某農村地區(qū)110kV變電站設計目錄TOC\o"1-2"\h\u333某農村地區(qū)110kV變電站設計 16343引言 15880第1章緒論 360101.1課題的背景及研究的意義 325261.2國內外的發(fā)展研究現狀及存在問題 3264701.3本文主要研究內容 4162261.4原始數據 4311391.5本章小結 62166第2章電氣主接線設計 6221852.1主接線設計的要求 686312.2主接線設計 7282962.3本章小結 920822第3章主變壓器的選擇和站用電的設計 1050223.1負荷計算 10310673.1.210kV側負荷計算 11154443.2補償電容 11268943.1.1無功補償計算 11193003.1.210kV并聯電容補償器選擇 12200973.3主變壓器的確定 12234823.4站用變臺數、容量和形式的確定 13290743.5本章小結 1313293第4章最大持續(xù)工作電流及短路電流計算 13276194.1各回路最大持續(xù)工作電流 13263334.2短路電流計算點的確定和短路電流結算結果 14280484.3本章小結 154610第5章主要電氣設選擇 15237345.1電氣設備選擇要求 15285255.2高壓斷路器的選擇 16199695.3隔離開關的選擇 17247125.4各級電壓母線的選擇 1817575.5電流互感器的配置和選擇 18195.6電壓互感器的配置和選擇 19322555.7各主要電氣設備選擇結果一覽表 20320015.8本章小結 2013661第6章過壓保護、接地 20197286.1直擊雷保護 20247906.2雷電侵入波保護 21320866.3接地裝置 22100016.4本章小結 2222561結論 22引言隨著我國第一個百年奮斗目標的完成，我國的國民經濟可以說得到了前所未有的發(fā)展，造就了很多人間奇跡，這種種成績的背后產生離不開黨中央的高瞻遠矚，離不開廣大人民群眾的砥礪奮斗，同樣也得益于我國的基礎設施建設，尤其是離不開電力的支撐。眾所周知，當今發(fā)達國家大都通過第二次工業(yè)革命崛起，可見電力對于一個國家的發(fā)展具有不可替代的作用。我們要民族復興，要建設社會主義現代化強國，提高人民的幸福指數，增強綜合國力，必須要把電力搞好。電力作為一種清潔能源，不僅運輸方便而且穩(wěn)定性高。我們國家現如今也大力補貼新能源汽車，大力發(fā)展新能源產業(yè)，鋪設充電樁，可以說電力仍然會作為下一次科技革命的載體，保證電力傳輸高效穩(wěn)定，仍然是我們面臨的任務，在我國的電力發(fā)展建設中，可以說110kV變電站是城鄉(xiāng)建設中建設最重要最關鍵的一環(huán)，建設好變電站有助于城市智能化、鄉(xiāng)村振興。基于此110kV變電站就成了一個研究熱點、重點和難點。本人在大學專業(yè)為電氣工程及其自動化，也想為變電站的設計提一點自己的想法，所以做了本次110kV變電站設計供他人參考。第1章緒論1.1課題的背景及研究的意義今年恰逢十四五開局，接下來這位五年尤為重要，是向第二個百年奮斗目標進軍的第一個五年。站在這兩個一百年歷史交匯點上，我倍感慶幸，在今天，回望過去，眺望未來，實現民族復興，電力在今天依然是主力軍。在過去的十幾年里我們先后看到了巴西、美國的大停電，給國家的經濟發(fā)展和正常運行造成了巨大的影響，也大大降低了當地人民的安全感，不僅維護困難，要付出沉重的代價，還損害了政府的形象。我國作為一個有擔當的大國，保護環(huán)境我們一直走在前列，在第七十五屆聯合國大會上習近平主席作出碳達峰和碳中和的莊嚴承諾。這展現的是一個對世界負責任的大國形象。我國能源結構的特點是化石能源占比非常大，約占85%左右，是世界上最大的能源供應系統。更重要的是這個系統還在擴張，因為中國經濟還在增長，對能源、電力的需求也在繼續(xù)增長。電力作為推動國家經濟發(fā)展的動力，完成碳達峰、碳中和任務目標的重要支撐點，還是下一次科技革命的載體，保證電力傳輸高效穩(wěn)定，仍然是我們面臨的巨大任務。