1、毕业设计论文题 目：110KV 降压变电站设计学 院： 信 电 专 业：电气工程及其自动化 年 级： 学 号： 姓 名： 层 次： 学习形式： 指导教师：2011 年 06 月 18 日110KV 降压变电站设计全套图纸，加 153893706摘要随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本论文设计了一个降压变电站,此变电站有三个电压等级：高压侧电压为 110KV,有二回线路；中压侧电压为 35
2、KV,有4 回出线,2 回最大输出功率 6MW,送电距离 30 公里，2 回最大输出功率 8MW，送电距离 25 公里；低压侧电压为 10KV,有 12 回出线,5 回最大输出功率 1.5MW，送电距离 8 公里，7 回最大输出功率 1.3MW,送电距离 10 公里。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台 SFSZL-31500/110 主变压器，其他设备如站用变，断路器，隔离开关，电流互感器，高压熔断器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更
3、加贴合实际，更具现实意义。目 录第一章 电气主接线的设计 .3一、原始资料分析 .4二、主接线的设计 .4三、变电站主变压器的选择 .9第二章 短路电流的计算 .11一、短路电流计算的目的 .11二、计算结果 .11第三章 电器设备选择 .12一、断路器选择： .13二、 隔离开关的选择 .13三、电流互感器的选择： .14四、电压互感器的选择： .15五、熔断器选择： .15六、无功补偿装置 .16七、避雷器选择： .16第四章 导体、电缆、绝缘子和套管的选择 18一、母线导体的选择 .18二、电缆的选择 .19三、绝缘子选择及穿墙套管的选择 .19四、出线选型： .20第五章 配电装置 .
4、21第六章 继电保护装置 .22一、变压器的继电保护 .22二、母线保护 .24三、线路保护 .25第七章 变电站防雷、接地保护设计 .25第一章 电气主接线的设计一、原始资料分析本设计的变电站为降压变电站,有三个电压等级：高压侧电压为 110KV,有二回线路；中压侧电压为 35KV,有 4 回出线,2 回最大输出功率 6MW,送电距离 30公里，2 回最大输出功率 8MW，送电距离 25 公里；低压侧电压为 10KV,有 12 回出线,5 回最大输出功率 1.5MW，送电距离 8 公里，7 回最大输出功率 1.3MW,送电距离 10 公里。二、主接线的设计变电站接线应尽可能采用断路器数目较少
5、的接线，以节省投资和减少占地面积。随着出线数的不同，可采用桥形、单母分段等。低压侧采用单母线和单母线分段。可按一下几个原则来选：1 运行的可靠断路器检修时是否影响供电；设备和线路故障检修时，停电数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。2 具有一定的灵活性主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且再检修在检修时可以保证检修人员的安全。3 操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运
6、行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。4 经济上合理主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。5 应具有扩建的可能性由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。变电站电气主接线的选择，主要决定于变电站在电力系统中的地位、环境、负荷的性质、出线数目的多少、电网的结构等。1 110KV 侧根据原始资料，待设变电站 110KV 侧有两回线路。按照发电厂电气部分规定：在 110KV220KV 线路,当出线不超过 2
7、回时，多采用桥形接线和多角形接线；当出线不超过 4 回时，一般采用分段单母线接线。待设变电所可考虑以下几个方案，并进行经济和技术比较。方案 1：采用单母线分段带旁路接线其优缺点：对重要用户可采用从不同母线分段引出双回线供电电源。当母线发生故障或检修时，仅断开该段电源和变压器，非故障段仍可继续工作，但需限制一部分用户的供电。单母线分段任一回路断路器检修时，该回路必须停止工作。单母线分段便于过渡为双母线接线。采用的开关、刀闸较多，某一开关检修时，对有穿越电流的环网线路有影响。6开关检修时，可用旁路代路运行，无需停电。7易于扩建，利于以后规划。方案 2：采用内桥接线其优缺点：两台断路器 QF1 和
8、QF2 接在电源出线上，线路的切除和投入是比较方便。当线路发生故障时，仅故障线路的断路器断开，其它回路仍可继续工作。当变压器故障时，如变压器 T1 故障，与变压器 T1 连接的两台断路器 QF1 和 QF3 都将断开，当切除和投入变压器时，操作也比较复杂。较容易影响有穿越功率的环网系统，内桥接线适用于故障较多的长线路，且变压器不需要经常切换运行方式的变电所。方案 3：采用外桥接线其优缺点：当变压器发生故障或运行中需要切除时，只断开本回路的断路器即可。当线路故障时，例如进线 1 故障，断路器 QF1 和 QF3 都将断开，因而变压器 T2 也被切除。外桥接线适用于线路较短、变压器按经济运行需要经
