35KV变电站系统设计

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万方科技学院

姓 名：学 号：专业班级：所在学院：35 KV 变 电 所 系 统 设 计

田英科 0828010015 电气08-2 电气工程与自动化系

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摘要

变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升降压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。

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目录

1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2电气主接线设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 3短路电流计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4电气设备的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 5变电所的防雷保护„„„„„„„„„„„„„„„„„26 6变电所配电装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 7心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30

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1绪论

1.1已知资料

1、变电所类型：终端一般用户

2、变压器台数与容量：MVA Tmax=5000小时 3、电力系统与本所连接情况

（1） 该变电所在电力系统中的地位和作用：一般性终端变电所。 （2）该变电所联入系统的接线如下图，接入电压等级为35kV，进线回路数2回，一回以20公里的线路与电力系统相连；另一回以15KM与某电站35kV升压站相连

（3）电力系统出口短路容量：1000MVA；电力系统总容量；500MVA。 （4）水电站资料：

发电机 2×2000kW；COS=0.8；X’d=0.2； 变压器 5000kVA；Ud%=0.7；

图1-1 4、电力负荷：

（1）10千伏电压等级；

10回出线，每回最大输送1.5MW，COS=0.7，各回路出线的最小负荷按最大负荷的70%计算，负荷同时率取0.7。

（2）10回中含预留2回备用。 （3）所有电率取1%

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5、环境条件

（1）当地最高温度41℃，年最低温度-1℃，最热月平均最高温度34℃，最热月平均地下温度21℃。

（2）当地海拔高度200米；风向西南风势3-6级。 （3）土壤电阻系数=1500.m；年雷暴日数为50天。 1.2设计内容

1、变电所电气主接线设计；

1.1确定主变台数、容量和型式。 1.2电气主接线的方案比较与确定。 1.3确定所用变台数及其备用方式。 1.4互感器的配置。 2、短路电流计算 3、电气设备选择 4、绘制电气主接线图。

5、绘制变电所电气布置图（35kV屋外配电装置平、断面布置图，10kV屋内配电装置平面布置图、订货图，所学总平面布置图）。 6、保护设计

6.1直击雷过电压保护的设计。 6.2侵入波过电压保护的设计。 6.3变电所接地装置的设计。

6.4绘制全所防雷保护及接地网平面布置图。 7、主要电气设备材料汇总表。

8、确定变电所的控制、信号、测量、保护、自动装置及直流电源方案，对电气元件进行继电保护的配置，绘制所有电气元件的继电保护、自动装置及测量监察系统单线图。

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2电气主接线设计

2.1变电所变压器的选择 2.1.1主变压器型式的选择

1.相数的确定

330kV及一下的电力系统，在不受运输条件限制时，应选用三相变压器 2.绕组数的确定

对深入引进负荷中心、具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，为容量简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。 2.1.2主变压器容量和台数的确定

1.主变压器台数的确定

由于变压器的运行可靠性高，检修周期长，损耗低，加上是小型变电所总容量不大和对可靠性的要求不太高，主变台数以1~2台为宜。台数过多引起综合投资和运行费用的显著增加，并使配电装置和电气布置变得复杂。

更具实际情况，并经负荷统计及满足运行的要求，该变电所的主变选择2台。

2.主变容量的确定

变电所主变压器的容量一般按5~10年规划负荷来选择,根据城市规划,负荷性质\\电力网结构等综合考虑,确定共容量,对重要变电所应当考虑,一台主变压器停止运行时,其余变压器容量在计量及过负荷能力允许时间内,应满足以及及二级负荷的供电的一般性变电所,低昂一台主变压器停止运行时,其余变压器容量应能满足全部负荷的70%~80%

由于当变压器的容量占总容量50%~70%之间的效率最高避免“大马拉小车”的现象存在其容量为：

101.50.7S300.715(MVA)

Sn70%

S3070%1510.5(MVA)

考虑到10~20年规划负荷来选择变压器的容量故选择12500kVA。 2.1.3主变压器的型号的确定

根据其环境条件，工作供电的可靠性，运行的安全和灵活性以及经济综合指

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标考虑，可选择三相油浸式、风冷表或铝线变压器即S7-12500/35，其联合组别YnDn

