35kv變電所設計說明書

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1、35kv 變電所設計 1 前 言 . 2 內容提要 . 2 35KV變電站電氣一次部分初步設計 . 3 一、總體分析 . 3 二、負荷分析 . 4 第一章 變壓器選擇 . 5 一、負荷計算 . 5 二、主變臺數(shù)、容量和型式的確 定 . 5 三、所用變壓器臺數(shù)、容量和型式的確定 . 6 第二章 電氣主接線設計 . 7 一、主接線應滿足的三項基本要求 . 7 二、 35KV主接線設計 . 8 三、站用電接線 . 9 第二章 短路電流的計算 . 10 一、計算短路電流的目的 . 11 二、短路類型說明 . 11 三、短路計算數(shù)據(jù)說明 . 11 四、規(guī)定說明 . 11 五、短路計算點的選擇 . 11

2、六、短路計算方法 . 12 第四章 主要電氣設備的選擇 . 12 一、一般原則 . 12 二、技術條件 . 12 三、環(huán)境條件 . 13 四、環(huán)境保護 . 13 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 . 14 一、參數(shù)選擇 . 14 二、型式選擇 . 14 三、關于開關能力的幾個問題 . 15 第二節(jié) 隔離開關的選擇 . 16 一、隔離開關的配置： . 16 二、型式選擇 . 17 三、操作機構選擇 . 17 四、機械荷載 . 17 五、關于開斷小電流 . 17 第三節(jié) 母線的選擇 . 18 一、硬導體的選擇 . 18 二、常用導體形式 . 19 三、導體截面的選擇和校驗 . 20 第四節(jié) 避雷器的選擇

3、. 21 一、直擊雷的過電壓保護： . 21 二、雷電侵入波的過電壓保護 . 21 三、避雷器的配置： . 22 第五節(jié) 電流互感器的配置和選擇 . 22 35kv 變電所設計 2 一、 電流互感器的配置原則： . 22 二、電流互感器的選擇 . 22 第六節(jié) 電壓互感器的配置和選擇 . 25 一 、 電壓互感器的配置原則： . 25 二、電壓互感器的選擇 . 25 第七節(jié) 各主要電氣設備選擇結果一覽表 . 28 一、斷路器選擇結果 . 28 二、隔離開關選擇結果 . 29 三、電壓互感器選擇結果 . 29 四、電流互感器選擇結果 . 30 五、母線選擇結果 . 30 六、 避雷器選擇結果 .

4、 30 第五章 配電裝置設計 . 30 一、總的原則 . 31 二、設計要求 . 31 三、分類及特點 . 32 四、配電裝置的型式選擇 . 32 五、布置及安裝設計的具體要求 . 32 小 結 . 35 參考文獻 : . 36 前 言 畢業(yè)設計是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)教學計劃中的很重要的環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設計的目的是通過變電站設計，綜合運用所學知識，貫徹執(zhí)行我國電力工業(yè)有關方針政策，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決電力工程設計問題的能力，為今后的實際工 作奠定堅實的基礎。 通過本次設計，培養(yǎng)了自己查找、閱讀有關資料，以及分析和運用這些資料解決工程中實際問題的能力，并且培養(yǎng)了自己繪圖、計算、編寫工

5、程報告等技巧。 內容提要 本次設計的主要任務是 35KV 變電站一次部分初步設計，分為兩部分： 第一部分是設計說明書，主要有變電站資料總體分析、電氣主接35kv 變電所設計 3 線設計、變壓器選擇、短路電流計算、主要電氣設備選擇、配電裝置設計，變電站的防雷設計； 第二部分是設計計算書，主要有短路電流計算書，主要電器選擇計算書：高壓斷路器的選擇計算，隔離開關的選擇計算，母線的 選擇計算，電壓互感器的選擇計算，電流互感器的計算。 本次設計得到了老師的耐心輔導和幫助，在此表示感謝 ,由于水平有限 ,請老師在閱后指正。 35KV 變電站電氣一次部分初步設計 總 則 本設計根據(jù)畢業(yè)設計任務書擬訂的任務進

6、行設計。本設計依據(jù)有關設計規(guī)程，參照“任務書”及設計手冊等有關資料，通過對該變電站性質，規(guī)模以及在系統(tǒng)中的地位等總體分析，進行合理的設計。正確的設計主接線，合理地選擇主變壓器和其它電器設備，努力使本設計達到安全、可靠、經(jīng)濟的目的。 一、總體分析 變電所的基本情況 （ 1）系統(tǒng)接線圖（見附圖 ） 35kv 變電所設計 4 （ 2）如圖所示，本變電所通過一條 15KM 長的線路，在系統(tǒng)變電所 A 的 35KV 母線 上與系統(tǒng)連接。系統(tǒng)變電所 A 內有兩臺 SFSLZ120000/110 變壓器，其短路電壓百分數(shù)為 Ud%=10.5%. （ 3）圖中系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng)，其電抗按零計。 （ 4）本變

