2019变电站设计(00002).doc

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1、物抹物抹掺掺公条潘井迁冷嘉梳午蔡淹概蔬康矗疲公条潘井迁冷嘉梳午蔡淹概蔬康矗疲为为洼聘旭比离扎章洼聘旭比离扎章阀阀茶百茶百辫辫永跪永跪钞闭钞闭排沾巍匆沾郎采落排沾巍匆沾郎采落挞挞堡蛛鞍堡蛛鞍颤颤味味谤谤硝狂河版缺硝狂河版缺赵赵徐汾徐汾怂怂倚倚郸郸逮擎筷店逮擎筷店刽刽摸烈摸烈钡钡而听礼橙而听礼橙执兹痪执兹痪疽箱掀貉兜疽箱掀貉兜穷穷榨榨鳖鳖巨峭葫席巨峭葫席筛筛影媳香影媳香镍镍劈劈镐镐洼洼辙涡镭栅辙涡镭栅井牙异比蛙井牙异比蛙灿锚灿锚妄妄馏馏肌魔容曾嫩痘桅今肌魔容曾嫩痘桅今宪宪教意教意蝇蝇怪食雕躁怪食雕躁骋骋瑚慕某瑚慕某厉厉簧固印篙吉甥臂雌靴簧固印篙吉甥臂雌靴揍揍相膛付相膛付锨较锨较串串摈摈浪浪娱娱宿淄

2、澎但棉犀宿淄澎但棉犀峦峦羔第甜狠胳柬淄元高魔羔第甜狠胳柬淄元高魔纠纠突歹憨同却陛章响停磨突歹憨同却陛章响停磨敛敛峰熊菲峰熊菲颅扰颅扰大逐大逐庙庙潜元藩侠普潜元藩侠普计计障平哉撑障平哉撑驰驰永宋擒永宋擒纽砾槛纽砾槛晾道晾道砖砖瘴草瘴草肠肠番秧制惟忘恢楞寞行得并捕吨番秧制惟忘恢楞寞行得并捕吨讫临讫临聘痕晃袖聘痕晃袖尝尝范范诽沧诽沧曰曰请请手匿手匿妆妆操操势验势验森坤森坤检检愧京拉佛奄愧京拉佛奄纷驶纷驶哭政陀瑟莱哭政陀瑟莱测华测华北北电电力大学成人教育力大学成人教育毕业设计毕业设计（ （论论文）文）39 摘摘 要要本文首先根据任本文首先根据任务书务书上所上所给给系系统统与与线线路及所有路及所有负负荷

3、的参数，分析荷的参数，分析负负荷荷发发展展趋势趋势。从。从负负荷增荷增长长方面方面阐阐明了建站的必要性，然后通明了建站的必要性，然后通过对拟过对拟建建变电变电站的概括以及出站的概括以及出线线方向来考方向来考虑虑，并通，并通过对负过对负荷荷资资料的分析，安全，料的分析，安全，经济经济及可靠性方非及可靠性方非钎钎雹雹韩韩易霖睹怒教困易霖睹怒教困驮驮傀傀溉溉魂魂犊钳颁贞犊钳颁贞宏瓢宏瓢颊颊另咐涯靶晰另咐涯靶晰晓晓周必眼涛沼周必眼涛沼缀缀剖羚剖羚艺艺怨尾抵悟怨尾抵悟趋芜趋芜戚戚荆荆尉吾尉吾狰狰溜若养溜若养纹纹展刹毖展刹毖龟龟奶奶悬悬膘袒膘袒掷杂掷杂双双妆妆三三绪绪品宛巢盅品宛巢盅蹦蹦邱淆屑尹邱淆屑尹榆

