本设计是一110kV地方降压变电站一次系统的初步设计，其依据是华北电力大学发电教研室2004年10月下发的02级电力专升本函授毕业设计任务书。
本次设计始于2005年1月，完成于2005年4月，是我独立进行的一次较大型的设计。它综合运用了多门学科的知识，是对我三年学习生活的一次总和检验，由于本人水平有限，在设计中得到华北电力大学田建设老师和承德天汇电力设计有限责任公司诸位工程师的大力帮助，在此表示感谢。
本设计的主要材料有：西北电力设计院编《电力工程电气设计手册》、西北电力设计院编《电力工程电气设备手册》、 四川联合大学范锡晋主编《发电厂电气部分》、南京工学院周泽存主编的《高电压技术》、西安交通大学李光琦编《电力系统暂态分析》和南京工学院陈衍编《电力系统稳态分析》等。
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原始资料：
1. 变电站类型：地方降压变电站 2. 电压等及：110/35/10kV 3. 负荷情况：
35kV侧：最大50MW，最小35MW，Tmax=6200h,cosΦ=0.85 10kV侧：最大30MW，最小20MW，Tmax=6500h,cosΦ=0.85 负荷性质：工农业生产及城乡生活用电 4．出线回路：
110kV侧 2回（架空线） 35 kV侧 8回（架空线） 10 kV侧 12回（其中电缆4回）
5. 系统情况：系统接线如图所示，其中：
（1） S1为地方水电系统，容量为100MVA，SS1*=0.8（以
该系统容量为基准）
（2） S2为无穷大系统，SS2*=0
（3） 正常运行方式下，S1与S2在本站无功率交换，紧急
状态下可有部分交换功率穿越。
6. 气象条件：
（1） 最高气温40℃，最低气温-30℃，年平均气温2℃ （2） 土壤电阻率ρ＜400欧·米 （3） 当地雷暴日：40日/年
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目 录
第一章 设计说明书 1-1． 1-2． 1-3． 1-4． 第二章 2-1． 2-2．
2-2-1．2-2-2．2-2-3．2-2-4．2-2-5．2-2-6．2-2-7．2-2-8．2-2-9．第三章 3-1． 3-2．
主变压器的确定…………………………………………1 电气主接线的设计………………………………………3 电气总平面布置…………………………………………9 屋内外配电装置…………………………………………9
短路电流计算书及电气设备选择
短路电流计算……………………………………………10 电气设备的选择…………………………………………15
断路器的选择……………………………………………16 隔离开关的选择…………………………………………19 电压互感器的选择………………………………………21 电流互感器的选择………………………………………22 母线及出线的选择………………………………………24 避雷器的选择……………………………………………31 所用电选择………………………………………………31 高压电磁的选择…………………………………………32 高压熔断器的选择………………………………………34 防雷及接地保护的设计
防雷保护…………………………………………………35 接地装置的设计…………………………………………37
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附一 电气设备表…………………………………………………39 附二 设计图纸
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第一章 设计说明书
第一节 主变压器的选择
从保证供电可靠性方面考虑，未避免一台主变检修或故障后全所对外停止供电，初步确定主变为2台。
从主变的容量方面考虑，这时应考虑当一台主变要退出运行时，其余变压器容量在计及过负荷30%的情况下，应能保证全部负荷的70~80%，在允许的时间内维持运行。
由原始资料可知：
最大负荷为(50+30)/0.85=94.12MVA 其中80%的负荷为94.12×80%=75.3MVA 采用两台50000KVA变压器，则 50000×1.3=65MVA＜75.3MVA 不满足要求。 选择63000KVA变压器 63000×1.3=81.9MVA＞75.3MVA 满足要求
所以选择两台容量为63000KVA变压器。 其型号及参数为：
型号 额定 电压 空载 电流﹪ 阻抗电压 高中 高低 中低 连接 组别 SFSZ7-63000/110 110±8×1.2 1.25﹪/11
