《35kV變電站一次設(shè)計(jì)》12000字（論文）

kV變電站一次設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u1、引言 21.1原始資料簡介 31.2魯班供區(qū)負(fù)荷預(yù)測 41.3工程建設(shè)必要性 42、電氣主接線 53、主變壓器的選擇 73.1主變壓器臺數(shù)的確認(rèn) 73.2主變壓器容量的選擇： 83.3主變壓器的選擇結(jié)果： 94、短路計(jì)算 104.1短路的原因、形成及危害 104.2短路計(jì)算的方法： 114.3本設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算： 115、電氣設(shè)備的選擇 155.1變壓器保護(hù)隔離開關(guān)、斷路器的選擇： 155.2電流互感器的選擇 185.3電壓互感器的選擇： 195.4遠(yuǎn)動及通信 205.5高壓熔斷器的選擇： 206、變電站的防雷和接地設(shè)計(jì)： 226.1變電站對直擊雷的防護(hù)措施： 226.2變電站對雷電波的防護(hù)措施： 246.3避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算： 256.4接地設(shè)計(jì) 277、配電裝置的設(shè)計(jì) 297.1配電裝置的基本要求： 297.2配電裝置的分類： 297.3各類型配電裝置的特點(diǎn)： 308、設(shè)計(jì)總結(jié)： 31參考文獻(xiàn)： 31摘要電力行業(yè)是發(fā)電、運(yùn)送電和配電的行業(yè)。三臺縣蘆溪鎮(zhèn)旅游業(yè)的發(fā)展，魯班供區(qū)負(fù)荷不斷增長，本次設(shè)計(jì)主要對本地區(qū)新建35kV的變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于該地區(qū)供電半徑大，線損高、電壓合格率低，故供區(qū)內(nèi)用戶電壓質(zhì)量得不到保證,根據(jù)本地區(qū)供電需求。減少能源供應(yīng)和分配能力，減少能源損失和能源供應(yīng)成本，同時減少占地面積。著重解決了配電裝置的選擇、防雷保護(hù)與接地保護(hù)的配置，并結(jié)合本地區(qū)的供電需求和工程實(shí)際情況選擇出最合適的方案,各種電氣的設(shè)備型號以及容量。關(guān)鍵字：35kV變電站母線配電裝置避雷針1、引言電能是當(dāng)今社會利用最廣泛、地位最為重要同時也最為高效的能源。電能的使用直接促進(jìn)了人類的進(jìn)步和發(fā)展，成為最偉大的發(fā)明之一。變電站同時與發(fā)電廠和用電單位相連。它的運(yùn)行狀態(tài)直接影響到供電系統(tǒng)的整體質(zhì)量，起著中間電能的積累和分配的作用。它的安全與否直接決定了整個電網(wǎng)的安全。電力作為一種清潔能源在使用的能源中的比重在不斷增加。輸電系統(tǒng)中重要的組成部分——變電站，它承擔(dān)了電力的傳輸和分配。本次設(shè)計(jì)基于設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)變電站一次部分，主要分析短路計(jì)算，在此范圍上選取合適的主要電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)防雷設(shè)計(jì)，繪制重要的電氣接線圖。原始資料簡介蘆溪鎮(zhèn)位于三臺腹地，屬地級綿陽市政府駐地。位于北緯31.09179°，東經(jīng)105.09079°。東鄰老馬鎮(zhèn)，南臨劉營鎮(zhèn)，西臨立新鎮(zhèn)，北接永明鎮(zhèn)、涪城區(qū)豐谷鎮(zhèn)，是綿陽第一大鎮(zhèn)。蘆溪雖為鎮(zhèn)但交通便利，G247，成萬高速，成渝環(huán)線高速，西綿高速，205省道貫穿全境。蘆溪鎮(zhèn)行政面積為132.45km2，從“十而五”進(jìn)入“十三五”，蘆溪鎮(zhèn)加大推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程，緊緊圍繞“五個四川”建設(shè)和戰(zhàn)略。蘆溪鎮(zhèn)新增報裝容量26.94萬kVA，負(fù)荷預(yù)測方法采用年均增長率法與回歸模型法、灰色模型法，運(yùn)用多種數(shù)學(xué)模型，取三種方法的加權(quán)平均值作為曾都區(qū)全社會用電量的預(yù)測結(jié)果。根據(jù)蘆溪的實(shí)際情況，給出高、中、低三方案結(jié)果，如下表所示。推薦采用中方案預(yù)測結(jié)果，2016年最大負(fù)荷為302MW，2021年負(fù)荷即將達(dá)到489MW。蘆溪鎮(zhèn)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果下表。表1-1用最大負(fù)荷利用小時法預(yù)測負(fù)荷結(jié)果單位：億kWh方案20142015201620172018201920202015~2017年均增長率（%）2018~2020年均增長率（%）高方案286.5322.53369.45422.98483.34550.73625.4114.5213.75中方案286.5303353388399433.9848913.1610.71低方案286.5297.94323.42349.91377.5406.28436.348.377.51TMAX預(yù)測4960511847944760505150684911----1.2魯班供區(qū)負(fù)荷預(yù)測魯班供區(qū)位于綿陽蘆溪鎮(zhèn)。