3510KV变电站设计

武汉大学本科毕业论文

35/10KV变电站设计

院（系）名 称：电气工程学院 专 业 名 称 ：电气工程及其自动化 * * * * ** * 指 导 教 师 ：袁运华 教授

二○一一年十一月

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BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITY

The design of 35/10KV transformer substation

College ：College of Electrical Engineering Subject ：Electrical Engineering and Automation Name ：Cheng Yan

Directed by ： Yuan Yunhua Professor

Nov 2011

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郑 重 声 明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名： 日期：

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摘 要

本次毕业设计的题目是《35/10KV变电站设计》。根据设计的要求，在设计的过程中，根据变电站的地理环境、容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线，并选择各变压器的型号；进行参数计算、画等值网络图，并计算各电压等级侧的短路电流，列出短路电流结果表；计算回路持续工作电流、选择各种高压电气设备，并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备。

随着科学技术的发展，网络技术的普及，数字化技术成为当今科学技术发展的前沿，变电站数字化对进一步提升变电站综合自动化水平将起到极大促进作用，是未来变电站建设的发展方向。利用数字化技术来解决目前综合自动化变电站存在的问题已成为可能。本变电站就是利用数字化技术使变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，并使通信网络化、模型和通信协议统一化、设备智能化、运行管理自动化。

通过本次设计，学习了设计的基本方法，巩固三年以来学过的知识，培养独立分析问题的能力，而且加深对变电站的全面了解。

关键词 主接线，短路电流，电气设备，主变保护，配电装置

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Abstract

This graduation project topic is: \"35/10KV Transformer substation Electricity Part Preliminary design\".According to the design request, in the design process, according to the transformer substation geographical environment, the capacity and various return routes number determined the transformer substation electricity host wiring and the station use electricity the wiring, and chooses various transformers the model; Carries on the parameter computation, the picture equivalent network chart, and calculates various voltages rank side the short-circuit current, lists the short-circuit current result table; Calculates the return route continually operating current, chooses each kind of high pressure electrical equipment, and verifies various high pressure unit according to the correlation engineering factor and the short-circuit current computed result table.

Along with the science and technology development, the networking popularization,the digitized technology will become now the science and technology development the front, the transformer substation digitization to further promotes the transformer substation synthesis automation level to get up to the limit the big promoter action, is the future transformer substation construction development direction. Solves at present using the digitized technology to synthesize the automated transformer substation existence the question possibly to become.This transformer substation is causes the transformer substation using the digitized technology information gathering, the transmission, processing, the output process to digitize completely, and causes the correspondence network, the model and communication protocol unitizing, the equipment intellectualization, the movement management automation. Through this design, has studied the design essential method, since the consolidated four years have studied the knowledge, raises the independent analysis question ability, moreover deepens to the transformer substation comprehensive understanding.

Key words Main wiring, Short-circuit current, Electrical equipment, The host changes the protection, Power distribution equipment

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绪 论

变电所是电力系统的一个重要组成部分，是电力配送的重要环节，变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，特别是超高压枢纽变电站的地位更为突出，它起着电能的汇集和分配等重要作用。如果变电站的设备出现故障将危及整个系统连续稳定运行，可能出现系统解列，致使用户断电，造成巨大的经济损失。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。而变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，是电力系统中电能传输必不可少的环节，起着桥梁的作用。

其次是发电站发出的电，一般电压不超过一两千伏，如果直接远距离输送，线路电流会很大，使得线路上的电能损耗很大，不经济，而且线路输送功率很低。所以要用变压器将电压提高，以减小线路损耗，提高效率。为了将不同距离和功率的电力线路连成电网，以增加整体安全性，就需要多个变电站把不同等级的线路匹配连接起来。同样，高压电输送到目的地后，为了适应不同用户的需要，又需将其降压到10500V、6300V、400V（即380/220V）等几个等级。所以在实际应用中需要各种不同电压等级的变电站，这也是变电站的重要意义之一。

电力系统变电所综合自动化,又称变电站计算机监控系统,是当今社会发展的趋势。变电所的综合自动化系统就是将变电所的继电保护装置、控制装置、测量装置、信号装置综合为一体，以全微机化的新型二次设备替代机电式的二次设备，用不同的模块化软件实现机电式二次设备的各种功能，用计算机局部网络通信替代大量信号电缆的连接，通过人机接口设备实现变电所的综合自动化管理、监视、测量、控制及打印记录等所有功能。以实现功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化，这就是国内外变电所建设的发展方向和研究现状。

近年来，随着电网运行水平的提高，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制，操作，反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行的可靠性。另一方面，当代计算机技术，通讯技术等先进技术手段的应用，已改变了传统二次设备的模式，为简化系统，

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信息共享，减少电缆，减少占地面积，降低造价等方面已改变了变电站运行的面貌。随着我国经济的蓬勃发展，电网的规模越来越大，电压越来越高，电网调度、安全可靠供电要求以及经济运行和管理水平都形成了一种新的格局。利用微机实施监控取代常规的控制保护方式，实现变电所的综合自动化，进而施行无人值班，已成为各级电力部门的共识。根据国家电力公司对农村电网建设与改造技术原则的总体要求，电网建设与改造要同调度自动化、配电自动化、变电所无人值班、无功优化结合起来，以逐步实现电网自动化。变电所综合自动化已成为当前变电所设计应用中的热门课题和发展的必然趋势。

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目 录

摘 要 ........................................................................................................................... 1 绪 论 ........................................................................................................................... 6 第一部分 变电站电气设计说明 ............................................................................... 9

第一章 变电站所址的选择 ................................................................................. 9 第二章 变电所主接线设计及变压器的选择 ................................................... 10

2.1 主接线设计 ......................................................................................... 10 2.2 变压器的选择 ..................................................................................... 13 第三章 短路电流计算和潮流计算 ................................................................... 16

3.1 短路电流计算 ..................................................................................... 17 3.2 潮流计算 ............................................................................................. 18 第四章电气设备和载流导体的选择 ................................................................. 18

4.1 导线的选择和设计 ............................................................................. 19 4.2 防雷保护和接地计算 ......................................................................... 21 4.3 断路器和隔离开关的选择 ................................................................. 24 4.4 电流互感器和电压互感器的选择 ..................................................... 24 4.5 熔断器的选择 ..................................................................................... 27 4.6 无功偿装置的设计 ............................................................................. 27

第二部分 计算说明书 ............................................................................................. 31

第五章 35KV及10KV导线型号截面选取计算 ................................................ 31

5.1 导线截面积的选择原则 ..................................................................... 31 5.2 各导线截面和型号选择 ..................................................................... 31 5.3 35KV，10KV母线选择计算书 ............................................................ 32 第六章 短路电流计算和潮流计算 ................................................................... 32

6.1 短路电流计算的目的 ......................................................................... 32 6.2 短路计算的一般规定 ......................................................................... 33 6.3 短路电流计算 ..................................................................................... 33 6.4 潮流计算 ............................................................................................. 35 第七章 电气设备的选择与校验 ....................................................................... 37

7.1 电气设备选择的一般规定 ................................................................. 38 7.2 各回路持续工作电流的计算 ............................................................. 38 7.3 断路器的选择与校验 ......................................................................... 38 7.4 隔离开关的选择及校验 ..................................................................... 41 7.5 电流互感器的选择及校验 ................................................................. 43 7.6 电压互感器的选择及校验 ................................................................. 46 7.7 熔断器的选择 ..................................................................................... 49 7.8 变电所设备防雷接地装置计算书 ..................................................... 49 7.9 无功补偿容量的计算书 ..................................................................... 51 第八章 电力系统继电保护 ............................................................................... 51 主要设备清单表 ................................................................................................. 53 结束语 .................................................................................... 错误!未定义书签。 参考文献 ............................................................................................................. 55

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第一部分 变电站电气设计说明

设计任务：

要求设计一个35KV的降压变电站，此变电站有两个电压等级：高压侧电压为35KV，有两回线路，线路长度为30KM,cos∮＝0.8，Tmax＝4000h；低压侧电压为10KV，线路长度为10KM，有五回出线，其中有四回出线是双回路供电，一回路出线是单回路供电，cos∮＝0.8，Tmax＝3000h；线路阻抗按0.4欧/KM计算；站用电为80KVA。系统至35KV母线的短路容量为340MVA。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。

