1、目 錄摘要 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc16124 PAGEREF _Toc16124 - 1 - HYPERLINK l _Toc16389 Abstract PAGEREF _Toc16389 - 2 - HYPERLINK l _Toc8349 引言 PAGEREF _Toc8349 - 3 - HYPERLINK l _Toc7089 原始資料分析 PAGEREF _Toc7089 - 4 - HYPERLINK l _Toc15376 第一章主接線的選擇 PAGEREF _Toc15376 - 5 - HYPERLINK l _Toc11666 1

2、.1主接線的設計原則和要求 PAGEREF _Toc11666 - 5 - HYPERLINK l _Toc2784 1.2主接線的擬定 PAGEREF _Toc2784 - 5 - HYPERLINK l _Toc8298 1.3 所用電的設計 PAGEREF _Toc8298 - 7 - HYPERLINK l _Toc20126 第二章主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc20126 - 10 - HYPERLINK l _Toc20982 2.1變電站變壓器臺數的選擇原則 PAGEREF _Toc20982 - 10 - HYPERLINK l _Toc20162 2.2變電站主變壓

3、器臺數的確定 PAGEREF _Toc20162 - 10 - HYPERLINK l _Toc29143 2.3變電所主變壓器容量的確定原則 PAGEREF _Toc29143 - 10 - HYPERLINK l _Toc29280 2.4待設計變電所主變壓器容量的計算和確定 PAGEREF _Toc29280 - 10 - HYPERLINK l _Toc20699 2.5主變壓器繞組數的確定 PAGEREF _Toc20699 - 10 - HYPERLINK l _Toc31958 2.6主變壓器相數的確定 PAGEREF _Toc31958 - 11 - HYPERLINK l _

4、Toc11150 2.7主變壓器調壓方式的確定 PAGEREF _Toc11150 - 11 - HYPERLINK l _Toc11423 2.8主變壓器繞組連接組別的確定 PAGEREF _Toc11423 - 11 - HYPERLINK l _Toc21038 2.9主變壓器冷卻方式的選擇 PAGEREF _Toc21038 - 11 -第三章 所用電設計-13- HYPERLINK l _Toc13798 第四章短路電流的計算 PAGEREF _Toc13798 - 13 - HYPERLINK l _Toc24963 4.1短路的基本知識 PAGEREF _Toc24963 - 1

5、3 - HYPERLINK l _Toc7826 4.2計算短路電流的目的 PAGEREF _Toc7826 - 13 - HYPERLINK l _Toc6947 4.3短路電流的計算步驟 PAGEREF _Toc6947 - 14 - HYPERLINK l _Toc28645 第五章設備的選擇與校驗 PAGEREF _Toc28645 - 17 - HYPERLINK l _Toc8492 5.1進線與出線的選擇與校驗 PAGEREF _Toc8492 - 17 - HYPERLINK l _Toc4582 5.2互感器的選擇與配置 PAGEREF _Toc4582 - 18 - HYP

6、ERLINK l _Toc14458 5.2.1電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc14458 - 18 - HYPERLINK l _Toc1829 5.2.2電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc1829 - 19 - HYPERLINK l _Toc3554 第六章無功補償 PAGEREF _Toc3554 - 20 - HYPERLINK l _Toc13214 6.1補償裝置的種類和作用 PAGEREF _Toc13214 - 20 - HYPERLINK l _Toc7680 第七章 防雷接地設計 PAGEREF _Toc7680 - 22 - HYPERLINK l _

7、Toc28618 7.1防雷保護的必要 PAGEREF _Toc28618 - 22 - HYPERLINK l _Toc7307 7.2避雷針高度的確定 PAGEREF _Toc7307 - 22 - HYPERLINK l _Toc28957 7.3接地體和接地網的設計 PAGEREF _Toc28957 - 22 -第八章 繼電保護的配置 -24- HYPERLINK l _Toc24408 結論 PAGEREF _Toc24408 - 26 - HYPERLINK l _Toc7039 參考文獻（References） PAGEREF _Toc7039 - 27 - HYPERLINK

8、 l _Toc12918 致謝 PAGEREF _Toc12918 -28 -35kV變電站電氣一次部分的設計摘 要根據設計任務書的要求，本次設計為35kV 變電站電氣一次部分的初步設計。首先要對原始材料進行分析，其次是主接線及變壓器的選擇、所用電設計、短路電流的計算、電氣設備選擇及校驗防雷保護、配電裝置設計、各種繼電保護選擇。其中最主要的是變壓器的選擇與計算。該畢業設計課題，能夠鞏固我大學所學知識，使我對發電廠變電所電氣部分、電力系統繼電保護原理等課程有了較全面的了解，提高了自我分析與思考的能力，為今后更深一步的學習和研究奠定了基礎。關鍵詞 變電所，變壓器，繼電保護35KV electric