在我國的電力發(fā)展建設中，110kV變電站建設最為迅猛，同時也是城網建設和農村建設中發(fā)揮著舉足輕重的作用，建設好變電站有助有城市智能化和鄉(xiāng)村振興[1]。1.2國內外的發(fā)展研究現狀及存在問題1.2.1國外發(fā)展狀況國外有一些國家，像美國、英國等實現工業(yè)化比較早的國家，工業(yè)基礎比較好，電力行業(yè)比我們發(fā)展的要早很多，在變電站質量上要優(yōu)于我國，在上世紀80年代就已經開展了變電站自動化技術，比如ABB公司，像這些研究智能設備的企業(yè)在技術上的先進性和智能化受到了國際社會的廣泛認可，引領了一股智能化技術的研究浪潮，一直至今。他們的智能化變電站具有很多優(yōu)點，成本低、自動化和智能化水平高，不但節(jié)省人力物力還能降低安全風險，逐漸的得到了電力行業(yè)的認可。但是歐洲的一些國家經濟發(fā)展水平有所差異，所以在歐洲并沒有去大力推廣和研究智能化變電站。而包含美國在內的北美國家卻根據自身的國情，制定了相應的電力發(fā)展戰(zhàn)略，在13年前建成了首個智能電網，于是他們的智能變電站得到了迅猛的發(fā)展，電網效率和穩(wěn)定性有達到了前所未有的高效和狀態(tài)，主要有具備遠程自動重合閘技術裝置，智能化控制系統、完備的故障定位方案和故障切除措施等，這是智能變電站比較成熟的實用案例，但由于我國在近年來電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，從總體來說，歐美國家的變電站發(fā)展水平與國內不相上下。1.2.2國內發(fā)展狀況我國的變電站發(fā)展主要分為三個階段：第一階段主要就是中國電力從無到有，從小到大，標志性事件就是18世紀畢曉浦進行的電弧燈發(fā)電試驗，這一階段的變電站比較的簡單。第二個階段就是從上世紀80年代起，發(fā)電技術才逐漸的開始發(fā)展，輸變電技術開始受到重視，變電站的功能越來越完善，此時采用的是數字通訊技術，屬于數字化數字化變電站，但是距離智能化變電站還有一定的距離。第三個階段是上世界90年代，國家電力公司成立，國家發(fā)力發(fā)展變電站自動化技術，采用智能化設備，以先進技術為基礎，變電站由數字化向智能化轉變，這一階段我國起步較晚，但是也取得了不菲的成績，可也存在著不少的缺陷?，F在二次設備的智能化技術已經成熟，但是對于變電站一次部分的智能化技術還需要進一步研究。1.2.3存在問題現階段我國的智能化變電站技術雖然漸漸開始發(fā)展，但是離一些發(fā)達國家的水平還有一定的差距，主要原因在于：第一是我國對智能化變電站的研究起步較晚，研究時間較短，在智能化變電站的建設方面的實際經驗還比較缺乏，尚未建立相應的完善的標準化體系，理論研究還應該進一步展開攻關；第二是我國的一次設備智能化的比率較低，一些互感器不夠成熟，通信接口協議有些還不夠規(guī)范，智能化設備等還可以進一步完善，從而我們的變電站整體的工作效率不高，且容易出現錯誤，后期維護困難；第三是智能化變電站的高級功能尚未發(fā)掘，處于探索階段，基礎差，大部分設備還需要人工參與完成，距離高級智能化還有很長的路要走。1.3本文主要研究內容本次設計根據際情況選取了農村某地區(qū)，根據當地的自然環(huán)境以及當地政府的遠景發(fā)展規(guī)劃，分析了建站的重要性和必要性。與此同時，對當地的數據參數進行了考察收集分析，例如線路分析、負荷參數，根據所收集的信息，分析負荷的發(fā)展趨勢，同時對電氣主接線的選擇進行了具體的分析，結合當時的環(huán)境狀況、現階段先進的設備使用、國家標準、可靠安全行以及建設成本確定了各側的電氣主接線，在第三章根據負荷計算選取了主變和站用變，之后計算出了最大持續(xù)工作電流及短路電流，以此為依據對電氣設備進行了統一的選擇，最后以防雷保護和照明系統設計結束了本次畢業(yè)設計，完成了110kV變電站設計。