郑州电力高等专科学校
专科函授
毕业设计（论文）
题目 110KV变电站一次部分设计
所在系（部） 电气工程及其自动化专业
班级 04级 姓名 吴 风 尘 指导教师
2006 年09月20日
引 言
Ⅰ.毕业论文（设计）的主要内容：
完成110KV—35KV—10KV降压变电站的设计，主要包括变压器、母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的设计。S=100MV P=2×31.5KW，主变压器2台，初期上一台。各电压等级均采用单母线分段带旁路的主接线供电。设计要求进行短路电流计算，并画出主接线图，在计算的基础上进行主要设备的选择。
对相关的知识诸如：用电机构、直流系统、防雷保护、主变保护等作附带介绍。
Ⅱ.毕业论文（设计）毕业应完成以下成果：
1、写出论文，弄清楚设计原理。
2、画出电气主接线图，完成短路计算及主要设备的选择，各电压等级的配电装置。
3、在完成短路电流计算的同时，熟悉运用各种计算公式。 Ⅲ.通过毕业论文（设计）应掌握以下的知识和技能：
1、掌握撰写论文的格式及方法；
2、掌握降压变电站电气部分设计的基本方法及步骤； 3、掌握短路电流的理论及计算方法； 4、掌握各种主要设备相关选型的方法；
5、学会设计主接线图，并画出本次设计的变电站的主接线图。 Ⅳ.毕业论文（设计）的有关参考资料：
1、《短路电流实用计算》西安交大 中国水利电力出版社 1995
1
年
2、《实用短路电流计算》 天津科学技术出版社 李德矩 3、《电力系统分析》 华工 1996年何仰赞编 4、《发电厂电气部分》 四川联合大学 范锡普编 5、《电力工程设计手册》1.3 上海科技出版社
6、1998年
水利电气部西北电力设计院2
《电力工程电气设计手册》1 目 录
引 言 .................................................................................................................................................... 1 目 录 .................................................................................................................................................... 3 摘 要 ...................................................................................................................................................... 4 原 始 资 料 ........................................................................................................................................... 5
第一章 说明书 ............................................................................................................................. 7 §1—1对电气主接线的基本要求 .................................................................................................. 7 §1—2短路电流及负荷电流计算 .................................................................................................. 8 §1—3断路器的选择 .................................................................................................................... 10 §1—4隔离开关的选择 ................................................................................................................ 11 §1—5电流互感器的选择 ............................................................................................................ 14 §1—6电压互感器的选择 ............................................................................................................ 17 §1—7 10KV用户出线、母线、支持瓷瓶及穿墙套管 ............................................................. 17 §1—8电气总平面及各级电压配电装置型式简述 .................................................................... 18 §1—9变压器断电保护 ................................................................................................................ 20 §1—10站用电、直流系统及主控室 .......................................................................................... 22 §1—11防雷保护 .......................................................................................................................... 24 §1—12接地装置 .......................................................................................................................... 27 第二章 计算书 ................................................................................................................................... 28
§2—1短路电流计算 .................................................................................................................... 28 §2—2负荷电流计算 .................................................................................................................... 30 §2—3断路器和隔离开关选择 .................................................................................................... 31 §2—4电流互感器选择 ................................................................................................................ 39 §2—5电压互感器选择 ................................................................................................................ 44 §2—6母线、支持瓷瓶及穿墙套管选择 .................................................................................... 44 §2—7 10KV用户出线选择 ......................................................................................................... 50 §2—8变压器差动保护整定计算 ................................................................................................ 51 §2—9防雷保护计算 .................................................................................................................... 52 参考资料............................................................................................................................................... 56
