110KV 变电所设计毕业设计论文.doc

110KV变电所设计目 录摘 要I概 述II第一部分 设计说明书1第一章 负荷分析11.1 负荷的分类11.2 负荷曲线与最大负荷利用时间11.3 本设计中的负荷分析11.4 本设计中的负菏分析本地区负荷情况21.5 35KV及10KV各侧的负荷大小2第二章 主变压器的选择42.1 主变台数的确定42.2 主变容量的确定42.3 主变相数选择42.4 主变绕组数量42.5 主变绕组连接方式52.6 主变的调压方式52.7 变压器冷却方式的选择5第三章 无功补偿装置的选择73.1 补偿装置的意义73.2 无功补偿装置类型的选择73.3 无功补偿装置容量的确定83.4 并联电容器装置的分组83.5 并联电容器装置的接线8第四章 电气主接线的初步设计及方案选择104.1 电气主接线的概括及分类104.2 110KV侧主接线的设计114.3 35KV侧主接线的设计114.4 10KV侧主接线的设计114.5 主接线中的设备配置12第五章 各级配电装置的配置及接地装置145.1配电装置145.2 接地装置15第六章 短路电流计算的目的及结果166.1 短路电流计算的目的166.2计算结果16第七章 电气设备选择177.1 电气设备选择的概述177.2 110KV侧断路器的选择187.3 110KV隔离开关的选择197.4 敞露母线的选择197.5 110KV电流互感器的选择197.6 电压互感器的选择207.7 高压开关柜的选择20第八章 继电保护规划及整定248.1 主变压器保护规划与整定248.2 线路保护的规划248.3 母线保护规划25第九章 变电站的站用电26第二部分 计算说明书27第一章 三相短路计算271.1计算各阻抗标值271.2 110KV侧发生三相短路：281.3 35KV侧发生三相短路时的计算291.4 10KV侧发生三相短路时的计算30第二章 不对称短路电流计算322.1 各元件的序电抗332.2 两相短路332.3 单相短路342.4 两相接地故障35结束语37参考文献38摘 要本设计首先根据毕业综合实践与设计指导书的内容，拟题目，方案。通过所学知识，参考相关资料进行设计。 分析负荷发展趋势，从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，从安全、经济及可靠性方面考虑，确定了110KV、35KV、10KV的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器的台数、容量及型号，最后根据短路电流的计算结果，对主要电气设备进行了选择，从而完成了110KV降压变电站部分的设计。在设计中，用到的知识要点和选用规则条件，并配以相应的计算，以达到对设计思路的进一步剖析，使设计内容更清晰易懂，为保证知识理论的严紧性，参考了大量的相关的理论知识书籍，精心摘选，保证语言上的简明扼要，通俗易懂，并提高设计本身的可读性，保证了设计的质量。关键词： 变电站，变压器，接线概 述1所址情况 变电站位于某城市，地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔200米，最高气温40，最低气温-18，年平均气温14，最热月平均最高气温30，土壤温度25。2系统情况如下图待设变电站10KV2×30km110KV4×240MVA4×200MW(1×200MW)75km80km220KVXc=0.04Sj=1000MVA2×120MVAcos=0.06Xd=0.167注：括号内为最小运行方式第一部分 设计说明书第一章 负荷分析1.1 负荷的分类1. 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失，属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。2. 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线路供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。3. 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。1.2 负荷曲线与最大负荷利用时间1.负荷曲线由于用户用电的随机性，电力系统的负荷是时刻在变化着的，相应的电力系统的功率分布、母线电压、功率损耗以及电能损耗等也在变化。因此，在分析计算电力系统的上述运行参数时，首先必须了解负荷随时间的变化规律。用户、变电站、发电厂及电力系统的负荷随时间变化的规律，通常以负荷曲线来表示。一般用直角坐标系的横坐标表示时间，以小时、日、月等为单位；纵坐标表示有功功率、无功功率、视在功率或电流。为了简化计算和便于在运行中绘制负荷曲线，常把连续变化的负荷看成在测量的那一小段时间内不变，因此，负荷曲线常被绘成阶梯形。知道了整个电力系统的日负荷曲线，电力系统的调度管理部门就可以据此制定日发电量计划。2.最大负荷利用时间将用户全年所取用的电能与一年内的最大负荷相比，所得的时间称为用户年最大负荷利用时间。1.3 本设计中的负荷分析市镇变1、2：市镇变担负着对所辖区域的电力供应，若中断供电将会带来大面积停电，所以应属于一级负荷。煤矿变：煤矿变负责向煤矿供电，煤矿大部分是井下作业，例如：煤矿工人从矿井中的进出等等，若煤矿变一旦停电就可能造成人身死亡，所以应属一级负荷。化肥厂：化肥厂的生产过程伴随着许多化学反应过程，一旦电力供应中止了就会造成产品报废，造成极大的经济损失，所以应属于一级负荷。砖厂：砖厂的生产过程与电的联系不是非常紧密，若终止电力供应，只会造成局部破坏，生产流程混乱，所以应属于三级负荷。镇区变：镇区变担负着对所辖区域的电力供应，若中止镇区变的电力供应，将会带来大面积停电，带来极大的政治、经济损失，所以应属于一级负荷。