2．2变电所主接线设计

根据任务书的要求，在分析原始资料的基础上，参照变电站设计技术规程，拟定出各电压等级的可行方案，因为变电所在电力系统中的地位、负荷情况、出线回路数、设备特点等条件的不同，会出现多种接线方案。 2.2.1电气主接线方案的比较

为正确选择电气主接线在满足技术系数和系统提供的有关资料基本要求的情况下，允许几种方案有所差异，然后对其技术上和经济上比较。最后选择技术上先进经济上合理分期过流方便，便于运行管理维护的最佳方案。

电气主接线技术比较一览表如图2-1

图2-1四种可能性接线方案

由表2-1得知结论为：从经济费用比较，内桥接线简单，布置占地小，比外桥接线更经济。故所确定的主接线为方案二

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表2-1 方一 二 三 四 案 接线a B c d 图 高压侧采用内桥接线，线路开高压侧采用内桥高压侧采用外桥高压侧采用外桥断很方便 接线线路断开很接线变压器切除接线。变压器切除但变压器切除方便，变压器检方便，但线路检修方便，当线路检修不方便，低压侧修切除不方便。切除方便。低压侧切除不方便，且外设计方案及其可靠性 采用不分段支低压侧采用分段采用不分断带旁桥接线可用在穿路单母线接线，母线接线，母线路母线接线旁路越功率通过的线旁路断路器可上出现故障，只断路器可代替线路低压侧采用分代替线路断路要断一半线路，路断路器工作，检段单母线界限母器工作检修任线路检修只导致修任意回路的断线出线故障只需意回路的断路这一回路停电，路器该回路可以断一半。线路检修器，该回路可以可划一类负荷做不停电，当母线上只导致这一路停不停电但母线负荷备用，故此出现故障，造成全电，可对一类负荷出现故障选择接县供电可靠性场停电故供电不备用，所以此接线全场停电，故供较高。 电不可靠。 不分段单母线分段单母线检修不分段单母线检分段单母线检修灵活性 维护与检修 结论

可靠。 供电可靠性高。 检修时，必须全时不需要全场停修时必须全场停时不需要全场停场停电故灵活电，灵活性好且电，故灵活性不电，灵活性好且运性不高。 运行安全。 高。 行安全。 不方便 方便 不方便 方便 不采用 采用 不采用 采用 5

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2.3所用电的设计

所用电设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全所的发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、保证机组供电的安全。 2.3.1所用变压器的选择 一、所用变压器型式选择

目前，生产的所用的变压器有油浸式和干式两种。油浸式变压器的有点是订货容易价格便宜，缺点是需在屋内且要设置防爆、通风散热及事故排油等设施，干式变压器的冷却介质湿空气，没有爆炸和火灾蔓延的危险，布置灵活，维护方便。但干式变压器的绝缘水平逼向同等级的油浸式变压器低，因此不允许直接与架空线连接。

故与主变压器接线方式相结合，可知所选用的变压器型式为油浸式变压器。 二、所用变压器得台数及容量的选择

所用变压器容量的选择应保证在政策情况下满足用电负荷的供电，不应由于过负荷过热而影响其使用寿命。在一般故障或检修条件下，应有足够的备用容量，以保证供电正常运行。

所用变压器容量与所用电变压器选用2台。所用电率取1%；且采用油浸式变压器，每台可按70%的计算负荷来选择，其中一台所用变压器停止运行时，另一台所用变压器暂时过负荷30%故选择容量为10×1.5×1%=0.15MVA。采用三相油浸自冷式铝线变压器，其低压侧采用的联结组别标号为

Yyno接线。

综上所述：所用变如下表2-2所示 表2-2

主要技术参数（0.4kV油浸式电力变压器） 额定电压及分接范围（kV） 产品型额定容号 量 高压 低压 空相 载 数 损耗 S9-160/10

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负载 损耗 2.6 短路 阻抗 空 载 联 结 电流组标（%） 号 Yyn00.160 10 0.4 3 0.4 4.0 1.4 河南理工大学万方科技学院