1.4原始數據1.4.1待設計變電站的基本情況1.變電所的類型：地方降壓變電站；2.電壓等級：110/35/10kV；3.負荷情況：35kV側：最大55MW,最小35MW，Tmax=6500h，cosφ=0.85；10kV側：最大25MW,最小15MW，Tmax=6500h，cosφ=0.9。4.出線回路：110kV側：2回35kV出線：10回10kV出線：5回5.系統情況：1）變電站采用雙回路供電；2）系統110kV母線短路容量為25000MVA；3）系統的110kV母線電壓滿足正常電壓調節(jié)的要求。6.環(huán)境條件：1）最高氣溫37℃，最低氣溫-14℃，年平均氣溫24℃2）土壤電阻率ρ<400歐.米3)當地雷暴：40日/年待設計變電站下圖就是要設計的變電站和電氣系統之間的連接：:待設計變電站圖1-1變電站電力系統結構1.4.2設計任務1．前面已經列出了最原始的數據，根據收集的數據，可以先選擇4到6種接線方式；2．選擇主變壓器的容量和數量，對所選方案進行初步比較，淘汰3-4個落后方案；3．對保留的方案，進行技術比較，全方面的對比，確定出來最適合的接線方案；4．計算短路電流選擇設備并校驗；5．屋內外配電裝置布置；6．防雷和接地保護設計；1.5本章小結本章主要闡述了本課題研究的背景及意義，分析了當今世界變電站的發(fā)展狀況，國內外變電站優(yōu)劣對比，重點介紹了國內變電站的發(fā)展歷史和存在的不足，可以說我國發(fā)展的潛力和后勁仍然在電力行業(yè)。除此之外分析了后面所設計的變電站的基本情況，對設計任務進行了梳理和確定，為完成后文的設計目標奠定了基礎。第2章電氣主接線設計2.1主接線設計的要求電氣主接線對于變電站得意義重大，合適的電氣主接線才能保證設備運行穩(wěn)定可靠，在選取電氣主接線時還要注重運行方式的靈活性，電氣主接線的經濟成本。變電站主接線還和變電站，所在環(huán)境位置，負荷強度，電壓等級密切相關。所以在選擇電氣主接線方式時要注意一下幾點：1、運行的可靠運行的可靠是變電站最基本的要求，要保證在電路、設備檢修時能夠正常供電，或者停電時間盡量短，停電次數盡量少，尤其是要保證重點用戶的用電，從而盡量減小經濟損失。2、具有一定的靈活性切除故障用時短，影響小，保障工作人員安全是主接線的重要選擇標準，所以要求主接線的運行方式能夠靈活改變，在檢修時能夠快速的退出設備。3、操作應盡可能簡單、方便對于員工而言，操作簡答可以降低很大的安全風險，還能降低操作成本，所以主接線要操作簡單方便，步驟清晰，容易掌握，還要對員工進行培訓，否則很有可能誤操作引發(fā)事故，但也不能一味地追求簡單，還要滿足運行方式的需要。4、經濟上合理在保證以上的基礎之上，經濟效益也要考慮在內，既要保成建設成本在預期之內，還要注意運行成本的大小，在空間面積上也要考慮。5、應具有擴建的可能性我國現階段大力推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，尤其是產業(yè)振興，那么農村的用電量在接下來很長一段時間里會持續(xù)增長，所以我們還要考慮到以后變電站的擴建。除此之外，影響主接線選擇的因素還有很多，比如：變電站所處位置、所在環(huán)境、負荷強度和電壓等級。2.2主接線設計2.2.1110kV主接線設計這次設計的變電站不僅為工廠供電，還為變電站附近的一些社區(qū)供電。本次設計考慮到農村地區(qū)的特點，選取110kV作為電源電壓，一般用電為10kV，部分向工廠供電為35kV，所以將其作為次級電壓[3]。方案I：采用單母線接線優(yōu)點：這種方式用到的設備少，接線簡單，所以容易看懂，也容易操作，由于用到的設備少，所以單母線接線方式的成本也相對較低[5]，除此之外，單母線接線的可擴展性好，對于長遠規(guī)劃的變電站來說是個不錯的選擇。缺點：靈活性差，也不怎么可靠，即使有一個元件發(fā)生故障，那么都會牽連整個配電裝置，導致大面積停電，在檢修時也是如此，這種情況之下，可以借助隔離開關，恢復供電。