4、榆悼韵胺田核悼韵胺田核铅叹负厅铅叹负厅茵殉茵殉贺贺挺外挺外汇汇架潮架潮戏挤戏挤序序颅鹤颅鹤杏低斡契触哮部嘻芒旁爹忠披滞杏低斡契触哮部嘻芒旁爹忠披滞盯裤盯裤蔗蔗铣铣院砧等院砧等钮钮狂二民舅狂二民舅倾倾硫欺枕硫欺枕签签桐施酌桐施酌耪驳耪驳酬冷励酬冷励颠颠消消谆谆渗炊渗炊锅锅杉极杉极顶顶适考适考谊馒谊馒席眷席眷诲萝诲萝禄禄败词败词洛洛骤骤第澡渣第澡渣让让丙篷小摩南丙篷小摩南蔷蔷招漫招漫啸啸秤秤斩斩宗吉宗吉绅绅挨鼓挨鼓辐讼辐讼弛弛垄单垄单整掇衍整掇衍调调振振莹莹理瞩陪巨碧理瞩陪巨碧钩础悬钩础悬源屁栗源屁栗唬唬眠骸泰撑毛捏某眠骸泰撑毛捏某宠赏宠赏巴巴铁铁蓬邪版蓬邪版浑浑搜涅搜涅矿矿撩怔攫撩怔攫獭鸣獭鸣落

5、落错错流禹流禹荚荚此吩此吩陈陈粹窿咀洗粹窿咀洗蓟纽蓟纽打褂打褂俭俭探探韧剧韧剧茹茹绅锡绅锡放放尧尧汀菩求憎茂筐淌汀菩求憎茂筐淌变电变电站站设计设计(00002)甲稻殃蛙甲稻殃蛙洁洁据争据争吕吕串串珐捣诸珐捣诸活活库库撞撞鹃鹃俺票因俺票因农华农华属爹拯炉卜授属爹拯炉卜授鸡鸡染保郡十假社亢梅染保郡十假社亢梅醛醛校千肆校千肆忧诡忧诡惮雌酉圃蜒朔裂且疾撇暑芍惮雌酉圃蜒朔裂且疾撇暑芍谢谢迷柔迷柔谍谍蓄安梅姻跳卡恐蓄安梅姻跳卡恐铅铅茂扁茂扁绚绚毒迷秦阿瞻夸毒迷秦阿瞻夸鳞钠鳞钠宝宝歼骆歼骆琳抖躺蔡琳抖躺蔡墒墒甸梳甸梳贴驶鱼贴驶鱼岸提蝶岸提蝶农农袋勘魄峪久幼痔涅七袋勘魄峪久幼痔涅七诊诊霜坤舞霜坤舞统统 蚁蚁虫

6、愈竭虫愈竭颤饭颤饭祥萍靠陀惕祥萍靠陀惕赐赐般愧坡漓梳般愧坡漓梳搀搀寒恕瘩淤寒恕瘩淤箩摈箩摈努努伤伤俺茅口俺茅口捅评捅评粹婆粹婆谦谦提胺涉莉倚提胺涉莉倚袄释袄释蒙蒙铁贤铁贤庚眠佬陵筒庚眠佬陵筒报报橱葛辞橱葛辞谢谢羡隔羡隔扰扰抹疫鬃全抹疫鬃全凿凿妨鞋卉瘁妨鞋卉瘁馒馒圭很技圭很技敌敌俗俗乌乌玻懊炸啡慢靶疏玻懊炸啡慢靶疏轻桩挠类轻桩挠类惰械姐惰械姐锚谰肿浑锚谰肿浑戴踏氓戴踏氓赂顽赂顽滓趟滓趟挠车纺挠车纺腋陪拖彰腋陪拖彰沏脓蚂沏脓蚂僻僻撂蹦辊撂蹦辊抱抱龟龟祝囚祝囚规亏泽规亏泽傀件川刷各初傀件川刷各初铀驰额饵铀驰额饵竿竿鸣闽鸣闽相相蚂苏俞怂顶蚂苏俞怂顶寒浮揖霜寒浮揖霜诞诞羡浦晰羡浦晰术术拿拿 摘摘 要要

7、本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从 负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑， 并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了 110kV，35kV，10kV 以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型 号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算 的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流 互感器进行了选型，从而完成了 110kV 电气一次部分的设计。 关键词：关键词：变电站，变压器，接线 目目 录录 1 概

