平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） r---挡避雷线的电阻
ρb1---避雷线的电阻率。在这选钢线ρb1=150×103 L---档距长度m
S 避雷线截面积 S取35MM2 r=0.15×106×200/(3.5×10-6)=0.857 Rm=√15×0.857ˉ=3.585 （2）人工接地体的计算
人工接地体通常是由垂直埋设的棒形接地体和水平接地体组合而成。棒形接地体可以得用钢管、槽钢和角钢组成。水平接地体可以利用扁钢、圆钢制成，工接地体与自然接地体并联，阻值达到要求值。即阻值≤0.5Ω
1/Rf+1/Rz=1/0.5=>Rf=0.5Rz/(Rz-0.5)=0.957
由于本变电所ρ值不变，做人民接地装置以采用棒形接地体为主（采用Ф50钢管，长2.5M）计算外径60mm,其间以20Х4扁钢连接成环形，钢管上端埋入地中深度为0.8m,为简化计算，不单独计算连接扁钢的电阻采用下面公式求垂直接地体的数目： n≥0.9Rc/RfNc。
7.2 防雷保护
7.2.1变电所防雷概述
雷电引起的大气过电压将会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所和高压输电线路中，必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。运行经验表明，当前变电所中采用的防雷保护措施是可靠的，但是雷电参数和电器设备的冲击放电特性具有统计性，故防雷措施也是相对的，而不是绝对的。
变电所的雷电危害主要来自两个方面：一个是直接雷击变电所的建筑物、构筑物或装设在露天的设备，强大的雷电冲击电流通过被击物泄放入地时，引起机械力破坏和热破坏；另外一个是雷电感应产生的高电压波沿输电线路侵入变电所内，使主要电气设备对地绝缘击穿或烧毁。所以对于直接雷击破坏，变电所一般采用安装避雷针或者避雷线保护，对于沿线路侵入变电所的雷电侵入波的防护，主要靠在变电所内合理地配置避雷器。 7.2.2 变电所的防雷保护对象
1.屋外配电装置，包括组合导线和母线。 2.烟囱、冷却塔和输煤系统的高建筑物。
3.油处理室、露天油罐及其架空管道。大型变压器处理间。
4.雷电活动特殊强烈地区的主厂房、主控制室和高压屋内配电装置室。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 7.2.3直击雷保护措施
电压为110KV以上的屋外配电装置。可将避雷针装置的配架上。对于35-60KV配电装置，般采用独立的避雷针进行保护。安装避雷针的构架支柱主应设置辅肋的集中接地装置，其接地电阻不大于10Ω，在变压器门型架上，不得装设避雷针。
7.3避雷器的选择
1.目前在新建或技术改造的变电所中，一般都选用氧化锌避雷器，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比，具有残压低、无续流、通流容量大、性能稳定和动作迅速等优点。
2.按持续运行电压选择 35kV系统相电压23.4kV,选择氧化锌避雷器持续运行电压40.5kV，此值大于23.4kV。
3.标称放电电流的选择 35kV氧化锌避雷器标称放电电流选择5A。
4.雷电冲击残压的选择 35kV额定雷电冲击外绝缘峰值耐受电压为185kV，内绝缘耐受电压为200kV，计算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为
Uble?
BIL200??143KVKc1.4 （7-1）
选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压（峰值）为134kV。
5.校核陡坡冲击电流下的残压 35kV变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为220kV，计算陡坡冲击电流下的残压为
U
'bleBIL'220???157KVKc1.4 （7-2）
选择陡坡冲击电流下残压（峰值）为154kV。
6.操作冲击电流下的残压 35kV变压器线端操作波试验电压为170kV，计算变压器35kV侧操作冲击电流下的残压为
Us?