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10.5 17.5 6.5 Ynynod11 第二节 电气主接线的设计 一、 设计原则：
主接线的确定应在接线方式安全可靠、运行方式灵活方便、尽
可能节省投资和土地的前提下，根据变电所在电网中的地位、出线路数、设备特点及负荷性质等条件来确定。
当满足运行要求时，宜采用断路器较少或不用断路器的接线。 35~220kV线路为两回路及以下时，宜采用桥形单母线或单母
线分段接线。
接在母线上的避雷器和电压互感器可合用一组隔离开关，对接
在变压器引出线上的避雷器不宜装设隔离开关。
二、 主接线的确定
由原始资料可知，110kV侧只有两回出线，故这侧的方式可选择内桥、外桥、单元接线和单母线分段接线。 1、内桥接线（图一）
优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。 缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器和一条线路停运，桥连断路器检修时两个回路需解列运行，当出线断路器检修时线路需要长时间停运。因此，此方式适用于线路较长，变压器不经常切换，故障率较高的情况。 2、外桥接线（图二） 优点：高压断路器数量较少
缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器和一台变
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压器停运，桥联断路器检修时，两个回路解列运行，当变压器侧断路器检修时，变压器都较长时间停运。因此，此方式适用于线路较短，变压器切换频繁、故障率较少的情况。 3、单元接线（图三） 优点：高压断路器数量最少。
缺点：线路或断路器故障或检修时，变压器将停运，变压器故障或检修时，线路将停运。
4、单母线分段接线（图四） 优点：接线简单、操作方便，当一段母线发生故障时分段断路器自动将故障切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。 综合比较以上各种接线方式，虽然单元接线的可能性较差，不予
7 采用；桥形接线的可能性虽有所提高，但仍比单母线分段的可靠性差，在电力系统大力强调可靠性的今天，考虑到未来负荷的发展，最终确定采用单母线分段接线。
对于35kV侧，设计手册中要求当出线回路数不多于8回时，一般采用单母线分段接线，其可靠性比单母线要高，其经济性又比单母线分段带旁路和双母线好，且35kV用户一般距离较近，出线事故几率较少，综合比较，最终采用单母线分段接线。
对于10kV侧，设计手册中规定对于10kV出线在6回及以上时，一般采用单母线分段接线，在采用手车开关后，可以有效的避免因检修断路器而造成线路停电的问题，其可靠性与单母线分段带旁路已很接近，切其操作起来的灵活性又较单母线分段带旁路简单，最终确定采用单母线分段接线。
本变电站的主接线形式最终确定如下： 110kV侧 35kV侧 10kV侧 本站主接线简图：
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单母线分段接线方式 单母线分段接线方式 单母线分段接线方式 第三节 电气总平面布置
本站东西方向96米，南北方向80米，大门开于变电站北墙
正中，110kV出线由南侧进入站区，35kV和10kV出线分别从东西方向送出，主变压器放置于设备区的中间，主控室位于大门和1#主变之间，10kV开关室位于主控室南侧，紧邻主控室，并与主控室有门相连，在主控室内可以直视站区内所有户外设备。 第四节 屋内外配电装置
结合实际情况，并考虑到尽可能的节省投资和少占土地，最终确定：
110kV侧选用户外普通中型布置； 35kV侧选用户外普通中型布置； 10kV侧选用户内成套开关柜单层布置。
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第二章 短路电流计算和电气设备选择
第一节 短路电流计算 一、短路电流计算的基本原则：
1、电力系统所有电源在额定负荷下运行，所有电源电动势、相位角相同，短路发生在短路电流最大瞬间。
2、计算短路电流时的接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式。
3、容量按本所设计容量计算。
4、一般按三相短路计算，假如两相短路电流比三相短路电流大，按两相短路电流计算。
5、在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点为短路电流计算点。 二、短路电流计算 1、已知条件：
变压器参数：SN=63000KVA，UN=110±8×1.25﹪/38.5/11