机械厂：机械厂的生产过程与电联系不是非常紧密，若中止供电，不会带来太大的损失，所以应属于二级负荷。纺织厂1、2：若中断纺织厂的电力供应，就会引起跳线，打结，从而使产品不合格，所以应属于二级负荷。农药厂：农药厂的生产过程伴有化学反应，若停电就会造成产品报废，应属于一级负荷。 面粉厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。耐火材料厂：若中断供电，影响不大，所以应属于三级负荷。1.4 本设计中的负菏分析本地区负荷情况电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式线路长度（KM）35KV乡镇变1 乡镇变2汽车厂砖厂60007000430050000.90.920.880.851121架空架空架空架空15871110KV乡区变纺织厂1纺织厂2纺织厂3加工厂材料厂10007008006007008000.90.890.880.880.90.9312112架空电缆架空架空架空架空5374521.5 35KV及10KV各侧的负荷大小1. 35KV侧P16000+7000+4500×2+4300×2+500035600KWQ1=6000×0.48+7000×0.426+4500×0.62×2+4300×0.54×2+5000×0.62=19186Kvar2. 10KV侧：P21000×3+800×2+700+800×2+600+700+800×29800KWQ2=1000×3×0.48+700×0.512+800×0.512×2+800×0.54×2+600×0.54+700×0.48+800×0.48×2=4909.6KvarPP1+P2=35600KW+9800KW=45400KWQ=Q1+Q2=19186+4909.6=24095.6Kvar所以：S（454002+24095.62）1/251398KVA考虑线损、同时系数时的容量：S2=51398×0.8×1.05=43174.3KVA第二章 主变压器的选择2.1 主变台数的确定对于大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站应装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，故主变设为两台。2.2 主变容量的确定（1）主变压器容量一般按变电站建成后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。对城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。（2）根据变电站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站，应考虑到当一台主变压器停运时，其余变压器容量在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；对一般性变电站，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70-80。此变电站是一般性变电站。有以上规程可知，此变电站单台主变的容量为：S=S2×0.8=43174.3×0.8=34539.48KVA所以应选容量为40000KVA的主变压器。2.3 主变相数选择（1）主变压器采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。 （2）当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应采用三相变压器。社会日新月异，但今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等已不成问题，故由以上规程可知，此变电站的主变应采用三相变压器。2.4 主变绕组数量在具有三种电压的变电站中，如通过主变压器各侧的功率均达到该变压器容量的15以上，或低压侧虽无负荷，但在变电站内需装设无功补偿装备时，主变压器宜采用三绕组变压器。根据以上规程，计算主变各侧的功率与该主变容量的比值：高压侧：K1=(35600+9800)×0.8/40000=0.9>0.15中压侧：K2=35600×0.8/4000=0.7>0.15低压侧：K3=9800×0.8/40000=0.2>0.15由以上可知此变电站中的主变应采用三绕组。2.5 主变绕组连接方式变压器的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Y和，高、中、低三侧绕组如何要根据具体情况来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组都采用Y0连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV及以下电压，变压器绕组都采用连接。由以上可知，此变电站110KV侧采用Y0接线，35KV侧采用Y连接，10KV侧采用接线。主变中性点的接地方式：选择电力网中性点接地方式是一个综合问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、变压器和发电机的运行安全以及对通信线路的干扰。主要接地方式有：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和直接接地。电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式。电力网中性点接地与否，决定于主变压器中性点运行方式。