蘆溪鎮(zhèn)位于綿陽市南部，距綿陽市區(qū)33km，版圖面積98km2，人口2.7萬。蘆溪鎮(zhèn)地處副熱帶北緣，地形以丘陵為主，杜甫草堂風(fēng)景區(qū)馳名中外，吸引大批游客。成萬高速公路穿境而過，交通發(fā)達(dá)。魯班村憑借蘆溪鎮(zhèn)的交通地理優(yōu)勢，依靠杜甫草堂風(fēng)景區(qū)等旅游資源的帶動，經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活水平得到提高。綿陽經(jīng)濟(jì)增長、人民生活水平提高和“兩改一同價”的切實(shí)實(shí)施，城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用電呈現(xiàn)增長勢頭。魯班負(fù)荷預(yù)測見下表：表1-2魯班供電區(qū)負(fù)荷預(yù)測情況表（單位：億kwh、MW）年份項(xiàng)目201420152016201720182019魯班供區(qū)負(fù)荷1.912.102.372.662.953.25電量0.0400.0480.0540.0620.0690.078魯班供區(qū)2014年電量0.040億kwh，負(fù)荷達(dá)到1.91MW，預(yù)測2019年電量將達(dá)到0.078億kwh，負(fù)荷達(dá)到3.25MW。1.3工程建設(shè)必要性根據(jù)以上分析，新建魯班35kV配電站工程可實(shí)現(xiàn)以下功能：1、解決魯班供區(qū)10kV電網(wǎng)供電卡口及低電壓問題。目前魯班供區(qū)在建和已有企業(yè)用電主要靠35kV蘆溪變10kV蘆11魯班線供電。新建魯班35kV配電站，可為當(dāng)?shù)赜脩籼峁╇娫袋c(diǎn)，減少10kV供電半徑，解決當(dāng)?shù)氐碗妷杭熬€路重載問題。2、可以滿足魯班供區(qū)負(fù)荷發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)增長、人們?nèi)找嫣岣叩纳钏疁?zhǔn)，城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民家庭能源消費(fèi)快速增長，魯班供區(qū)負(fù)荷不斷增長，該工程建成后將滿足該區(qū)域用電負(fù)荷的需求，促進(jìn)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。新建魯班35kV配電站工程，將對該區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供有力支持。綜上所述，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測，針對魯班供區(qū)缺乏35kV變電站布點(diǎn)的問題，為提升區(qū)域供給電可靠性，滿足負(fù)荷增長需要，讓35kV配電站深入到供區(qū)負(fù)荷中心，起到合理調(diào)配供區(qū)中心負(fù)荷、優(yōu)化10kV網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、縮減供電面積、減少磨損、提升可靠性的作用。因此2021年在魯班村開工建設(shè)魯班35kV配電站工程是必要的。2、電氣主接線2.1電氣主接線設(shè)計(jì)簡介高壓電器之間通過稱為電器主線的連接線相互連接。它們的主要功能是能量接收和分配電路，相互連接節(jié)組成一個大的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行傳送高電壓、大電流，它們另一個名字就是電氣主系統(tǒng)。它決定著配電裝置的布置和形態(tài)，其次，它也關(guān)系著繼保的布置，對電網(wǎng)的運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用。2.2電氣主接線的特點(diǎn)2.2.1單母分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用斷路器切斷母線后，將斷路器與母線分開，主動隔離故障。，維持正常端母線的用電。缺點(diǎn)：在擴(kuò)建過程中，由于在兩個方向同時平衡擴(kuò)建，所以保持對稱性。2.2.2雙母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，出線或隔離開關(guān)故障只需停機(jī)，調(diào)度靈活，能快速適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式和潮流變化，任意方向擴(kuò)展方便靈活。缺點(diǎn)：隔離開關(guān)的數(shù)量應(yīng)與母線的數(shù)量相匹配，在母線發(fā)生故障和維護(hù)時應(yīng)進(jìn)行切換操作，為了避免誤操作需加裝連鎖裝置[1]。2.3電氣主接線的選擇對原始資料的分析以及對以上幾種接線方式的認(rèn)知，現(xiàn)列出以下幾種方案。方案一：單母分段接線；10kV側(cè)進(jìn)出線為8回，可對重要用電單位采用雙回路供電，增加供電的可靠性。