第一章 变电站所址的选择

首先考虑变电所所址的标高，历史上有无背洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量减少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气候条件；年最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。变电所的位置可按以下原则选择： 1）接近负荷中心。 2）进出线方便。 3）接近电源侧。 4）设备运输方便。

5）不应设在剧热震动或高温场所。

6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。

7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。 8）不应设在有爆炸危险环境的真上方或正下方，且不宜设在火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规划》。 9）不应设在地势低洼和可能积水的场所。

10) 高层建筑地下层变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。 11) 变电所位于高层建筑（或其他地下建筑）的地下室时，不宜设在最底 12) 当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施，并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍变电所的可能性。

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第二章 变电所主接线设计及变压器的选择

2.1 主接线设计

变电站电气主接线是由电气设备通过连接线，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，又称为一次接线或电气主系统。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。 主接线的设计原则和要求 1、主接线的设计原则

（1） 考虑变电站在电力系统的地位和作用

变电站在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

（2） 考虑近期和远期的发展规模

变电站主接线设计应根据5~10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式及站连接电源数和出线回数。

（3） 考虑负荷的重要性分级和出线回路多少对主接线的影响

对一、二级负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一、二级负荷不间断供电；三级负荷一般只需一个电源供电。

（4） 考虑主变台数对主接线的影响

变电站主变的容量和台数，对变电站主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电站，由于其传输容量大，对供电可靠性高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电站，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。

（5） 考虑备用量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。

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2、主接线设计的基本要求

据有关规定：变电站电气主接线应根据变电站在电力系统的地位，变电站的规划容量，负荷性质线路变压器的连接、元件总数等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过度或扩建等要求。 （1）、可靠性

所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电，衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是由其组成元件（包括一次和二次设备）在运行中可靠性的综合。因此，主接线的设计，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性并不是绝对的而是相对的，一种主接线对某些变电站是可靠的，而对另一些变电站则可能不是可靠的。评价主接线可靠性的标志如下：

1) 断路器检修时是否影响供电；

2) 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电；

3) 变电站全部停电的可能性。 （2）、灵活性

主接线的灵活性有以下几方面的要求：

1) 调度灵活，操作方便。可灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在正常、事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

2) 检修安全。可方便的停运断路器、母线及其继电器保护设备，进行安全检修，且不影响对用户的供电。

3) 扩建方便。随着电力事业的发展，往往需要对已经投运的变电站进行扩建，从变压器直至馈线数均有扩建的可能。所以，在设计主接线时，应留有余地，应能容易地从初期过度到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最小。 （3）、经济性

可靠性和灵活性是主接线设计中在技术方面的要求，它与经济性之间往往发生矛盾，即欲使主接线可靠、灵活，将可能导致投资增加。所以，两者必须综合考虑，在满足技术要求前提下，做到经济合理。

1) 节省一次投资。主接线应简单清晰，并采用限制短路电流的措施，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资。

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2) 年运行费小。年运行费包括电能损耗费、折旧费以及大修费、日常小修维护费。其中电能损耗主要由变压器引起，因此，要合理地选择主变压器的型式、容量、台数以及避免两次变压而增加电能损失。

3) 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架构、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。

4）电能损耗少。电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。 设计步骤

电气主接线设计，一般分以下几步：

1)拟定可行的主接线方案：根据设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，拟订出若干可行方案，内容包括主变压器形式、台数和容量、以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据对主接线的要求，从技术上论证各方案的优、缺点，保留2个技术上相当的较好方案。 2)对2个技术上比较好的方案进行经济计算。

3)对2个方案进行全面的技术，经济比较，确定最优的主接线方案。 4)绘制最优方案电气主接线图。 初步方案设计

根据原始资料，此变电站有两个电压等级：35/10KV ，故可初选三相双绕组变压器，根据变电站与系统连接的系统图知，变电站有两条进线，为保证供电可靠性，可装设两台主变压器。为保证设计出最优的接线方案，初步设计以下两种接线方案供最优方案的选择。

方案一：35KV侧采用单母分段接线，10KV侧采用单母分段接线。 方案二：35KV侧采用单母分段接线，10KV侧采用单母线接线 。 最优方案确定

单母线接线

(1)优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。 (2)缺点：不够灵活可靠，主要元件故障或检修，均需使整个配电装置停电。 (3)适用范围：一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：

1） 6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回。

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2） 35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回。 3） 110～220kV配电装置的出现回路数不超过2回。 单母分段接线

（1）优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两

个回路，有两个电源供电。

2）、当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，

保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

（2）缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回

路都要在检修期间内停电。

2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 3）扩建时需向两个方向均衡扩建。

（3）、适用范围：1）6～10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。

2）356～3kV配电装置出线回路数为4～8回时。 3）110～220kV配电装置出线回路数为3～4回时。

对整个方案的分析可知，在配电装置的综合投资，包括控制设备，电缆，母线及土建费用上，在运行灵活性上35KV侧单母线形接线比双母线接线有很大的灵活性。而35KV侧的进线为两回，故采用单母线分段接线。

在初步设计的两种方案中，方案一：10KV侧采用单母分段接线；方案二：10KV侧采用单母线接线。由原材料可知，问题中10KV侧有5回出线，其中4回出线为双回路供电，负荷比较重要，为二级负荷，故选单母线分段的接线方式。

由以上分析，最优方案可选择为方案一，即35KV侧为采用单母线分段接线，10KV侧亦为单母线分段接线。

2.2 变压器的选择

在各种电压等级的变电站中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压，进行电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。因此，在确保安全可靠供电的基础上，确定变压器的经济容量，提高网络的经济运行素质将具有明显的经济意义。 2.2.1主变的选择

(1)主变压器台数的选择:

1) 对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容

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量的1~2级设计，一经负荷发展时，更换变压器的容量。

2) 对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为宜；

3) 一般情况下220KV及以下的变电所设2台主变压器。

为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变，当只有一个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。本设计变电站有两回电源进线，且低压侧电源只能由这两回进线取得，故选择两台主变压器。

(2)相数的确定

容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相式变压器。因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构较简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件限制时，可选用两台容量较小的三相变压器，在技术经济合理时，也可选用单相变压器。

(3)绕组数的确定

在有两种电压等级的变电站中，通常采用双绕组变压器. (4)绕组连接方式的确定

变压器绕组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星接和角接，我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用星接，35KV也采用星接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用角接。本次设计电压等级为35kV、10kV降压变电所，由于本地区电网考虑供电的可靠性,35kV及以下电网采用不接地或采用小电流接地方式，所以主变采用Y /d11连接组别

(5)调压方式的确定

变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现。无励磁调压变压器分接头较少，且必须在停电情况下才能调节；有载调压变分接头较多，调压范围可达30%，且分接头可带负荷调节，但有载调压变压器不能并联运行，因为有载分接开关的切换不能保证同步工作。根据变电所变压器配置，应选用无载调压变压器。 主变压器容量的选择

1、主变压器容量一般按照变电所建成后五至十年的规划负荷选择，并适当考虑远

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期十至二十年的负荷发展；且待建变电所属于终端变电所，主要是供电给企业，故主变压器应与乡镇规划相结合。

2、当变电所装设两台主变时，必须满足：当一台主变事故停运时，另一台变压器容量应能保证全部负荷的70%。在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷供电。

根据以上原则确定待建变电所的主变容量。cosφ=0.8则tanφ=0.75

P=6MW

Q=6*0.75=4.5MW 总的视在计算负荷 ：S(P2Q2)MVA(624.52)MVA7.5MVA 每台主变应承受的负荷：

7.5 (1+0.15) 70%=6.038MVA

根据该变电所的原始资料、选择主变压器的原则，从对用户供电可靠、保证电能质量等方面考虑，本次设计选用两台主变压器，型号为S9-6300/35 ,高-低绕组容量比为100/100

选定的主变型号、参数见下表： 额定容量 高压高压调节低压 连接空载损耗(KVA) (KV) 范围（%） (KV) 组 （KW） 6300 35 10.5 Yd11 6.56 5 2.1选定主变型号表

短路损耗 （KW） 36.90 短路阻抗(%) 7.5 空载电流(%) 0.6

2.2.2站用变压器的选择

站用变压器的选择主要考虑高压变压器和启动备用变压器的选择，其中内容包括变器的台数、型式、额定电压、容量和阻抗。为了正确选择站用变压器容量首先应对主要用电设备的容量、数量及运行方式用一定的了解，最后确定变压器的容量。 1、额定电压

