本科毕业论文--110kV变电站设计（上海电力学院）（免费）（牛人

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第1 页

本科毕业论文 发电厂设计

上海电力学院 施春迎

第一章 主变及所用变的选择

第一节 主变压器的选择

一、负荷统计分析

1、35kV侧 Q1max=Q2max=Q3max =Q4max =Q5max =

PP222221max2max3max4max5max/cos?21?P21max?100002/0.852?100002?6197.44Kvar /cos?22?P22max?100002/0.852?100002?6197.44Kvar /cos?23?P23max?60002/0.852?60002?3718.47Kvar /cos?24?P24max?60002/0.802?60002?4500Kvar /cos?25?P25max?60002/0.802?60002?4500Kvar

PPP?P35=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max=10000+10000+6000+6000+6000=38000(KW) =Q1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max

=6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35（KVar）

?Q35 S35MAX =

222P35.352=45548.66（KVA） max?Q35max=38000?25113Cos?35P?=

35maxS35MAX=

38000=0.83

45548.66考虑到负荷的同时率，35kV侧最大负荷应为： S’35MAX=S35MAX??35=45548.66?0.85=38716.36(KVA)

2、10kV侧: Q1max=

P21max/cos?21?P21max?25002/0.852?25002?1549.36Kvar

??上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第2 页

Q2max =Q3max =Q4max =Q5max =Q6max =Q7max =Q8max =Q9max =Q10max =

PPPPPPPP2222max3max4max/cos?22?P22max?20002/0.852?20002?1239.49Kvar /cos?23?P23max?15002/0.802?15002?1125Kvar /cos?24?P24max?20002/0.852?20002?1239.49Kvar /cos?25?P25max?20002/0.802?20002?1500Kvar /cos?26?P26max?10002/0.852?10002?619.74Kvar /cos?27?P27max?10002/0.802?10002?750Kvar /cos?28?P28max?10002/0.852?10002?620Kvar /cos?29?P29max?15002/0.802?15002?1125Kvar /cos?210?P210max?15002/0.852?15002?929.62Kvar

25max26max27max28max29max2P10max?P10=P1max+P2max+P3max+P4max+P5max+ P6max+P7max+P8max+P9max+P10max

=2500+2000+1500+2000+2000+1000+1000+1000+1500+1500＝16000（KW）

?Q10= Q

1max+Q2max+Q3max+Q4max+Q5max+Q6max+Q7max+Q8max+Q9max+Q10max

=1549.36+1239.49+1125+1239.49+1500+619.74+750+620+1125+929.62=10697.7（KVar）

222.72=19246.84（KVA） S10MAX=?P10max??Q10max=16000?10697Cos?10=

?P

10

S10MAX

=

16000=0.83

19246.84考虑到负荷的同时率，10kV侧最大负荷应为：

?MAX=S10MAX?10=19246.840.85=16359.81(KVA) S10

3、110kV侧:

22S110MAX=(?P35max??35??P10max??10)?(?Q35max??35??Q10max??10)

=(38000?0.85?16000?0.85)2?(25113.35?0.85?10697.7?0.85)2 =55076(KVA)

考虑到负荷的同时率，110kV侧最大负荷应为：

???上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第3 页

?MAX= S110MAX?110=550760.85=46815(KVA) S110

二、主变台数的确定

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.2条规定“在有一、二级负荷的变电所宜装设两台及以上主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，可装设一台主变压器。”

三、主变容量的确定：

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.3条规定“装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60％的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。”

?MAX 故本设计满足两个条件：1、两台总容量∑S≧S110?MAX 2、S≧（60－75）％S110本变电所按建成后5年进行规划，预计负荷年增长率为5%，因此：

?MAX（1+m）t=46815?（1+0.05）5=59749(KVA) ∑S＝S110式中t为规划年限，m为增长率

S=60%∑S＝0.659749=35849.4(KVA)

查产品目录，选择两台变压器容量一样，每台容量为40000KVA。

四、主变型式

1、优先考虑选三相变压器

依设计原则，只要不受运输条件限制，应优先考虑三相变压器。该变电所主变压器为110kV降压变，单台容量不大（40000KVA），不会受到运输条件限制，故选用三相变压器。

2、具有三个电压等级

?MAX＝38716.36/46815＝0.83＞0.15 ?MAX/S110S35?MAX/S110?MAX＝16359.81/46815＝0.35＞0.15 S10根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.4条规定“具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达该变压器容量的15％以上，主变压器宜采用三线圈变压器。”上述两式均大于15％，故选择主变为三圈变压器

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3、本设计110kV主网电压采用中性点直接接地方式（大电流接地系统），而中压电网为35kV（采用小电流接地系统）由于中性点具有不同的接地方式，而自耦变压器高低压侧之间有电的直接联系，要求高、低压绕组的中性点运行方式须一致，所以本所不宜采用自耦变压器，选择普通的三绕组变压器。 4、容量比

由上述计算可知：主变压器额定为40000KVA，35kV侧负荷占主变容量的97％，大于50％，为满足35kV侧负荷的要求与需要，故35kV侧容量取100％的额定容量。10kV侧负荷占额定容量的41％，小于50％，故10kV侧绕组容量取50％。从以上分析得出主变压器各绕组的容量比为100/100/50。 5、调压方式的选择

根据《35-110kV变电所设计规范》3.1.5条规定“变压器的有载调压是改善电压质量，减少电压波动的有效手段，对电力系统，一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器。”而本设计110kV变电所110kV及35kV侧负有化工厂、变电所、医院等重要负荷，对电能的质量和可靠性的要求较高，为保证连续供电和满足对电能质量的要求，并能随时调压，扩大调压幅度而不引起电网的波动，故应采用有有载调压方式的变压器，以满足供电要求。 6、中性点接地方式的确定

中性点直接接地系统主要优点是发生三相短路时，未故障相对地电压不升高，因此，电网中设备各相对地绝缘水平取决于相电压，使电网的造价在绝缘方面的投资越低，当电压越高，其经济效益越明显，因此我国规定电压大于或等于110kV的系统采用中性点直接接地。本变电站为终端变，中性点是否接地，由系统决定，所以在中性点加隔离刀闸接地。

6.1 35kV系统：

Ic＝

UN?l350=

35?(40?40?30?2?30?2?30?2)＝26(A)

350由电气专业资料可知：当35kV系统对地电容电流大于等于10A，应采用中性点经消弧线圈接地，所以本所35kV系统中性点采用经消弧线圈接地。 6.2 10kV系统 架空线：Ic1＝

UN?l110?(25?2?15?20?15?6?2?20?2?15?2)=＝5.2(A)

350350????上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第5 页

电缆线：Ic2＝0.1UNl2=0.110(10×2+5+10×2)=45(A)

Ic＝Ic1+Ic2=5.2+45=50.2(A)

由于Ic＞30A，由电气专业资料可知：当10kV系统对地电容电流大于30A，中 性点必须接地，本所10kV系统对地电容电流大于30A，因此中性点需采用经接 地变压器接地。 6.3 接地变选择：

S＝U3 Ic＝103 ×50.2＝869.49KVA 因此选择接地变压器为S＝1000KVA（Y/Yn11） 电 压 组 合 阻抗 额定 联结 型 号 电压 容量 标号 高压 低压 (％) S9－1000KVA 10kV 0.4kV Ｙ,yn11 4.5 1000/10

7、接线组别

《电气设计手册》规定：变压器绕组的连接方式必须与系统电压相位一致，否则不能并列运行。

由于110kV系统采用中性点直接接地，35kV系统采用中性点经消弧线圈接地，10kV系统采用中性点经接地变压器接地，故主变的接线方式采用Y0/Yn0－11 8、绕组排列方式