方案二：單母線接線；10kV側(cè)單母接線，當(dāng)維修出線端斷路器時，會中斷對該線路的用電。方案三：雙母線分段接線；10kV側(cè)雙母分段接線，當(dāng)任意母線分段檢修其中任何線路都不需停電。項(xiàng)目方案可靠性靈活性經(jīng)濟(jì)性單母線分段接線高1、靈活的調(diào)試和維護(hù)；2、各等級電壓接線便于擴(kuò)建設(shè)備多，經(jīng)濟(jì)性能差單母線接線較高1、靈活的調(diào)試和維護(hù)好；2、方便擴(kuò)建1、電氣設(shè)備較少，投資?。?、減少占地面積。雙母線接線可靠性高1、靈活的調(diào)試和維護(hù)2、接線較為復(fù)雜1、設(shè)備相對較多投資較大；2、占用面積過大，投資大。表2-1接線方式的比較綜合以上幾種方案的比較我們應(yīng)選擇第二個作為本變電站的主接線。3、主變壓器的選擇3.1主變壓器臺數(shù)的確認(rèn)3.1.1選擇原則：（1）滿足供電可靠性，一般使用兩臺主變壓器；（2）為了滿足系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈敏度，大負(fù)荷變電站一般選用兩臺三繞組變壓器。三繞組變壓器占地面積小，操作維護(hù)方便，價格低于四繞組雙繞組變壓器。因此，應(yīng)選擇兩臺三繞組變壓器。（3）裝有大于2臺主變的變電站中，在其中任意1臺事故后剩余的容量應(yīng)滿足大于該總負(fù)載的七成及以上，并能保證正常的供電。3.1.2主變壓器臺數(shù)的確認(rèn)：主變壓器臺數(shù)的要求:對于配電網(wǎng)側(cè)已形成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的變電站，應(yīng)為變電站設(shè)計(jì)兩臺主變壓器。（2）對只帶有二級、三級負(fù)荷的變電站，能只用1臺變壓器因?yàn)楸咀冸娬九c電網(wǎng)關(guān)聯(lián)較為緊密，且?guī)в胁糠忠患壺?fù)荷，故采用2臺主變壓器并列運(yùn)行。3.2主變壓器容量的選擇：3.2.1主變壓器容量的確定：（1）一般按本站所在區(qū)域五到十年的規(guī)劃負(fù)荷考慮，也還要思量到今后十到二十年的用電增長。根據(jù)主變壓器的容量確定原則，一臺主變可以保證全體負(fù)載的七成以上。結(jié)合上面的資料可知S總=800*6=6400kwA綜合以上數(shù)據(jù)考慮，本變電站單站主變壓器額定容量：SN=4000kVA。3.2.2繞組連接方式的選擇：本次設(shè)計(jì)變電站的電壓等級是35kV和10kV兩級，采取雙繞組變壓器與變壓器繞組的連接方式是Y／△。3.2.3中性點(diǎn)連接方式的選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范可知，在配電網(wǎng)中，公共中性點(diǎn)不接地。單相接地短路時，10kV側(cè)短路電流不大于30A或者35kV側(cè)短路電流不大于10A的時候，中性點(diǎn)一般通過消弧線圈接地，由于35kV側(cè)有中性點(diǎn)，可直接安裝在中性點(diǎn)上共用一套消弧線圈。所以要采用的這一特性來補(bǔ)償電容電流，使其最終的電流呈感性[6]。3.3主變壓器的選擇結(jié)果：根據(jù)《電氣工程電氣設(shè)備手冊》選用的變壓器額容是4000kVA，其中選用雙繞組變壓器，所選變壓器參數(shù)為：型號：GT-4000／35額定容量（kVA）：4000額定電壓（kV）：高壓35±8*1.25%；低壓10.5連接組標(biāo)號：Yd11空載損耗（kw）：4.52負(fù)載損耗（kw）：28.8阻抗電壓（%）：高-低22.8最后選取兩臺GB-4000／35型變壓器選為主變壓器。與該站鄰近的變電站有：110kV永安變（約28km），35kV魯班變（約11km），35kV蘆溪變（約11km）；與該站鄰近的35kV線路有35kV前鋒線、35kV老馬線。1）110kV永安站距離本站站址較遠(yuǎn)，不推薦由110kV永安站直接引入電源。2）35kV魯班站現(xiàn)為單母線接線，現(xiàn)有主變兩臺（5+10）MVA,35kV出線一回（35kV前府線），35kV魯班站被民房包圍，35kV出線較困難，不推薦由35kV魯班站直接引入電源。3）35kV蘆溪站現(xiàn)為單母線接線，現(xiàn)有主變兩臺（3.15+6.3）MVA,35kV出線兩回（35kV前洛線與35kV前何線蘆溪支線），規(guī)劃出線一回（35kV蘆溪-魯班線路）；35kV蘆溪站幾無35kV出線廊道，不推薦由35kV蘆溪站引入電源。4）35kV前鋒線導(dǎo)線線徑較細(xì)，型號為JL/G1A-70,JL/G1A-70極限輸送容量為16.67MW，而府河站目前主變總?cè)萘繛?5MVA,已接近此極限值，因此不推薦由35kV前府線引入電源。5）35kV老馬線導(dǎo)線型號為JL/G1A-150,JL/G1A-150極限輸送容量為26.97MW，推薦由35kV老馬線引入電源。結(jié)合國網(wǎng)四川省電力公司十三五規(guī)劃技術(shù)原則，魯班站以35kV電壓等級接入系統(tǒng)。結(jié)合110kV永安變、35kV老馬變、35kV蘆溪變運(yùn)行情況，本期具體接入系統(tǒng)方案擬定如下：新建前進(jìn)—蘆溪T接魯班35kV線路，魯班35kV配電站接入系統(tǒng)方案如圖所示。