2.3.2所用电源的连接方式

所用电母线的接线可按所用变压器台数进行分段或不分段。但必须装设备用电源自动投入装置。

按主变压器的连线方式，看从电源系统连接，也可用变压器低压侧引出分支线供所用变压器电源。

当负荷出线回数超过一回时，一般平均分布在单母线两侧。

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3短路电流计算

3．1概述

3.1.1短路发生的原因及后果

在电力系统中，不仅要考虑正常运行情况，而且要考虑发生故障的情况，其中最重要的就短路故障。相与相或相与地之间直接金属性连接称为短路。

短路发生的远远是多种多样的，主要有：①元件损坏②气象条件恶化③人为事故④其他，如挖沟损伤电缆。

随着短路类型、发生地点和持续时间的不同短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行，短路的危险后果一般有以下的几方面：短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的机械应力。如果导体和它们的支架不够坚韧，则可能遭到破坏，事故进一步扩大。

短路电流通过设备使发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。

短路时系统电压大幅度下降，对用户影响很大。

当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能是去同步，破坏系统稳定，造成成片地区停电。

发生不对称短路时，不平衡电流产生足够的磁通在邻近的电路内感应出很打的电动势，这对于架设在高压电力线路附近的通信线路或铁道信号等会产生严重的影响。 3．2短路电流计算 3.2.1等值电路图简化计算

f1

f2

(3)(3)

图3-1计算电路图

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f(3)1 f(3)1

图3-2等值电路图

当

f(3)1短路时，设Sb=100MVA.

Ub= Uav=1.05Un

系统S Xb1*S(3)100(35)10000.1

S水电站 Xb1002*SXd*nP/cosX10d*4/000.8.2 4

35kV架空线路

S系统20KM：Xb3*X0LU20.152010020.175 av(1.0535)S100水电站15KM：Xb4*X0LU20.15152av(1.0535)0.131

U变压器：Xd%5*X6*Sb7100S100nb10051.4

X7*X1*X3*0.10.1750.275

XX0.1314.1 3

8*X2*4*41系统流到短路点的短路电流为：

I(3)*1X17*0.2753.636

I(3)(3)SbI*3U3.6361003356(KA)

系统短路冲击电流：

i(3)(3)imp2.55I2.55615.3(KA)

系统的短路容量：

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S系统3UavSnSb(3)3376384.52(MVA)

4.1314/0.81000.207

水电站XX8*查表得：

I0*5.1 I0.1*3.8 I0.2*3.7 I1*3.4 I2*3.3 I4*3.2

II0*II''0.1''0S3US5.14/0.83370.398(KA) 0.296(KA) 0.289(KA)

I0.1*I0.2*S3US3U3.83.74/0.83374/0.8337''0.2II1*I2I2*II4*''4''''13US3US3U(3)3.43.33.2''4/0.83374/0.83374/0.83370.265(KA) 0.257(KA) 0.25(KA)

瞬时值：iimp2.69I2.690.3981.071(KA)

水电站短路冲击电流：iimp1.62I1.620.3980.644(KA) 水电站短路容量：S水电站(3)''3UavI''3370.39825.506(MVA)

（KA）由此可知：Iimp总Iimp系统Iimp水电站15.30.64415.944 S总S系统S水电站384.5225.506410.026（MVA）

3.2.2 短路点f2(3)的三相短路电流

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图3-3短路点f2的三相短路电流

当

f2(3)(3)点短路时，设

f1(3)Sb100MVAUbUav1.05Un

由短路点短路计算得出：

X1*0.1 X2*4 X3*0.175 X4*0.131 X5*1.4 X6*1.4 X7*0.275 X8*4.131 X9*0.7

Y1X7*1X8*1X9*10.27514.13110.75.31

X10*X7*X9*Y0.2750.75.311.02 X11*X8*X9*Y4.1310.75.3115.35

系统I(3)(3)1X10*Sb3Uav11.02100310.55.39(KA)

iimp2.55I2.555.3913.74(KA)

(3)S系统3UavIXX11SnSb''310.55.3998.03(MVA) 15.354/0.81000.768水电站：

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查表得：

''X0*1.38 X0.1*1.2 7 X0.2*1.3 2

X1*1.52 X2*1.65 X4*1.7

Sn3UavSn3UavSn3Uav1.384/0.8310.50.38(KA)