由原始资料可知，变电所主要是从高压侧向中压侧供电为主，向低压侧供电为辅。因此选择降压结构，能够满足降压要求，主要根据的依据的《电力系统分析》，其绕组排列方式如下图所示：

低 中 高

根据以上分析结果，最终选择型号如下：SFSZ7－40000/110，其型号意义及技术参数如下：

空载空载损负载损电流耗（KW） 耗（KW） (％) 0.7 1.70 10.30

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S F S Z 7 – 40000 / 110

高压绕组额定电压等级：110kV 额定容量：40000KVA 性能水平代号 有载调压方式 绕组数：三绕组 冷却方式：风冷 相数：三相

外形尺寸：8180×5050×6160mm 总重量：86.5吨

参考价格：万元 100.3上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第7 页

第二节 所用变选择

为保证所用电的可靠性，采用两台所用变互为备用，分别接于两台主变的两组10kV母线上，互为暗备用。

一般选主变容量的（0.1－0.5）％为其容量，考虑到用电负荷不大，本设计以0.1％来选择，采用Y/Yn0接线组别

单台所用变容量S所N=0.1％∑SN＝0.1％80000＝80（KVA） 查产品目录，选所用变型号为Ｓ9－80/10，装于室内

其主要技术参数如下： 型 号 额定 容量 电 压 组 合 高压 低压 联结 标号 阻抗 电压 (％) 空载电流(％) 空载损负载损耗（KW） 耗（KW） S9－80KVA 10kV 0.4kV Ｙ,yn0 4 1.8 0.24 1.25 80/10 外形尺寸：1210×700×1370 mm 总重量：0.595吨 参考价格:1.173万元

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第三节 消弧线圈的选择

一、经上述计算，35kV中性点电容电流Ic＝26A＞10A，采用中性点经消弧线圈接地 1、根据额定电压选：UN＝U?.n=35kV 2、补偿容量：Q＝

K?IC? UN3＝

1.35?26?35＝709.3（KVA） 33、安装位置选择：

按设计规程：在选择安装位置时，在任何形式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿，应尽量避免整个电网只装一台消弧线圈，并且不应将多台消弧线圈集中安装在一处。本设计选择一台XDJ－275/35及一台XDJ－550/35消弧线圈，两台消弧线圈并联在主变35kV侧中性点侧。

4、调谐值和分接头选定

消弧线圈各分接头补偿电流值如表：

消弧线圈型号 XDJ－550/35 XDJ－275/35 分接头序 号 实际补偿电流（A） 1 12.5 6.2 550KVar的消弧线圈选III档，实际补偿电流为17.7A 275KVar的消弧线圈选IV档，实际补偿电流为10.5A 总补偿电流IL＝17.7+10.5＝28.2（A）＞26A 脱谐度ν＝

2 14.9 7.3 3 17.7 8.7 4 21 10.5 5 25 12.5 IC?IL26?28.2＝＝－0.085＝－8.5%，其ν＜10％，满足要求

26IC中性点位移电压U0＝

Ubdd??22＝

0.8U?0.05?(?0.085)22＝8.11%U?＜15%U?

式中：Ubd——消弧线圈投入前电网的不对称电压，一般为0.8%U?；

d ——阻尼率，35kV及以下架空线取0.05；

ν——脱谐度

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因此选择上述分接头是合适的。

二、无功补偿电容的选择

35kV采用分散补偿，电容装在下一级线路内

10kV采用集中补偿，为了实现无功分压，就地平衡的原则，改善电网的功率因数，保证10kV侧电压正常，所以需在本所10kV母线上装设电容补偿装置，以补偿无功，并把功率因数提高到Cos??0.9，其负荷所需补偿的最大容性无功量为

Q＝∑P10（tg?10.1－tg?10.2）

＝16000[tg(arcCos0.831)－tg(arcCos0.9)]＝3002.9（KVar） 式中∑P10－母线上最大有功负荷

tg?10.1－补偿前的最大功率因数 tg?10.2－补偿后的最小功率因数

10kV电容器一般接成星形，查《常用高低压电器手册》，选用BGF-11/3-100-1型电容器，其型号意义如下：

B G F – 11 /3 - 100 - 1 单相

额定容量：100 KVar 额定电压：UN=11/3kV 纸膜复合介质

浸渍剂：G表示苯甲基础油 并联电容器

其额定容量为100KVar,UN=11/3kV，标算电容C＝7.89?F，则每相并联个数

3002.9?10，故并联10只BGF-11/3-100-1型电容器，分别接于10kvI、II段

3?100母线上，即每段母线每相并联5只电容器。

n＝

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第二章 电气主接线的确定

第一节 电气主接线选择

主接线设计依据：《35-110kV变电所设计规范》有以下几条规定

第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备

特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。

第3.2.2条 当能满足运行要求时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的

接线。

第3.2.3条 35－110kV线路为两回及以下时，宜采用挢形、线路变压器组或线路分

支接线。超过两回时，宜采用扩大挢形、单母线的接线。35－63kV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。

第3.2.4条 在采用单母线、分段单母线或双母线的35－110kV主接线中，当不允许停

电检修断路器时，可设置旁路设施。

一、110kV主接线的选择：

从原始资料可知，110kV母线有2回进线，2回出线。根据设计规范第3.2.3条规定，主接线若采用双母线，必然供电可靠性较高，但占地大、投资大、操作易出差错，故不考虑；外桥接线虽然设备少，但线路没有跨越功率，倒闸操作很不方便，亦不考虑。现采用以下二种主接线进行比较：即内桥接线、单母线分段，分析表如下页。

从以下分析可知,1、虽然内桥接线经济性优于单母分段，但可靠性、灵活性均不如单母线分段。从原始资料可知，本变电所是终端变，两回进线，只有两回出线，且110kV侧为双电源双回线供电，采用分段单母线接线其供电可靠性基本能满足要求，为了倒闸操作方便，同时提高本设计的经济性，考虑长期发展，应以单母线分段接线能基本满足要求。

本变电所回路不多，且电源侧为双回路供电，不用增设旁路母线。 其接线简图如下页：

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可靠性 内桥接线 1、当出线开关检修时，线路需要较长时间停电，影响线路供电 2、运行方式改变，对桥开关的继电保护整定不利 3、桥开关检修时，两个回路解列运行 1、线路停电时，操作简单，主变停电时，操作复杂，需动作两台开关，影响一回路的暂时运行 2、可以扩建，扩建后接线型式发生变化 1、共用三台开关，10台隔离刀闸，投资较小 2、占地面积较小 变压器停电检修时，如＃1主变检修，需断开DL1及DL3，拉开G1，＃1变才能检修，需要线路投入，则配合上DL1及DL3 110kV主接线图如下：

进 出线线 Ⅰ 分段DL Ⅰ Ⅰ #1单母线分段 1、当一段母线发生故障时，分断断路器自动将故障切除，保证正常母线不间断供电 2、当出线开关检修，该回路停电 3、继电保护简化，动作可靠性高 1、任一台开关检修或故障，操作都较简单，且操作过程不影响其它出线正常运行 2、扩建裕度大，容易扩建 共用五台开关，10台隔离刀闸，投资较大 主变检修时，断开相应的DL及拉开相应刀闸即可，不会影响线路的运行 灵活性 经济性 倒闸操作 出线Ⅱ 进线Ⅱ 110KV II