35KV系统，IC<=10A；10KV系统，IC<=30A（采用中性点不接地的运行方式）35KV：Ic=UL/350=35×(15+8+10×2+7×2+11)/350=6.8A<10A10KV：Ic=10×(5×3+7×2+4+5+7×2)/350+10×(2×2+3)/10=8.2A<30A所以在本设计中110KV采用中性点直接接地方式，35、10KV采用中性点不接地方式。2.6 主变的调压方式调压变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：不带电切换，称为无励磁调压，调压范围通常在+5以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调压范围可达到+30。对于110KV及以下的变压器，以考虑至少有一级电压的变压器采用有载调压。由以上可知，此变电站的主变压器采用有载调压方式。2.7 变压器冷却方式的选择主变一般的冷却方式有：自然风冷却；强迫油循环风冷却；强迫油循环水冷却；强迫导向油循环冷却。小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却方式。故此变电所中的主变采用强迫油循环风冷却方式。附：主变型号的表示方法第一段：汉语拼音组合表示变压器型号及材料。第一部分：相数 S-三相；D-单相；第二部分：冷却方式 J-油浸自冷； F-油浸风冷； S-油浸水冷；G-干式；N-氮气冷却； FP-强迫油循环风冷却；SP-强迫油循环水冷却本设计中主变的型号是：SFPSL40000/110第三章 无功补偿装置的选择3.1 补偿装置的意义无功补偿可以保证电压质量、减少网络中的有功功率的损耗和电压损耗，同时对增强系统的稳定性有重要意义。3.2 无功补偿装置类型的选择（1）无功补偿装置的类型 无功补偿装置可分为两大类：串联补偿装置和并联补偿装置。 目前常用的补偿装置有：静止补偿器、同步调相机、并联电容器。（2）常用的三种补偿装置的比较及选择 这三种无功补偿装置都是直接或者通过变压器并接于需要补偿无功的变配电站的母线上。同步调相机： 同步调相机相当于空载运行的同步电动机在过励磁时运行，它向系统提供无功功率而起到无功电源的作用，可提高系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑地改变输出或汲取的无功功率，进行电压调节。特别是有强行励磁装置时，在系统故障情况下，还能调整系统的电压，有利于提高系统的稳定性。但是同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂。它的有功功率损耗较大。小容量的调相机每千伏安容量的投入费用也较大。故同步调相机宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。在我国，同步调相机常安装在枢纽变电站，以便平滑调节电压和提高系统稳定性。静止补偿器：静止补偿器由电力电容器与可调电抗器并联组成。电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，根据调压需要，通过可调电抗器吸收电容器组中的无功功率，来调节静止补偿器输出的无功功率的大小和方向。静止补偿器是一种技术先进、调节性强、使用方便、经济性能良好的动态无功功率补偿装置。静止补偿器能快速平滑地调节无功功率，以满足无功补偿装置的要求。这样就克服了电容器作为无功补偿装置只能做电源不能做负荷，且调节不能连续的缺点。与同步调相机比较，静止补偿器运行维护简单，功率损耗小，能做到分相补偿以适应不平衡负荷的变化，对冲击负荷也有较强的适应性，因此在电力系统得到越来越广泛的应用。（但此设备造价太高，故在本设计中不宜采用）。电力电容器：电力电容器可按三角形和星形接法连接在变电站母线上。它所提供的无功功率值与所在节点的电压成正比。电力电容器的装设容量可大可小，而且既可集中安装，又可分散装设来接地供应无功率，运行时功率损耗亦较小。此外，由于它没有旋转部件，维护也较方便。为了在运行中调节电容器的功率，也可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入和切除。综合比较以上三种无功补偿装置后，选择并联电容器作为无功补偿装置。3.3 无功补偿装置容量的确定现场经验一般按主变容量的1030来确定无功补偿装置的容量。此设计中主变容量为40000KVA。故并联电容器的容量为：4000KVA12000KVA为宜，在此设计中取12000KVA。3.4 并联电容器装置的分组1、分组原则1）并联电容器装置的分组主要由专业系统根据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素确定。2）对于单独补偿的某台设备，例如电动机、小容量变压器等用的并联电容器装置，不必分组，可直接与设备相联接，并与该设备同时换切。对于110KV220KV主变带有载调压装置的变电站，应按有载调压分组，并按电压或功率的要求实行自动换切。3）终端变电站的并联电容器设备，主要是为了提高电压和补偿变压器的无功损耗。此时，各组应能随电压波动实行自动换切。换切任一组电容器时引起的电压波动不应超过2.5。2、分组方式1）并联电容器的分组方式有等容量分组、等差容量分组、带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组。2）各种分组方式比较a. 等差容量分组方式：由于其分组容量之间成等差级数关系,从而并联电容器装置可按不同换切方式得到多种容量组合。即可用比等容量分组方式少的分组数目，达到更多种容量组合的要求，从而节约了回路设备数。但会在改变容量组合的操作过程中，引起无功补偿功率较大的变化，并可能使分组容量较小的分组断路器频繁操作，断路器的检修间隔时间缩短，从而使电容器组退出运行的可能性增加。