110kV变电所设计-毕业设计.docx

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1、110KV 变电站的设计摘 要：随着经济的进展和现代工业建设的快速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，农村用电量快速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的牢靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的牢靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全亲热相关。变电站是电力系统的一个重要组成局部，由电器设备及配电网络按确定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、安排、输送与保护等功能， 然后将电能安全、牢靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与把握的枢纽，变电站必需转

2、变传统的设计和把握模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的进展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的进展，为目前变电站的监视、把握、保护和计量装置及系统分隔的状态供给了优化组合和系统集成的技术根底。110KV 变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多， 分析变电所担负的任务及用户负荷等状况，选择所址，利用用户数据进展负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进展各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进展短路电流计算，选择送配电网络及导线，选择变电站凹凸压电气设备，为变电站平面及剖面图供给依据。本变电所的初步设计包括了：1总体方案确实定2负荷分析3短路电流

3、的计算4凹凸压配电系统设计与系统接线方案选择5继电保护的选择与整定6防雷与接地保护等内容。随着电力技术高化、简洁化的快速进展，电力系统在从发电到供电的全部领域中，通过技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在技术领域得到了充分的进展。关键词 :变电站、负荷、输电系统、配电系统、高压网络、补偿装置前言随着社会主义市场经济的逐步建立和国民经济的快速进展，人民的生活水平相应提高，家用电器的增多和工业技术的革，打算了电力系统在生活与生产中的主导地位。为了满足人们的需要，电力网必需保证随时供给安全、牢靠的电源， 电力科学技术要随着科技的进展不断进步。变电站是电力系统的一个

4、重要组成局部，它具有将电压变化与调整、变换电力、集中与安排电力、把握电力潮流、保护系统等多种作用的功能。因此，随着社会与科学的进展，要满足更大的电力需求量，就要建立适应进展变化的变电站。相对于老旧变电站来说，变电站的建立要以电力工业进展的客观规律为依据，努力效劳于电力生产现代化，力求经济、有用和先进。本次设计的变电站为一座 110kV 降压变电站，以 10kV 给各农网供电，距离本变电站 7.8km 和 6km 处各有一个系统变电所，由这两个变电所用 110kV 双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1000MVA。本变电站有 8 回 10k

5、V 架空出线，每回架空线路的最大输送功率为 2023kVA； 其中#1 出线和#2 出线为 类负荷， 其余为 类负荷及 类负荷， Tmax=4000h,cos=0.8。5环境条件：年最高温度 42；年最低温度-5；年平均气温 25；海拔高度 150m；土质为粘土；雷暴日数为 30 日/年.本变电站在建设的过程中，承受了比较先进的技术和设备。在110KV 侧和10KV 侧都承受了开关柜，这样不仅降低了本钱，还使整个变电站的占地面积变小，便于治理和检修。为变电站的牢靠运行供给了格外有力的条件。随着大量技术和设备的使用，本变电站建设完成后将为四周供给更加牢靠，稳定的电能， 为四周地区的进展特别是农村

6、经济的进展起到格外重要的作用。信任随着本变电站的建设完成，四周地区将彻底的完毕常常断电的局面。2第 1 章 变电站负荷的计算及无功功率的补偿1.1 电力负荷的分级电力负荷应依据对供电牢靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的影响的程度进展分级。一般划分为一级、二级和三级负荷。1.1.1 一级负荷1：中断供电造成人身伤亡者：如井下采掘企业，铁矿、硫矿、有色金属矿井等，中断供电可能引起瓦斯爆炸，或者积水漂移、矿壁倒塌等造成人员伤亡。2：中断供电将在政治上或者经济上造成重大损失者。如大量设备损坏、重大产品报废，用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续性生产被打断而需要长时间才能恢复等

7、。例如炼焦炉停电以后煤气从炉缝中溢出，遇火星要爆炸，烧碱厂停电以后，氯气和氢气从电解槽溢出，简洁发生爆炸等。3：中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷， 如重要交通枢纽，重要通讯枢纽，重要宾馆，大型体育场，常常要用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位的重要负荷。在一级负荷中特别重要的负荷是指当中断供电会发生爆炸、中毒和火灾等状况的负荷。一级特别重要场所内不允许中断供电的负荷，如正常电源中断时处理安全停产所必需的事故照明、通信系统、火灾报警设备、保证安全停产的自动把握装置、执行机构和配套装置等负荷。一级负荷对供电电源的要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源 发生