圖3.1魯班變電站接入方案4、短路計(jì)算4.1短路的原因、形成及危害用戶供配電系統(tǒng)應(yīng)安全可靠，保證正常用電，但是由于各種原因，系統(tǒng)總會發(fā)生故障，最嚴(yán)重的是短路，是指相間或相間對地連接異常。短路形成的原因主要有：（1）設(shè)備的絕緣自然老化、機(jī)械強(qiáng)度的下降和損傷；（2）運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)，不遵守操作規(guī)程引起的事故，管理不完善；（3）自然災(zāi)害造成的的線路坍塌，斷線等。短路的危害：由于短路后線路的阻抗急劇下降，所以短路電流極具增大，在高等級電壓系統(tǒng)中，可能達(dá)到幾十萬安。在電流飛速加大的時間內(nèi)，系統(tǒng)電壓卻在降落，所以短路的后果一般都是破壞性的。因此可見，短路的后果十分嚴(yán)重，為了保證電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，首先應(yīng)盡可能的消除引起短路的一切原因，其次還應(yīng)該在短路發(fā)生后盡可能快的切除故障，恢復(fù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。4.2短路計(jì)算的方法：短路計(jì)算的方法有單位值法、短路容量法、歐姆法。歐姆法是短路計(jì)算中最基本的，但單位值法在實(shí)際中使用更為廣泛。短路計(jì)算步驟：（1）繪制出電路圖進(jìn)行短路計(jì)算，確定計(jì)算點(diǎn)。（2）確定參考值，Sd=100MVA，Ud=Uav，計(jì)算短路設(shè)計(jì)點(diǎn)所有電壓下的Id。（3）計(jì)算出各元件標(biāo)幺值電抗。（4）顯示與短路電流相等的電路圖，并標(biāo)記短路計(jì)算點(diǎn)。（5）簡化電路，計(jì)算單位總電抗的短路容量。4.3本設(shè)計(jì)中短路電流的計(jì)算：計(jì)算回路電抗：S圖4-1短路計(jì)算圖根據(jù)前面變壓器參數(shù)可得：X1-系統(tǒng)電抗X2-變壓器電抗X3-線路電抗X4-線路電抗計(jì)算各短路點(diǎn)短路電流（1）K點(diǎn)發(fā)生三項(xiàng)短路時圖4-235kV側(cè)K點(diǎn)短路時網(wǎng)絡(luò)簡化圖（2）點(diǎn)發(fā)生三項(xiàng)短路時圖4-3點(diǎn)短路時網(wǎng)絡(luò)簡化圖（3）點(diǎn)發(fā)生三相短路時圖4-4點(diǎn)短路時網(wǎng)絡(luò)簡化圖5、電氣設(shè)備的選擇本工程所在地區(qū)為Ⅲ級污穢地區(qū)，因此，根據(jù)《國家電網(wǎng)公司物資采購標(biāo)準(zhǔn)》，所有室外電氣設(shè)備的外絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)符合三級污染標(biāo)準(zhǔn)，35kV和10kV系統(tǒng)設(shè)備的具體爬電距離應(yīng)≥3.1cm/kV。5.1變壓器保護(hù)隔離開關(guān)、斷路器的選擇：5.1.1隔離開關(guān)的選擇：隔離開關(guān)的要求：（1）電路斷開后，隔離開關(guān)應(yīng)該有清晰可見的斷開點(diǎn)，來判斷電路是否有電。（2）分?jǐn)帱c(diǎn)之間有充足的絕緣距離，保證不發(fā)生閃絡(luò)危及操作人員的人身安全。（3）隔離開關(guān)操作時同期性要好，具有合理的合、跳閘速率。（4）隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，動作迅速可靠，帶接地刀閘的因裝設(shè)閉鎖裝置，保證正確的操作。35kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇：35kV主變進(jìn)線設(shè)備：選用35kV戶外組合電器，包括隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、斷路器等，性能優(yōu)良，可靠性高，維護(hù)工作量小。額定電壓必須大于QUOTE3535kV，最大持續(xù)電流QUOTE。因此選擇GN27-40.5型設(shè)備，且它配備手動式杠桿操作機(jī)構(gòu)。表5-135kV隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）最大工作電壓（kV）極限通過電流（kA）2S熱穩(wěn)定電流（kA）接地刀閘（A）有效值峰值GN27-40.540.5125040.52850202000 短路時沖擊電流為QUOTE動穩(wěn)定電流的峰值Idw=50KA，所以動穩(wěn)定性滿足要求。短路時的熱效應(yīng)為QUOTE*2.08=54.1kA2.s，隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)Ir2t=202*2=800kA2.s，因?yàn)?00QUOTE>>54.1，所以能得出該隔離開關(guān)滿足熱穩(wěn)定的需求。10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇：該線路的QUOTE，所選隔離開關(guān)不應(yīng)小于通過斷路器的最大直流電流Imax=1.05*12.52/（√3*10）=722.8A，故選用高壓隔離開關(guān)GN30-12。