毕业论文-电厂110kv降压变电站电气部分设计

电厂110KV降压变电站电气部分设计摘要近年来随着地区经济的发展，城镇用电量呈大幅增长趋势。为保证城镇正常用电，配套变电站的建设成为重中之重。本次设计为110KV降压变电站电气部分的初步设计，根据原始资料，以设计任务书和国家有关电力工程设计的规程、规范及规定为设计依据。变电站的设计在满足国家设计标准的基础上，尽量考虑当地的实际情况。今设计一座110KV变电站，向该地区用10KV电压等级供电。设计110KV线路2回、10KV线路10回，架空出线。本次设计包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计；设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验等，并附有电气主接线图及其它相关图纸。关键词110KV变电站,电气设计,参数计算,设备选择ABSTRACTINRECENTYEARS,WITHTHEDEVELOPMENTOFREGIONALECONOMY,URBANCONSUMPTIONGREATLYINCREASEDTRENDTOWNSINORDERTOENSURETHENORMALUSEELECTRICITY,SUPPORTINGTHECONSTRUCTIONOFTHESUBSTATIONSBECOMEATOPPRIORITYTHEDESIGNOF110KVSTEPDOWNTRANSFORMERSUBSTATIONELECTRICALPARTOFTHEPRELIMINARYDESIGN,ACCORDINGTOTHEORIGINALDATA,ADESIGNSPECIFICATIONANDTHERELEVANTSTATEPOWERENGINEERINGDESIGNOFTHECODES,STANDARDSANDREGULATIONSFORDESIGNBASISSUBSTATIONDESIGNINMEETTHEDESIGNSTANDARDSOFTHESTATE,ONTHEBASISOFCONSIDERINGTHEACTUALSITUATIONOFLOCALASMUCHASPOSSIBLETODAYA110KVSUBSTATIONDESIGN,WITH10KVVOLTAGECLASSPOWERSUPPLYTOTHEREGIONDESIGNOF110KVLINES2,10KVLINEBACKTOBACK,OVERHEADWIRETHISDESIGNINCLUDESTHEMAINELECTRICALWIRINGDESIGN,TRANSFORMERSELECTION,SHORTCIRCUITCURRENTCALCULATION,ELECTRICALEQUIPMENTSELECTION,DESIGNOFPOWERDISTRIBUTIONEQUIPMENT,ELECTRICALTOTALPLANELAYOUTANDLIGHTNINGPROTECTIONDESIGNDESIGNCALCULATIONINCLUDESTHECHOICEOFTRANSFORMER,THESHORTCIRCUITCURRENTCALCULATION,ELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONANDCALIBRATION,ETC,WITHTHEMAINELECTRICALWIRINGDIAGRAMANDRELATEDDRAWINGSKEYWORDS110KVSUBSTATION,ELECTRICALEQUIPMENT,SELECTIONDESIGN,PARAMETERSCALCULATION目录第1章绪论111总则112对电力系统的基本要求113设计原则214基本概念215本文设计总结3第2章背景材料分析及主变的选择421主变容量的确定422变压器台数的选择423变压器相数的选择524主变绕组数量的选择525主变绕组与调压方式的选择5第3章电气主接线设计731110KV侧接线83210KV侧电气主接线的选择10第4章变电所用电设计及功率因数的补偿1241变电所用电的设计1242功率因数的补偿12第5章短路电流的计算1351计算的目的和内容1352计算的假设条件1353各元件参数的计算1354短路电流的计算步骤1455系统等值图14第6章电气设备的选择1661高压断路器的选择1662隔离开关的选择1863电流互感器的选择1864电压互感器的选择2065支柱绝缘子和穿墙套管的选择2166母线导体的选择2267避雷器选择2368电抗器的选择2569高压熔断器的选择26610接地刀闸的选择27第7章高低压配电装置的设计2871设计步骤2872选择结果28第8章短路电流的计算2981D1点短路时2982D2点短路时29第9章电气设备的选择校验3191高压断路器的选择校验3192隔离开关的选择校验3393电流互感器的选择校验3394支柱绝缘子的选择校验349510KV穿墙套管的选择3496母线导体的选择校验3597电抗器的选择校验36设计总结37致谢38参考文献39附录I40附录II46附录III50第一部分设计说明书第1章绪论11总则变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理得确定设计方案；同时变电所的设计，必须坚持节约用电的原则。12对电力系统的基本要求（1）保证可靠的持续供电供电中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失，因此，电力系统运行首先要满足可靠、持续供电的要求。