110kV变电站电气一次系统设计

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110kV变电所电气一次系统设计 （110/35/10kV，2/6/12回出线）

摘 要

电能是现代城市发展的主要能源和动力。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。城市供电系统的核心部分是变电所，因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。本变电所设计除了注重变电所设计的基本计算外，对于主接线的选择与论证等都作了充分的说明，其主要内容包括：变电所主接线方案的选择，进出线的选择；变电所主变压器台数、容量和型式的确定；短路点的确定与短路电流的计算，电气设备的选择（断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器）；配电装置设计和总平面布置；防雷保护与接地系统的设计。另外，绘制了六张图纸，包括：电气主接线图，电气总平面布置图、防雷接地图、110kV接线断面图、35kV配电装置平面与断面图、110kV母线断面图。图纸规格与布图规范都按照了电力系统相关的图纸要求来进行绘制。

关键词：变电所；电气主接线；电气设备；设计

I

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A DESIGN OF ELETRIC SYSTEM

FOR 110kV TERMINAL TRANSFORMER

SUBSTATION

Abstract

Electric energy is the main energy and dynamism of modern city development. With development and progress of modern civilization, social production and is it put forward high request more and more to quality and management that electric energy supply to live. The core of city for supplying power is transformer. It is very important to design and build one safe and economical transformer substation. Besides paying attention to basic calculation of design for transformer substation, the design make satisfying narration toward choice and argumentation of main connection. The main content of this design include the choice of main connection for transformer substation; the choice of pass in and out line; the certainty of number, capacitance and model for main transformer; the certainty of short circuit points and calculation of short circuit; the choice electric equipment(breaker, insulate switch, voltage mutual-inductance implement, current mutual-inductance implement, arrester); the design for distribution and disposal for chief plane; the design for lightning proof protection and earth system. In addition, drawing six blueprints include the main wiring diagram; the disposal drawing of electric plane; the drawing of lightning proof protection and earth system; the drawing of 110kV connection; switchgear layout and sections of 35 kV; the drawing of 110 kV bus connection. Both the specification of drawing and the criterion of disposal is based on requirement of drawing to electric power system.

Keywords: Transformer substation; Main connection; Electric equipment; Design

II

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目 录

摘 要............................................................... I ABSTRACT ............................................................II 1前言 .............................................................. 1 2电气主接线设计 ..................................................... 2 2.1 主接线的设计原则 ...................................................... 2 2.2 主接线设计的基本要求 .................................................. 2 2.2.1 主接线可靠性的要求 ................................................ 2 2.2.2 主接线灵活性的要求 ................................................ 3 2.2.3 主接线经济性的要求 ................................................ 3 2.3 电气主接线的选择和比较 ................................................ 3 2.3.1 主接线方案的拟订 .................................................. 3 2.3.2 主接线各方案的讨论比较 ............................................ 5 2.3.3 主接线方案的初选择 ................................................ 6 3主变压器的选择与论证 ................................................ 7 3.1 SJD2—88规程中有关变电站主变压器选择的规定 ............................ 7 3.2 主变压器选择的一般原则与步骤 .......................................... 7 3.2.1 主变压器台数的确定原则 ............................................ 7 3.2.2 主变压器形式的选择原则 ............................................ 7 3.2.3 主变压器容量的确定原则 ............................................ 7 3.3 主变压器的计算与选择 .................................................. 8 3.3.1 容量计算 .......................................................... 8 3.3.2 变压器型号的选择 .................................................. 8 4短路电流的计算 ............................................................ 10 4.1 网络的等值变换与简化 ................................................. 10 4.2各短路点的短路电流的计算 ............................................. 12 5重要的电气设备选择 ........................................................ 14 5.1 断路器的选择 ......................................................... 14

5.1.1 断路器选择原则与技术条件 ......................................... 14 5.1.2 断路器型号的选择及校验 ........................................... 16 5.2 隔离开关的选择 ....................................................... 17 5.2.1 隔离开关的选择原则及技术条件 ..................................... 17 5.2.2 隔离开关型号的选择及校验 ......................................... 18 6方案C与方案E的技术经济比较 .............................................. 20 6.1 方案的总投资比较 ..................................................... 20 6.2 方案的综合投资比较 ................................................... 20 6.3 方案的年运行费比较 ................................................... 20 6.4 最终方案的确定 ....................................................... 22 7其它电气设备的选择 ........................................................ 23

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7.1 电流互感器的选择 ..................................................... 23 7.2 电压互感器的选择 ..................................................... 24 7.3 导线的选择 ........................................................... 24 7.3.1 35KV侧母线的选择 ................................................. 24 7.3.2 35KV侧出线的选择 ................................................. 24 7.3.3 10KV侧母线的选择 ................................................. 25 7.3.4 10KV侧出线的选择 ................................................. 25 7.4 避雷器的选择 ......................................................... 26 7.4.1 110kV母线接避雷器的选择及校验 .................................... 26 7.4.2 35KV母线接避雷器的选择及校验 ..................................... 26 7.4.3 10KV母线接避雷器的选择及校验 ..................................... 27 7.5 站用变压器的选择 ..................................................... 27 7.6支柱绝缘子、穿墙套管选择 ............................................. 28 7.6.1支柱绝缘子的选择 .................................................. 28 7.6.2穿墙套管的选择 .................................................... 28 8配电装置的选择 ............................................................ 29 8.1 配电装置的选择要求与分类 ............................................. 29 8.2 配电装置设计选择 ..................................................... 30 9防雷保护设计 .............................................................. 31 9.1 避雷针的作用 ......................................................... 31 9.2 避雷针的设计 ......................................................... 31 9.2.1 避雷针的保护范围 ................................................. 31 9.2.2本所避雷针的计算及校验 ............................................ 32 10接地网的设计 ............................................................. 34 10.1 设计说明 ............................................................ 34 10.2 接地体的设计 ........................................................ 34 10.3 典型接地体的接地电阻计算 ............................................ 34 10.4 接地网设计计算 ...................................................... 35 11结论 ..................................................................... 37 参考文献 .................................................................... 38 致谢 .......................................................... 错误！未定义书签。