9、常切换且有穿越性功率经过的变电所。以上三个方案所需 110KV 断路器和隔离开关数量：方案比较 单母线分段接线 内桥式接线 外桥式接线断路器台数 5 3 3隔离开关组数 16 8 6经以上三种方案的分析比较：方案 1 虽然所用设备多，不经济， （单母线分段带旁路接线）但当任一回路的断路器检修时，该电站无需停电，对有重要负荷的地方有重要意义。方案 2（内桥式接线）虽然所用设备少、节省投资，但以后扩建最终发展为单母线分段或双母线接线方式，且继电保护装置整定有点复杂。方案 3（外桥式接线）虽然具有使用设备最少，且装置简单清晰和建造费用低等优点。但变压器随经济运行的要求需经常切换，当电网有穿越功率流经
10、本站时比较适宜。由于 110KV 只有 2 条进线，出于经济考虑，综合以上各个方案优缺点，决定采用内桥式接线方式.210KV 侧(12 回出线) 分析：6-10KV 配电装置出线回路数为 12 回及以上时，一般采用单母线分段接线220KV 及以下的变电所，供应当地负荷的 6-10KV 配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环的运行检修水平迅速提高，采用单母分段接线一般均能满足运行需求。 （出线回路数增多时，单母线供电不够可靠）3 35KV 侧（4 回出线）35KV 送出 4 回线路,可采用单母线接线或单母线分段接线方式。但单母线接线方式只适用于 6220KV 系统中只有一台发电
11、机或一台主变压器的发电厂或变电所。一般主变不少于 2 台，故选用单母分段带旁路接线方式。主接线 由以上分析比较，可得变电站的主接线方案为：110KV 采用单母分段带旁路接线方式，10KV 采用单母分段接线，35KV 采用单母分段带旁路接线方式。三种方案粗略的经济性比较：由于设备选型未定，只能选定某一典型的设备的参考价格进行计算，同时忽略一些投资比较小的，还有投资相对固定的，诸如基建，直流系统，控制系统及其他设备。第一种方案：110KV 单母分段带旁路，35KV 单母分段带旁路，10KV 单母分段110KV项目 单位 数量 设备费 安装费SF6 断路器 台 5.00 256000 9057.48
12、 110KV 隔离开关 组 16.00 24000 4410.53 110KV 电流互感器 台 5.00 22000 1013.32 110KV 避雷器 组 4.00 66000 2656.6 110KV 软母线 跨 3.00 2374.14 10KV进线断路柜 台 2.00 119300 3711.72 母联隔离柜 台 2.00 69900 3711.72 母线设备柜 台 2.00 28500 1782.64 馈线柜 台 8.00 53000 3711.72 电容保护柜 台 2.00 51000 3711.72 站用变保护柜 台 2.00 51000 3711.72 站用变柜(空柜) 台 2
13、.00 17000 1782.64 封闭母线桥 三相米 10.00 5000.00 394.08 穿墙套管 个 6.00 2000.00 236.59 35KV SF6 断路器 35KV 台 9.00 150000 9057.48 隔离开关 35KV 组 20.00 31500 1058.17 电流互感器 35KV 台 9.00 38000 706.31 电压互感器 35KV 台 3.00 6000 749.51 第二种方案：110KV 内桥接法，35KV 单母分段，10KV 单母分段110KV 项目 单位 数量 设备费 安装费SF6 断路器 台 3.00 256000 9057.48 110
14、KV 隔离开关 组 8.00 24000 4410.53 110KV 电流互感器 台 3.00 22000 1013.32 110KV 避雷器 组 4.00 66000 2656.6 35KV SF6 断路器 35KV 台 9.0 150000 9057.48 隔离开关 35KV 组 18.0 31500 1058.17 电流互感器 35KV 台 9.00 38000 706.31 电压互感器 35KV 台 3.00 6000 749.51 10KV 方案同第一种方案第三种方案：110KV 外桥接法，35KV 单母分段，10KV 单母分段110KV 项目 单位 数量 设备费 安装费SF6 断路
15、器 台 3.00 256000 9057.48 110KV 隔离开关 组 6.00 24000 4410.53 110KV 电流互感器 台 3.00 22000 1013.32 110KV 避雷器 组 4.00 66000 2656.6 35KV 设备同第二种方案10KV 方案同第一种方案主变的费用为 2*26000005200000第一种方案算得其投资为：5200000+2176671.3+2451286.04+1231278.4211059235.76 元第二种方案算得其投资为：5200000+1366123.04+2386169.7+1231278.4210183571.16 元第三种方
