35KV变电站课程设计

目 录

第一章变电所变压器的选择 1.1主变台数的确定 1.2主变容量的确定 第二章电气主接线的选择

2.1 35KV侧电气主接线的选择 2.2 10KV侧电气主接线的选择 第三章短路电流的计算 3.1 d1点发生短路的计算 3.2 d2点发生短路的计算 第四章电气设备选择原则 4.1电气设备选择的条件 4.2动稳定和热稳定的校验 第五章各种电气设备 5.1断路器的选择 5.2隔离开关的选择 5.3各级电压母线的选择 5.4电流互感器的配置和选择 5.5电压互感器的配置和选择 第六章避雷器的选择 6.1 35KV避雷器的选择 6.2 10KV避雷器的选择

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第一章 选择变电所的变压器

1.1主变台数的确定

对于变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电所符合此情况，故主变设为两台。 1.2主变容量的确定

1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年负荷发展。对城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合

2、根据变电所所带负荷的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所，应考虑到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；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的60％-70％。此变电所是一般性变电所。

有以上规程可知，此变电所每台主变的容量为： Sn=8x800=6400KVA;

所以应选容量为6400MVA的主变压器。

第二章 电气主接线的选择

2.1 35KV侧电气主接线的选择

根据分析，35KV的变电所，初步选择单母线分段接线、单母线分段带旁路、不分段单母线接线。 2.11 单母线分段接线

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出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图所示。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。 单母线分段接线的缺点是：

（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电。

（2）任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。

单母线分段接线，虽然较单母线接线提高了供电可靠性和灵活性，但当电源容量较大和出线数目较多，尤其是单回路供电的用户较多时，其缺点更加突出。因此，一般认为单母线分段接线应用在6～10kV，出线在6回及以上时，每段所接容量不宜超过25MW；用于35～66kV时，出线回路不宜超过8回.

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2.12单母线分段带旁路母线接线

为了避免单母线分段接线中线路或主变压器回路的断路器检修时，引起线路或主变压器回路停电的缺点，设置了一组旁路母线，见下图。当线路或主变压器回路的断路器检修时，该回路可以通过旁路隔离开关接至旁路母线，再通过旁路断路器接至主母线，使该回路继续正常运行。

2.13不分段单母线接线

单回电源只能采用单母线不分段接线方式，在每条引入、引出线路中都装设有断路器和隔离开关。其中断路器用来切断负荷电流或短路电流，隔离开关有明显的断开点，将隔离开关装于靠近母线侧，即构成母线隔离开关，在检修断路器时用以隔离母线电源；将隔离开关装于线路侧，即构成线路隔离开关，在检修断路器时用来防止用户侧反向馈电或防止雷电过电压线路侵入，以确保检修人员的安全。

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显而易见，单母线不分段接线方式电路简单，使用电气设备少，变配电装置造价低，但其可靠性与灵活性较差。当母线、母线隔离开关发生故障或检修时，必须停止整个系统的供电。因此，单母线不分段接线方式只适用于对供电连续性要求不高的用电单位。如果把母线隔离开关间的母线分为两段及以上，这样当某段母线故障或检修时，在分断后，打开隔离开关，再合上另一部分隔离开关继续对非故障段负荷供电，即把故障限制在故障段之内，或能够在某段母线检修时不影响另一段母线继续运行，从而提高了供电系统的灵活性。 综合考虑，本设计35KV侧选择单母线分段接线 2.2 10KV侧电气主接线的选择

对于10KV，选择单母线分段接线，双母线分段，单母线分段带旁路接线

2.21单母线分段接线

出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图所示。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。

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电压等级 电气设备 高压断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 绝缘子 母线 ZN23-35 GW4-35 LCZ-35 TDJJ-35 ZSW-35/400 LGJ—185 ZN-10 GN8-10 LMC-10 TSJW-10 ZSW-10/500 LGJ-150

第六章 避雷器及接地体设计

变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。。 6.1 35KV侧避器的选择

避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。

避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放

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35kV 10kV

电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。 避雷针的配置原则：

1、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10n。

2、35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。

3、在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15M的要求。 避雷器的配置原则

1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器。

2）旁路母线上是否应装设避雷器，应租在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。 3）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器.

避雷针的防雷作用是它能把闪电从保护物上方引向自己并安全地通过自己泄入大地，因此，其引雷性能和泄流性能是至关重要的。 防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成，即接闪器、引下线和接地体；接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。以避雷针作为接闪器的防雷电原理是：避雷针通过导线接入地下，与地面形成等电位差，利用自身的高度，使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变，开始电离并下行先导放电；避雷针在强电场作用下产生尖端放

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电，形成向上先导放电；两者会合形成雷电通路，随之泻入大地，达到避雷效果。实际上，避雷针是引雷针，可将周围的雷电引来并提前放电，将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，避免保护对象直接遭雷击。综上所述，本变电所35KV所用的避雷器型号为FZ—40

型号 额定电压有灭弧电压 工频放电电 冲击放电 8/20us雷电冲击波残压效值 (KV) 有效值 压有效值 (KV) (KV) 不小于不大于 FZ—35 41 12.7 82 98 983981 6.2 10KV侧避雷器的选择

避雷器有管型避雷器、阀型避雷器及氧化锌避雷器。管型避雷器是保护间隙型的，大多用在供电线路上作避雷保护。

阀型避雷器由火花间隙及阀片电阻组成，阀片电阻的材料是特种碳化硅，当有雷电过电压时火花间隙被击穿，阀片电阻下降，将雷电流引人大地。这就保护了电气设备免受雷电流的危害。正常情况下火花间隙不会击穿，阀片电阻上升，阻止了正常交流电流通过。

氧化锌避雷器是一种保护性能优越、耐污秽、质量轻、阀片性能稳定的避雷设备。FY1-10型氧化锌避雷器不仅可作雷电过电压保护也可作内部操作过电压保护。FS型0.22-0.5千伏低压阀式避雷器可作为低压交流电机、低压配电设备的雷电过电压保护。低压0.22-0.5MY31系列氧化锌压敏电阻可作低压配电设备的过电压保护，

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电压峰值 不大于（KV) 5KV 10KV 134 134 148 亦可作内部操作过电压保护。

综上所述，本变电所10KV所用的避雷器型号为FZ—10 型号 额定电压有灭弧电压 工频放电电 冲击放电 8/20us雷电冲击波残压峰效值 (KV) 有效值 压有效值 (KV) (KV) 不小于不大于 FZ—10 10 12.7 26 45 5KV 10KV 电压峰值 不大于（KV) 45 50 24

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