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摘 要
本次设计为110KV降压变电站的初步设计，共分为任务书、说明书、计算书三部分，同时附有图纸并加以说明。为确保供电可靠性，该变电站采用2台三相式变压器，初期上一台，分三个电压等级：110KV、35KV、10KV。主变压器容量根据5—10年的发展规划进行选择，并考虑到变压器正常运行和事故时的过负荷能力。各个电压等级均采用单母分段带旁路的主接线方式供电。本次设计中进行了短路电流和负荷电流计算，对主要设备选择及校验，包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等作了初步的分析和选型，同时介绍了站用电、直流系统、主变保护等相关方面的知识。
关键词：降压变电站 初步设计 变压器 设备选型
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原 始 资 料
一、目的
根据实际需要，结合县内工农业生产和发展规划，在东开发区建一座110KV变电站。优化电网结构，使该开发区内的供电半径合理，同时能够满足新建铁路的用电，使已初具规模的县内旅游事业的快速发展，更好在服务和改善全县人民的物质文化生活，力求提高全县经济水平。 二、负荷预测
该县在“八五”期间电力平均增长率为10.7%，“九五”前三年供电量平均增长率为8.86%。2000年—2010年按平均增长率8%计算供电量：
2000年县供电量2.314亿Kwh；2005年县供电量3.4Kwh；2010年县供电量6.0Kwh。
该开发区的负荷发展情况为：
2000年电力23144 KW；2005年电力37045KW；2010年电力56271KW。 三、工程规模
1、主变压器
主变容量：最终规模2台，2×31500KVA，初期上一台； 电压配合：110+85%KV/38.5+5%KV/10.5KV； 容量配合：110%/100%/100%； 接线组：Y/Y/△ —12—11；
阻抗：ZⅠ-Ⅱ=10.5，ZⅠ-Ⅲ=17.5%，ZⅡ-Ⅲ=6.5%；
变压器110KV侧中性点接地方式：考虑一台直接接地，另一台经避雷器接地。
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2、无功补偿
电力电容器2组，容量为2×4000kvar，只能拉低压绕组侧。 3、出线回路数
110KV出线6回（初期上2回）
①本变—铁路 LGJ—150，28.5KM，23000KW ②本变—菊城 LGJ—150，36.5KM，25000KW ③备用4回
35KV出线6回（初期上3回）
①本变—灵山 LGJ—95，26.5KM，4300KW ②本变—灌涨 LGJ—120，18.5KM，5100KW ③本变—湍东 LGJ—95，26.5KM，3800KW ④备用3回
10KV出线20回（初期上7回）
①本变—化肥厂 2回，1.5KM，4200KW ②本变—城关 2回，2.5KM，5000KW ③本变—部队 1回，2KM，3000KW ④本变—造纸厂 1回，6.5KM，2300KW ⑤本变—水泥厂 1回，3.5KM，800KW ⑥备用13回
4、变电站占地面积：90×72㎡ 四、主接线
建议110KV、35KV、10KV均采用单母线分段带旁路接线。 五、短路阻抗
归算到本变电站110KV母线∑Z1=0.06，∑Z0=0.166
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第一章 说明书
§1—1对电气主接线的基本要求
电气主接线是发电厂和变电站最重要的组成部分之一，是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路。对安全可靠供电至关重要。因此，设计的主接线必须满足如下基本要求：
1、满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求； 2、接线要简单、清晰，并且操作简便； 3、必要的运行灵活性，检修方便； 4、投资经济，运行费用适当； 5、具有扩建的可能性。
为满足供电可靠性要求，本次设计中110KV、35KV、10KV均采用单母线分段带旁路接线；最终可两台变压器并联运行；站用电由两台站用变供电；主要负荷采用双回线供电。
本次设计中的主变压器的选择原则是：
1、主变压器台数。为保证供电可靠性，变电站一般采用两台主变压器；当只有一个电源或变电站可由低压侧取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。
2、主变压器容量。主变压器容量应根据5—10年发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装置两台变压器的变电站，每台变压器额定容量一般按该式：Sn=0.6Pm 选择，式中：Pm为变电站的最大负荷。
这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器
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的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷，所以，采用Sn=0.6Pm，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的，能够满足一、二级负荷的供电要求。
3、主变压器的型式。一般情况下采用三相式变压器，具有三种电压的变电站，若通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn以上时，可采用三绕组变压器。其中，当高压电网为110—220KV，而中低压电网为35KV和10KV时，由于负荷较大，其最大和最小运行方式下电压变化也较大，所以采用带负荷调压的三绕组变压器。
综上所述，本变电站采用的主变压器最终为2台，型号为SFSZL—31500KVA，初期上一台。 §1—2短路电流及负荷电流计算
经过计算，将计算所得的各种结果列表如下： 表1、变压器短路阻抗标幺值 电压等级（KV） 符号 短路阻抗标准值 表2、短路计算表 三相短路点 序号 i=1 i=2 电压等Idi＂（3） 全电流有冲击电级 （KV） 效值 流 （KV） Ich（KV） ich（KV） 110 8.368 12.72 21.34 35 6.764 10.28 17.25 110 XⅠJ* 0.3413 35 XⅡJ* 0 10 XⅢJ* 0.2143 8
i=3 10 16.27 24.73 41.49 表3、主变压器额定电流值 电压等级110 35 10 （KV） 额定电流173．57 496．0 1735．7 （A） 表4、各负荷的电流值 出 线 总功率 正常运行总电流 回 路 （KW） 时电流值（A） （A） 铁路 23000 135.8 菊城 25000 147.7 备用4回 灵山 4500 79.3 灌涨 5100 94 湍东 4500 70.49 备用3回 化肥厂 4200 271.7 城关 5000 323.4 部队 3000 194.1 造纸厂 2300 148.8 水泥厂 800 51.75 备用13回 9
§1—3断路器的选择
断路器型号的选择，除了需要满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试及运行维护，并经技术经济比较后才能给予确定。
断路器的选择及校验条件如下： ⑴ Uzd≥Ug ； ⑵ Ie≥Ig ；
⑶ 热稳定校验 I2e.t≥I2∞.t ⑷ 动稳定校验 ich≤idf
经计算并校验，将所选结果列表如下：
110KV系统进线断路器选择LW35—110型SF6断路器
表5、110KV侧断路器选择结果
名称 型号 额定电压/最高电额定电流 压 110KV母线LW35—110KV/126KV 1600A 分段断路器 110 110KV主变LW35—110KV/126KV 1600A 压器进线断110 路器 各回路出线LW35—110KV/126KV 1600A 断路器 110 表6、 35KV侧断路器器结果
名称 型号 额定电压/最高电额定电流 压 10
35KV母线分段断路器 35KV主变压器进线断路器 各回路出线断路器 LW16—35KV/40.5KV 35 LW16—35KV/40.5KV 35 LW16—35KV/40.5KV 35 1000A 1000A 1000A 表7、 10KV侧断路器选择结果