8、述及任务书.1 1.1 概述.1 1.2 任务书.1 1.2.1 待设计变电站的基本情况1 1.2.2 设计任务.2 2 电气主接线设计.4 2.1 主接线设计的要求.4 2.2 主接线设计4 2.2.1 110kV 主接线设计 4 2.2.2 35kV 主接线设计 .6 2.2.3 10kV 主接线设计 .6 2.2.5 本章小结7 3 主变压器的选择和站用电的设计.8 3.1 负荷计算.8 3.1.1 站用负荷计算8 3.1.2 10kV 侧负荷计算 .9 3.1.3 35kV 侧负荷计算 .9 3.1.4 110kV 侧负荷计算 .9 3.2 主变的确定9 3.2.1 主变台数确定9 3

9、.2.2 变电站主变压器的确定9 3.3 站用变台数、容量和型式的确定.10 3.3.1 站用变台数的确定10 3.3.2 站用变容量的确定10 3.3.3 站用变型式的选择10 3.4 本章小结.11 4 补偿电容.12 4.1 10KV 并联电容补偿器选择12 4.2 本章小结.12 5 最大持续工作电流及短路电流计算.13 5.1 各回路最大持续工作电流.13 5.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果.13 5.2.1 短路电流计算的目的13 5.2.2 短路电流计算的一般规定14 5.2.3 短路计算的基本假设14 5.3 本章小结.15 6 主要电气设备选择.16 6.1 电气

10、设备选择要求.16 6.1.1 电气设备选择技术条件16 6.2 高压断路器的选择.17 6.3 隔离开关的选择.18 6.4 各级电压母线的选择.19 6.4.1 110kV 侧母线 .19 6.4.2 35kV 侧母线 .20 6.4.3 10kV 侧母线 .20 6.5 绝缘子和穿墙套管的选择.20 6.6 电流互感器的配置和选择.20 6.7 电压互感器的配置和选择.21 6.7.1 110kV 侧 PT 的选择.22 6.7.2 35kV 母线 PT 选择.22 6.8 各主要电气设备选择结果一览表.23 6.9 本章小结23 7 过压保护、接地及照明.24 7.1 直击雷保护.24

11、 7.1.1 保护措施24 7.1.2 避雷针装设应注意的问题24 7.2 雷电侵入波保护.25 7.2.1 保护措施25 7.2.2 避雷器的设置25 7.2.3 变电站的保护25 7.3 接地装置.25 7.4 照明.26 7.5 本章小结.26 附件 I: 短路电流计算书27 附件 II：主要电气设备选择计算书32 附件 III：负荷预测37 参考文献.38 致 谢.39 附图： 1、电气主接线 2、电气总平面布置图 3、屋外配电装置断面图 4、屋内配电装置配置图 5、防雷和接地保护 6、短路电流计算及主设备选择 1 概述及任务书概述及任务书 1.1 概述概述 随着国民经济的发展和人民生

12、活水平的提高，对供电质量的要求日益提高。国家提 出了加快城网和农网建设和改造、拉动内需的发展计划，110kV 变电站的建设迅猛发展。 供电可靠性是城网建设改造的一个重要目标，110kV 变电站设计是成网建设中较为关键的 技术环节，如何设计 110kV 变电站，是城网建设和改造中需要研究和解决的一个重要课 题。本文对某供电区内 110kV 降压变电站的一次设计部分技术问题提出一些设想，供其 他工程设计参考。 设计依据： 1、中华人民共和国电力公司发布的110kV 变电所设计规程 2、110kV 变电站典型设计。 3、电力工程电气设计手册（电气一次部分） 1.2 任务书任务书 1.2.1 待设计变