表5-210kV隔離開關(guān)參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）允許的熱效應(yīng)動穩(wěn)定電流（kA）GN30-121212503200100短路時斷路沖擊電流是QUOTE隔離開關(guān)的動穩(wěn)定電流的峰值QUOTE為100kA，所以動穩(wěn)定滿足要求。短路時的熱效應(yīng)為QUOTE*2.08=147.11kA2.s，隔離開關(guān)允許的熱效應(yīng)Ir2t=402*2=3200kA2.s，因?yàn)?200QUOTE>>147.11，故選取該型隔離開關(guān)。5.1.2斷路器的選擇：正常時起著投退線路和電氣設(shè)備的作用，故障時，及時切斷連接的故障部位，保證電網(wǎng)安全。目前來看，SF6斷路器是市面上主流的選擇。斷路器的基本要求：（1）他是優(yōu)良導(dǎo)體，應(yīng)該有充足的動、熱穩(wěn)定性。（2）在跳閘時有好的絕緣效果。（3）有充足的遮斷容量和盡量少的分開閘刀時間。（4）電氣壽命和機(jī)械強(qiáng)度符合要求，易維護(hù)。額定電壓:UNQUOTEU；額定電流：INQUOTEIarm；熱穩(wěn)定校驗(yàn)滿足：I2ts.Q*tts.QQUOTEIQUOTE2ti；短路電流作用下持續(xù)工作時間：tis=tse+tbrtse：保護(hù)動作時間，一般為0.15s左右，tbr：固有分閘時間，一般為0.25s左右。35kV側(cè)斷路器的選擇：該回路的電壓的等級為35kV，其額定電流大于等于通過斷路器的最大直流電流QUOTEImaxImax=1.05*12.03/（√3*10.5）=690A。所以選取ZN12型斷路器。表5-335kV斷路器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）固有分閘時間（S）合閘時間（S）ZN123512502550250.150.12電路中通過斷路器的電流IK=15.8A,斷路器額定分?jǐn)嚯娏鳛镼UOTE25KA25KA，短路電流分?jǐn)嗄芰δ軡M足要求。通過斷路器的短路沖擊電流為QUOTE40.29KA40.29KA，動穩(wěn)定的限定值為QUOTE50KA50KA。滿足動穩(wěn)定的要求。最后進(jìn)行斷路器的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，短路持續(xù)時間為QUOTE。短路的熱效應(yīng)為QUOTE。斷路器允許的熱效應(yīng)為QK=I”2t=31.52*4=3969kA2.s，因?yàn)?969＞54.1，所以熱穩(wěn)定性滿足要求，最終選擇ZN12型設(shè)備。10kV側(cè)斷路器的選擇：Imax=1.05*12.52/（√3*10.5）=720A，所以10kV側(cè)選擇的斷路器型號為ZN66A-12/T660-24。表5-410kV斷路器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）固有分閘時間（S）合閘時間（S）ZN66A-12/T660-241263031.54031.50.150.12斷路器短路沖擊電流16.91kA，動態(tài)穩(wěn)定電流50kA，滿足動態(tài)穩(wěn)定要求。短路持續(xù)時間為QUOTE。短路的熱效應(yīng)為QUOTEQUOTE。各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都符合要求，所以最終選擇該型設(shè)備。5.2電流互感器的選擇5.2.1電流互感器的基本須知首先應(yīng)考慮安裝位置，35kV變電站配電裝置一般選用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹酯絕緣結(jié)構(gòu)。電流互感器的精度等級不得低于所提供的測量儀表的精度等級。變電站的測量和控制儀表通常使用0.5至1.0級的電流互感器。電能表中使用的電流互感器變電站電氣等級不低于0.5級。其次，他們還需進(jìn)行動熱穩(wěn)定的檢驗(yàn)，以保證使用時的安全。5.2.235kV側(cè)電流互感器的選擇：一次回路最大持續(xù)工作電流A一次回路必須滿足：Un＞Unet=35kVIn＞Iw.max=693.64A由于安裝地點(diǎn)在室外，電流互感器選取油浸瓷結(jié)構(gòu)，精度等級為0.5。表5-535kV電流互感器參數(shù)型號額定電流（A）級次組合準(zhǔn)確次級二次負(fù)荷（Ω）10%倍數(shù)1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級3級二次負(fù)荷（Ω）倍數(shù)LCWD1-35/120012000.5/B0.5/B2215452.5*4.5熱穩(wěn)定校驗(yàn)：QUOTE2=2916QUOTE134.92，因此，滿足要求。動穩(wěn)定校驗(yàn)：內(nèi)部動穩(wěn)定QUOTEQUOTE。外部動穩(wěn)定QUOTEQUOTEkA。綜合上述條件，查閱設(shè)備表可優(yōu)先使用LCWD1-35／12005.2.310kV側(cè)電流互感器的選擇：35kV側(cè)的流過回路的最大持續(xù)工作電流為Un=Unet=10kVIn＞Iw.max=2427AIN.OC＞IK2”=1.62kA由于安裝地點(diǎn)在室內(nèi)，因此采用電流互感器為樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。