名称 型号 额定电压/最高电压 10KV母线分ZN28—段断路器 10/1000 10KV主变压ZN28—器进线断路10/200器 0 化肥厂回路ZN28—出线断路器 10/600 城关回路出ZN28—线断路器 10/600 部队回路出ZN28—线断路器 10/600 造纸厂回路ZN28—出线断路器 10/600 水泥厂回路ZN28—出线断路器 10/600 10KV/11.5KV 1000A 额定电流 10KV/11.5KV 2000A 10KV/11.5KV 10KV/11.5KV 10KV/11.5KV 10KV/11.5KV 10KV/11.5KV 630A 630A 630A 630A 630A §1—4隔离开关的选择
隔离开关的主要用途是：1、隔离电压，在检修电气设备时，用隔离
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开关将被检修的设备与电源电压隔离，用以确保检修的安全。2、倒闸操作，投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时常常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。3、用来分、合小电流。
隔离开关的选择和校验原则是： ⑴ Uzd≥Ug ； ⑵ Ie≥Ig ；
⑶ 热稳定校验 I2e.t≥I2∞.t ⑷ 动稳定校验 ich≤idf
经计算并校验，将所选结果列表如下： 表8、 110KV侧隔离开关
名称 型号 额定电压 额定电流 110KV母线分GW4—1110KV 1600A 段隔离开关 10G/1000 110KV主变压GW4—1110KV 1600A 器进线隔离开10G/60关 0 表9、 35KV侧隔离开关 名称 35KV主变出线隔35KV母线分段离开关 隔离开关 型号 GW5—35G/600 GW4—35/1000 额定电压 35KV 35KV 额定电流 630A 1000A idf 50—29KA 80KA ich 17．25KA 17．25KA 12
I2∞.teq 96．079 K A2．S 54．902K A2．S I2e.t.t 490KA2．S 693．375K A2．S 表10、 10KV侧隔离隔离开关 名称 10KV主变出线10KV母线分户外出线 隔离开关 段隔离开关 型号 GN22—10/200GN22—10T/6GW9—10/600 00 0 额定电10KV 10KV 10KV 压 额定电2000A 1000A 600A 流 idf 85KA 52KA 52KA ich 41．49KA 41．49KA 41．49KA I2555．89 K A2.S 317．66K A2．S 317．66K ∞.teq A2.S I2e.t.t 12960K A2.S 2000K A2．S 980K A2.S 表11、 10KV用户回路隔离开关 回路名化肥厂 城关 部队 纸厂 水泥厂 称 型号 GN22-10/GN22-GN22-GN22-10/GN22-10/600A 10/6010/40400A 400A 0A 0A 额定电10KV 10KV 10KV 10KV 10KV 压 13
额定电630A 流 idf ich 60KA 630A 630A 630A 630A 60KA 50KA 50KA 41.49KA 50KA 41.49KA 41.49KA 41.49KA 41.49KA 317.66K 317.317.66 317.317.66K A2.S 66 K A2．S 66 K A2.S ∞.teq K A2.S A2．S I2e.t.600 K 600 980 980 K 980K A2.S K K A2S A2.S 2t A.S A2.S §1—5电流互感器的选择
电流互感器的选择和配置应按下列条件：
1、型式。电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6—20KV屋内配电装置，可采用瓷瓶绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器，对于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。
2、Uzd≥Ug ； 3、 Ie≥Ig ；
4、校验动稳定2ImKem≥ich
5、校验热稳定I2 ∞.tep＜(Im.Kth)2.t 经计算并校验，将所选结果列表如下：
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I2表12 110KV侧电流互感器选择 名称 母线分段CT 主变进线CT 户外出线回路CT 型号 LCWDL-110GYLCWD-110GY-LCWD-110GY--2×600/5 2×300/5 2×200/5 额定电110KV 110KV 110KV 压 额定电600A/5A 300A/5A 200A/5A 流 ich 21．34KA 21．34KA 21．34KA √114．55KA 70KA 46．67KA 2ImKem (Im.Kth2025 K A2.S 729K A2．S 324K A2.S )2.t I2175．06K A2.S 174．5K A2．S 174．5K A2.S ∞.teq
表13 35KV侧电流互感器选择 名称 型号 额定电流 灵山回路CT LR-35/50-200/5 150/5 灌涨回路CT LR-35/50-200/5 150/5 湍东回路CT LR-35/50-200/5 150/5 15
主变出线CT LR-35/600-10001000/5 /5 表14 10KV侧电流互感器选择 回路主变化肥城部纸厂 水泥名称 出线CT 厂 关 队 厂 型号 LMCD-1LQJ-10 LMJ-LQJ-LQJ-1LQJ-10 0 10 10 0 额定10KV 10KV 10KV 10KV 10KV 10KV 电压 额定2000/5400/5A 600/400/400/5400/5A 电流 A 5A 5A A Ich41．49 41．49 41．41．41．49 41．49 （KA） 49 49 √84．85 84．85 84．84．84．85 84．85 2ImKem（KA） 85 85 (Im.K22250 784K 1521 784 784K 784K th)2.K A2．S A2.S K K A2.S A2.S t A2．S A2．S I2555．89 555．89 555555555．555．89 ∞.teK A2．S K A2．S ．89 ．89 89 K K A2．S K K A2．S q A2．S A2．S 零序互感器选择LQC-3-1，额定电流100/5A。
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§1—6电压互感器的选择
电压互感器的选择和配置如下： 表15 电压互感器 名称 型号 额定电压（kv） 备注 110KV侧JCC2-1110// 中性点直接PT 0 接地 35KV侧JDJJ-35 35// 中性点非直PT 接接地 10KV侧JSJW-10 10/0.1/0.1 中性点不接PT 地 §1—7 10KV用户出线、母线、支持瓷瓶及穿墙套管 表16 10KV用户出线和母线选择
名称 型号 110KV主母线及旁路母线 LJ-400 35KV主母线及旁路母线 LGJ-240 10KV主母线及旁路母线 LMY-80×10 10KV母线桥母线 LMY-120×10 10KV柜内连线及出线 LMY-60×8 化肥厂 BV-95 城关 BLXF-150 17
用户出线 部队 纸厂 水泥厂 BLXF-70 BLXF-50 BLV-10 表17 支持瓷瓶及穿墙套管选择
名称 型号 10KV户外母线桥支持瓷瓶 ZS-20/1000 户内柜顶瓷瓶 主变进线穿墙套管 主变出线穿墙套管 户内电容器室穿墙套管 ZA-10Y CWLB-10/2000 CWLB-10/600 CLB-10/600 §1—8电气总平面及各级电压配电装置型式简述
本变电站的配电装置型式选择，考虑到所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，同时，结合运行、检修及安装要求，通过技术经济比较给予确定。在确定配电装置型式时，必须满足四点要求。即：节约用地；运行安全，操作巡视方便；便于检修和安装；节约材料，有效降低成本。
屋外配电装置的布置应符合以下条件：
⑴ 设备套管和绝缘子最低绝缘部位离地的距离小于2.5米时应加围栏；
⑵ 围栏向上延伸线距离地面2.5米处与上方带电部分，其净距不应小于A1值（见表18）；
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⑶ 车道上运设备时，其外廊至裸导线的净距离不小于B1值（见表18）；
⑷ 不同时停电检修的无遮栏裸导线的净距大于B1（见表18）； ⑸ 带电部分至建筑无顶部或围墙的净距大于D值（见表18）； ⑹ 实际因风力、温度、结冰等使上述尺寸偏短，故设计时取的值大得多，如母线桥母线相同一般取60㎝-80㎝。 表18 屋外配电装置规定的最小安全净值 Un(KV) 净距值(㎝) 名 称 1-10 40 40 90 100 180 260 35 110J 330J 110 200J 导电体—地（A1） 20 异相带电部分间20 (A2) 带电体—栅栏95 （B1） 100 110 200 280 115 165 175 255 335 裸导线—地面（C） 270 290 340 350 430 510 不同时停电检修220 240 290 300 380 460 裸导体间水平距离（D） 关于本变电站配电装置的几点说明： 1、变电站挡油槽比其外廊大，基础突出地面0.35m，变压器外壳不带电；
