【電氣工程及其自動(dòng)化】某110kV降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)2VIP

1、更多相關(guān)文檔資源請(qǐng)?jiān)L問(wèn)完整設(shè)計(jì)文件及源代碼，資料請(qǐng)聯(lián)系68661508索要 A 基礎(chǔ)理論 B 應(yīng)用研究 C 調(diào)查報(bào)告 D 其他本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）某110kV降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)二級(jí)學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化完成日期：2015年5月25日目 錄1 緒論11.1 概述11.2 原始資料11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容21.4 設(shè)計(jì)配圖22 電氣主接線設(shè)計(jì)22.1 概述22.2 110kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)32.3 35kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)42.4 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)52.5 主接線方式確定53 主變壓器的選擇53.1 概述53.2 容量和臺(tái)數(shù)的確定原則63.3 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇計(jì)算

2、63.3.1 臺(tái)數(shù)選擇63.3.2 容量計(jì)算63.3.3 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇73.4 主變壓器選擇結(jié)果84 短路電流的計(jì)算84.1 概述84.2 短路電流計(jì)算94.2.1 各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算94.2.2 等值網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化104.2.3 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算124.2.4 短路電流的計(jì)算結(jié)果145 主要電氣設(shè)備的選擇145.1 概述145.2 高壓斷路器的選擇145.2.1 概述145.2.2 110kV側(cè)斷路器選擇155.2.3 35kV側(cè)斷路器選擇165.2.4 10kV側(cè)斷路器選擇165.3 隔離開關(guān)選擇175.3.1 概述175.3.2 110kV側(cè)隔離開關(guān)選擇175.3.3 35

3、kV側(cè)隔離開關(guān)選擇185.3.4 10kV側(cè)隔離開關(guān)選擇186 防雷設(shè)計(jì)196.1 概述196.2 侵入波過(guò)電壓保護(hù)197 繼電保護(hù)的配置197.1 母線保護(hù)配置197.1.1 110kV側(cè)線路保護(hù)配置197.1.2 35kV側(cè)線路保護(hù)配置207.1.3 10kV側(cè)線路保護(hù)配置207.2 變壓器保護(hù)配置207.2.1 主保護(hù)207.2.2 后備保護(hù)208 總結(jié)21參考文獻(xiàn)22附錄23附錄A 主要設(shè)備匯總表23附錄B 電氣設(shè)備主接線圖24附錄C 平面配置圖25附錄D 110kV雙母線進(jìn)線斷面圖26附錄E 110kV雙母線出線斷面圖27附錄F 35kV主變壓器進(jìn)線斷面圖28附錄G 35kV出線斷面

4、圖29附錄H 10kV配電裝置接線圖30致謝II某110kV降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：本文是關(guān)于110kV降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括對(duì)原始資料的分析、主接線和主變壓器的選擇確定，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行短路電流的計(jì)算、導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，最后進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電所；短路電流；設(shè)備選擇A main system design of 110kV buck substationAbstract: This design is about a main system design of 110kV buck substation, including the analysi

5、s of raw data, the option of the main transformer and the primary wiring，on the basis of it, dealing with the short-circuit calculations, the choice of conductors and electrical equipment calibration and determination, finally, lightning protection and grounding equipment de

6、sign.Key words: substation; short-circuit current; equipment selection1 緒論1.1 概述變電所是電力系統(tǒng)地重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換、集中和分配電能的作用。本次設(shè)計(jì)是為某110kV降壓變電所進(jìn)行一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：電氣主接線的設(shè)計(jì)、主變壓器的選擇、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇和防雷設(shè)計(jì)等。1.2 原始資料（1）變電所的建設(shè)規(guī)模根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃，本變電所的規(guī)模如下:電壓等級(jí)：110kV/35kV/10kV，線路回?cái)?shù)：110kV近期2回，遠(yuǎn)景