110kVM

#2主变主 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第12 页

二、35kV母线接线的选择

35kV共有5回出线，有三路负荷采用双回路供电，依设计规范第3.2.3条规定，可采用双母线或单母分段式接线，35kV出线双回出线较多，变电所C、变电所D应有其它进线，若采用双母线设备多，投资大，继电保护复杂，倒闸操作易出现误操作，故单母线分段已满足要求，而重要负荷已有双回路供电，故不用增设旁路母线。 接线简图如下：

变变变 化电电电工所 所所厂 35kVⅠM 主CⅠ A 变电所B 变电所CⅡ 变电所DⅡ 化工厂 变DⅠ Ⅱ Ⅰ 35kVⅡM

分段DL #1 #2主变 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第13 页

三、10kV母线接线选择

10kV侧通常采用单母线或单母线分段接线，单母线虽使用设备少，经济性好，但可靠性差，本变电所10kV有化工厂等重要负荷，且出线多，故采用单母线分段接线，可靠性较好，操作方便，重要负荷已有双回线，故不考虑设置旁路母线，综上所述：本变电所最终选用单母分段。 接线简图如下： 配配配配电电 电电站站站站 10kVⅠM 主

变

AⅠ D B 宾馆医院化工厂炼油厂配电站配电站C 剧院 配电站EⅡ 宾馆Ⅱ 医化院工Ⅱ 厂炼油厂Ⅰ Ⅰ Ⅰ AⅡ EⅠ Ⅱ 分段DL Ⅰ Ⅱ 10kVⅡM #1 #2主变 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第14 页

变电站主接线简图如下： 出出进线线线

110kVⅠM 分段DL 主变 10kV ⅠM 分段DL 医配配配配宾院化炼工油馆 厂厂电电电电 站站站站 AI B D EI

Ⅱ Ⅰ Ⅰ #1 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 进线主变Ⅱ 35kVⅠM 110kVⅡM 变电所A 变电所C Ⅰ 变电所D I 化工厂I

分段DL 变电所B 变电所CⅡ 变电所DⅡ 化工厂Ⅱ

35kVⅡM 10kVⅡM #2 配配剧配宾医馆院院电电电

Ⅱ 站站AII C

站EII

化工厂Ⅱ 炼油厂II

Ⅱ 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第15 页

第三章 短路电流计算

第一节 短路电流计算的目的及一般规定

一、短路电流计算目的

1、选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某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，为了保证各种电器设备和导体在正常运行和故障情况下都能保证安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。 3、在设计屋外高压配电装置时，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，需以各种短路时短路电流为依据。

二、短路电流计算的一般规定

1、验算导体和电器的动、热稳定及电器开断电流所用的短路电流、应按工程的设计手册规划的容量计算、并考虑电力系统5－10年的发展。

2、接线方式应按可能发生最大短路电流和正常接线方式，而不能按切换中可能出现的运行方式。

3、选择导体和电器中的短路电流，在电气连接的电网中，应考虑电容补偿装置的充放电电流的影响。

4、选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点应选择在正常接线方式时，Id最大的点，对带电抗器的6－10kV出线应计算两点，电抗器前和电抗器后的Id。 短路时，导体和电器的动稳定、热稳定及电器开断电流一般按三相电流验算，若有更严重的按更严重的条件计算。

三、短路电流计算方法：实用短路电流计算法——运算曲线法

假设：①正常工作时，三相系统对称运行； ②所有电源的电动势相位角相同；

③系统中的同步和异步电机均为理想电机； ④电力系统中各元件磁路不饱和； ⑤短路发生在短路电流为最大值瞬间；

⑥不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；

⑦除计算短路电流的衰减时间常数外，元件的电阻不考虑；

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⑧元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数误差和调整范围； ⑨输电线路电容略去不计。

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计算说明书

一、短路电流计算短路点选择

短路点选择（只选择六点）

1、最大运行方式时，在110kV母线上发生三相短路d1 2、最大运行方式时，在35kV母线上发生三相短路d2 3、最大运行方式时，在10kV母线上发生三相短路d3

4、最大运行方式时，在10kV配电站B线路末端发生三相短路d4 5、最小运行方式时，在10kV配电站B线路末端发生两相短路d5 6、最小运行方式时，在10kV配电站B线路首端发生两相短路d6 二、短路点选择示意图（详见后面一页图）

三、绘制次暂态等值电路，用标么值计算，选择基准值Ｓj＝100MVA，ＵS2IBB?3U，X?UBBBS B1、125ＭＷ发电机组：ＳF＝125/0.85＝147.06（KVA）

ＸS0.18?100１*＝Ｘ3*＝

Xd?jS＝

F147.06=0.12

2、150ＭＷ变压器：ＸU%?S2*＝Ｘ4*＝KjS＝

0.105?100150＝0.07

B3、100KM长线路：Ｘ5*＝Ｘ6*＝

0.4?100?1001152＝0.3

4、80KM长线路：Ｘ7*＝Ｘ8*＝0.4?80?1001152＝0.24

5、US*＝1发电机：最大运行方式 Ｘ9*＝

jS＝

100Dmax2000＝0.05 最小运行方式

ＸS10*’＝

j100S＝

Dmin1800=0.06

j＝Ｕav，

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短路点选择示意图

2×125MW

G

σ

*=

G C

U*=1 SDmax=2000MVA SDmIN=1800MVA

13.8KV cosφ=0.85

σ *= x’d=0.18

2×150MVA UK%=10.5 13.8/121

T T 100KM 80KM 110kv d1(3) 110kV 35kV d2(3)

d3(3) 10kV d6(3) d4(3)

d5(2) 配电站B

Pmax=2000KW cosφ=0.85 L=15KM 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第19 页

将计算结果标注于等值电路图中 G G C

1 9 3 0.12 0.06 0.12 2 T 4 T 0.07 0.07 5 6 0.3 0.3 7 8 0.24 0.24 (3)d1 110kV (3)

d2 11 13 0.26 0.26 12 14 0.16 0.16 35kV 10kV d.3(3) (3) d6 30 5.44 (3) d4 (2) d5 配电站B

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第20 页

本设计选SB＝40000KVA＝40MVA

Ud高?低%?17，Ud高?中%?10.5，Ud中?低%?6.5，则

11(Ud高?低%+Ud高?中%–Ud中?低%)=?(17+10.5–6.5)=10.5 2211 X II % = (Ud中?低%+Ud高?中%–Ud高?低%)=?(6.5+10.5–17)=0

2211 X III % = (Ud高?低%+Ud中?低%–Ud高?中%)=?(17+6.5–10.5)=6.5

22X I % =

1?10.5?100UK%?Sj7、主变110kV侧计算电抗Ｘ11*＝Ｘ13*＝＝100＝0.26

SB401?6.5?100UK%?Sj100主变10kV侧计算电抗Ｘ12*＝Ｘ14*＝＝＝0.16

SB40最大运行方式：两台发电机组满载，110kV线路双回运行，主变并列运行

最小运行方式：Sdmin?1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台,100KM

线路单回线运行

用运算曲线法：

（一）最大运行方式下，在110kV母线上发生d1点三相短路时，

d1点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（C）：

1 0.12 G G 3 0.12 4 0.07 C 9 0.05 15 0.25 16 0.05 18 0.94 19 0.19 G C G C

2 0.07 5 0.3 7 0.24 6 0.3 8 0.24 17 0.12 d1 (a)

d1 (b)

d1 (c)