SIL170??148KVKc1.15 （7-3）
选择操作冲击电流下峰值残压为114kV。
7.根据上述计算和校核，选择Y5WZ—53/134型氧化锌避雷器能满足35kV侧变压器的过电压保护要求。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第 8章 继电保护整定计算
8.1 变压器保护
现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但在实际运行中，仍有可能发生各种类型故障和民常运行，为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和民常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量大小，电压等级等 因素装设必要的，动作可靠性高的继电保护装置。
8.1.1 变压器保护的配置原则: 变压器一般装设下列继电保护装置:
1.反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。容量为800KVA及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯 保护。当油面下降时，保护装置应瞬间动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器，对于高压侧未装设断路器的线路一变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可公动作于信号。
（1）于容量为400KVA及以上的车间内油浸式变压器，也液压装设瓦斯保护 （2）反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护或电流带断保护，对其中性点真接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。
（3）6300KVA以下并列运行的变压器以及10000KVA以上厂用备用变压器和单独运行的变压器，以及2000KVA及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应装设纵联差动保护.
2.后备保护
对于由外部相间短路引起的变压器过电流，可采用下列保护作为后务保护。 （1）过电流保护，宜用于降压变压器，保护装置的整定什液压考率事故时可能出现的过负荷。
（2）复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器，和系统联络变压器及过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。
（3）负序电流保护和单相式低电压启动的过电流保护，可用于63000KV及以上的升压变压器。
对于升压变压器和系统联络变压器，当采用上述保护不能满足灵敏性和选择性要求时，可采用阴抗保护。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 3.中性点直接接地电网中，如果变压器中性可能接地运行，对于两 侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上液压装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。
负荷保护
对于400KVA及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。对自耦7变压器和多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。过负荷保护液压接于一相电流上，带时限动作于信号。在无经常 值班人员的变电所，必要时过负荷保护可动作于跳匝或断开部分负荷。
8.1.2 变压器相间后备保护配置原则及接线 1．设计原则
（1）变压器后备保护液压作为相邻元件及变压器本身主保护的后备，但当为满足运后备而使接线大为复杂 化时，允许缩短对相邻线路的后备保护范围。
（2）变压器后备保护对各侧母线上的三相短路应具有必要的灵敏系数。 （3）变压器后备保护应尽可能独立。而不由发电机的后备保护代替。 变压器后备保护应能保护电流互感器与断路器之间的故障。 2.多绕组变压器外部相间保护，可按下述原则简化：
除主电源侧外，其他各侧保护可公作为本侧相邻母线和线路的后备保护。
（1）保护装置对各侧母线的各类短路应符合灵敏性要求，保护装置作为路的远后备时可适当降低对保护灵敏性要求。
（2）多绕组变压器后备保护的配置应考虑各侧保护均有分别断开的可能性。但允许不考虑在很省出现的主电源侧断路器断开的运行方式 下。变压器主保护拒绝动作的情况。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 参考文献
[1].《煤矿电工手册（第二分册）》.顾永辉等编著.北京煤炭工业出版社，1999. [2].《煤矿电工手册（第四分册）》.胡本臣，容观海等.北京煤炭工业出版社.1999.
[3].《工厂常用电气设备手册》.中国电力出版社.《煤矿供电》，刘延绪主编；中国煤炭工业出版社.1999. [4].《电力系统设计手册》.电力工业部电力规划设计总院编.1998. [5].《供电技术》.王崇林，邹有明，主编.北京煤炭工业出版社.1997. [6].《工厂供电简明设计手册》.刘介才编.中国机械工业出版社.1993.
[7].《电力系统继电保护原理》.孙国凯,霍利民主编.中国水利水电出版社.2002. [8].《电力系统继电保护》.李俊年主编.中国水利电力出版社.1993. [9].《工厂供电》.苏文成主编.中国机械工业出版社.1990.