方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點：1）在線路檢修時只在該段停電，不影響其他段的運行。2）由兩回饋線供電，可以持續(xù)供電。缺點：1）維修斷路器和檢修線路時，應關閉維護線路上的所有電路。2）要向兩個方向均衡擴建。方案Ⅲ：雙母線接線優(yōu)點：供電可靠，靈活性好。兩條母線同時工作，在檢修其中一條線路時另一條供電，保證供電連續(xù)，在故障排除后快速恢復供電。缺點：（1）投資大，隔離開關的數量和母線的長度大大增加。（2）步驟繁瑣，易出現由于操作失誤導致電氣事故。結論：經過上述介紹后，考慮到重要的運行負載的投資經濟性和電源的可靠性，決定采用雙母線接線。2.2.235kV主接線設計方案I：采用單母線接線優(yōu)點：這種方式用到的設備少，接線簡單，所以容易看懂，也容易操作，由于用到的設備少，所以單母線接線方式的成本也相對較低[5]，除此之外，單母線接線的可擴展性好，對于長遠規(guī)劃的變電站來說是個不錯的選擇。缺點：靈活性差，也不怎么可靠，即使有一個元件發(fā)生故障，那么都會牽連整個配電裝置，導致大面積停電，在檢修時也是如此，這種情況之下，可以借助隔離開關，恢復供電。方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點：1）在線路檢修時只在該段停電，不影響其他段的運行。2）由兩回饋線供電，可以持續(xù)供電。缺點：1）維修斷路器和檢修線路時，應關閉維護線路上的所有電路。2）要向兩個方向均衡擴建。結論：供電可靠是第一位的，根據上述的對比，以及實際情況，經過論證，單母線分段接線還可以快速對故障檢修，綜合考慮選擇單母線分段接線。2.2.310kV主接線設計方案I：采用單母線接線優(yōu)點：這種方式用到的設備少，接線簡單，所以容易看懂，也容易操作，由于用到的設備少，所以單母線接線方式的成本也相對較低[5]，除此之外，單母線接線的可擴展性好，對于長遠規(guī)劃的變電站來說是個不錯的選擇。缺點：靈活性差，也不怎么可靠，即使有一個元件發(fā)生故障，那么都會牽連整個配電裝置，導致大面積停電，在檢修時也是如此，這種情況之下，可以借助隔離開關，恢復供電。方案II：采用單母線分段接線優(yōu)點：1）在線路檢修時只在該段停電，不影響其他段的運行。2）由兩回饋線供電，可以持續(xù)供電。缺點：1）維修斷路器和檢修線路時，應關閉維護線路上的所有電路。2）要向兩個方向均衡擴建。結論：供電可靠是第一位的，根據上述的對比，以及實際情況，經過論證，單母線分段接線還可以快速對故障檢修，綜合考慮選擇單母線分段接線。2.3本章小結本章首先闡述了選擇電氣主接線的要求，主要注重供電的可靠性，運行方式切換的靈活性，操作上的便捷性，以及經濟效益上的考慮。之后根據要求對三個電壓測的主接線方式進行了分析，從以上幾個方面確定了三個電壓測均選擇單母線分段接線方式。這種接線方式既保證了重要負荷可靠運行，也減少了維修時間，作為最優(yōu)的方案。

第3章主變壓器的選擇和站用電的設計3.1負荷計算負荷計算是選擇設備的重要依據，所計算的負荷與實際負荷不一致就會出現問題，過小則選取的設備可能面臨燒壞的危險，過大則會造成資源的浪費，本節(jié)主要計算各側電電壓負荷和站用電負荷，通過計算數據選擇在適合的基礎上成本較低的變壓器。由公式Sc=式中Sc——所計算負荷Kt——同時系數α%——線損率P——用戶負荷cosφ——功率因數3.1.1站用負荷計算表3-1所用電負荷資料名稱容量（kW）備注主變風扇2×12連續(xù)、經常充電模塊18連續(xù)、經常蓄電池通風1.1連續(xù)、不經常蓄電池排風1.8連續(xù)、不經常鍋爐房水泵1.8連續(xù)、經常載波室1.8連續(xù)、經常110kV配電裝置電源10短時、不經常110kVQF冬天加熱1連續(xù)室外配電裝置照明11連續(xù)室內照明9連續(xù)空調12連續(xù)、不經常（1）連續(xù)運行