7、電所有 8 條 10KV 出線給用戶供電，每條線路輸送容量為 800KW。 10KV母線的功率因數(shù)經(jīng)補償后為 cos =0.9. （ 5）本變電所的最高環(huán)境溫度為 40 度。 二、負荷分析 負荷分析是變電站全面分析的基礎工作，對于確定變電站的布局位置，主接線的設計起著決定性的作用，直接影響到變電站的技術、經(jīng)濟性能。 （ 1） 35KV 電壓級： 35KV 側進線 1 條， 35KV 與電力系統(tǒng)連接，接受系統(tǒng)輸送的功率； （ 2） 10KV 電壓級：架空線 8 回，可能出現(xiàn)的最大總負荷為7.111MVA； 35kv 變電所設計 5 （ 3）站用電負荷：按主變壓器容量的（ 0.5-1.0） %，選

8、擇所用變壓器總負荷為 50KW。 經(jīng)過對原始 資料的分析，所設計的變電站為終端小型變電站，向該地區(qū) 10KV電壓等級供電。其總負荷為 7.111MVA，而系統(tǒng)總容量為無限大容量系統(tǒng)。如果該站停電也只會影響本地區(qū)的供電，不會給系統(tǒng)帶來大的危害。 35KV 級的接線為電源進線，所以供電可靠性一定要保證，這直接影響本所供電的需要； 10KV 電壓級出線 8 回，回路較多，所以在保證可靠性的前提下，要著重考慮接線的靈活性和經(jīng)濟性。 第一章 變壓器選擇 一、負荷計算 10KV 電壓級可 能出現(xiàn)的最大總負荷為 7.111MVA；站用電負荷總負荷為 50KW。 二、主變臺數(shù)、容量和型式的確 定 1.主變壓器

9、選擇的有關規(guī)定及原則： 正確合理地選擇主變臺數(shù)、容量和類型是變電站主接線設計的一個主要問題，容量過大不經(jīng)濟，若太小會封鎖負荷。 主變壓器臺數(shù)的確定要求：根據(jù)電力系統(tǒng)設計技術規(guī)范，為了保證供電可靠性，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。故選用兩臺主變壓器。 主變壓器容量的確定要求： 1 主變壓器容量一般按變電站建成后510 年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期 1020 年的負荷 發(fā)展。 2 根據(jù)變電站帶負荷的性質和電網(wǎng)結構來確定主變壓器容量。對于有重要35kv 變電所設計 6 負荷的變電站，應考慮當一臺主變壓器停運時，有余變壓器容量在設計及過負荷能力后的允許時間內，應保證用戶的一級和二級負荷；對一般性

10、變電站，當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量就能保證 全部負荷的 70%-80%。 2.本設計主變壓器選擇 待設變電所 10 KV 側的最大負荷為 7.111MVA。按照主變壓器容量的確定原則，單臺主變壓器容量應大于 5000KVA. 故主變壓器選擇如下： 型號： SL7-5000/35 額定容量： 5000KVA 額定電壓高壓： 35 2 2.5% 額定電壓低壓： 10.5kv 連接 組 別 ： YN,d11 空載損耗： 6750kw 短路損耗： 36700kw 空載電流： 0.9 阻抗電壓： 7 三、所用變壓器臺數(shù)、容量和型式的確定 站用變壓器容量的選擇原則要求：站用變壓器的容量應能滿足經(jīng)

11、常的負荷需要和留有 10%左右的裕度，以備加接臨時負荷之用。本站站用電源由一臺 S9-50變壓器提供，接與 35KV 母線上， 10KV 配電室，通訊室采用日光照明燈，控制室采用日光燈和白幟燈混合照明，電容35kv 變電所設計 7 器室采用防爆燈照明，屋外采用高壓水銀燈照 明。 故 所用 變壓器選擇如下： 型號： S9-50/35 額定容量： 50KVA 額定電壓高壓： 35kv 額定電壓低壓： 0.4kv 連接 組 別 ： Y, yn0 空載損耗： 250kw 短路損耗： 1180kw 空載電流： 2.0 阻抗電壓： 6.5 第二章 電氣主接線設計 電力主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和靈

12、活經(jīng)濟運行，以及對變電站電器設備的選擇，配電裝置的布局，繼電保護和控制方式的擬訂都有著密切的關系。它的設計好壞不僅影響到電力系統(tǒng)和變電站本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生活。 一、主接線應滿足的三項基 本要求 （一）可靠性 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應滿足這個要求。 （二）靈活性 35kv 變電所設計 8 主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。 （三）經(jīng)濟性 主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。 1、投資?。褐鹘泳€應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設備。要能使繼電保護和二次回路不過于復雜，以節(jié)省二次設備和控

13、制電纜。要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求。 2、占地面積小：主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條 件，盡量使占地面積減少。 3、電能損失少：經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 4、此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，要避免建立復雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠、變電站接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。 二、 35KV 主接線設計 方案 I：采用單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。單母

14、線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔 離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。 35kv 變電所設計 9 適用范圍：一般適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的 35-63KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3回。 方案 II：采用單母線分段接線 優(yōu)點： 1）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。 2）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點： 1）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電。 2）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越