（2）保证良好的电能质量电能质量包括电压质量、频率质量和波形质量三个方面，电压质量和频率质量均以偏移是否超过给定值来衡量，波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取一切手段来予以保证。（3）灵活性具体要求调度时应该可以灵活地投入和切除变压器和线路调配电流负荷满足系统在事故运行方式下的系统调度要求。检修时，可以方便的停运断路器母线及电器设备进行安全检修而不影响电力网运行和对用户的供电。（4）保证系统运行的经济性电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗中占的比重约为1/3，而且电能在变换、输送和分配时的损耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电能消耗的能源和降低变换、输送和分配时的损耗，具有极其重要的意义。所以经济性的具体要求要投资省、主接线力求简单、尽可能减少断路器隔离开关、互感器、避雷针等的一次设备。二次保护力求简单。占地面积小。电能损耗少。（5）可扩性的具体要求扩建时，可容易地从初期接线过度为最终接线。13设计原则（1）本地区电网规划、电网调度自动化系统规划和通信规划，根据电网结构、变电站理环境、交通、消防条件、站地区社会经济状况，因地制宜地制定设计方案；（2）除按照电网规划中规定的变电站在电网中地位和作用考虑其控制方式外，其与电网配合、继电保护及安全自动装置等均应能满足运行方式的要求；（3）自动化技术装备上要坚持安全、可靠、经济实用、正确地处理近期建设与远期发展关系，做到远近结合；（4）节约用电，减少建筑面积，既降低电网造价，又满足了电网安全经济运行；（5）对一、二次设备及土建进行必要简化，取消不必要措施；（6）应满足备用电源自投、无功功率和电压调节。14基本概念（1）按突然中断供电造成的损失程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。一级负荷中断供电将造成人身伤亡和将在政治经济上造成重大损失，如造成重大设备损坏，打乱重点企业生产次序并需要长时间的恢复，重要铁路枢纽无法工作，经常用于国际活动的场所的负荷。（2）一级负荷供电可靠性要求高，一般要求有一个以上的供电电源（来自不同的变电所或发电厂，或虽来自同一变电所，但故障时不相互影响不同母线段供电）。（3）同时率各用户负荷最大值不可能在同一时刻出现，一般同时率大小与电力用户多少、各用户的用电特点有关。对所建变电所在电力系统中的地位、作用和用户的分析，变电所根据它在系统中的地位，可分为以下几类（1）枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统的高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500KV的变电所，成为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统的瘫痪。（2）中间变电所高压侧以交流潮流为主，起系统交换功率的作用，或是长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330KV，同时降压供当地使用，这样的变电所主要起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后将引起区电网瓦解。（3）地区变电所高压侧一般为110220KV，向当地用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。（4）终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为110KV经降压后直接向用户供电的变电所。全所停电后仅使用户中断供电。15本文设计总结本次设计包括电气主接线设计、变压器选择说明、短路电流计算说明、电气设备选择说明、配电装置设计、电气总平面布置和防雷保护设计；设计计算书包括变压器选择、短路电流计算、电气设备选择及校验。同时在本次设计过程中，初步体现了工程设计的精髓内容，如根据规程选择方案，用对比的方法对方案评价等。教会了我们在工程中运用所学专业知识，锻炼了我们用实际工程的思维方法去分析和解决问题的能力。第2章背景材料分析及主变的选择由背景资料知，新建变电站位于市工业区，临近负荷中心，用于工业和城市生活用电。且该新建变电站有110KV及10KV两个电压等级，110KV有两回线路，10KV有十回线路，可知该变电所为一地区变电所。根据电力工程电气设计手册的要求，并结合本变电站的具体情况及相关要求，选用两台同样型号的无励磁调压的两绕组变压器。21主变容量的确定主变压器容量应根据510年的发展规划进行。根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。对重要变动所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足类及类负荷的供电。对于装设两台变压器的变电所，每台变压器的容量SN通常按下式进行初选SNSIMP式中SIMP变电所全部重要负荷容量变电所某一级电压的最大计算负荷为SMAXKTPMAX1/COS式中KT同时率；PMAX、COS各用户的最大有功和功率因数该电压级电网的线损率计算如下PIMP75802756802803403580467034502282MWSIMP0852282（15）/082546MVA考虑到同一重要负荷不在同一时刻出现，应考虑同时率KT08522变压器台数的选择为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中断供电。