1、摘 要变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。本次设计建设一座 110KV 降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短
2、路稳态电流和冲击电流的值。最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验。关键词：变电所，主接线，电网，断路器，短路电流计算，电气设备选择AbstractThe know-why the learns , real circumstances of this engineering of combination are used , the analysis conscientiously careful by way of to the primary sources , as well as short circuit calculation to decide
3、s on the scheme The selection of the electric owner grasping the transformer substation wiring scheme , the mould selecting of major electric installation , the selection of main transformer platform number , capacity and model , as well as the various protections are surely calmly . Define finally
4、this 110KV transformer substation electric owners wiring diagram , and accomplishes the preliminary design to the 110KV transformer substation . Designing by way of this , I have had a more overall understanding to the design of transformersubstation , and makes me learn , not only the reliability w
5、ill fully be thought over in the engineering designation and the flexibility , and still more will give considerationto many things economy , long-range nature and technical .Keywords: Substation, power, the wiring, circuit breakers, short-circuit current calculation, electrical equipment selection.
6、目 录摘 要 . IAbstract II第一部分 设计说明书 .- 2 -第一章 变压器选择 - 2 -1.1 主变压器容量的确定 - 2 -1.2 主变压器台数的确定 - 2 -1.3 主变压器型式的确定 - 2 -第二章 电气主接线设计 - 4 -2.1 主接线的设计要求 - 4 -2.2 本变电所电气主接线设计 - 5 -第三章 短路电流计算 - 9 -3.1 短路故障产生的原因 - 9 -3.2 短路故障的危害 - 9 -3.3 短路电流计算的目的 - 10 -3.4 短路电流计算的内容 - 11 -3.5 短路电流计算方法 - 11 -3.6 短路电流计算 - 12 -第四章 电气
7、设备选择 与校验 - 13 -4.1 电器选择的一般条件 - 13 -4.2 高压断路器的选择 - 15 -4.3 高压隔离开关的选择 .- 16 -4.4 电流互感器的选择 - 17 -第五章 配电装置设计 - 19 -5.1 配电装置的基本要求 . - 19 -5.2 配电装置的类型及特点 . - 19 -5.3 配电装置的设计原则 . - 20 -5.4 配电装置设计的基本步骤 . - 21 -5.5 配电装置的选用 . - 21 -5.6 电气总平面布置 . - 22 -第二部分 设计计算书 - 23 -第一章 短路电流计算 .- 23 -第二章 电气设备选择与校验 - 25 -2.1
8、 断路器选择及校验 . - 25 -2.2 隔离开关选择及校验 . - 26 -2.3 电流互感器选择及校验 . - 27 -参考文献 - 29 -附图 第一部分 设计说明书第一章 变压器选择1.1 主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展。对于城郊变电所主变压器容量应与城市规划相结合。根据变电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，应考虑到一台主变压器停运时，其余变压器容量在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，当一台主变停运时，其余变压器容量应能保证
9、全部负荷的 70%-80%。同级电压的单台降压变电器容量级别不宜太多。应从全网出发 ，推行系列化、标准化。综上所述，本变电所本期容量为 240MVA，终期容量为 340MVA，则单个变压器容量应不小于4075%=30MVA故可选择容量为 40MVA。1.2 主变压器台数的确定DL T5103-1999 35kv110kV 无人值班变电所设计规程规定，主变压器的台数应根据地区供电条件、符合性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑规定。而本变电站中详细说明本变电所本期容量为 240MVA，终期容量为 MVA，故选择 3 台变压器。4031.3 主变压器型式的确定主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压
10、器的制造条件、可靠性要求及运输可能性，当不受运输条件限制时，在 330 kV 及以下的发电厂和变电所均应选用三相变压器。当能满足供电规划要求时宜选用双绕组变压器。经济技术比较合理时，可采用三绕组变压器。当不能满足用户电力系统和用户电压质量指标时，宜采用有载调压变压器。本电站高压侧为 110kV，低压侧只有 10kV，故可选择 3 台型号为 SZ10-40000/110的变压器。主变压器参数如表 1.1 所示。表 1.1 主变压器技术参数额定电压（kV） 损耗（kW）型号额定容量（kVA） 高压 低压 空载 负载空载电流（%）阻抗电压（%）联结组标号SZ10-40000/110 40000 11