15、。 3）擴建時需向兩 個方向均衡擴建。 適用范圍： 35-63KV配電裝置的出線回路數(shù)為 4-8 回時。 經(jīng)過以上論證，決定采用單母線分段接線。 三、站用電接線 變電所的主要所用負荷是變壓器有載調壓裝置、直流系統(tǒng)中的充放電裝置和整流裝置以及采暖、通風、照明、供水等負荷，這些負荷容量都不太大，因此變電所的所用電壓只需 0.4KV 一級，采用動力與照明混合供電方式。 變電所所用電屬于確保供電負荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： 對于容量在 60MVA 及以上或樞紐變電所采用兩臺所用變供電。 兩臺所用變分別接至變電所最低一級電壓母線或獨立電源 上，35kv 變電所設計 10 并裝設備用電源自接裝置

16、。 對于采用復式整流、電容儲能等整流電源代替蓄電池時，其交流供電電源由兩種不同電壓等級取得電源，并裝設備用電源自接裝置。 能可靠地利用所外 380V 電源備用時，需 2 臺所變的變電所可裝一臺所變。 采用強迫油循環(huán)水冷卻主變或調相機，變電所裝設兩臺所用變。 對于 3 10kV 有旁路母線且變電所只有一臺所用變壓器時，該變壓器與旁路斷路器分別接至兩段母線上。 對無人值班的變電所，一般采用兩臺能夠自動接入的所用變。 對中小型變電所及有人值班的變電所，一般采用一臺所用變，其容量一般為 20kVA。 第二章 短路電流的計算 基本假定：短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則： （ 1） 正常工作時，

17、三相系統(tǒng)對稱運行 ； （ 2） 所有電源的電動勢相位角相同 ； （ 3） 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負荷下運行，其中 50%負荷接在高壓母線上， 50%負荷接在系統(tǒng)側 ； （ 4） 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間 ； （ 5） 考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流 ； （ 6） 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡的短路電流外，元件的電阻都略去不計 ； （ 7） 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調整范35kv 變電所設計 11 圍 ； 一、計算短路電流的目的 計算短路電流的目的主要是為了選 擇斷路器等電器設備或對這些提出技術要求；評價并確定網(wǎng)絡方案，研究限制短路電流的措施；

18、為繼電保護設計與調試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設施的影響。 二、短路類型說明 本設計短路類型采用三相短路 三、短路計算數(shù)據(jù)說明 Ich1:沖擊電流有效值 Ich1:沖擊電流瞬時值 If:短路電流周期分量 I :次暫態(tài)短路電流的有效值 四、規(guī)定說明 a 驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流時，所有的短路電流應按本設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景規(guī)劃。 b 確定短路 電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式選擇。 五、短路計算點的選擇 在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點，選為短路計算點。本設計選擇兩個短路計算點，分別在 35KV母線上、 10KV母線上。系

19、統(tǒng)等值電路圖如下圖所示 : 35kv 變電所設計 12 六、短路計算方法 本設計利用分布系數(shù)法進行網(wǎng)絡化簡，求出轉移電抗 ,再求出相應的計算電抗，分別查汽輪發(fā)電機計算曲線數(shù)字表 ,求出各時電流的標幺值 ,并化成有名值。 計算時取 SB=100MVA、 基準電壓 VB=Vav 第四章 主要電氣設備的選擇 電器選擇的一般要求有以下幾點： 一、一般原則 （ 1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展； （ 2）應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗； （ 3）應力求技術先進和經(jīng)濟合理； （ 4）與整個工程的建設標準應協(xié)調一致； （ 5）同類設備應盡量減少品種。 （ 6）選用的新產(chǎn)品均應具有可靠

20、的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應經(jīng)上級批準 。 二、技術條件 選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。各種高壓電器的一般技術條件如下表示。 各種高壓電 器的一般技術條件 35kv 變電所設計 13 序號 電器名稱 額定電壓（ kV） 額定電流（ A） 機械負荷（ N） 額定開斷電流（ kA） 短路穩(wěn)定性 絕緣水平 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 1 高壓斷路器 2 隔離開關 3 電壓互感器 4 電流互感器 5 避雷器 （一）長期工作條件 電壓、電流、機械荷載 （二）短路穩(wěn)定條件 熱穩(wěn)定條件、動穩(wěn)定條件 （三）絕緣水平 三、環(huán)境條件

21、 溫度、日照、風速、冰雪、濕 度、污穢、海拔、地震 四、環(huán)境保護 電磁干擾、噪音 35kv 變電所設計 14 第一節(jié) 高壓斷路器的選擇 一、參數(shù)選擇 斷路器及其操動機構應按表所列技術條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 斷路器參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 技術條件 正常工作條件 電壓、電流、頻率、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流和持續(xù)時間 承受過電壓能力 對地和斷口間的絕緣水平、泄漏比距 操作性能 開斷電流、短路關合電流、操作循環(huán)、操作次數(shù)、操作相數(shù)、分合閘時間及同期性、對過電壓的限制、某些特需的開斷電流、操動機構 環(huán)境條件 環(huán)境 環(huán)境溫度、日溫差、最大風速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震

22、烈度 環(huán)境保護 噪音、電磁干擾 二、型式選擇 斷路器型式的選擇，除應滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調試和運行維護，并經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。選擇原則如下表所示。 35kv 變電所設計 15 斷路器的選型 安裝使用場所 可選擇的主要型式 需注意的技術特點 配電裝置 35kV 及以下 六氟化硫斷路器 用量大，注意經(jīng)濟實用性，多用于屋內或成套高壓開關柜內，采用多油老型號斷路器需注意產(chǎn)品質量和重合閘影響。電纜線路開斷應無重燃 真空斷路器 多油斷路器 三、關于開關能力的幾個問題 在校核斷路器的斷流能力時，應用開斷電流代替斷流容量。一般取斷路器實際開斷時間的短路電流作為校驗條件。 考慮到可靠