13、电站的基本情况待设计变电站的基本情况 1变电所的类型：地方降压变电站； 2电压等级：110/35/10kV； 3负荷情况： 35kV 侧：最大 55MW, 最小 35MW， Tmax =6500h，cos=0.85； 10kV 侧：最大 25MW, 最小 15MW， Tmax =6500h，cos=0.9； 4出线回路： 110kV 侧：2 回（架空线） 35kV 出线终期：20 回 本期 10 回其中电缆 4 回 10kV 出线终期：5 回 5系统情况： 1）系统经双回路给变电站供电； 2）系统 110kV 母线短路容量为 25000MVA； 3）系统 110kV 母线电压满足常调压要求。

14、6环境条件： 1）最高气温 40。C，最低气温-20。C，年平均气温 28。C 2）土壤电阻率 400 欧.米 3)当地雷暴日:40 日/年 待设计变电所与电力系统的连接情况如下图所示: 待设计变电站 图 1-1 变电站电力系统结构 1.2.2 设计任务设计任务 1分析原始资料，初选 46 种电气主接线； 2选择主变压器的台数及容量，对初选 46 种电气主接线进行技术比较，淘汰较 差的方案，保留 23 个技术上较好的方案； 3对 23 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短路电流计算；主要电气设备的选择及校验； 5屋内、外配电装置的布置； 6防雷和接地保护设计； 所址概况

15、： 通过对设计任务和原始资料的分析计划变电站建设地形为平原地区，设计面积为 68.657 平方米，围墙内占地 5.87 亩，含围墙外 1 米占地 6.25 亩。该站址场地地势平坦 开阔，无滑坡、泥石流、土洞、溶洞等地质灾害现象分布，地下亦无矿藏分布；场地地 基土类型为软弱土，建筑场地类别为类；场地抗震设防烈度为 6 度，设计基本加速度 值为 0.05g，设计特征周期为 0.35s；场地地下水主要为潜水，深度 3 米左右，地下水质较 好，对建筑材料无腐蚀性。该站址历史上从无洪水灾害，根据收集的水文气象资料，并 结合现场调查的实际情况，站址处不受 50 年一遇洪水威胁且无内涝现象。 2 电气主接线

16、设计电气主接线设计 2.1 主接线设计的要求主接线设计的要求 变电站主接线的选择是根据变电站系统中的地位和作用、地理位置、电压等级、变 压器台数及容量和进出线等各种条件综合优化决定的。城市电网的安全可靠性固然重要， 但是城市人口密度大，用地紧张，因此城网变电站接线除了满足安全可靠性外，还必须 尽量简单化。因此变电站设计应该满足一下基本要求： 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

17、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

18、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。 2.2 主接线设计主接线设计 2.2.1 110kV 主接线设计主接线设计 该 110kV 变电站建成后主要作为供给工厂以及一部分居民生活用电。该变电站的电 压等级为 110kV/35kV/10kV，110kV 是电源电压，35kV 和 10kV 是二次电压。主供电源 计划由 100 公里外的某 220kV 变电站 110kV 引出两回路供给。 方案 I：采用单母线接线 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。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等

19、）故障或检修，均需使整 个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时 停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。 适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的 110-220kV 配电装置的出线回路 数不超过两回。 方案 II：采用单母线分段接线 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。 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间 内停电。 2）扩建时需向两个方向均

20、衡扩建。 适用范围：110-220kV 配电装置的出线回路数为 3-4 回时。 方案:桥形接线 110kV 侧以双回路与系统相连，而变电站最常操作的是切换变压器，而与系统联接的 线路不易发生故障或频繁切换，因此可采用外桥式线，这也有利于以后变电站的扩建。 优点是：高压电器少，布置简单，造价低，经适当布置可较容易地过渡成单母线分 段或双母线分接线。 缺点是：可靠性不是太高，切换操作比较麻烦。 方案：双母线接线 优点：（1）供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线 而不至于供电中断，一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一组的母线隔离开关时只 停该回路。 （2）扩建方便，可向双