?????上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第21 页

X15*＝（Ｘ１*+Ｘ2*+Ｘ5*）//（Ｘ3*+Ｘ4*+Ｘ6*）

＝（0.12+0.07+0.3）//（0.12+0.07+0.3）=0.25 X16*＝Ｘ8*＝0.05

X17*＝Ｘ7*//Ｘ8*＝0.24//0.24＝0.12 则：X18*＝X15*+X17*+X15*

＝0.25+0.12+0.25X19*＝X16*+X17*+X16*

＝0.05+0.12+0.05

X17* X16*0.12＝0.94 0.05X17* X15*0.12＝0.19 0.251、发电厂对110kV侧短路电流

250/0.85求计算电抗Xjs.18*＝0.94＝2.76

100查汽轮发电机运算曲线，由t=0s,t=4s和Xjs.18*＝2.76得 I??*（0s）＝0.39 则次暂态短路电流I??＝0.39

250/0.853?115＝0.576（KA）

I??*（4s）＝0.392 则I?＝0.392

250/0.853?115＝0.579（KA）

2、等值系统侧对110kV母线短路电流

Xjs.19*＝0.19?2000/100＝3.8＞3.45

1?1000.19＝2.64（KA） I?＝I??＝

3?1153、d1点短路电流

I??＝0.576+2.64＝3.216（KA）

I?＝0.579+2.64＝3.219（KA）

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第22 页

（二）最大运行方式下，在35kV母线上发生d2点三相短路时，

d2点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）→（d）：

G C G C C G C G G 9 1 3 0.05 0.12 0.12 16 15 16 15 0.05 0.25 0.05 0.25 4 2 0.07 0.07 5 6 25 24 0.3 0.3 0.35 1.75 17 0.12 8 7 23 0.24 0.24 0.25 11 22 13 0.26 0.13 0.26 d2 d2 d2 d2 (c) (d) (b) (a)

主变35kV侧计算电抗

11??(10.5?6.5?17.5)?100UK%?Sj1002Ｘ20*＝Ｘ21*＝＝＝0

SB40X22*＝Ｘ11*//Ｘ13*＝0.26//0.26＝0.13

X23*＝X17*+X22*＝0.12+0.13＝0.25 则X24*＝X15*+ X23*+X15*?＝0.25+0.25+0.25?X23* X16*0.25＝1.75 0.05X25*＝X16*+ X23*+X16*?＝0.05+0.25+0.05?X23* X15*0.25＝0.35 0.251、发电厂对35kV侧短路电流

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第23 页

求计算电抗Xjs.24*＝1.75?250/0.85＝5.15＞3.45 1001?1005.15＝0.303（KA） I?＝I??=

3?372、等值系统侧对35kV母线短路电流

Xjs.25*＝0.35?2000/100＝7＞3.45

1?1000.35＝4.46（KA） I?＝I??＝

3?373、d2点短路电流

I?＝I??＝0.303+4.46＝4.763（KA）

（三）最大运行方式下，在10kV母线上发生d3点三相短路时，

d3点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）→（d）：

G G C 9 0.05 15 0.25 16 0.05 15 0.25 16 0.05 28 2.23 29 0.446 G C G C G

C

1 3 0.12 0.12 2 4 0.07 0.07 5 0.3 6 0.3 8 0.24 13 0.26 14 0.16 23 0.25 27 0.33 26 0.08 0.24 11 0.26 12 0.16 7 d3

d3 d3 d3 (a) (b) (c) (d) X26*＝Ｘ12*//Ｘ14*＝0.16//0.16＝0.08 X27*＝Ｘ23*+Ｘ26*＝0.25+0.08＝0.33

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第24 页

则：X28*＝X15*+X27*+ X15*?＝0.25+0.33+0.25?X29*＝X16*+X27*+X16*?＝0.05+0.33+0.05?X27* X16*0.33＝2.23 0.05X27* X15*0.33＝0.446 0.251、发电厂对10kV侧短路电流

250/0.85求计算电抗Xjs.28*＝2.23?＝6.56>3.45

1001?1002.23I??＝I?? =2.466（KA） 3?10.52、等值系统侧对10kV母线短路电流 Xjs.29*＝0.446?2000/100＝8.92＞3.45

1?1000.446＝12.33（KA） I?＝I??＝

3?10.53、d3点短路电流

I?? ＝I?=2.466+12.33＝14.8（KA）

（四）最大运行方式下，在10kV侧配电站B线路末端发生d4点三相短路时，

d4点三相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）：

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第25 页

15 0.25 G C 16 0.05 G 15 0.25 31 5.77 C 16 0.05 G

C

27 0.33 30 5.44

配电站B线路电抗：

0.4?15?100Ｘ30*＝＝5.44 210.5X31*＝Ｘ27*+Ｘ30*＝0.33+5.44=5.77 则X32*＝X15*+X31*+ X15*?＝0.25+5.77+0.25?X33*＝X16*+X31*+X16*?d4 d4 32 34.87 33 6.97 d4 (a)

(b) (c)

X31* X16*5.77＝34.87 0.05X31* X15*5.77＝6.97 0.251、发电厂对d4点短路电流

＝0.05+5.77+0.05?次暂态短路电流I??＝I??1100?＝0.16（KA） 34.873?10.52、等值系统侧对d4点短路电流

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第26 页

I?＝I??＝

1100＝0.79（KA） ?6.973?10.53、d4点短路电流

I??＝I??0.16+0.79＝0.95（KA）

（五）最小运行方式下，在10kV侧配电站B线路末端发生d5点两相短路时，最小运行方

式为：Sdmin?1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台， d5点两相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）： G C 10 0.067 G 35 0.49 C 34 0.06 37 56.41 36 6.1 38 6.91 1 G C 0.12 3 0.07 5 0.3 7 0.24 11 0.26 12 0.16 30 5.44

d5 d5 d5 (a)

(b) (c)

X34*＝Ｘ10*=0.06

X35*＝Ｘ1*+Ｘ3*+Ｘ5*＝0.12+0.07+0.3=0.49

X36*＝Ｘ7*+Ｘ11*+Ｘ12*+Ｘ30*＝0.24+0.26+0.16+5.44=6.1 则X37*＝X35*+X36*+ X35*?X36* X34*上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第27 页

＝0.49+6.1+0.49?X38*＝X34*+X36*+X34*?＝0.06+6.1+0.06?6.1＝56.41 0.06X36* X35*6.1＝6.91 0.491、发电厂对d5点短路电流

次暂态短路电流I??＝I??31100＝0.08（KA） ??256.413?10.52、等值系统侧对d5点短路电流

I?＝I??＝

31100＝0.69（KA） ??26.913?10.53、d5点短路电流

I??＝I??0.08+0.69＝0.77（KA）

（六）最小运行方式下，在10kV侧配电站B线路首端发生d6点两相短路时，最小运行方

式为：Sdmin?1800MVA，125MW发电机组、150MVA变压器各停一台， d6点两相短路的等值简化网络如图（a）→（b）→（c）： 7 0.24 G C 34 0.06 G 35 0.49 C 34 0.06 40 6.54 39 0.66 41 0.8 G C 35 0..49 11 0.26 12 0.16

d6 d6 d6 (a) (b) (c)

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第28 页

X39*＝Ｘ7*+Ｘ11*+Ｘ12*＝0.24+0.26+0.16=0.66 则X40*＝X35*+X39*+ X35*?＝0.49+0.66+0.49?X41*＝X34*+X39*+X34*?＝0.06+0.66+0.06?X39* X34*0.66＝6.54 0.06X39* X35*0.66＝0.8 0.491、发电厂对d6点三相短路电流