9、al substation once part of the designAbstract:From the guide of engineering design assignment, we have to design primary power-system of 35kV substation and draw main electrical single-line diagram. First of all, analyze the given data , choose the main electrical single-line and the main transforme

10、r, calculate load , the electricity design and Short Circuit Calculation, the selection of electrical device and the protection of earth ,distribution equipment and all kinds of the protection of relay.This graduate design issues consolidate the knowledge I learned in the university, make me have mo

11、re comprehensive understanding to power plant electrical part and relay protection principle, enhance my analysis ability and thinking ability . lay the foundation for my further study and research in the future .Key Words substation, transformer, relay protection引言電能是現代社會中最重要、也是最方便的能源。電力系統是由電能的生產、輸

12、送、分配和消耗的各個環節組成的統一整體。電能生產的規模很大，消耗的能源在國民經濟能源總消耗中占的比重很大，而且電能又是國民經濟的主要動力。所以要做好電力系統規劃，完善電網建設，提高電能生產的經濟性。我國電網的發展歷程與國際上主要國家和地區有相似之處，但也有自身的突出特點。展望未來，我國電網發展必須滿足社會的可持續發展、跨區域電流持續擴大等客觀要求。構建安全可靠、經濟高效的電網。變電所作為電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。變電所的設計內容比較多，范圍廣，不同電壓等級和類型的變電所在設計時所考慮的側重點是不一樣的

13、。因此在設計過程中要針對變電站的規模和形式進行分析以確定出最佳方案。原始資料分析設計任務35KV變電站電氣一次部分設計二、待設計變電所基本資料1、 待設計變電站的電壓等級為35kV，供電負荷6.3kV在企業內部。屬于一般降壓變電站2、建設規模（1）35kV本期2進2出，最終2進2出，每回最大負荷8000kW；（2）6.3kV本期12回出線，最終12回出線，每回最大負荷1000kW。3、環境條件（1）海拔200米，溫度-2040；（2）污穢等級度，地震基本烈度7度；（3）雷暴日每年58.2天。第一章主接線的選擇1.1主接線的設計原則 電氣主接線的設計是發電廠或變電所電氣設計的主體，與電力系統的情

14、況、電廠動能參數、原始資料以及電廠的運行可靠性、經濟性的要求密切相關，并對電氣設備的選擇和布置、繼電保護和控制方式等有較大影響。電氣主接線基本原則以計劃書為依據，以國家經濟建設的方針、政策、技術規定、標準為準則要保證電網安全可靠、調度靈活性、滿足各項技術要求的前提下，兼顧經濟運行、維護方便、節約投資、堅持可靠先進、適用、經濟、美觀的原則和基礎。使主接線的設計具有先進性和可行性。1.2 電氣主接線的主要要求1、保證必要的供電可靠性供電可靠性是電力生產和電能分配的首要任務，保證供電可靠和電能質量是對主接線最基本的要求，而且也是電力生產和分配的頭等任務。2、具有一定靈活性和方便性3、具有一定經濟性在

15、滿足可靠性及靈活性的前提下，應盡力做到節約資源、占地面積小、電能損耗少。在滿足技術要求的前提下，主接線力求簡單。1.3主接線的擬定電氣主接線是根據電力系統和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環節，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。1.單母線接線單母線接線接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置，但是它不夠靈活可靠，當母線及母線隔離開關等故障或檢修時，將使整個配電裝置停電。進出線檢修斷路器時，在整個檢修期間需中斷該進出線工作。為提高供電可靠性單母線可用隔離開關分段，但當一段母線故障時，全

16、部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數越少，一般只適用于一臺主變壓器。單母接線適用于：中小型發電廠的電氣主接線、各類發電廠的廠用電接線進出線數量相較多的6220kV的變電所中。材料中3563kV，配電裝置的出線回路數不超過3回，610kV配電裝置的出線回路數不超過5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。2.單母分段單母分段接線適用于：（1）610kV配電裝置出線為6回及以上（2）3563kV配電裝置的出線回路數為48回（3）110kV220kV配電裝置的出線回路數為34回3.單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進出線