UK 高中 10.5 ；高低 17.5；中低6.5 P0=84.7KW
本站最大负荷：
35kV侧：50MW, TMAX=6200h, Cosφ=0.85 10kV侧：30MW, TMAX=6500h, Cosφ=0.85 110kV系统情况:
S1为地方水电,容量为100MVA,XS1*=0.8(Sj=100MVA)
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S2为无穷大系统, XS2*=0 2、短路计算：
选基准值 Sj=100MVA，Uj= UP =1.05 UN
=（115kV，37kV，10.5kV） 求线路电抗： ∵X1=X2=0.4
∴X1*=X2*=XL1×Sj/Uj2=0.4×40×100/1152=0.121 求主变电抗：
UK1﹪=1/2（UK1-2+ UK1-3+ UK2-3）=1/2（10.5+17.5-6.5）=10.75 UK2﹪=1/2（UK1-2+ UK2-3+ UK1-3）=1/2（10.5+6.5-17.5）=-0.25 UK3﹪=1/2（UK1-3+ UK2-3+ UK1-2）=1/2（17.5+6.5-10.5）=6.75 而Xt*= UK﹪/100×Sj/Se
∴Xt1*=(10.75/100) ×(100/63)=0.1706 Xt2*=(-0.25/100) ×(100/63)=-0.00379
Xt3*=(6.75/100) ×(100/63)=0.1071
作出网络图，并分别选出在110/35/10kV侧产生最大短路电流的短路点d1, d2, d3
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对于d1点短路时逐步简化网络 ∴Id1*=1/ X∑*=1/0.1069=9.3545 Id1= Id1*×Sj/√3 Uj=9.3545×100/√3×115=4.6964 KA I1’= I∞= I0.2=4.6964 KA 短路电流冲击值：Icj=2.55×4.6964=11.9758 KA 12 令电流最大有效值：IM=1.52×4.6964=7.1385 KA
‘
短路容量：S‘’= I*‘Sj=9.3545×100=935.45 MVA
对于d2点短路时逐步简化网络
∴Id2*=1/ X∑*=1/0.22747=4.3961 Id2= Id2*×Sj/√3 Uj=4.3961×100/√3×37=6.8597 KA I2’= I∞= I0.2=6.8597 KA 短路电流冲击值：Icj=2.55×6.8597=17.4923 KA 令电流最大有效值：IM=1.52×6.8597=10.4268 KA ‘短路容量：S‘’= I*‘Sj=4.3961×100=439.61 MVA 对于d3点短路时逐步简化网络 13 ∴Id3*=1/ X∑*=1/0.29919=3.3424 Id3= Id3*×Sj/√3 Uj=3.3424×100/√3×10.5=18.3784 KA I3’= I∞= I0.2=18.3784 KA 短路电流冲击值：Icj=2.55×18.3784=46.8648 KA 令电流最大有效值：IM=1.52×18.3784=27.9351 KA ‘短路容量：S‘’= I*‘Sj=3.3424×100=334.24 MVA 短路电流计算结果表 基值电短路点 短路电流 有名值 短路电流冲击值 令电流最大有效值 （kA） 短路容量 （MVA 压（kV） 标幺值 d1 d2 d3 115 37 10.5 9.3545 4.6964 4.3961 6.8597 11.9758 7.1385 935.45 17.4923 10.4268 439.61 3.3424 18.3784 46.8648 27.9351 334.24 14 第二节 电气设备选择
电气设备选择的一般要求：
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品种。
6、选用的产品具备可靠性的试验数据，并经正式鉴定合格。 此外，对于导体应按正常运行情况选择，按短路条件计算其动稳、热稳定，并按环境条件校验设备的基本适应条件。 一、断路器的选择：
规程规定：对于35-220kV电压等级宜选用少油断路器、SF6断路器和空气断路器，现今少油断路器由于需要定期维护并容易出现故障已不被选用，而SF6和真空断路器虽然价格相对少油要高，但是其运行稳定可靠，检修隔离期长，适用于现在已经比较普遍的无人职守的综合自动化变电站，综合考虑，110kV选用SF6断路器，35kV选用SF6断路器，10kV选用真空断路器。
1、110kV断路器选择：