表5-610kV電流互感器參數(shù)型號準(zhǔn)確級次額定二次負(fù)荷（VA）1S熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）0.20.5LZZB10-10/30000.2/0.510152152.5熱穩(wěn)定校驗(yàn)：QUOTEIt2t>QKIt2t>QK,QUOTE動穩(wěn)定校驗(yàn)：QUOTE滿足要求。綜合以上條件，查閱設(shè)備表初步選擇LZZB10-10/3000型作為最終的設(shè)備選擇。5.3電壓互感器的選擇：5.3.1電壓互感器的基本要求：電壓互感器在電網(wǎng)的每組母線上都安裝使用，一般都是按電壓等級來進(jìn)行選擇。一般一次繞組所接的Uns滿足（0.9-1.1）Un的范圍內(nèi)浮動。35kV-110kV一般采用電磁式電壓互感器。當(dāng)需要檢查單相接地故障時，應(yīng)選用三元件五柱電壓互感器或三繞組單相電壓互感器。電壓互感器在哪一等級的準(zhǔn)確級下工作要按照全體電氣設(shè)備的準(zhǔn)確級來共同確定。5.3.235kV側(cè)的電壓互感器Un1=35/kVUn2=35/kV它的作用是測量電壓、電能測控，因此，因?yàn)檫x取的是串級絕緣箱式電壓互感器，精度較高，一般為0.5級。綜合以上條件，查閱設(shè)備表可初步選擇JDX6-35型。進(jìn)行動熱穩(wěn)定校驗(yàn)后得到數(shù)據(jù)滿足以上要求。所以選擇該型號設(shè)備為變電站35kV側(cè)的電壓互感器。5.3.310kV側(cè)的電壓互感器Un1=Un2=10kV它的作用有測量電壓、電能和功率的測量及繼電保護(hù)裝置的使用，具有隔油結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器精度要求高，一般為0.5。綜合以上條件，查閱設(shè)備表可初步選擇JDX-10型。進(jìn)行動熱穩(wěn)定檢驗(yàn)后得到數(shù)據(jù)符合以上條件。因此，選擇該設(shè)備作為變電站10kV側(cè)的電壓互感器。5.4遠(yuǎn)動及通信系統(tǒng)采用遠(yuǎn)動通信，通過GPRS無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)對變電站的遙信、遙測等信號上傳，將信號分別傳送到配網(wǎng)自動化主站和營銷電量采集系統(tǒng)上。5.5高壓熔斷器的選擇：5.5.1高壓熔斷器的作用：它由溶體、外殼、支座組成，熔體材料有不同的熔斷特性曲線，可以對各種不同的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)[5]。熔管和熔件都有他們各自本身材質(zhì)的屬性決定他們的額定電流大小，通常熔斷器通過的電流大小不能超過該型號的限定值，他們的排序應(yīng)該是由此可知，限位溶液應(yīng)在最大工作電流下長期穩(wěn)定，短路后迅速斷開，熔斷器與保護(hù)裝置兼容，以免發(fā)生誤動作。查閱設(shè)備表可知，選擇的設(shè)備類型為RN2型高壓熔斷器。表5-7高壓熔斷器的參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）三相斷續(xù)容量（MVA）最大斷開電流有效值（kA）開端最大短路電流時，最大峰值（A）熔體管阻值（Ω）RN2-35350.5100017700100±7RN2-660.5100085300142±14根據(jù)綿陽電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，推薦本線路導(dǎo)線采用JL/G1A-95/20型鋼芯鋁鉸線。導(dǎo)線機(jī)械物理特性見下表：表5-8導(dǎo)線機(jī)械物理特性表型號結(jié)構(gòu)（mm）計(jì)算截面外徑拉斷力自重彈性系數(shù)膨脹系數(shù)鋁鋼mm2mmNKg/KmN/mm2×10-5/℃JL/G1A-95/207/4.167/1.85113.9613.8737200408.9760001.85本工程線路，在蘆溪變電站側(cè)、魯班配電站側(cè)分別安裝單根2km的避雷線，避雷線采用GJ-35鍍鋅鋼。表5-9GJ-35鍍鋅鋼絞線主要參數(shù)如下：型號計(jì)算截面外徑拉斷力自重彈性模量膨脹系數(shù)mm2mmNKg/KmGpa×10-5/℃GJ-3537.177.847200295.1185.01.15（1）導(dǎo)線用懸垂絕緣子串和耐張絕緣子串懸垂串采用單根FXBW4-35/70復(fù)合絕緣子串，但當(dāng)線路穿越主干道、河流及密集居民區(qū)時，直線懸掛絕緣子串按照國家電網(wǎng)公司《十八大事故處理辦法》的有關(guān)規(guī)定，采用雙獨(dú)立兩點(diǎn)懸掛絕緣子串。門框耐張絕緣子串采用XWP-70型耐污瓷絕緣子單串4根，其他FXBW4-35/70型復(fù)合絕緣子。根據(jù)塔型和導(dǎo)線排列方式的要求，本線路在單回轉(zhuǎn)角（耐張）桿塔的中相、轉(zhuǎn)角大于40度外角側(cè)邊相均裝設(shè)跳線懸垂絕緣子串，單串跳線懸垂絕緣子使用FXBW4-35/70型絕緣子。