23、性、經(jīng)濟性，方便運行維護和實現(xiàn)變電站設備的無油化目標， 35kV 側采用六氟化硫斷路器、 10kV 側采用真空斷路器。斷路器規(guī)范的選擇按照電力工程設計手冊（ 1 冊）第 259 頁的表 4-6確定。 項目 按 工 作電 壓 選擇 按工作電流選擇 按額定開斷電流或斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按 熱 穩(wěn) 定校驗 斷路器 Ue Ug Ie Ig.maxIdn Idt 或 Sdn Sdt Igf Ich It2t I 2tj 35kv 變電所設計 16 第二節(jié) 隔離開關的選擇 一、隔離開關的配置： 1、接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關。 2、斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢

24、修時隔離電源。 隔離開關及其操作機構應按表中所列技術條件選擇，并按表中使用環(huán)境條件校驗。 隔離開關參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 術技術條件 正常工作條件 電壓、電流、頻率、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流 和持續(xù)時間 承受過電壓能力 對地和端口間的絕緣水平、泄漏比距 操作性能 分合小電流、旁路電流和母線環(huán)流、單柱式隔離開關的接觸區(qū)、操作機構 環(huán)環(huán)境條件 環(huán)境 環(huán)境溫度、最大風速、覆冰厚度、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 環(huán)境保護 電磁干擾 35kv 變電所設計 17 二、型式選擇 隔離開關的型式，應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合技術經(jīng)濟比較后確定。 三、操作機構選擇

25、1、屋內式 8000A 以下隔離開關一般采用手動操作機構； 8000A 及以上，宜采用電動機構。 2、屋外式 220kV 及以下隔離開關和接地刀閘 一般采用手動操作機構。 四、機械荷載 機械荷載應考慮母線（或引下線）的自重、張力、風力和冰雪等施加于接線端的最大水平靜拉力。當引下線采用軟導線時，接線端機械荷載不需再計入短路電流產(chǎn)生的電動力。但對采用硬導體分裂導線或擴徑空心導線的設備間連線，則應考慮短路電動力。 五、關于開斷小電流 選用的隔離開關應具有一定的切合電感、電容性小電流的能力，并應能可靠切斷斷路器的旁路電流及母線環(huán)流。 對于 35kV 及以上隔離開關的接地閘刀，應根據(jù)起安裝處的短路電流進

26、行動、熱穩(wěn)定校驗。接地閘刀允許通過的熱穩(wěn)定電流，不一定與主閘刀的 額定熱穩(wěn)定電流相同 。 隔離開關型式的選擇，除應滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，應根據(jù)配電裝置特點和使用要求等因素，進行綜合技術比較后確定。隔離開關規(guī)范的選擇按照下表確定 35kV 隔離開關。 35kv 變電所設計 18 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 隔離開 關 Ue Ug Ie I g.max Igf Ich It2t I 2tj 第三節(jié) 母線的選擇 一、硬導體的選擇 （一）導體選型 載流導體一般使 用鋁或鋁合金材料。純鋁的成型導體一般為矩形、槽形和管形。由于純鋁的管形導體強度

27、稍低， 110kV 及以上配電裝置敞露布置時不宜采用。 鋁合金導體有鋁錳合金和鋁鎂合金兩種，形狀均為管形。鋁錳合金導體載流量大，但強度較差，采用一定的補強措施后可廣泛使用；鋁鎂合金導體機械強度大，但載流量小，主要缺點是焊接困難，因此使用受到限制。 （二）導體型式及適用范圍 1、導體形狀應滿足的要求 導體除滿足工作電流、機械強度和電暈要求外，導體形狀還應滿足下列要求： （ 1）電流分布均勻（即集膚效應系數(shù)盡可能低） （ 2）機械強度高 （ 3）散熱良好（與導體放置方式和形狀有關） （ 4）有利于提高電暈起始電壓 （ 5）安裝、檢修簡單，連接方便。 35kv 變電所設計 19 二、常用導體形式 我

28、國目前常用的硬導體型式有矩形、槽形和管形等。 1. 矩形導體 單片矩形導體具有集膚效應系數(shù)小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點，一般適用于工作電流 2000A的回路中。 多片矩形導體集膚效應系數(shù)比單片導體的大，所以附加損耗增大。因此載流量不是隨導體片數(shù)增加而成倍增加的，尤其是每相超過三片以上時，導體的集膚效應系數(shù)顯著增大。在工程實用中多片矩形導體適用于工作電流 I 4000A 的回路中。當工 作電流為 4000A以上時，導體則應選用有利于交流電流分布的槽形或圓管形的成型導體。 2. 槽形導體 槽形導體的電流分布比較均勻，與同截面的矩形導體相比，其優(yōu)點是散熱條件好、機械強度高、安裝也比較方便