125/0.85求计算电抗Xjs.40*＝6.54?＝9.62>3.45

1001?100＝0.84（KA） I?＝I??＝6.543?10.52、等值系统侧对d6点三相短路电流

1800Xjs.41*＝0.8?＝18.8＞3.45

1001?100＝6.87（KA） I?＝I??＝0.83?10.53、d6点两相短路电流

I??＝I?＝

3?（0.84+6.87）＝6.68（KA） 2

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第29 页

第四章 电气设备选择

第一节 10kV系统电气设备选择

电气设备一般是按正常工作条件选择，按最严重的短路情况校验，为方便安装、运行、维护及备品的储备，同一电压等级的设备应尽量选择同一型号。

1、10kV侧各断路器及隔离开关采用同一种型号

11?1.3?S?1.3?4000022主变回路：Iw.max=＝＝1429.63（A） 3?U3?10.5母线分段回路：IW?max??10)Smax(3U16359.81?(1?0.05)5?2500?3?102?602.8 （A）

pmax(10)10kV出线：IW?max?

cos?3U0.85?169.8 （A）

3?10选主变回路来进行选择校验。

（1）最大长期工作电流计算Iw.max=1429.63（A）

因为10kV配电装置为户内配置，按正常工作条件，查表选择 SN10－10Ⅲ/2000断路器及GN2－10/2000隔离开关,其参数列表如下：

极限通过电开断电流型 号 流ip（KA） 有 效 峰 值 值 50 130 85 热稳定电流（KA） 固有合闸时间 ≤0.2 固有分闸时间 UN (kV) IN (A) Ibr.N （KA） 4S 10S SN10－10Ⅲ GN2－10/2000 计算值 10 10 2000 2000 1429.63 43.3 14.8 43.3 36 ≤0.06

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第30 页

已知I??＝I?＝14.8KA

由上表可知：断路器 IN＝2000A＞Iw.max=1429.63A

Ibr.N=43.3KA＞I??＝14.8KA

隔离开关 IN＝2000A＞Iw.max=1429.63A

（2）按短路条件校验

动稳定校验

断路器iimp＝2.55?14.8＝37.74KA ip＝130KA＞iimp 隔离开关iimp＝2.55?14.8＝37.74KA ip＝85KA＞iimp 动稳定满足要求 热稳定校验

断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设10kV末端有变压器，其过流保护整定为1S，10kV线路过流保护整定为1.5S，10kV母联开关整定为2S，则主变10kV侧过流保护整定为2.5S，所以保护动作时间t=2.5S。

短路存在时间：tbr＝2.5+0.06+0.05＝2.61（S）

????I??＝1 查等值时间曲线得tep＝2.2S， teq＝tep+tea＝2.2S, I?2t＞1S，可不计tea，则Qsc＝I??tep＝14.82?2.2＝481.88（KA2S）

断路器允许热脉冲 Qp＝43.32?4＝7499.56（KA2S）＞Qsc 隔离开关允许热脉冲Qp＝362?10＝12960（KA2S）＞Qsc 热稳定满足要求

所以选择SN10－10Ⅲ断路器及GN2－10/2000隔离开关是合适的。

2、10kV母线的选择

已知IW.max=1429.63A，最热月平均最高温度：35℃

??上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第31 页

母线的安装采用单条平放，根据安装条件及Iw.max查手册 选择100*8单条铝母线平放，其中Ip＝1547A＞Iw.max

???＝1， t＝2.2S

ep温度校验系数K?＝

70-(35?5)＝0.82

70-25IN＝Ip=1429.63＝1743.45(A)

0.82K?

（1）热稳定校验：

teq＝2.2S，S=100?8＝800(mm2)，Ks＝1.01 Smin＝

I?Cteq?KS＝

148002.2?1.01＝253.6（mm2）＜S＝800mm2 87所以热稳定满足要求 （2）动稳定校验

已知iimp＝37.74KA，b＝100mm＝0.1m，h＝8mm＝0.008m，σp＝69*106帕 并且取相间距a＝0.5m，绝缘子跨距选择L＝1.5m 则?max＝1.038?iimp2?L2－7

10 ?2abh3

2

1.52－7

＝1.038?（37.74?10）?10＝8.313?106(帕) ?20.5?0.1?0.008即?max＜?p＝69?106帕 故动稳定满足要求

通过以上的计算及校验可知10kV母线选择单条100*8铝母线平放是可以的

3、10kV绝缘子及穿墙套管选择

（1）10kV绝缘子户内型选ZNB－10，户外型选ZS－10

其抗受破坏负荷分别为Fp＝7509.8=7350N和Fp＝5009.8＝4900N

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第32 页

Fmax＝1.75

L21.5?iimp?10?7＝1.75??(37.74?103)2?10?7＝747.76（N） a0.5即户内：0.6?Fp＝4410N＞Fmax＝747.76N 满足 户外：0.6?Fp＝2940N＞Fmax＝747.76N 满足 （2）10kV穿墙套管：采用铝导体穿墙套管 UN＝10kV，

安装环境温度≤40℃，不需要进行温度修正，即要求套管IP≥Iw.max 选型号为CLD－10，IN＝2000A，机械负荷Fp＝2000N 校验：①热稳定校验

2I?teq＝14.8?2.2＝481.9（KAS）

2

2

It2t＝40?5＝8000（KAS）

2

2

2即It2t＞I?teq，满足要求

②动稳定校验

套管帽所受力为套管到第一个支持绝缘子所受力的一半

1L211.5Fmax??1.73??iimp?10?7＝?1.73??(37.74?103)2?10?7

2a20.5＝369.6（N）

Fp＝2000N， 0.6Fp＝0.6?2000＝1200（N） 故Fmax?0.6Fp，满足要求

通过以上计算及校验，上述所选型号满足要求。

4、10kV电压互感器的选择 (1)电压互感器的配置

a.除旁母外,所有母线均设置一组PT,采用Y/Y/ ，用于同期、测量仪表和保护装置。

b.35kV及以上线路当对端有电源时，为了同期的需要和设置重合闸，加一台单相PT

根据配置原则，本变电所10kV、35kV、110kV每段母线上均装一组PT c.准确度等级和二次负荷

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第33 页

计费用的电度表0.5级（本次选用） 监视用的功率表、继电器需1级 估测用需3级

根据安装地点电网使用条件，选择PT的额定电压、结构方式、准确级、最后验算PT最大一相副线圈所供的伏安数应满足所选准确级和允许伏安数，本设计不对所选PT全部验算，仅对10kV母线PT进行校验

（2）10kVPT的选择：

根据负荷平均分配的原则，10kV16回线路平均分在I、II段母线上（各8回），每段母线上还有一回主变分支，一回电容器，一回站用变。其中站用变的计量装在低压侧。其它回线表计配置如下，以I段母线为例，主变分支配有有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表各一只。8回10kV线路配有有功电度表、无功电度表各一只，电容器分支装有无功电度表一只，测 量母线的电压表一只，装在A、C相间，三个测量相对地电压的绝缘监视电压表。所配表计型号及数量列表如下：

仪表名称 电压线圈 型号 线圈电每相功率损耗 压 （VA） （V） 100 100 100 100 100 2×W 0.6 0.6 0.2 1.5 1.5 1×VAR COSφ 1 1 1 0.38 0.38 8×Wh 线圈 相数 2 2 1 2 2 8×VARh 4V

仪表 数目 （只） 2 1 4 8 8 有功功率表 无功功率表 电压表 三相有功电度表 三相无功电度表 16D1－W 16D1－Var 16T1-V DS1 DX1 A B C

a b c 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第34 页

即PT二次侧每相所带负载为

Pab?(8?8)?1.5?0.38?(2?1)?0.6?10.92(W)