7、發(fā)展2回；35kV近期7回，遠(yuǎn)景發(fā)展2回；10kV近期12回，遠(yuǎn)景發(fā)展4回。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，系統(tǒng)S1為600MVA，阻抗xs1為0.30，功率因數(shù)0.85,系統(tǒng)S2為800MVA，阻抗xs2為0.25，功率因數(shù)0.85。線路L1為20km，線路L2為10km，線路L3為10km，概況圖見圖1-1。圖1-1 概況圖（2）所址概況變電所位于某中小型城市邊緣，所區(qū)西為城區(qū)，南為工業(yè)區(qū)，所址地勢(shì)平坦，交通便利，進(jìn)出線方便，空氣污染輕微，不考慮對(duì)變電所的影響。所區(qū)平均海拔186m，最高氣溫40，最低氣溫-15，年平均氣溫14，土壤溫度25。出線方向：110kV向北，35kV向西，10kV向東，擬建

8、變電所概況見圖1-1。（3）負(fù)荷情況見表1-1。表1-1 負(fù)荷表電壓負(fù)荷名稱每回最大負(fù)荷（kW）功率因數(shù)回路數(shù)供電方式線路長(zhǎng)度（km）35kVA變電所60000.91架空15B變電所70000.921架空8C變電所45000.852架空10D廠43000.882架空7E廠50000.851架空1110kVF變電所10000.93電纜5G變電所8000.892電纜2H廠7000.891電纜3I廠8000.882電纜7J廠2000.881電纜4K廠1000.91電纜5L廠5000.882電纜21.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）對(duì)變電站進(jìn)行總體分析； （2）進(jìn)行電氣主接線的選擇；（3）短路電流計(jì)算； （4）選擇

9、主變壓器；（5）電氣設(shè)備的選擇； （6）防雷設(shè)計(jì)。1.4 設(shè)計(jì)配圖（1）一次系統(tǒng)配置圖； （2）平面布置圖；（3）部分典型間隔的斷面圖； （4）配電裝置圖。2 電氣主接線設(shè)計(jì)2.1 概述電氣主接線又稱電氣一次接線，是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。它直接影響電力生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性、靈活性，同時(shí)對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關(guān)系。因此，要綜合考慮各方面的影響因素，確定最佳的方案1。2.2 110kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 圖2-1 單母線分段接線 圖2-2 單母線分段母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線 圖2-3 雙母接線接線 圖2-

10、4 內(nèi)橋接線（1）方案一：?jiǎn)文妇€分段接線如圖2-1。接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便、設(shè)備用量少、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于擴(kuò)建，也提高了供電的可靠性和靈活性，母線及母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)停電范圍??；但是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電，任一出線的開關(guān)檢修時(shí)，該回線路也必須停止工作。（2）方案二：?jiǎn)文妇€分段母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的旁路母線接線如圖2-2。當(dāng)檢測(cè)與它相連的任意回路的斷路器時(shí)，該回路可以不停電，極大地提高了供電的可靠性；但使用的開關(guān)電器較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積較大，投資較大。（3）方案三：雙母線

11、接線如圖2-3。接線供電可靠性高，當(dāng)輪流檢修一組母線而不中斷供電，而且當(dāng)一組母線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；調(diào)度靈活，電源和負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，通過(guò)倒閘操作可以組成各種運(yùn)行方式；但是所用設(shè)備較多，在母線檢修或故障時(shí)，操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作，且影響范圍較大。（4）方案四：內(nèi)橋接線如圖2-4。接線簡(jiǎn)單清晰，每個(gè)回路平均的斷路器臺(tái)數(shù)少，投資較小，在線路故障或切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單；但在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電時(shí)操作復(fù)雜，在線路側(cè)斷路器檢修時(shí)，線路也需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。結(jié)論：方案四雖然沒有母線，開關(guān)電器較少，投資小，但是在變壓器故障或切除、投入時(shí)，要

12、使相應(yīng)線路短時(shí)停電時(shí)操作復(fù)雜。方案一、二、三都比較符合主接線可靠性，但比較三者，方案二開關(guān)電器較多，配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積較大，方案一所用的斷路器也比較多，相對(duì)而言，方案三可靠性最高，且調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，故在110kV側(cè)采用雙母線接線。2.3 35kV側(cè)主接線設(shè)計(jì) 圖2-1 單母線分段接線 圖2-5 單母線接線（1）方案一：?jiǎn)文妇€接線如圖2-5。接線簡(jiǎn)單清晰，操作方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但是可靠性差，在母線范圍內(nèi)發(fā)生故障或檢修時(shí)，需停止供電，另外各單元斷路器檢修時(shí)，該單元?jiǎng)t需中斷工作；而且調(diào)度不便，電源只能并列運(yùn)行，線路短路電流大。（2）方案二：?jiǎn)文妇€分段接線如圖2-1。接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便、