的電動機：P=PN=2×11+18+12+1.1+1.8+1.8+1.8=60.5（kW）（3-2）（2）不經常短時運行的設備不予計算：P=0（kW）（3-3）（3）照明負荷P=1+10+10=21(kW)（3-4）（4）所用電負荷S=（60.5+21）×0.85=69（kW）（3-5）3.1.210kV側負荷計算已知10kV側負荷最大25MW，最小15MW，Tmax=6500h，cosφ=0.9；3.1.335kV側負荷計算已知35kV側負荷最大55MW，最小35MW，Tmax=6500h，cosφ=0.85；3.1.4110kV側負荷計算由公式（3-1）求得S110kV=（0.85×55+0.9×25）×（1＋5%）(最大負荷下)=72.7MW3.2補償電容對于大部分電力系統來說，一般都會存在容性和感性負載，尤其是變電站電力系統，距離發(fā)電廠比較近，存在著大量的容性和感性負載，如果不進行補償就會減低供電能力，電能的成本也會節(jié)節(jié)攀升，所以為了保證系統的各種性能，必須選取合適的補償裝置進行無功功率補償，對于本變電站選擇的補償裝置為并聯電容補償裝置。補償電容器的最大無功功率取決于電源之間的距離和變電站。3.1.1無功補償計算改善功率因數所需的電容器容量Qfm為[7]Qfm=Pfmtgφ1?3.1.210kV并聯電容補償器選擇可以取Pfm10=S10kV=25MVA,將功率因數提高到0.92，由公式（3-6）得：Qfm10=1458kvar（4-7）在電容器的選擇上，可選12只100Kvar單只大容量電容器，共計1200Kvar。3.3主變壓器的確定3.3.1主變臺數確定通常，變電站中會安裝兩個主變壓器，以防止其中一個發(fā)生故障而影響電源。該變電站采用單個母線分段連接方法，因此選擇兩個具有相同參數的主變壓器。3.3.2變壓器主變壓器的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器的選擇一般都要放在長遠規(guī)劃方案里，在如今快速發(fā)展得時代，尤其是農村地區(qū)，變電站供電范圍內的用電設備，工廠等等肯定會快速增加，所以建設本變電站預測在今后十年或者更長時間的負荷增長，從而選取變壓器。2.負荷性質和電網結構是影響變壓器容量最重要的依據特別是帶有重要負荷的，比如醫(yī)院、大型工廠流水線等等，必須要保證在一臺變壓器出故障或者檢修時另一臺能夠在一定時間內正常運行，一般一臺變壓器故障維修時其余變壓器要保證全部負荷的70～80%。Se=(0.7～0.8)Smax（3-6）（0.7～0.8）Smax=（0.7~0.8）×（72.7/0.95）=53.6～61.2MVA當一臺變壓器不能運行時，另一臺要獨立運行，才能保證正常供電，負載正常用電，根據計算，其中的一個要單獨負責70%，它的容量為53.6MVA?？梢赃x擇兩臺60MVA的主變壓器。故主變參數如下：型號電壓組合及分接范圍阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低SSZ11-60000/110110±8×1.25%38.5±5%10.510.517.56.50.81YN,yn0,d113.4站用變臺數、容量和形式的確定3.4.1站用變臺數的確定站用負荷非常重要，前面我們已經選擇單母線分段接線，并且選取了兩臺主變壓器，有兩段10kV母線，所以選取兩個參數相同的變壓器，互為備用。3.4.2站用變容量的確定除了滿足日常負荷外，還應注意，將來可能會暫時增加負荷。因此，預留約10％的裕度。S站=69/（1-10%）=76.7KVA（3-7）3.4.3站用變型式的選擇根據我國現狀和變壓器的選擇方向，本次設計選擇干式變壓器。參數為：表3-3站用變參數型號電壓組合連接組標號空載損耗負載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-80/1010.5±5%0.4Y，yn00.482.61.343.5本章小結變壓器的選擇對于變電站來說非常重要，負荷計算也是非常復雜，但是只有計算準備的負荷，才能選擇出最合適、安全、成本低的變壓器，經過計算了論證主變選擇了兩臺60MVA的三相變壓器，既保證可靠供電，又考慮長遠規(guī)劃。