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1前言

在高速发展的现代社会中，电力工业是国民经济的基础，在国民经济中的作用已为人所共知：它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展，同时也极大地影响人民的物质和文化生活水平的提高，影响整个社会的进步。

变电站是电力系统一个重要的环节，是电力网中线路的连接点，其作用是变换电压、汇集、分配电能。变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全问题。而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。

目前，我国城市电力网和农村电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也正不断的更新换代。我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所，微机监测变电所，综合自动化变电所相继出现，并得到迅速的发展。然而，所有的变化发展都是根据变电设计的基本原理而来，因此对于变电设计基本原理的掌握是创新的根本。本毕业设计的内容为110kV变电所电气一次系统设计，正是最为常见的常规变电所，并根据变电所设计的基本原理，务求掌握常规变电所的电气一次系统的原理及设计过程。

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2电气主接线设计

2.1 主接线的设计原则

变电站电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路、和断路器等的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。

对于6～220kV电压配电装置的接线，一般分两类：一为母线类，包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段和增设旁路母线的接线；其二为无母线类，包括单元接线、桥形接线和多角形接线等。应视电压等级和出线回数，酌情选用。

旁路母线的设置原则：

（1）采用分段单母线或双母线的110kV配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需设置旁路母线。因为110kV线路输送距离长、功率大，一旦停电影响范围大，且断路器检修时间较长（平均每年5～7天），故设置旁路母线为宜。当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。

（2）35kV配电装置中，一般不设旁路母线，因重要用户多系双回路供电，且断路器检修时间短，平均每年2～3天。如线路断路器不允许停电检修时，可设置其它旁路设施。

（3）10kV配电装置，可不设旁路母线。对于出线回路数多或多数线路系向用户单独供电，以及不允许停电的单母线、分段单母线的配电装置，可设置旁路母线。

对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽量采用断路器少或不用断路器的接线。当出线为2回时，一般采用桥形接线。

2.2 主接线设计的基本要求

变电站的电气主接线应根据该变电站所在电力系统中的地位，变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。

2.2.1 主接线可靠性的要求

可靠性的工作是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。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，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。评价主接线可靠性的标志是：

（1）断路器检修时是否影响停电；

（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

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能否对重要用户的供电； （3）变电站全部停电的可能性。

2.2.2 主接线灵活性的要求

主接线的灵活性有以下几个方面的要求：

（1）调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷；能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。

（2）检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。

（3）扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少。

2.2.3 主接线经济性的要求

在满足技术要求的前提下，做到经济合理。

（1）投资省：主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资；占地面积小：电气主接线设计要为配电装置布置创造条件，以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。

（2）电能损耗少：经济选择主变压器型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。

2.3 电气主接线的选择和比较

2.3.1 主接线方案的拟订

高压侧是2回出线，可选择桥型接线。

中压侧有6回出线，低压侧有12回出线，均可以采用单母线、单母分段、单母分段带旁路和双母线接线。在比较各种接线的优缺点和适用范围后，提出如下五种方案： 方案A （图2-1） 高压侧：内桥接线；中压侧：双母线接线；低压侧：单母分段

图2-1 方案A主接线图

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方案B（图2-2） 高压侧：内桥型接线；中压侧、低压侧：单母分段

图2-2 方案B主接线图

方案C（图2-3） 高压侧、中压侧：单母分段带旁路；低压侧：单母分段

图2-3 方案C主接线图

方案D（图2-4） 高压侧：外桥；中压侧：双母线；低压侧：单母线分段

图2-4 方案D主接线图

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方案E（图2-5） 高压侧：外桥接线；中压侧：单母分段带旁路；低压侧：双母线

图2-5 方案E主接线图

2.3.2 主接线各方案的讨论比较

现将方案中所用到的五种接线形式比较如下：

内桥接线：在线路故障或切除、投入时，不影响其余回路工作，并且操作简单；而在变压器故障或切除、投入时，要使相应线路短时停电，并且操作复杂。因而该接线一般适用于线路较长（相对来说线路的故障机率较大）和变压器不需要经常切换（如火电厂）的情况。内桥接线的适用范围为两回进线，两台主变，正常运行方式下，桥开关处于闭合状态，此接线方式优点是具有一定供电可靠性，使用高压断路器少，一次投资少；缺点是没有扩建可能性，高压进线只有两回，没有出线可能，内桥接线不适合有穿越功率通过。

双母线接线：优点是供电可靠，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致使供电中断。一组母线故障后能迅速恢复供电，检修任一回路母线的隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他线路均可通过另一组母线继续运行；调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化地需要，通过倒换操作可以组成各种运行方式；扩建方便。缺点是增加一组母线和多个隔离开关，一定程度上增加一次投资。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，需装设连锁装置。双母线接线适合于出线回路为5回及以上且在系统内居重要地位时。

单母分段接线：接线比较简单，操作方便，有扩建第三台变压器的可能，且可从不同线分段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电。单母线分段接法可以提供单母线运行，各段并列运行，各段分列运行等运行方式，便于分段检修母线，减小母线故障影响范围。任一母线发生故障时，继电保护装置可使分段断路器跳闸，保证正确母线继续运行。缺点是在检修母线或断路器时会造成停电，特别在夏季雷雨较多时，断路器经常跳闸，因此要相应地增加断路器的检修次数，这使得这个问题更加突出。