13、設(shè)備用量少、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于擴(kuò)建，提高了供電的可靠性和靈活性。（3）方案三：?jiǎn)文妇€分段母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的旁路母線接線如圖2-2。供電可靠及靈活，但是開關(guān)電器較多，接線較復(fù)雜，占地面積較大，投資較大。結(jié)論：方案一簡(jiǎn)單，投資最少，但可靠性和靈活性較差。方案二和三符合較高的可靠性和靈活性，但是方案三在經(jīng)濟(jì)方面不足于方案二，且占地面積較大，考慮到操作方面和經(jīng)濟(jì)性，故在35kV側(cè)采用單母線分段接線。2.4 10kV側(cè)主接線設(shè)計(jì)（1）方案一：?jiǎn)文妇€接線如圖2-5。接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便，設(shè)備用量少，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，便于擴(kuò)建，但是可靠性較差。（2）方案二：?jiǎn)文妇€分段接線如圖2-1。接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便

14、、設(shè)備用量少、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于擴(kuò)建，供電的可靠性和靈活性較好。（3）方案三：雙母線接線如圖2-3。供電可靠性較高，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，但是投資較大，占地面積大。結(jié)論：該變電所近遠(yuǎn)期發(fā)展總共有16回，出線回?cái)?shù)較多，可靠性和靈活性要求較高，方案二和三較符合，方案三適用于容量較大、出線帶電抗器的配電裝置，當(dāng)一組母線故障時(shí)仍短時(shí)停電，影響范圍較大，考慮到經(jīng)濟(jì)性和可靠性，故在10kV側(cè)采用單母線分段接線。2.5 主接線方式確定根據(jù)變電所的實(shí)際情況，通過(guò)分析比較，選擇供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、便于擴(kuò)建等要求，且盡可能的采用斷路器數(shù)目較少的方案，以節(jié)省投資，故最終確定110kV側(cè)的主接線采用雙母線接線

15、，35kV側(cè)采用單母線分段接線，10kV側(cè)采用單母線分段接線。3 主變壓器的選擇3.1 概述主變壓器是用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。3.2 容量和臺(tái)數(shù)的確定原則（1）主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。（2）在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。（3） 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證

16、用戶的一、二級(jí)負(fù)荷3。3.3 主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇計(jì)算3.3.1 臺(tái)數(shù)選擇根據(jù)以上的選擇原則，在變電站設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般需要裝設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的主變壓器，目的主要是為了防止其中一臺(tái)出現(xiàn)故障或者檢修時(shí)不中斷對(duì)主要用戶的供電，故本次設(shè)計(jì)選用的主變壓器的臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)。3.3.2 容量計(jì)算最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算： （3-1）式中：為各出線的遠(yuǎn)景最大負(fù)荷；m 為出線回路數(shù)；為各出線的自然功率因數(shù)；為同時(shí)系數(shù)，其大小由出線回路數(shù)決定，出線回路數(shù)越多其值越小，一般在0.80.95之間；為線損率，取5%。因此，由原始材料可得：（1）35kV中壓側(cè)：由于出線回路數(shù)有7回出線，故取值0.95，則： （2）10kV

17、低壓側(cè)：由于出線回路數(shù)有12回出線，故取值0.90，則： （3）兩臺(tái)主變壓器的計(jì)算總?cè)萘繛?（4）為提高負(fù)荷供電可靠性，并考慮到現(xiàn)今社會(huì)用戶需要的供電可靠性的要求更高，應(yīng)采用兩臺(tái)等容量的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，則一臺(tái)主變壓器的容量為： 考慮到后期的擴(kuò)建會(huì)使容量隨之增加，故可選用主變?nèi)萘繛?1.5MVA。3.3.3 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇（1）相數(shù)容量為300MW及以下機(jī)組單元連接的主變壓器和330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。由原始材料分析可知，所址地勢(shì)平坦，交通便利，進(jìn)出線方便，故本次設(shè)計(jì)選用三相變壓器組。（2）繞組數(shù)該變電所具有三種電壓等級(jí)，考慮到運(yùn)行維護(hù)和操作的工作量及占地面積等