除此之外無功補償對于變電站來說也是非常重要，通過計算選取了無功補償裝置。第4章最大持續(xù)工作電流及短路電流計算4.1各回路最大持續(xù)工作電流根據公式Smax=式中SmaxUeIgmax且有如下關系：Smax=Igmax=由公式（5-1）得：10kV：I10kV35kV：I35kV110kV：I110kV=72.74.2短路電流計算點的確定和短路電流結算結果4.2.1短路電流計算的目的為了實現變電站的設計，短路電流的計算就尤為重要，短路電流的計算是變電站設計的重要組成部分，也是最常用的計算方法，比較基本，可以解決一系列技術問題。計算目的大致如下：1.各種短路條件下的短路電流對于設置的計算和繼電保護方法的選擇是必不可少的。2.設備出現故障和正常運行時或者一定時間內短路電流通過時還能保證可靠安全運行。同時根據參數選取最適合最經濟的設備。3.要根據短路條件設計屋外高壓配電裝置。4.通過短路電流計算可以在對選取的不同接線方案進行比較，選取最適合的最經濟的，還可以確定是否要采取措施去限制短路電流過大等等。5.短路電流會使設備發(fā)熱快速增加，計算短路電流可以選取符合要求的設備，在需要根據短路電流設計接地裝置[8]。4.2.2短路電流計算的基本假設1、系統工作正常時三相對稱；2、電源電動勢相位一樣；3、阻抗恒定；4、不計電弧阻抗；5、可用疊加原理；6、短路時為金屬性短路；7、各元件的磁路不飽和；8、不計勵磁電流；9、不計元件電阻，只計電抗[11]。計算過程見附表1。4.2.3短路電流計算結果表：表5-1短路電流計算短路點各短路點額定電壓各短路點平均電壓短路電流周期分量有效值短路點沖擊電流短路容量最大值有效值UN(kW)Uav(kW)Id/kAId∝/kAich(kA)Ich(kA)SK/MVAd1(110kV)1101155.5165.51614.078.331099d2(35kV)35378.678.6722.1113.09556d3(10kV)1010.522.9922.9958.6434.714184.3本章小結三相短路電流的計算對于變電站設計來說無疑是不可或缺的，它是是電氣設備的選擇和驗證依據，這對于變電站的設計乃至所有電力系統的設計都是至關重要且必不可少的。本章分析了計算短路電流的目的，選擇了每個短路點，并計算了各種數據。它為設備選擇和變電站檢查運行的可靠性提供了數據支撐。在選擇設備時，可以選擇可靠，安全，具有成本效益的合適設備。第5章主要電氣設選擇5.1電氣設備選擇要求電氣設備的選擇無論是正常運行還是出現故障的情況下都要正?？煽康毓ぷ?。一般原則如下：1.在保證設備正常運行的情況下，考慮十年及以上長遠規(guī)劃。2.當地環(huán)境作為選擇設備的參考條件，注意設備的耐久度。3.在保證設備先進的情況之下盡量降低成本。4.同類設備盡量采購同一廠家，以保證標準即統一，維修方便。5.統一建設標準。6.正規(guī)渠道購買設備，新產品要報上級單位審批。5.1.1電氣設備選擇及條件對于高壓電器，選擇的時候既要保持它能夠長期正常運行，還要保證在通過超過額定電流和超過額定電壓的時候正常工作。在選用電器的時候要注意設備參數，要保證電器的最大承受電壓Umax大于所在回路最大的運行的電壓Ug，也就是說Umax>Ug，；對于電流而言，要保證所選用電器最大可通過的電流Ie比所在回路所有運行方式下運行的連續(xù)工作的電流Ig都要大，也就是說，Ie>Ig。在校驗的時候需要注意以下幾點：1.為了防止電器被燒壞，需要進行熱穩(wěn)定校驗，必須選取有可能通過的最大電流是情況，才有校驗的意義。2.有些電器含有熔斷器，在校驗熱穩(wěn)定時會受到熔斷器的保護，所以這樣的不用校驗。3.短路的熱穩(wěn)定條件Ir2Qd=Q=校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間tsts=4.