2、断路器基础高2m，断路器支持瓷瓶最低部位距离地面2.5m，断路器与其它设备连线的长度应符合要求，110KV为340㎝、35KV为270㎝；
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3、隔离开关、电压互感器、电流互感器支架与断路器支架应同高； 4、110KV及以上避雷器装在0.4m的支座上，四周加围栏； 5、电缆沟要求路径最短，且有纵横之分。 §1—9变压器断电保护
一、电力变压器的故障类型、异常运行状态及相应保护方式。 1、故障类型
⑴ 绕组相间、匝间、接地及铁芯烧损； ⑵ 套管及引出线短路；
⑶ 变压器外部（主保护装设接地以外电路）相间短路引起的过电流； ⑷ 变压器外部接地引起过电流及中性点过电压。 2、异常运行状态 ⑴ 过负荷； ⑵ 油面降低；
⑶ 温度升高及冷却系统故障。 3、保护方式
⑴ 壳内各种故障及油面降低，采用瓦斯保护；
⑵ 对壳内绕组、套管及引出线直至主保护装设处应根据容量装差动或速断保护；
⑶ 外部故障引起的过电流应根据不同情况选择不同的过电流保护； ⑷ 外部接地短路的保护在中性点直接接地的电网中，可利用变压器中性点接地线CT，装设零序电流保护。
二、本变电站变压器的纵差动保护。
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由于本次设计是初步设计，所以只考虑变压器的差动保护。差动保护的作用在于能够保护变压器绕组相间、匝间、接地及引出线的相赣接地短路。
纵差动保护起动电流的整定原则是：
1、正常时，为防止CT二次侧断线，从而引起“差动保护”误动，起动电流应大于变压器最大负荷电流Ifh·max，若其值不明，则可用变压器额定电流Ie·b，并考虑可靠系数Kk，则保护装置起动电流Idz·j=Kk×Ifh·max（或Ie·b）
2、躲开保护范围外部短路的最大不平衡电流，此时断电器的起动电流Idz·j=Kk·Ibp·max 。其中：Ibp·max是外部短路时最大不平衡电流。当采用速饱和有铁芯的差动断电器时，起动电流Idz·j≥1.3Ieb/nt
3、躲开变压器励磁涌流的影响
上述三条件中，以起动电流最大者为依据，起码要满足躲开励磁涌流影响。通过计算并校验，本次设计中对主变的差动保护选用BCH—2型差动断电器。有关计算结果列表如下： 表19 差动保护整定计算结果
Un（KV） 主变一次侧Iin（A） T—CT接线方式 110 166 35 520 10 1821 △Y/△-11 Y/△-11 Y/-12 CT一次电流计算值（A） 287 CT变比N1 CT二次电流值（A） 60 4.79 900 200 4.5 1820 400 4.55 21
变压器外部最大短路电1 流(KA) 躲励磁涌流Idz（A） 躲CT二次断线Idz（A） 1.308 0.853 245 216 躲35KV母线短路时最大短路电流Ibp（A） 419 §1—10站用电、直流系统及主控室
一、站用电接线
变电站站用电属于确保供电负荷，提高站用电供电可靠性的措施是： 1、对于容量在60MVA及以下或枢纽变电站采用两台站用变供电； 2、两台站用变分别接至变电站最低一级电压母线或独立电源上，并且装设备用电源自接装置；
3、对于采用复式整流、电容储能等整流电源代替蓄电池时，其交流供电电源由两种不同电压等级取得电源，并安装备用电源自接装置；
4、能可靠地利用站外380V电源备用时，需要2台站变的变电站可装一台站用变；
5、采用强迫油循环水冷却主变或调相机，变电站装设两台站用变； 6、对于3-10KV有旁路母线且变电站只有一台站用变压器时，该变压器与旁路断路器分别接至两段母线上；
7、对于无人值班的变电站，一般采用两台能够自动接入的站用变； 8、对于中小型变电站及无人值班的变电站，一般采用一台站用变，其容量一般为20KVA。
站用变压器高压侧一般采用熔断器，为了满足用户侧电压质量要求，
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故宜采用6.3KV或10.5KV的站用变。站用变压器低压侧采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明公用一个电源，站内一般设置检修电源。
本变电站站用电负荷内容如下：进线1回；主变风扇2回；蓄电池室通风机1回；通讯用电（载波机）1回；室外检修1回；电气修理及试验1回；硅整流屏1回；室内照明1回；事故照明1回；生活区照明及生活用水1回；备用7回。以上负荷的容量、接线方式及有关设备的选择见站用电接线图。
二、直流系统
直流系统主要是指变电站中的直流蓄电池组，其使用目的是用于控制、信号、继电保护和自动装置回路操作电源，也用于各类断路器的传动电源以及用于直流电动机拖动的备用电源。蓄电池的优点是：它是一种独立的电源，在变电站发生事故甚至停电时，可靠地供给上述设备电源，而且还可供事故照明；其电压平稳，容量大；不受电流电源的影响。
蓄电池的缺点主要是：其价格高，。寿命短，维护较复杂，同时，它需要另装设充电设备、蓄电池室和通风调酸小间等。
蓄电池数量n的确定原则为：
1、其总数由事故放电末期确定，对于变电站事故末期每个电池电压Ufm按1.95V计，且保证直流母线电压为230V，则其总数目n为：n=230/1.95=118个；
2、基本电池数由充电末期每个电池电压Ucm=2.75Vji计，则基本电池组数n0为：n0=230/2.7=88个；
3、可调节的电池数nd=n- n0 =118-88=30个。
由于本次设计只是初步设计，则对直流系统的其他内容不作过多的
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叙述。
三、主控制室
有关主控制室布置、主控制室相关设备的选择及其作用的内容，请见主控制楼平面布置图。 §1—11防雷保护
变电站范围内雷击目的物可分为A类、B-Ⅰ类、B-Ⅱ类、B-Ⅲ类和C类5等，由于是初步设计，所以只考虑A类雷击目的物的防雷保护，包括屋内外配电室装置、主控制楼、组合导线及母线桥等。
一、直击雷与感应雷保护。
电压在110KV及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置构架上，对于35-60KV的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针进行保护。如果需要将避雷针装在构架上时，配电装置接地网的接地电阻不得大于以下数值：35KV配电装置为1Ω，60KV配电装置为2Ω。
安装避雷针的架构支柱应与配电装置的接地网相连，在避雷针的支柱附近，应加置辅助的集中接地装置，其接地电阻不应大于10Ω。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起，至变压器与接地网上的连接处起，沿接地线的距离不得小于15m。在变压器门型架构上，不得装置避雷针。
在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。装设独立避雷针时，避雷针与配电装置部分在地中、空气中有一定的距离。
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1、在地中：避雷针本身的接地装置与最近的配电装置接地网的地中距离Sdi≥0.3R(m)，式中R指的是独立避雷针的接地电阻，在任何情况下，Sdi的值都不得小于3m。
2、在空气中：由独立避雷针到配电装置导电部分之间，以及到配电装置电力设备与架构接地之间的空气距离Sk≥0.3R+0.1h（m），式中：h是被保护物考虑点的高度，在任何情况下，Sk的值不得小于5m。
电压为110KV及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的出线门型架构上。电压在35KV-60KV的屋外配电装置，如将保护线路的避雷线连接在出线门型架构上，须满足下列条件：
1、35-60KV出线门型架构周围半径20m范围内，其接地电阻不应大于5Ω，当土壤电阻率P≥5×104Ω.cm时，这个范围的半径可增大至30m;
2、线路终端杆塔的接地电阻应不大于10Ω； 3、在变压器的6-60KV出口处装设阀型避雷器。 主控制楼及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下：
1、若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，都将金属部分进行可靠接地；
2、若屋顶为钢筋混凝土结构时，应将其钢筋焊接成网接地； 3、若屋顶结构为非导电体时，采用避雷带保护，该避雷带的网格应为8-10m，每隔10-20m设引下线接地。
上述的接地可与总接地网连接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10Ω。
本变电站安装了五支避雷针。说明：1#避雷针装在110KV进线构架上，构架高为12.5m，该避雷针的有效高度为12.5m，则高h=25m；2-5#避雷针装在围墙外，距离围墙3m，其高度均为30m。变电站内有效保护