11、0 2 %5.10.5 23.4 104 0.5 9.8 YN d1第二章 电气主接线设计电力系统是由发电厂、变电所、线路和用户组成。变电所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。为满足生产需要，变电所中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。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，详细地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。2.1 主
12、接线的设计要求主接线代表了变电所电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电所电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、
13、安全可靠。在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。2.1.1 可靠性供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：1.可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。2.主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。3.可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠
14、。因此，评价可靠性时，不能脱离变电所在系统中的地位和作用。2.1.2 灵活性主接线的灵活性要求有以下几方面。1.调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。2.检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。3.扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。2.1.3 经济性在满足技术要求的前提下，做到经济合理。1.投资省：主接线应简单
15、清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电所中，应推广采用直降式（110/610kV）变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。2.占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。3.电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。2.2 本变电所电气主接线设计2.2.1 110kV
16、 电压侧接线本变电所 110KV 线路有 3 回，可采用内桥线接线或线路变压器组接线两种方案，如图2.1 所示方案一 方案二图2.1 110kV 电压侧接线方案方案一：内桥接线操作方便，如线路发生故障，仅故障线路的断路器跳闸，其余回路可继续工作，并保持相互的联系。但是正常运行时变压器操作复杂，桥回路故障或检修全厂分列为两部分，使两个单元之间失去联系；同时出线断路器故障货检修时，造成该回路停电。方案二：线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，其特点是设备少、投资省、操作简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性较低； 扩大式线路变压器组结构就是在线路变压器组结构上增加了电流互感器
17、和电压互感器，在结构简单的基础上，又增加了一些功能，根据国家电网公司输变电工程典型设计 110kV 变电站分册中 B-2 方案规定，本变电站采用线路变压器组接线综上所述，110kV 电压侧接线应选择方案二。2.2.2 10kV 电压侧接线本变电所10KV线路有36回，可采用双母线接线或手车式高压开关柜单母线分段接线两种方案，如图2.2所示。方案一 方案二图2.2 10kV 电压侧接线方案方案一：双母线接线一般用于出线较多，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，但设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二：单母线分段接线简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对
18、重要用户的供电，设备少，投资和占地小。手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的手车断路器来替代需要检修的工作的手车断路器。采用手车式高压开关柜，可不设置旁路设施。综上所述,10kV 侧电压接线应选择方案二。本变电所主接线如图 2.3 所示。图 2.3 电气主接线图第三章 短路电流计算计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对这些设备提出技术要求；评价确定网络方案，研究限制短路电流措施；为继电保护设计与调试提供依据；分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。在电力系统设计中，短路电流的计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后
19、510 年中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，短路点的三相短路电流。3.1 短路故障产生的原因工业与民用建筑中正常的生产经营办公等活动以及人民的正常生活，都要求供电系统保证持续安全可靠地运行.但是由于各种原因，系统会经常出现故障，使正常运行状态遭到破坏。短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或地与相之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有：3.1.1 设备原因电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路的功能。3.1.2 自然原因气候恶劣，由于大风、低温、
20、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。3.1.3 人为原因工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金属性短路；人为疏忽接错线造成短路或运行管理不善造成小动物带电设备内形成短路事故等。3.2 短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：1.短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。2.短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如