8、故障时，另一个电源不应同时受到损坏。在一级负荷中特别重要的负荷， 除上述两个电源外，还必需增设应急电源，为保证对特别重要的负荷供电， 严禁将其他负荷接入应急系统。1.1.2 二级负荷1中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续性生产被较长时间被打断,重点企业大量解产。譬如水泥厂的旋转大窑，停电将停顿旋转，使旋转窑二次侧受热不均匀，时间拖长，使回转窑弯曲；化纤厂停电，多数长由于管道给浆粕堵塞，包括白金喷丝头，需大量拆换修理等。12：中断供电将影响重要单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通讯枢纽等用单位的重要负荷。3：中断供电将造成大型影剧院，大型商场等较多人员集中的公

9、共场所秩序混乱者。二级负荷对供电的要求：二级负荷应有两个电源供电，既应由两回路线供电，供电变压器应有两台两台变压器不愿定在同一变电所。做到当发生电力变压器事故或电力线路常见故障时，不致中断供电或中断后能很快恢复，在负荷较小或者地区供电条件缺乏协商，可由一回 10KV 及以上专用架空线供电；当承受电缆线路时，应承受两根电缆组成的电缆供电，每根电缆应能承受 100%的耳机负荷；为解决线路和配电设备的检修以及突然停电后，身被能安全停产问题， 可设备用小容量柴油发电机组，其容量由实际需要打算。1.1.3 三级负荷不属于一级负荷和二级负荷者。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或导致少量产品报

10、废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。对供电电源无特别要求，一般按用电负荷容量，选择电网各级电压供电。1.2 负荷计算的意义和目的负荷的计算就是要算出在正常时通过设备和导线的最大电流，依据这个条件就可以选择多大截面的导线和设备。所以负荷计算很重要，要考虑很多因素，只有这样，才能计算出比较准确的结果。假设计算的结果偏大，就会铺张大量的有色金属，增加本钱。假设计算的结果偏小，就会使导线和设备过载运行，大大削减导线和设备的寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常牢靠运行。这在经济上也是不合理的。1.3 无功补偿的计算、设备选择1.3.1 无功补偿的意义和计算电网中的很多用电设备是依

11、据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸取的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图 1 所示2S =P2 + Q2式中 S视在功率，kVA P有功功率，kW Q无功功率，kvar角为功率因数角，它的余弦(cos)是有功功率与视在功率之比即 cosP/S称作功率因数。由功率三角形可以看出，在确定的有功功率下，用电企业功率因数 cos越小， 则所需的无功功率越大。假设无功功率不是由电容器供给，则必需由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加

12、供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规章规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的根底上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动准时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应到达相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进展自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送， 从而节约电能，提高运行质量都具有格外重要的意义。无功补偿的根本原理是： 把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。当前，国内外广泛承受并联

13、电容器作为无功补偿装置。这种方法安装便利、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。承受并联电容器进展无功补偿的主要作用：1.3.2 提高功率因数 如图 2 所示 图中P有功功率 S1补偿前的视在功率S2补偿后的视在功率Q1补偿前的无功功率3Q2补偿后的无功功率1补偿前的功率因数角2补偿后的功率因数角由图示可以看出，在有功功率P 确定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量 Qc Q1-Q2)，功率因数角由1 减小到2，则 cos2cos1 提高了功率因数。1.3.3 降低输电线路及变压器的损耗三相电路中，功率损耗P 的计算公式为DP = 3P2U 2 (COSF)2(KW )式中 P有功功率，

14、kW； U额定电压，kV； R线路总电阻，。由此可见，当功率因数 cos提高以后，线路中功率损耗大大下降。1.3.4 改善电压质量线路中电压损失U 的计算公式DU = 3P.R + Q.X UL (KV)式中 P有功功率，KW； Q无功功率，Kvar； U额定电压，KV； R线路总电阻， XL线路感抗，。由上式可见，当线路中，无功功率 Q 减小以后，电压损失U 也就减小了。1.3.5 提高设备出力如图 3 所示，由于有功功率PScos，当供电设备的视在功率S 确定时，假设功率因数 cos提高，即功率因数角由1 到2，则设备可以供给的有功功率 P 也随之增大到P+P，可见，设备的有功出力提高了。