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单母分段带旁路：该接线方法具有单母分段接线优点的同时，可以在不中断该回路供电的情况下检修断路器或母线，从而得到较高的可靠性。这样就很好的解决了在雷雨季节断路器频繁跳闸而检修次数增多引起系统可靠性降低的问题。但同时增加了一组母线和两个隔离开关，从而增加了一次设备的投资。而且由于采用分段断路器兼做旁路断路器，虽然节约了投资，但在检修断路器或母线时，倒闸操作比较复杂,容易引起误操作，造成事故。 外桥法接线：与内桥法一样,该接线形式所用断路器少，四个回路只需三个断路器，具有可观的经济效益。当任一线路发生故障时，需同时动作与之相连的两台断路器，从而影响一台未发生故障的变压器的运行。但当任一台变压器故障或是检修时，能快速的切除故障变压器，不会造成对无故障变压器的影响。因此，外桥接线只能用于线路短、检修和故障少的线路中。此外，当电网有穿越性功率经过变电站时，也采用外桥接线。

2.3.3 主接线方案的初选择

（1）110kV侧主接线的确定：

通过对上述五种主案的分析，根据本次设计变电站属于小型无人值班变电站，110kV连接两个系统，两台相同的变压器，在保证技术性和经济性的基础上，应采用内桥接线的接线形式。

（2）35kV侧主接线的确定：

当接线回路数较多，输出功率较大，母线故障后要求迅速供电，母线或母线设备检修时，不允许影响用户供电系统运行，调度对接线的灵活性有一定要求且投资较少时，采用单母线分段和双母线的接线形式。本所35kV出线共6条，都适合这两种接线，所以35kV采用单母线分段和双母线的接线方式。

（3）10kV侧主接线的确定：

根据《电力工程电气设计手册》，6—10kV的配电装置出线回路数为6回及以上时，可采用单母线分段接线，本次设计的变电站，10kV侧有12回，符合条件，所以采用此种接线。

（4）两个初选方案的确定：

根据以上110kV、35kV、10kV侧主接线的确定，兼顾可靠性、灵活性，最终确定方案A和方案B为初选方案，待选择完主要电气设备后再进行更详尽的技术经济比较来确定最终方案。

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3主变压器的选择与论证

在各级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站安全可靠供电和网络经济运行的保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。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效益。

3.1 SJD2—88规程中有关变电站主变压器选择的规定

（1）主变容量和台数的选择，应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161—85有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电站，其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该站全部负荷的70—80%，在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。

（2）根据电力负荷的发展和潮流的变化，结合系统短路电流、系统稳定、系统继电保护、对通信线路的影响、调压和设备制造等条件允许时，应采用自耦变压器。

（3）主变调压方式的选择，应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关规定。

3.2 主变压器选择的一般原则与步骤

3.2.1 主变压器台数的确定原则

为保证供电的可靠性，变电站一般应装设两台主变，但一般不超过两台主变。当只有一个电源或变电站的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电站，根据工程的情况，应装设2～4台主变。

当变电站装设两台变压器的时候当一台停运时，一台检修时，另一台应该能够70%以上的负担。

3.2.2 主变压器形式的选择原则

（1）110kV主变一般采用三相变压器。

（2）当系统有调压方式时，应采用有载调压变压器。对新建的变电站，从网络经济运行的观点考虑，应采用有载调压变压器。

（3）具有三个电压等级的变电站，一般采用三绕组变压器。

3.2.3 主变压器容量的确定原则

（1）为了准确选择主变的容量，要绘制变电站的年及日负荷曲线，并从该曲线得出变电站的年、日最高负荷和平均符合。

（2）主变容量的确定应根据电力系统5～10年发展规划进行。

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（3）变压器最大负荷按下式确定：

式中K0——负荷同时系数；

PM?K0?P （3-1）

?P——按负荷等级统计的综合用电负荷。

Se?0.6PM对于两台变压器的变电站，其变压器的容量可以按下式计算：

（3-2）

如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40%，则可保证84%的负荷供电。

3.3 主变压器的计算与选择

3.3.1 容量计算

在《电力工程电气设计手册》可知：装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一 台主变时，其余主变压器的容量应能保证用户的一级和二级负荷，其主变压器容量应满足“不应小于70%-80%的全部负荷”。

已知35kV侧最大负荷25MW, 10kV侧最大负荷为15MW，cos??0.85,由计算可知单 台主变的最大容量为（设负荷同时率为0.85）；

Sn?0.6mSa?x0.6mPaco?sx?0.6?(2?50.8515)?28.23(MVA) (3-3)

结论：选择两台31.5MVA的变压器并列运行。

3.3.2 变压器型号的选择

因为本次设计中有三个电压等级，且当变压器最小负荷侧通过的容量大于主变容量的15%时，宜选用三绕组变压器。

因为：

S35S110?15?0.8525?0.85?15?0.85?37.5?15%， (3-4)

所以本设计用三绕组变压器，绕组排列顺序为（由内向外）：10 kV、35 kV、110 kV。 综上所述： 主变压器选用三相三线圈有载调压、户外油浸式降压变压器。 型 号：SSZ9?31500/110 容 量：31500kVA

电压比：110?4?2.0%/38.5/10.5 接线方式、组别：YN.Y0.D11

阻抗电压百分比：高-中10.47% 高-低18.23% 中-低6.41% 空载损耗：38.4KW

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短路损耗：高-中229KW 高-低212KW 中-低181.6KW 容量比 ：100 / 100 / 100 空载电流： 0.8% 调压方式： 有载调压 冷却方式：强迫油循环水冷

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4短路电流的计算

4.1 网络的等值变换与简化

选d1,d2,d3为短路点进行计算。

已知，选取100MVA为基准容量，查表得，基准电压为115kV，基准电流为0.502kA，基准电抗为132Ω，系统为无穷大系统，发生短路时，短路电流的周期分量在整个短路过程中不衰减。由原始资料可知：

系统到110kV母线短路电抗X??U?I??130?0.033

(4-1)