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时也增加了配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作的复杂化。考虑到两台主变同时发生故障机率较小，且适用远期负荷的增长以及扩建，故本变电站选择两台主变压器完全满足要求。考虑近期及远景规划，经上述分析，拟选用SF740000/110型变压器。23变压器相数的选择（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。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。24主变绕组数量的选择对接入负荷中心具有直接从高压降为低压供电的变电所，为简化电压等级和避免重复容量，一般采用双绕组变压器。25主变绕组与调压方式的选择251绕组连接方式参考电力工程电气设计手册和相应规程指出变压器绕组的连接方式必须和系统电压一致，否则不能并列运行。电力系统中变压器绕组采用的连接方式有Y和型两种，我国110KV级以上的电压变压器绕组都采用“Y”连接，35KV及以下电压等级，变压器都采用“Y”连接，故选择YN，D11连接。252调压方式的确定变压器的电压调整是用分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，称为有载调压，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。根据电压允许波动范围为5以内，结合本站实际选择两台同样型号的双绕组无励磁电力变压器SF740000/110。表21SF740000/110变压器参数变压器型号空载损耗（KW）负载损耗（KW）空载电流（）阻抗电压（）SF740000/1104617408105第3章电气主接线设计电气主接线是发电厂、变电站的设计主体。采用何种形式的接线，与电力系统原始资料，发电厂、变电站本身的可靠性、灵活性、经济性的要求密切相关，并且对电气设备的选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大的影响。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确地处理好各方面的关系，合理地选择主接线方案。电气主接线设计的基本原则电气主接线设计应以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。主接线设计的基本要求在设计主接线时，应使其满足供电可靠、运行灵活和经济等项基本要求。（1）可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的运行工作，以保证对用户不间断供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践，经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，优先采用。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次设备部分在运行中可靠性的综合。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。可能一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能就不是可靠的。评价主接线方式可靠的标志是1）线路、母线（包括母线侧隔离刀闸）等故障或检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证对一类、二类负荷的供电。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）变电所全部停电的可能性。4）大型机组突然停电，对电力系统稳定运行的影响与后果。（2）灵活性1调度灵活，操作简便应能；灵活地投入（或切除）某些机组、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检修安全应能方便地停运断路器、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扩建方便应能容易地从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，一次和二次设备等所需的改造最少。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线到最终接线的可能和分段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来能顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。（3）经济性1投资省主接线应简单清晰，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，以便选择价格合理的电器设备；2占地面积少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；3电能损耗少经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。31110KV侧接线这里主要介绍有汇流母线接线中的单母线接线、单母分段接线和无汇流母线的桥型接线。单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方，且有利于扩建等优点。