16、案算得其投资为：5200000+1309301.98+2386169.7+1231278.4210126750.54 元可知总投资方面三种方案相差不是很大，出于可靠性及以后的扩建的可能性，采用第一种方案三、变电站主变压器的选择1、负荷计算在最大负荷水平下的流过主变的负荷：S 110=S 35KV +S 10kV =31192+23458=54650kVA （计算过程详见第二部分计算）2、容量选择按变电所所建成 510 年的规划选择并适当考虑远期 1020 年的发展，对城郊变与城郊规划结合。根据变电所负荷性质和电网结构来确定，对有重要的负荷的变电所应考虑一台主变停运时，其余主变容量在计及过负荷能
17、力后的允许时间内能保证用户12 级负荷。对于一般性变电所，当一台主变停运后，其余主变应保证全部负荷的 70%80%。所以应选容量为 40000KVA 的主变压器。 （详见第二部分计算书）同级电压的单台降压变压器容量级别不宜太多，应从全网出发，推行标准化系统化。3、主变相数选择1)主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠 性要求及运输条件等因素。2)当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电所，均 应采用三相变压器。由以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。4、主变绕组数量1） 、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
18、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。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：K1=(28+16.6)*0.8/40=0.90.15中压侧：K2=28*0.8/40=0.560.15低压侧：K3=16.6*0.8/40=0.330.15由以上可知此变电所中的主变应采用三绕组。5、主变绕组连接方式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
19、多通过消弧线接地。35KV 及以下电压，变压器绕组都采用连接。有以上知，此变电站 110KV 侧采用 Y0 接线，35KV 侧采用 Y 连接，10KV 侧采用接线。主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接送地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。6、主变的调压方式调压方式变压器的电压调整是用分
20、解开关切换变压器的分接头，从而改变变压器比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在+5以内，另一种是带负荷切换，称为有栽调压，调压范围可达到+30。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。由以上知，此变电所的主变压器采用有载调压方式。7、变压器冷却方式选择主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫有循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫、导向油循环冷却。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。故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料第一部分
21、：相数 S-三相；D-单相第二部分：冷却方式 J-油浸自冷； F-油浸风冷；S-油浸水冷；G-干式；N-氮气冷却；FP-强迫油循环风冷却；SP-强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是：SFPSL40000/110变压器选择结果及参数电力变压器 额定电压（KV） 阻抗电压 （%）型号额定容量比 高压 中压 低压空载损耗kW负载损耗kW空载电流% 高中 高低 中低SFS7-40000/110 40000 110 38.5 10.5 31.5 178.5 1.1 10.5 17 6.58、变电站运行方式的确定该站正常运行方式：110KV、35KV、10KV 母线分段开关（在下面选择设备都以该方式下出现
22、的最大短路电流来选择）在合闸位置，#1、#2 主变变高、变中中性点只投#1 主变，#2 主变变高中性点在断开位置。第二章 短路电流的计算一、短路电流计算的目的在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几个方面： （1）电气主接线的比较与选择。 （2）选择电气设备。 （3）在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对的安全距离。 （4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 （5）接地装置的设计，也需要用短路电流。二、计算结果根据变电所电气主接线做出等值电路如下，采用标么值计算，取Sb=1000MVA，Vb=Va
