 硬铝线的允许应力为短路冲击电流， ；L为支持绝缘子间的跨距，L=1.2m ；w为截面系数，对单条平放母线，b为母线厚度，h为母线宽度；a为母线相间距离，a=0.25m；为震动系数，其值为1。即 ，满足动稳定要求。综上所述，10kV母线选择为（）的矩形铝导线。（二）10kV线路电缆选择1、按额定电压选择 ： 取10kV。2、按最大持续工作电流选择母线截面S： 由110kV降变压电站设计指导书表4，在电缆缆心工作温度为时+，实际环境温度为一下，温度修正系数。所以185.又因为10kV电缆线采用直埋敷设方式。参照110kV降变压电站

42、设计指导书表5，可选出95（）的电缆线。3、按经济电流密度选择电缆截面： 由110kV降变压电站设计指导书表6，可知经济电流密度J=1.54 95所以选择截面为95（）的铝芯电缆线。（3） 热稳定校验：由断路器校验可求得。且C=95，。954、按允许电压降校验： 综上所述：10kV电缆线选择缆芯截面为95（）的铝芯电缆线。四、互感器的选择（1） 电流互感器的选择与校验1、 概述电流互感器可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值比较小的二次电流，用来进行保护测量等用途。2、 电流互感器选择的技术要求（1） 选择电流互感器是，应根据安装地点和安装方式选择其型式。320kV屋内配电装置的电流

43、互感器，应采用瓷绝缘或树脂浇注绝缘结构；35kV及以上配电装置宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式互感器。 （2）一次回路额定电压和电流的选择 一次回路电压： 式中：电流互感器安装处一次回路工作电压； 电流互感器额定电压。一次回路电流： 式中：电流互感器安装处的一次回路最大工作电流； 电流互感器原边额定电流。(3)准确级准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。对测量精确度要求比较高的电力系统之间电量交换的关口计量点，宜用0.2级；装于重要回路的互感器，准确级应采用0.20.5级

44、；对供运行监视、较小用电负荷以及供电企业内部考核经济指标分析的电能表和控制盘上仪表，其电流互感器应为0.51级。(4) 动稳定校验： 式中：短路电流冲击值； 电流互感器原边额定电流；电流互感器动稳定倍数。(5) 热稳定校验： 式中：稳态三相短路电流； 短路电流发热等值时间；电流互感器原边额定电流。t秒时的热稳定倍数。3、 各电流互感器选择结果如表4-3：表4-3 电流互感器型号及参数 参 数 位 置 型号额定电流比(A)级次组合准确级次二次负荷()10%倍数1S热稳定倍数动稳定倍数0.5级1级3级二次负荷()倍数110kV侧LCWD-110(250)(2600)/50.50.51.21.21.

45、220157515035kV侧LCWD-35151000/50.5/D0.5D1.231.20.8356515010kV侧LA-106001000/50.5/3及0.5/30.5130.40.40.61050904、 电流互感器的校验（1）110kV侧电流互感器 额定电压：=110kV 额定电流：=227.5A 动稳定： 热稳定： 由校验断路器可知： 经以上校验此电流互感器满足各项要求。（2）35kV侧电流互感器 额定电压：=35kV 额定电流：=530A 动稳定： 热稳定： 由校验断路器可知： 经以上校验此电流互感器满足各项要求。（3）10kV侧电流互感器 额定电压：=10kV 额定电流：

46、=644.62A 动稳定： 热稳定：由校验断路器可知： 经以上校验此电流互感器满足各项要求。（二）电压互感器的选择与校验1、 概述电压互感器把高电压按比例关系变换成低等级电压的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。2、 电压互感器选择的技术要求（1） 电压互感器的种类和型式。 在635kV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；110220kV配电装置当容量满足和准确级满足要求是，宜采用电容式电压互感器，也可以采用油浸式。 用于接入精确要求较高的计费电能表时，可采用三个单相电压互感器或两个单相电压互感器接成不完全三角形，而不采用三相

47、式电压互感器。（2） 一次电压和二次电压的选择。： 式中：电压互感器额定一次线电压，电压互感器二次绕组电压通常是供额定电压为100V的仪表。（3）接线方式：一台单相电压互感器用于110kV及以上中性点接地系统时，测量相对地电压；用于35kV及以下中性点不接地系统时，只能测量相间电压。（4）容量和准确级选择。根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各相负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择电压互感器的准确级和额定容量。电压互感器的额定二次容量应大于电压互感器的二次负荷，即.3、给电压侧电压互感器的选择（1）110kV侧： 准确级：1级（2）35

48、kV侧： 准确级：1级（3）10kV侧： 准确级：1级4、各电压级电压互感器的选择如表4-4：表4-4 电压互感器型号及参数型号额定变比（kV）在下列准确等级下额定容量(VA)最大容量(VA)一次绕组二次绕组辅助绕组0.5级1级3级单相(屋外式)JCC2-1100.150010002000JDJJ-351502506001200JDJ-10100.18015032064033第五章 继电保护的配置与整定计算第一节 概述变电站在运行时，可能会发生各种故障和不正常运行状态，会危及到电力系统安全稳定地运行，使电能质量下降，造成停电或减少供电量，严重的甚至毁坏设备和造成人身伤亡。为了保证电力系统的安全