II0*I0.1I0.1*''1.274/0.8310.54/0.8310.50.35(KA)

I0.2I0.2*Sn''1.320.363(KA)

I1I1*''3UavSn3UavSn3Uav1.524/0.8310.54/0.8310.54/0.8310.50.418(KA)

I2I2*''1.650.45(KA)

I4I4*(3)''1.7''0.47(KA)

瞬时值：iimp2.69I2.690.381.02(KA)

水电站短路冲击电流：iimp1.62I1.620.380.62(KA) 水电站短路容量：S水电站(3)''3UavI''''310.50.386.91(MVA)

由此可知：Iimp总Iimp系统Iimp水电站13.740.6214.36(KA)

S总S系统S水电站98.036.91104.94(MVA)

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3.3短路电流计算成果表 表3-1

分组 电源 支路计 算数据 1 2 3 4 5 6 7 8 短 路 电 流 计 算 数 据 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 短路点 平均额定电压 分组电源名称 分组电源额定容量 T=0(s) 标么值 有名值 标么值 T=0.1(s) 有名值 标么值 T=0.2(s) 有名值 标么值 T=1(s) 有名值 标么值 T=2(s) 有名值 标么值 T=4(s) 有名值 MVA kA kA kA kA kA kA kA kA MVA kV f1(3) f2(3) 37 系统 10.5 系统  5.1 0.398 3.8 0.296 3.7 0.289 3.4 0.265 3.3 0.257 3.2 0.25 0.644 15.944 410.026 1.38 0.38 1.27 0.35 1.32 0.363 1.52 0.418 1.65 0.45 1.7 0.47 0.62 14.36 104.94 冲击短路电流 冲击短路电流有效值 短路容量

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4电气设备的选择

电器选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一,在电力系统中各电器的作用和工作条件不同,具体选择方法也不完全相同,但对他们的基本要求是一致的,电器要能可靠地工作必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态校验.热稳定和动稳定。

4.1 10kV配电装置电气设备的选择

4.1.1 10kV侧母线、绝缘子和电缆、架空线路的选择。 10kV侧母线选择

1、选择号：10kV母线装设于屋内，采用单片矩形。 2、按经济电流密度和初选母线的经济截面

Igmax1.510103100.731237(A) Tm2ax5000h

1237(mm)

2查表Jn1.00(A/mm) S12371.001) 按长期发热条件校验或选择母线的载流截面选择条件：

IyIgmax1237(A)

Iye0et Ie70417025

Ie0.81 Ie1237即Ie1527(A)

查表 单片矩形铝母线的载流量：表4-1 母线尺寸H×B 100×10

2) 热稳定校验

截面积Kf 1.08 截面系数W 1.6 载流量动稳定kW 814 避免共振时最大跨度 57 S(mm) 1000 2Ie(A) 1568 再留道题的截面最小值SminKfQdC(mm)

2条件：只要所选导体的截面不小于Smin则短路终止温度Qd便不会起过

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短时发热允许温度Qd。

QdQ2Qf2212(5.39105.395.39)0.055.3953.11KAS22222

硬铝在41℃时C值99。

Smin53100099728099 73.5mmS100mm符合条件。223) 动稳定校验

三线短路时的最大冲击电流弯曲应力G不小于母线的允许弯曲应力。 即GGy

动稳定的校验可参照LmaxKwaich1.0875012.962.3mm

即母线绝缘子之间的距离小于Lmax母线的动稳定就可以满足要求。

4.1.2支柱绝缘子的选择

支柱绝缘子用来将母线固定于开关柜上：

1) 型号：产品支柱绝缘子、外胶装 2A-10Y 型支柱绝缘子 2) 额定电压：UeUew10KV

4.1.3电力电缆的选择

电缆芯线材料及型号

铝芯电缆ZLQ（P）＞0 额定电压＞10kV

4.1.4架空线路的选择

1) 线路输送的最大电流

Igmax1.510003100.7124A

查资料得 LVJ-35导线在环境温度41℃的长期允许电流140A，因此选择LGJ-35以上导线均满足发热导体。

2) 按经济截面电流密度选择架空导线截面

Igmax124A

Tmax5000hJ1.15A/mm2

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SjnIgmaxJh107.8mm 1.151242故选择LGJ-120型的钢芯铝绞线。