17、不多、容量不大的中小型電壓等級為35110kV的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。4.橋形接線當只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采用橋式接線，所用斷路器數目最少，它可分為內橋和外橋接線。內橋接線：適合于輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切除時，采用內橋式接線。當變壓器故障時，需停相應的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經濟運行的要求需經常切換，或系統有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器QF，不致引起系統開環，有時增設并聯旁路隔離開關以供檢修QF時使用。當線路故障時需停相應的變壓器。5.雙母接線接線適用于：（1）610kV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器（2）3

18、563kV配電裝置，出線回路超過8回，負荷較大（3）110kV220kV配電裝置出線回路在5回以上6.雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運行，系統構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯系的系統是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發生問題。而較容易實現分階段的擴建等優點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數在11回及以下時，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進出線斷路器檢修時（包括其保護裝置和檢修及調試），不中斷對用戶的供電，可增設旁路母線，或

19、旁路斷路器。由于待設計變壓所為一座35KV降壓變電所，以6.3KV電纜線各車間供電，距該變電所6KM處有一系統變電所，用35KV雙回架空線向待設計的變電所供電，在最大運行方式下，待設計變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA，待設計變電所的高壓部分為二進二出回路，為減少斷路器數量及縮小占地面積，可采用內橋接線，變電所的低壓部分為二進八處回路，同時考慮以后裝設兩組電容量要預留兩個出線間隔，故6.3KV回路應至少設有10回出線，其中，一車間和二車間為類負荷，其余為類負荷，其主接線可采用單母分段接線和單母分段帶旁路接線。綜合考慮，變電站35kV側選用內橋接線，6.3kV側選用單母分段接線。該變電所

20、的主接線形式初步擬定，如下圖2-1所示圖2.1電器主接線方案第二章主變壓器的選擇2.1變電站變壓器臺數的選擇與確定（1）當變電站負荷較小或等級較低時，一般考慮只裝設一臺變壓器。（2）當變電站供電負荷較大或有一類重要負荷時，應選用兩臺相同容量的主變壓器。本設計變電站由6KM處的系統變電所用35KV雙回架空線路供電，類負荷要求有很高的供電可靠性，對于類用戶通常應設置兩路以上相互獨立的電源供電，同時類負荷也要求有較高的供電可靠性。綜合分析為提高對用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺相同容量的主變壓器。2.2變電站主變壓器容量的選擇與確定（1）變電站主變壓器的容量一般按變電站建成后510年的規劃負荷

21、考慮，并按照其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷的60%70%選擇。（2）對重要變電所，應考慮一臺主要變壓器停運后，其余變壓器在計算過負荷能力及允許時間內，滿足、類負荷的供電要求選擇。變電所主變的容量是由供電負荷（綜合最大負荷）決定的。每臺變壓器的容量按計算負荷的80%選擇。（KVA）材料要求：35kV本期2進2出，最終2進2出，每回最大負荷8000kW；經查表選擇變壓器的型號為SZ9-8000/35，即額定容量為8000，因為，即選擇變壓器的容量滿足要求。2.5主變壓器型式的確定本設計中有兩種升高電壓向用戶供電所以可采用雙繞組或三繞組變壓器（包括自耦變壓器）（1）最大機組容量在125

22、MW及以下的變電站，而且變壓器各側繞組一般選用三繞組變壓器。（2）當最大機組容量在200MW以上時，采用發電機雙繞組變壓器單元和聯絡變壓器。其聯絡變壓器宜選用三繞組（包括自耦變壓器）。（3）當變壓器需要與110KV及以上的兩個中性點直接接地系統相連接時，可優先采用自耦變壓器。在330kv及以下的發電廠和變電站中，一般都選擇用三相式變壓器。因為一臺三相式較同容量的3臺單相式的變壓器投資小、占地少、損耗少、同時配電裝置簡單，運行維護方便。本設計中變電所是35KV降壓變電所，所以在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，應選用三相變壓器。3（1）變壓器的繞組接線方式必須使其線電壓和系統電壓相位一致，否則

23、，不能并列運行。（2）電力系統采用的三相繞組連接方式有星形和三角形兩種，對于三相雙繞組變壓器的高壓側，110KV及以上電壓等級，三相繞組都采用“YN”連接，35KV作為高、中壓側時都可以采用“Y”，35K以下電壓側一般為“D”，也有采用“Y”連接方式。（3）對于三相雙繞組變壓器的低壓側，三相繞組采用“d”連接，若低電壓側電壓等級為380/220V，則三相繞組采用“yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“Ynd11”常規連接的變壓器連接組別。綜上得該變電所的主變型號及相關參數如下表所示：表2.1主變型號及相關參數變壓器型號額定容量（KVA）額定電壓（KV）連接組標號損耗（KW）阻抗電