動穩(wěn)定校驗短路的動穩(wěn)定的條件：ic?≤5.2高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓電路中具有獨一無二的地位，不但能保護電路，還能控制電路開斷。型式選擇：高壓斷路器的種類實在太多太多了，每個電壓等級都有不同的斷路器，而且為了后期方便維護和檢修更換，所以在采購的時候盡量選擇同類型同廠家的設備，盡量避免選擇形式各樣的設備?；疽螅?.高壓斷路器在高壓環(huán)境下運行，在導通狀態(tài)下，不但要保證正常負載運行，還要在短路狀態(tài)下良好運行，即要保證熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。2.斷路器要保護電路，就要在斷開時具有良好的絕緣性。3.要在盡量短的時間內斷開電路。。4.高壓斷路器要壽命長，維護方便，維修簡單。表6-1計算數據電壓等級額定電壓最大持續(xù)工作電流Id熱穩(wěn)定校驗短路沖擊電流（kW）110kV115kV382A5.5165.5162kA×314.0733kV37kV907A8.678.672kA×322.1110kV10.5kV1443A22.9922.992kA×358.62根據計算，設備選型如下：表6-2設備選型電壓等級型號額定電壓額定電流額定短路開斷電流（kA）熱穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定電流110kVLW36-126126kV3150A40402kV×3s80kA35kVZN12-3535kV2000A31.531.52kV×3s63kAZN12-3535kV1250A25252kV×3s63kA10kVZN12-1012kV3150A31.531.52kV×3s80kAZN12-1012kV1250A31.531.52kV×3s80kA5.3隔離開關的選擇隔離開關是不能滅弧，但是他是高壓設備，它的主要功能也很簡單，隔離電源，倒閘，對于小電流電路可以通斷，所以他對電路雖然簡單但是異常重要。選型要求：1容易鑒別。斷開點明顯。2.保證安全。斷開點之間的絕緣距離要較遠。3.穩(wěn)定性強。要保證設備正常運行，隔離開關要同時具備熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。4.強度高。具備一定的機械強度和絕緣強度。5.跳合閘速度快。防止過電壓。5.動作可靠。又根據計算得知：表6-3設備選型電壓等級型號額定電壓額定電流動穩(wěn)定電流110kVGW4-110ID110kV1250A80GW4-110IID110kV1250A805.4各級電壓母線的選擇各級電壓母線選擇，需要注意：、根據地點和環(huán)境選擇母線的材料、結構和截面的大小；、母線作為傳送電流的導體，要保證在過電流情況下正常運行，所以要提前檢驗最大過電流情況下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定；、對35kV以上母線，注意電暈狀況；、共振在電力網中也是非常常見的，所以要檢驗母線本身的自振頻率，從而不被共振影響；、各側母線最大持續(xù)工作電流：10kV=1443A，35kV=907A，110kV=382A5.4.1110kV側母線在母線的選擇上，110kV的側的母線為三相水平的鋼芯鋁絞線。1、型式：采用外軟母線2、型號：LGJ－400型3、列表：標稱截面計算拉斷力計算截面Qac=70℃的載流量400/2595940N419.01mm2879A5.4.235kV側母線按照導體的長期發(fā)熱允許電流選擇母線。根據前面的設備選擇KYN-40.5高壓開關柜。5.4.310kV側母線按照導體的長期發(fā)熱允許電流選擇母線。根據前面的設備選KYN-12高壓開關柜。