18、因素，故本次設(shè)計(jì)選用三繞組變壓器5。由于在35kV中壓側(cè)： 故確定主變?nèi)萘勘葹?00/100/50。（3）繞組連接方式變壓器并聯(lián)運(yùn)行必須滿足以下三點(diǎn)要求：連接組別相同、額定電壓和變比相等、短路阻抗標(biāo)幺值相等，否則不能并列運(yùn)行。在發(fā)電廠和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制三次諧波對(duì)電源的影響等因素，主變壓器連接組號(hào)選用YN,yn0,d11常規(guī)接線比較合適 5。（4）調(diào)壓方式對(duì)于時(shí)而送端、時(shí)而受端、具有可逆工作特點(diǎn)的變壓器，為了保證供電質(zhì)量，一般要要求母線電壓恒定，故選擇有載調(diào)壓方式。 （5）冷卻方法電力變壓器的冷卻方式隨其型式和容量的不同而不同，一般有以下類型：1）自然風(fēng)冷卻；

19、2）強(qiáng)迫風(fēng)冷卻；3）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻； 4）強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；5）強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。40000kVA及以下額定容量的變壓器一般選用自然風(fēng)冷卻方式，優(yōu)點(diǎn)是不需要輔助供風(fēng)扇用的電源，維護(hù)簡(jiǎn)單，始終可在額定容量下運(yùn)行。介于本地區(qū)的自然地理環(huán)境以及變電所本身的特點(diǎn)，冷卻方式采用自然風(fēng)冷卻方式。3.4 主變壓器選擇結(jié)果根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果，選擇三相風(fēng)冷式三繞組有載調(diào)壓變壓器，其型號(hào)為SFSZ7-31500/110，其參數(shù)6可見表3-1：表3-1 SFSZ7-31500/110型主變壓器參數(shù)型號(hào)SFSZ731500/110聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn0，d11額定容量（kVA）31500空載電流（%）1.15

20、空載損耗（kW）50.3額定電壓（kV）高壓中壓低壓110±8×1.25%37±2×2.5%10阻抗電壓（%）高中高低中低10.5186.54 短路電流的計(jì)算4.1 概述短路電流產(chǎn)生的根本原因是相與相之間或相與地（或中性線）之間的絕緣受到損壞。它直接影響電氣設(shè)備的安全，甚至?xí)?duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。計(jì)算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。4.2 短路電流計(jì)算4.2.1 各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算圖4-1 等效電路本章采用的是短路電流近似計(jì)算法7，為了方便選擇電氣設(shè)備及校驗(yàn)，選取的短路點(diǎn)為110kV，35kV及10kV母線，分

21、別為k1，k2，k3，如圖4-1。取基準(zhǔn)功率，基準(zhǔn)電壓為各電壓級(jí)的平均額定電壓：，。基準(zhǔn)電流：（4-1）各元件電抗：（4-2）發(fā)電廠： 發(fā)電廠： 已知各繞組間電壓如表3-1所示，主變壓器各繞組的短路電壓：（4-3）， 主變壓器各繞組的阻抗： （4-4） 架空輸電線路的電抗一般取，則線路的阻抗： （4-5） 4.2.2 等值網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化把等效電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化第一步，環(huán)形輸電線路的角型轉(zhuǎn)換成星形，見圖4-2。 （4-6） (數(shù)值較小，近似取于零) 圖4-2 等效電路Y圖4-3 等效電路簡(jiǎn)化4.2.3 各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算（1）k1點(diǎn)短路時(shí)，等效電路化簡(jiǎn)如圖所示。 圖4-4 等效電路簡(jiǎn)化 短路電流標(biāo)幺值