因而应用范围有限。b. 带总断路器的等差容量分组、带总断路器的等差级数容量分组，当某一并联电容器组因短路故障而切除时，将造成整个并联电容器装置退出运行。c. 等容量分组方式，是应用较多的分组方式。综上所述，在本设计中，无功补偿装置分组方式采用等容量分组方式。3.5 并联电容器装置的接线并联电容器装置的基本接线分为星形（Y）和三角形（）两种。经常使用的还有由星形派生出来的双星形，在某种场合下，也采用有由三角形派生出来的双三角形。应采用双星形接线。因为双星形接线更简单，而且可靠性、灵敏性都高，对电网通讯不会造成干扰，适用于10KV及以上的大容量并联电容器组。中性点接地方式：对该变电站进行无功补偿，主要是补偿主变和负荷的无功功率，因此并联电容器装置装设在变电站低压侧，故采用中性点不接地方式。第四章 电气主接线的初步设计及方案选择4.1 电气主接线的概括及分类1、 概括（1）发电厂和变电站中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也称主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电站电气部分的主体，对发电厂和变电站以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。（2）主接线设计的基本要求：可靠性、灵活性、经济性。（3）6KV-220KV高压配电装置的基本接线有汇流母线的连线：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关等。无汇流母线的接线：变压器-线路单元接线、桥形接线、角形接线等。2、 分类（1）单母线不分段接线这种接线在有母线接线中是最简单的。其接线特点是电源和引出线回路都接于同一组母线上,每个回路都装有断路器和隔离开关,紧靠母线的隔离开关称为母线隔离开关。与断路器的配合原则是：隔离开关“先合后断”或在等电位状态下进行操作。母线侧隔离开关与线路侧隔离开关的配合原则是：母线侧隔离开关“先合后断”。主要优点：接线简单、清晰；需用的电气设备少；配电装置的建造费用低；操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。主要缺点：1）母线或母线隔离开关在检修期间，连接在母线上的所有回路必须全部停止工作。2）母线或母线隔离开关上发生短路故障时所有电源回路的断路器在继电保护作用下都将自动跳闸，使整个配电装置在修复期间停止工作。3）检修电源或引出线断路器时，该回路必须停电。（2）单母线分段接线主要缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线所连接的回路都在检修期间内停电；任一回路的断路器检修时，该回路将中断供电。因此，这种接线主要应用在中、小型发电厂以及出线数目不多的35KV-220KV变电站中。 （3）带旁路母线的单母线接线有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。它广泛用于出线数较多的110KV及以上的高压配电装置中，因为电压等级高，输送功率较大，送电距离较远，停电影响较大，同时高压断路器每台检修时间较长；而35KV及以下的配电装置一般不设旁路母线，因为负荷小，供电距离短，容易取得备用电源，有可能停电检修断路器，并且断路器的检修、安装或更换均较方便。一般35KV以下配电装置多为户内型，为节省建筑面积，降低造价，都不设旁路母线，只有在特殊重要的用户供电，不允许停电检修断路器时才设置旁路母线。（4）双母线接线主要优点：1）检修任一组母线时，不会中断向用户供电。2）检修任意回路的母线隔离开关时，只需开断该条回路两侧的相关元件，因此该回路仅仅在检修期间停电。3）工作母线发生故障时，可将全部回路切换到备用母线上，从而迅速恢复正常工作，但需暂短停电。4）检修任意工作回路的断路器时，可利用母联断路器来替代，而不致使该回路供电长期中断。5）需要对任意回路单独进行电气试验时，可以将该回路切换到备用母线上，这样的试验既安全又方便。4.2 110KV侧主接线的设计110KV侧初期设计回路数为2，最终为4回。110KV侧配电装置宜采用单母线分段的接线方式。110KV侧采用单母线分段的接线方式，有下列优点：（a）供电可靠性：当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电；（b）调度灵活，任一电源消失时，可用另一电源带两段母线；（c）扩建方便；（e）在保证可靠性和灵活性的基础上，较经济。故110KV侧采用单母线分段的连接方式。4.3 35KV侧主接线的设计35KV侧出线回路数为7回。当35KV63KV配电装置出线回路数为48回，采用单母线分段连接，当连接的电源较多，负荷较大时也可采用双母线接线。故35KV可采用单母线分段连接也可采用双母线连接。4.4 10KV侧主接线的设计10KV侧出线回路数为12回。当6KV10KV配电装置出线回路数为6回及以上时采用单母线分段连接。故10KV采用单母线分段连接。4.5 主接线中的设备配置（1）隔离开关的配置（a）中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（b）在出线上装设电抗器的6KV10KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。（c）接在发电机、变压器出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（d）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自耦变压器的中性点则不必装设隔离开关。