49、正常运行，需对电力系统投入继电保护装置。它的基本任务是：（1）当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置自动、迅速准确地给离故障元件最近的断路器发出跳闸指令，让故障元件及时地从电力系统中切除，而其他非故障部分迅速恢复正常运行。（2）反映电气设别的不正常运行状态 5。第二节 变压器差动保护的整定计算（1）按设计要求，考虑躲过不平衡电流的影响，差动保护用BCH-2型差动继电器。（2）计算各侧外部短路时的最大短路电流，运行方式为系统最大，110kV双回，单台主变，在35kV母线三相短路。因为这时通过变压器各侧的短路电流最大。一、整定计算结果 表5-1 变压器整定计算结果平均电压（k

50、V）11038.511额定一次电流（A）电流互感器接线方式Y电流互感器变比600/51000/51000/5二次侧额定电流(A) =2.33kA将归算到基本侧 二、按下面三个条件决定保护的动作电流1、躲过变压器空载投入或切除外部短路后电压恢复时的励磁涌流：，式中为可靠系数，取1.3；为变压器基本侧额定一次电流。=1.31655=2151.5A2、躲过电流互感器二次回路断线：，式中为正常运行时的最大负荷电流或用变压器基本侧额定一次电流。 =761.47A3、躲过外部短路是最大不平衡电流 三绕组变压器只有高压侧有电源，基本侧在11kV，非基本侧在110kV和35kV侧，在中压侧母线短路时，变压器不

51、平衡电流按下式计算： =1.3110.1+0.050.050.05+0.05 12826=5002.14A式中 为可靠系数取1.3；为非周期分量引起的误差取1；电流互感器的同型系数，对变压器差动保护胃不同型，取1；为电流互感器允许最大相对误差，取0.1；为最大外部短路电流周期分量；、在变压器、侧调压所引起的相对误差，一般取调压范围的一半即0.05；、为由于平衡线圈整定匝数与计算匝数不相等而产生的相对误差，初步计算式，可暂取0.05；、外部短路时，流过、侧短路电流周期分量。选用上述三个条件计算得出的最大者作为差动保护基本侧的动作电流。=5002.14A三、基本侧继电器线圈匝数 = 基本侧差动线圈

52、匝数 所以取实际整定匝数为：=5（匝）。根据差动线圈整定匝数再计算基本侧实际的继电器动作电流和保护动作电流。 =12A四、非基本侧工作线圈匝数和平衡线圈匝数 用接近的匝数作为事件平衡线圈匝数，取实际整定匝数为：=13匝。非基本侧工作线圈匝数为： =513=18（匝）五、校验 =0.032满足要求。第三节 35kV线路电流保护的整定计算继电保护计算网络图如下图5-1所示：图5-1 继电保护计算电抗等值网络图一、电流段在本设计中，由于线路比较短，系统运行方式变化比较大，经计算表明，第一段采用瞬间电流速段保护范围很小，因此第一段采用非选择性瞬时电流速断保护。电流速断保护：对于反应于短路电流幅值增大而

53、瞬时动作的保护。1、动作电流 2、动作时限速断保护瞬时动作切故障，因而速断保护的动作时间取决于保护装置的固有动作时间，一般小于100ms，理论上可以认为s3、灵敏度校验在求取保护的最小保护范围（对应电抗）时，令最小运行方式下最小保护范围末端发生两相短路时的短路电流等于保护的整定电流，即可见保护范围满足要求。二、电流段 当线路末端变压所的变压器不只一台，或者线路末端其他线路时，若采用非选择性电流速断，则不能保证动作的选择性，这时可采用限时电流速断保护。带时限电流速断保护的整定值必须与相邻元件的保护配合。限时电流速断保护：能保护本线路的全长，并具有足够的灵敏性和最小的动作时限。1、动作电流 2、动

54、作时限 s3、灵敏度校验 由此可见满足要求。第六章 防雷装置和接地装置的配置第一节 变电所的防雷变电站是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽，站内装设有许多重要的电气设备，一旦遭受雷击可能导致极为严重的后果，甚至造成设备损坏和长时间停电。变电所出现的雷电过电压主要有两个来源：雷电直击变电所；沿输电线路入侵的雷电过电压波。变电所的直击雷电过电压保护，可采用避雷针、避雷针等;而装设避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施 6。一、避雷针的选择1、按电力设备过电压保护设计技术规程，根据电气设备的布置，确定避雷针的布置，应满足避雷针与配电装置带电部分在地中和空气中应有最小距离的要求，即每支避

55、雷针距构架为5m以上，其地中距离不应小于3m。2、本所占地面积设计为10080，构架最高高度为10m，可采用2根避雷针保护，2根独立避雷针装设在变电所的对角，避雷针距变电所构架5m。3、两支等高避雷针 两支等高避雷针联合的保护范围要比两针各自保护范围的叠加还要大。两针联合保护范围如下图6-1所示：hx水平面上保护范围的截面1.5hPDbxbxrxh/2OOh0D/7PrxhhxhaHa图6-1两支等高避雷针的联合保护范围：被保护物高度；P：高度修正系数，当30mh120m时，；h：避雷针的高度；：两针间联合保护范围上部分边缘的最低点高度；：在高度的水平面上，保护范围的最小宽度。 所以求得=52.67m 由上式求得避雷针的高度h=37.3m，取38m。二、避雷线为了保证