又由所选的变压器参数阻抗电压：18.23% (高-中)，10.47% (高-低)，6.41%（中-低）算得

X1?12[U(1?2%?U)1?(1%?U3)?(?11.145 %]23) (4-2)

X2?2[U(1?2)%?U(2?3)%?U(1?3)%]12[U(1?3)%?U(2?3)%?U(1?2)%]??0.675 (4-3)

X3??7.085 (4-4)

主变容量为31.5MVA，标幺值：

X1??X1100X2100X3100?SbSnSbSnSbSn?0.354 (4-5) (4-6)

X2?????0.021

X3????0.225 (4-7)

方案A与方案B的短路计算的系统化简阻抗图及各阻抗值、短路点均一样。 系统阻抗图（图4-1）

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图4-1 系统阻抗图

因为两主变压器型号一样，因此两变压器的中间点等电位，用导线连起来，其转化图如图4-2

图4-2 系统阻抗转化图

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4.2各短路点的短路电流的计算

简化后的阻抗图如图4-3：

图4-3 系统阻抗简化图

（1）当d1点短路时：

Xjs?1?0.033 I1d1??X?30js?1 ISbb?3U?100b13?115?0.502(KA) I\?Id1??Ib?30?0.502?15.06(kA) I??I\?15.06(kA) Ich?2Kch?I\?38.34(kA) I\ch?I1?2(Kch?1)?15.06?1?2?(1.8?1)?22.89(kA) （110kv及以上网络Kch取1.8）

S??3U\bI?3?15.06?11?5299M9V.7 A 4 ( ) 其中，Id:短路电流周期分量有效值

I\：起始次暂态电流 I∞：t=∞时的稳态电流

S∞：短路容量

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（4-8）

（4-9）

4-10） 4-11）

4-12）

4-13）

4-14）

4-15）

（ （ （ （ （ （

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（2）当d2短路时：

Xjs?2?0.033?0.177?0.0105?0.19951Xjs?2 （4-16）

Id2???10.1995?5(kA)

（4-17）

Ib?Sb3Ub2?1003?37?1.560(kA) (4-18)

I?Id2?Ib?5?0.502?7.80(kA) (4-19)

\I??I?7.80(kA)

\ (4-20)

ich?Ich?I2kch?I?19.89(kA) (4-21)

\\1?2(Kch?1)?1.52?7.8?11.86(kA) (4-22)

\S?= 3Ub?I?3?37?7.8?499.89(MVA) (4-23)

（3）当d3点短路时：

Xjs?3?0.033?0.177?0.1125?0.32251Xjs?3 (4-24)

Id3???10.3225?3.1(kA) (4-25)

Ib?Sb3Ub3?1003?10.5?5.50(kA) (4-26)

I?Id3?Ib?3.1?0.502?17.05(kA) (4-27)

\I??I?17.05(kA)\) (4-28)

ich?Ich?I2kch?I?43.48(kA) (4-29)

\\1?2(Kch?1)?1.52?17.05?25.92(kA) (4-30)

S?= 3bU?\I??310?.5 . 0 7 ( (4-31) 17?.05M3V1A0)短路计算结果列表于下： 表4-1 短路计算成果表 短路点 d1 d2 d3

基准电压（KV） 115 37 10.5 短路电流(KA) 15.06 7.80 17.05 13

冲击电流(KA) 38.34 19.89 43.48 短路容量(MVA) 2999.74 499.89 310.07 毕业设计（论文）

5重要的电气设备选择

本设计中，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择[4]。

电气设备选择的一般原则：

(1) 应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； (2) 应按当地环境条件校验； (3) 应力求技术先进与经济合理； (4) 选择导体时应尽量减少品种；

(5) 扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；

(6) 选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。 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。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。各种高压设备的一般技术条件如下表：

表5-1 高压电器技术条件

序电器 额定 电压 额定 电流 额定 容量 机械 荷载 号 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 断路器 额定开 热稳定 动稳定 绝缘 断电流 水平 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ （kV） （A） √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ （kVA） （N） （A） √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 隔离开关 √ 组合电器 √ 负荷开关 √ 熔断器 √ PT CT 电抗器 √ √ √ 9 消弧线圈 √ √ 10 避雷器 11 封闭电器 √ 12 穿墙套管 √ 13 绝缘子 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

5.1 断路器的选择

5.1.1 断路器选择原则与技术条件

在各种电压等级的变电站的设计中，断路器是最为重要的电气设备。高压断路器的工

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毕业设计（论文）

作最为频繁，地位最为关键，结构最为复杂。在电力系统运行中，对断路器的要求是比较高的，不但要求其在正常工作条件下有足够的接通和开断负荷电流的能力，而且要求其在短路条件下，对短路电流有足够的遮断能力。

高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或电路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。

按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器、少油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。

断路器型式的选择，除应满足各项技术条件和环境外，还应考虑便于施工调试和维护，并以技术经济比较后确认。

目前国产的高压断路器在110kV主要是少油断路器。 断路器选择的具体技术条件简述如下：

1）电压：Uj（电网工作电压）?Un。 2）电流：Ig?max（最大持续工作电流）?In。

由于高压断路器没有持续过载的能力， 其额定电流取最大工作持续电流Ig?max。 3）开断电流（或开断容量）

I?Ik（或Sd?t?Skd） （5-1） d d?t式中Id?t——断路器实际开断时间t秒的短路电流周期分量；

Sd?t——断路器t秒的开断容量； Ikd——断路器的开断容量； Skd——断路器额定开断容量。

断路器的实际开断时间t ,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之和。固有分闸时间查阅《发电厂电气部分课程设计参考资料》表5-25～5-29。