4.2 10kV变压器侧断路器、隔离开关、电流互感器的选择 4.2.1 10kV变压器侧断路器的选择

1) 型式选择

在10kV屋内配电装置中采用户内真空断路器（ZN-系列）

2)

Igmax1.05SeUe3KG1.051250010''31.51818.75(A)从前面的短路电流计算可知f2点短路：II5.39(KA)

Ich13.74(KA)

10kV变压器侧隔离开关技术参数 表4-2

额额定型号 定电压 LMZBJ-10W1 10 6000 5 0.2/0.5/0.5/10p 0.2/0.5/0.5/10p 60 一次额定二次额定准确度 二次组合 二次负荷 动稳定电流 72 电流（A） 电流（A） 额定10kV馈线贿赂选择LZZBJ9-10h1型电流互感器其变比为300/5A 准确的等级为0.5S/5p10

4.3 10kV侧出现成套开关柜的选择

4.3.1 断路器的选择和校验

1）选型：真空断路器

2）UeUew=10kv

根据以上条件所选择的35kV断路器的选择技术参 表4-3 型号 额定额定额定动稳额定4s热额定绝缘水平 16

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电压电流开断定电关合稳定电（kV） （A） 电流流短路流（kV） 工频耐雷击冲击（kA） （kA） 电流压1分耐压斜波（峰钟（kV） (kV） 值） ZN21—12

1> 断路器开断电流的校验

真空断路器的额定开断电流Iekd31.5KA

12 800 31.5 80 80 31.5 42 75 （KA）超瞬变短路电流I5.39 故Iekd=I满足开断条件 2> 短路关合电流校验

断路器的额定关合电流（最大短路电流峰值）ieg17KA 短路冲击电流ich=13.74KA 故ieg＂＂ich 满足关合条件

3> 动稳定校验

电气 允许通过的动稳定电流的幅值，ies（表明断路器在冲击电流作用下，承受电动力的能力，该值不小于开断电流的2.55倍）即ies2.55

ieg短路冲击电流ich=13.74KA，

显然iesich

故

IttQdt 满足热稳定条件

24.3.2 电压互感器的选择

1、选型：根据用途安装地点等来选择，故10kV侧电压互感器选择户内

型

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2、额定电压的选择：U1eUew10kv（线电压）U2e100v 3、准确度等级选择：应满足二次测量仪表对其的最高要求

副边容量校验：计算出负荷＜该准确度对应的互感器S2e

表4-4 型号 一次线圈 JDZJ-10 103额定工作电压（kV） 二次线圈 0.13额定容量（MVA） 0.5级 50 1级 89 3级 2000 辅助线圈 0.13 4.3.3 电流互感器的现在

1、选型：户内式

2、UeUew10kv IleIgmax123A. 7 表4-5 额定二额定短时额定动额定电压设备最高额定一次型号 次电流热电流1s稳定电（kV） 电压（kV） 电流（A） （A） （kA） 流倍数 LZZBJ1-35 10 12 150 5 12 75 3、动稳定校验

满足动稳定要求的条件为

Kdich102Ie33，

3且

ich10/

2Ie5.3910/325024

故Kd75ich10/2Ie24，满足动稳定要求

4、热稳定校验

满足热稳定要求的条件为：

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故QdtQdt 满足热稳定要求 5、准确度的等级选择和副边容量校验

保护用电流互感器一般可选用3级，差动保护对电流互感器的特性有特殊要求，要求选用D级，零序保护也有专用电流互感器

4.3.4 避雷器选择

表4-6

型号 FS4 额定电压（有效值） 10kV 灭弧电压（有效值） 12.7kV ＂

4.3.5 熔断器选择

1、选型：户内式 2、熔断器技术参数 表4-7 额定额定断最大切熔丝额定型号 工作流容量断电流 电流（kA） 电压 （MVA） RNZ-10 10 50 0.5 1000 备注 用于保护电压互感器 4.4 10kV 侧母线侧PT柜电压互感器的选择 4.4.1