22、：（4-7） 短路電流有名值：（4-8） 短路沖擊電流：（4-9） （式中：為短路沖擊系數(shù)，其值在之間，一般取，下面式子沿用該取值。)最大有效值電流：（4-10） 短路容量： （4-11） （2）k2點(diǎn)短路時(shí)，等效電路化簡(jiǎn)如圖所示。 圖4-5 等效電路簡(jiǎn)化短路電流標(biāo)幺值：短路電流有名值： 短路沖擊電流： 最大有效值電流： 短路容量： （3）k3點(diǎn)短路時(shí)，等效電路化簡(jiǎn)如圖所示。圖4-6 等效電路簡(jiǎn)化短路電流標(biāo)幺值： 短路電流有名值： 短路沖擊電流： 最大有效值電流： 短路容量： 4.2.4 短路電流的計(jì)算結(jié)果短路電流是效驗(yàn)導(dǎo)體和電氣設(shè)備熱穩(wěn)定性的重要條件，短路電流計(jì)算結(jié)果是選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備的重

23、要參數(shù)。所以正確計(jì)算短路電流，對(duì)整個(gè)變電站的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，也最能體現(xiàn)出整個(gè)變電站設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。如表4-1所示： 表4-1 各短路點(diǎn)的參數(shù)值短路點(diǎn)的編號(hào)基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電流等效阻抗標(biāo)幺值短路電流標(biāo)幺值穩(wěn)態(tài)短路電流有名值短路電流沖擊值短路全電流最大有效值 短路容量k11150.5020.03528.57114.3736.50421.7972856.325k2371.5600.214.7627.42918.91111.292476.094k310.55.4990.3213.11517.12943.60326.036311.5175 主要電氣設(shè)備的選擇5.1 概述主要電氣設(shè)備的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之

24、一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要1。5.2 高壓斷路器的選擇5.2.1 概述高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，防止事故擴(kuò)大，起保護(hù)作用。其最大的特點(diǎn)是能斷開和接通電氣設(shè)備中的負(fù)荷電流和短路電流。5.2.2 110kV側(cè)斷路器選擇（1） 額定電壓： （5-1） （2） 額定電流： （5-2） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇以下斷路

25、器，其參數(shù)8見表5-1：表5-1 LW14110高壓六氟化硫斷路器參數(shù)表額定工作電壓最高工作電壓額定工作電流額定開斷電流額定關(guān)合電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（=3s）熱穩(wěn)定電流額定開斷時(shí)間額定閉合時(shí)間固有分閘時(shí)間燃弧時(shí)間110kV126 kV3150A100kA80kA80kA31.5 kA0.06s0.09s0.03s0.05s（3）開斷電流選擇短路開斷時(shí)間為：s （5-3）采用近似計(jì)算，忽略電阻，趨于無(wú)窮大，故，即：。（4）短路關(guān)合電流的選擇：（5-4）（5）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （5-5） 取后備保護(hù)時(shí)間，則熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間為： 因?yàn)?，則滿足熱穩(wěn)定的要求。（6）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)： （5-6） 由于

26、、，即，則滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。（7）小結(jié)：根據(jù)上述分析，LW14110高壓六氟化硫斷路器符合設(shè)計(jì)要求。5.2.3 35kV側(cè)斷路器選擇（1）額定電壓： （2）額定電流： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇以下斷路器，其參數(shù)8見表5-2：表5-2 LW8-35(A)T型戶外六氟化硫斷路器參數(shù)表額定工作電壓最高工作電壓額定工作電流額定開斷電流額定關(guān)合電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（=3s）熱穩(wěn)定電流額定開斷時(shí)間額定閉合時(shí)間固有分閘時(shí)間燃弧時(shí)間35kV40.5kV1600A25kA63 kA63 kA25kA0.06s0.1s0.06s0.05s（3）開斷電流：短路開斷時(shí)間s，則：（4）短路關(guān)合電流：（5）短路熱穩(wěn)定校

27、驗(yàn)：取，則熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間為： 因?yàn)椋瑒t滿足熱穩(wěn)定的要求。（6）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)：、，即，則滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。（7）小結(jié)：根據(jù)上述分析，LW8-35(A)T戶外六氟化硫斷路器符合設(shè)計(jì)要求。5.2.4 10kV側(cè)斷路器選擇（1）額定電壓： （2）額定電流： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇以下斷路器，其參數(shù)8見表5-3：表5-3 ZN28-10型戶內(nèi)真空斷路器參數(shù)表額定工作電壓最高工作電壓額定工作電流額定開斷電流額定關(guān)合電流峰值動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（=4s）熱穩(wěn)定電流全斷開時(shí)間10kA12kA1250A20kA50kA50kA20kA0.1s（3）開斷電流：短路開斷時(shí)間s，故（4）短路關(guān)合電流：（5）短路熱穩(wěn)