15、4在本课题中，由前面的负荷计算可知低压侧的计算很大，但功率因数普遍很小。从表中可知，该厂 10KV 侧最大负荷时的功率因数只有 0.85。而供给电部门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷时功率因数不应低于 0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功功率损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略微高些，取 0.95。相关的无功功率补偿公式如下： 无功功率补偿装置容量:QC=P3tan-tan1.6 式中: P30 工厂的有功计算负荷(单位:KW)tan对应原来功率因数 COS 的正切;tan对应需补偿到功率因数的 COS正切;补偿后总的视在负荷：3030CS30= P2+(Q-Q

16、 )20.51.710变压器有功损耗:o PT= Pk2+ P01.8式中: P 变压器的空载损耗;0P 变压器的短路损耗;k变压器的负荷率, = S30 / SN,对于 10KV 低损耗配电变压器,有攻损耗可按以下简化公式计算:o PT=0.015S301.9变压器无功损耗：o Q =I %/100+U %/1002S1.10T0KN式中： I0变压器的空载电流百分比U 变压器的短路电压百分比K对于 10KV 低损耗配电变压器,有攻损耗可按以下简化公式计算:o QT=0.06S301.11变压器高压侧有功功率：P=P30+ PT1.12变压器高压侧无功功率：Q=Q30+ QT1.13补偿后的

17、有功功率：S= P2+Q20.51.4 在本设计中的负荷计算1.4.1 所要补偿的容量本变电全部 8 回 10kV 架空线，每回架空线的最大输送功率为 2023KVA，则总的负荷为 2023 乘以 8 等以 16000KVA,设同时率为 Kd=0.9,则补偿前的变压器的总的容量为 16000 乘以 0.9 等以 14400KVA。由于变电所高压侧功率因数 cos 要大以 0.9，考虑到变压器的无功功率损耗远大以有功功率损耗，一般为 4 倍。因此，变压器低压侧补偿后的功率因数应高于 0.9，这里取 0.95 。要使低压侧功率因数 cos从 0.85 提高到 0.95，由公式可求出低压侧需要装设的

18、并联电容器的容量：QC=P3tan-tan=144000.85tan(arccos0.85)tan(arccos0.95)=144000.850.620.32=3572KVA承受 2 组 1800KVA 的并联电容器对变电所进展无功补偿：21800=3600KVA无功补偿后变压器的容量为：S= P2+(Q-Q )20.5122402 + (7586 - 3600)2122402 + 398623030=30C= 12872由于在本设计中有一级负荷，二级负荷，三级负荷，需要安装二台主变压器互为备用，每台主变压器应满足以下两个条件：任何一台变压器单独运行时，应满足全部一级负荷，二级负荷的需要。任何

19、一台变压器单独运行时，要满足总的容量的百分之七十到百分之八十。即12872 乘以 0.7 等于 9010KVA。依据上面的计算可知，要选择两台容量为10000KVA 的主变压器。型号为SFL-10000110,它的短路电压%为 7.5由于本设计的年平均气温为 25 度，高于 20 度，所以要乘于一个修正值，即：St=1-(25-20)100Snt=9500KVA9500KVA 大于 9010KVA ,全部选择的变压器能满足要求。假设一级负荷，二级负荷为 6000KVA，即 St 为 9500KVA 大于 6000KVA，所以也能满足要求。1.4.2 计算各出线回路的电流在变电站低压侧有 8 回

20、 10KV 架空出线，每回架空线的最大输送功率为2023KVA，即每一回的计算电流为：I=S1.732U=20231.73210.5=110A选择 LGJ-110 型的架空导线，它在屋外的载流量为 170A，所以能满足要求。在本设计中，距离本变电站 7.8Km 和 6Km 处各有一个系统变电所，这由两个变电所向待设计的变电站供电，由于这两个电源互为备用，所以当一个系统变电站向本变电站供电时，另一个系统变电站处于备用状态。那本变电站高压侧的计算电流为：变压器的有功功率损耗为 0.015S 等于 128720.015=194KW变压器的无功功率损耗为 0.06S 等于 128720.06=772K

