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1、变电站设计指导老师 前言： 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。现在，我国电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。随着我国经济的蓬勃发展，电网的规模越来越大，电压越来越高，电网调度、安全可靠供电要求以及经济运行和管理水平都形成了一种新的格局。利用微机实施监控取代常规的控制保护方式，实现变电所的综合自动化，进而施行无人值班，已成为各级电力部门的共识。在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电所采用了自动化技术实现无人值班,而且在110 kV及以上的超高压变电站建设中也大
2、量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了电站建设的总造价,这已经成为不争的事实,也是目前变电所建设的主要模式。可见，变电所综合自动化技术取得了长足的进展，同时已成为我国电力工业推行技术进步的重点之一。如何合理的设计一个变电所，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大，是这次设计的主要目的。电力变压器在运行中，可能发生各种类型的故障，对电力系统的安全连续运行会带来严重影响，特别是大容量变压器的损坏，对系统的影响更为严重。尤其是随着电力事业的发展，超高压输电线路在我国的建设越来越普遍，大容量超高压的大型电力变
3、压器的应用也随之扩大，其运行是否正常直接关系到整个电网的可靠性。因此必须根据电力变压器容量的大小、电压的高低和重要程度，设置性能良好，动作可靠的继电保护装置。变电站要求变电站容量：10 电压等级：35/10kV负荷类型：一类 、二类 最大工作时间TMAX(h)：5000h功率因数：1电气主接线设计及变压器选型1.1 主接线的设计原则和要求变电站电气主接线图如下图1-1。图1-1 电气主接线图1.2 主变压器的选择主变压器容量确定的要求：（1）主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择。（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。此变电站有重要负荷，应当考虑当一台主变
4、压器停运时，其余变压器容量在设计及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，对一般性停运，其余变压器容量就能保证全部负荷的70%-80%。该站的电压等级为35kV，当发生单相接地故障时，单相接地电容电流值很小，故采用中性点不接地方式。综上，该厂选用两台型容量均为的有载电力调压变压器，并采用互为备用的运行方式，接线组别采用接线，型号为,主要参数如下表1-1。表1-1 SFZ9-8000/35变压器参数额定容量 高压 低压 连接 空载损耗 负载损耗 空载电流 短路阻抗（） （） （） 组 （） （） （%） （%）8000 35 10 8.8 45.0 0.5 7.52 短路电流的计算
5、2.1 短路电流短路电流是指相与相之间通过电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线系统中，还指单相和多相接地。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。2.2 短路电流计算的目的（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需要进行必要的短路电流的计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠工作，同时又力求节俭资金，这就需要进行全面的短路电流的计算。（3）在需按短路条件设计屋外高压配电装置时，校验软导线的相间和相对地的安全距离。2.3短路电流计算结果统计表2-1 短路电流计算
6、值短路点 次暂态电流 冲击电流 短路电流 短路容量 I（kA） ish（kA） 有效值ich (kA) （MVA） d1 5.344 13.62 8.12 342.7 d2 7.23 18.4 10.99 131.41 d3 0.671 1.71 1.02 12.47 d4 5.6 12.22 7.296 65.73 主要电气设备与导体的选择3.1 母线的选择表3-1 母线选型结果项目截面尺寸条数及放置母线类型Ial35kV侧母线10kV侧母线6310636.3单条平放单条平放矩形铝母线矩形铝母线87211293.2 断路器、隔离开关的选择3.2.1 重要参数计算最大运行方式下，和母线分别三相