28、定校驗(yàn)：取后備保護(hù)時(shí)間，則熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間為： 因?yàn)?，則滿足熱穩(wěn)定的要求。（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，即，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（7）小結(jié)：根據(jù)以上參數(shù)分析，ZN28-12戶內(nèi)真空式斷路器符合設(shè)計(jì)要求。5.3 隔離開關(guān)選擇5.3.1 概述高壓隔離開關(guān)的主要功能是：保證高壓電氣設(shè)備及裝置在檢修工作時(shí)的安全，與斷路器配合進(jìn)行倒閘操作，以及分、合小電流。5.3.2 110kV側(cè)隔離開關(guān)選擇（1）額定電壓： （2）額定電流： 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可初步選擇以下隔離開關(guān)，其參數(shù)10見表5-4：表5-4 GW5-110/630型戶外隔離開關(guān)參數(shù)表額定電壓最高工作電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流110kV126kV630A

29、50kA31.5kA（3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，即，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（5）小結(jié)：根據(jù)以上參數(shù)的分析，GW5-110/630隔離開關(guān)符合設(shè)計(jì)要求。5.3.3 35kV側(cè)隔離開關(guān)選擇（1）額定電壓： （2）額定電流： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇以下隔離開關(guān)，其參數(shù)10見表5-5：表5-5 GW435(D)型隔離開關(guān)參數(shù)表額定電壓最高工作電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流35kV40.5kV1250A80kA31.5kA（3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （4）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)：、，即，則滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。（5）小結(jié)：根據(jù)以上參數(shù)的分析，GW4-35(D)型隔離開關(guān)符合設(shè)計(jì)要求。5.3.4 10kV側(cè)

30、隔離開關(guān)選擇（1）額定電壓： （2）額定電流： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇以下隔離開關(guān)，其參數(shù)10見表5-6：表5-6 GN8-10/600型隔離開關(guān)參數(shù)表額定電壓最高工作電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流熱穩(wěn)定電流10kV11.5kV600A52kA20kA（3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，即，滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。（5）小結(jié)：根據(jù)以上參數(shù)的分析，GN8-10/600型隔離開關(guān)符合設(shè)計(jì)要求。6 防雷設(shè)計(jì)6.1 概述過(guò)電壓，一般分為內(nèi)部過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓兩類。大氣過(guò)電壓（也稱雷電過(guò)電壓）指大氣中雷云放電而引起的過(guò)電壓，所形成的雷電流及沖擊波電壓可達(dá)到幾十萬(wàn)安和一億伏，破壞性極大。為了保證對(duì)電氣設(shè)備的安全

31、和操作者的人身安全，電力系統(tǒng)中采用了接地裝置11。（1）電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。（2）獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過(guò)。（3）35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)易引起反擊。6.2 侵入波過(guò)電壓保護(hù)雷電波入侵（高電位侵入）：架空線路遭受雷擊或感應(yīng)累的影響，在線路上形成沿線路傳播的高電壓行波。此種電壓波入侵到建筑物內(nèi)或進(jìn)入電氣設(shè)備造成過(guò)電壓。據(jù)統(tǒng)計(jì)城市中雷擊事故的50%-70%是由于這種雷電波侵入造成的。因此，在變電所中應(yīng)予以重視，對(duì)其危害給