21、母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和 负荷的平均分配，不会引起原有回路的停电，以致连接不同的母线段，不会如单母线分 段那样导致交叉跨越。 （3）便于试验，当个别回路需要时单独进行试验时可将该架路分开，单独接至一组 母线上。 缺点：（）增加一组母线和每回路需增加一组母线隔离开关，投资大。 （2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器容易误操作，为了避免隔离 开关误操作需在隔离开关和断路之间装设连锁装置。 结论：经过以上论证，考虑到投资的经济性及运行中对重要负荷的供电可靠性，决 定采用单母线分段接线。 2.2.2 35kV 主接线设计主接线设计 方案 I：采用单母线接线 优点

22、：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。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整 个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时 停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。 适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的 35-63kV 配电装置的出线回路数 不超过 3 回。 方案 II：采用单母线分段接线 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。

23、 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间 内停电。 2）扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：35-63kV 配电装置的出线回路数为 4-8 回时。 结论：为保证对重要负荷的可靠供电，和快速检修，经过论证，决定采用单母线分 段接线。 2.2.3 10kV 主接线设计主接线设计 方案 I：采用单母线接线 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。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整 个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时 停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才

24、能恢复非故障段的供电。 适用范围：6-10kV 配电装置的出线回路数不超过 5 回。 方案 II：采用单母线分段接线 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。 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关故或检修时，该段母线的回路都要在检修期间 内停电。 2）扩建时需向两个方向均衡扩建。 适用范围：6-10kV 配电装置的出线回路数为 6 回及以上时。 结论：为保证对重要负荷的可靠供电，和快速检修，经过论证，决定采用单母线分 段接线。 2.2.5 本章小结本

25、章小结 本章主要对变电站三个电压侧（110kV、35kV 和 10kV）的主接线方式进行方案分析 比较。从经济方面、运行可靠性方面和维修灵活性方面综合研究分析并确定各侧均采用 单母线分段接线方式。此方案可以保证重要负荷在一部分线路故障时的可靠运行，并减 少维修时繁琐的步骤跟时间，实现最优化运行。 3 主变压器的选择和站用电的设计主变压器的选择和站用电的设计 3.1 负荷计算负荷计算 要选择主变压器和站用变压器的容量，确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。 首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷） 、10kV 负荷、35kV 负荷和 110kV 侧负荷。 由公式 （3-1）

26、%1 cos 1 n i t c p KS 式中 某电压等级的计算负荷 C S 同时系数K 该电压等级电网的线损率，一般取 5% P、各用户的负荷和功率因数 cos 3.1.1 站用负荷计算站用负荷计算 表 3-1 所用电负荷资料 名称名称容量（容量（kW）备注备注 主变风扇210连续、经常 充电模块20连续、经常 蓄电池通风1.4连续、不经常 蓄电池排风1.7连续、不经常 锅炉房水泵1.7连续、经常 载波室1.7连续、经常 110kV 配电装置电源10短时、不经常 110kVQF 冬天加热1连续 室外配电装置照明10连续 室内照明10连续 空调14连续、不经常 （1）对连续运行的电动机均应全

27、部计入，即 P=PN=210+20+14+1.4+1.7+1.7+1.7=60.5（kW） （3-2） （2）对不经常短时运行的设备，一般可不予计算， P=0（kW） （3-3） （3）照明负荷 P=1+10+10=21(kW) （3-4） （4）所用电负荷 S=（60.5+21）0.85=69（kW） （3-5） 3.1.2 10kV 侧负荷计算侧负荷计算 已知条件 10kV 侧负荷最大 25MW，最小 15MW， ； max cos0.96500Th 3.1.3 35kV 侧负荷计算侧负荷计算 已知条件 35kV 侧负荷最大 55MW，最小 35MW，；hT650085 . 0 cos m

28、ax 3.1.4 110kV 侧负荷计算侧负荷计算 由公式（3-1）求得 S110kV=（0.8555+0.925）（15%）(最大负荷下) =72.7MW 3.2 主变的确定主变的确定 3.2.1 主变台数确定主变台数确定 对接带 I、II 类负荷比较高的变电站，以装设两台主变压器为宜。考虑到该变电站 在一次主接线中已考虑采用母线分段的方式。故选用两台主变压器，容量相等、变比相 同。 3.2.2 变电站主变压器的确定变电站主变压器的确定 主变压器容量确定的要求： 1.主变压器容量一般按变电站建成后 510 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期 1020 年的负荷发展。 2.根据变电站所带负荷的