站用电压器的额定电压应根据厂用电系统的电压等级和电源引接处的电压确定，变压器一、二次额定电压必须与引接电源电压和网络的电压相一致。 本变电站的站用变压器接在高压侧，所以选择35/0.4KV电压 2、台数和型式

本次设计选择一台双绕组的站用变压器。 3、容量的确定

本次设计的站用电负荷已经给定为80KVA，查表可选择变压器型号为：

S9-100/35,其参数如下：

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额定容量 (KVA) 100 高压(KV) 35 高压调节低压 连接空载损耗 范围（%） (KV) 组 （KW） 0.4 Y,yn0 0.30 5 短路损耗 （KW） 2.03 短路电压(%) 6.5 空载电流(%) 1.8 2.3 电气主接线图

2.4 等值阻抗图

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第三章 短路电流计算和潮流计算

3.1 短路电流计算

（一） 短路电流计算的目的

1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。

2、在选择电器设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。

3、在设计户外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全

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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、接地装置需根据短路电流进行设计。 （二） 短路电流计算结果表：

序回路短路 短路容量 号 名称 点编号 短路电电流最稳态流冲击大有效短路值ich 值Ich 电流 I() S MVA 128 73 5.092 9.912 3.035 5.908 1.997 3.887 KA KA KA S MVA 1 2

S0.2MVA 128 73 35KV 10.kv d1 d2 128 73 3.1 短路电流计算结果

3.2 潮流计算

目的：潮流计算是电力系统设计及运行中不可缺少的基本计算。

为评价网络方案，选择导线及变电所主设备的规格，并为选用调压装置、无功补偿设备及其配置提供依据，为稳定性计算分析提供原始条件，对于运行部门，为制定良好的运行方式提供依据。

潮流计算时，系统备用容量的分配应注重能源的合理利用和系统的安全、经济运行 潮流计算结果：

主变压器35KV侧节点实际电压为;35.68KV 主变压器10KV侧节点实际电压为10.35KV

第四章 电气设备和载流导体的选择

电气装置中的电气设备和载流导体，在正常运行和短路时，都必须可靠地工作。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确的选择电气设备和载流导体。 各种电气设备和载流导体的选择原则：

1、按正常工作条件进行选择

（1）按电气设备和载流导体的额定电压UN 不小于装设地点的电网额定电压

UWN选择，即：UN≥UWN

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（2）所选的电气设备的额定电流IN,或载流导体的长期允许电流IWmax 得小于装设回路的最大持续工作电流，即：IN≥IWmax

2、按短路状态校验其动稳定和热稳定。

⑴、热稳定校验 当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效

2应不超过允许值，即：It2tIteq

2Iteq---短路电流的热效应，

It2t---设备给定的T秒内允许的热效应电流有效值。

（2）、动稳定校验 当被选择的电气设备和载流导体的短路冲击电流的峰值Im不应超过设备允许通过的动稳定电流的峰值Ies，即：ImIes.

由于我国目前所生产的电器使用的额定温度为+40℃，而待建变电所所址温度为+35℃，故在进行电气设备及载流导体选择时，必须对额定电流进行修正：温度每升高1℃，按额定电流降低0.5%进行修正; 温度每降低1℃，按额定电流升高0.5%进行修正。故待建变电所的温度修正系数K为：

K=(40-38)×0.5%=1%。

各回路持续工作电流计算结果见下表：

回路名称 35KV母线 35KV进线 10KV母线 10KV出线 0.4KV出线 计算公式及结果 Ig.max=1.05SN1.056300==109.12A 3UN3352P/227.58103/2Ig.max==156.30A 3UNCOS3350.81.05SN1.056300381.92A Ig.max==3UN3102P/927.5103/9Ig.max=120.28A 3UNCOS3100.81.05SN1.05100151.55A Ig.max==3UN30.44.1各持续工作电流计算结果

4.1 导线的选择和设计

一般来说，母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体分硬母线与软母线。 一、母线的选择： 1、硬母线

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硬母线截面通常为矩形、槽形、管形。其中矩形母线散热条件较好，有一定的机械强度，便于固定和连接，但集肤效应较大，矩形导体一般用于35kV及以下，回路正常工作电流在4000A及以下时的配电装置，本设计中10kV系统选用硬母线矩形截面。 （1）、硬母线选择原则：

A 母线截面的选择

①按导体长期发热允许电流选择，配电装置的汇流母线及较短导体截面满足：

Igmax≤KIy

（Iy---导体长期发热的允许电流 K---综合修长系数）

②按经济电流密度选择 （除配电装置的汇流母线及导体长度在20M以上）导体截面满足：

Sj = Igmax / J （J---经济电流密度） B 热稳定效验 SMIN =√Q K /C

S 满足热稳定的最小截面 MM2 C 母线热 稳定系数

QK 短路电流热效应 KA2S C动稳定效验

母线材料的允许应力≤其所受到的最大应力 D 电晕校验 110KV及以上的母线进行电晕校验。 （2）、软母线的选择

配电装置的汇流母线按经济电流密度选择

Sj = Igmax / J （J---经济电流密度）

（3）、选择结果 母线选择结果：

1、35kV母线选选B×H=25×5的矩形铝导体。 2、10kV母线选B×H=63×6.3的矩形铝导体。 二、架空线路的选择及电缆选择原则 1、输电线路电压等级的确定

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应符合国家规定的标准电压等级，现行的输电线路额定电压合理输送容量和输送距离标准见表： 线路额定电压（KV） 10 35

在选择输电线路电压等级时，应根据输送容量和输电距离以及周围电力网的额定电压的情况，综合确定。 2、架空线路的选择原则：

（1）、一般根据5~10年电力系统发展规化进行，即考虑留有15%负荷发展

余地。

（2）、35KV及以下电压等级的线路，按经济电流密度选择导线截面，再按

电晕条件、允许载流量、机械条件校验。

（3）、10KV及以下电压等级的线路，按电压损耗选择导线截面，再按允许

载流量、机械条件校验。

3、电缆的选择原则。

（1）、型式。35KV及以下，常用铝芯;110KV及以上，常采用单芯电缆，直

埋地下时，用钢带铠装电缆，在潮湿或腐蚀土壤中带有塑料外护层。

（2）、额定电压 UN≥UNS (3)、截面选择同母线

（4）热稳定效验

SMIN =√Q K /C （5）、电压损失校验

U L :线路工作电压和长度 COS :功率因数

R,X 电缆单位长度的电阻和电抗

4、架空线路及电缆的选择结果

35KV两回进线，选LGJ—120/25导线。

10KV五回出线，其中一回备用线选LGJ—95/20导线。

输送容量（MW） 0.2～2.0 2.0～10.0 4.2 输送距离标准 输送距离（KM） 20～6 50～20 4.2 防雷保护和接地计算

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（一）、防雷保护

雷电流所引起的大气过电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所和高压输电线路中，必须采取有效的防雷措施，以保护电气设备的安全。

A）、雷电过电压有三种情况：

1、 2、 3、

直击雷过电压 感应雷过电压 侵入雷过电压

B）、直击雷过电压保护：

可采用避雷针、避雷线、避雷带和钢筋焊接成的网等。 措施：1.加强分流2.防止反击3.装设集中接地装置 C）、侵入雷过电压保护：

对配电装置侵入雷保护的过电压保护是采用阀型避雷器及与管型避雷器或金属氧化物避雷器配合的过线保护等保护措施。

1、直击雷的保护

直击雷过电压保护，可采用避雷针。

为满足全所所有构架、电气设备、及建筑物、构筑物均为针的保护范围内在防直击雷保护范围内，，根据电力设备过电压保护技术规程，在变电所内设置4支独立的避雷针，高度30M，构成联合保护。且用40*4扁钢将所有的避雷针连接起来，与变电所总接地网连接，并且在连接处加装集中接地装置。 （1）雷针装设的原则

独立避列针不应设在人员经常通行的地方，避雷针及接地装置与道路或出入口的距离不得小于3米，否则应采取均压或铺设沥青地面。一般将避雷针装设在构架上并与接地网连接，而且要设集中接地装置，避雷针在接地网上的引入点距离变压器在接地网上的连接点沿地线的距离不得小于15米。变压器构架上不应装设避雷针。独立避雷针与配电装置带电部分的空气距离不得小于5米，独立避雷针的接地装置与变电所接地网地中距离不得小于3米。 （2）避雷针保护范围确定：