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高度按hx=15.5mt和10.5m二级计算。
经计算和校验，此种避雷针布置方式能保护变电站全部范围。本变电站在110KV进线和出线上均装设了避雷线，每条回路的避雷线都为单根避雷线，避雷针与避雷线联合起来，能够更有效地保护设备免受雷击侵害。
二、配电装置对侵入雷电波的保护。
1、采取措施：用阀型避雷器及与阀型避雷器相配合的进线保护段作为侵入雷电波的保护。进线保护段的作用在于利用本身的阻抗来限制雷电流幅值，利用本身的雷晕衰耗来降低雷电流陡度。通过上述绝缘配合所需要的数值。
2、进线保护：a、110-220KV及以上铁塔、水泥混凝土电杆，沿全长架设避雷线，包括其出线；b、35-110KV线路末端全线架设避雷线时，在变电站进线段1-2km内应进行直击雷保护。
3、变压器中性点的保护：为减少短路电流、大电流系统内变压器中性点可能断开运行，若该变压器中性点的绝缘不是按骊电压设计，应在中性点装阀型避雷器。该避雷器的灭弧电压不应低于变压器运行相电压的0.6倍，工频击穿电压应不低于最大允许电压的1.8倍，冲击击穿电压和残压与变压器中性点绝缘的冲击强度可靠地配合。
对变压器中性点的消弧线圈，为消除消弧线圈端部可能出现的过电压，应与消弧线圈并联安装一个阀型避雷器，该避雷器的选择条件为：灭弧电压不低于1.2倍相电压；工频放电电压应不低于2.2 倍相电压。
根据以上条件及有关规定，将避雷器选择结果列表如下： 表20 避雷器的选择
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电压等级 型号 主变压器中性点 2XFZ-20 母线及出线 35KV母线及出线 FZ-110J FZ-35 FZ-10 FS-10 母线及出线 室内 避雷器安装地点参见电气主接线图。 §1—12接地装置
本变电站的接线装置有以下三种：
1、工作接地，其作用是保证电力系统正常工作而接地，如变压器的中性点接地；
2、过电压保护接地，是过电压保护装置或设备的金属结构如避雷器、避雷针、避雷线接地。
3、保护接地，是一切正常时不带电的电气设备外壳、配电装置的金属结构（或构架）接地。
本次设计中，首先利用与地有可靠连接的各种金属结构、管道和设备作为接地体。如果这些自然接地体的电阻能够满足要求时，可以不再装设人工接地体。为了将各种不同用途和各种不同电压的电气设备接地，应使用一个总的接地装置。接地装置的接地电阻，应满足其中接地电阻最小的电气设备的要求。若作接地有困难时，允许用绝缘台来维护电气设备，但此时只能站在台上才可以触及到有危险的未接地部分，并应防止同时和电气设备的不接地部分及与地有连接的建筑物相接触。
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在电压为1KV以下的中性点直接接地的电气装置中，电气设备的外壳除另有规定的外一定要与电气设备的接地中性点有金属连接，用以保证接地短路时，以最短的速断时间将网络的故障段可靠地自动断开。电压为1KV以下的交直流电气设备，允许中性点直接接地或不接地。
电气设备的人工接地体（如管子、扁钢和圆钢等）应尽可能使用在电气设备所在地点附近，以保证对地电压分配均匀。大接地短路电流电气设备，一定要装环形的接地体，并加装均压带。设计接地装置时，应考虑到一年四季都能保证接地电阻的要求值。由于是初步设计，对此，不作详细述说。
第二章 计算书
§2—1短路电流计算
已知三相绕组变压器的阻抗为ZⅠ-Ⅱ=10.5%，ZⅠ-Ⅲ=17.5%，ZⅡ-Ⅲ=6.5%。
取基准容量Sj=100MVA，基准电压Uj=Up=1.05Ue，基准电流Ij=Sj/Uj，基准电抗Xj=Uj/Ij=Uj2/Sj
Xj*=Xd%’/100×Ue2/Se×Sj/Uj2=Xd%/100×Sj/Se ∵ 短路时电阻远小于电抗 ∴ 可以认为Z=X
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∴XⅠj*=XⅠ%/100×Sj/Se
=1/200（XⅠ-Ⅱ＋XⅡ-Ⅲ－XⅠ-Ⅲ）×Sj/Se =1/200×（10.5＋17.5－6.5）×100/31.5 =0.3413
XⅡj*=XⅡ%/100×Sj/Se
=1/200（XⅠ-Ⅱ＋XⅠ-Ⅲ－XⅡ-Ⅲ）Sj/Se =1/200×（10.5＋6.5－17.5）×100/31.5 ≈0
XⅢj*=XⅢ%/100×Sj/Se
=1/200（XⅡ-Ⅲ＋XⅠ-Ⅲ－XⅠ-Ⅱ）×Sj/Se =1/200×（17.5＋6.5－10.5）×100/31.5 =0.2143
∵ 归算到本变电站110KV母线的短路阻抗∑Z1=0.06， ∑Z2=0.166。
∴ 得到正、负序网络和零序网络
根据网络，计算110KV母线，35KV母线，10KV母线短路时的电流： 1、d1点短路
I’’12=1/（X1∑*＋X2*＋X0* ） =1/(0.06＋0.06＋0.1278) =4.036
Ij=100/(×115)=0.502KA
∴ I’’d1(1) = 3I’’(0) (1)×Ij= 6.078K A
I’’d1(3) =1/0.06×100/(×115) =8.368KA
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∵ I’’d1(1) ≥I’’d1(1)
∴ 设备设备以I’’d1(1)为准。d2 点、d3 点也以三相短路电流为准。 ∵ 系统为∞
∴ 认为I”(3)0.2=I∞= I’’d1=8.368KA ∴ I’’ch(3)=1.52 I’’d(3)1=12.72KA
i(3)ch=2.55 I’’ch(3)=21.34KA 2、d2点短路
I’’d(3)2 = 1/（0.06＋0.1707）×100/(×37)
= 6.764K A= I∞
Ich(3)=1.52 I’’d(3)2=10.28KA ich(3)=2.55 I’’d(3)2=17.25KA 3、d3点短路
I’’d(3)3=1/（0.06+0.1707+0.1072）×100/(×10.5) =16.27KA= I∞
Ich(3)=1.52 I’’d(3)3=24.73KA ich(3)=2.55 I’’d(3)3=41.49KA §2—2负荷电流计算
一、主变压器额定电流：
I100e=31500/（×115）×1.05=1735.57A I35e=31500/(×38.5)×1.05=496A I10e=31500/(×10.5)×1.05=1735.7A 二、负荷情况：
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取cosφ=0 .85，各出线回路的电流按I=P/（Uecosφ）计算得： 1、110KV侧
铁路 P=23000KW Ie=23000/（×115×0.85）=135.8A 菊城 P=25000KW Ie=147.7A 一期总电流为：I∑110=135.8＋147.7=238.5A 2、35KV侧
灵山 P=4300KW Ie=4300/（×37×0.85） =79.31A 灌涨 P=5100KW Ie=94A 湍东 P=3800KW Ie=70.49A
一期总电流为：I∑35=79.31+94+70.49=263.8A 3、10KV侧
化肥厂 P=4200KW Ie=4200/（×10.5×0.85） =271.74A 城关 P=5000KW Ie=323.4A 部队 P=3000KW Ie=194.1A 纸厂 P=2300KW Ie=148.8A 水泥厂 P=800KW Ie=51.75A 一期总电流为：I∑10=989.8A §2—3断路器和隔离开关选择 一、110KV母线分段器及相应隔离开关
Ig=147.7×3＋173.57=617A
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Ug=110×10.5=115KV
ich=iimp=2.55×I’’d(3)=2.55×8.368=21.34KA 由此可见，I’’d(3)必须先求出后，才能确定断路器的Ich
t=3+0.04=3.04 β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=2.5 所以，断路器选LW35-110
其参数 Uzd=126KV＞Ug=115KV Ie=1600A＞Ig=617A,
I2200.teg=8.368×8.368×2.5＜Iet·t=21×21×3 Ip=Idf=52～65KA＞Ich=21.34KA 隔离开关选GW5-100G/1000
其参数Uzd≥Ug Ie=1500A＞ig=617A Ip=Idf=80KA＞Ich=21.34KA
I200.teg=8.368×8.368×2.5＜I2et·t=21.5×21.5×3 二、110KV主变压器进线断路器及相应隔离开关
Ig=173.57A Ug=110×10.5=115KV
Ich=Iimp=2.55×I’’d(3)=2.55×8.368=21.34KA 因为t=3+0.04=3.04
β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=2.5 所以，断路器选LW35-110