（2）接地刀闸或接地器的配置（a）为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。（b）63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。（3）电压互感器的配置（a）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的需求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（b）6KV-220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回路出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。（c）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。（d）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。（e）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。（4）电流互感器的配置（a）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。（b）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。（c）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。（d）一台断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。（5）避雷器的装置（a）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。（b）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视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要求而定。（c）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。（d）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。（e）下列情况的变压器中性点应装设避雷器。1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电站为单进线且为单台变压器运行时。3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。（f）发电厂变电站35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。（g）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。（h）110KV220KV线路侧一般不装设避雷器。第五章 各级配电装置的配置及接地装置5.1配电装置1.配电装置的概述发电厂和变电站主接线中 ，所装设的开关电器，载流导体以及保护和测量电器等设备，按一定要求建设而成的电工建筑物，称为配电装置。它的作用是接受电能和分配电能，所以它是发电厂和变电站的重要组成部分。2、配电装置的要求（1）配电装置的设计和建设，应认真贯彻国家的技术经济政策和有关规程的要求，特别注意应节约用地，争取不占或少占良田。（2）保证运行安全和工作可靠。设备要注意合理选型，布置应力求整齐、清晰。（3）便于检修、操作和巡视。（4）便于扩建和安装。（5）在保证上述条件下，应节约材料，减少投资。3、配电装置的分类及使用范围配电装置按电气设备装置的地点，可分为屋内配电装置和屋外配电装置。按组装的方式可分为在现场组装而成的装配式配电装置，以及在制造厂将开关电器等按接线要求组装成套后运至现场安装用的成套配电装置。屋内配电装置是将电气设备安装在屋内，它的特点是占地面积小，运行维护和操作条件较好，电气设备受污秽和气候条件影响较小；但需建造房屋，投资较大。屋外配电装置是将电气设备装置在屋外，它的特点是土建工程量小，投资小，建造工程短，易扩建，但占地面积大，运行维护条件较差，易受污秽和气候条件影响。在发电厂和变电站中，一般35KV及以下的配电装置采用屋内配电装置，110KV及以上的配电装置多采用屋外配电装置。但110KV及以上的配电装置，在严重污秽地区，如海边和化工厂区或大城市中心，当技术经济合理时，也可采用屋内配电装置。成套配电装置一般布置在屋内，特点是结构精密，占地面积小，建设期短，运行可靠，维护方便，但耗用钢材较多，造价较高。目前我国生产的3KV35KV各种成套配电装置，在发电机和变电站中已广泛应用。由以上各种方案比较得：在本设计中，10KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜。35KV采用屋内配电装置，手车式高压开关柜。110KV采用屋外半高型配电装置。5.2 接地装置1.作用发电厂和变电站中的接地装置按工作性质可分为工作接地和保护接地。工作接地是指为了保证电力系统正常情况和事故情况下能可靠工作，而将电力系统中的某一点，通常是中性点，直接或经特殊设备与地作金属连接。保护接地是为了保护人身安全，防止触电，而将在正常情况下不带电的电气设备外壳或金属结构，与接地体之间作良好的金属连接。第六章 短路电流计算的目的及结果 6.1 短路电流计算的目的在变电站和发电厂的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节。