两针构成的联合保护，两针间的距离D不得大于7（h－HX）*P，否则两针间的设备不能处于保护范围内。

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2、侵入雷电波保护

雷击线路机会比雷击直变电所多，为了防止由送电线路侵入变电所高压进行波对电气设备的损坏，在各级电压架空送电线路氧化锌避雷器，并与线路的保护相配合。氧化锌避雷器比普通阀型避雷器具有无续流、通流容量大、结构简单、寿命长等优点，在很多的范围内代替普通阀型避雷器。电气设备的绝缘配合基于避雷器的保护水平，设备所承受的雷电过电压和操作过电压均由避雷器来限止，即选用设备的绝缘水平取决于避雷器的保护性能。 为满足变电所侵入雷电波保护，选择以下保护措施：

35KV母线上安装一组氧化锌避雷器型号为HY5WZ－51/134。可将避雷器安装在电压互感器上 3、感应雷的防护

（1）为了防止电容器上出现谐振过电压，应装设一组避雷器型号为HY5WZ

－17/50。

（2）在10KV出线开关柜内均安装一组避雷器型号为HY5WZ－17/50。

（二）、接地装置：

为保护人身及设备在正常的事故情况下的安全，电气设备都应装设接地装置。 一般要求：

1）在正常和事故情况下，电气设备外壳要接地。首先应能同与地有可靠连接的各种金属结构、管道和设备等自然接地体。

2）将各种不同用途和各种不同电压的电气设备接地，应使用一个总的接地装置。接地装置的接地电阻，应满足其中接地电阻最小的电气设备的要求。

3) 电气设备的人工接地体（管子、扁铁和圆钢等，垂直接地体和水平接地体两类）应尽可能使在电气设备所在地点附近的对地电压分布均匀。 接地网的布置：

全所以水平接地为主，以垂直接地为辅助，成闭合式环行接地网，围绕户外配电装置，户内配电装置，主控制辅助厂房及其他需装设接地网的建筑物，敷设环行接地网。利用与地有可靠连接的各种金属结构、管道和设备等自然接地体将配电装置、厂房及其它的建筑物等通过接地引上线与环行接地网连接。

接地网干线与均压带部分用40*4扁钢敷于地下0.8米处。 垂直接地体用L圆钢处地下0.8米处与水平接地体焊接，焊接部分涂沥青防护层。（均压）

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4.3 断路器和隔离开关的选择

根据短路电流计算结果和个回路持续工作电流计算结果可得： 1.断路器选择结果表 性能指标 位置 35KV侧 变压器10KV侧 10KV出线侧 型号 SW2-35/600 ZN12-10/1250 额定 电压 （KV） 35 10 10 额定 额定断电流 开电流（A） （KA） 2000 1250 1000 31.5 31.5 17.3 动稳定电 流（KA） 80 80 44 热稳定 电 流 （KA） 31.5(4s) 31.5(3s) 17.3(4s) 固有分闸时间（s） 合闸 时间（s） 0.06 0.06 0.06 0.1 0.2 0.2 ZN4-10/ 1000 4.3断路器选择结果

2.隔离开关选择结果表 开关编号 35KV侧 10KV变压器侧 10KV出线侧 型号 额定电压(KV) 35 10 10 额定电流(A) 630 1000 600 动稳定电流(KA) 50 80 52 热稳定电流(s)(KA) 20(4s) 31.5（4s） 20（4s） GW535/630-50 GN610/100080 GN610/60052 4.4 隔离开关选择表

4.4 电流互感器和电压互感器的选择

1 电流互感器的选择

电流互感器和电压互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器、电压线圈和电流线圈供电，正确反映电器设备的正常运行和故障情况。 互感器的作用：

（1）、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，并且便于屏内安装。

（2）使二次设备与高电压部分隔离，互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。

1、电流互感器的选择

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原则：选择时按一次回路额定电压和额定电流，满足准确度，按短路时的动稳定和热稳定校验。

A、按一次回路额定电压和额定电流的选择 UN1≥UNS

IN1≥Imax (回路中的最大持续的工作电流)

根据规程用于测量时，其一次额定电流应尽量选择比回路中正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表的最佳工作，在过负荷时仪表有适当的指示;用于继电保护时其额定电流大于电气设备可能 出现的最大长期工作电流;对于主变中性点，其一次额定电流大于变压器的不平衡电流，一般情况下按变压器的额定电流的1/3选择。

B、二次额定电流的选择

一般弱电系统用1A,强电系统用5A

C、型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。

对于6-20kV户内配电装置，可采用瓷绝缘结构或树脂绝缘的互感器，对于35kV及以上配电装置，一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。 D、准确度的选择：

用于电度测量，准确度不能低于0.5级 用于电压电流测量，不能低于1级 用于继电保护测量的，应用D级或B级 F、热稳定和动稳定校验

热稳定：itQ或 （KtIN1）2≥

2k 内部动稳定：

iiessh 或

Q2IKiN1esK（t=1）

sh电流互感器配置：所有的断路器回路中昀装置电流互感器，以满足测量仪表 、保护及自动装置的要求，。电流互感器一般三相配置，对于10KV系统，因不设全线速动保护，故母线分断及出线按两相配置，一组保护用，一组测量用,一组计量用，以节省投资同时提高供电可靠性。 电流互感器配置表 参数 位置 型号 额定电 流比(A) 级次 组合 二次负荷10%倍数 动稳(Ω) 准确 1S热稳定倍级次 二次负荷倍定倍数 数 0.5级 1级 (Ω) 数 - 25 -

35KV进线侧 LCW-35 15-1000/5 变压器 10KV侧 LBJ-10 1000/5 10KV出线侧 LA-10 300/5 0.5 2 4 3 0.5/D 0.5 1/D 1 0.5 D/D D 0.5 0.5/3 1 0.4 1/3 3 4.5 电流互感器配置表 0.5/3 2 28 65 100 90 <10 50 10 75 135

2 电压互感器的选择 电压互感器的选择

电压互感器的配置:应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得失电压，同期点的两侧都能取得电压。在每组母线上的三相上均配置电压互感器，电压互感器的选择包括种类和型式的选择、一次二次额定电压的选择，容量和准确级的选择。

1）、种类和型式的选择

应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的选择。

1、在6-20kV户内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器。

2、在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器组。 2）、一次二次额定电压的选择

电压互感器的一次绕组的额定电压U1N，应根据互感器的接线方式来确定其相电压和相间电压。

3）、容量和准确级的选择

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，选择互感器的准确级和额定容量。互感器的额定二次容量应不小于电压互感器的二次负荷，即S2NS2

容量 300 4）由上面的叙述可知，本变电所的选择如下 10kV电压互感器配置表： 电压等级 型号 额定电压 10kV JSJW—10 100.10.1// 333- 26 -

4.6 10KV电压互感器配置表

4.5 熔断器的选择

高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。

1、熔断器选择的具体技术条件如下：

1) 电压：

UgUn （3.28）

限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏，故应为UgUn

2) 电流：

IgmaxIf2nIf1n （3.29）

式中：If2n——熔体的额定电流。

If1n——熔断器的额定电流

3) 根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间，或熔断器与电源侧继电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。

4) 断流容量：

Ich(或I)Ikd （3.30）

式中：Ich——三相短路冲击电流的有效值。

Ikd——熔断器的开断电流。

2、熔断器的选择

依据以上熔断器选择的技术条件，参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》166页表5-35，35KV和10KV熔断器如下表所示：

系列型号 额定电压(KV) 额定电流(A) 断流容量(MVA) RN2 RW9-35 10 35 0.5 1000 0.5 2000 4.7 熔断器的型号及参数 备注 保护户内电压互感器 保护户外电压互感器

4.6 无功偿装置的设计

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无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的50~100%。另外电力系统中的无功功率损耗也很大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的75%和25%。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的1~2倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切，从根本上来说，要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。 1 无功补偿装置的设计