4）动稳定：

式中ich——三相短路电流冲击值； imax——断路器极限通过电流峰值。 5）热稳定：

2式中I?——稳态三相短路电流；

ich?imax （5-2）

I?tdz?Itt22 （5-3）

tdz——短路电流发热等值时间（又称假想时间）； It——断路器t秒热稳定电流。

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毕业设计（论文）

其中tdz?tz?0.05?，由??''''I''I?和短路电流计算时间t，

从《发电厂电气部分课程设计参考资料》图5-1中查出短路电流周期分量等值时间tz，从而算出tdz。

根据《电力设备过电压保护设计技术规程》规定：在中性点直接接地的电网中，操作110kV空载线路时，使用少油断路器不超过2.8。

5.1.2 断路器型号的选择及校验

（1）电压选择

110kV侧： UN?Ug?110kV 35 kV侧： UN?Ug?38.5kV 10 kV侧： UN?Ug?10.5kV （2）电流选择：I1.05PmaxN?Imax?3Ugcos? 110kV侧：IN?I1.05?(25?15)max?3?110?0.85?258A

35 kV侧： I1.05?25N?Imax?3?38.5?0.85?463A

10 kV侧： I1.05?15N?Imax?3?10.5?0.85?1019A

（3）开断电流：

110kV侧：Ikd?I\=15.06kA Skd?S??2999.74MVA 35kV侧：Ikd?I\=7.80kA Skd?S??499.89MVA 10kV侧：Ikd?I\=17.05kA Skd?S??310.07MVA （4）最大短路冲击电流： 110kV侧：Imax?ich=38.34kA 35kV侧：Imax?ich=19.89kA 10kV侧：Imax?ich=43.48kA

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5-4）

（

毕业设计（论文）

根据以上数据，选定断路器如下：

(1) 110kV侧 选定为 SW4?110G.各项技术数据如下：

额定电压：110kV 额定电流：1000A

额定开断电流：15.8kA 极限通过电流（峰值）：55kA 额定开断容量：3000MVA 热稳定电流（5s有效值）:21kA (2) 35kV侧 选定为SW2?35.(小车式)各项技术数据如下：

额定电压：35kV 额定电流：1500A 额定断路开断电流：24.8kA 额定开断容量:1500MVA 极限通过电流（峰值）:63.4kA 4s热稳定电流：24.8kA (3) 10kV侧 选定为SN3?10各项技术数据如下：

额定电压：10kV 额定电流：2000A

额定开断电流：29kA 极限通过电流（峰值）:75kA 额定开断容量:500MVA 热稳定电流（5s有效值）：30kA 校验：

(1)满足动稳定，即 ich?ima x(2)满足热稳定，即 I2tdz?Ikd2t

\5 其中 tdz?tz?0.0?（1）110kV侧

ich?38.34kA imax?55kA tdz?tz?0.05

22 ich?ima，满足动稳定； x2222 当取5s时, tdz?4.4?0.05?4.45

Itdz?15.06?4.45 Ikdt?15.8?5 显然 ： Itdz?Ikdt，所以满足热稳定。

（2）35kV侧

ich?19.89kA imax?63.4kA tdz?tz?0.05

22 ich?ima，满足动稳定； x222 当取4s时, tdz?3.4?0.05?3.45

2Itdz?7.8?3.45 Ikdt?28.4?4显然：Itdz?Ikdt，满足热稳定。

（3）10kV侧

ich?43.48kA imax?75kAich=43.48kA tdz?tz?0.05\\

2222 ich?ima x，满足动稳定;

2?0.?05 当取5s时, tdz?4.44 .2Itdz?17.05?4.45 Ikdt?29?5 显然：Itdz?Ikdt，满足热稳定。

5.2 隔离开关的选择

5.2.1 隔离开关的选择原则及技术条件

隔离开关形式的选择，应根据配电装置的布置特点和使用要求等要素，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的选择的技术条件（1）、（2）、（3）、（4）

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毕业设计（论文）

相同。

隔离开关也是发电厂和变电所常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。

隔离开关的类型很多，按安装地点不同，可分为屋内式和屋外式，按绝缘支柱数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式。它对配电装置的布置和占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置特点和使用要求以及技术经济条件来确定。本设计110kV为屋外布置，35kV、10kV为屋内布置。

隔离开关的技术条件主要包括以下几项： 1）电压： UN?Ug 2）电流： IN?Imax 3）动稳定校验： ich?imax

22tdz?Itt 4）热稳定校验：I?

5.2.2 隔离开关型号的选择及校验

根据短路电流计算结果及选择要求，选定设备如下： （1）110kV侧 选定为GW5?110G，各项技术数据为：

额定电压：110kV 额定电流：1000A 热稳定电流（4s有效值）：25kA 动稳定电流（峰值）：83kA （2）35kV侧 选定设备为GN2?35T,各项技术数据如下：

额定电压: 35kV 额定电流：600A

热稳定电流（5s）：25kA 动稳定电流（峰值）：64kA （3）10kV侧 选定设备为GN10?10T/3000?160,各项技术数据如下：

额定电压：10kV 额定电流：3000A

热稳定电流（5s）:75kA 动稳定电流（峰值）：160kA 校验

1）满足动稳定，即 ich?imax （5-5） 2）满足热稳定，即 I2tdz?It2t （5-6） 其中 tdz?tz?0.05?'' （5-7） （1）110kV侧