∵ 电网工作电压 UN=110kV，设备最高电压126 kV 最大持续工作电流：IMAX=1.05 SMAX/√3 UNCOSΦ
=1.05×8000/√3×110×0.85=518.69
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三相短路电流：Id1=4.6946 KA 冲击电流：Icj=11.9758 KA ∴选LW6B-126/252型
型号 额定 电压 额定 电流 额定开短路关动稳定断电流 合电流 电流 31.5 80KA 4S热稳定电流 LW6B-126/252 110kV 1500A 80KA 31.5KA 热稳定校验：
31.52×4=3969KA2×S=4.69642×4=88.22 KA2·S ∴所选设备符合要求 2、35kV侧断路器的选择
∵ 电网工作电压 UN=35kV，设备最高电压40.5 kV 最大持续工作电流：IMAX=1.05 SMAX/√3 UNCOSΦ
=1.05×5000/√3×35×0.85=1018.85A 三相短路电流：Id2=6.8597 KA 冲击电流：Icj=17.4923 KA
∴选LW8-35（W）型、配用CT14操作机构
型号 额定 电压 额定 电流 1600A 额定开短路关动稳定断电流 合电流 电流 25KA 63KA 63KA 额定绝缘水平 雷电冲工频耐击耐压 压 185KV 95 KV LW8-35（W） 35kV 热稳定校验：
252×4=2500＞6.85972×4=188.22KA2·S ∴所选设备符合要求
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3、10kV侧断路器的选择
∵ 电网工作电压 UN=10kV，设备最高电压11.5 kV 最大持续工作电流：IMAX=1.05 SMAX/√3 UNCOSΦ =1.05×30000/√3×10×0.85=2139.6A 三相短路电流：Id3=18.3784 KA 冲击电流：Icj=46.8648 KA ∴选ZN22-10型
受总 出线 型号 额定电流 额定开断电流 40KA 25KA 动稳定电流 100KA 63KA 4S热稳定电流 40KA 25KA ZN22-10 ZN22-10 3150A 1250A 热稳定校验：
402×4＞252×4=2500＞18.37842×4=1351.06KA2·S ∴所选设备符合要求 二、隔离开关的选择：
隔离开关应按在正常运行时能通过负荷电流和短路电流，倒闸操作时，能分合小电流来选择，并按照电压、电流、热稳定、动稳定来校验。
1、110kV隔离开关的选择： ∵UN=110kV
最大持续工作电流：IMAX=518.69 三相短路电流：Id1=4.6946 KA
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冲击电流：Icj=11.9758 KA
∴GW5-110ⅡD（W），其中线路侧刀闸和PT刀闸带两组接地刀闸，其余刀闸在开关侧带一组接地刀闸。
型 号 GW5-110ⅡD（W） 热稳定校验：
202×4=1600KA2·S＞4.69642×4=88.22 KA2·S ∴所选设备符合要求。 2、35kV隔离开关的选择： ∵UN=35kV
最大持续工作电流：IMAX=1018.85A 三相短路电流：Id=6.8597 KA 冲击电流：Icj=17.4923 KA
∴GW5-35ⅡD（W），其中线路侧刀闸和PT刀闸带两组接地刀闸，其余刀闸在开关侧带一组接地刀闸。
型 号 额定电流 动稳定电流 热稳定电流 1600A 1000A 100KA 100KA 31.5KA 31.5KA 额定电流 动稳定电流 热稳定电流 1000A 100KA 20KA 受总、分段 GW5-35ⅡD（W）出线 GW5-35ⅡD（W） 热稳定校验：
31.52×4=3969KA2·S＞6.85972×4=188.22 KA2·S ∴所选设备符合要求。
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3、10kV隔离开关的选择： ∵UN=10kV
最大持续工作电流：IMAX=2139.6A 三相短路电流：Id=18.3784 KA 冲击电流：Icj=46.8648 KA
∴对于受总、分段选GN2-10/3000型；其他GN19-10C/1250
受总、分段 出线 型 号 GN2-10/3000 GN19-10C/1250 额定电流 动稳定电流 热稳定电流 3000A 1250A 100KA 100KA 70KA 40KA 热稳定校验：