计算的目的是选择主接线，比较各种接线方案：为选择电气设备，校验设备提供依据，为继电保护整定计算提供依据等。6.2计算结果短路电流110KV35KVI(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)I(KA)ich(KA)2.706.882.3355.9432.9037.3883.0367.2723.4348.741第七章 电气设备选择7.1 电气设备选择的概述1. 选择的原则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）应按当地环境条件校核。3）应力求技术先进和经济合理。4）与整个工程的建设标准应协调一致。5）同类设备应尽量减少种类。6）选用的新产品均应具有可靠的实验数据。2. 设备的选择和校验电气设备和载流导体选择的一般条件：（1）按正常工作条件选择a. 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压UeUewb. 额定电流：所选电气设备的额定电流IO，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流Imax 。计算回路的最大持续工作电流I max 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。（2）按短路状态校验a.热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，QdQy，QdI2r t，t=tb+tdf 。校验电气设备及电缆（3KV6KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。b.动稳定校验：ichidw , IchIdw，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；（3）短路校验时短路电流的计算条件所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。7.2 110KV侧断路器的选择在本设计中110KV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。110KV的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。比较各种110KVSF6高压断路器的应采用LW11-110型号的断路器。校验：LW11-110断路器的具体技术参数如下：额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流动稳定电流110KV123（145）KV1600315031.54080100热稳定电流（3S）额定关合电流固有分闸时间分闸时间31.5KA(3S)40kv80KA100KA40ms135ms由上表知：断路器的额定电压为110KV，不小于装设断路器所在电网的额定电压。目前母线材料广泛采用铝材，因为铝电阻率较低，有一定的机械强度，质量轻、价格较低，我国铝材的储量丰富。钢虽有较好的性能，但价格贵，我国储备不多。所以只有在一些特殊场合，如工作电流较大，位置特别狭窄，环境对铝材有严重腐蚀的情况才用铝材。 综上所述，在本设计中母线材料用铝。硬母线截面积形状一般有矩形、槽型、和管型。槽形母线的机械性能强度较好，集肤效应较小，在4000A8000A时一般采用槽形母线。由以上分析可知：在本设计中110KV采用槽形母线，35KV、10KV采用矩形母线。管形母线在支柱绝缘子上放置方式有两种：竖放和平放。平放比竖放散热条件差，允许电流小。三相母线的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母线竖放时，机械强度差，散热条件好。垂直布置母线竖放时，机械强度和散热条件都较好，但增加了配电装置的高度。综上，矩形母线在支柱绝缘子上采用水平布置母线竖放。1）母线截面积选择： 本设计中母线的截面按长期允许电流选择。110KV母线截面选择：Imax=1.05Ie=210.8 选用载流量为2280（A）的双槽形母线，其参数如下：h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 双槽形导体截面积S(mm2)：1040，集肤效y应系数：1.012。35KV母线截面选择：Imax=1.05Ie=1.05×40000/(31/2×37.5)=646.5(A)10kv母线截面选择：Imax=1.05Ie=1.05×40000/(31/2×10.5)=2309.47(A)选用载流量为692（A）单条竖放的导体，导体尺寸：h×b=50×5(mm×mm)2）该断路器的最大持续工作电流：Imax=1.05In=1.05Sn/(31/2Un)=1.05×40000/(31/2×110)=220.4该断路器的额定电流为1600（最小的），大于通过该断路器的最大持续工作电流220.4。3）校验断路器的断流能力：此断路器的额定开断电流Iekd=31.5KA短路电流周期分量：Izk=3.036KA Iekd>Izk4）此断路器的额定关合电流：Ieg=80KA Ich=7.74KA Ieg>Ich5）动稳定校验： 动稳定电流：idw=80KA ich=7.74KA idw>ich7.3 110KV隔离开关的选择应采用户外型隔离开关。隔离开关技术数据如下：额定电压额定电流动稳定电流值热稳定电流值操动机构110KV600A50KA72KA16(4S)40(5S)CS17-G校验：通过隔离开关的最大持续工作电流为220.4KA。隔离开关的额定电流为600A，大于通过隔离开关的最大持续工作电流。动稳定校验：动稳定电流：idw=50KA ich=7.74KA idwich热稳定效应