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 致 谢
本次毕业设计是在老师的悉心指导下完成的，设计的全过程倾注了老师大量的心血和汗水。
毕业设计是大学阶段检验和锻炼学生实际工程设计能力的一个重要教学环节。在毕业设计当中，自己出现了很多问题，但是老师和同学都没有放弃我，他们鼓励我，帮助我，使我得以顺利做完毕业设计，也使我感觉到在知识的海洋原来是这么的明朗。虽然刚开始一点头绪都没有，心情依然很烦躁，但是只要用心去专研，持之以恒，就会有新的发现。在设计的过程当中，与同学之间的交流互相研究，有共同的发现。
通过这次毕业设计，不仅使我懂得了理论联系实践的应用，能够把平时学的专业知识运用到实际分析工作中去，使我对专业知识有了更好的理解，为我以后的工作打下了坚实的基础，同时也使自己学会了如何面对困难和解决困难。虽然辛苦过去了，但是少不了老师的精心指导。
老师高尚的人格，渊博的知识，严谨的治学态度和忘我的工作精神使我感到无比的钦佩。在此，向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。
此次设计虽充分采纳了老师和同学们的经验和意见，几经修改，但由于是初次设计，难免不能很好的理解老师们的教诲和同学们的建议，这就使本次设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请诸位老师和同学批评指正。
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设 计（论文）
（说 明 书）
题 目：110kv变电站设计 姓 名： 编 号：
平顶山工业职业技术学院
年 月 日
毕 业
平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书
姓名 专业
任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： A·编制设计 B·设计专题（毕业论文）
指 导 教 师 系（部）主 任
年 月 日
平顶山工业职业技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录
机械 系 专业，学生 于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目： 110kv变电站设计
专题（论文）题目： 110kv变电站设计 指导老师： 刘东晓
答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。
答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ，
平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语
第 页 共 页 学生姓名： 专业 年级 0 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日 成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日
毕业设计（论文）及答辩评语：
平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 目 录
第1 章 绪论 ................................................. 3
1.1 变电站设计的原因和目的以及原则...........................................3 1.2 变电站的基本情况...........................................................3
1.2.1 原始资料 ............................................................................................................................ 3 1.2.2 所选地址及环境 .............................................................................................................. 4
第2章 负荷分析计算 .......................................... 5
2.1 电力负荷的概述.............................................................5 2.1.1 电力负荷分类方法 ......................................................................................................... 5 2.2 负荷分析与计算............................................................6 2.3主变台数、容量和型式的确定................................................7
2.3.1变电所主变压器台数的确定 ........................................................................................ 7 2.3.2变电所主变压器容量的确定 ........................................................................................ 8 2.3.3 变电站主变压器型式的选择 ....................................................................................... 8 2.4 站用变台数、容量和型式的确定............................................8