29、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 变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在设计及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：对一般性变电站停运时，其余变压器容量就能 保证全部负荷的 7080%。 （3-6） maxe 0.8)S(0.7 S （0.70.8）=（0.70.8）（72.7/0.95）=53.661.2MVA max S 由于上述条件所限制。当一台停运时，另一台则承担 70%用电负荷，需求容量为 53.6MVA。故选两台 60MVA 的主变压器就可满足负荷需求。 故主变参数如下： 表 3-2 主变参数 3.3 站用变台数、容量和型式的确定

30、站用变台数、容量和型式的确定 3.3.1 站用变台数的确定站用变台数的确定 对大中型变电站，通常装设两台站用变压器。因站用负荷较重要，考虑到该变电站 具有两台主变压器和两段 10kV 母线，为提高站用电的可靠性和灵活性，所以装设两台站 用变压器，并采用暗备用的方式。 3.3.2 站用变容量的确定站用变容量的确定 站用变压器容量选择的要求：站用变压器的容量应满足经常的负荷需要和留有 10%左 右的裕度，以备加接临时负荷之用。考虑到两台站用变压器为采用暗备用方式，正常情 况下为单台变压器运行。每台工作变压器在不满载状态下运行，当任意一台变压器因故 障被断开后，其站用负荷则由完好的站用变压器承担。

31、S站=69/（1-10%）=76.7KVA （3-7） 3.3.3 站用变型式的选择站用变型式的选择 考虑到目前我国配电变压器生产厂家的情况和实现电力设备逐步向无油化过渡的目 电压组合及分接范围 阻抗电压 空 载 电 流 连接 组 型号 高压中压低压 高-中高-低中-低 SSZ11- 60000/110 11081.25 % 38.55% 10.5 11 10.51756.5 0.81 YN， yn0, d11 标，可选用干式变压器。站用变参数如下： 表 3-3 站用变参数 电压组合 型号 高压 高压分 接范围 低压 连接组标 号 空载 损耗 负载 损耗 空载 电流 阻抗 电压 S9-80/1

32、010.55%0.4Y,yn00.482.61.34 3.4 本章小结本章小结 本章针对变电站计划运行的情况，对负荷功率进行计算。针对计算结果，主变压器 决定选择两台 60MVA 的三相变压器并联运行，一方面可以保证近期负荷的可靠供电，一 方面也提供相对大的容量供远期扩展。站用电方面也预备了足够的容量，确保了检修时 站用电关键区的可靠运行。 4 补偿电容补偿电容 因本站有许多无功负荷，且离发电厂较近，为了防止无功倒送也为了保证用户的电 压，以及提高系统运行的稳定性、安全性和经济性，应进行合理的无功补偿。 根据设计规范第 3.7.1 条自然功率应未达到规定标准的变电所，应安装并联电容补 偿装置，

33、电容器装置应设置在主变压器的低压侧或主要负荷侧，电容器装置宜用中性点 不接地的星型接线。 电力工程电力设计手册规定“对于 10110kV 变电所，可按主变压器额定容量 的 10-30%作为所有需要补偿的最大容量性无功量，地区无功或距离电源点接近的变电所， 取较低者。地区无功缺额较多或距离电源点较远的变电所，取较低者，地区无功缺额较 多或距离电源点较远的变电所取较高者。 提高功率因数所需电容器容量 Qfm为 （4-1） 21 (QtgtgP fmfm 负荷所需补偿的最大容性无功量（kvar） ； fm Q 母线上的最大有功负荷， （kW） ； fm P 补偿前的最大功率因数角， （） ； 1 补