但可靠性、灵活性较差，这种接线只适用于6220KV系统中只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路数又不多的中、小型发电厂或变电所，它不能满足一、二类用户的要求。如图31单母分段接线对重要用户可以从不同段引出两回馈线回路，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。这种接线广泛用于中小容量发电厂的610KV接线和6220KV变电所中。如图32图31单母线接线图图32单母线分段接线桥型接线的特点一般当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥型接线。高压断路器数量少，是比较经济的接线，四个元件只需要三台断路器，线路的投入和切除操作方便，线路故障是仅将故障线路断路器断开，其它线路和变压器不受影响。现将内桥接线和外桥接线作以比较。（1）内桥优点高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器缺点1）变压器切除投入较复杂，需操作两台断路器并影响一回路暂时停电。2连接桥断路器检修时两个回路需解列运行。3）出现断路器检修时，出线在此期间停运。适用范围容量较小的发电厂或变电所，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高。如图33（2）外桥优点高压断路器数量少，四个元件只需要三台断路器缺点1）线路切除投入较复杂，需要操作两台断路器，并有一台变压器暂时停运；2连接桥断路器检修时两个回路需解列运行；3）变压器侧断路器检修时，变压器停运。适用范围容量较小的发电厂或变电所，并且变压器切换较频繁或线路较短，故障率较小的情况，线路有穿越功率时采用此接线，因为穿越功率只流过一个断路器，断路器检修时对此功率影响小。如图34图33内桥接线图34外桥接线根据实际情况，110KV有两回路进线，有穿越功率流过，110KV侧选用外桥型接线。3210KV侧电气主接线的选择10KV侧出线有十回，故考虑单母接线和单母分段，优缺点比较如表31表3110KV主接线的选择方案比较方案可靠性灵活性经济性单母接线不够灵活可靠，母线或隔离开关故障或检修时均使整个配电装置停电接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置同左单母分段接线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；当一段母线故障时分段断路器能将故障切除保证正常段的不间断供电和不致使用户停电简单经济方便实用，克服了单母接线的缺点10KV侧出线有十回，按照规程规定单母分段既具有单母接线简单经济方便的优点，又在一定程度上克服了它的缺点，对重要用户从不同段引出两个回路，使重要用户有两个电源，提高了供电可靠性，220KV及以下变电所供应当地的610KV配电装置，由于采用了制造厂制造的成套开关柜，地区电网成环网运行检修水平的迅速提高，采用单母分段一般能满足要求。不设旁路的原因1）610KV回路供电负荷小，供电距离短，并一般可在网络中取得备用电源；2）向工业供电回路一般比较多，企业内有备用电源，允许一回路停电；3）610KV大多为电缆出线，事故跳闸次数少。综合考虑以上因素本变电站位于市区，减少配电装置占地和占用空间，消除火灾隐患及环保要求，此接线不带有旁路。所以110KV采用外桥型接线，10KV采用单母分段接线。变电站电气主接线设计图见附录III。第4章变电所用电设计及功率因数的补偿41变电所用电的设计（1）确定所用变压器的参数，一般的变电所，均装设有两台变压器，以满足整流操作电源，强迫油循环变压器，无人值班的要求；（2）确定所用变压器容量根据所用负荷统计和计算，选用合适的变压器容量；（3）确定变压器电源引接方式。当变电所内有较低的电压母线时，一般从这类母线引接电源，这种引线具有经济、可靠的优点。（4）选择结果1）所用电的引接为了保证供电的可靠性，所用电分别从10KV母线上引接，为了节省投资，所用变采用隔离开关加高压熔断器与母线连接。2）所用电容量这里选用两台S9M50型，参数如表41表41所用变压器数据表额定容量KVA连接组别号空载损耗KW负载损耗KW空载电流A短路阻抗50Y,YN00170872442功率因数的补偿P（7526224335463436）085323MW原来的功率因数是08，要求补偿到09以上，采用在低压侧并联电容器的方法COS083687OCOS092584O要求补偿的无功容量为QCPTANTAN323TAN3687OTAN2584O858MVAR每相补偿的电容值CQC/32858106/（331410103）9108F电容值选择数值至少为9108F，每相装设一个电容器。第5章短路电流的计算51计算的目的和内容511短路电流计算的目的（1）为了选择断路器等电器设备或对这些设备提出技术要求；（2）评价并确定网络方案；（3）研究限制短路电流的措施；（4）为继电保护整定和调试提供数据；（5）分析计算送电线路对通讯设施的影响。512短路电流计算的内容在电力系统设计中，短路电流的计算应按照远景规划水平考虑，远景规划水平一般按建成后510年。计算内容为系统在最大运行方式时各枢纽点的三相短路电流。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，而不是用微分方程求解短路电流的完整表达式。52计算的假设条件（1）故障前为空载，即负荷略去不计，只计算短路电流的故障分量；（2）故障前所有电压均等于平均额定电压，其标幺值等于1；（3）系统各个元件电阻略去不计（1KV及以上的高压电网）；（4）只计算短路电流的基频分量。