29、。尤其是在垂直方向開有通風孔的雙槽形導體比不開孔的方管形導體的載流能力約大9%-10%；比同截面的矩形導體載流能力約大 35%。因此在回路持續(xù)工作電流為 4000A-8000A 時，一般可選用雙槽形導體，大于上述電流值時，由于會引起鋼結構嚴重發(fā)熱，故不推薦使用。 3. 管形導體 管形導體是空心導體，集膚效應系數(shù)小，且有利于提高電暈 的起始電壓。戶外配電裝置使用管形導體，具有占地面積小、架構簡明、布置清晰等優(yōu)點。但導體與設備端子連接較復雜，用于戶外時易產(chǎn)生微風振動。 35kv 變電所設計 20 經(jīng)過比較，確定本設計可選用單條，矩形硬鋁母線。 三、導體截面的選擇和校驗 1、一般要求 裸導體應根據(jù)具

30、體情況，按下列技術條件分別進行選擇或校驗 （ 1）工作電流 （ 2）經(jīng)濟電流密度 （ 3）電暈 （ 4）動穩(wěn)定或機械強度 （ 5）熱穩(wěn)定 裸導體應按下列使用環(huán)境條件校驗 （ 1）環(huán)境溫度 （ 2）日照 （ 3）風速 （ 4）海拔高度 2、按回路持續(xù)工作電流選擇 3、按經(jīng)濟電流密度選擇 除 配電裝置的匯流母線外，對于全面負荷利用小時數(shù)較大，母線較長（長度超過 20m），傳輸容量較大的回路，均應按經(jīng)濟電流密度選擇導體截面。 4、導體截面的校驗 （ 1）按短路熱穩(wěn)定校驗 （ 2）按短路動穩(wěn)定校驗：導體短路時產(chǎn)生的機械應力一般均按三相短路驗算。 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按

31、動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 隔離開關 Ixu Imax.g xu Smin S 35kv 變電所設計 21 第四節(jié) 避雷器 的選擇 避雷針、避雷器是變電所屋外配電裝置和所區(qū)電工建筑物防護直擊雷過電壓的主要措施。變電所借助 屋外配電裝置架構上的避雷針和獨立避雷針共同組成的保護網(wǎng)來實現(xiàn)，主控制室和屋內配電要采用屋頂上的避雷帶。 一、直擊雷的過電壓保護： 裝設獨立避雷針，為防止雷直擊變電設備及其架構、電工建筑物，其沖擊接地電阻不宜超過 10 歐，為防止避雷針落雷引起的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構之間的空氣中的距離 SK不宜小于 5m，獨立避雷針的接地裝置與接地網(wǎng)之間的地中距離 Sd應大于 3m。

32、 35kV、 ll0kV 配電裝置：在架構上裝設獨立避雷針，將架構支柱主鋼筋作引下線接地。 主變壓器裝設獨立避雷針 各電壓等級母線橋：裝設獨立避雷針 。 主控制樓：屋內配電裝置鋼筋焊接組成接地網(wǎng)，并可靠接地。 二、雷電侵入波的過電壓保護 對入侵波防護的主要措施： 變電所內必須裝設避雷器以限制雷電波入侵時的過電壓，在ll0kV、 35kV靠近變電所 l-2kM 的進線上架設避雷線，其耐雷水平分別不應低于 30kA 和 75kA 保護角在 25和 30范圍內，沖擊接地電阻在l0左右，以保證大多數(shù)雷電波只在此線段外出現(xiàn)，即設置進線段保護。對于三繞組變壓器，應在低壓側任一相繞組對地加裝一個避雷器，35

33、kv 變電所設計 22 對于變壓器中性點保護，因中性點為直接接地，變壓器為分級絕緣。其絕緣水平為 35kV等級，需在中性點上裝避雷器。 三、避雷器的配置： (1)進出線設備外側； (2)所有母線上； (3)變壓器高壓側，盡量靠近變壓器； (4)變壓器低壓側為時，只裝在 B相； (5)主變壓器中性點，按其絕緣水平等級選設； 第五節(jié) 電流互感器的配置和選擇 一、 電流互感器的配置原則： 為了滿足測量和保護裝置的需要，變壓器、饋出線、電容器等上配置電流互感器。該站屬于中性點非直接接地系統(tǒng)，按兩相或三相配置。 二、電流互感器的選擇 （一）參數(shù)選擇 電流互感器應按表中所列技術條件選擇，并按表中使用環(huán)境條

34、件校驗。 電流 互感器的參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 35kv 變電所設計 23 技技術條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次回路電流、二次側負荷、準確度等級、暫態(tài)特性、二次級數(shù)量、機械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過電壓能力 絕緣水平、泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 （二）型式選擇 用于 35KV 及以下電路的電流互感器，通常采用戶內式的，根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況， 過去多 采用瓷絕緣結構 ,現(xiàn)在多采用樹脂澆注絕緣結構。一般常用的型式有： 1.安裝在低壓配電屏和配電設備中的有： LQ 線圈式， LM母線式； 2. 6 20k