21、var则无功补偿后高压侧的负荷为 12240 加上 194 的和的平方再加上 3986 加 772 的和的平方，然后在开方，结果为 13313KVA。当两台变压器并列运行时 I=S1.732U=133131.73237=207A选择 LGJ-70 的导线，它的屋外载流量为 275A。其次章主接线方案设计2.1 变电所主接线的定义及组成变电所主接线是指用电单位承受和安排电能的路径。在供配电系统中，需要将这些电气设备在变电所中按确定的要求连接起来，完成电能安排，满足运行安全、牢靠、经济的要求。满足这些功能的电气设备接线图称为变电所的主接线。变电所的主接线通常包含电力变压器、接通和断开电路的开关设备

22、断路器、负荷开关、隔离开关等、限制电流或防止过电压的设备电抗器、避雷器等、一次和二次系统之间的联络设备电压互感器，电流互感器等、母线、电力电缆、绝缘子等。与一次接线对应，这些电气设备称为一次设备，担当直接生产和输配电能的功能。为了满足运行安全和治理要求，变电所还需要具备对一次设备进展监测、把握与保护的关心设备，例照实现主接线过流保护的继电保护装置，对主接线进展计量和监视的仪器、仪表对主接线开关设备操作需要的直流与沟通电源，把握与信号设备、电缆等。这些设备称为二次设备。2.1.1 变电所在系统中所处的位置和作用电力系统中的枢纽变电所，会聚多个大电源，进展系统功率交换，电压高、容量大，地位重要；地

23、区性重要变电所，一般也有较高电压220KV 以上，处于多个一般变电所的配电中心，地位也比较重要；终端变电所和分支变电所，电压大局部在 110KV 以下，这类变电所多直接向用户供电，没有功率交换的任务。2.1.2 负荷大小和重要性 对于一级负荷必需有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证全部一级负荷不连续供电。 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后， 能保证全部一级负荷不连续供电。 对于三级负荷一般只需要一个电源供电。2.1.3 系统专业对电气主接线供给的具体资料 出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送容量和导线截面等。 主变压器的台数、容量和形式；变压器

24、的主要参数及各种运行方式下通过变压器的功率潮流。各级电压母线的电压波动值和谐波含量值。 无功补偿方式、形式、数量、容量和运行方式的要求。 系统的短路容量和换算的电抗值。 变压器中性点的接地方式和接地点的选择。 系统内过电压数值及限制内过电压措施。 牢靠性的特别要求。 变电所与系统的连接方式以及推举的初期和最终的主接线方案。2.2 主接线选择的根本要求（1） 牢靠性主接线的牢靠性很大程度上取决于设备的牢靠程度，以及包括一次局部和相应组成的二次局部在运行中牢靠性的综合。灵敏性主接线应满足调度、检修及扩建时保证供电牢靠性的条件。经济性在满足牢靠性、灵敏性要求的前提下作到经济合理。做到投资省、占地少、

25、电能损失少。2.3 本变电所主接线的设计本变电所是一个 110KV 的降压变电所，主要是把系统送来的电能的电压从110KV 降到 10KV,供后面的农网使用。依据上面所供给的变电所的根本依据和根本要求，本变电所在 110KV 侧选择 110KV 出线 2 回，主变压器进线两回，接线型式为单母线，承受 GBC-110 型带五防的手车式开关柜。10KV 侧选择出线 8 回， 主变压器进线两回，接线型式为单母线分断，每段母线各装设一组并联电容器， 每组容量为 1800Kvar。主接线见后面的主接线图。在本变电所中，110KV 侧有两回进线，是由两个不同的系统变电站向本变电所供电。两个回路互为备用，当

26、一条回路消灭故障时，另一回路则向本变电所供电。在 10KV 侧，承受单母线分断式，当每一边的主变压器消灭故障时，断开该主变压器上的断路器，然后通过联络断路器合上，用另一台主变压器带动整个变电所至少百分之七十的负荷运行，这就使的该变电所的一级负荷，二级负荷的供电的牢靠得到了提高。第三章： 一次设备的选择与检验3.1 短路计算的概念供电系统应当正常的不连续地牢靠供电，以保证生产和生活的正常进展。但是供电系统的正常运行常常由于发生短路故障而遭到破坏。所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要缘由是电气设备载流局部的绝缘损坏、误动作、雷击或过电压击