表5-10導(dǎo)線絕緣子的主要參數(shù)如下：型式項(xiàng)目XWP-70FXBW4-35/70結(jié)構(gòu)高度（mm）146650±15瓷件盤徑(mm)255/爬電距離（mm）4001015額定機(jī)電破壞負(fù)荷（Kn）7070工頻濕耐受電壓（kV）4595雷電沖擊耐受電壓（kV）135230工頻擊穿電壓（kV）1201086、變電站的防雷和接地設(shè)計(jì)：6.1變電站對直擊雷的防護(hù)措施：直擊雷的防護(hù)一直都是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，根據(jù)《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的第70條、第71條、第72條、第78條、第83條的要求來進(jìn)行的防護(hù)6.1.1裝設(shè)避雷針的原則：（1）避雷針防護(hù)范圍應(yīng)該覆蓋被保護(hù)設(shè)備的位置。（2）一旦出線閃絡(luò)，等于被保護(hù)物直接加了一個高電位，會對被保護(hù)物造成損害。因此，防護(hù)反擊與保護(hù)范圍盡可能大同樣重要，即在保護(hù)范圍內(nèi)的保護(hù)物不會因?yàn)槭艿嚼纂姷闹苯訐糁泻屠纂娨鸬姆磽舳鴵p壞，這樣才可以稱之為可靠有效的的避雷針、避雷線。（3）當(dāng)雷擊防雷設(shè)備時，避雷針通過排水作用將雷擊流經(jīng)避雷針接地。為避免避雷針的反作用，使得避雷針與保護(hù)對象間有合適的安全距離。（4）框架避雷針為35kV及以上的電氣設(shè)備，對地電阻率不大于1000Ω·m時，不易產(chǎn)生反擊。此時，避雷針必須選擇具有最佳效果和功能的建筑使用形式。同時，結(jié)構(gòu)避雷針投資少。安裝方便[12]。為了確保主變壓器（變電站中最重要和最不絕緣的設(shè)備）的絕緣不受反擊威脅，除水電站外，避雷針與安裝在構(gòu)筑物上的主接地網(wǎng)地下連接點(diǎn)、變壓器接地線與主接地線的地下連接點(diǎn)沿接地體的長度不應(yīng)小于15m。也就是說，當(dāng)避雷針被擊中時，當(dāng)沿接地體傳播時，接地裝置的電位會增加和減少。距離15m后，通常不會對變壓器進(jìn)行反擊。6.1.2直擊雷的防護(hù)原理:就是讓雷電從事先設(shè)計(jì)好的的通道中流向地面，避免造成被保護(hù)設(shè)備和建筑物的損壞。由以下幾個設(shè)備組成防護(hù)直擊雷電的裝置：（1）照明：避雷器、避雷線等最先接閃的金屬部件。一般由鋼管、鋼筋、扁鋼組成。（2）引下線：將照明端子接地的導(dǎo)體。通常用鋼筋制成。（3）接地裝置：一般為各種形式的接地體和鋼絲接地線。圖6.1直擊雷防護(hù)裝置的組成在雷電流的剛發(fā)生的階段，先導(dǎo)最初的方向不收地面物體的影響，當(dāng)它下降到一定高度的時候，大地上避雷針中的接閃器首先開始把雷電流像自身的方向吸引，從而在其表面產(chǎn)生靜電感應(yīng)，產(chǎn)生相反極性的電荷，這時雷電流中的電荷（一般都為負(fù)電荷）就被接閃器所產(chǎn)生的正電荷相中和，因此，雷電電流通過接地裝置通過防雷端子流向接地，從而保護(hù)范圍內(nèi)的所有設(shè)備和建筑物。6.2變電站對雷電波的防護(hù)措施：變電站在裝設(shè)避雷針后，電氣設(shè)備遭受雷擊的概率小到可以忽略不計(jì)，但侵入波產(chǎn)生的過電壓將對電站的電氣設(shè)備造成很大的危害。35kV小容量變電站，本段根據(jù)供電規(guī)模和局部雷電活動強(qiáng)度，采用簡化的進(jìn)線端保護(hù)，由于接線簡單，35kV小容量變電站規(guī)模小，避雷器與變壓器之間的電氣距離一般小于10m，允許有較大的侵入波斜率，所以能夠縮短進(jìn)線長度。6.2.1避雷器的基本要求：避雷器的主要功能是抑制雷電侵入波產(chǎn)生的過電壓。當(dāng)避雷器放電時，即對地短路。當(dāng)強(qiáng)脈沖電流進(jìn)入地面時，，阻抗很小，工頻電流一般較大。也叫工頻直流。避雷器必須迅速消除工頻直流，以消除短路的存在。在這方面，避雷器有以下要求：（1）在過電壓情況下，避雷器的伏特-秒特性曲線應(yīng)優(yōu)先于被保護(hù)對象的伏特-秒特性曲線的擊穿，從而起到保護(hù)作用。（2）避雷器應(yīng)具有一定的滅弧能力。圖6.2伏秒特性的配合6.2.2避雷器的選擇：變電站內(nèi)最重要的設(shè)備是主變壓器，它通常是最昂貴、絕緣等級最低的。為了更好地保護(hù)主變壓器，閥式避雷器的安裝應(yīng)靠近同一城市的主變壓器。理想情況下，閥式避雷器和主變壓器直接并聯(lián)。然而，電氣設(shè)備的布置往往需要留有一定的安全距離，因此母線上安裝的閥式避雷器與主變壓器之間仍有一定的距離。當(dāng)侵入波斜率和與連接線的距離較大時，絕緣損壞，主變壓器損壞，本設(shè)計(jì)35kV母線采用的避雷器型號為FZ-15，10kV母線上安裝HY5WZ-9.9/27，所有類型的避雷器均為合成絕緣氧化鋅避雷器。6.3避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算：6.3.1單支避雷針的保護(hù)范圍：單支避雷針的保護(hù)范圍如圖所示：圖6.3單根避雷針的保護(hù)被保護(hù)物體在高度的水平面以上，保護(hù)半徑當(dāng)當(dāng) h≤30m時，P=1；30<h≤120時，P=6.3.2兩支等高避雷針:兩個等高避雷針大于兩個避雷針的保護(hù)范圍，見下圖：圖6.4兩根避雷針的保護(hù)用單針法計(jì)算室外保護(hù)范圍，用單針法計(jì)算兩針之間的保護(hù)范圍：,。