24、壓（）空載電流（）高壓低壓空載負載SZ9-8000/3580003510.5Ynd119.8442.757.50.92.8主變壓器調壓方式的確定 (1) 無勵磁調壓變壓器分接頭較少，調整范圍通常在22.5%以內；(2) 有載調壓變壓器的分接頭較多，調整范圍可達30%。（3）能滿足電壓正常波動情況下，采用無載調壓。本設計變電所的負荷屬于、類重要負荷，為了使變壓器有較大的調整范圍，確保供電質量，我們選用有載調壓方式。4第三章 所用電的設計變電所用電系統設計和設備選擇，直接關系到變電所的安全運行和設備的可靠。 最近幾年設計的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復式整流裝置取得

25、直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續、電壓穩定，因此要求有兩個電源。其電源的引入方式有內接和外接兩種。其接入方式有三種，如下圖3-3所示： 圖3.3（a）電源接入方式一圖3.3（b）電源接入方式二圖3.3（c）電源接入方式三其中圖3-3（a）兩臺所用變均從外部電源引進，其供電可靠性最高，但由于接入電源電壓較高（35KV）,投資成本也較大；圖3-3（c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低；圖3-3（b）的所用電源接入形式，當該變電站的兩臺主變壓器都發生故障時，一號所用變又外不電源接入，可以保證變電所的所用電正常。其成本投資低于圖3-3（a），是在保證了可靠性的前提下最優經濟方案。因此本變電所的

26、所用變接線形式如圖3-3（b）所示。第四章短路電流的計算4.1短路電流概述電力系統正常運行方式的破壞多數是由短路故障引起的，發生短路時，系統從一種狀態劇變到另一種狀態，并伴隨產生復雜的暫態現象。短路故障時系統中將出現比正常運行時的額定電流大許多倍的短路電流，其數值可達幾萬甚至幾十萬安。因此，在變電所設計中必須全面地考慮短路故障各種影響。短路是電力系統的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統）發生通路的情況。在三相系統中，可能發生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態，其他類型

27、的短路都是不對稱短路。電力系統的運行經驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數，兩相短路較少，三相短路的機會最少。三相短路雖然很少發生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。因此，本設計采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩定性。為使各電壓等級電網的開斷電流與設備的動、熱穩定電流得以配合，并滿足目前我國設備制作水平，35KV電壓等級短路電流不應超過25KA，短路容量不應超過1500MVA；10KV電壓等級短路電流不應超過16KA，短路容量不應超過280MVA。3.2計算短路電流的目的短路故障對電力系統的正常運行影響很大，所造成的后果也十分嚴重，因此在系統的設計，設備的選擇以及系統運行中，

28、都應該著眼于防止短路故障的發生，以及在短路故障發生后腰盡量限制所影響的范圍。短路的問題一直是電力技術的基本問題之一，無論從設計、制造、安裝、運行和維護檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產生和變化規律，掌握分析計算短路電流的方法。1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。2）在選擇有足夠機械穩定度和熱穩定度的電氣設備時，這就需要以短路計算為依據。3）為了合理配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數，必須對在電力網中發生的各種短路進行計算和分析。4）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據

29、。5）接地保護裝置的安裝設計，也需計算短路電流。3.3短路電流的計算步驟1、對網絡進行化簡，把供電系統看為無限大系統，列出各參數值。 =35kv =10 kV 電力系統 架空線路 變壓器 圖4-12、不考慮短路電流周期分量的衰減求出各元件對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。其中取=100MVA，。線路：變壓器：（1）當在K1處發生三相短路時，最大運行方式下電源至短路點的總電抗為：無限大容量電源短路電流周期分量的標么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量最小運行方式下電源至短路點的總電抗為:=0.175無限大容量電源=1短路電流周期分量的標么值有名值沖擊電流短路容量（2）當

30、在K2處發生三相短路時，最大運行方式下電源至短路點的總電抗為無限大容量電源=1短路電流周期分量的標么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量最小運行方式下電源至短路點的總電抗為無限大容量電源=1短路電流周期分量的標么值有名值沖擊電流短路全電流最大有效值短路容量表4.2短路電流計算結果表短路點運行方式電源至短路點電抗標么值短路電流周期分量有名值（KA）沖擊電流（KA）全電流（KA）短路容量S（MVA）K1最大0.087517.845.326.91140最小0.1758.922.713.4570K2最大0.569.824.914.8179最小1.1154.912.67.490第五章設備的選擇與