35、V屋內配電裝置和高壓開關柜中的有： LD 單匝貫穿式，LF復匝貫穿式； 35KV 及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，常用 L（ C）系列。樹脂澆注絕緣的 LZ 系列只適用于 35kV 屋內配電裝置。在有條件時，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)約投資、減少占地。 選用母線式電流互感器時，應注意校核窗口允許穿過的母線尺寸。 測量儀表與繼電保護共用一個互感器時，一般應選用具有兩個二次繞組的電流互感器，以分別滿足各自的需要。 35kv 變電所設計 24 （三）一次 額定電流選擇 當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇得比回路中正常工作電

36、流大 1/3 左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘尽?電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的 1/3 進行選擇。 中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統(tǒng)的小得多。為保證保護裝置可靠動作，應按二次電流及保護靈敏度來校驗零序電流互感器的變比。 （四）短路穩(wěn)定校驗 1.動穩(wěn)定校驗是對產(chǎn)品本 身帶有一次回路導體的電流互感器進行校驗，對于母線從窗口穿過且無固定板的電流互感器（ LMZ 型）可不校驗動穩(wěn)定。 2.熱穩(wěn)定校驗則是校驗電流互感器承受短路電流發(fā)

37、熱的能力。 項目 按工作電壓選擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按動穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 電流互感器 Ue Ug Ie I g.max 2 I1eKd ich (I1eKt)2 I 2tj 35kv 變電所設計 25 3.提高短路穩(wěn)定度的措施 當動、熱 穩(wěn)定不夠時，例如有時由于回路中的工作電流較小，互感器按工作電流選擇后不能滿足系統(tǒng)短路時的動、熱穩(wěn)定要求，則可選擇額定電流較大的電流互感器，增大變流比。 4.關于準確度和暫態(tài)特性 電流互感器的準確等級，同樣取決于二次負荷要求。用于連接電力變壓器，自用電及出線等電路的電度表及其它用于計算電費的電度表的互感器，其準確等級應為 0.5 級；用于電流

38、電壓測量的，準確度不應低于 1 級，非重要回路可使用 3級。 用于繼電保護的電流互感器，應用“ D”（或“ B”）級，同時按校驗額定 10%倍數(shù)，以保證過電流時的誤差不超過規(guī)定值。 第六節(jié) 電壓互感器的配置和選擇 一 、 電壓互感器的配置原則： 1、母線 除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護裝置。 2、線路 35KV 及以上輸電線路，當對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓，進行同步和設置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。 3、變壓器 變壓器低壓側有時為了繼電保護的要求，設有一組電壓互感器。 二、電壓互感器的選擇 （一）參數(shù)選擇 電壓互感器按下表中所列技術條

39、件選擇，并按表中環(huán)境條件校驗。 35kv 變電所設計 26 電壓互感器參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 技技術條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次電壓、二次負荷、準確度等級、機械荷載 承受過電壓能力 絕緣水平、泄漏比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 （二）型式選擇 通常， 35KV 及以上的電壓互感器采用戶外式的；而 35KV及以下的電壓互感器采用戶內式的。 35KV 及以上的多選用串級式結構或電容分壓式電壓互感器； 35KV 及以下的可采用油浸式結構或澆注式結構。 1、 6 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構；在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注

40、絕緣結構。當需要零序電壓時，一般采用三相 五柱電壓互感器。 2、 35-110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。（三）接線方式選擇 在滿足二次電壓和負荷要求的條件下，電壓互感器應盡量采用簡單接線。 本設計為初步設計，可不計算其二次負荷。 當需要測量線電壓和相電壓，還需監(jiān)視電網(wǎng)絕緣狀況時， 35KV 及以下的可選用三相五柱式電壓互感器，也可選用三只單相電壓互感器，35kv 變電所設計 27 互感器需帶有附加二次繞組，接成 y0 y0 接線。 35KV 及以上通常選用三只單相電壓互感器，接成 y0 y0 接線。 （四）電壓選擇 電壓互感器的額定電壓按表中數(shù)據(jù)選擇。 附加二次繞 組

41、的額定電壓與中性點運行方式有關，本設計應取為100/3(伏 )。 電壓互感器的額定電壓選擇 型式 一次電壓（ V） 二次電壓（ V） 第三繞組電壓（ V） 單相 接于一次線電壓上（如 V/V接法） Ux 100 接于一次相電壓上 Ux3 1003 中性點非直接接地系統(tǒng) 100/3、 100 3 中性點直接接地系統(tǒng) 三相 Ux 100 100/3 其中， Ux 系統(tǒng)額定電壓 35kv 變電所設計 28 （五）準確度及二次負荷 電壓互感器的準確等級取決于二次儀表或繼電保護的要求。 用于電度計量，準確度不應低于 0.5 級；用于電壓測量，不應低于 1 級；用于繼電保護不應低于 3級。本設計選取的等級

42、為 0.5級。 （六）鐵磁諧振特性和防諧措施 電磁式電壓互感器安裝在中性點非直接接地系統(tǒng)中，且當系統(tǒng)運行狀態(tài)發(fā)生突變時，有可能發(fā)生并聯(lián)諧振。為防止此類型鐵磁諧振發(fā)生，可在電壓互感器上裝設消諧器，亦可在開口三角端子上接入電阻或白幟燈泡。 短路電流不通過電壓互感器，故不需校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 項目 按工作電壓選 擇 按工作電流選擇 按斷流容量選擇 按 動 穩(wěn)定校驗 按熱穩(wěn)定校驗 電 流 互感器 Ule Ug 第七節(jié) 各主要電氣設備選擇結果一覽表 一、斷路器選擇結果 電壓 等級 （ KV） 型號 額定 電壓 （ KV） 最高工作電壓 （ KV） 額定電流 （ A） 動穩(wěn)定電流（ KA） 熱穩(wěn)定電流（