1、 选型：根据用途安装地点等来选择，故10kV侧电压互感器选择户内型

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2、 额定电压的选择：Ule=Ue10kv（线电压）U2e=10kv 3、 准确度等级选择：应满足二次侧所连接测量仪表对其的最高要求

副边容量校验：计算出负荷＜该准确度对应的互感器S2e

表4-8

型号 一次线圈 JDZJ-10 103额定工作电压（kV） 二次线圈 0.13额定容量（MVA） 1级 89 3级 2000 辅助线圈 0.5级 0.13 50 4.4.2 10kV 等级侧PT柜熔断器的选择

1、选型：户内式

2、熔断器技术参数 表4-9

额定工型号 作电流（A） RNZ-10 10 最大切断电流熔丝额定电流额定断流容量备注 （kA） （kA） （MVA） 50 0.5 1000 用于保护电压互感器 4.4.3 PT柜避雷器的选择

选型：合成绝缘无间隙氧化锌避雷器 型号：HY5WZ—10/30

4.4.4 10kV母线侧所用变熔断器的选择 选型：RN310/50

4.5 35kV变压器侧高压开关电器的选择

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高压断路器、隔离开关及高压熔断器的选择校验项目 表4-10 项目 高压断路器 隔离开关 高压断路器 UeUe 额定电压 额定电流 开断电流 断路关合电流 热稳定 IxItdzt动稳定 IekdIeIgmax I2 ignicy - - idicy - - - 4.5.1 35kV变压器侧断路器的选择 1、选型：户外型 ，少油断路器 操作机构：优先采用电磁式操作机构

2、UeUeω=35kv

根据以上数据条件的选择的35kV断路器技术参数 表4-11 电压 额定电型号 流（kA） 额定 SW3-35 35 600 额定开断电流额定断开极限通过容量电流（kA） 峰值 17 热稳定电流（kA） 4S 6.6 合闸时间（S） 0.12 闸时间 0.06 固有分（kA） （MVA） 6.6 400 有效值 9.8 3、断路器开断电流的校验

高压断路器的额定开断电流：Iekd6.6KA

超瞬变短路电流有效值：I0.47KA

'''' 故IekdI满足开断条件

4、短路关合电流校验

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断路器的额定关合电流（最大短路电流峰值）：ieg17KA

短路冲击电流ich15.3KA，故icgich满足关合条件 5、动稳定校验

电器允许通过的动稳定电流幅值：ies（表明断路器在冲击短路电流作用

下，承受电动力的能力，该值不小于开断电流的2.55倍，即ies2.55ich，显然

iesich满足动稳定条件

6、热稳定校验

短时发热量： Qdt=Qzt+Qfzt=0.894KAS

2222 断路器热稳定电流下的热量： Itt6.64174.24KAS 故满足IttQdt 满足热稳定条件 4.5.3 35kV变压器侧高压熔断器的选择

选型：户外熔断器的型式决定于电压等级 35kV可选用RW5—35 RW5—35/50系列跌落式：非限流型，用于保护配电变压器和线路 RXW0—35/0.5系列限流型非跌落式，用于保护电压互感器 表4-12

额定工型号 作电压（kV） RW5—35/50 RW10—35/0.5 35 35 额定工作电流（kV） 50 0.5 额定断流容量（MVA） 200 1000 用于保护配电变压器和线路 用于保护电压互感器 备注 2 22

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4.5.4 35kV变压器侧互感器的选择 4.5.4.1 35kV变压器侧电压互感器的选择 1、选型：根据用途安装地点来选择

故35kV侧电压互感器选择户外型，且为3台单相电压互感器，1台三相五柱式及3个单相TV用于同期测量、保护及绝缘监察及单相接地保护 2、额定电压的选择

Ue=Ue35kv（线电压）Uze=100V

3、准确度等级选择：应该满足二次侧所接测量仪表对其的最高要求 副边容量校验：计算出电荷＜该准确度对应的互感器Sze 表4-13

额定工作电压（kV） 型号 一次线圈 JDJJ—35 353额定容量（MVA） 最大容量0.5级 150 250 600 1200 1/1/1—12—12 1级 3级 （MVA） 连接组别 二次线圈 0.13辅助线圈 0.13 4.5.4.2 35kV变压器侧电流互感器的选择 1、选型：户外油浸独立式 2、UeUe35KV