2.4.1站用变台数的确定 ........................................................................................................... 9 2.4.2站用变容量的确定 ........................................................................................................... 9 2.4.3 站用变型式的选择 ......................................................................................................... 9
第3章 电气主接线设计 ....................................... 10
3.1 变电站主接线的要求及设计原则............................................10 3.1.1 变电站主接线基本要求 .............................................................................................. 10 3.1.2 站用电接线的选择 ....................................................................................................... 12
第4章 最大持续工作电流节短路计算 ........................... 14
4.1 各回路最大持续工作电流...................................................14 4.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果................................14
第5章 开关设备的选择与校验 ................................. 16
5.1 电气设备选择的概述.......................................................16 5.2 断路器的选择..............................................................16 5.3 隔离开关的选择............................................................17 5.4 互感器的选择..............................................................17
5.4.1电流互感器的选择 ......................................................................................................... 18 5.4.2电压互感器的选择 ......................................................................................................... 18 5.5 母线选择及校验............................................................19
第6章 配电装置设计 ......................................... 20
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 路的可能性及减小电动力。如软导线在短路电动力，风摆，温度等因素作用下使相间及对地距离了的减小，隔离开关。开断允许电流不致发生相间和接地故障，以及减小大电流导体附近的铁磁物质的发热。110KV及以上还要考虑减小电晕损失，带电检修等因素。
表6-2 110kv,220kv屋外配电装置的安全净距(mm)
符 号 A1
1:带电部分至接地部分之间
2:网,板状遮栏向上延伸线距地2.5m处,与遮栏上 方带电部分之间 A2
1:不同相的带电部分之间
2:断路器和隔离开关大案断口两侧带电部分之间 B1
1:栅状遮栏至带电部分之间
2:交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 3：设备运输时，其外廓至无遮拦带电部分之间 4：带电作业时的带电部分至接地部分之间 B2 C
网状遮栏至带电部分之间 1：无遮栏裸体至地面之间
2：无遮栏裸体至建筑物，建筑物顶部之间 D
1：平行的不同时停电检修的无遮栏裸体之间 2：带电部分与与建筑物，建筑物的边沿部分之间
1100 3500 3000 1100 1750 1000
适应范围
额定净距（mm） 110KV
2.屋外高压配电装置的若干问题 （1）母线及构造
屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝绞线，软母线和分裂导线，三相水平布置。用悬式绝缘子悬挂在母线构造架上。软母线可选用较大的档距，但档距越大，导线弧垂也越大。因而导线相间及对地距离就要增加。母线及跨越线构架的宽度和高度均需要加大。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） （2）电气设备的布置