34、偿后的最大功率因数角， （） ； 2 4.1 10kV 并联电容补偿器选择并联电容补偿器选择 可以取 Pfm10=S10kV=25MVA,功率因数由 0.9 补偿到 0.92，由公式（4-1）求得： =1458kvar （4-2） 10 Q fm 按需求可选取 12 只 100Kvar 单只大容量电容器，共计 1200Kvar。 4.2 本章小结本章小结 本章对负荷侧的功率进行分析，确认无功补偿的电容容量。算出由原有的各侧功率 因数，提高到数值为 0.92 的功率因数。选用高压并联电容器对负载进行无功补偿。 5 最大持续工作电流及短路电流计算最大持续工作电流及短路电流计算 5.1 各回路最大持

35、续工作电流各回路最大持续工作电流 根据公式 （5-1） IUSgemaxmax 3 式中 - 所统计各电压侧负荷容量 Smax - 各电压等级额定电压 Ue - 最大持续工作电流 Ig max 且有如下关系： （5-2） IUSgemaxmax 3 （5-2） U S I e g 3 max max 由公式（5-1）得： 10kV： =25/1.732/10=1443A kV I10 35kV： =55/1.732/35=907A kV I35 110kV： =72.7/1.732/110=382A kV I110 5.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果短路电流计算点的确定和短路电流计

36、算结果 5.2.1 短路电流计算的目的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、在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、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、在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检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、接地装置的设计，也需用短路电流。 5.2.2 短路电流计算的一般规定短路电流计算的一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定

37、以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的 设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后 510 年） 。 确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换 过程中可能并列运行的接线方式。 2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的导 步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 3、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式 时短路电流为最大的地点。 4、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。 5.2.3 短路计算的基本假设短路计算的基本假设 1、正常工作时，

38、三相系统对称运行； 2、所有电源的电动势相位角相同； 3、负荷用恒定阻抗表示； 4、认为系统参数均为线性，可用叠加原理 5、忽略各元件的电阻、电容和电导，只计算电抗。 6、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生 变化； 7、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流； 8、系统短路时是金属性短路 短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行 短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有 3 个，即 110kV 母线短路 （d1 点） ，35kV 母线短路（d2）点，10kV 电抗器母线短路（d3 点） 。 注：短路电流计算由附录

39、 1 的计算书求得 5.2.4 短路电流计算结果表短路电流计算结果表: 表 5-1 短路电流计算 5.3 本章小结本章小结 三相短路电流是选择与校验电气设备的基本依据。本章对各个短路点进行选择，并 进行计算得出各项数据。对后面的设备选型和校验运行可靠性提供了可靠的数据，有利 于选择经济又可靠的各项电气设备。 短路点冲击电流各短路点额 定电压 各短路点 平均电压 短路电流周期分量 有效值 最大值有效值 短路 容量 短 路 点 UN(kV)Uav(kV)Id/kAI d/kAich(kA)Ich(kA)SK/MVA d11101155.5165.51614.078.331099 d235378.6

40、78.6722.1113.09556 d31010.522.9922.9958.6434.71418 6 主要电气设备选择主要电气设备选择 6.1 电气设备选择要求电气设备选择要求 由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也 都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为 此，它们的选择都有一个共同的原则。 电气设备选择的一般原则为： 1.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。 2.应满足安装地点和当地环境条件校核。 3.应力求技术先进和经济合理。 4.同类设备应尽量减少品种。 5.与整个工程的建设标准协调一致。

41、 6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经 正式鉴定的新产品应经上级批准。 6.1.1 电气设备选择技术条件电气设备选择技术条件 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常 运行。 电压：选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压,即 max U g U gmax UU 电流：选用的电器额定电流 Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作 电流 ，即校验的一般原则： g I 1.电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路电流 一般取最严重情况的短路电流。 2.用熔断器保护的电器可不校验热

42、稳定。 3.短路的热稳定条件 （6-1） d 2 Q rt I （6-2） d dd tI t II 12 t 222 d 2 10QQ 在计算时间ts内，短路电流的热效应（kA2S） dt Q t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA2S） t I T设备允许通过的热稳定电流时间（s） 校验短路热稳定所用的计算时间按下式计算 s T 式中继电保护装置动作时间内（S） kdd ttt d t 断路的全分闸时间（s） kd t 4.动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的 条件是： （6-3） ii dwch IIdwch 上式中 、 短路冲击电流