27、穿等。短路电流数值通常是正常工作电流值的十几倍或几十倍。当它通过电气设备时，设备的载流局部变形或损坏，选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定。短路电流在线路上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害， 从而影响与母线连接的电动机或其它设备的正常运行。3.2 本设计短路计算在本设计中，在最大运行方式下，待设计的变电站高压侧母线上的短路功率为 1000MVA，设 Sd=100MVA，Ud1=37KV，Ud2=10.5KV，X=0.4 欧/Km。110kVYY10kV3.2.1 当由 6Km 处的变电所向本变电站供电时Xs=Sd/Sk=100/1000=0.13 37取 Uj1=37KV 则

28、 Ij1=100KA=1.561KA3 10取Uj2=10KV则 Ij2=100KA=5.77KAX* = X LS j= 0.4 6 100= 0.175L111 U 21372X* =DU%SKj = 7.5 100= 0.75b1100 SN T 10010MVA当在高压侧短路时，X * = X+ X= 0.1 + 0.175 = 0.2751S1L111I * =1= 3.636X*0.27511I= I * I= 3.636 1.561 = 5.67KAd11j1I= 1.51I= 1.51 5.67 = 8.56KAsh1d1i= 2.55I= 2.55 5.67 = 14.46K

29、Ashd1S= I S= 3.636 100 = 363.64MVA11j当在低压侧短路时：X * = X = 0.1 + 0.175 + 0.5 0.75 = 0.6511I * =2= 1.54X *0.65I= I= I* I= 1.54 5.77 = 8.46KAd 222j 2I= 1.51I= 1.51 8.46 = 12.77KAsh 2d 2i= 2.55I= 2.55 8.46 = 21.57KAshd 2S= I22* Sj= 1.54 100 = 154MVA3.2.2 当由 7.8Km 处的变电所向本变电站供电时X* = X LS j= 0.4 7.8 100= 0.2

30、28L111 U 21372当在高压侧短路时，X 1 * = X S1 + X L1 = 0.1 + 0.228 = 0.32811I * =1X * = 0.3281= 3.05I= I *I= 3.05 1.561 = 4.76KAd11j1I= 1.51I= 1.51 4.76 = 7.19KAsh1d1i= 2.55I= 2.55 4.76 = 12.14KAshd1S= I S= 3.05 100 = 305MVA1 1j当在低压侧短路时：X * = X = 0.1 + 0.228 + 0.5 0.75 = 0.70311I* =2 X *0.703= 1.42I= I= I*I=

31、1.42 5.77 = 7.81KAd 222j 2I= 1.51I= 1.51 7081 = 11.79KAsh 2d 2i= 2.55I= 2.55 7.81 = 19.92KAshd 2S= I*S= 1.42 100 = 142MVA22j3.3 设备的选择与检验3.3.1 电器设备选型的根本学问设备选择是变电所电气设计的主要内容之一。正确地选择设备是使电气主接线和配电装置到达安全、经济运行的重要条件。在进展设备选择时应依据实际状况，依据有关设计标准，在保证安全牢靠的前提下，乐观地才用技术，并留意节约投资。设备的种类和型式是设备选择的重要内容之一。选择时，可依据设备安装的地点、使用条件

32、、配电装置的型式、运行和检修以及人们习惯等多种因素综合确定。尽管电力系统中各种设备的作用和工作条件不一样，具体选择方法也不完全一样，但它们的根本要求却全都的。设备要牢靠地工作，必需按正常工作条件进展选择，并按短路状态来校验动稳定性和热稳定性。3.3.2 110KV 的高压开关柜的选择依据上面的负荷计算和短路计算，从 110KV 段的母线到高压侧 1 号出线选择GBC-110-13(改)的高压开关柜。 GBC-110-13(改)的高压开关柜里面的断路器是 ZN23-110,它的额定电流为 1600A，开断电流为 25A，动稳定开断电流为的峰值为 63KA，热稳定电流为 254sKA.，校验： 1