Qab＝

(8?8)?1.5?1?0.382?0?22.2(Var)

22Sab?Pab?Qab?10.922?22.22?24.74(VA)

?ab=Cos?1Pab10.92?Cos?1?63.8? Sab24.74Pbc?(8?8)?1.5?0.38?(2?1)?0.6?0.2?11.12(W) Qbc＝(8?8)?1.5?1?0.382?0?22.2(Var)

22Sbc?Pbc?Qbc?11.122?22.22?24.83(VA)

?bc=Cos?1Sab3Pbc11.12?Cos?1?63.39? Sab24.83Cos（63.8??30?）+Pva＝

则Pa＝

24.743Cos33.8??0.2＝12.07（W）

Qa＝SabSin（63.8??30?）＝24.74Sin33.8?＝7.95(Var)

332Sa?Pa2?Qa?12.072?7.952?14.45(VA)

Pb=1SCos(??30?)?SCos(??30?)?P

ababbcbcvb3??=

131313?24.74Cos(63.8?Sab??30?)?24.83Cos(63.39??30?)?0.2=11.02（W）

?Qb?Sin(?ab?30?)?SbcSin(?bc?30?)?

=

?24.74Sin(63.8??30?)?24.83Sin(63.39??30?)=22.14(Var)

?上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第35 页

Sb?Pb2?Qb2?11.022?22.142?24.73(VA)

Pc=1SCos(??30?)?P=124.83Cos(63.39??30?)?0.2=0（W）

bcbcvb33????Qc=1SSin(??30?)=124.83Sin(63.39??30?)=14.31(Var)

bcbc33????Sc?Pc2?Qc2?02?14.312?14.31(VA)

由以上计算可知：B相负荷最大，即Sb?24.73VA

查手册选用三个单相PT，其型号为JDZJ1－10，其技术参数如下： 额定电压（kV） 额定容量（VA） 数 量 型号 最大容量（VA） UN3 0.5级 1级 3级 UN2 （只） UN1 JDZJ1－10 6 10/3 0.1/3 0.1/3 50 80 200 400 由上表可知，所选用的PT每相额定容量（0.5级）

SN＝50VA＞2SN2＝49.46VA

由于PT一次侧额定电流极小（毫安级），高压侧的熔断器，只能由机械强度能允许的最小截面来选，选用专用于保护电压互感器的RN2－10型熔断器，其额定电流为0.5A，最大切断电流为50KA，大于母线短路电流I???14.8KA，能满足要求。

5、10kV电流互感器的选择 （1）电流互感器的配置

a．只要有DL，就要有CT，以满足测量和保护装置的需要，一般装设在远离母线侧。

b．一般情况下大接地电流系统三相配置，35kV及以下可三相也可以两相 （2）电流互感器的选择

CT应按正常工作条件选择，按短路条件校验。本次设计仅对10kV馈线(配电站B Pmax=2000KW)进行校验。

10kV线路属小电流接地系统，无特殊要求，故采用不完全星形接线，装

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第36 页

于A、C两相，其二次侧接有计费用电度表、监视用电流表、保护用的电流继电器线圈，控制屏、保护屏、仪表屏距CT约40m。CT相间距离a?0.5m，电流互感器至最近一个绝缘子的距离l?1.0m。 a.因考虑到5年发展，该线路最大负荷电流

Iw.max=

(1?0.07)5?2000/0.83?10?0.85＝224.2（A）

则根据In＞Iw.max的原则，初步选定LFC－10（L—电流互感器，F—复匝，C

—瓷绝缘）屋内型电流互感器，300/5的CT，变比为300/5，供给测量、计费用的选0.5级，保护回路选用D（或B）级。

其参数如下表：(户内复匝瓷绝缘式) 二次负荷（Ω） 额 定 1s热稳 动稳定 Fp(N) 型号 0.5级 电流比 D级 定倍数 倍数 LFC－10 300/5 0.6 75 165 736 10kV线路CT采用两相不完全星形接线，装在A、C相 b.CT的二次负载列于下表 仪表电流线圈名称 A相 C相 电流表（46L1－A） 0.6 电度表（DS1） 总计 AWWh功率表（46D1－W） 0.6 0.6 0.5 0.5 1.7 1.1 LJLJ

2选择CT连接导线截面Sn2?Inrtn2?52?0.6?15(VA)

r1max?Pmax1.7＝2?0.06（Ω） 25INr4?0.1?

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第37 页

设导线为铜材料，??1.75?10?8?/m，长度为40m，不完全星形接线，则接线系数K＝3时，连接导线的截面积为

Smin??LKZn21.75?10?8?3?40??2.76?10?6(m2)

?r1?r40.6?0.06?0.1选导线截面为4mm2的铜导线 校验：

（1）热稳定校验

????I??＝1 tbr?1.6s，查等值时间曲线得teq＝1.2S I?3?12I?teq?14.8?10?1.2?16213(As?12)

?12KtIN11?75?300?1?22500(As)＞16213（As） 故热稳定满足要求 （2）动稳定校验

内部动稳定：2?IN1Kem?2?0.3?165?70(KA)

iimp?2.55I???2.55?14.8?37.74(KA)＜70KA

满足要求

外部动稳定：设相间距a＝0.5m，互感器至第一个绝缘子距离L＝1m，绝缘

子允许应力为736N，则

1L2Fmax??1.73??iimp?10?7

2a11?(37.74?103)2?10?7 ＝?1.73?20.5＝246.4（N）＜736N 故满足要求

即10kV所有馈线电流互感器选用LFC－10型，变比为300/5。

主变10kV侧CT及10kV母联CT的选择：已知主变最大工作电流

Iw.max=1429.63A，可选用LFZJ－10型户内绝缘浇注式CT，变比为1500/5，0.5/D。

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第38 页

6、10kV馈线电缆选择：（不需校验动稳定） 以剧院为例，考虑5年发展，则

Iw.max?1.5?(1?0.07)5?1000/0.853?10.5?136.1(A)

并已知L=5km，Tmax＝5500h

因为Tmax＞500h，按经济电流密度选取。经济截面Se?Iw.max Je查《电力工程设计手册》的最大负荷利用小时Tmax＝5500h＞5000h时

2Iw.max181.46??90.73mm2 Je?1.54A/mm，则Se?3Je1.542查表得10kV交联聚乙烯绝缘，三芯电缆直埋地下，???25?c，

?S＝185mm2时Ip＝325A，根据原始资料提供的最热月平均温度???25?c，

则Ip??Ip?p????90??25??325?325(A)（10kV电缆缆心最高允许温度

?p???90??25??p?90?）所以选YJV－10，Sp=185mm2的电缆，交联聚乙烯绝缘，聚氧乙烯内护

层，采用直埋方式。

热稳定校验：

对单根无中间接头头电缆应按末端短路校验。由于电缆x0?0.08?/km， 10kV线路最长的电缆长度为5 km，其Xl?x0?l?0.08?5?0.4?，归算至110kV侧的电抗标么值为Xl??XlXl0.4?100???0.003，其值很小，对于短路22XBUBSB115发生在10kV线路首端还是末端，其短路电流值相差不大，故按10kV线路首端

短路电流值进行校验。

????I??＝1，短路存在时间tbr=t0+t1+t2=1.6s，由些查得等值时间曲线teq＝1.2s I?上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第39 页

截面SminI??Cteq14.8?103?1.2?120(mm2)

135即Smin＜Sp，热稳定满足要求。

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第40 页

第二节 35kV系统电气设备选择

本设计只对10kV侧的电气设备进行校验，35kV侧对断路器及隔离开关设备进行选择校验，其它设备只做选择不做校验。 一、35kV侧断路器及隔离开关的选择

主变回路：Iw.max=

400003?38.5?1.3?779.8(A)