31、校驗5.1 概述電氣設備的選擇是變電站設計的重要內容之一，如何正確地選擇電氣設備，將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經濟運行。所以在進行設備選擇時，必須執行國家的有關技術經濟政策，在保證安全、可靠的前提下，選擇電氣設備以滿足電力系統安全、經濟運行的需要。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗動、熱穩定性。1)按額定電壓、額定電流選擇導體和電氣設備所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網的最高運行電壓即 (5-1)導體和電器的額定電流是指在額定周圍環境溫度下，導體和電器的長期允許電流應不小于該回路的最大持續工作電流=(5-2)式中 所統計各電壓側負

32、荷容量 各電壓等級額定電壓即 (5-3)2)按短路條件校驗電氣設備在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動、熱穩定校驗，一般校驗取三相短路時的短路電流，如用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩定。當熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩定，用熔斷器保護的電壓互感器回路，可不驗算動、熱穩定。短路熱穩定校驗：滿足熱穩定條件為: 短路電流產生的熱效應 短路時導體和電器允許的熱效應秒內允許通過的短時熱電流短路的動穩定校驗：滿足動穩定條件為： 短路沖擊電流幅值 （kA） 短路沖擊電流有效值 （kA）、 導體和電器允許通過的動穩定電流幅值及有效值（kA）由公式（5-2）可求得：35KV側：=86.6A6KV側：=505

33、.29A5.2 母線和電纜的選擇與校驗 配電裝置中的母線，應根據具體情況按下列條件選擇和校驗：母線材料、截面形狀和布置方式的選擇；載流導體一般采用鋁質材料，對于持續工作電流較大且位置特別狹窄的發電機，變壓器出線端部，以及對鋁有較嚴重腐蝕場所，可選用銅質材料的硬裸導體。回路正常工作電流在400A及以下時，一般選用矩形導體。在4008000A時，一般選用槽形導體。配電裝置中軟導線的選擇，應根據環境條件和回路負荷電流、電暈、無線電干擾等條件，確定導體的截面和導體的結構型式。當負荷電流較大時，應根據負荷電流選擇導線的截面積，對220kV及以下配電裝置，電暈對選擇導體一般不起決定作用，故可采用負荷電流選

34、擇導體截面。2）母線截面尺寸的選擇除配電裝置的匯流母線及較短導體按導體長期發熱允許電流選擇外，其余導體截面，一般按經濟電流密度選擇。（1）為保證母線的長期安全運行，按導體長期發熱允許電流選擇，導體能在電路中最大持續工作電流應不大于導體長期發熱的允許電流即：（2）為了考慮母線長期運行的經濟性，應按經濟電流密度選擇導體截面，這樣可使年計算費用最低，經濟電流密度的大小與導體的種類及最大負荷年利用小時數有關。表4.3 導體的經濟電流密度導體材料 最大負荷年利用小時數T3000以下3000-50005000以上鋁裸導線1.651.150.9銅裸導線3.02.251.75導體的經濟截面計算公式如下： =

35、（3）熱穩定校驗：按上述情況選擇的導體截面，還應校驗其在短路條件下的熱穩定。裸導體熱穩定校驗公式： （）(5-13) 熱穩定系數 穩態短路電流（kA） 短路等值時間表 4.4 不同工作溫度下裸導體的C值工作溫度4045506065707580鋁合金9997959189878583硬銅186183181176174171169166（4）動穩定校驗：求出的母線最大相間計算應力不超過母線材料的應允應力，即：母線最大相間計算彎曲應力為： = = （） (5-14)式中，為單位長度導體上所受相間電動力， 為導體支柱絕緣子間的跨距， 為導體所受的最大彎距， 為導體對垂直于作用力反向軸的截面系數，取值當三

36、相母線水平布置且相間距離為a時，三相短路造成的單位長度母線上所受最大相間電動力為：=(5-15) 母線材料的允許應力（硬鋁為69106Pa,硬銅137106Pa，銅為157106Pa）1.35kV母線的選擇：動穩定校驗：變壓器35kV側最大持續工作電流為1.05倍的變壓器的額定電流：=86.6A經查有關設計手冊得：試選用LMY1008單條矩形鋁線平放時，長期允許載流量為1542A，取綜合校正系數=0.81，則實際載流量為 =15420.81=1249A 校驗在d1(3)點短路時的動穩定，取L=1m，a=0.7m ,=40.5kA, 則作用在母線上的最大計算應力按公式：=405.3 ()=13.