33、、所选设备的额定电压 UN.et 应不低于安装地点电网电压 UN即。UN.et UN本设计中电网的电压 UN 为 110KV，所选的断路器的额定电压也是 110KV， 所以能满足要求。2、电路的额定电流 IN.et 是按在额定四周环境温度q 下，电器的长期允许电流。IN.et 应不小于该回路在各种合理的运行方式下的最大持续工作电流Imax,即IN.et。 Imax我国目前生产的电器设备的额定环境温度q =40 度，假设电器安装地点的环境温度q 不同于额定环境温度时，其长期允许电流 Ial 应按正常发热条件赐予修正，即当电器的环境温度q 高于 40 度但不高于 60 度时，环境温度每增加 1 度

34、，应削减允许电流百分之一点八；当使用环境低于 40 度时，每降低一度时，允许电流增加百分之零点五。本设计中的年环境温度为 42 度，所以修正后该断路器在 42 度时实际能允许通过的电流量为：Ial=IN.et【1-1.8%42-40】=1542A由前面的负荷计算可知通过该回路的最大电流为 207A，即 Ial Imax=207A。3、按动稳定校验：动稳定性是指导体和电器承受短路电流机械效应的力气，满足稳定的条件为：iet ish本设计中 Iet 为 63KA，而 Ish 为 14.46KA，63KA 大于 14.46KA，所以满足要求。 式中 Iet 为设备允许通过电流的有效值KA, Ish

35、为设备安装地点短路冲击电流的有效值KA。4、按热稳定校验：短路电流通过时，电器各部件温度不应超过短时发热最高允许值，即It2t I 2ttima由于 It 为 25KA，I 为 5.67KA,t 为 4s,设 ttima 为 1.2s. 则 25245.6721.2.满足要求。依据前面的负荷计算与短路计算可知，从高压侧母线到变压器这一段选高压开关柜 GBC-110-15.由于本开关柜的断路器与 GBC-110-13(改)的断路器一样，所以该断路器不用校验，就知道满足要求了。3.3.3 10KV 的低压开关柜的选择由前面的计算可知，低压母线的 8 回架空线每回通过的最大工作电流为110A，则总的

36、电流为 880A。当一台变压器检修时，通过该段的工作电流最大， 为总的电流的 70%，考虑到同时率的问题其同时率为 0.9，则该段断路器通过的最大工作电流为：8800.70.9=555A。所以选择 XGN2-10-24T改的开关柜，开关柜里面有一个ZN28-10 型号的断路器。它的额定电流为 2023A，开断电流为 31.5A，动稳定性开断电流为的峰值为 80KA，热稳定电流为 31.54sKA.校验：1、所选设备的额定电压 U应不低于安装地点电网电压 U 即 U UN.etN，N.etN。本设计中电网的电压 UN为 10KV，所选的断路器的额定电压也是 10KV，所以能满足要求。2、所选设备

37、的额定电流为 2023A，而通过该断路器的最大工作电流为 555A， 所以能满足要求。3、按动稳定校验，要满足的稳定条件是：i ietsh iet为 80KA，ish为 21.57KA，所以满足要求。4、按热稳定校验，要满足的稳定条件是：It2t I 2ttima即 31.52421.5721 所以能满足要求。10KV 侧出线低压开关柜的选择：由于本开关柜的选择跟上面的低压开关柜的选择的原理是一样的，所以这里就不具体介绍，选择 XGN2-10-11T 型号的开关柜。经校验，它能满足要求。3.3.4 高压侧母线的选择由前面的负荷计算和短路计算可知流过该母线的最大负荷电流为 207A，故可以选择

38、LMY-405 母线。1、按持续性工作电流选择，要求：Ixu Ig式中：Ixu 为相应于某一四周的环境温度与母线放置方式如矩形母线的竖放或者平放下，长期的容许的电流值。查表可知 LMY-405 母线在 40 度时平放的载流量为 418A，大于该母线最大负荷电流 207A，所以能满足要求。567022、按短路热稳定校验，S=I (3)2 t /C=/97=59mm2式中 C 为与导线材料及发热温度有关的系数，查表可知铝母线材料的 C 为 97。由于 405mm2 大于 59mm2，所以能满足要求。3.3.5 低压侧母线的选择由前面的负荷计算可知流过低压母线的最大负荷电流为：11080.9=792