23、v，I b=Sb/ Vb。3计算结果如下表（计算过程详细第二部分计算书）短路点Vn(KV) 运行方式暂态短路电流 I(KA)冲击电流ich(KA)全电流有效值 Ich(KA)短路容量Sd(MVA)D1 110KV 最大 3.01 7.622 4.73 598.8D2 35KV 最大 5.68 14.46 8.92 364.3D3 10KV 最大 16.08 40.93 25.24 282.4第三章 电器设备选择正确地选择电器是使电器主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器
24、。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠地工作，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。电器主要选择项目汇总表一般选择项目设备名称额定电压 额定电流 热稳定 动稳定特殊选择项目断路器，INbrchNli隔离开关电流互感器NSUmaxINktQI2chesi calreNCFZLS瓷 套 式 )(2高压熔断器NSUmaxKIINfsft 有 限 流 电 阻 者;shNbrI；选择性r电压互感器18.02NsU %315.02USN一 般 仪 表计 费 电 能 表以下各节列出了各种电器设备选择结果，
25、其计算过程详见第二部分计算书。一、断路器选择：据能源部导体和电器选择设计技术规程 ，对主电路所有电气设备进行选择和校验，各级电压的断路器的选择成果见表：序号 断路器参数项目 LW110/2500 SW235 ZN1210/25001 额定电压 110kV 35kV 10kV2 额定电流 2500A 1000A 2500A3 额定短路开断电流 Izkd 31.5kA 24.8kA 31.5kA4 额定短路关合（峰值）Ieg125kA 63.4kA 80kA5 额定短时耐受电流（热稳定电流） 50kA 24.8kA 31.5kA6 额定峰值耐受电流（动稳定电流） 125kA 63.4kA 80kA
26、7 短路电流耐受电流 50kA(3S) 24.8kA(4S) 31.5kA(3S)9 合闸时间 0.1S 0.4S 0.1S10 分闸时间 0.06S 0.06S 0.06S二、 隔离开关的选择选择隔离开关的方法和要求与选择断路器相同，为了使所选择的隔离开关符合要求，又使计算方便，各断路器两侧的隔离开关，原则上按断路器计算数据进行选择。 （详见第二部分计算书）隔离开关选择表： 计 算 数 据设 备 参 数型号NUs(KV)maxI（A）chiNl(KA)kQtI2SKA)(安装地点GW4-110/160011011047316007.6228027.182246.76变 压 器 110KV侧及
27、 母 联 两 侧GW4-35/10003535892125014.468076.792246.7635KV主 变 回路及母联两侧KYN27-12/18010124093400025.24100775.7640010KV 主变、分段开关及馈线三、电流互感器的选择：电流互感器的配置原则：1、为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于中性点直接接地系统，一般按三相配置；对于中性点非直接接地系统，依照具体情况（如符合是否对称、保护灵敏度是否满足等）按二相或三相配置。2、对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护
28、区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。3、为了防止支持式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。4、为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器已装在发电机中性点测。根据以上配置原则和电流互感器选择条件和校验标准选出电流互感器如下：安装地点 型 号 额定电流比1S 热稳定倍数Kt动稳定倍数 Kdw主变 110KV侧 LCWDL-110 2*600/5 75 135主变35KV 侧
29、 LCWDL-35 2*300/5 75 135主变10KV 侧 LAJ-10J 3000/5 50 9010KV 馈线 LAJ-10 3000/5 50 90四、电压互感器的选择：各电压互感器除供给测量仪表和继电保护外，另有辅助绕组，供给保护及绝缘监察装置用。电压互感器的配置原则如下：1、母线 除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。2、线路 35KV 级以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。3、发电机 一般装 23 组电压互感器。一组（三只单相、双绕组）供自动调节励磁装置。另一组供测量仪
30、表、同步和保护装置使用，该互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器， ，其开口三角形供发电机在未并列之前检查是否接地之用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。5 万 KW 级以上发电机中性点常接有单相电压互感器，用于 100%定子接地保护。4、变压器 变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。根据以上配置原则和电压互感器选择和校验条件选出电压互感器如下：安 装 地 点 型 号 额 定 变 比最 大 容 量(VA)110KV 母线 JCC-100 10/31120035KV 母线 JDJJ-35 /5120010KV 母线 JDZ-