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其参数 Uzd=126KV＞Ug=115KV Ie=1600A＞Ig=617A,
I200.teg=8.368×8.368×2.5＜I2et·t=21×21×3 Ip=Idf=52～65KA＞Ich21.34KA 隔离开关选GW5-100G/1000
其参数Uzd=126KV≥Ug=115KV Ie=600A＞Ig=173.5A Ip=Idf=50KA＞Ich=21.34KA
I200.teg=8.368×8.368×2.5＜I2et·t=14×14×3 三、110KV侧所有出线回路断路器
铁路和菊城均选同一型号的断路器 Ig最大的为147.7A Ug=110×1.05=115KV
其它参数同前，所以断路器选LW35-110 校验同前。
四、35KV母线分段断路器及相应隔离开关
Ig是二期上后大负荷母线段电流，其为94A Ug=35KV Ich=17.25KA
t=1.5+0.04=1.54s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=1.2s 所以，断路器选LW16-35
其参数 Uzd=40.5KV＞Ug=35KV Ie=1000A＞Ig=94A,
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I2200.teg=6.764 ×1.2＜I2et·t=24.8 2×3 Ip=Idf=68.4～39.2KA＞Ich=17.25KA 隔离开关选GW5-35/1000
其参数 Uzd=40.5KV＞Ug=35KV
Ie=1000A＞Ig=94A, Ip=Idf=80KA＞Ich=17.25KA
I22200.teg=6.764 ×1.2＜I2et·t=21.5 ×1.5 五、35KV主变压器出线断路器及相应隔离开关Ig=496A Ug=35KV Ich=17.25KA
t=2.5+0.04=2.54 β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=2.1s 所以，断路器选LW16-35
其参数 Uzd=40.5KV＞Ug=35 KV Ie=1000A＞Ig=496A,
Ip=Idf=63.4～39.2KA＞Ich=17.25KA I2200.teg=6.764 ×2.1＜I2et·t=24.8 2×2.5 隔离开关选GW5-35G/600
其参数 Uzd=40.5KV＞Ug=35KV Ie=600A＞Ig=496A,
Ip=Idf=50～29KA＞Ich=17.25KA
I200.teg=6.764 2×2.1＜I2et·t=24.8 2×2.5 六、35KV用户出线断路器
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所有用户出线断路器均选用LW16-35 其参数校验同前。
七、10KV母线分段断路器及相应隔离开关
Ig是二期上后大负荷母线分段电流，为323.4A Ug=10KV Ich=41.49KA
t=1.5+0.04=1.54s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=1.2s 所以，断路器选ZN28-10/1000
其参数 Uzd=11KV＞Ug=10KV Ie=1000A＞Ig=323.4A, Ip=Idf＞Ich=41.49KA
I200.teg=21.5 2×1.5＞I2et·t=16.27 2×1.2 隔离开关选GN22-10T/600 其参数 Uzd＞Ug
Ie=600A＞Ig=323.4A, Ip=Idf=52KA＞Ich=41.49KA
I22et·t =2000KA ·S＞I200.teg =317.66KA 2·S 八、10KV主变压器出线断路器及相应隔离开关
Ig=1735.7A Ug=10KV Ich=41.49KA
t=1.5+0.04=1.54s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=2.1s
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所以，断路器选ZN28-10/2000
其参数 Uzd=11KV＞Ug=10KV Ie=2000A＞Ig=1735.7A, Ip=Idf=80KA＞Ich=41.49KA
I2et·t =24.8 2×2.5＞I200.teg =16.27 2×2.1 隔离开关选GN22-10/2000 其参数 Uzd＞Ug
Ie＞Ig，
Ip=Idf=85KA＞Ich，
I2200.teg=555.88KA ·S＜I2et·t=12960KA 2·S 九、10KV化肥厂回路断路器及相应隔离隔离开关
Ig=271.7A Ug=10KV Ich=41.49KA
t=1.5s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=1.2 所以，断路器选ZN28-10/630
其参数 Uzd=11KV＞Ug=10KV Ie=630A＞Ig=271.7A, Ip=Idf=52KA＞Ich=41.49KA
I2et·t =20.2 2×1.5＞I2200.teg =16.27 ×1.2 隔离开关选GN30-10/630 其参数 Uzd＞Ug
Ie=630A＞Ig=271.7，
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Ip=Idf=60KA＞Ich=41.49KA， I2200.teg=16.27 ×1.5＜I22et·t=20 ×1.2 十、10KV城关回路断路器及相应隔离开关
Ig=323.4A Ug=10KV Ich=41.49KA
t=1.5s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=1.2 所以，断路器选ZN28-10/630
其参数 Uzd=11KV＞Ug=10KV Ie=630A＞Ig=323.4A, Ip=Idf=52KA＞Ich=41.49KA
I2et·t =20.2 2×1.5＞I200.teg =16.27 2×1.2 隔离开关选GN30-10/630
其参数和校验同化肥厂隔离开关。
十一、10KV部队、纸厂、水泥厂回路断路器及相应隔离开关Ig最大的为194.1A Ug=10KV Ich=41.49KA
t=1.5 β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=1.2s 所以，断路器选ZN28-10/630
其参数 Uzd=11KV＞Ug=10KV Ie=630A＞Igmax=194.1A,
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Ip=Idf=52KA＞Ich=41.49KA
I22et·t =20.2 ×1.5＞I200.teg =16.27 2×1.2 隔离开关选GN30-10/630 其参数 Uzd＞Ug
Ie＞Ig，
Ip=Idf=50KA＞Ich，
I200.teg =16.27 2×1.2＜I2et·t =30 2×1.5 十二、10KV用户外出线隔离开关
选GW9-10/630 其参数Uzd=10KV Ie=630A Ip=Idf=50KA
I22et·t =980KA·S＞ I2200.teg =317.66KA ·S 符合要求。
十三、110KV系统进线断路器
Ig =2IT＋I∑110(Ⅰ)+ I∑110(Ⅱ)
=2×173.57＋3×147.7＋2×147.7＋135.8 =1221.44A Ug =110KV
Ich=2.55×8.368=21.34KA t=3s β=I’’/ I∞=1 查曲线 teg=2.5 所以，断路器选LW35-110
其参数 Uzd=126KV＞Ug=110KV
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Ie=1600A＞Ig=1221.44A, Ip=Idf=52～65KA＞Ich=21.34KA I2et·t =21 2×3＞I200.teg =8..368 2×2.5 符合要求。 §2—4电流互感器选择 一、110KV母线分段CT
考虑较大分段上总负荷加上变压器容量Iw=443+173=616A所以CT选LCWDL-110GY-2×600/5 D0/D/D0.5
动态稳定校验：
ImKem=×0.6×135=114.55KA Ich=21.34KA ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(600×75) 2×1=2025KA2·S I200et·teg=8.3682×2.5=175.06KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。 二、110KV主变进线CT
根据Ig、Ug，选LCWD2-110-2×300/5 D/D/0.5
动态稳定校验： ImKem=×0.3×165=70KA Ich=21.34KA