Ileigmax451A.5

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表4-14

额定电型号 压（kV） LCWD—35 35 额定一次电流（A） 600 一次电流变化范围 15—750 次负荷 1.2 倍数 150 额定二动稳定1秒热稳定倍数 65 数 15 10%倍 3、动稳定校验

ich102Ile3满足动稳定要求的条件：Kd

ich10 且

32Ile0.47102Ile30.55

满足懂稳定要求 4、热稳定校验

满足热稳定要求的条件 KtQd10Ile23

Qdt=Qzd+Qfz=t0.894SK A5、准确度等级选择和副边容量校验

保护用电流互感器一般可选用3级，差动保护对电流互感器的特性有特殊要求，要求选用D级，零序保护也有专用电流互感器 4.5.5 35kV变压器侧高压避雷器的选择

表4-15

型号 FZ—35 额定工作电压（kV） 35 灭弧电压（kV） 41 24

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设备清单 表4-16

序 号 1 2 3 4 5 6 器 7 8 9 10 11 35kV熔断器 35kV电压互感器 35kV电流互感器 35kV避雷器 10kV单片矩形铝母线 10kV母线支柱绝缘12 13 14 15 16 17 子 10kV主变出线电缆 10kV架空线 10kV母线PT柜 10kV出现开关柜 10kV所用变高压熔断器 ZA—10Y ZLQ(P)20 LGJ—120 KYN—28 KYN—28 RN3—10/50 个 HXB（100×10） 条 3 RXW0—35/0.5 台 1 JDJJ—35 LCWD—35 FZ—35 台 名 称 主变压器 所用变（35kV） 所用变（10kV） 35kV母线断路器 35kV母线隔离开关 35kV侧所用变熔断RW5—35/50 台 1 压器 用于保护电压互感器 规 格 单台备 注 用于保护配电变位 数 S7—12500/35 台 2 SJL1—200/35 台 1 S27—200/10 SW3—35 GW5—35GD 台 1 台 2 台 2 台 4 台 3 条 1 条 10 台 1 台 10 台 1

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5变电所的防雷保护

变电所是重要的电力枢，一旦发声雷击事故，就会造成大面积的停电，一些重要的设备如变压器等多半不是自恢复绝缘，其内部绝缘如果发生闪络，就会损坏设备，因而从防雷保护的设计来看，要求变电所实际是爱犬耐雷的，变电所的雷害事故来自两个方面：意识雷击变电所；二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。 5.1 变电所的雷击保护

为了防止变电所遭受直击雷击，需要装设避雷针、避雷线和辅助设良好的

接地网，装设避雷针应使变电所有设备和建筑物处于保护范围之内。还应该使被保护物体与避雷针之间留有一定的距离，而避雷针的装设可分为独立避雷针和构架避雷针两种，根据规程可知，35kV及以下配电装置的绝缘较弱，所以其构架或屋顶上不宜装设构架避雷针，而应该装设独立避雷针。

若变电所的四角装设等高的避雷针，则能保护变电站全部的范围 D12=75.6m 2 3 D=64.394m D=1745.6 m D=64.9m 所以最大的避雷针之间距离为2.25m 5.2 避雷器的选择 5.2.1 35kV避雷器的选择

选择Y5CZ—42型避雷器 表5-1 系统额定电压(kV） 标称电压（kV) （kV) 42 35 ＜80 ＜134 ＜168 us ＜100 ＜168 300

标称工频放电电压1.2/5us充放电电流下残系统标称电压下直流导电流343kV/us冲前冲放电压（kV） 通流容量 （kV） 压（kV） 电压2000us 8/20us 4/10us 10 26