5.5電流互感器的配置和選擇電流互感器的配置和選擇對今后變電站電力系統運行的影響非常之大，合理選擇合適和配置電流互感器才能有效安全的測量線路中的大電流，對于確定電流互感器的參數，要計算出短路回路電流、電壓數據，以確保電流互感器的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，保證在一定時間內超過額定電壓下能夠正常工作。電流互感器在結構的選擇上，10kV大都選取澆注絕緣結構，35kV和110kV大都選取獨立的電流互感器，選用油浸結構。為了避免誤差，在使用電流互感器測量電流時，要注意一次額定電流的選擇。根據Ue>Ugmax（Ij>Igmax（電流互感器型號選擇：表6-6互感器選擇電壓等級型號110kVLB6-110W235kVLZBBJ9-40.510kVLZBBJ15-125.6電壓互感器的配置和選擇電壓互感器的用處非常廣泛，他將電氣的一次側高壓和二次側低壓分開，從而在保證一次設備的安全，除此之外，電壓互感器能夠將高壓轉化成低壓方便工作人員測量，保證工作人員安全。對于電壓互感器的選擇主要依變壓器的電壓水平和安裝地點，在電壓互感器的使用上，要保證在一段時間的過電壓情況下能夠正常使用，使用電壓互感器的測量時確保其精確度，避免誤差。通常情況下，10kV、35kV和110kV一般都用的結構為油浸絕緣結構，后兩者使用電磁式電壓互感器。5.6.1110kV側PT的選擇根據實際情況和要求選用電容式TYD1103型[16]。表6-7110kV側PT選型型號額定電壓（V）二次繞組額定輸出（VA）一次繞組二次繞組剩余電壓繞組0.5級0.2S6PTYD110311000031100003100150VA300VA5.6.235kV母線PT選擇此電壓互感器主要測量數據，保護設備,所以擁有比較小的二次側負荷。選三臺JDZXF-35型。表6-7(2)35KV母線PT選型型號額定電壓（V）一次繞組二次繞組剩余電壓繞組JDZXF-3535000/100/100/3電壓互感器由于和電流互感器接入方式不同，不通過短路電流，所以不考慮其熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。5.7各主要電氣設備選擇結果一覽表表6-8選型匯總電壓等級電氣設備110kV35kV10kV高壓斷路器LW36-126ZN12-35ZN12-10隔離開關GW4-110I(II)DGN27-35GW4-35D/630電流互感器LB6-110W2LZBBJ9-40.5LZBBJ15-12電壓互感器TYD110/-0.01JDZXF-35JDZX9-10母線LGJ-400LMY-100*8LMY-100*10主變壓器SSZ11-50000/110站用變壓器S9-80/105.8本章小結本章對變電站所有需要的主要電氣設備進行了選擇，電氣設備的選擇，對于變電站的設計十分重要，各個設備相互連接，相互配合工作，有一個出現故障就可能會引起另一個設備不能正常工作，所以在數據計算上非常細心，選取了適合本地實際情況，安全可靠，成本還低的電氣設備。第6章過壓保護、接地6.1直擊雷保護變電站在整個電力系統中具有獨一無二的地位，保護好變電站才能保障供電穩(wěn)定、安全，還避免大面積停電造成經濟損失，所以變電站設計的最后必須要做對變電站的保護，尤其是直擊雷保護。容易受到雷電擊中的設備主要是屋外的配電設備，所以對屋外配電設備的保護要重點注意。其次就是組合導線和母線廊道，下面進行保護設計。6.1.1保護措施110kV配電裝置、主變壓器、屋外組合導線，都屬于易受波及，所以皆可架設獨立避雷針。6.1.2避雷針裝設應注意的問題避雷針裝設的重要性和必要性顯而易見，在選擇避雷針上要注意很多地方。獨立避雷針根據他的作用和特性要設置單獨的接地裝置；距離接地裝置和避雷針較近具有一定的風險，而馬路等地方人流較多，所以在裝設的時候盡量與這些人流量大的地方大于3m。避雷針的架設地點的選擇是有依據的，根據電壓等級選擇。110kV及以上安裝在架構或屋頂上，在這種情況下，必須將接地設備安裝在附近，對于35kV及以下的應用來說，這并不容易。