53各元件参数的计算选取基准电压UBUAV115，SB100，则等值图中各计算值为线路XB04/KM，只计算三相短路电流XS1XS1SB/SJ06100/12500048XS2XS2SB/SJ08100/3500029X11X1L1SB/U2AV0410100/1152003X12X1L2SB/U2AV0414100/11520042X13X1L3SB/U2AV046100/11520018X14X1L4SB/U2AV0420100/1152006主变的计算XTUKSB/100SN105100/1004002625短路电流的计算分为次暂态电流、短路电流周期分量的有效值和短路冲击电流，前者用于检验断路器开端容量和继电保护的整定热稳定计算，后者用于动稳定的计算。54短路电流的计算步骤（1）短路电流计算的基准值UBUAV115KV,SB100MVA（2）计算各元件参数的标幺值，做出等值电路；（3）进行网络简化，求出电源点与短路点之间的电抗，此电抗称为入端电抗；（4）求出短路电流标幺值，进而求出短路电流有名值（5）计算冲击电流有效值。55系统等值图图51系统等值图计算结果如表51列表（计算过程见计算书）表51各短路点计算结果短路点次暂态电流有效值KA冲击电流幅值ISHKAD110682718D2282718第6章电气设备的选择正确地选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，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，选择合适的电气设备。电气设备的选择要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态进行校验动稳定和热稳定。电气设备选择的一般要求如下（1）应满足各种运行、检验、短路和过电压情况的要求，并考虑远景发展；（2）应按照当地环境条件（如海拔、大气污染程度和环境污染程度等）校验；（3）应力求技术先进和合理；（4）与整个工程建设标准应协调一致；（5）同类设备应尽量减少品种；（6）选择的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。61高压断路器的选择高压断路器的主要功能正常运行时，用来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，能起保护作用。高压断路器是开关设备中功能最为完善的一种，其最大特点是能断开负荷电流和短路电流。（1）断路器种类和型式的选择除满足各项技术条件外，还应考虑安装调试和运行维护方便。一般635KV采用真空断路器，35500KV采用SF6断路器。（2）额定电压的选择UNUNSUNS电网额定电压（3）额定电流的选择INIMAXIMAX各种合理方式下最大持续工作电流（4）开断短路电流的选择INBRIPT（或I“）IPT为实际开断瞬间的短路电流周期分量，开断电器应能在最严重的情况下开断短路电流，故断路器的开断计算时间T应为主保护时间和断路器固有分闸时间之和。（5）热稳定校验I2TTQKIT、T电器允许通过的热稳定电流和时间QK短路电流热稳定效应（6）动稳定校验IESISHIES、ISH短路冲击电流幅值和电器允许通过的动稳定电流幅值（7）110KV侧高压断路器选择结果如表61表61列出的断路器计算数据与所选断路器的参数比较计算数据SW6110UN110KVIMAX210AIN1200AI“1068KAINBR158KAQK35131KA2SIT2T99856KA2SISH2718KAIES41KA由选择可知其结果正确，各项数据均满足要求，故110KV侧选用SW6110型断路器。（8）10KV侧高压断路器选择结果如表62表62列出的断路器计算数据与所选断路器的参数比较计算数据SN1010UNS10KVUN10KVIMAX2309AIN3000AI“282KAINBR40KAQK2481KA2SIT2T6400KA2SISH718KAIES125KA由选择可知其结果正确，各项数据均满足要求，故10KV侧选用SN1010型断路器。62隔离开关的选择隔离开关是发电厂和变电所的常用电器，它需要与断路器配套使用。但是隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流、短路电流，其主要用途是1）隔离电压2）倒闸操作3）分合小电流隔离开关的型号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后确定。其选择的具体方法与断路器的1）2）3）4）5）6）相同，不再重复。根据对隔离开关操作控制的要求，还应选择其配用的操动机构。屋内式80000A以下的隔离开关一般采用手动的操作机构；220KV及以上高位布置的隔离开关宜采用电动机构和液压机构。将以上各个选择条件与短路电流的计算结果相比较，经过计算后，设备选型如表63表63隔离开关选择结果设备选型技术数据UN（KV）IN（A）IES（KA）5S热稳定电流（KA）GW5110/6301106305020GN210/300010300010050隔离开关的校验隔离开关的校验的具体方法与断路器的1）2）3）4）5）相同，不再重复。查表得110KV采用GW5110/630型，10KV采用GN210/3000型。63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1）将一次回路的大电流变为二次回路的小电流（5A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；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）型式选择根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器绝缘结构（浇注式、瓷绝缘式、油浸式），安装方式（户内式、户外式、装入式、穿墙式），结构形式（多匝式、单匝式、母线式），测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态特性等）。