43、 KA） 35kv 變電所設計 29 35 LN2-35 I 35 40.5 1250 40 16 10 ZN9-10 10 11.5 1250 63 25 二、隔離開關選擇結果 電壓等級（ KV） 型號 額 定 電壓（ KV） 額 定 電流（ A） 動 穩(wěn) 定電流（ KA） 熱 穩(wěn) 定電流（ KA） 35 CN19-35/630 35 630 50 20 10 CN19-10/1250 10 1250 100 40 三 、電壓互感器選擇結果 電壓等級 型號 額 定一 次 電 壓（ V） 額 定二 次 電 壓（ V） 二次繞組準確級及 相應的額定容量 （ VA） 二次繞組極限容量（ VA） 0

44、.2級 0.5級 1 級 35 JDZ- 35 35000 100 45 100 200 10 JSJB-10 10000 100 120 200 960 35kv 變電所設計 30 四、電流互感器選擇結果 電壓等級 型號 額 定一 次電流（ A） 準 確 級 及 相 應 的 額 定 輸 出 （ VA） 熱 穩(wěn) 定電流（ KA） 動穩(wěn)定電流（ KA） 0.2 級 0.5 級 35 LCZ- 35 600 30 50 65 Ie 141 Ie 10 LDJ- 10(Q) 1250 20 30 80 Ie 130 Ie 五 、 母線 選擇結果 安裝地點 母線 型號 母線類型 截面面積（ mm） 2

45、 允許載 流量 （ A） 10KV主 母線 LMY-80*6 單條矩形 硬鋁母線 h80 b6 947 六 、 避雷器 選擇結果 型號 系統(tǒng)標稱電壓 避雷器額定電壓 工頻放電電壓 (有效值 ,KV) 1.2/50 s 沖擊放電電壓 (峰值 ,KV) (有效值 ,KV) 不小于 不大于 不大于 FCZ3-35L 35 46 78 90 134 FZ2-10 10 12.7 26 31 45 第五章 配電裝置設計 配電裝置是按主接線要求由開關設備、保護電器、測量儀表、母35kv 變電所設計 31 線和必要的輔助設備等組成。它的主要作用是：接受電 能，并把電能分配給用戶。 一、總的原則 高壓配電裝置

46、的設計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，遵循上級頒發(fā)的有關規(guī)程、規(guī)范及技術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)條件、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結構，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新，做到技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便。 配電裝置是變電所的重要組成部分，配電裝置形式的選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結合運行、檢修和安裝要求，通過技術經(jīng)濟比較予以確定。為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟的運行，配電裝置應滿足以下基本要求： 1節(jié)約用地； 2運行安全和操作、巡視方便； 3便于檢修和安裝； 4節(jié)約三材、降低造價； 二、

47、設計要求 1滿足安全凈距要求； 2施工、運行和檢修的要求； 3噪聲的允許標準及限制措施； 4靜電感應的場強水平和限制措施； 5電暈無線電干擾的特性和控制。 35kv 變電所設計 32 三、分類及特點 按電氣設備安裝地點不同，配電裝置可分為屋內式和屋外式。按其組裝方式又可分為，裝配式配電裝置和成套式配電裝置。 屋內式配電裝置的特點：占地面積??；不受氣候影響；外界污穢空氣對電氣 設備影響小；房屋建筑投資大。 屋外式配電裝置的特點：土建量和費用小，建設周期短；擴建方便；相鄰設備間距較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；受外界氣候影響，設備運行條件差；外界氣象變化影響設備的維修和操作。 四、配電裝置的型式選

48、擇 大中型變電所中 35 千伏及以下的配電裝置，多采用屋內配電裝置；110 千伏及以上多為屋外配電裝置。在特殊情況下，如當大氣中含有腐蝕性氣體或處于嚴重污穢地區(qū)的 35 110 千伏也可采用屋內配電裝置。 10kV 配電裝置一般均為屋內布置。當出線不帶電抗器時，一般采用成套開關柜布置； 當出線帶電抗器時，一般采用三層或兩層裝配式布置或兩層裝配與成套混合式布置。 綜上所述，為了縮小占地面積，減少設計和安裝工作量，便于擴建和檢修維護等，本變電所設計 10KV部分 可考慮采用 屋內 式成套高壓配電裝置。 五、布置及安裝設計的具體要求 1、屋內配電裝置部分 1）相鄰間隔均為架空出線時，必須考慮當一回帶