4 ich?38.3kA m a x? ikA3ich?ima， 8 x满足动稳定；

tdz?tz?0.0 5 当取4s时, tdz?3.4?0.05?3.45

22 Itdz?15.06?3.45 It t ? ? 2显然5 4：Itdz?Itt，所以满足热稳定。

2222（2）35kV侧

9 ich?19.8kA

m a x? ikA 6 4 ich?ima，x满足动稳定；

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毕业设计（论文）

tdz?tz?0.0 5 当取5s时, tdz?4.4?0.05?4.45

222? ?，显然25I5tdz?Itt，满足热稳定。 I2tdz?7.82?4.45 It 2 t （3）10kV侧

ich?43.48kA imax?160kA tdz?tz?0.05

222 ich?ima、x满足动稳定；

222 当取5s时, tdz?4.4?0.05?4.45

Itdz?17.05?4.45 Itt?160?5 ，显然Itdz?Itt,满足热稳定。

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毕业设计（论文）

6方案A与方案B的技术经济比较

6.1 方案的总投资比较

方案A SSZ9-31500/110主变压器 257.89万元×2台 SW4-110G断路器 4.75万元×3台 SW2-35断路器 1.22万元×9台 SN3-10断路器 0.417万元×15台 GW5-110G/1000-83隔离开关 0.16万元×8个 GN2-35T/600-64隔离开关 0.03万元×26个 GN10-10T/3000-160隔离开关 0.51万元×30个 总投资：564.63 （万元）

方案B SSZ9-31500/110主变压器 257.89万元×2台 SW4-110G断路器 4.57万元×3台 SW2-35断路器 1.22万元×9台 SN3-10断路器 0.417万元×15台 GW5-110G/1000-83隔离开关 0.16万元×8个 GN2-35T/600-64隔离开关 0.03万元×18个 GN10-10T/3000-160隔离开关 0.51万元× 30个 总投资：564,385 （万元）

6.2 方案的综合投资比较

Z?Z0?(1??/100) （万元） （6-1） 式中： Zo----为主体设备的综合投资，包括变压器，开关设备等的综合投资； α----为不明显的附加费用比例系数，110kV取90

因此：Za?1072.80 （万元） Zb?1072. 3 （万元）

6.3 方案的年运行费比较

U???A?10?4?u1?u2 （万元） （6-2）

式中：u1----小修，维修费，一般为（0.022～0.042）Z； u2----折旧费，一般为（0.005～0.058）Z

α----电能电价，一般可取0.06～0.08元/（kW·h）； ΔA---变压器年电能损失总值（kW·h） 其中，ΔA的计算采用以下公式：

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毕业设计（论文）

（6-3）

?A?n(?P0?K?Q0)T0?2n(?P?K?Q)?(S2?S2?SS)?nnn3式中：ΔPo，ΔQo-----为一台变压器的空载有功损耗（kW），无功损耗ΔQo=Io （%）Sn/100 （kvar）； Io（%）------一台变压器空载电流百分值；

ΔP，ΔQ------为一台变压器的短路有功损耗（kW），无功损耗ΔQ=ud

（%）Sn/100 （kvar）；

ud（%）-----变压器的短路电压（或称阻抗电压）百分值； K-----无功经济当量，即为每多发送（或补偿）1kvar无功功

率,在电力系统中所引起的有功功率损耗增加（或减少） 的值.一般变电所取0.1～0.15

Sn-----一台变压器额定容量（kVA）;

S1，S2，S3-----为n台变压器三侧分别担负的最大总负荷（kVA）； S3n-----第三绕组额定容量（kVA）。 （1） ?P0=38.4kW ?Q0?I0(%)SN100?0.8?31500?100?252kvar

1S12S22S32（2） ?P(1?2)=229kW ?P(1?3)=212kW ?P(2?3)?181.6kW

1?P1?[?P(?1 21?P2?[?P(?1 21?P3?[?P(?2 22)??P?(13)?P??](213?2)9.7kW

2)??P?(23)?P??](193?9.3kW)

3)??P?(13)?P??](182?2.3kW)

??P??P1?P?2?P?31?1.3KW3

Ud%?Ud1%?Ud2%?Ud3%?11.14?50.?6757?.085

17.6%?Q?Ud(%S)n10017.?6315?00?100k5544

var（3） S1?25?0.85?15?0.85?47.06kVA

S2?25?0.8?5S3?15?0.8?529k.V4A1

17k.V6A5

（4） Tmax=5500 cos??0.85

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毕业设计（论文）

检验：(1)灭弧电压：Umi?kUxg （7-19） 因为kUxg?1?38.5/3?22.228KV

Umi?kUxg

Umi?4.1KV

(2)工频放电电压下限：Ugfx?3.5Uxg （7-20） 因为Ugfx?84KV 所以Ugfx?3.5Uxg

3.5Uxg?3.5?38.5/3?77.798KV

7.4.3 10KV母线接避雷器的选择及校验

由Ug?10KV查书201页表5-56，选FZ-10型，如下表所示：

表7-3 10kV所选避雷器的型号及技术参数

额定电压型号 FZ-10 组合方式 单独元件 (KV) 10 灭弧电压(KV) 12.7 工频放电电压(KV) 不小于 26 不大于 31

检验：(1)灭弧电压：Umi?kUxg （7-21）

因为Uxg?10.5/3?6.062KV

Umi?UxgUmi?12.7KV

(2)工频放电电压下限： Ugfx?3.5Uxg （7-22） 因为Ugfx?26KV 所以Ugfx?3.5Uxg

3.5Uxg?3.5?10.5/3?21.22KV

7.5 站用变压器的选择

35-110KV变电站，有两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同、可互为备用的站用工作变压器，两台站用工作变压器可分别由主变压器最低电压级的不同母线段引接。

站用变压器的容量一般按照主变压器容量的0.5%进行计算。

Sz?0.5%Se?0.5%?31500?157.5KVA （7-23）

因此选择两台SJL1—250型双绕组变压器。 其主要技术参数：

低压侧额定电压：0.4KV

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毕业设计（论文）

额定容量250KVA 连接组 Y/Y0-12 空载损耗 0.68KW 短路损耗 4.1KW 阻抗电压百分比 4% 空载电流 2.6% 总重1.1T

参考价格：0.52万元

7.6支柱绝缘子、穿墙套管选择

7.6.1支柱绝缘子的选择

（1）10kV侧

根据母线额定电压力10.5kV和安装地点（屋内），选ZB-10Y型支柱绝缘子，其抗弯破坏负荷Fde?7.5kN，绝缘子高度H=215mm。

10kV屋外侧选ZS-20/16型，其抗弯破坏负荷Fde?16kN，绝缘子高度H=350mm。 （2）35kV侧

根据母线额定电压35kV和安装地点（屋内），选用ZB-35/6型支柱绝缘子，其抗弯破坏负荷Fde?6kN，绝缘子高度H=200mm。

（3）110kV侧

根据母线额定电压力10kV和安装地点（屋外），选用ZSW-110/4型支柱绝缘子，其抗弯破坏负荷Fde?4kN，绝缘子高度H=1150mm，使用悬式绝缘子串，型号为FXBW-110-70。