21、果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。3.短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。4.不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。5.短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及范围越大。6.破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失
22、去同步，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。3.3 短路电流计算的目的3.3.1 电主接线比选短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。3.3.2 选择导体和电器如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断能力等。3.3.3 确定中性点接地方式对于 35kV、10kV 供配电系统，根据单相短路电流可确定中性点接地方式。3.3.4 选择继电保护装置和整定计算在考虑正
23、确、合理地装设保护装置，在校验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布情况；不仅要算出最大运行方式下电路可能出现的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能出现的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或根据需要计算单相接地电流等。3.4 短路电流计算的内容1.短路点的选取：各级电压母线、各级线路末端。2.短路时间的确定：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，确定计算短路电流的时间。3.短路电流的计算：最大运行方式下最大短路电流；最小运行方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体项目及其计算条件，
24、取决于计算短路电流的目的。3.5 短路电流计算方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必须首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和有名值法。3.5.1 标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，采用标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。3.5.2 有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种方法通常用于 1KV 以下低压供电系统短路电流的计算。3.6 短路电流
25、计算本变电所短路电流计算结果如下（计算过程见设计计算书第一章）：短路电流如下表 3.6.1表 3.6.1 110kV 侧和 10kV 侧短路电流计算结果计算参数短路点短路电流有名值(kA) 冲击电流(kA)110kV 5.578 11.831分列 16.414 34.81410kV并列 31.95 67.77第四章 电气设备选择与校验4.1 电器选择的一般条件电器选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气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。尽
26、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。4.1.1 按正常工作条件选择电器1.额定电压和最高工作电压在选择电器时，一般可按照电器的额定电压 不低于装置地点电网额定电压UN的条件选择，即UNs s2.额定电流电器的额定电流 是指在额定周围环境温度 下，电器的长期允许电流。 应NI0NI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maxImaxNI3.按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤其是小环境）条件当气温、风速、污
27、秽等级、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是，应采取措施。4.1.2 按短路情况校验1.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 2tKQI式中 短路电流产生的热效应；KQ、 电器允许通过的热稳定电流和时间。tI2.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 ashi或 sI式中 、 短路冲击电流幅值及其有效值；shisI、 电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。ass下列几种情况可不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
28、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。3.短路电流计算的条件为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作验算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验算，若其它种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。（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。4.短
29、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ktprt abtkprabt而 abin式中 断路器全开断时间；abt后备保护动作时间；pr断路器固有分闸时间。int断路器开断时电弧持续时间。a开断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brt护时间 和断路器固有分闸时间之和，即1prt 1brptint4.2 高压断路器的选择高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回
30、路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。本变电所高压断路器选择如下（选择和校验计算见计算书第二章）：4.2.1 110kV 线路侧及变压器侧：选择 SW3-110G 型断路器，如表 4.1 所示。表 4.1 110kV 侧断路器选择结果表计算数据 SW3-110GNsU110(kV) NU126（kV）maxI220.45(A) I1200(A)5.578(kA) Nbr15.8(kA)KQ112.011 2kAS2tI998.56 2kASshi11.831（kA） esi41(kA)4.2.2 10kV