當(dāng)0時，兩針的保護(hù)范圍要比各自保護(hù)范圍加一起略大。由此可以看出，為了兩根等高避雷針能起到聯(lián)合作用，加大兩針間的距離是不夠的。即使被保護(hù)物體就在地面位置，兩針之間的距離也一定要不超過7hp。當(dāng)被保護(hù)物體的高度不為0而是時，兩根避雷針之間的距離也就要必須不超過。6.3.3避雷針的選擇：雷擊輸電線路時將會產(chǎn)生正極性的波，該波很有可能沿著輸電線路傳輸進(jìn)入到變電站，在最不好的狀況下，侵入波的最大幅值為沖擊閃絡(luò)電壓的50%。該值遠(yuǎn)高于線路耐受電壓值，因此要在進(jìn)線段架設(shè)避雷線保護(hù)。根據(jù)公式：——侵入雷電波陡度,KV/;——進(jìn)線段導(dǎo)線懸掛平均高度，m;l——進(jìn)線段長度，Km;——避雷器的沖擊放電電壓或殘壓。得出雷電波陡度接近于2.7KV/，再有；——進(jìn)波陡度，KV/m;——波的傳播速度；得出進(jìn)波陡度為0.0.35KV/m小于0.5KV/m，符合35kV變電站侵入波陡度規(guī)定。7.2.2變電站的避雷針選擇有上面數(shù)據(jù)可知，變電站大小D=38.94m，站內(nèi)最高點(diǎn)為=7.5m，去避雷針高度h=30m。我們采用2支等高的避雷器進(jìn)行站內(nèi)保護(hù)。=7.5mmmm經(jīng)過上述計(jì)算，采用兩支30米高度的避雷針能安全保護(hù)全站。變電站避雷針分布及保護(hù)范圍圖6.4接地設(shè)計(jì)它們通過接地裝置接地。接地裝置通常由埋地接地體和引下線組成。變電站接地裝置不僅可以降低接地電阻，還可以降低雷電電流和短路引起的電位升高。它們還可以減小接地電位分布、接觸電位差和步進(jìn)電位差。接地電位的升高和電位的分配不應(yīng)造成人員傷害和設(shè)備損壞，配電裝置的構(gòu)造應(yīng)使操作集中，避免人員走太遠(yuǎn)而無法完成操作一個回路，同時配電裝置的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)整潔、清晰、便于操作和維護(hù)，并應(yīng)防止誤操作。支架、框架采用引下線與主接地網(wǎng)可靠連接，主接地網(wǎng)水平接地體及主接地線采用熱浸鍍鋅扁鋼。豎向集中接地體采用鍍鋅角鋼，接地網(wǎng)材質(zhì)為（∠5）×50.×2500）角鋼、（-60）×扁鋼，埋深0.8m。接地網(wǎng)接地電阻R≤4，如《交流電氣裝置接地》所示，場地平整后站址土壤電阻率ρ取100.Ω?敷設(shè)接地網(wǎng)合閘面積S=225m2－主接地網(wǎng)接地電阻接地R=3.33Ω，符合要求。復(fù)合接地網(wǎng)的接地電阻;7、配電裝置的設(shè)計(jì)7.1配電裝置的基本要求：前期的設(shè)計(jì)建造要遵循有關(guān)部門規(guī)程、規(guī)范，并根據(jù)電力系統(tǒng)的要求，自然環(huán)境特點(diǎn)合理制定和選用方案設(shè)備變電站應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的位置和用電情況來決定，在確定配電裝置形式時必須遵守以下條件：（1）節(jié)約用地（2）運(yùn)行安全、維護(hù)方便（3）減少材料使用，降低整體建筑價格。它同時還是連接發(fā)電廠和變電站之間的重要一環(huán)。其作用是在正常運(yùn)行時作為配電裝置使用，故障時能快速排除故障。配電裝置的構(gòu)造應(yīng)使操作集中，避免人員走太遠(yuǎn)而不能操作電路，同時，配電裝置的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)整潔。清晰、易于操作和維護(hù)，并配有必要的聯(lián)鎖裝置和聯(lián)鎖保護(hù)裝置，以防止誤操作，防止誤打開隔離開關(guān)、斷路器和電源間隔。在滿足以上要求的情況下，電氣設(shè)備的布置要緊湊，節(jié)省原材料和資金，降低整體造價。最后，根據(jù)電站和變電站的具體情況，分析改造和擴(kuò)建的可能性。如果將來有這方面的考慮，還要給今后的建設(shè)留下足夠的的預(yù)備空地。7.2配電裝置的分類：根據(jù)現(xiàn)場用電設(shè)備情況，配置有內(nèi)外配電機(jī)的配電裝置，采集方式可全分布采集。用電設(shè)備的采集稱為后臺采集，總的用電單位在轉(zhuǎn)移到確定的地點(diǎn)前采集，供生產(chǎn)廠家使用。屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：（1）凈安裝距離小，電氣設(shè)備可分層布置，占地面積小。（2）在室內(nèi)進(jìn)行巡邏和維護(hù)，工作量小，對氣候影響小。（3）房屋的基建部分投資大，建設(shè)周期長。屋外配電裝置的特點(diǎn)：（1）電氣設(shè)備之間的距離較大，能進(jìn)行帶電操作。（2）外部環(huán)境影響較大，設(shè)備運(yùn)行條件惡劣，可以加強(qiáng)絕緣。（3）占地面積大，比戶內(nèi)配電裝置更便于擴(kuò)展。（4）房屋的基建部分投資小，建設(shè)周期短，工作量小。成