31、10PT 10000/100/100/3 960五、熔断器选择：由于 110KV 和 35KV 侧电压互感器的电压等级很高，不宜装设熔断器，下面对 10KV 侧熔断器进行选择。由于 PT 一次绕组电流很小，故熔断器只需按额定电压和开断电流进行选择。即：KAIVUchNs527.01选择结果如下表：安 装 地 点 型 号额定电压（KV）额定电流（A）最大开断电流（KA）断流容量（MVA）10KV 电压互感器RN210/0.510 0.585 1000六、无功补偿装置由于负荷的变化明显，波动性大，对线路末端的用户极为不利，特别在负荷高峰期电压太低，在低谷期电压有明显偏高，使电压质量下降，站内的调压
32、装置有有载调压装置，但单纯地依靠有载调压进行调压效果也不是很理想，尤其在出线无功缺额，功率因数较低的情况下。再者频繁调节有载调压对该装置的寿命影响很大。考虑到上述因素，在 10KV 母线处加装几组电容进行无功补偿。根据电容容量的选择原则： 6.3MVar9.45MVar （功率因数偏低时用 30）TCS302Q 选用型号为 的电容器WBF14/1额定电压： 额定容量：334组数： （考虑站端功率因数为 0.85） 取283.284950ncQs组别接法：采用星型接法，每段母线各带 14 组电容器七、避雷器选择：根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器；变压器中心点接地必须装设
33、避雷器，并应接在变压器与断路器之间；110、35KV 线路侧一般不装设避雷器。本工程采用 110KV、35KV 配电装置构架上设避雷针；10KV 配电装置设独立避雷针进行直接雷保护。为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。采用避雷器来防止雷电侵入波对电器设备绝缘造成危害。避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器） ，且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程 110KV 和 35KV 系统中，采用氧化锌避雷器。由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压要长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不
34、可超过避雷器允许的持续运行电压。避雷器选择情况见下表：工频放电电压（KV）型 号 安装地点额定电压（KV）灭弧电压（KV） 不小于 不大于冲击放电电压（KV）不大于FCZ-110 110KV 侧 110 126 255 290 365FZ-35 35KV 侧 35 41 84 104 148FZ-110J变压器 110KV中性点 110 100 224 268 364FZ-40变压器 35KV 中性点 40 50 98 121 154FZ-10 10KV 母线 10 12.7 26 31 45FS-10 10KV 出线 10 12.7 26 31 45第四章 导体、电缆、绝缘子和套管的选择一、
35、母线导体的选择目前常用的导体有硬导体和软导体，硬导体形式有矩形、槽形和管形。各种导体的特点 ：矩形导体：散热条件较好，便于固定和连接，但集肤效应大，因此，单条矩形导体最好不超过 1250mm2，当工作电流超过最大截面单条导体允许载流量时，可将 2-4 条矩形导体并列使用。矩形导体一般只用于 35KV 以下，电流4000A 及以下的配电装置中。槽形导体：机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小。槽形导体一般用于 40008000A 的配电装置中，一般适用于 35KV 及以下。管形导体：集肤效应系数较小，机械强度高，管内可以通风或通水，用于 8000A 以上的大电流母线。圆管表面光滑，电晕放电电压较
36、高，可用于110KV 及以上的配电装置中。软导体：软导体分为单根软导线和分裂导线。分裂导线可满足大的负荷电流及电晕、无线电干扰要求，且抗震能力强，经济性好。导体选择的一般要求：裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择或校验：1、工作电流2、经济电流密度3、电晕4、动稳定或机械强度5、热稳定同时也应注意环境条件如温度、日照、海拔等。导体截面可按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在 20m 以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。一般来说，母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体可构成硬母线和软母线。软母线是钢芯铝绞线（