目的：1、可以改善电网的功率因数

2、降低线损，调整电压 ，稳定系统

3、提高电压，补偿变压器的无功损耗，能随电压的波动自动切入。 4、提高电气设备的有功输出

设置无功补偿装置时，可根据电网的电压 、系统的稳定性、无功平衡、调相调压及限制湝波电压 、过电压等因素，设置其安装地点、形式、种类、容量和电压等级。

（一）、安装地点的选择

由于10KV侧功率因数COS=0.8需进行无功补偿，将其提高到COS=0.9，故将无功补偿装置安装在变电所的10KV的母线上。 （二）、型式的选择

可控硅自动投切的并联电容补偿装置优点： （1）可提供可阶梯调节的无功功率

（2）自身不产生湝波电流畸变，同时能成为交流滤波装置以减少母线的畸变。 （3）可以适应三相不平衡运行 （4）装置有功损耗＜0.3% （5）易于安装、维护、检修 2 无功补偿的原则

（1）根据技术规程规定按主变容量的10%～20%进行无功补偿；

（2） 分级补偿原则，按主变无功损耗减去电缆充电功率确定无功补偿的容量；且10KV和35KV侧电压不能低于标称电压；

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（3）在轻负荷（2%～30%主变容量计时）时由于电缆充电功率的影响，其充电功率与补偿功率近似抵消； 3 无功补偿的基本要求

（1）电力系统的无功电源与无功负荷，在各种正常及事故运行时，都应实行分层分区、就地平衡的原则，并且无功电源应具有灵活的调节能力和一定的检修备用、事故备用。

（2）在正常运行方式时，突然失去一回线路，或一台最大容量的无功补偿设备，或一台最大容量的发电机（包括失磁）之后，系统无功电源事故备用的容量方式及配电方式，应能保持电压稳定和正常供电，避免出现电压崩溃；在正常检修运行方式时，若发生上述事故，应允许采取切除部分负荷或并联电抗器等必要措施，以维持电压稳定。

对于110KV及以上系统的无功补偿，应考虑提高电力系统稳定性的作用。 4 补偿装置的确定

1) 同步调相机：同步调相机在额定电压±5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。

装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。

2）串联电容补偿装置：在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（y＞0.95）或导线截面小的线路，由于PR/V分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。

3） 静电补偿器补偿装置：它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率 损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂，一般适用以较高的电压等级500KV变电所中。

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4）并联电容器补偿装置：并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简便可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。

由于本次设计的变电站为35KV降压变电站，以补偿的角度来选择，以上四种均能满足要求，但是在经济和检修方面来考虑，首先选择并联和串联补偿装置。而原始资料可知，补偿装置主要补偿负荷的无功容量及平衡主变损耗。所以选择并联补偿装置。

结论：为提高10KV的功率因数，在其母线上安装并联电容器：选择并联电容补偿装置，型号为：BFF11/3-3600-3

B：并联电容器 FF：二芳基乙烷浸膜纸复合介质

11：额定电压 3600：额定容量 3：表示相数

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第二部分 计算说明书

第五章 35KV及10KV导线型号截面选取计算

5.1 导线截面积的选择原则

1、保证供电的安全性。 2、保证供电的电压质量。 3、保证电力网络的经济性。

5.2 各导线截面和型号选择

1、35KV侧进线导线截面和导线型号

Imax=2P/2156.30A

3UNCOSmm2最大负荷利用小时数h=4000h，经济电流密度J= 1.15A导线的经济截面：S=Imax=135.91mm2

（查表）

J故选取导线为：LGJ-120/25

电抗：XL= 0.392/KM 电阻: RL=0.223/KM 2、35KV截面和导线型号(按经济电流密度选择)

1.05ST Imax==109.12A

3UN（考虑到留有15%负荷发展的余地）

最大负荷利用小时数h=4000h，经济电流密度J= 1.15A导线的经济截面：S=Imax=94.89mm2

mm2（查表）

J故35KV侧选取导线为：LGJ-95/20

电抗：XL= 0.400/KM 电阻: RL=0.332/KM

3、10KV变压器侧导线截面和导线型号（按经济电流密度选择）

1.05STImax==381.92A

3UN最大负荷利用小时数h=3000h，经济电流密度J= 1.15A（查表）

mm2导线的经济截面：S=ImaxJ=332.10mm2

故10KV变压器侧选取导线为：LGJ-300/40

电抗：XL=0.365/KM 电阻: RL=0.105/KM

4、10KV出线侧导线截面和导线型号（按经济电流密度选择）

2P/927.5103/9Imax=120.28A

3UNCOS3100.8- 31 -

最大负荷利用小时数h=3000h，经济电流密度J= 1.15A导线的经济截面：S=Imax=104.59mm2

mm2（查表）

J故10KV出线侧选取导线为：LGJ-95/20

电抗：XL= 0.400/KM 电阻: RL=0.332/KM 5、所用电导线截面和导线型号

1.05STImax==151.55A

3UN导线的经济截面：S=ImaxJ=131.78mm2

故选取导线为LGJ-120/25

电抗：XL= 0.392/KM 电阻: RL=0.223/KM

5.3 35KV，10KV母线选择计算书

1、35KV母线选择计算

1.12SNImax1.126300228.63A

UN3353按长期发热允许电流选择截面

选择单条H×B=25×4矩形铝导体， 其参数： 竖放允许电流为308A 集肤效应系数Kf=1 、

当环境温度为35℃时 Kal70350.88

al07025在35℃时 Ial=0.88×308=271.04〉173.21 2、10KV母线选择计算

1.12SNImax800.21A

UN3103按长期发热允许电流选择截面

选择单条H×B=63×6.3矩形铝导体， 其参数： 竖放允许电流为949A 集肤效应系数Kf=1.02 、

1.126300当环境温度为35℃时 Kalal0703570250.88

在35℃时 Ial=0.88×949=835.12〉606.24

第六章 短路电流计算和潮流计算

6.1 短路电流计算的目的

在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面：

1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。

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2）在选择电器设备时，为了保证设备在正常运行和故障下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 3）在设计户外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离。

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) 接地装置需根据短路电流进行设计。

6.2 短路计算的一般规定

计算的基本情况：

1) 电力系统中所有电源均在额定负载下运行。

2) 所有同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）。 3) 短路发生在短路电流为最大值时的瞬间。 4) 所有电源的电动势相位角相等。

5) 应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。 接线方式：

计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算法。所谓实用计算法，是指在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量，而不是用微分方程去求解短路电流的完整表达式 。

6.3 短路电流计算

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系统图图-1系统图及系统简化图

系统用一个无穷大的功率电源代表，它到母线的电抗标幺值： 取SB=100MVA Sx340MVA X0=0.4/KM UBUav 系统阻抗标幺值XT*=SB/Sx=0.294

0.43010035KV侧线阻抗标幺值X*=X0LSjUN2==0.98 35235KV侧进线为两回所以取X*=0.49 变压器阻抗标幺值：X1U%100SjSNT11.19

因为两台变压器互为备用则1取1.190.5=0.595 高压输电系统其有效电流值为

SjI3u

1.56KA 则35KV侧 I1=100MVA37KV3

5.36KA 10KV侧 I2100MVA10.5KV3对于f1点 X1XTX0.784

''*1短路电流周期分量标幺值为 Id1X*X1*1.28

*短路电流为 Id1= Id1I11.997KA 12.55Id15.092KA 冲击电流为 Iim电流最大有效值为：Ioh1.52Id1=3.035KA

- 34 -

''*短路容量为 S1=Id1100MVA128MVA

对于f2点 X2XTXX11.379 短路电流周期分量标幺值为 I\"*d21X2**0.73

短路电流为 Id2= Id2\"*I23.887KA

22.55Id29.912KA 冲击电流 Iim电流最大有效值为：Ioh1.52Id2=5.908KA

短路容量 S2=I\"*d2100MVA73MVA

6.4 潮流计算

潮流计算时，系统备用容量的分配应注重能源的合理利用和系统的安全、经济运行。额定电压为35KV的双回路输电线路，长度30KM，采用LGJ-95/20导线，其参数：RL=0.33Ω/KM，XL=0.400Ω/KM，变电站装为2台35/10KV变压器。每台容量为6.3MVA，其参数：△PO=6.56KW，△PS=36.90KW，VS%=7.5%，I0%=0.6%，取bo=2.8×106s/km。