31、线路侧及变压器侧：选择SN10-10III型断路器，如表4.2所示。表4.2 10kV侧断路器选择结果表计算数据 SN10-10IIINsU10(kV) NU11.5（kV）maxI2424.94(A) I3000(A)31.95(kA) Nbr40(kA)KQ3674.89 2kAS2tI6400 2kASshi67.77（kA） esi125(kA)4.3 高压隔离开关的选择隔离开关也是变电所中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。4.3.1 隔离开关的主要用途：1.隔离电压在检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以
32、确保检修的安全。2.倒闸操作投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。3.分、合小电流因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作：分、合避雷器、电压互感器和空载母线；分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；关合电容电流不超过5A的空载线路。4.3.2 本变电所隔离开关的选择1.110 kV 侧：选择 GW5-110/630，如表 4.3 所示。表 4.3 110kV 侧隔离开关选择结果计算数据 GW5-110/630NsU110(kV) NU110（kV）maxI220.45(A) I630(A)KQ112.011 2k
33、AS2t 3696 2kASshi11.831（kA） esi 80(kA)2.10kV侧：选择GN -10/3000，如表4.4所示。2表4.4 10kV侧隔离开关选择结果计算数据 GN -10/30002NsU10(kV) NU10（kV）maxI2424.94(A) I3000(A)KQ3674.89 2kAS2t 25000 2kASshi67.77（kA） esi 100(kA)4.4 电流互感器的选择电流互感器（CT）是一次系统和二次系统间联络元件，用以分别向测量仪表、继电器线圈供电，正确反映电气设备正常运行和故障情况。作用是：4.4.1 将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5
34、A 或 1A） ，使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构巧，价格便宜和便于屏内安装；4.4.2 使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证设备和人身的安全。1.热稳定校验：CT 的内部热稳定能力用热稳定倍数 Kr表示，热稳定倍数 Kr等于互感器 1s 热稳定电流与一次额定电流 IN1之比，故热稳定条件为： 21(K)rNkIQ式中 QK-短路热效应2.动稳定校验：CT 的内部动稳定能力用动稳定倍数 Kd表示, Kd等于 CT 内部允许通过的极限电流（峰值）与 Kd倍一次额定电流 IN1之比，故：CT 的内部动稳定条件为： 1(.4)dNmI式中 -通过二次侧绕组的最大冲击
35、电流mI本变电所电流互感器选择：110kV 线路侧选 LCW-110 型电流互感器，校验合格。10kV 线路侧选 LAJ-10 型电流互感器，校验合格。配置位置参见主接线图；第五章 配电装置设计配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。配电装置按电气设备装置地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为：由电气设备在现场组装的配电装置，称为配式配电装置和成套配电装置。5.1 配电装置的基本要求配电装置是根据电气主接线的连接方式,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的总体
36、装置。其作用是在正常情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时,迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此,应满足以下要求:1.保证运行可靠2. 便于操作巡视和检修3. 保证工作人员的安全4. 力求提高经济性5 .具有扩建的可能5.2 配电装置的类型及特点配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置;按其组装方式，又可分为装配式和成套式。5.2.1 屋内配电装置的特点：1.由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；2.维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；3.外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；房屋建筑投资大。5.2.2 屋外配电装置的特点：1.土
37、建工程量和费用较小，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.受外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；6.外界气象变化对设备维修和操作有影响。5.2.3 成套配电装置的特点：1.电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；2.所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；3.运行可靠性高，维护方便；4.耗用钢材较多，造价较高。5.3 配电装置的设计原则1.节约用地；2.运行安全和操作巡视方便；3.考虑检修和安装条件；4.保证导体和电器在污秽、地震和高海
38、拔地区的安全运行；5.节约三材，降低造价；6.安装和扩建方便。配电装置的整个结构天寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。以下表中所列出各种间隔距离中最基本的最小安全净距， 高压配电装置设计技术规程中所规定的 A 值，它表明带电部分至接地部分或相间的最小安全净距，保持这一距离时，无论正常或过电压的情况下，都不致发生空气绝缘的电击穿。其余的 B、C、D 值是在 A
39、值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动范围及施工误差等尺寸而确定的。屋外配电装置最小安全净距（mm） ，如表 5.1 所示。表 5.1 屋外配电装置最小安全净距符号 适 用 范 围 35 63 110J 110A1 1、 带 电 部 分 至 接 地 部 分 之 间2、 网 状 遮 栏 向 上 延 伸 线 距 地 2.5m 处 与 遮 栏 上 方 带电 部 分 之 间400 650 900 1010A2 1、 不 同 相 的 带 电 部 分 之 间2、 断 路 器 和 隔 离 开 关 的 断 口 两 侧 引 线 带 电 部 分 之间400 650 1000 1100B1 1、 设 备 运