按照断路器在配电装置中所占据的位置，可分为：单列、双列和三列布置。断路器的各种排列方式，必须根据主线和地地形条件，总体布置和出线方向等多种因素合理选择。
隔离开关电流、电压互感器等均采用高式布置，其支架高度的要求与断路器相同。 避雷器也有高式和低式两种布置。110KV及以上的阀型避雷器器身细长。如安装在2.5m高的支架上，其顶部离地面高5.9m，稳定度很差。
一般可装设在0.4m的落地基础上。磁吹避雷器及35KV阀型避雷器形体矮小，稳定度较好，一般可采用高式布置。
6.3 本变电所的配电装置
10KV屋内配电装置。采用两层配式布置，一层布置电流互感器、断路器；二层 布置隔离开关、母线。
110KV屋外配电装置。采用普通配电装置。
表6-3 普通配电装置
电压等级 110KV
弧垂 母 线出 线
线间距离 构架高度 构架宽度
X型母线架出线 母线构架双层构X型母线架出线 门型母线架
架出线构架 7.3 10 13
门型母线架 6.0 8.0 8.0
0.9-1.1 0.9-1.1
3.0 2.2 2.2
6.4 中央信号设计
变电站中，除了用仪表监视设备的运行之外，还必须装备设各种信号装置来反映设备的事故和不正常情况，以便及时提醒运行人员注意。
信号装置的总体称为信号系统，通常由灯光信号和音响信号两部分组成，前者反映事故或故障的设备和故障性质，后者用以引起值班人员注意。灯光信号由继电保护动作来启动装在各控制屏上的光字牌来显示。音响信号由信号装置启动蜂鸣器或电铃发出声音，一般全厂使用一套，装在中控室内，所以称为中央音响装置。
按信号的作用不同可分为位置信号，事故信号和故障信号3种： 6.4.1 位置信号:
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 位置信号是用来指示设备的运行状态的。如开关电器的通、断状态，进水闸门的开闭状态，机组的准备起动、发电或调相状态等的信号，所以位置信号又称为状态信号。它可使在异地进行操作的人员了解该设备现行位置状态，以避免误操作。对于断路器，以红灯亮表示合闸位置，以绿灯亮表示跳闸位置。
对于隔离开关，一般当电压35KV以上时，才装位置信号。隔离开关的位置指示器来构成隔离开关的位置信号。
6.4.2 事故信号:
当某一设备发生事故时，同时发出灯光和音响信号。蜂鸣器发出声音，相应的光字牌变亮，显示文字告知事故的性质类别及发生事故的设备。
它的作用是：当断路器事故跳闸后，起动蜂鸣器发出音响。实现音响的方式较多：有交流、直流、直接动作、间接动作、个别解除、中央解除、不能重复动作和能重复动作等多种。如断路器发生事故跳闸时，立即用蜂鸣器发出较强的音响，通知运行人员进行处理。同时断路器的位置指示灯发出闪光。
6.4.3故障信号:
故障信号是在电气设备发生不正常情况下，一面发出铃响，一面使光字牌变亮，通知运行人员进行处理，变压器不正常运行状态有：变压器过负荷、变压器油温过高、变压器轻瓦斯动作、自动装置动作、事故照明切换动作、交流电源绝缘监视动作、直流回路绝缘监视动作等。以及交流回路电压互感器熔断器熔断、直流回路熔断器熔断。故障信号可分为瞬时故障信号和延时故障信号两种。当运行设备出现危及安全运行的异常情况时，例如，发电机过负荷、变压器过负荷、电压回路断线等，便发出另一种有别于事故信号的音响—铃响，此外，标有故障内容的光字牌也变亮。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第7章 变电所的防雷与接地
7.1接地装置
7.1.1 一般规定和要求
1．为保证人生和设备安全，电气设备宜接地或接零。
2．为了将各种不同用途和不同电压的电气设备接地，应使用一个总的接地装置。 3．如做接地装置有困难时，允许用绝缘台来维护和操作电气设备，此时只有站在台上才可以触及有危险的未接地部分，但不能同时接触电气设备的不接地部分和与地有连接的建筑物部分。
4．电压为1KV以下的交直流电气设备，中性点可以直接接地或不接地。
5．在中性点直接接地的低压电力网中，电力设备的外壳宜采用低压接零保护，即“接零”。在中性点非直接接地的低压电力网中，应防止变压器高，低压
绕组间绝缘击穿引起的危险。
6．在电气设备所在地点附近对地电压分布均匀。大接地短路电流电气设备，一定要装设环型接地体，并装设均压带。
7．设计接地装置时，应考虑到一年四季中，均能保证接地电阻的要求值。
8．在确定发电厂，变电所接地装置的形式和布置时，应降低接触电势和跨步电势，使其不超过规定值。 7.1.2 接地范围
1．应当接地的部分
（1）电机，变压器，电器，携带式及移动式用电器具的底座和外壳。 （2）电气设备传动装置。
（3）互感器的二次线组，但继电保护方面另有规定者除外。 （4）配电屏与控制屏的框架。
（5）屋外配电装置的金属和钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮拦和金属门。 （6）交直流的电力电缆盒的 金属外壳和电缆的金属外皮，布线的钢管等。 （7）铠装控制电缆的外皮，非铠装或非金属护套电缆的1~2屏蔽芯线。 2．不需接地的部分
（1）在不良导电地面（木制的或沥青地面等）的实验室，办公室和民用的干燥的房间内，当交流额定电压为380V及以下和直流额定电压440V及以下时，电气设备不需接地。但当维护
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 人员有可能同时触及到电气设备和已接地的其他物件时，则应接地。
（2）在干燥场所，当交流额定电压为127V及直流额定电压为110V时，电气设备外壳不需接地，但爆炸场所除外。
（3）安装在控制屏，配电屏，开关柜及配电装置间隔墙壁上的电气测量仪表，继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属附件。