图1简化图图-2 简化图

一、计算参数并且作出等值电路图：

输电线路的电阻、等值电抗、和电纳分别为

RL=30×0.33=9.90Ω

XL=30×0.40=12.00Ω

BC=30×2.8×106=0.84×104s

- 35 -

用线路额定电压计算线路产生的充电功率，并将其等分为两个部分： △

11QB=-BCVN2=-×0.84×104×352=-0.05145MVar

22两台变压器并联运行时，他们的组合电阻、电抗及励磁功率分别为：

21PSVN1103=0.569 RT1=22SN1PSVN23RT2=10=0.046 22SN1VS%VN110=7.292 XT1=

2SN21Vs%VN210=0.6 XT2=

2SN等值电路：

22△等值电路图图-3 等值电路

节点C处：

PC= 6MVA

QC=6 tg=4.5Mvar （cos0.8，则tg=0.75） 节点C的输出功率是负荷功率：

SC=（6+j4.5）MVA

22(64.5)ΔST=

2352(0.046j0.6)(0.0021j0.0276)MVA

节点B的输出功率为：

SB= SC+ΔST2=（6+j4.5）+（0.0021＋j0.0276）

= (6.0021+j4.5276)MVA

22(6.00214.5276)ΔST1= (0.569j7.292)(0.0263j0.3365)MVA

352节点A的输出功率为：

SA= SB+ΔST1+△QB=6.0021+j4.5276+0.0263+j0.3365-j0.05145 =(6.0284+j4.8127)MVA 线路中的电压降落的纵、横分量分别为：

- 36 -

P1'RLQ1'XL6.02849.94.8127123.17KV ΔVL==

37VAP1'XLQ1'RL6.0284124.81279.93.24KV δVL==

37VA利用公式：

VB =(VAVL)2(VL)=(373.17)23.24233.98KV

变压器中电压降的纵、横分别为：

'PC'RTQCXT6.00210.5694.52767.292ΔVT==1.08KV

33.98VB'PC'XTQCRT6.00247.2924.52760.569δVL==1.37KV

33.98VB归算到高压侧c点电压：

VC' =(VBVT)2(VT)=(33.981.08)21.37232.93KV 变电所低压母线C的实际电压：

11 VC=VC'×=32.93×11=10.35KV

3535第七章 电气设备的选择与校验

电气装置中的电气设备和载流导体，在正常运行和短路时，都必须可靠地工作。为了保证电气装置的可靠性和经济性，必须正确的选择电气设备和载流导体。 各种电气设备和载流导体的选择原则：

1、按正常工作条件进行选择

（1）按电气设备和载流导体的额定电压UN 不小于装设地点的电网额定电压

UWN选择，即：UN≥UWN

（2）所选的电所设备的额定电流IN,或载流导体的长期允许电流IWmax 得小于

装设回路的最大持续工作电流，即：IN≥IWmax 2、按短路状态校验其动稳定和热稳定。

（1） 热稳定校验 当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热

2效应不超过允许值，即：It2tIteq

2Iteq---短路电流的热效应，

It2t---设备给定的T秒内允许的热效应电流有效值。

（2） 动稳定校验 当被选择的电气设备和载流导体的短路冲击电流的峰值Im不应超过设备允许通过的动稳定电流的峰值Ies，即：ImIes.

- 37 -

由于我国目前所生产的电器使用的额定温度为+40℃，而待建变电所所址温度为+35℃，故在进行电气设备及载流导体选择时，必须对额定电流进行修正：温度每升高1℃，按额定电流降低0.5%进行修正; 温度每降低1℃，按额定电流升高0.5%进行修正。故待建变电所的温度修正系数K为： K=(40-38)×0.5%=1%。

7.1 电气设备选择的一般规定

1 一般原则

应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。

2 有关的几项规定

导体和电器应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条校核电器的基本使用条件。

在正常运行条件下，各回路的持续工作电流，应按下表计算。

回路名称 变压器回路 馈电回路 计算公式 Ig.max1.05In1.05SnIg.max2Pn3UnCOS 3Un 7.1各回路持续工作电流

注： Pn,Un,In等都为设备本身的额定值。

7.2 各回路持续工作电流的计算

依据上表，各回路持续工作电流计算结果见下表：

回路名称 计算公式及结果 35KV母线 35KV进线 10KV母线 10KV出线 0.4KV出线 Ig.max=1.05SN1.056300==109.12A 3UN3352P/227.58103/2Ig.max==156.30A 3UNCOS3350.81.05SN1.056300381.92A Ig.max==3UN3102P/927.5103/9Ig.max=120.28A 3UNCOS3100.81.05SN1.05100151.55A Ig.max==3UN30.47.2各回路持续工作电流结果表

- 38 -

7.3 断路器的选择与校验

断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前制造情况，电压6－220kV的电网一般选用少油断路器， 断路器选择的具体技术条件如下：

1) 电压：

Ug(电网工作电压)Un （3.1）

2) 电流：

Igmax(最大持续工作电压)In （3.2）

3) 开断电流：

IdtIkd （3.3）

式中：Idt——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；

Ikd——断路器的额定开断电流。

4) 动稳定：

ichimax （3.4）

式中：ich ——断路器极限通过电流峰值；

imax——三相短路电流冲击值。

5) 热稳定：

2ItdzIt2t （3.5）

式中：I——稳态三相短路电流；

I其中：tdztz0.052，由和短路电流计算时间t，可从《发电厂

I电气部分课程设计参考资料》第112页，查短路电流周期分量等值时间t,从而计算出tdz。

断路器的选择：

根据如下条件选择断路器： 电压：Ug(电网工作电压)Un

电流：Igmax(最大持续工作电流)In，各回路的Igmax见表3.2。 各断路器的选择结果见下表：

性能指标 位置 35KV侧 额定 额定 额定断电压 电流 开电流（KV） （A） （KA） 35 2000 - 39 -

型号 SW2-35/600 动稳定电 流（KA） 80 热稳定 电 流 （KA） 31.5(4s) 固有分闸时间（s） 合闸 时间（s） 31.5 0.06 0.1 变压器10KV侧 10KV出线侧 ZN12-10/ 1250 10 10 1250 1000 31.5 17.3 80 44 31.5(3s) 17.3(4s) 0.06 0.06 0.2 0.2 ZN4-10/ 1000 7.3断路器的型号及参数

断路器的校验：

1) 校验35KV侧断路器 ① 开断电流：IdtIkd Idt1.997(KA) Ikd6.6(KA)

IdtIkd

② 动稳定：ichimax ich5.092(KA) imax17(KA) ichimax

2tdzIt2t ③ 热稳定：II''1.9971

I1.997t20.062.06(s) 得：tz1.65(s)

tdztz0.051.650.051.70(s)

''2Itdz3.88721.725.68[(KA)2•s]

It2t31.5243969[(KA)2•s]

2tdzIt2t 则：I经以上校验此断路器满足各项要求。

2) 校验变压器10KV侧断路器 ① 开断电流：IdtIkd

Idt3.887(KA) Ikd31.5(KA) IdtIkd

② 动稳定：ichimax

ich9.912(KA) imax80(KA) ichimax

2tdzIt2t ③ 热稳定：II''3.8871

I3.887t20.062.06(s) 得：tz1.65(s)

''- 40 -

tdztz0.051.650.051.70(s)

2Itdz3.88721.725.68[(KA)2•s]

It2t31.5232976.75[(KA)2•s]

2tdzIt2t 则：I经以上校验此断路器满足各项要求。

3) 校验10KV出线侧断路器 ① 开断电流：IdtIkd

Idt3.887(KA) Ikd17.3(KA) IdtIkd

② 动稳定：ichimax

ich9.912(KA)

imax44(KA) ichimax

2tdzIt2t ③ 热稳定：II''3.8871

I3.887t20.062.06(s) 得：tz1.65(s)

tdztz0.051.650.051.70(s)

''2Itdz3.88721.725.68[(KA)2•s

It2t17.3241197.16[(KA)2•s]

2tdzIt2t 则：I经以上校验此断路器满足各项要求。

7.4 隔离开关的选择及校验

隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能切断负荷电流和短路电流。但是它有明显的断开点，可以有效的隔离电源，通常与断路器配合使用。

隔离开关型式的选择，其技术条件与断路器相同，应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素进行综合的技术经济比较，然后确定。其选择的技术条件与断路器选择的技术条件相同。 隔离开关的选择：