40、输 时 ， 其 外 部 至 无 遮 栏 带 电 部 分 之 间2、 交 叉 的 不 同 时 停 电 检 修 的 无 遮 栏 带 电 部 分 之 间3、 栅 状 遮 栏 至 绝 缘 体 和 带 电 部 分 之 间4、 带 电 作 业 时 的 带 电 部 分 至 接 地 部 分 之 间1150 1400 1650 1750B2 1、 网 状 遮 栏 至 带 电 部 分 之 间 500 750 1000 1100C 1、 无 遮 栏 裸 导 体 至 地 面 之 间2、 无 遮 栏 裸 体 至 建 筑 物 、 构 筑 物 之 间 2900 3100 3400 3500D 1、 平 行 的 不 同 时
41、停 电 检 修 的 无 遮 栏 带 电 部 分 之 间2、 带 电 部 分 与 建 筑 物 、 构 筑 物 的 边 沿 部 分 之 间 2400 2600 2900 3000注：110J、22J、330J、500J 系指中性点直接接地网5.4 配电装置设计的基本步骤1.选择配电装置的型式.选择时应考虑配电装置的电压等级电气设备的型式出线多少和方式有无电抗器地形环境条件等因素。2.配电装置的型式确定后，接着拟定配电装置的配电图。3.按照所选电气设备的外形尺寸运输方法检修及巡视的安全和方便等要求,遵照配电装置设计有关技术规程的规定,并参考各种配电装置的典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图
42、。5.5 配电装置的选用110kV 配电装置可采用户外、户内 GIS 配电装置，户内装配式 AIS 配电装置和户外支持式管母线，软母线 AIS 配电装置。35kV 和 10kV 配电装置宜采用户内开关柜。根据国家电网公司输变电工程典型设计 110kV 变电站分册B-2 方案规定，该变电站在配电装置中 110kV 采用户内 GIS，10kV 采用户内开关柜，在布置格局中，主变压器采用户外布置，110kV 和 10kV 采用配电装置户内布置5.6 电气总平面布置5.6.1 布置要求1.充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等。2.出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线。3.符合外部条
43、件，安全距离要符合要求。5.6.2 布置方法根据国家电网公司输变电工程典型设计 110kV 变电站分册 B-2 方案规定，如表5.2 所示表 5.2 110kV 变电站平面布置序号 模块名称 模 块 说 明1 110kV配电装置 线路变压器组接线。GIS 设备户内布置，架空进线，电缆出线。间隔宽度 1.5m，纵向尺寸 10.8m。配电装置按 31.5kA 短路电流水平设计2 10kV配电装置单母线分段接线。采用户内开关柜双列布置，纵向尺寸 10.8m，配电装置室梁底净高 4m。母线桥进线，电缆出线。配电装置按 20kA 短路电流水平设计。站用变压器布置于 10kV 配电装置室开关柜中3 主变压
44、器 采用两绕组有载调压变压器，容量为 50MVA。户外布置 10.5m9m。布置主变压器之间设防火墙，消防采用移动式化学灭火装置4 10kV电容器 采用装配式电容器成套装置，单组容量（30003000）kvar,户内布置，尺寸：8.7m4.2m5 接地变压器 采用干式接地变压器及消弧线圈，户内布置，容量分别为 400kVA和 315kVA。尺寸：5.4m3.6m6 生产综合楼两层建筑，平面形态为“L”字形，10kV 配电装置、继电器室及接地变压器等布置在一楼，110kV 配电装置及电容器等布置在二楼，建筑面积 1271.7m2，二层框架结构，砖墙填充第二部分 设计计算书第一章 短路电流计算在最
45、大运行方式下对三相短路的情况进行计算。制订等值网络如图 1.1 所示，进行参数计算。（a） (b)图 1.1 计算电路图及其等值网络1.制订等值网络如图 1.1(b)所示，进行参数计算。计算变压器各绕组的电抗值 2233%9.8109.645104KNTUXS计算变压器各绕组的标幺值 62339.64510.245TBXSU2.当（f1）点（110kV 母线）发生短路时的计算 1.10.9fEIX有名值： 5.78(kA)33Bf avSIU冲击电流： 21.4.=1.imifKI3.当（f2）点（10kV 母线）发生短路时并列的计算 1234/fEIXX0.945/0./.5=5.81有名值
46、： 1.81.83.9(kA)30.5Bf avSIU冲击电流： 2.4=67.imifKI4.当（f2）点（10kV 母线）发生短路时分列的计算=2.985 1fEIX0.9245有名值： 102.985.86.4(kA)33.Bf avSIU冲击电流： .4.5=8imifKI短路电流如下表 1.1：表 1.1 110kV 侧和 10kV 短路电流计算结果计算参数短路点短路电流有名值(kA) 冲击电流(kA)110kV 5.578 11.831分列 16.414 34.81410kV并列 31.95 67.77第二章 电气设备选择与校验各电压等级电器正常工作条件及短路情况如下：110kV
47、线路侧及变压器侧： max 401.051.52.4533BgeSI AU.8shikA10kV 线路侧及变压器侧： max 401.051.52.9433BgeSI AU67.shikA短路计算时间为继电保护动作时间和断路器的全开断时间之和，本设计校验电器的热稳定和开断能力的短路计算时间取4s。2.1 断路器选择及校验2.1.1 110kV 线路侧及变压器侧：选择 SW3-110G 型断路器。额定电压： ， 合格；12610NNsUkVk额定电流： ，合格；max02.45IAIA额定开断电流： ，合格；5.878Nbrkk热稳定校验：开断计算时间为： )(12.07.5.01 sttfgb
48、k 短路热稳定计算时间按：)(12.4.02 sttkdbdI查周期分量等值时间曲线的 ，由于 =1s,故非周期分量发热可忽略不计，stz6.3dt=3.6s。dzt 2225.78.1.0kdzQIt kAs14956t K，合格；2tKI动稳定校验： ，合格。41.83esshikAik2.1.2 10kV 线路侧及变压器侧：选择 SN10-10III 型断路器。额定电压： ，合格；1.510NNsUkVk额定电流： ，合格；max3024.9IAIA额定开断电流： ，合格；35Nbrkk热稳定校验：由以上计算知： 2221.9.6374.89kdzQIt kAs240t，合格；2tKIQ动稳定校验： ，合格。12567.esshikAik2.2 隔离开关选择及校验2.2.1 110kV 隔离开关：选择 GW5-110/630额定电压： ，合格；1010NNsUkVk额定电流： ，合格；max632.45IAIA热稳定校验：开断计算时间为： )(12.07.5.01 sttfgbk 短路热稳定计算时间按： )(.4.2 sttkdbd1I查周期分量等值时间曲线的 ，由于 =1s,故非周期分量发热可忽略不计，stz6.3dt=3.6s。dzt 222