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5.2.2 10kV避雷器的选择

10kV避雷器的灭弧电压为： 1.1×1.15LW=1.1×1.15×10=12.7（kV） 根据安装环境及工作电压，可选用HY5WZ—17/45型无间隙金属氧化锌避雷器可满足要求： 表5-2

系统额定型号 电压（kV） 10 避雷针额定电压（kV） HY5WZ—17/45 17 12.7 5 持续运行标称放电操作冲击电流下残流 35 400 2ms方波通流量A 电压（kV） 电流（kA）

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6变电所配电装置

6.1 配电装置设计原则与要求 6.1.1 配电装置设计总的原则

1、高压配电装置的设计应用根据电力系统条件，自然条件特点和运行检修，施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，以便配置设计不断创新。做到技术先进，经济合理，运行可靠维护方便。

2、变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用电，并结合运行检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置形式时，必须满足下列四项要求：①节约用地；②运行安全和操作巡视方便；③便于检修和安装；④节约材料，降低造价；

3、户内型配电装置布置安全性，可靠性高、占地面积少，设备寿命长等优点，但其结构复杂、造价较高，配电楼建筑费用及三材增加甚多。户内型配电装置的特点将母线、隔离开关、断路器等电气设备上下重叠布置在屋内这样可以改善运行和检修条件，同时，由于屋内配电装置布置紧凑，可以大大缩小占地面积。 6.1.2 配电装置设计的基本要求

1、保证运行可靠性，按系统和自然条件，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、保证运行维护人员的人身安全和设备安全。 3、便于检修、维护、巡视和操作、安装。

4、力求经济，必须在保证安全的前提下，布置紧凑力求节约材料和降低价格。

5、考虑发展扩建的可靠性 6.2 电气总平面布置

35kV配电装置布置在所在区南部、10kV屋内配电装置、主变压器和主控制在所区北部，即两者出线方向呈180°，辅助厂房和生活区，电容器室分别在变电站的两侧屋外配电装置的架构、进线高度，相间距离等均接110kV设计，熔断器、隔离开关和互感器等之路座也接110kV设计，变压器基础按9000kA设计所以变电所占地面积较大。 6.3 10kV配电装置

10kV配电装置一般为屋内布置，当出现不带电抗器时，一般采用成套开关

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柜单层布置，当出线带电抗器时，一般采用三层或两层装置式布置本次设计选用固定式高压开关柜XGNZ-10 6.4 35kV配电装置

采用中型布置，中型布置是将所有电气设备都安装在同一个水平面内并装在同一高度的基础上，使电部分对地保持必要高度，以便于工作人员，能在地面安全活动，具有施工和检修方便、抗震性好造价低的优点，不是之处是占地面积较大。

35kV选用户外配电装置、中型布置，35kV为单母线，所以35kV采用户外配电装置中型布置断路上双列布置。

说明：母线架构高5.5m宽3.2m进出线构架7.3m相间距离为1.6m，35kV设备共有13个间隔，保留预度5m，π型构架2×3m，35kV设备区尺寸：65×3m(长×宽)。

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7心得体会

课程设计是学生在校期间的一个重要的综合的实践教学环节，对学生以前所学基本理论、专业知识起到巩固、总结、发展和提高的作用。通过一个具体的配电降压变电所设计，锻炼我的综合运用所学专业知识，特别是有关电力网，供配电系统，电气一次方面的理论、概念和计算方法解决具体工程实际问题的能力。在设计过程中通过了解有关技术政策、经济指标、设计和规程，学校工程设计的基本技能、基本程序和基本方法。培养了我具有初步的科学研究和设计计算方面的技能， 树立工程设计必须安全、可靠、经济的观点。

通过这次课程设计使我达到以下目的：

1. 巩固并充实所学基本理论和专业知识，能灵活应用，解决实际问题。 2. 简历正确的设计思路与方法，初步掌握变电所设计的程序、内容、原则与方法。

3. 提高查阅文献、收集资料、调查研究、综合分析、计算比较、设计制图和编写说明书、计算书的能力。

4. 培养严肃认真、实事求是和刻苦钻研的工作作风。

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参考文献

【1】《发电厂电气部分》 熊信银 【2】《现代供电技术》 邹有明 【3】《电力系统分析》 何仰赞

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