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ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(300×90) 2×1=729KA2·S I200et·teg=8.3682×2.5=175.06KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。 三、110KV侧用户出线CT
考虑一定的容量和今后发展铁路和菊城均选用选LCWD2-110-2×200/5 D/D/0.5
动态稳定校验：
ImKem=×200×165=46.7KA Ich=21.34KA ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(200×90) 2×1=324KA2·S I200et·teg=8.3682×2.5=175.06KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。 四、35KV主变出线CT
I=×496=818.2A 选用LR-35/600-1000/5 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(1000×150) 2×1=506.2KA2·S I200et·teg=6.7642×2.5=68.627KA2·S
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（Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。 五、35KV侧用户出线CT
综合考虑后，对每一回出线CT均选用LR-35/50-150/5（套管式）。 因为灌涨电流最大，故以灌涨为例进行校验：I=94A Ie=150A＞94A Uzd=35KV=Un 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(150×150) 2×1=506.25KA2·S I200et·teg=6.7642×2.5=68.627KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。 六、10KV主变出线CT
I=1653×1.05=1735.7A
选用LMCD-10 D/0.5 2000/S Ie=2000A＞I=1735.7A Uzd=35KV=Un 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(2000×150) 2×1=22500KA2·S I200et·teg=16.272×2.5=555.89KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg
1s热稳定的Kth=75，瓷帽允许应力F=700Kg，由瓷帽到第一支持瓷瓶的距离以及相间距离均设定。不校验瓷帽上短路时地所受的力，所以此选择符合要求。 七、10KV侧用户出线CT
41
1、化肥厂I=271.7A，考虑以后的发展容量在30%以上，所以选用LQJ-10
Ie=400A＞I=271.7A Uzd=10KV=Un 1s动稳倍数Kem=150，热稳倍数Kth=65～70 动态稳定校验：
ImKem=×400×150=84.85KA Ich=41.49KA ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(400×70) 2×1=784KA2·S I2200et·teg=16.27×2.1=555.89KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。
2、城关I=323.4A，考虑容量30%所以选用 LMJ-10 Ie=600A＞I=323.4A Uzd=10KV=Un 1s动稳倍数Kem=100，热稳倍数Kth=65 动态稳定校验：
ImKem=×600×100=84.85KA Ich=41.49KA ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(600×65) 2×1=1521KA2·S I2200et·teg=16.272×2.1=555.89KA·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg
42
所以此选择符合要求。
3、部队I=194.1A，选用LQJ-10。 Ie=400A＞I=194.1A Uzd=10KV=Un 1s动稳倍数Kem=150，热稳倍数Kth=65～70 动态稳定校验：
ImKem=×400×70=84.85KA Ich=41.49KA ImKem＞Ich； 热稳定校验：
（Im·Kth）2·t=(400×70) 2×1=784KA2·S I200et·teg=16.272×2.1=555.89KA2·S （Im·Kth）2·t ＞I200et·teg 所以此选择符合要求。
4、纸厂I=148.8A，水泥厂I=51.75A，选用LQJ-10。 其校验同上。 八、零序电流互感器
选用LQC-3-1 额定电流100/5A。
主变中性点CT一次电流＞主变允许不平衡电流，其接到K1流经本变中性点短路电流校验。Y/Y0-12变压器中线电流小于低压侧电流25%，对本设计的主变Y/Y0/△110KV中性线接地刀闸选为GW8-60，额定电流为400A。
43
§2—5电压互感器选择
根据有关规定选择：110KV侧，选用JCC2-110，额定电压(110/)/(0.1/)/(0.1/)KV，中性点直接接地；35KV侧，选用JDJJ-35，额定电压（35/）/（0.1/）/（0.1/）KV，中性点非直接接地；10KV侧，选用JSJW-10，额定电压(10/)/(0.1/)/(0.1/)KV，中性点不接地。 §2—6母线、支持瓷瓶及穿墙套管选择 一、110KV主母线及旁路母线
选用软母线。考虑每段有三回出线（包括备用）和一台主变，因此以已知一台主变功率和三回出线总功率为每段母线选择数据。系统电源进线从两段母线的出线中间插入，在其左右各三回出线。
P出=73000KW cosφ=0.85 S=85882KVA I出=P/(Ucosφ)=73000/(×110×0.85)=431A I变110KV=31500/（×110）×1.05=173.57A I总= I出＋I变110KV=604.57A 选用铝铵线LJ-400 其校验如下： I允许25℃=830A
I 允许40℃=0.81×830=672.3A
25℃时，校正系数K0=1，40℃时，校正系数K0=0.81。 机电晕电压Utj≥Un
Utj=84·K·M·δ·γ（1+0.301/）Lgq/γ
=84×0.96×0.85×0.955×1.29×(1+0.301/)Lg200/1.29
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=234.86KV Uth＞110KV
上式中：K是导线水平布置系数，其值取0.96；
Mr是导线表面粗糙系数，多股绞线Mr=0.87～0.83，在此取0.85； δ是空气相对密度，取海拔高h=400m时，δ=0.955；
γ是导线半径，取1.29㎝； a是相间距离，取200㎝。 热稳定校验：
Smin=I∞C =8.368×103/97 =139㎜2
上式中：C是与导线材料、发热温度有关系数，取97；
teg是等值时间；
Ks是集肤效应，从圆形铝母线相应导线直径查得，其值为1.04； S选=400㎜2 Smin＜S选
由以上可知：所选用 的材料符合要求。总之，110KV主母线和旁路母线均选用 LJ-400。
二、35KV主母线及旁路母线
I35=31500/(×38.5)×1.05=496A 选用LGJ-240。 校验如下：
I允许25℃=610A
I 允许40℃=0.81×610=494.1A
虽然I 允许40℃小于496A，但是，因电流进入母线后向两边分流，所以
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不影响允许电流通过。
校电晕电压
Utj=84×0.96×0.85×0.955×1.08×(1+0.301/)×Lg200/1.08 =190.6KV Uth＞38.5KV 热稳定校验：
Smin=I∞C=6.764×103/97
=101.1㎜2
S选=240㎜2
Smin＜S选 所选导线符合要求。
与此同时，10KV同理，35KV旁路母线也与主母线一样选择LGJ-240。 三、10KV主母线及旁路母线
均选择LMY80×10硬母线（铝），水平放。校验如下： I 允许40℃=1105A； 热稳定校验：
Smin=I∞C=16.27×103/97
=259㎜2
S选=800㎜2
Smin＜S选 动稳定校验：
α=176×10-3t2/δw·i2ch·β
=1.76×10-31402/(25×16.7)×41.492×1 =142Kg/㎝2＜500～700 Kg/㎝2
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上式中：L是跨距，取框顶宽140㎝； α是相间距离，取25㎝； β是振动系数，取1； w是母线截面系数，取16.7。 由以上校验得知，所选导线符合要求。 四、10KV母线桥母线
I∑10KV=1735.57A，选LMY-120×10 竖放。校验如下： I 允许40℃=1760A； 热稳定校验：
Smin=I∞C=16.27×103/97×