7.6.2穿墙套管的选择

（1）10kV侧

根据工作电压和额定电流，10kV出线先用CMD?10母线型套管，套管长度

Lca?480mm，其抗弯破坏负荷Fde?20kN。

10kV进线选用CLD?10型套管，套管长度Lca?620mm，其抗弯破坏负荷Fde?20kN。 （2）35kV侧

根据工作电压和额定电流，35kV出线先用CLB?35母线型套管，套管长度

Lca?980mm，其抗弯破坏负荷Fde?7.5kN。

35kV进线选用CLB?35/1500母线型套管，套管长度Lca?1020mm，其抗弯破坏负荷

Fde?7.5kN。

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毕业设计（论文）

8配电装置的选择

8.1 配电装置的选择要求与分类

配电装置是变电站的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关电气、保护和测量电气、母线和必要的辅助设备组建而成，用来分配电能的装置。其总的要求为：

1）配电装置的设计必须按照国家的有关规定，应尽量减少占地。

2）配电装置的布置，应便于检修、巡视和操作。设备的检修和搬运不影响运行设备的安全。在保证安全可靠的条件下，尽量降低造价。同时应考虑扩建过度方便。

3）除防空有特殊要求外，凡不是严重污秽地区的35kV以上的配电装置，都不应采用屋内配电装置。

4）各级配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离和相对位置，应结合远景规划通盘考虑，一般以近期为主。

配电装置的形式主要分为屋内配电装置与屋外配电装置：

屋内配电装置的结构，除与电气主接线形式、电压等级、母线容量、断路器形式、出线回路数、出线方式及有无电抗器等有密切关系外，还于施工、检修条件、运行经验和习惯有关。随着新设备和新技术的采用，运行和检修经验的不断丰富，配电装置的结构和形式将不断的发展。

而屋外配电装置根据电气和母线布置的高度，分为中型、半高型和高型。

中型配电的所有电气都安装在同一平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；中型配电装置母线所在的水平面稍高于电气所在的水平面。

高型和半高型配电装置的母线和电气分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则成为半高型配电装置。由于半高型和高型配电装置可大量节省占地面积，因此，高型和半高型配电装置得到较广泛的应用。

屋外配电装置的形式除与主接线有关外，还与场地位置、面积、地质、地形条件及总体布置有关，并受设备材料的供应、施工、运行和检修要求等因素的影响和限制，故应通过技术经济比较来选择最佳方案。

普通中型配电装置，国内采用较多，已有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗振能力较好，造价比较高。缺点是占地面积较大。此种形式一般用在非高产农田地区及不占良田和土石工程量不大的地方，并宜在地震烈度的地区采用。

中型分相硬管母线配合剪刀式（或伸缩式）隔离开关方案，布置清晰、美观。但支柱式绝缘子防污、抗震能力较差，在污秽严重或地震烈度较高的地区，不宜采用。

中型配电装置广泛用于110～500kV电压等级。

半高型布置节约占地面积不如高型显著，但运行、施工条件稍有改善，所用钢材比高

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毕业设计（论文）

型少。

一般高型适用于220kV配电装置，而半高型宜于110kV配电装置[12-13]。

8.2 配电装置设计选择

配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，又开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。

本变电站不在污秽地区和市区，按照所选设备和要求，遵照《配电装置设计技术规程》的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计和手册，各电压等级配电装置型号选择如下：

110kV侧：采用屋外软母线改进中型布置，中型配电装置的所有电气设备都安装在同一平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面上安全活动；中型配电装置母线所在的水平面稍高于电气所在的水平面。国内采用较多，已有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗振能力较好，适用于110kV电压等级。

35kV侧：采用屋内手车式高压开关柜单列布置。本次设计采用JYN1-35（Z）型手车式高压开关柜。它的封闭能防尘和防止小动物侵入而造成短路，运行可靠，维护工作量少。

10kV：10kV配电装置一般采用屋内布置。当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置。本次设计采用GG-1A（F1）型固定式开关柜的双列布置。该型开关柜结构简单，制造方便，乃目前电力系统变电所10kV配电装置中的首选设备。GG-1A（F1）开关柜的技术数据：额定电压为10kV，额定电流为3150A，操作方式为弹簧操作。

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毕业设计（论文）

9防雷保护设计

9.1 避雷针的作用

防直击雷最常用的措施是装设避雷针，它是由金属制成，比被保护设备高，具有良好接地的装置，其作用是将雷吸引到自己身上并安全导入地中，从而保护了附近比它矮的设备，建筑免受雷击。

所谓避雷针的保护范围是指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击而言。它是在实验中用冲击电压下小模型的放电结果求出的，由于它与近似直流电压的雷云对空间极长间隙下的放电有很大差异，所以这一保护范围并没有得到科学界的公认，但我们可以把它看成一种用以决定避雷针高度与数目的工程办法。

9.2 避雷针的设计

9.2.1 避雷针的保护范围

所谓避雷针的保护范围是指被保护物在此空间范围内不致遭受雷击而言。它是在实验中用冲击电压下小模型的放电结果求出的，由于它与近似直流电压的雷云对空间极长间隙下的放电有很大差异，所以这一保护范围并没有得到科学界的公认，但我们可以把它看成一种用以决定避雷针高度与数目的工程办法。