根据如下条件选择隔离开关： 电压：Ug(电网工作电压)Un

电流：Igmax(最大持续工作电流)In，各回路的Igmax见表3.2。

- 41 -

各隔离开关的选择结果见下表：

开关编号 35KV侧 10KV变压器侧 10KV出线侧 型号 额定电压(KV) 35 10 10 额定电流(A) 630 1000 600 动稳定电流(KA) 50 80 52 热稳定电流(s)(KA) 20(4s) 31.5（4s） 20（4s） GW535/630-50 GN610/100080 GN610/60052 7.4隔离开关的型号及参数

隔离开关的校验：

1) 35KV侧隔离开关的校验 ① 动稳定：ichimax

ich5.092(KA)

imax50(KA) ichimax

2tdzIt2t ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s] 由校验断路器可知: IIt2t20241600[(KA)2•s]

2ItdzIt2t

经以上校验此隔离开关满足各项要求。

2) 10KV变压器侧隔离开关的校验 ① 动稳定：ichimax

ich9.912(KA) imax80(KA) ichimax

2tdzIt2t ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s] 由校验断路器可知：IIt2t31.5243969[(KA)2•s]

2ItdzIt2t

经以上校验此隔离开关满足各项要求。

3) 10KV出线侧隔离开关的校验 ① 动稳定：ichimax

ich9.912(KA) imax52(KA) ichimax

2tdzIt2t ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s 由校验断路器可知：IIt2t20241600[(KA)2•s]

2ItdzIt2t

- 42 -

经以上校验此隔离开关满足各项要求。

7.5 电流互感器的选择及校验

电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器、电压线圈和电流线圈供电，正确反映电器设备的正常运行和故障情况。 互感器的作用：

（1）、将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，并且便于屏内安装。

（2）使二次设备与高电压部分隔离，互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。

电流互感器选择的具体技术条件如下：

1) 一次回路电压：

UgUn （3.6）

式中：Ug——电流互感器安装处一次回路工作电压； Un——电流互感器额定电压。 2) 一次回路电流：

IgmaxIn （3.7）

式中：Igmax——电流互感器安装处的一次回路最大工作电流； In——电流互感器原边额定电流。

当电流互感器使用地点环境温度不等于40C时，应对In进行修正。修正的方法与断路器In的修正方法相同。

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。

① 与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求：与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级，与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。仪表的准确级为1.5时，与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5，与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。仪表的准确级为2.5时，与仪

- 43 -

表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。

② 用于电能测量的互感器准确级：0.5级有功电度表应配用0.2级互感器；1.0级有功电度表应配用0.5级互感级，2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器；2.0级有功电度表及3.0级无功电度表，可配用1.0级级互感器。

③ 一般保护用的电流互感器可选用3级，差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级，零序接地保护可釆用专用的电流互感器，保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。 1) 动稳定校验：

ich2ImKd （3.8）

式中：Ich——短路电流冲击值； Im——电流互感器原边额定电流；

Kd——电流互感器动稳定倍数。

2) 热稳定校验：

2Itdz(ImKt)2 （3.9）

式中：I——稳态三相短路电流； tdz——短路电流发热等值时间； Im——电流互感器原边额定电流。

Kt——t秒时的热稳定倍数。

电流互感器的选择

根据如下条件选择电流互感器： 一次回路电压：Ug(电网工作电压)Un 一次回路电流：Igmax(最大持续工作电流)In

电流互感器配置：所有的断路器回路中昀装置电流互感器，以满足测量仪表 、保护及自动装置的要求，。电流互感器一般三相配置，对于10KV系统，因不设全线速动保护，故母线分断及出线按两相配置，一组保护用，一组测量用,一组计量用，以节省投资同时提高供电可靠性。

- 44 -

图-4 电流互感器接线图

各电流互感器的选择结果见下表：

参数 位置 型号 二次负荷10%倍数 动稳(Ω) 额定电 级次 准确 1S热稳定倍流比(A) 组合 级次 二次负荷倍定倍数 数 0.5级 1级 (Ω) 数 0.5 15-1000/5 0.5/3 2 4 2 28 65 100 3 0.5/D 0.5 1000/5 1/D 1 0.5 <10 50 90 D/D D 0.5 0.5/3 300/5 1 0.4 10 75 135 1/3 3 7.5电流互感器的型号及参数 35KV进线侧 LCW-35 变压器 10KV侧 LBJ-10 10KV出线侧 LA-10

电流互感器的校验：

1) 变压器35KV侧电流互感器 ① 动稳定：ich2ImKd

ich5.092(KA)=5092A

2ImKdw21000100141421.16(A) ich2ImKd

2tdz(ImKt)2 ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s] 由校验断路器可知：I(ImKt)2(165)24225[(KA)2s]

2Itdz(ImKt)2

经以上校验此电流互感器满足各项要求。

2) 变压器10KV侧电流互感器 ① 动稳定：ich2ImKd

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ich9.912(KA)9912A

2ImKdw21000100141421.16A ich2ImKd

2tdz(ImKt)2 ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s] 由校验断路器可知：I(ImKt)2[(1~1.5)50]2(2500~5625)[(KA)2s]

2Itdz(ImKt)2

经以上校验此电流互感器满足各项要求。

3) 10KV出线侧电流互感器 ① 动稳定：ich2ImKd

ich9.912(KA)9912A

2ImKdw230010042426.41(A) ich2ImKd

2tdz(ImKt)2 ② 热稳定：I2tdz3.88721.725.68[(KA)2•s] 由校验断路器可知：I(ImKt)2[(0.3~0.4)75]2(506.25~900)[(KA)2s]

2Itdz(ImKt)2

经以上校验此电流互感器满足各项要求。

7.6 电压互感器的选择及校验

电压互感器的配置:应能保证在主接线的运行方式改变时，保护装置不得失电压，同期点的两侧都能取得电压。在每组母线上的三相上均配置电压互感器，电压互感器的选择包括种类和型式的选择、一次二次额定电压的选择，容量和准确及的选择。

种类和型式的选择：

应根据装设地点和使用条件进行选择电压互感器的选择。

1、在6-20kV户内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器。 2、在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器组。

一次二次额定电压的选择：

电压互感器的一次绕组的额定电压U1N，应根据互感器的接线方式来确定其相电压和相间电压。 容量和准确级的选择：

- 46 -

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，选择互感器的准确级和额定容量。互感器的额定二次容量应不小于电压互感器的二次负荷，即S2NS2

电压互感器选择的具体技术条件如下：

1) 一次电压U1：

1.1UnU10.9Un （3.10）

式中：Un——电压互感器额定一次线电压，其允许波动范围为10%Un 2) 二次电压U2n：电压互感器二次电压，应根据使用情况进行选择。 3) 准确等级：电压互感器应在那一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定。

4) 二次负荷S2：

S2Sn （3.11）

式中：S2——二次负荷；

Sn——对应于在测量仪表所要求的最高准确等级下，电压互感器的额

定容量。

由上面的叙述可知，本变电所的选择如下 10KV侧选择 a.户内，

b.额定电压10KV，

c.精度等级由于继电器用于测量所以选择0.5级。 d.容量的确定 AB相 线圈消耗仪表电压线圈 功率 BC相 仪表 数目 Qbc

仪表名称 cos 有功功率表 无功功率表 0.6 0.5 1 1 sin Pab Qab Pbc 2.4 0.5 2.4 0.5 4 1 - 47 -

有功电度表 频率表 电压表 总计 1.5 1.2 0.3 0.38 1 1 0.925 5.13 1.2 9.2 12.5 12.5 5.13 0.3 8.3 12.5 12.5 9 1 1 7.6 10KV侧选择仪器

接线图如下：

图-5 10KV接线图

由上表，可求出不完全星型部分负荷：

SabPab2Qab29.2212.5215.5VA

SbcPbc2Qbc28.3212.5215VA

Pab9.20.59 ab53.8° Sab15.5P8.3cosbcbc0.55 bc56°

Sbc15cosab由于每相都有监视电压表PV[Pav=0.3W，Qav=0] 故a，b相负荷可得：

1PaSabcosab30oPav=8.49w

31QaSabsinab30oQav=3.61var

31sabcosab30oSbccoscb30oPav=9.05w Pb31sabsinab30oSbcsincb30o=12.72var Qb3- 48 -

可见b相负荷较大且SabPb2Qb215.61VA120 3故应按b相总负荷选择

10KV侧选择 JSJW---10 0.5级 额定容量300VA

7.7 熔断器的选择

高压熔断器应按所列技术条件选择，并按使用环境条件校验。熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载电流的损害，屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，而在电厂中多用于保护电压互感器。 (1)