37、有单根、双分裂和组合导线等形式） ，因其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。110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导线。以下为导体选择结果（详细的计算选择和校验过程见计算书）：母线 型号 载流量（A） 截面( )2m110KV LGJ-70 265 29435KV LGJ-400 825 63110KV TMY-10080mm2 1830 3 80*10二、电缆的选择电力电缆应按以下条件进行选择和校验：1、电缆芯线材料及型号2、额定电压3、截面选择4、允许电压降校验5、热稳定校验电缆的动稳定由厂家保证，可不必校验。10KV 侧电缆选择如下：类型 载流量 截面 缆芯最高工
38、作温度 根数直埋地下普通粘性浸渍纸绝缘三芯（铝）绞线275A 185 2mC102三、绝缘子选择及穿墙套管的选择支柱绝缘子按额定电压和类型选择，进行短路时动稳定校验。穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件检验动、热稳定。本设计选择的绝缘子如下：电压等级 型号 额定电压 绝缘子高度(mm) 机械破坏负荷（KV） (KV) （kg）110 ZS-110110 1200 200035 ZS-35 35 485 100010 ZB-10 10 215 750本设计选择的穿墙套管如下:电压等级（KV） 型号 额定电流（A） 套管长度（mm）10 CLD-10 4000 620四、出线选型：
39、35KV 出线：Tmax5000h 查负荷的经济密度曲线得到 2/1.mAJ对于双回线路的负荷： 270351.8/4JIS出于以后负荷增长的可能，选用 LGJ95 导线，在 20C 时最大允许电流为352，40为 272kmR/35.0对于单回线路，由于负荷与双回线路相差不大，同时考虑以后负荷的增长，故仍选用 LGJ95 导线10出线：max4000，查负荷的经济密度曲线得到 2/16.mAJ对于双回线路的负荷： 2870316.5/JIS出于以后负荷增长的可能，选用 LGJ95 导线，在 20C 时最大允许电流为352，40为 272kmR/35.0对于单回线路，由于负荷与双回线路相同，同
40、时考虑以后负荷的增长，故仍选用 LGJ95 导线第五章 配电装置配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的联结方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置按电器装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。屋内配电装置的特点是：1、由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2、维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响；3、外界污秽空气对电器影响较小，可减少维护工作量；4、房屋建筑投资较大。屋外配电装置的特点是：1、土建工作量和费用较小，建设周期短；2、扩建比较方便；3、相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4、占地面积大；5、
41、受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；6、不良气候对设备维修和操作有影响。配电装置的型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV 及以下的配电装置宜采用屋内式；110KV 及以上多位屋外式。当在污秽地区或市区建 110KV 屋内和屋外配电装置的造价相近时，宜采用屋内型，在上述地区若技术经济合理时，220KV 配电装置也可采用屋内型。发电厂和变电所中 610KV 的屋内配电装置，按其布置型式，一般可以分为三层、二层和单层式。三层式是将所有电器依其轻重分别布置在各层中，它具有安
42、全、可靠性高，占地面积少等特点，但其结构复杂，施工时间长，造价较高，检修和运行不大方便。二层式是将断路器和电抗器布置在底层。与三层式相比，它的造价较低，运行和检修较方便，但占地面积有所增加。三层式和二层式均用于出线有电抗器的情况。单层式占地面积较大，如容量不太大，通常采用成套开关柜，以减少占地面积。屋外配电装置的型式除与主接线有关外，还与场地位置、面积、地址、地形条件及总体不知有关，并受到设备材料的供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制。普通中型配电装置，国内采用较多，已有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力较好，造价比较低。缺点是占地面积较大。中型配电装置广泛应用于 110
43、500KV 电压级。高型配电装置的最大优点是占地面积少，一般比普通中型节约 50%左右。但耗用钢材较多，检修运行不及中型方便。半高型布置节约占地面积不如高型显著，但运行、施工条件稍有改善，所用钢材比高型少。一般高型适用于220KV 配电装置，而半高型宜于 110KV 配电装置。根据以上原则，选择配电装置如下：110KV 屋外中型配电装置35KV 屋外中型配电装置10KV 屋内单层配电装置第六章 继电保护装置一、变压器的继电保护变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来研总的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度