（4）安装在已接地的金属架构上的设备金属外皮两端已接地的电力电缆的架构。 （5）电压为220V及以下的蓄电池室内的金属框架。
（6）除另有规定者外，发电厂和变电所区域内的运输轨道不需接地。 （7）在已接地的金属架构上和配电装置间隔上可以拆下或打开的部分。
如电气设备与机床之间能保证可靠的接触，可将机床的基座接地，机床上的电机和电器便不必接地。
7.1.3 接地电阻值
表7-1 工频接地电阻允许值
系统名称 35KV 6KV
接地装置特点 一般电阻率地区
高电阻率地区（发电厂、变电所）
接地电阻 R≤0.5Ω R≤10Ω
7.1.4 本变电所的接地
1.110KV中性点直接地，10KV中性点不接地所用电系统电压为380/220V 中性点直接接地。
2.土壤电阻率为1000Ω.cm .变电所各级电压装置共用一个接地布置。 3.接地电阻的确定：
110KV为大接地短路系统，接地电阻要求为≤0.5Ω，10KV为小接地电流系统，接地电阻要求值为≤10Ω。
由于220KV、110KV、10KV共用一个接地装置，所以接地电阻应为≤0.1Ω。 4.接地电阻的计算： （1）自然接地电阻
N≥20时，Rm=√ˉR*rˉ 其中r=ρb1×L/S R—有避雷线的每根基杆塔工频接地电阻，电阻取15Ω N—带避雷线的杆塔数
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 表3-1 主接线方案比较表
项目方案 技术
方案Ⅰ
①简单清晰、操作方便、易于发展 ②可靠性、灵活性差 ③旁路断路器还可以代替出线断路器，进行不停电检修出线断路器，保证重要用户
供电
方案Ⅱ
①运行可靠、运行方式灵活、便
于事故处理、易扩建 ②母联断路器可代替需检修的
出线断路器工作 ③倒闸操作复杂，容易误操作
经济 ①设备少、投资小 ②用母线分段断路器兼作旁路断路器
节省投资
①占地大、设备多、投资大 ②母联断路器兼作旁路断路器
节省投资
在技术上（可靠性、灵活性）第Ⅱ种方案明显合理，在经济上则方案Ⅰ占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第Ⅱ种方案为设计的最终方案。
3.1.2 站用电接线的选择
一般站用电接线选用接线简单且投资小的接线方式。故提出单母线分段接线和单母线接线两种方案。
上述两种方案如图3-3及图3-4所示。
图3-3单母线分段接线
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）
图3-4单母线接线
对图3-3及图3-4所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表3-2。
表3-2 主接线方案比较
项目 方案
技
术
经
济
方案Ⅰ单分 方案Ⅱ单
①不会造成全所停电 ①简单清晰、操作方便、易②调度灵活 于发展 ③保证对重要用户的供电 ②可靠性、灵活性差 ④任一断路器检修，该回路必须停止工作 ⑤扩建时需向两个方向均衡发展
①占地少 ①设备少、投资小 ②设备少
经比较两种方案经济性相差不大，所以选用可靠性和灵活性较高的方案Ⅰ。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第4章 最大持续工作电流节短路计算
4.1 各回路最大持续工作电流
根据公式 式中
=
=
（4-1）
---- 所统计各电压侧负荷容量 ---- 各电压等级额定电压 ---- 最大持续工作电流 = /
=38.675MVA/
×10KV
则：10kV
=2.232KA 35kV
=27.448 MVA/
×35KV
=1.58KA 110kV
=68.494 MVA/
×110KV
=3.954 KA
4.2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果
短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障将使系统电压降低和回路电流大大增加，它不仅会影响用户的正常供电，而且会破坏电力系统的稳定性，并损坏电气设备。因此，在发电厂变电站以及整个电力系统的设计和运行中，都必须对短路电流进行计算。
短路电流计算的目的是为了选择导体和电器，并进行有关的校验。按三相短路进行短路电流计算。可能发生最大短路电流的短路电流计算点有４个，即110KV母线短路（K1点），35KV母线短路（K2）点，10KV电抗器母线短路（K3点），0.4KV母线短路（K4点）。
计算结果: 当K1点断路时:
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） =5.58KA
=14.2
=8.43
=1111.4
当K2点断路时:
=1.85KA
=4.7
=2.8
=120.2
当K3点断路时: =38KA
=96.7
=57.4
=691
当K4点断路时: =1000KA
=2542 =1510 =692.8
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第5章 开关设备的选择与校验
5.1 电气设备选择的概述
由于电气设备和载流导体得用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法也都完全不相同。但是，电气设备和载留导体在正常运行和短路时都必须可靠地工作，为此，它们的选择都有一个共同的原则。
电气设备选择的一般原则为：
1.应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。 2.应满足安装地点和当地环境条件校核。 3.应力求技术先进和经济合理。 4.同类设备应尽量减少品种。 5.与整个工程的建设标准协调一致。
6.选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。
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。