熔断器选择的具体技术条件如下： 5) 电压：

UgUn （3.28）

限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中，以免因过电压而使电网中的电器损坏，故应为UgUn

6) 电流：

IgmaxIf2nIf1n （3.29）

式中：If2n——熔体的额定电流。

If1n——熔断器的额定电流

7) 根据保护动作选择性的要求校验熔体额定电流，应保证前后两级熔断器之间，或熔断器与电源侧继电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。

8) 断流容量：

Ich(或I)Ikd （3.30）

式中：Ich——三相短路冲击电流的有效值。

Ikd——熔断器的开断电流。

1、 熔断器的选择

依据以上熔断器选择的技术条件，参考《发电厂电气部分课程设计参考资料》166页表5-35，35KV和10KV熔断器如下表所示：

系列型号 额定电压(KV) 额定电流(A) 断流容量(MVA) RN2 RW9-35 10 35 0.5 1000 0.5 2000 7.7熔断器的型号及参数 - 49 -

备注 保护户内电压互感器 保护户外电压互感器 7.8 变电所设备防雷接地装置计算书

由于雷击电压很高，会把变电所内设备击坏，引起事故。为此，必须在变电所内设避雷针，以保护设备。避雷针能对雷电场产生一个附加电场，使雷电场畸变，故将雷电的放电通路吸引到避雷针本身，由它及与它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入地下，从而保护了设备的安全。 避雷针由：接闪器.引下线和接地体三部分组成。 一、

1） 2）

避雷针保护范围计算：

共设一只避雷器，避雷高度H=30m,被保护物Hx=7.3m; 避雷针外侧保护范围的计算，高度影响系数p取1； R=(1.5H-2Hx)p

=(1.5×30-2×7.3)×1

=30.4m

图-6 避雷器保护范围

二、 避雷针接地电阻计算：

1） p=50Ω.m. L=2.5m d=0.05m 2） 垂直接地的接地电阻： Rc=[ P/(2ПL)]Ln(4L/d) =16.85Ω

3) 避雷针接地装置：

因为独立避雷针电阻应不大于10。所以布置为L=2.5m.d=0.05m钢管由60x6扁钢连接。埋入深度3m。

三、接地网接地电阻的计算： ① p=50Ω.m.S∑=420㎡

② 该装置复合式接地网，故估计其他电阻：

- 50 -

R=0.5P/SÆ=1.22Ω

R的估算值小于接地网工频接地电阻允许值4Ω。

7.9 无功补偿容量的计算书

补偿装置容量的选择

负荷所需补偿的最大容性无功量计算

利用电容器改善功率因数需要补偿的无功量为：

QfmPfm(|tg1||tg2|)11Pfm1122 （4.1） coscos12PfmQcfo式中：Qfm——负荷所需补偿的最大容性无功量（Kvar） Pfm——母线上的最大有功负荷（KW）

1 ——补偿前的最大功率因数角（） 2 ——补偿后的最小功率因数角（）

Qcf0——由cos1补偿到cos2时，每千瓦有功负荷所需补偿的容性无功值（Kvar/KW）

则本站所需补偿的无功值为：（其中功率因数是由0.8补偿到0.9） QfmPfm(tg1tg2)

=6（0.75-0.23） =3.12 (Mvar)

选择并联电容补偿装置，型号为：BFF11/3-3600-3 B：并联电容器 FF：二芳基乙烷浸膜纸复合介质 11：额定电压 3600：额定容量 3：表示相数

第八章 电力系统继电保护

电力系统中，由于雷击或鸟兽跨接线设备、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当等原因，往往发生各种故障。最常见的同时也是最危险的故障时各种形式的短路。为了防止电力系统中发生事故一般加设继电保护装置。

1、继电保护的基本原理

继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，启动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。

2、继电保护装置的组成

1）测量部分 2）逻辑部分 3）执行部分

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3、对继电保护的要求

对电力系统继电保护的基本要求是有选择性、速动性、灵敏性和可靠性。这些要求之间，有的相辅相成，有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别进行协调。

1）选择性 选择性是指继电保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，保证系统中非故障元件仍然继续运行，尽量缩小停电范围。

2）速动性 快速切除故障以便提高系统并列运行的可靠性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以及缩小故障元件的损坏程度。

3）灵敏性 继电保护的灵敏性是指对于保护范围内发生故障或非正常运行状态的反应能力。

4）可靠性 保护装置的可靠性是指在其规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作情况下，则不应该错误动作。

本厂总降压变电所需要设置以下的保护：变电所馈电线路保护、变压器保护、母线保护、备用电源进线保护。 1、变电所馈电线路保护

由总降压变电所送至每一车间变电所的线路需设速断保护和过电流保护。互感器接成不完全星形，继电器选用GL一11/10型，整定计算： ① 速断保护

10kV馈线最大短路电流Imax=10000/4=2500A 启动电流：I=K*Imax=1.25*2500=3125A ② 过流保护启动电流（设最大负荷电流为1）：

I=K（可靠系数）*K（自启动系数）*I（最大负荷电流）/K（返回系数） =1.2*1.5*1/0.85=2.11 2、变压器保护

根据本降压变电所变压器的容量及重要性按照规程规定，主保护应为差动保护，后备保护为电流速断保护及带有定时限的过电流保护。此外，还应装设瓦斯保护及温度信号。 3、母线保护

设置两个电流互感器接成不完全星形。装设时电流带时限保护，继电器选用

DL-11型，其动作时限比馈出线大△t，即t=1s。

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4、备用电源进线保护

备用电源进线设过负荷保护，定时限过电流保护。互感器接成不完全星形，继电器选DL-11型，过负荷保护作用于信号。

考虑到母线联络开关动作的时间，定时限过流保护的动作时限取1.5s。

主要设备清单表

35KV侧 序 号 1 2 3 4 设 备 断路器 隔离开关 电流互感器 避雷器 数 量 5 8 10 2 10KV主变侧 5 6 7 8 9 断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 避雷器 2 2 2 2 2 10KV出线侧 10 11 12 13 14 15 断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 避雷器 电容器 9 20 9 2 2 2 变压器 16 主变压器 2 - 53 -

型 号 SW2-35/600 GW5-35/630-50 LCW-35 HY5WZ-51/134 ZN12-10/1250 GN6-10/1000-80 LBJ-10 JSJW-10 HY5WZ-17/50 ZN4-10/1000 GN6-10/600-52 LA-10 JSJW—10 HY5WZ-17/50 BFF11/3-3600-3 S9—6300/35 17

所用变压器 1 S9—100/35 致谢

经过这次毕业设计，我不但温习了以前学过的知识，而且又学习了很多相关的专业资料知识，加深了对理论知识的理解，也深刻地理解了理论与实践结合并不是一件容易的事。

本次设计的主要内容是进行35KV降压变电所电气设计，本次设计的主要内容是主接线设计、短路点计算、电气设备的选择与校验、无功补偿、主变保护设计等。通过此次设计，使我明白了变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分，主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置等的拟定将会产生直接的影响。通过短路电流的计算来对系统的各种故障进行分析，并以此来校验各种电气设备的选择是否符合要求。此外，通过无功补偿的设计，满足了用户电能质量的要求，同时为了整个变电站的安全运行进行了主变保护设计，因为它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定运行。

在设计过程中发现自己对专业知识的掌握还很欠缺，独立解决问题的能力也很有限，但通过指导老师的帮助和个人的努力，设计要求的任务已完成。其中也存在一些不尽人意和不到位的地方，敬请各位老师指点！

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参考文献

[1] 熊信银.《发电厂电气部分》中国电力出版社 [2] 何首贤.《供配电技术》中国水利水电出版社 [3] 孟祥萍.《电力系统分析》.高等教育出版社 [4] 周泽存.《高电压技术》.中国电力出版社

[5] 李光琦.《电力系统暂态分析》（第三版）.中国电力出版社 [6] 张保会,索南加乐.《电力系统继电保护》.中国电力出版社

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