44、考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。变压器的故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障，油箱内部故障包括相间短路，绕组的匝数短路和单相接地短路，外部故障包括引线及套管处会产生各相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要是由外部短路或过负荷引起的过电流油面降低和过励磁等。对于上述故障和不正当工作状态，根据 DL400-91继电器保护和安全起动装置技术规程的规定，变压器应装设以下保护：（1）瓦斯保护：为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低，对 0.8MVA 及以上油浸式变压器和户内 0.4MVA 以上变压器应装置设瓦斯保护。（2）纵差动保护或电流速断保护为了反应变压器绕组和引出线的相间短
45、路以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护或电流速动保护。纵差动保护适用于：并列运行的变压器，容量为 6300KVA 以上时；单独运行的变压器，容量为 10000KVA 以上时；发电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为 6300KVA 以上时。电流速断保护适用于 1000KVA 以下的变压器，且其过电流保护的时限大于0.5S 时。（3）外部相间短路时，应采用的保护：过电流保护，一般用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故状态下可能出现的过负荷电流；复合电压启动的过电流保护，一般用于升压变压器及过电流保护灵敏度不满足要求的降压变压器上；负序电流及单
46、相式低电压启动的过电流保护，一般用于大容量升压变压器和系统联络变压器；阻抗保护，对于升压变压器和系统联络变压器，当采用前两种保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阻抗保护。（4）系统外部接地短路时，应采用的保护对中性点直接接地电力网内，由外部接地短路引起过电流时，如变压器中性点接地运行，应装设零序电流保护。对自耦变压器和高中压侧中性点都直接接地的三绕组变压器，当有选择性要求时，应该增设零序方向元件。当电力网中部分变压器中性点接地运行，为防止发生接地短路时，中性点接地的变压器跳开后，中性点不接地的变压器（低压侧有电源）仍带接地故障继续运行，应根据具体情况，装设专用的保护装置，如零序过电压保护等
47、。（5）过负荷保护对 400KVA 以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。（6）过励磁保护对 400KVA 及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器励磁电流的升高，应装设过励磁保护。本设计所选变压器容量为 31500KVA，根据以上保护原则，可装设以下保护：（1）装设反应内部短路和油面降低的瓦斯保护。（2）装设反应变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的纵联差动保护。（3）装设反应变压器外部相间短路和内部短路的反备保护的过电流保护。（4）装设零序电流保护以反应大接地电流系统外部接地短路。（5）装设过负荷保护防止
48、变压器过负荷。（6）装设过励磁保护反应变压器过励磁。二、母线保护母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件，母线发生故障，将使连接在母线上的所有元件停电。若在枢纽变电所母线上发生故障，甚至会破坏整个系统的稳定，使事故进一步扩大，后果极为严重。根据有关规程规定，以下情况应装设专用母线保护：1、 发电厂和变电所的 220500KV 电压的母线，应装设能快速有选择地切除故障的母线保护，并考虑实现保护双重化。2、 110KV 单母线，重要发电厂或 110 以上重要变电所的 3566KV 母线，根据系统稳定要求，需要快速切除母线上的故障时。3、 3566KV 电力网中主要变电所的 3566KV 母线双母线或
49、分段单母线需要快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电时。对母线保护的要求是：必须快速有选择地切除故障母线；应能可靠、方便地适应母线运行方式的变化；接线尽量简化。母线保护的接线方式，对于中性点直接接地系统，为反映相间短路和单相接地短路，须采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统只需反映相间短路，可采用两相式接线。母线保护大多采用差动保护原理构成，动作后跳开连接在该母线上的所有断路器。按构成原理的不同，母线保护主要有完全电流差动母线保护、电压差动母线保护、具有比率制动特性的电流差动保护。根据以上原则，配合本设计电气主接线特点，结合其站的重要性，以线路（电源线）的后备保护，方向零序 II 段，距离 II 段作为母线故障的保护，而不专门配置母差保护。三、线路保护根据 35KV 侧电网结构特点，选择安装限时电流速断保护、