5.2 断路器的选择
选择断路器时应满足以下基本要求：
1.在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。
2.在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。 3.应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。
3.应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。
考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故在110KV侧采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和10KV侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知如表5-2:
表5-2 最大持续工作电流及短路电流表
电压等级 110kV 35kV 10kV
额定电额定电压 流
LW14-110 110KV 31500A ZN23-35 ZN-10
35KV 10KV
1600 600A
型号
动稳定电流
31.5
25
8.7kA 63KA
80KA
5.3 隔离开关的选择
隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。
选择隔离开关时应满足以下基本要求：
1.隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。
2.隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。
3.隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。
4.隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。
5.隔离开关的结构简单，动作要可靠。
6.带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。 又根据最大持续工作电流及短路电流得知如表5-3
表5-3 最大持续工作电流及短路电流
电压等级 型号 110kV GW4-110G 35kV GW4-35 10kV GN8-10
额定电压
110KV 35KV 10KV
额定电流 1000A 1000A 600A
动稳定电流
80 50 75
5.4 互感器的选择
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 5.4.1电流互感器的选择
35kV以上配电装置一般采用油浸式绝缘结构的独立式电流互感器，在有条件时，如回路中有变压器套管，穿墙套管，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。 110KV侧CT的选择
根据《设计手册》35KV及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器常用L(C)系列。
出线侧CT采用户外式，用于表计测量和保护装置的需要准确度。
当电流互感器用于测量、时，其一次额定电流尽量选择得比回路中正常工作电流的1/3左右以保证测量仪表的最佳工作、并在过负荷时使仪表有适当的指标。
选择型号为LCWB6-110W型 如表5-3：
表5-3 型号图 电压等级 110kV 35kV 10kV
型号 LCWB-6-110 LCZ-35 LMC-10
5.4.2电压互感器的选择
35～110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。
35-110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电式互感器，接在110KV及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯，应尽量与耦合电容器结合。统一选用电容式电压互感器。
35KV及以上的户外装置，电压互感器都是单相的出线侧PT是当首端有电源时，为监视线路有无电压进行同期和设置重合闸。
表5-4监视线路有无电压进行同期和设置重合闸
型号
额定电压（V）
一次绕组
二次绕组
剩余电压绕组 100
110000/
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二次绕组额定输出（VA） 0.5级 1级
电 容 量 高压 电容 12.5
中压 电容 50
载波耦 合电容
YDR-110
100/
150VA 300VA 10
平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 5.5 母线选择及校验
选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容： 1.选择母线的材料，结构和排列方式； 2.选择母线截面的大小；
3.检验母线短路时的热稳定和动稳定；
4.对35kV以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕；
5.对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。
110kV母线一般采用软导体型式。指导书中已将导线形式告诉为LGJQ-150的加强型钢芯铝绞线。
根据设计要求， 35KV母线应选硬导体为宜。LGJ—185型钢芯铝绞线即满足热稳定要求，同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。