一般常用型式为低压配电屏和配电装置中，采用LQ线圈式和LM母线式620KV户内配电装置和高压开关柜中，常用的LD单匝贯穿式或复杂贯穿式35KV及以上电流互感器多采用油浸式结构。在条件允许时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节省占地和投资。（2）额定电压和额定电流的选择UN1UNSIN1IMAX式中UN1、IN1电流互感器的一次额定电压和额定电流（3）二次额定电流的选择CT二次额定电流有5A和1A两种，一般弱电系统用1A，强电系统用5A。当配电装置（例如超高压）距离控制系统室较远时，为了能使CT能多带二次负荷或减少电缆截面，提高准确级，应尽量采用1A。（4）按准确度级选择CT的准确度应符合二次测量、继电保护等的要求，用于电能计量的CT，准确度级不应低于05级，用于继电保护的CT误差应在一定的限值内，以保证过电流测量准确度的要求。（5）检验二次负荷的容量为保证CT工作准确度要求，CT的二次负荷不超过允许的最大负荷，CT的二次负荷包括测量仪表、继电器电流线圈，二次电缆和接触电阻等电阻；检验二次负荷的公式按容量检验S2SN2按阻抗检验Z2ZN2式中S2CT的二次最大一相负荷，VA；SN2CT的二次额定负荷，VA；Z2CT的二次最大一相阻抗，；ZN2CT的二次额定阻抗，。（6）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（KRIN1）21QK式中QK短路热效应（7）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（KD1414IN1）IM式中IM通过二次侧绕组的最大冲击电流（8）综上，经过计算，设备选型如表64（计算过程详见计算书）表64CT的选择结果安装地点型号绕次组合110KV侧LCW11005/110KV侧LAJ101/D64电压互感器的选择电压互感器（PT）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1）将一次回路的高电压变为二次回路的低电压，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）型式选择根据安装的场所和使用条件，选择电压互感器绝缘结构和安装方式，一般620KV户内配电装置多用油浸式或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器；35KV配电装置选用电磁式电压互感器；110KV及其以上的配电装置中尽可能地选用电容式电压互感器。（2）按额定电压选择为保证测量的准确性，电压互感器一次额定电压在所安装电网额定电压的90110之间。PT二次额定电压应满足测量、继电保护和自动装置的要求。通常，一次绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压应选为100/1732V。当电网为中性点直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为100/1732V；当电网为中性点非直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为100/3V。（3）按容量和准确度级选择PT按容量和准确度级选择与CT相似，要求互感器二次最大一相负荷S2应该不超过设计要求的准确度级的额定二次负荷SN2，而且S2应该尽量最接近SN2，因S2过小也会使误差增大，PT的二次负荷S2计算式为S2P02（Q02）1/2式中P0、Q0同一相一表和继电器电压线圈的有功功率、无功功率。（4）PT不校验动稳定和热稳定（5）经过计算，选择结果如表65表65PT的选择结果型号额定电压（KV）副绕组额定容量VA最大容量VA原绕组副绕组辅助绕组0513YDR110110/173201/1732011502204401200JDZJ1010/173201/173201/34060150300备注YDR110Y电压互感器D单相R电容式JDZJ10J电压互感器D单相Z环氧浇注绝缘J接地保护用65支柱绝缘子和穿墙套管的选择支柱绝缘子额定电压和类型选择，进行短路动稳定校验。穿墙套管按额定电压、额定电流和类型选择，按短路电流条件进行动稳定和热稳定校验。（1）按额定电压选择支柱绝缘子和穿墙套管支柱绝缘子和穿墙套管的额定电压应大于等于电网额定电压即UNUNS；（2）按额定电流选择穿墙套管穿墙套管额定电流IN大于等于回路最大持续工作电流IMAX，即IMAXQK（5）支柱绝缘子和套管的动稳定校验要求FMAXIMAX式中IY导线的长期允许载流量，A（3）按经济电流密度选择SJIMAX/JMM2（4）热稳定检验应满足条件SMINQ1/2K/C式中C母线的热稳定系数QK短路电流热效应KA2SSMIN满足热稳定最小截面，MM2（5）动稳定校验应满足条件MAX（IB/IX）IBLUB100/UNLIB式中UB基准电压，KV；IB基准电流，KA；X以UB、IB为基准，从电源计算到所选用电抗器前的电抗标幺值；UNL电抗器额定电压，KV；INL电抗器额定电流，KA；I电抗器后短路的次暂态电流，KA。