37、36 () = =3.03（） =69106 （） 則動穩定校驗合格.按電壓損失校驗35 kV及以下線路要考慮電壓損耗，允許電壓損耗百分數為。校驗其電壓損耗：35 kV架空線路相間距取 則其幾何均距查，幾何均距為2.0時的電阻 35 kV架空線長，線路末端 合格。故35 kV進線選 滿足要求。2.6kV母線的選擇：因變電所年最大負荷利用小時數=3000h，查表可知=1.45A/mm=505.29A導體的經濟截面可由下式： = =349 （）經查有關設計手冊得：試選用LMY8010單條矩形鋁線平放時，長期允許載流量為1427A，取綜合校正系數=0.81，則實際載流量為=14270.81=1156

38、A 校驗在K2點三相短路時的動穩定，取L=1m，a=0.25m,=29.27kA , 則作用在母線上的最大計算應力按公式：=593 ()=10.69 ()=4.77（） =69106 （）則動穩定校驗合格.校驗在K2點三相短路時的熱穩定，短路時的熱穩定系數C=87,I=11.48kA,=2s=800=210（）則熱穩定校驗合格.故所選的LMY8010矩形鋁母線符合要求。4.主變35kV側至35kV母線連線的選擇： 根據設計要求及有關規定一般選矩形鋁母線做變壓器至母線的連接線,=86.6A 經查有關設計手冊得：試選用LMY1008單條矩形鋁線平放時，長期允許載流量為1542A，取綜合校正系數=0

39、.81,則實際載流量為=15420.81=1240A LMY1008單條矩形鋁母線動穩定和熱穩定此前校驗過，滿足要求.故所選的LMY1008符合要求。5.主變6kV側至6kV母線連線的選擇：根據設計要求，其截面應按最大持續工作電流選擇，并按d2(3) 短路進行動熱穩定校驗。=86.6A經查有關設計手冊得：試選用LGJ-300/40型，長期允許載流量為610A，取綜合校正系數=0.81,則實際載流量為=6100.81=494.1A動穩定和熱穩定校驗同上，滿足要求。故所選的LGJ-300/40鋁線符合要求。35 kV進線為雙回路，按經濟電流密度選擇其截面： 查表4-3得 查電力工程電氣設計手冊選

40、,周圍空氣溫度為時的安全電流為275（A）。該變電所的歷年平均最高氣溫為29.9攝氏度。查電流修正系數表得修正系數則安全電流： (1)機械強度的校驗： 合格（2）發熱條件的校驗： 合格進線回路的最大持續工作電流除考慮正常負荷電流外，還需考慮事故狀態下由一回線路輸送的工作電流。 合格電纜芯線材料及型號選擇1）按結構類型選擇2）按額定電壓選擇3）按最大持續工作電流選擇電纜截面4）按經濟電流密度選擇電纜截面5）按短路熱穩定校驗電纜截面6）按電壓損失校驗各段電纜的選擇：通風機電纜選取，按經濟電流密度選擇導線的截面，由于=3000h/年，查表可得=1.73A/。 =64A導體的經濟截面可由下式： = =

41、37（）按以上計算和設計任務要求可選擇三芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電纜YJV22-70,纜芯截面為70，載流量為203A.正常允許最高溫度為90，r=0.268/km，x=0.443/km。按長期發熱允許電流校驗電纜載流量的校正系數為=1，當電纜間距取300mm時,查表得=1，=1。則單根直埋電纜允許載流量為=20364A則滿足設計要求。熱穩定校驗：短路時的熱穩定系數C=102, =18.76KA，=2s=70=26（）滿足導線的最小截面的要求，熱穩定校驗合格。電壓降校驗：=2.1%5則校驗合格。可見，選用三芯交聯聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝電纜YJV22-70電纜能夠滿足要求。表4.6 母線、電纜所選型