线路 ：Iw?max?Pmax(35)3UCos??100003?35?0.85?194.07A

选主变侧回路最大长期工作电流：Iw.max=779.8(A)

由于35kV侧开关操作不频繁，为节省投资，拟定采用少油开关。 查手册选择户内少油开关SN10－35，IN＝1000A

由于IN＝1000A，大于其主变最大工作电流，本设计拟定少油开关选用 SN10－35/1000，隔离开关选用GN2－35T/1000，各参数如下表： 设备技术数据 SN10－35 GN2－35T 计算数据 UN(kV) 35 35 35 IN(A) 1000 1000 779.8 额定开断电流(KA) 16 允许通过极限电流(KA) 40 70 热稳定电流(KA) 16(4s) 27.5（5s） 热脉冲Qp=It2*t（KA2S） 1024 3781.25 已知I??＝4.763KA，I?＝4.763KA

由上表可知：断路器 IN＝1000A＞Iw.max=779.8A

Ibr.N=16KA＞I??＝4.763KA

隔离开关 IN＝1000A＞Iw.max=779.8A 按短路条件校验：

动稳定校验：断路器iimp＝2.55?4.763＝12.15KA ip＝40KA＞iimp

隔离开关iimp＝2.55?4.763＝12.15KA ip＝70KA＞iimp 动稳定满足要求

热稳定校验

??上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第41 页

断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设35kV侧过流保护整定为4S，所以保护动作时间t=4S。

短路存在时间：tbr＝4+0.06+0.05＝4.11（S）

????4.763I???1，查等值时间曲线得tep＝3.5S， teq＝tep+tea＝3.5S, ＝

4.763I?2t＞1S，可不计tea，则Qsc＝I??tep＝4.7632?3.5＝79.4（KA2S）

断路器允许热脉冲 Qp＝162?4＝1024（KA2S）＞Qsc 隔离开关允许热脉冲Qp＝27.52?5＝3781.25（KA2S）＞Qsc

热稳定满足要求

所以选择SN10－35/1000断路器及GN2－35T/1000隔离开关是合适的。

二、35kV母线的选择

Iw.max=

400003?35?1.3?857.78(A)，最热月平均最高温度：35℃

母线的安装采用单条平放，根据安装条件及Iw.max查手册 选择80*8单条铝母线平放，其中Ip＝1249A 温度校验系数K?＝

70-(35?5)＝0.82

70-25IN＝

Iw.max857.78=＝1046.07 (A)＜Ip

0.82K?三、35kV侧绝缘子及穿墙套管选择

（1）35kV绝缘子户内型选ZB－35，户外型选ZS－35

其抗受破坏负荷分别为Fp＝7509.8=7350N和Fp＝6009.8＝5880N （2）35kV穿墙套管：采用户外铝导体穿墙套管 UN＝35kV，选型号为CLB－35，

IN＝1500A

四、35kV侧电压互感器的选择

1、35kV系统为小电流接地系统，PT除供测量外，还作电网绝缘监视用，查手册，选用

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第42 页

JDZJ－35，环氧树脂浇注式绝缘PT。接线方式Y?/Y?/ ，额定电压为

350.10.1//KV，

3330.5级对应的额定容量为150VA，选用专用于保护电压互感器的RN2－10型熔断器，

其额定电流为0.5A，断开容量为1000MVA，由于35kVPT要配置一刀闸

IN＝

1503?35?1033＝2.474?10?（A），查手册选用GN2－35T/300型，IN＝400A，ip=52KA

2、由于35kV线路为馈线，无需装设同期装置，不设线路PT。

五、35kV侧电流互感器的选择

1、35kV侧为中性点不接地系统，故其出线CT可只配置A、C相，但主变为满足差动

要求，按三相配置。

2、各回路出线CT按5年发展来考虑

选择LDZB－35B，变比为300/5，0.5/B，额定动稳定电流为140KA 3、主变及母联回路CT

选择LDZB8－35B，变比为1000/5，0.5/B

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第三节 110kV系统电气设备选择

本设计只对10kV侧的电气设备进行校验，110kV侧对断路器及隔离开关设备进行选择校验，其它设备只做选择不做校验。 一、110kV侧断路器及隔离开关的选择

1、主变侧回路最大长期工作电流：Iw.max=

400003?110?1.3?272.93(A)

2、母联回路最大长期工作电流：Iw.max=272.93A 3、进线最大长期工作电流：Iw.max?800003?110?419.9(A)

查手册选择户外少油开关SW7－110和隔离开关选用GW4－110D/600，各参数如下表：

设备技术数据 SW7－110 GW4－110D/600 计算数据 UN(kV) 35 35 35 IN(A) 1200 600 419.9 额定开断电流(KA) 15.8 允许通过极限电流(KA) 55 50 热稳定电流(KA) 21(4s) 14（5s） 热脉冲Qp=It2*t（KA2S） 1764 980 已知I??＝3.216KA，I?＝3.219KA

由上表可知：断路器：IN＝1200A＞Iw.max=419.9A

Ibr.n=15.8KA＞I??＝3.216KA

隔离开关 IN＝600A＞Iw.max=419.9A

按短路条件校验

动稳定校验：断路器iimp＝2.55?3.216＝8.2KA ip＝55KA＞iimp

隔离开关iimp＝2.55?3.219＝8.21KA ip＝50KA＞iimp

动稳定满足要求

热稳定校验：

断路器固有分闸时间为0.06S，燃弧时间取平均值0.05S，假设110kV侧过流保护整定为4S，所以保护动作时间t=4S。

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第44 页

短路存在时间：tbr＝4+0.06+0.05＝4.11（S）

????3.216I???0.999，查等值时间曲线得tep＝3.5S，teq＝tep+tea＝3.5S, ＝3.219I?2t＞1S，可不计tea，则Qsc＝I??tep＝3.2192?3.5＝36.3（KA2S）

断路器允许热脉冲 Qp＝212?4＝1764（KA2S）＞Qsc

隔离开关允许热脉冲Qp＝142?5＝980（KA2S）＞Qsc 所以热稳定满足要求

所以选择SW7－110断路器和GW4－110D/600隔离开关是合适的。

4、110kVPT及避雷器隔离开关：选用GW4－110D/600型 5、110kV主变中性点隔离开关：选用GW4－110D/600型 二、110kV母线的选择

1、采用软导线

2、Igmax?1.05?50?1033?110?441(A)

选用单条LGJ－240型钢芯铝绞线，Ie＝610A（70℃）

由于该设计所处最高温度为40℃

K?＝

70-40＝0.816，则Ip＝0.816?610＝498（A），故满足要求。

70-25三、110kV电压互感器的选择

1、出线PT：选用电容式PT，型号为YDR－110，其K?为1200VA，二次绕组与相应的额定输出

准确级 额定容量（VA）

2、母线PT：选择型号为JCC2－110型，其K?110000100//100，最大容量为2000VA，33110000100//100，最大容量330.5 150 1 220 3 440 接线方式为Y?/Y?/ ，由于110kVPT要配置一刀闸