32、予足夠的防護(hù)。 7 繼電保護(hù)的配置7.1 母線保護(hù)配置母線作用是匯集、分配和傳送電能。母線故障是發(fā)電廠和變電所中電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一，它將使連接在故障母線上所有元件在母線故障修復(fù)期間或切換到另一組母線所必需的時(shí)間內(nèi)被停電，甚至破壞整個(gè)電力系統(tǒng)的正常工作9。7.1.1 110kV側(cè)線路保護(hù)配置（1）差動(dòng)保護(hù)； （2）高頻保護(hù)； （3）零序電流保護(hù)； （4）綜合重合閘； （5）斷路器失靈保護(hù)。7.1.2 35kV側(cè)線路保護(hù)配置（1）距離保護(hù)； （2）零序電流保護(hù)； （3）三相一次重合閘。7.1.3 10kV側(cè)線路保護(hù)配置（1）三段式電流保護(hù)； （2）過(guò)負(fù)荷保護(hù)； （3）三相一次重合閘。7.2

33、變壓器保護(hù)配置變壓器的故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障有：繞組的相間短路，繞組的匝間短路，直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組的接地短路。油箱外部故障主要有：油箱外部絕緣套管，引出線上發(fā)生相間短路或一相碰接箱殼（或稱直接接地短路）。7.2.1 主保護(hù)（1）瓦斯保護(hù)：對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。（2）差動(dòng)保護(hù)：對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。（3）零序保護(hù)：在110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，接地故障的幾率

34、很大，因此在變壓器的高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)零序保護(hù)，用于反應(yīng)接地故障。（4）電流速斷保護(hù)：與瓦斯保護(hù)互相配合，保護(hù)變壓器內(nèi)部和電源側(cè)套管及引出線上全部故障。7.2.2 后備保護(hù)（1）過(guò)電流保護(hù)：為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過(guò)電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。（2）過(guò)負(fù)荷保護(hù)：變壓器的過(guò)負(fù)荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過(guò)負(fù)荷保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。（3）過(guò)勵(lì)磁保護(hù)：鐵芯飽和后勵(lì)磁電流急劇增大造成過(guò)勵(lì)磁，使鐵損增加造成溫升過(guò)高促使老化，因此要配備專門的過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。8

35、 總結(jié)本次的論文題目是“某110kV降壓變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的初期查閱各種資料并對(duì)變電所變壓器的負(fù)荷進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)對(duì)變電所負(fù)荷狀態(tài)的計(jì)算并分析考慮自然條件的制約，確定了主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。變電所電氣主接線110kV側(cè)采用雙母線接線方式，35kV側(cè)采用單母線分段接線方式，10kV側(cè)采用單母線分段接線方式。然后進(jìn)行短路計(jì)算，從而選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備、繼電保護(hù)等。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)電力系統(tǒng)知識(shí)的理解，大致上掌握了變電所設(shè)計(jì)所需要的知識(shí)和步驟，而且這次設(shè)計(jì)對(duì)我的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程熟悉外，還學(xué)會(huì)了很多關(guān)于電力工程設(shè)計(jì)的程序和方法，在搜集資料、查閱文獻(xiàn)、方案比較、設(shè)計(jì)制

36、圖等方面，都得到了很大的提高。本設(shè)計(jì)作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，請(qǐng)各位老師批評(píng)指點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中我依舊有許多不明白、不清楚的地方，在今后的工作當(dāng)中，我會(huì)結(jié)合實(shí)際來(lái)更好的理解和學(xué)習(xí)這些設(shè)計(jì)知識(shí)。參考文獻(xiàn)1 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分M.北京：中國(guó)電力出版社，2009：100-197.2 卓樂友. 電力工程電氣設(shè)計(jì)200例M. 北京：中國(guó)電力出版社，2007：399-402.3 中華人民共和國(guó)電力能源部發(fā)布. 35110kV變電所設(shè)范.GB50059-92S.北京：中華人民共和國(guó)電力建設(shè)部，1993：2-3.4 謝毓城.電力變壓器手冊(cè)S.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：477.5 朱濤，張華.變電所設(shè)備運(yùn)行實(shí)用技術(shù)M.北京：中國(guó)電力出版社，2011：191-195.6 戈?yáng)|方.電力工程電氣設(shè)備手冊(cè).電氣一次部分上冊(cè)S.北京：中國(guó)電力出版社，1998：350-2003.7 張煒.電力系統(tǒng)分析M.北京：中國(guó)水利水電出版社，1999：198-209.8 傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算M.北京：中國(guó)電力出版社，2004：69-172.9 劉學(xué)軍.繼電保護(hù)原理M. 北京：中國(guó)