（4）电压损失校验UU100/UNLXLIMAXSIN/INL60（6）校验动稳定电抗器的动稳定电流IES不小于通过电抗器的最大三相短路电流ISH,即IESISH（7）热稳定校验电抗器允许的最大短路热效应I2TT不小于电抗器实际的最大短路热效应QK,即I2TTQK（8）电抗器选择如表68（主要用于10KV馈线电缆线路）表68电抗器选择结果产品型号额定容量KVA线路电压KV端子电流A电抗动稳定电流KA热稳定电流KAXKGK10200631155105200612751869高压熔断器的选择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和短路电流的损害。屋内型高压熔断器在变电所常用于保护电力电容器，配电线路和变压器，而在电厂多用于电压互感器。（1）额定电压选择UNUNS（2）额定电流选择按熔管额定电流选择INFTINFS为了保证熔断器不被损坏，高压熔断器的熔断额定电流应大于等于熔体的额定电流。熔体额定电流选择INFSKIMAX式中K可靠系数，K1113IMAX电力变压器回路最大工作电流（3）熔断器开断电流校验INBRISH对于保护PT的高压熔断器，只按额定电压及按开断电流容量来选择（4）高压熔断器选择结果如表69表69高压熔断器选择结果型号额定电压KV额定电流KA最大开断容量MVA最大开断电流KA备注RN2100550085保护至内TV（5）最大开断容量500MVA40MVA满足要求。610接地刀闸的选择为保证电器和母线的检修安全，每段母线装设12组接地刀闸，63KV及以上断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置接地刀。对于35KV及以上隔离开关的接地刀，应根据其安装处的短路电流进行动，热稳定校验。计算方法同110KV,10KV隔离开关相同，这里不再赘述。接地刀闸选择如表610表610接地刀闸选择结果型号UNKVINAIESKA5S热稳定电流KA操动机构型号GW5110/6301106305020CS17GN210/2000010200008536CS62第7章高低压配电装置的设计配电装置是发电场和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必备辅助设备组建而成，用来接收和分配电能的装置。配电装置按装设地点不同分为屋内式和屋外式，按组装方式分为装配式和成套式。其型式选择因考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行要求及检修确定，一般35KV及以下配电装置采用屋内式；110KV及以上采用屋外式，配电装置应满足以下要求（1）必须符合国家的经济技术政策和电力工程设计的规范要求；（2）保证运行可靠；（3）便于检修、巡视、操作；（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，节约材料和造价；（5）安装和扩建方便。71设计步骤（1）根据配电装置的电压等级、电器形式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件选择配电装置型式；（2）拟定配电装置的配置图；（3）按照所选择设备的外形尺寸、运输方法、检修巡视的安全和方便等要求，遵守配电装置技术规定的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计手册，设计并绘制配电装置的平断面图。72选择结果外桥式接线的110KV配电装置采用屋外中型布置，10KV的单母分段接线采用屋内成套开关柜JYN10型手车式开关柜单层布置。全站平面布置图见附录III。第二部分设计计算书第8章短路电流的计算81D1点短路时图81系统简化图则X006/008300120047次暂态电流为I1/X1/00472128电流基值IBSB/1732UB100/（1732115）0502KA有名值I1212805021068KA则ISH1414KMI114141810682718KA冲击系数远离发电厂取作1882D2点短路时则X006/008301430178次暂态电流为I1/X1/0178562电流基值IBSB/1732UB100/（1732115）0502KA有名值I25620502282KA则ISH1414KMI2141418282718KA图82系统简化图第9章电气设备的选择校验91高压断路器的选择校验911110KV侧高压断路器的选择校验（1）选型110KV侧高压断路器拟选用SW6110型断路器。（2）额定开断电流的选择校验查110KV断路器相关参数，得到该型号额定开断电流INBR158KA，INBRID11068KA（3）热稳定校验TKTPRTINTA3004004308式中TPR后备保护动作时间，按照3秒计算；TIN断路器固有分闸时间；TA断路器开断电弧持续时间，对少油断路器为004006S，对SF6断路器和压缩断路器为002004S周期分量热效应QPI2TTK1068230835131KA2S由于TK1S,故不计非周期分量热效应，短路电流引起的热效应QKQP35131KA2S查阅SW6110型断路器数据得到I2TT1582499856KA2S，故I2TTQK（4）动稳定校验ISH2718KA，查阅SW6110型断路器数据得到IES41KA,IESISH（5）结论断路器计算数据与所选断路器的参数比较如表91表91断路器计算数据与所选断路器的参数比较计算数据SW6110UNS110KVUN110KVIMAX210AIN1200AI“1068KAINBR158KAQK35131KA2SIT2T99856KA2SISH2718KAIES41KA由选择可知其结果正确，各项数据均满足要求，故110KV侧选用SW6110型断路器。91210KV侧高压断路器的选择校验（1）选型10KV侧高压断路器拟选用SN1010型断路器。