42、號35kV母線6kV母線主變35kV側至35kV母線主變6kV側至6kV母線電纜LMY8010LMY1008LGJ-300/40YJV22-705.3互感器的選擇與配置5.3.1電流互感器的選擇 電流互感器的選擇應該滿足一次回路的額定電壓、額定電流、最大負荷電流計短路電流的動、熱穩定性校驗。1、按一次額定電壓選擇 電流互感器的一次額定電壓必須與安裝處的電網電壓一致，即 式中 電流互感器銘牌標出的額定電壓，kV；電流互感器安裝點的額定電壓，kV。2、按一次額定電流選擇 在電流互感器周圍空氣溫度一定的條件下，連續流過互感器的一次電流，允許為其額定值的120。3、按額定二次電流選擇由于儀表與繼電器已

43、經系列化生產，二次標準電流為5A，電流互感器應與二次標準電流一致，也為5A。4、按準確度等級選擇 電流互感器的準確度等級，應根據不同的用途選擇，準確度等級可分為0.2、0.5、1、3、10級等幾個不同的等級。5、二次負荷的計算二次負荷的計算公式為式中二次計算負荷，VA；二次計算電流，A。由于二次電流已標準化為5A，負荷主要決定于外部阻抗，其表達式為式中二次負荷的外部阻抗，；連接儀表串聯繞組的阻抗，；二次連接導線的電阻，；連接導線接頭的接觸電阻，。5.3.2電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇與配置，除應滿足一次回路的額定電壓外，其容量與準確度等級應滿足測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。負荷分配

44、應在滿足相位要求下盡量平衡，接地點一般設在配電裝置端子箱處。電壓互感器的選擇不需要進行動穩定、熱穩定校驗，選擇應滿足以下條件。（1）按額定電壓選擇所選電壓互感器一次側額定電壓必須與安裝處電網的額定電壓一致，二次側額定電壓一般為100V。按額定電壓選擇，應滿足式中電壓互感器銘牌標出的額定電壓，kV； 電壓互感器安裝點的額定電壓，kV。（2）電壓互感器類型的選擇 根據用途和二次負荷性質，選擇電壓互感器的類型及二次接線方式。（3）按準確度等級選擇 除以上兩點，選擇電壓互感器時還注意其準確度等級及二次負荷容量。 5.3斷路器的選擇斷路器具有完善的滅弧性能，正常運行時，用來接通和開斷負荷電流，短路故障時

45、，斷路器與繼電保護裝置配合使用用以切斷短路電流和故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統的穩定運行。斷路器的種類和型式的選擇，除滿足各項技術條件和環境條件外，還應該考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據我國生產制造情況，電壓為6220KV的電網可選用少油斷路器、真空斷路器和SF6斷路器；又由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性好，維護方便，滅弧性能更高，所以35kV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應于6kV電壓等級。5.4隔離開關的選擇隔離開關是發電廠和變電站中常用的開關電器，它與斷路器的差別是沒有專門設置的滅弧裝置，不能用來切斷或接通電路中的負荷電流只能關

46、合小電流電路。檢修電氣設備時，形成明顯可見斷口從而保證人員安全。用隔離開關配合斷路器，在電路中進行倒閘操作，在用于倒閘操作時，稱為操作電器。對隔離開關的要求：1）有明顯的斷口，根據斷開點可判斷被檢修的電氣設備和載流導體是否與電網可靠隔離；2）斷口是否有足夠可靠的絕緣強度； 3）要有足夠的動、熱穩定性；4）安裝在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關；第六章無功補償電分書上概述：電力系統的運行無功功率平衡與電壓水平密切相關。為了確保系統的運行電壓具有正常水平，系統擁有的無功功率電源必須滿足正常電壓水平下的無功需求，并留有必要的備用容量。電力系統的無功功率平衡應該分別按最大和最小負荷的運行

47、方式進行計算。必要時還應該校驗某些設備檢修時或故障后運行方式下的無功功率平衡。由于串聯電容補償裝置至改變線路參數而且改變功率因數作用及其微小所以不予考慮。根據無功功率的需要，增添必要的無功補償容量，并按無功功率就地平衡的原則進行補償容量的分配。小容量、分散的無功補償可采取靜電電容器；大容量的、配置在系統中樞點的無功補償則宜采用同步調相機或靜止補償器。除發電機和輸電線路外的無功電源主要有：并聯電容補償裝置、同步調相機、靜止無功補償器。后兩者屬于動態的無功補償裝置。 (1)并聯電容裝置，由于電感和電容取用的無功電流相位相反，電感需要的無功功率大部分可由電容器就地供給。若電容器選擇適當，電源只要供給