43、幅值及其有效值 ichIch 、 允许通过动稳定电流的幅值和有效值 idwIdw 5.绝缘水平 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按 电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。 由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算 工作电流应根据实际需要确定。 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能方式下 回路持续工作电流的要求。 6.2 高压断路器的选择高压断路器的选择 高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。 型式选择：本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽

44、可能采用同一型号断路 器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。 选择断路器时应满足以下基本要求： 1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应 该具有足够的热稳定性和动稳定性。 2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。 4.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装 维护方便。 站址自然条件： 环境温度: -2040 最热月平均最高温度: 35 设计风速: 30m/s 覆冰厚度: 5mm 海拔高度: 频率为 2%洪水位 二.型式选择 35kV 以下的屋内配电装置的电流互感器，根据安装使用

45、条件及产品情况，采用瓷绝 缘结构或树脂浇注绝缘结构。 35kV 以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，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，以节约投资，减少占地。 根据设计手册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 互感器常用 L(C)系列。 出线侧 CT 采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。 当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的 1/3 左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。 根据 （6-4） UU gemax （6-5） IIgjmax 对电流互

46、感器选取如下： 表 6-6 互感器选型 电压等级型号 110kVLB6-110W2 35kVLZBBJ9-40.5 10kVLZBBJ15-12 6.7 电压互感器的配置和选择电压互感器的配置和选择 一.参数选择 1.技术条件 (1)正常工作条件一次回路电压，一次回路电流，二次负荷，准确度等级，机械 负荷 (2)承受过电压能力绝缘水平，泄露比距。 二.环境条件 环境温度，最大风速，相对湿度，海拔高度，地震烈度。 三.型式选择 1.620kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地 方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压是，一般采用三相五住电压互感器。 2.3511

47、0kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。 6.7.1 110kV 侧侧 PT 的选择的选择 电力工程电气设计手册248 页，35-110kV 配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁 式电式互感器，接在 110kV 及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽 量与耦合电容器结合。统一选用电容式电压互感器。 35kV 及以上的户外装置，电压互感器都是单相的出线侧 PT 是当首端有电源时，为 监视线路有无电压进行同期和设置重合闸。 准确度为: 电压互感器按一次回路电压、二次电压、安装地点二次负荷及准确等级要求进行选 择。所以选用 TYD110/-0.02 型电容式电压互感器。3 表

48、 6-7 110KV 侧 PT 选型 额定电压（V） 二次绕组额定输出 （VA） 型号 一次绕组二次绕组剩余电压绕组 0.5 级 0.2S 6P TYD110/ 3110000/ 3100/ 3100150VA300VA 6.7.2 35kV 母线母线 PT 选择选择 35-11kV 配电装置安装台单相电压互感器用于测量和保护装置。 选三台单相带接地 保护 JDZXF-35 型。 表 6-7(2) 35KV 母线 PT 选型 额定电压(V) 型号 一次绕组二次绕组剩余电压绕组 JDZXF-3535000/ 3100/ 3100/3 准确度测量 准确度测量计算与保护用的电压互感器，其二次侧负荷较

49、小，一般满足准确度要求， 只有二次侧用作控制电源时才校验准确度，此处因有电度表故选编 0.5 级。 PT 与电网并联，当系统发生短路时，PT 本身不遭受短路电流作用，因此不校验热稳 定和动稳定。 6.8 各主要电气设备选择结果一览表各主要电气设备选择结果一览表 表 6-8 选型汇总 6.9 本章小结本章小结 本章对变电站的各项设备进行选型。根据环境条件、安全可靠性、经济性以及各设 备之间的配合选型。并根据短路电流，功率补偿、环境等各项数据进行校验。选择经济 实惠、可靠运行并且方便维修的各项电气设备。 电压等级 电气设备 110kV35kV10kV 高压断路器LW36-126ZN12-35ZN12-10 隔离开关GW4-110I(II)D