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第45 页

IN＝

20003?110?1033＝10.5?10?（A），查手册选用GW4－110D/600型，IN＝600A，ip=50KA

四、110kV电流互感器的选择

1、110kV侧为大电流接地系统，CT应按三相配置 2、各侧CT按最大工作电流并考虑5年发展

(1) 系统侧及母联侧CT：选用LCWB6－110型，其K＝400/5 (2) 主变回路CT：选用LRL－110－B－110型，其K＝300/5

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第46 页

第五章 防雷保护规划

一、变电所的防直雷保护

1、110kV出线全线架设双避雷线，防雷击于线路上

2、在变电所内安装４根避雷针，使变电所内所有设备与建筑都在其保护范围内

二、变电所侵入波保护

由于线路落雷频繁，这样雷电波会沿着架空线侵入变电所，入侵的雷电波会受到线路绝缘的限制其峰值可能超过电气设备的冲击绝缘水平，故应装设避雷器来限制雷电波电压峰值，保护设备安全。

1、在110KVI、II段母线上各安装一组FZ－110J型阀型避雷器 2、在35KVI、II段母线上各安装一组FZ－35型避雷器

3、在10KVI、II段母线上各安装一组HY5WS－12.7/50型避雷器。

三、主变防雷保护

1、为了防止当低压绕组开路运行时，高压或中压侧有雷电波作用会在低压绕组上感应

静电藕合电压，危及低压绕组绝缘，在低压侧出线上各装一台FZ－10阀型避雷器，一般装Ｂ相。

2、110kV侧变压器中性点为分级绝缘结构，有可能不接地运行，故在主变110kV中

性点安装一台FZ－40型阀型避雷器。

3、35kV中性点为全绝缘结构，但为保护消弧线圈，则应装FZ－15及FZ－10两台避

雷器。

四、变电所进线段保护

虽然变电所110kV出线采用全线保护，但为了减少临近变电所1－2KM内雷电的绕击和反击，应考虑变电所的进线段保护，在进线段装设管型ＧＸＳ避雷器。

管型ＧＸＳ避雷器作用：DL在开断状态，又有雷电波入侵时，由于反击电压上升到2?U50%，使断路器或隔离开关绝缘对地放电而引起短路。

对10kV电缆出线采取电缆外壳接地，架空线路在进线上装设一组FS－10型避雷器。

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第六章 变电所的总体布置简图

变电所的总体布置应根据所处的地理位置等外部条件决定，根据《35-110kV变电所设计规范》中关于“节约用地，不占或少占耕地，变电所总体平面布置应紧凑合理。”的规定，拟定本设计变电所35kV配电装置和10kV配电装置采用室内布置，110kV若采用双层结构，这样110kV配电室造价较高，从投资利益上考虑，110kV拟定户外布置。

110KV配电装置 大门 传达室 35KV 配电 装置 主控楼 10KV配电装置 上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第48 页

第七章 继电保护及自动装置规划及校验

第一节 继电保护的配置

一、继电保护装置是一种能反映电气设备发生故障或不正常工作状态，并作用于断路器跳

闸或发出信号的自动装置，它的任务是

（1）发生故障时，自动、迅速、有选择性地将故障设备从系统切除，以保证非故障

设备继续正常运行，此外，防止故障设备继续遭到破坏。

（2）反映电气设备的不正常工作状态，根据不正常工作状态的种类和设备运行维持

的条件，动作于发出信号，减负荷或跳闸，反映不正常工作状态的继电保护，允许带一定的延时动作。

继电保护装置应满足四个基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。 二、110kV保护配置

1、110kV进线保护配置 （1）双回线（电源侧）

主保护：电流方向横差保护 零序电流方向横差保护 后备保护：阶段式距离保护

阶段式零序电流方向保护 阶段式接地距离

ZCH：检无压－同期三相自动重合闸 （2）单回线

三段式距离保护

三段式零序电流方向保护

ZCH：检无压－同期三相自动重合闸

2、110kV母线采用电流相位比较式母线差动保护

（即使两段母线分列运行时，也能有选择性动作）

三、35kV侧保护配置

1、变电所A、变电所B两线路保护配置

采用二段式电流保护（电流速断保护+定时限过电流保护）+三相一次ZCH 2、变电所C、变电所D、化工厂三线路保护配置

主保护：电流方向横差保护 后备保护：二段式电流保护 三相一次ZCH

3、35kV母线设有绝缘监察装置，不设专用母线保护，用主变过电流保护兼作母线保护 四、10kV保护配置

1、10kV出线回路保护配置

（1）采用二段式电流保护（相间短路）

I段：电流速断保护，保护线路全长80%

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第49 页

II段：定时限过电流保护

（2）线路出线线路装设三相一次自动重合闸 （3）电缆出线装设过负荷保护，动作于信号

2、10kV母线设有绝缘监察装置，不设专用母线保护，用主变过电流保护兼作母线保护

五、主变保护配置 1、瓦斯保护

（1）重瓦斯保护：动作于跳主变三侧开关 （2）轻瓦斯保护：动作于发信号

2、纵差保护：反应变压器绕组、套管和引出线上的相间短路，110kV绕组和引出线的

单相接地短路及绕组匝间短路

3、复合电压闭锁过电流保护 电压取35kV母线PT

目的：防备外部相间短路所引起的过电流并作为瓦斯与纵差的后备保护 I时限跳主变低压侧开关

II时限跳主变高、中压侧开关 4、零序电流电压保护

变压器专门设置接地保护作为纵差保护的后备保护。

由于本变电所一台主变中性点接地运行，另一台主变不接地运行，两台主变中性点运行方式可以改变，为了保护两台主变并列运行且外部发生单相接地运行时，如母联差动拒动时，能够首先断开中性点不接地运行的变压器。故每台主变应装设零序电流和零序电压保护，零序电压保护的整定时间小于零序电流保护的整定时间。零序电压保护接于变压器中性点引出线的CT上，零序电压保护接于母线PT的开口三角形线圈上。 5、过负荷保护：动作于发信号

第二节 10kV保护整定计算

本设计选择10kV出线配电站B作为整定计算

配电站B Pmax＝2000KW，Cos?＝0.85，线路全长15公里 已知（由短路电流计算而得来）

(2)配电站B线路首端在最小运行方式下Idmin＝6.68KA (3)配电站B线路末端在最大运行方式下Idmin＝0.95KA (2)配电站B线路末端在最小运行方式下Idmin＝0.77KA

根据保护配置10kV出线有电流速断和过电流配合保护

上海电力学院毕业设计专用笺（E型） 作者：施春迎 第50 页

一、无时限电流速断保护 1、动作电流：（1）按躲过线路末端最大短路来整定

（2）躲过变压器的励磁涌流

考虑到CT、继电器的误差，为保证选择性，选择一个可靠性系数KK,一般在1.15－1.25之间，现按1.25选择。

I(3)Idz.1?KK?Idmax?1.25?0.95?1.2(KA)

继电器动作电流IIdz.j.1?KjxnLI?Idz.1?1?1.2?1000?20(A) 300/5 式中Kjx为接线系数，两相不完全星形、三相不完全星形接线其值为1

选DL－11/50继电器，其整定范围在12.5－50A。

2、灵敏度检验

IKlm.1?Id.min6.68??5.6?2，满足灵敏度要求。 I1.2Idz.j二、定时限过电流保护

1、起动电流整定

（1）正常时保护不起动，即Idz?Ifh.max

（2）当外部故障后，保护应能可靠地返回，其返回电流必须大于外部故障切除后

流过保护的最大自起动电流即Ih?Izq.max 以上两点是过流保护起动电流Idz必须满足的条件

If.max?IIIIdz.1?Pmax3Umincos??20003?0.9?10?0.85?151.12(A)

1.2?1.3?151.12?277.35(A) 0.85式中KK为可靠系数，取1.2

Kzq为自起动系数，取1.3 Kh为恢复系数，取0.85

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