48、有功電流和少量的無功電流就可以了。并聯電容補償還可以分為個別補償、分組補償、集中補償。(2)靜止無功補償器由晶閘管控制電抗器與靜電電容器并聯組成。電容器可發出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結合在一起再配以適當的調節裝置，就成為能夠平滑的改變輸出（或吸收）無功功率的精止補償器。晶閘管投切時電容器不會產生諧波，可以消除高次諧波從而提高電壓質量，提高系統穩定性和降低工頻過電壓的功能。3）同步調相機相當于空載運行的同步電動機。在過勵磁運行時，它向系統供給感性無功功率起無功電源作用；在欠勵磁運行時可從系統吸取感性無功起無功負荷作用，根據裝設點電壓情況改變輸出無功功率以維持電網電壓，并可以強勵補償容

49、性無功，提高電網的穩定性。但同步調相機的響應速度較慢，難以適應動態無功控制的要求故目前已經很少采用。 所以本設計中可采取的無功補償裝置為：并聯電容裝置、靜止無功補償器。綜上所述：為了最大限度的發揮無功補償設備的經濟效益，采用無功功率補償應全面規劃，合理布局，分級補償，就地平衡。在進行無功功率平衡計算的基礎上，根據無功功率缺額，進行無功補償經濟效益，投資和回收年限的比較確定最優補償容量和最佳分配方式。具體做法可采用：集中補償和分散補償相結合：在負荷集中的變電站，裝設一定容量的電容器或同步補償機進行集中補償，集中補償便于管理。分散補償通常可裝設在配電線路的主干線，分支處或用戶處，分散補償可達到就近

50、補償，補償效果明顯。降損和調壓相結合：無功功率補償裝置減少了線路的無功功率輸送，既減少了無功輸送的電能損失，也降低了電壓損耗。這兩方面具有一致性可結合考慮。供電部門和用戶補償相結合：無功補償設在用戶處具有明顯的效果，對用戶是很有利的，一方面提高了用戶的功率因數，另一方面也使用戶電壓得以保證，供電部門從無功功率平衡和維持電壓水平要求，裝設調相機和電容器，既減少了電能損失也減少了電壓損耗，具有相一致的效果。就地平衡與全網平衡相結合：供電電力網應達到全網無功功率平衡，以保證電能質量，全網無功平衡并不能保證每點的無功功率平衡和電壓水平，所以無功功率補償設備應裝設那些電壓最低點，采用就地平衡和全網平衡相

51、結合，以保證每一點在所要求的電壓范圍內，既滿足了電壓質量，也達到降損目的。第七章 防雷接地設計7.1防雷保護的必要雷電會引起大氣過電壓，它通常高于電氣裝置正常工作電壓許多倍，對電氣設備的絕緣會造成嚴重威脅。即使是在電氣裝置附近發生雷擊放電，也會在鄰近的電氣設備中感應危險過電壓，這種感應過電壓幅值可達300400KV，足以使6080cm的空氣間隙擊穿放電，對于35KV電網中絕緣可能遭到破壞，需采用過電壓保護器件進行防雷。7.2避雷針高度的確定根據變電所的平面布置圖，采用四根等高避雷針對變電站進行防直擊雷保護。計算能有效全部保護改變電站所需的避雷針高度：4213門型架構高：7.5 橋型線路高：4

52、主變高：3 建筑物高：6設避雷針高度小于30，則高度影響系數取1 獨立避雷針的高度為12小于30，原假設成立。校驗：即當選擇獨立避雷針的高度為12時，能有效全保護該變電所。7.3接地體和接地網的設計（1）接地體的設計避雷針的接地體采用長3 規格為 的角鋼制成獨立垂直接地體。土壤電阻率取200，則接地電阻：從安全的角度考慮，接地體電阻應小于10，故采用多根垂直接地體并聯來降低接地電阻，則需要的角鋼根數為：避雷針的獨立接地體為9根角鋼并聯制成的垂直接地體。（2）接地網的設計變電所內需要有良好的接地裝置以滿足工作接地、保護接地和防雷接地的要求，一般做法是根據保護接地和工作接地要求敷設一個統一的接地網，然后再在避雷器與地網的連接點增加接地體以滿足防雷接地的要求。11接地網通常用的扁鋼或直徑為20的圓鋼水平敷設，埋入地下。深度不宜小于0.6。在水平距離與避雷針相距5的地方敷設地網。敷設地網的面積：接地網的總體接地電阻：變電所接地網的工頻接地電阻一般在0.5-5之間。在該范圍內，符合要求。第八章 繼電保護的配置81繼電保護的基本知識繼電保護裝置就是指能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的