=264㎜2
S选=1200㎜2
Smin＜S选 动稳定校验：
α=176×10-3t2/δw·i2ch·β
=1.76×10-3×1502/(80×2)×41.492×1 =426Kg/㎝2＜500～700 Kg/㎝2
由以上校验得知，所选导线符合要求。 五、10KV框内连线用出线
In =600A，选LMY-60×8。 校验如下： I 允许40℃=788A； 热稳定校验：
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Smin=I∞C=16.27×103/97×
=243㎜2
S选=480㎜2
Smin＜S选 动稳定校验：
α=1.76×10-3t2/δw·i2ch·β
=1.76×10-3×1502/(30×4.8)×41.492×1 =473.25Kg/㎝2＜500～700 Kg/㎝2 所以校验合格。 六、户外母线桥支持瓷瓶
选用ZS-20/1000
校验如下：Un=20KV＞10KV
抗弯破坏力F=1000Kg（ZS户外实心棒式瓷瓶考虑到阴雨闪络选用高一级电压的）；
绝缘子跨上所受力：
F’=1.76×10-3×41.492×150/80 =56.8kg＜0.6F=600kg 所以校验合格。 七、户内框顶瓷瓶
选用ZA-10Y。
其抗破坏强度F=375kg，而作用在瓷瓶跨上的力为： F’=1.76×10-3×41.492×140/25 =169.66kg＜0.6F=225kg 所以校验合格。
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八、主变进线穿墙套管
选用CWLB-10/2000。 Un=10KV In=2000A 5s热稳定电流表 It=30KA
所以I∞2teq=16.272×2.1=556KA2·S＜It2 抗弯破坏强度 F=750kg
∵ L=(L1+L2)/2=100㎝
∴ F’=1.76×10-3×41.492×100/80 =37.87kg＜0.6F=450kg 所以校验合格。 九、主变出线穿墙套管
选用CWLB-10/600。 Un=10KV In=2000A 5s 热稳定电流表It=12KA
所以I∞2teq=16.272×1.2=317.7KA2·S＜It2=720 KA2·S
抗弯破坏强度 F=750kg F’=1.76×10-3×41.492×140/25 =169.66kg＜0.6F=225kg 所以校验合格。 十、户内电容器室穿墙套管
选用CWLB-10/600 Un=10KV In=600A
I电容室=4000/（×10.5）=219.9A＜600A
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所以I∞2teq=16.272×1.2=317.7KA2·S＜It2
=720 KA2·S
抗弯破坏强度 F=750kg F’=1.76×10-3×41.492×150/30 =151.5kg＜0.6F=450kg 所以校验合格。 §2—7 10KV用户出线选择 一、化肥厂：
Iw=271.3A ∴选BV-95
I 允许25℃=350A ∴Iw＜K·I 允许25℃=350A 二、城关：
Iw=323.4A ∴选BLXF-150
I 允许70℃=360A ∴Iw＜K·I 允许70℃=360A 三、部队：
Iw=194.1A ∴选BLXF-70 I 允许=210A ∴Iw＜K·I 允许=210A 四、纸厂：
Iw=148.8A ∴选BLXF-50
I 允许=1650A ∴Iw＜K·I 允许=1650A 五、水泥厂：
Iw=51.75A ∴选BLV-100 I 允许=62A ∴Iw＜K·I 允许=62A
50
§2—8变压器差动保护整定计算
∵主变一次侧电流I1n=Sh/（·Un） ∴I1n110=166A，I1n35=520A, I1n10=182A CT一次侧电流I1n为：
110KV侧，I1n=I1n110=287A；（T-CT接线方式Y/△-11） 35KV侧，I1n=I1n35=900A；（T-CT接线方式Y/△-11） 10KV侧，I1n=I1n10=1821A；（T-CT接线方式Y/△-12）
CT变比hc为： 110KV侧hc=300/5=60 35KV侧hc=1000/5=200 10KV侧hc=2000/5=400
CT二次侧电流I2n为 （CT“△”接法时Kjx=,”Y”接法时为1）：110KV侧，I2n=Kjx·I1n/nc=4.79A； 35KV侧，I2n=Kjx·I1n/nc=4.5A； 10KV侧，I2n=Kjx·I1n/nc=4.55A；
以110KV侧为其本侧，变压器外部最大短路电流为： Id(35)max= ×=1.308KA Id(10)max= ×=0.853KA
以下三者中最大的为依据确定保护动作电流：
1、躲励磁涌流
Idz=Kk·I1n110=1.5×166=245A, 2、躲CT二次侧断线
Idz=Kk·I1n110=1.3×166=216A,
51
3、躲35KV母线短路时最大短路电流 Ibp=Ibp’+Ibp’’+Ibp’’’ Ibp’是CT误差引起的不平衡电流； Ibp’’是变压器分接关引起的不平衡电流；
Ibp’’’是平衡线圈不能补偿Ⅰ、Ⅱ侧电流引起的不平衡电流。 因为是单侧电流，所以考虑35KV短路电流Id(35)max为上式中的同一电流 ∴Ibp=（Kf2qKtxfiId2d+△Uα+△Uβ+△f2a1+△f2a2）·Id(10)max
=(1×1×0.1＋0.12+0.05+0.05)×1308 =419A
式中：Kf2q 是非周期分量引起的误差，取1； Ktx是CT同型系数，此处不同型，故其值取1；
fi 是CT最大相对误差，取0.1；
△Uα、△Uβ是变压器在α、β侧调压引起的相对误差（此处为110KV、35KV调压），取0.12、0.12.
以上计算，确定采用BCH-2型差动断电器。 §2—9防雷保护计算
本变电站内最大高度是主变进线构架的高度，h=15.5m，其它高度为：110KV出线构架高度h=12.5m；110KV母线构架高度h=10m；35KV出线构架高度h=8m；35KV母线构架高度h=8m；其它未写出设备的高度均不超过10m，它们在变电站内的位置电气总平面布置图。
在变电站保护计算时，有效保护高度按hx=15.5m和hx=10.5m两个等级计算，为有效保护本变电站，装设五支避雷针，#1避雷针装在110KV
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出线构架上，有效高度为12.5m,由h#1=25m;#2～#5避雷针装在变电站围墙外，为独立避雷针，其高度均取为30m，侧单针的保护半径Rx为：
1、hx=15.5m时，
#1针：Rx=(h-hx)p=25-15.5=9.5m； #2～#5针：Rx=(h-hx)p=30-15.5=14.5m。 2、hx=10.5m时，
#1针：Rx=(1.5h-2hx)p=1.5×25-2×15.5=16.5m； #2～#5针：Rx=(1.5h-2hx)p=1.5×30-2×15.5=24m。 变电站的面积为90×72㎡，四支独立避雷针距离围墙均为3m.。 一、两针间的距离为：
#1～#2 D==70.77m #1～#3 D==32.7m #1～#4 D==48.09m #1～#5 D==77.94m #2～#3 D==67.45m #3～#4 D==79.62m #4～#5 D==62.24m #2～#5 D==91.92m
二、对不等高的两针距离化为等高，得：
#1～#2 D’=D-=70.77-=66.41m #1～#3 D’=D-4.36=32.70-4.36=28.34m #1～#4 D’=D-4.36=48.09-4.36=43.73m #1～#5 D’=D-4.36=77.94-4.36=73.57m 三、两针间有效保护高度为：
53
h0=h(对不等高的两针D’代替D) 所以，#1～#2 h0=25-66.41/7=15.51m
#1～#3 h0=25-28.34/7=20.95m #1～#4 h0=25-43.73/7=18.75m #1～#5 h0=25-73.57/7=14.49m #2～#3 h0=30-67.45/7=20.36m #3～#4 h0=30-79.62/7=18.63m #4～#5 h0=30-62.2/7=21.11m #2～#5 h0=30-91.92/7=16.87m 四、两针保护范围宽度为：
bx=1.5(h0-hx)
所以，#1～#2 hx=15.5m时，bx=1.5×(15.51-15.5)=0.015m hx=10.5m时，bx=1.5×(15.51-10.5)=7.515m
#1～#3 hx=15.5m时，bx=8.18m hx=10.5m时，bx=15.675m #1～#4 hx=15.5m时，bx=4.88m hx=10.5m时，bx=12.375m #1～#5 hx=15.5m时，bx=5.985m #2～#3 hx=15.5m时，bx=7.29m hx=10.5m时，bx=14.79m #3～#4 hx=15.5m时，bx=4.7m hx=10.5m时，bx=12.195m #4～#5 hx=15.5m时，bx=8.415m hx=10.5m时，bx=15.915m
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