本变电所10KV的最终回路较多，因此10KV母线应选硬导体为宜。故所选LGJ—150型钢芯铝绞线满足热稳定要求，则同时也大于可不校验电晕的最小导体LGJ—70，故不进行电晕校验。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 第6章 配电装置设计
配电装置是变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求。由开关的设备保护和测量电器母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。
配电装置按电气设备地点不同，可分为屋内、屋外配电装置。按组成方式有可分为：由电气设备在现场组装配电装置称为装配式。若在制造厂预先将开关电器，互感器等安装成套，然后运至安装地点，则称为成套配电装置。
6.1 配电装置的特点
6.1.1 屋内配电装置的特点：
1.由于允许安全净距小和可以分层布置，故占地面积较小。 2.维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响。
3.外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量。 4.房屋建筑投资较大。 6.1.2 屋外配电装置的特点：
1.土建工程量和费用较小，建筑周期较短。 2.扩建比较方便。
3.相邻设备之间距离较大，便于带电作业。 4.占地面积大。
5.受外界空气影响，设备运行条件较差，须加强绝缘。
6.外界气象变化对设备维修和操作有影响。大、中、小型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置。110KV及以上多为屋外配电装置。但110——220KV装置，当有特殊要求成处于严重污秽地区时，经过经济技术比较，也可以采用屋内布置。
6.1.3 成套配电装置的特点：
1.电气设备不止在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小。
2.所有电器电器元件已在工厂组装成一个整体，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁。
3.运行可靠性高，维护方便。 4.耗用钢材较多，造价较高。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 6.1.4 配电装置应满足以下基本要求：
1.保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐， 清晰，保证具有足够的安全距离。
2.便于检修，巡视和操作。
3.在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。 4.安装和扩建方便。
6.2 配电装置的安全净距
6.2.1 屋内配电装置的安全净距
配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备的外形尺寸，检修和运输的安全距离等因素而决定的，对与敞露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的最小安全净距。即所谓A1和A2值，在这一距离下:
6-1 10KV屋内配电装置的安全净距（mm）
符号 A1
适应范围
1:带电部分至接地部分之间
2:网,板状遮栏向上延伸线距地2.3M处,与遮栏上方带电部分之间 A2
1:不同相的带电部分之间
2:断路器和隔离开关大案断口两侧带电部分之间 B1
1:栅状遮栏至带电部分之间
2:交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 B2 C D E
网状遮栏至带电部分之间 无遮栏裸体至地面之间
平行的不同时停电检修的无遮栏裸体之间 通向屋外的出线套管至屋外通道的路面
225 2450 1950 4000 875 125 额定净距 125
6.2.2 屋外配电装置安全净距
根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型，半高型和高型。 1.屋外配电装置的安全净距
设计配电装置确定带电导体之间和导体对接地构造的距离时还要考虑减少相间短
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平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 致 谢
本次毕业设计是在老师的悉心指导下完成的，设计的全过程倾注了老师大量的心血和汗水。
毕业设计是大学阶段检验和锻炼学生实际工程设计能力的一个重要教学环节。在毕业设计当中，自己出现了很多问题，但是老师和同学都没有放弃我，他们鼓励我，帮助我，使我得以顺利做完毕业设计，也使我感觉到在知识的海洋原来是这么的明朗。虽然刚开始一点头绪都没有，心情依然很烦躁，但是只要用心去专研，持之以恒，就会有新的发现。在设计的过程当中，与同学之间的交流互相研究，有共同的发现。
通过这次毕业设计，不仅使我懂得了理论联系实践的应用，能够把平时学的专业知识运用到实际分析工作中去，使我对专业知识有了更好的理解，为我以后的工作打下了坚实的基础，同时也使自己学会了如何面对困难和解决困难。虽然辛苦过去了，但是少不了老师的精心指导。
老师高尚的人格，渊博的知识，严谨的治学态度和忘我的工作精神使我感到无比的钦佩。在此，向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。
此次设计虽充分采纳了老师和同学们的经验和意见，几经修改，但由于是初次设计，难免不能很好的理解老师们的教诲和同学们的建议，这就使本次设计及论述过程中难免有错误和不妥之处，敬请诸位老师和同学批评指正。
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