39、A1、按经济密度选择： S=Ig/Jn=792/1.15=689mm2所以查表可以选择 LMY-1008 的母线。2、按持续性工作电流选择：查表可知 Ixu 在 40 度时平放的载流量为 1210A，大于它的最大负荷电流792A，所以能满足要求。846023、按短路热电流稳定性校验：S=I (3)2 t /C=/97=87mm2由于 1008mm2 大于 87mm2，所以能满足要求。4、按动稳定校验：三相短路电动力 F (3) =Ci (3)23shl 10 -7a=1.732 21.572 106 10-7 =295.4N弯曲力矩按大于 2 档计算，即：1.10.3M= F (3) /10=

40、C295.4 1.110=32.5NmW=b2h/6= 0.1 0.1 0.008 =1.331056sM32.5=105 =2.44106 =2.44M pCW1.33as=70M psalaC所以能满足要求。第四章： 防雷与接地的设计4.1 防雷的必要性雷电是格外常见的自然现象，地球上任何时侯都有雷电在活动。由于造成雷电发生的雷云具有很高的电场强度，可击穿空气，消灭很大的放电电流；雷电放电电流可能会对地面的建筑、设备等造成直接的电击，雷电流可能电击地面上的人、动物导致死亡；雷电流会沿着建筑的金属管道进入建筑内部，沿着配电电线进入变电所与建筑的末端用户设备，造成变电所设备以及用户设备损坏；雷

41、电流还会引起雷电过电压、引起电气线路和配电设备的绝缘损坏，使电网无法正常运行，造成大面积停电，造成巨大的经济损失。4.2 本变电所的防雷设计本变电站承受一只 40m 高的避雷针对本站进展保护，并且知道本变电站被保护物的高度为hx(m)为 11m。避雷针的防雷计算公式为：当h h/2 时， r =h- h pxxx当h h/2 时, r =(1.5h-2 h )pxxx式中 h 为避雷针的高度；p 为高度修正系数，当h 30m 时，p=1;当 30mh 120m35时，p=5.5/。35由上面供给的数据可计算：r = (1.5 40 - 211) 5.5/x= 344.3 防止雷电还击独立避雷针

42、受雷击时，在接闪器，引下线和接地体上都将产生很高的电位。假设避雷针与四周设施的距离太近，它们之间便会产生放电现象，这种状况称为“还击”。“还击”可能引起电气设备的绝缘破坏，为了防止“还击”，必需使避雷针和四周金属导体间有确定的距离，从而使绝缘介质的闪络电压大于还击电 压。我国标准推动用下面两个公式校验独立避雷针的空气间隙 SkS.d和地中距离S 0.2RkshS 0.3R+ 0.1hdsh式中 Rsh为独立避雷器的冲击接地电阻 W h 为相邻配电装置构架的高度m在一般状况下： Sk不应小于 5m, Sd不应小于 3m。4.4 本变电所的接地计算10-110KV 为中性点不接地系统，接地电阻阻值

43、 R 要求小于 10 W ,低压设备要求不大于 4 W ，选择两者中较小的值。由本设计供给的原始数据可知，接地的土质为粘土，查表可知r 为 0.6 104W cm .由于土壤电阻率在一年中是变化不定的，设计中承受的计算值：r = yr =1.5 0.6 104 = 0.9 1040式中： r为实测土壤电阻率；0Y 为季节系数，这里取 1.5由于该地区r 值不高，故人工接地装置承受以棒形垂直接地体为主承受F50 铜管，每根长 2.5 米。其间以 20 4 扁钢连接成环形，管子上端埋深 0.8 米。为了简化计算不单独算 连接扁钢 的散流电 阻，承受公 式直接 求出钢管根 数：0.9Rn C,式 中 R=K r,查 表 可 知 K = 32.6 10-4，RyhCR= 32.C6 10 -4 0.9 104 = 29.34W .Ca假定管距a = 7.5m ， l= 7.5 = 32.5，n=15 根。查表可知，hC= 0.78 ，代入公式得n 0.9 29.34 9 根。这里打算承受 15 根