7、短路时的短路电流值，见表3-2:表3-2 最大运行方式下短路电流值短路点 次暂态电流 冲击电流 短路电流 短路容量 I（kA） ish（kA） 有效值ich (kA) （MVA） d1 5.344 13.62 8.12 342.7 d2 7.23 18.4 10.99 131.41 d3 0.671 1.71 1.02 12.473.2.2 35kv侧断路器隔离开关表3-3 35KV 断路器参数型号 额定 额定 额定 额定关合 4s额定 额定动 固有合闸电压 电流 开断电流 电流峰值 热稳定电流 稳定电流 分闸时间 UN（kV） IN（A） Idu (kA) Igu（kA） It（kA） im
8、ax（kA） tp（s）tb（s）LW8-35 35 1600 25 63 25 63 0.06 0.04表3-4 35KV隔离开关参数型号额定电压(kV)额定电流(A)额定动稳定电流峰值(kA)额定热稳定电流(kA)GW5-35G/600-723560072163.2.3变压器出线侧断路器，隔离开关的选择表3-5 变压器出线侧断路器参数型号 额定 额定 额定 额定关合 4s额定 额定动 固有合闸电压 电流 开断电流 电流峰值 热稳定电流 稳定电流 分闸时间 UN（kV） IN（A） Idu (kA) Igu（kA） It（kA） imax（kA） tp（s）tb（s）LW3-10/ 10 6
9、30 16 31.5 12.5 31.5 0.06 0.04630-16表3-6 变压器出线侧隔离开关参数型号额定电压(kV)最高电压（kV）额定电流(A)额定动稳定电流峰值(kA)额定热稳定电流4s(kA)GW9-10/6301011.563052203.2.4 10KV母线出线侧断路器，隔离开关的选择表3-7 10KV母线出线侧断路器参数型号 额定 额定 额定 额定关合 4s额定 额定动 固有合闸电压 电流 开断电流 电流峰值 热稳定电流 稳定电流 分闸时间 UN（kV） IN（A） Idu (kA) Igu（kA） It（kA） imax（kA） tp（s）tb（s）LW3-10/ 10
10、 630 6.3 16 6.3 16 0.06 0.04630-6.3表3-8 10KV母线出线侧隔离开关参数型号额定电压(kV)最高电压（kV）额定电流(A)额定动稳定电流峰值(kA)额定热稳定电流4s(kA)GW9-10/6301011.563052204 互感器及绝缘子的选择4.1 电流互感器的选择表4-1电流互感器的型号及参数位置型号额定电流比（A）级次组合二级负荷10%倍数1秒热稳定性倍数动稳定10kVLZZJB6-351000/50.5/B0.410417435kVLWC-35151000/50.5/345651004.2 电压互感器选择表4-2 电压互感器参数 型式额定变比（V）
11、在下列准确等级下额定容量(VA)最大容量(VA)一次线圈二次线圈辅助线圈0.5级1级3级单相(户外式)JDZJ-35JDJJ-1035/0.1/0.1/3150250500100010/0.1/0.1/350802008004.3 绝缘子的选择4.3.1 35kV侧绝缘子的选择根据母线额定电压35kV和户外装设的要求，选用ZS-35型支柱绝缘子4.3.2 10kV侧绝缘子的选择根据母线额定电压10kV和户外装设的要求，选用ZPD-10-35型支柱绝缘子5 继电保护5.1 继电保护的分类（1）按被保护的对象分类：输电线路保护、发电机保护、变压器保护、电动机保护、母线保护等；（2）按保护原理分类：
12、电流保护、电压保护、距离保护、差动保护、方向保护、零序保护等；（3）按保护所反应故障类型分类：相间短路保护、接地故障保护、匝间短路保护、断线保护、失步保护、失磁保护及过励磁保护等；（4） 按继电保护装置的实现技术分类：机电型保护（如电磁型保护和感应型保护）、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等；（5）按保护所起的作用分类：主保护、后备保护、辅助保护等；主保护 ：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护； 后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种；（1）远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护；（2）近后备保护：当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护；（3）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。5.2 继电保护的基本要求继电保护技术上一般应满足可靠性、选择性、速动性、灵敏性四个基本要求。(1)可靠性;要求保护装置动作可靠，既不误动也不拒动。宜选择最简单的保护方式，应采用由可靠的元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置，便于检测调试、整定和维护。(