（2）变压器最大持续工作电流IMAXSN/（1732UN）40/（173210）2309A,查阅其相关参数得IN3000AIMAX2309A（3）额定开断电流的选择校验查10KV断路器相关参数，得到该型号额定开断电流INBR40KA，INBRID2282KA（4）热稳定校验TKTPRTINTA3006006312式中TPR后备保护动作时间，按照3秒计算；TIN断路器固有分闸时间；TA断路器开断电弧持续时间，对少油断路器为004006S，对SF6断路器和压缩断路器为002004S周期分量热效应QPI2T2TK28223122481KA2S由于TK1S,故不计非周期分量热效应，短路电流引起的热效应QKQP2481KA2S查阅SN1010型断路器数据得到I2TT40246400KA2S，故I2TTQK（5）动稳定校验ISH718KA，查阅SN1010型断路器数据得到IES125KA,IESISH（6）结论断路器计算数据与所选断路器的参数比较如表92表92断路器计算数据与所选断路器的参数比较计算数据SN1010UNS10KVUN10KVIMAX2309AIN3000AI“282KAINBR40KAQK2481KA2SIT2T6400KA2SISH718KAIES125KA由选择可知其结果正确，各项数据均满足要求，故10KV侧选用SN1010型断路器。92隔离开关的选择校验隔离开关的校验的具体方法与断路器的1）2）3）4）5）相同，不再重复。查表得110KV采用GW5110/630型，10KV采用GN210/3000型。检验结果符合要求。93电流互感器的选择校验931110KV侧CT选择校验（1）选择CT根据电流互感器安装处电网电压，最大工作电流和安装地点的要求，查表，初选LCW110型户外独立的电流互感器，电流互感器变比为（300/600）/5，准确度级为05级，动稳定倍数KD150，热稳定倍数KR75（2）检验所选CT的热稳定和动稳定热稳定检验（KRIN121（7506）212025KA2SQK35131KA2S内部动稳定校验KD1414IN115014140612726KA2718KA（2）结论LCW110满足要求93210KV侧CT选择校验（1）选择CT根据电流互感器安装处电网电压，最大工作电流和安装地点的要求，查表，初选LAJ10型户外独立的电流互感器，电流互感器变比为（2000/6000）/5，准确度级为1级，动稳定倍数KD90，热稳定倍数KR50（2）检验所选CT的热稳定和动稳定热稳定检验（KRIN1）21（506）2190000KA2SQK2481KA2S内部动稳定校验KD1414IN1901414676356KA718KA（3）结论LAJ10满足要求94支柱绝缘子的选择校验（1）型式用于屋外式，一般用棒式支柱绝缘子。（2）电压绝缘子的额定电压应大于其安装处的工作电压，为10KV。（3）动稳定校验FMAXIMAXSN/（1732UN）40/（173210）231KA（3）选型根据工作电流和额定电流，选用CMWF220母线套管，套管长度ICA625MM,FG4000N（4）动稳定校验计算跨度LC1LCA/2106M套管受力F173I2SHL107/A1737182106107/1945KG06FG0640002400KG可见FMAXQK35131S，满足要求96母线导体的选择校验（1）型式初步选择矩形铝母线（2）截面积选择IMAXSN/（1732UN）40/（173210）231KASMIN,满足条件。（4）动稳定校验设相间距A15M，跨距L12M，MAX1732I2SHL107/A1732718212107/1571KGMAX（IB/IX）INLUB100/（UNLIB）（59/2820587）20010500100/（550010000）52故选择XKGK102006型。电抗百分值是6。（3）电压损失检验UU100/UNLXLIMAXSIN/INL006481004/2000660，满足要求。（5）动稳定、热稳定校验ISH718KA1275KAQK274KA2SI2TT1821324KA2S，满足要求。故选择XKGK102006型水泥电抗器。设计总结在这两个多月的时间里，我查阅了110KV系列变电站的相关资料，了解了变电站的发展过程、设计原则及特点，主要做了以下工作，一次系统设计包括变电站主变选择、电气主接线的选择、所用电设计及功率因数的补偿、短路电流计算，从而进行电气设备的选择和校验。在此过程中，我从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计，感觉有不少的收获1巩固了以前学的专业知识，并在以前的基础上理解的更加透彻，掌握的更加熟练；2锻炼了自己的实际应用能力，将课本上学到的理论知识和实际生产联系了起来；3增强了自己独立解决问题的能力。虽然，在这个过程中我也曾遇到了不少困难，但是，在老师和同学们的热情帮助和我自己的不懈努力下，所有的难题都被我逐个解决，我也从中获得了胜利的喜悦。这也让我明白了一个道理前途是光明的，道路是曲折的，只有靠自己顽强拼搏的精神和坚持不懈的努力才能够到达成功的彼岸。正所谓天下无难事，只要肯攀登。只要有契而不舍的精神，就没有办不到的事最后画了电气主接线图、全站平面布置图。总之，我觉得我的毕业设计做的还是比较成功的，因为我有不小的收获。就快要毕业了，也为我的大学画上一个完美的句号。在此，我还要感谢在我做毕业设计的过程中，给与我帮助的老师和同学。致谢经过两个多月的时间，我顺利的完成了这次毕业设计。从总体上来说，我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了老师的要求。这段时间我翻阅了许多的书籍，从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第