本变电所采用四支避雷针联合保护，其保护范围如图9-1

图9-1 四支避雷针的保护范围图

计算公式为：

1）rx?(h?hx)p， （hx?h/2） (9-1)

rx?(1.5h?2hx)p， （hx?h/2） (9-2) 式中：rx----------在被保护高度平面上的保护半径，m；

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毕业设计（论文）

hx----------被保护物的高度，m；

h-----------避雷针的高度，m；

p-----------系数，当h?30m时，p?1；当h?30m时，p?5.5/h。

2）bx的尺寸由相邻两支避雷针的装设条件决定；

h0?h?D/7p (9-3)

bx?1.5(h0?hx)

(9-4)

3）保护全部面积的条件为；

D?8(h?hx)p (9-5)

9.2.2本所避雷针的计算及校验

变电所面积为60.7m?49.3m，避雷针装设的位置在变电站四角距墙2m，且四支避雷针的高度均为25m，下面效验避雷针的保护范围。

因为避雷针的高度h?25m，变电所110kV及35 kV处hx?11m，且因为h?30m，

所以p?1，代入式（9-2）：

2p?) rx?(1.h5?hx(?1.5??25?2?11)m1

（1） 对于避雷针1与避雷针2：

两针距离D12?45.3，代入式（9-3）、（9-4）：

h0?h?D/7p?25?45.3?7?18.53(m)

b1?1.5(h0?hx)?1.5?（18.53-11）=11.3（m）

（2）对于避雷针1与避雷针4：

两针距离D14?56.7m，代入式（9-3）、（9-4）：

h0?h?D/7p?25?56.7?7?16.9(m) b2?1.5(h0?hx)?1.5?（16.9-11）=8.85（m）

（3）对于避雷针1与避雷针3：

（m）两针距离D13?56.72?45.32?72.57，代入式（9-3）、（9-4）：

7 h0?h?D/7p?25?72.5?7?14m .63()bx?1.5(h0?hx)?1.5?(14.63?11)?5.45(m)

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毕业设计（论文）

由于 D13?8? （25-11）?1=112（m）所以能够保护该变电站的全部面积。

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毕业设计（论文）

10接地网的设计

10.1 设计说明

变电站需要有良好的接地装置，以满足工作安全和防雷保护接地要求。一般做法是根据安全和工作接地的要求，敷设一个统一的接地网，然后再在避雷针和避雷器下面增加接地体，以满足防雷接地的要求。总的接地电阻为水平接地体接地电阻和垂直接地体接地电阻的并联等效阻值。一般要求总的接地电阻R?0.5?,才能保证运行的安全[14-15]。

10.2 接地体的设计

工程实用的接地体主要由扁钢、圆钢、角钢或钢管组成，埋入地表下0.5—1m。水平接地体多用扁钢，宽度一般为20—40mm，厚度不小于4mm，或者用直径不小于6mm的圆钢。垂直接地体一般用（20?20?3?50?50?5mm）角钢或钢管，长度一般为2.5m。

10.3 典型接地体的接地电阻计算

1、垂直接地体：

R??2?lln4ld??? （10-1）

式中：l是接地体长度（m）;d是接地体直径（m）。当采用扁钢时d?b/2,b为扁钢的宽度。当采用角钢时d?0.84b，b是角钢每边宽度。

当有n根垂直接地体时，总接地电阻R?可按并联电阻计算：

R??R?n （10-2）

式中：?称为利用系数，它表示由于电流互相屏蔽而使接地体不能充分利用的程度，一般?为0.65—0.8。 2、水平接地体：

R?L（ln?A)(?) 2?Ldh? （10-3）

式中：L是接地体的总长度（m）;h是接地体埋设深度（m）；A是表示因受屏蔽影响使接地体电阻增加的系数，其数值如下表10-1。

表10-1 屏蔽影响系数表

序号 式 1 2 0.38 3 0.48 4 0.87 34 5 1.691 6 2.14 7 5.27 8 8.81 接地体形 屏蔽系数 0 毕业设计（论文）

10.4 接地网设计计算

本次设计采用先在地下深为h的水平面上敷设方格形状的水平接地体，如图10-1所示：（俯视图）

图10-1 接地网俯视图

调整水平接地体的间距可以改变水平接地电阻的阻值，然后再在两水平接地体的相交处敷设垂直接地体，如图10-2所示（侧视图）

设水平接地体的间距为3m，则应敷设水平接地体?60.7/3???49.3/3??20?16根（[] 为取整符号 ），由于19?3?57?60.7 ,14?3?42?49.3，所以接地网比变电站小一点。水平接地体埋设深度取h?0.8m,采用宽度为30mm,厚度为4mm的扁钢；垂直接地 体采用40?40?4mm的角钢，长度为2.5m，??

图10-2 接地体侧视图

?m

垂直接地体的电阻阻值：

d?0.84b?0.84?0.04?0.0336m （10-1）

?4ln2.52.5?1?4 5 0.0336 R?L400（ln?A)(?)?2?Ldh2?3.1?4? （10-2）

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毕业设计（论文）

取??0.7得 R??水平接地体的电阻值：

R?1450.?7?20?n?0.65?16 （10-3）

L?19?3?20?15?3?16?1860m （10-4）

d?取A=2.14得：

R?b2?0.04?0.0m2 （10-5） 2?2?L(lnL2dh?A)?4002?3.14?1860(ln186020.02?0.8?2.14)?0.73? （10-6）

总的接地电阻阻值为以上两个电阻的并联： 满足要求。

当间距取4m时算得R??0.527??0.5?R??0.65?0.730.65?0.73?0.34??0.5? （10-7）

不符合要求，若间距取得比3m小，则不符

合经济性的要求，所以取3m最好。

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