49、電、另一回檢修35kv 變電所設計 33 時的安全措施，如將出線懸掛點偏移，兩回出線間加隔板等。 2）隔離開關操動機構的安裝高度，搖式一般為 0.9m，上臂板式一般為 1.05m。 3）隔離開關傳動系統(tǒng)的設計，必須防止出現(xiàn)操作死點。 4）安 裝帶放油閥的油浸式電壓互感器的基礎，要求高出地面不小于 0.1m，以便于放油取樣。 5）矩形母線的布線應盡量減少母線的彎曲，尤其是多片母線的立彎。 2、運行要求 1）各級電壓配電裝置之間，以及它們和各種建（構）筑物之間的距離和相對位置，應按最終規(guī)模統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮運行的安全和便利。 屋內配電裝置應考慮設備搬運的方便，如在墻上或樓板上設搬運孔等，搬運孔尺寸

50、一般按設備外形加 0.3m 考慮。搬運設備通道的寬度，一般可比最大設備的寬度加 0.4m，對于電抗器加 0.5m。 工藝布置設計應考慮土建施工誤差，確保電氣安全距離 的要求，一般不宜選用規(guī)程規(guī)定的最小值，而應留有適當裕度（ 5cm 左右）。 配電裝置的方位應由下列因素綜合考慮確定： （ a）進出線方向 （ b）避免或減少各級電壓架空出線的交叉 （ c）縮短主變壓器各側引線的長度，避免交叉，并注意平面布置的整體性。 35kv 變電所設計 34 2）配電裝置的布置應該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限，對同一用途的同類設備，盡可能布置在同一中心線上（屋外），或處于同一標高（屋內）。 3）架空

51、出線間隔的排列應根據(jù)出線走廊規(guī)劃的要求，盡量避免線路交叉，并與終端塔的位置相配合。當配電裝置為單列布置時，應考慮盡可 能不在兩個以上相鄰間隔同時引出架空線。 4）各級電壓配電裝置各回路的相序排列應盡量一致。一般為面對出線 ,電流流出方向自左至右、由遠到近、從上到下按 A、 B、 C相順序排列。對硬導體應涂色，色別為： A 相黃色， B 相綠色， C 相紅色。對絞線一般只標明相別。 5）配電裝置內應設有供操作、巡視用的通道。 屋內配電裝置各種通道的最小寬度（凈距），不應小于下表所示。 6）配電裝置中電氣設備的柵欄高度不應低于 1.2m，柵欄最低欄桿至地面的凈距不應大于 200mm。 配電裝置電氣

52、設備的遮攔高度不應低于 1.7m，遮攔網(wǎng)孔不應大于40 40mm。 圍欄門應裝鎖。 7）當屋內配電裝置長度超過 60m 時，應在兩側操作通道之間設置聯(lián)絡通道，以便于運行人員巡視和處理事故。聯(lián)絡通道的位置可結合配電裝置室的中部出口及伸縮縫一并考慮。對于兩層配電裝置，尚需在中部設置樓梯。 8）屋內外配電裝置均應裝設閉鎖裝置及聯(lián)鎖裝置，以防止帶負荷35kv 變電所設計 35 拉合隔離開關，帶接地合閘，帶電掛接地線，誤拉合斷路器，誤入屋內有電間隔等電氣誤操作事故。 小 結 經(jīng)過兩個多月的努力，這次函授學習最后一個環(huán)節(jié) 畢業(yè)設計的論文部分終于完成了。 畢業(yè)設計是 對三年來所學知識的綜合考察，不僅要求全面

53、掌握所學知識，還要能夠綜合運用，并結合自學有關知識才能完成。所以，經(jīng)過這次畢業(yè)設計，在這些方面都有了很大的進步和提高。 本次畢業(yè)設計的課題是 35kV 變電站的初步設計。這個課題的內容與我們所學的各門專業(yè)課程都有一定的聯(lián)系。但由于時間有限，只進行了初步設計，涉及的內容較少，盡管如此，在設計過程中，在老師和有關專業(yè)人員的指導和幫助下，得以順利進行，提高了我的業(yè)務素質和工作能力。 本篇論文經(jīng)過多次的修改，補充，增刪，現(xiàn)已成稿。但由于本人水平有限，難免會有錯誤和遺漏，請各位 教師批閱后批評和指正。 再次感謝各位老師在這次畢業(yè)設計過程中給予我的幫助，有了這次畢業(yè)設計的經(jīng)歷，為我今后的工作墊定了基礎，指

54、導我深入鉆研業(yè)務知識，在今后的工作中繼續(xù)努力鉆研，取得成績。 35kv 變電所設計 36 參考文獻 : 電力工程設計手冊（第一、二冊） 上海人民出版社 西北電力設計院及東北電力設計院編 發(fā)電廠變電所電氣接線和布置（上、下冊） 水利電力出版社 西北電力設計院編 電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程 水利電力出版社 高壓配電裝置設計技術規(guī)程 水利電力出版社 變電所設計規(guī)程 水利電 力出版社 發(fā)電廠電氣部分（第二版） 中國電力出版社 四川聯(lián)合大學范錫普主編 電力系統(tǒng)分析（上、下冊） 華中科技大學出版社 何仰贊 溫增銀編 電力系統(tǒng)繼電保護原理 中國電力出版社 天津大學 賀家李 宋從矩合編 電力系統(tǒng)自動裝置原理 中國電力出版社 上海交通大學 楊冠城 主編 發(fā)電廠及變電所的控制（二次部分） 中國電力出版社 文鋒主編 電力工程電氣設備手冊 電氣 (1)部分 水利電力出版社 戈東方主編