受总：702×4=31600KA2·S＞18.37842×4=1351.06 KA2·S 出线：402×4=6400KA2·S＞1351.06 KA2·S ∴所选设备符合要求。 三、电压互感器的选择：
1、选择原则：应根据使用条件来选择。
35 -110kV一般采用油浸绝缘结构的电压互感器。 110kV及以上的广泛采用串级式电压互感器，当线路上装有载波通道时，应尽量和耦合电容器，选用电容式电压互感器。
在需要检查和监视一次回路单相接地时应采用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。
2、一次电压： 0.9Ue≤U1≤1.1 Ue
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3、二次电压应根据使用情况确定。
4、电压互感器应在准确等级下工作，需根据接入的测量仪表、继电器和自动装置等设备对准确等级的要求决定。
5、二次负荷与测量仪表的类型，数据和接入电压互感器的接线方式有关，本设计未做计算。
最终选定电压互感器如下：
准确级下容量（VA） 最大型号 TYDHD/√3-0.01 JDXN6-35（W） 35/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1 JDZJ-10Q JDZ-10D
四、电流互感器的选择：
电流互感器应按正常工作条件选择，按动稳定倍数和热稳定倍数校验其短路稳定性，一般的，35kV以下屋内配电装置的电流互感器，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。35kV及以上配电装置一般采用油浸瓷式绝缘结构的独立式电流互感器，有条件时，应优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占地。
所选电流互感器如下：
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额定变比 0.2 0.5 1 110/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1 3 容量 1200 100 200 400 100 50 40 60 200 500 1000 80 200 400 300 10/√3/0.1/√3/0.1/√3 10/0.1 150 型号 二次组合 额定电流比 1S热稳定倍数 动稳定倍数 2×600/5 1200/5 45倍 75倍 115 187.5 LCWB6-110（W） B/B/B/0.5 LCWD1-35（W） 0.5/B LRB-35 LW-1200 LW-400 LR-354 LAJ-10 0.2/3 0.5/D 校验：
1、110kV侧CT：
内部动稳定：Kd=115＞ich/√2Ie=11975.8/√2×1200=7.057 ∴内部稳定性校验合格。 外部动稳定：√50a/40lm
a=1750,lm=8000 Kd=60.13＞7.057
∴外部稳定性校验合格。
热稳定：Kr=45＞√Qd/t/I1e=√98.15/1.2=9.04 热稳定经校验合格。 ∴110kV所选CT符合要求。 2、35kV侧CT：
内部动稳定：Kd=187.5＞ich/√2Ie=17492.3/√2×1200=10.3 ∴内部稳定性校验合格。 外部动稳定：√50a/40lm
a=1200,lm=5000
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Kd=102.7＞10.3
∴外部稳定性校验合格。
热稳定：Kr=75＞√Qd/t/I1e=√162.34/1.2=11.6 热稳定经校验合格。 ∴35kV所选CT符合要求。 五、母线及出线的选择：
设计手册中规定，导体在一般情况下应按持续工作电流或经济电流密度选择，按电晕、动稳定和热稳定进行校验。导体一般分为软导线和硬导体两大类，软导线一般多用于线路，硬导体则主要用于母线。 而硬导体中使用最多的是矩形、槽形和管型导体。矩形导体一般多见于10kV及以下配电装置中，而管形导体由于具有集肤效应系数小，且有利于提高电晕的起始电压、占地面积小、结构简明、布置清晰等优点，使其在35kV及以上电压等级中得到广泛应用。 1、母线的选择：
35kV母线按变压器持续工作电流选择。
35kV侧最大持续工作电流为1018.85A，而1.05倍主变额定电流为1.05×63000/√3×38.5=992A
∴按前者确定母线规格，选用管型母线LF21Y/80/72，其导体截面S=954mm2,跨距 L=5m，截面系数W=17.3cm3，惯性距J=69.2 cm4，自重 g=2.61kg/m,弹性模数：E=71×105kg/cm2,相间距离a=120cm. 热稳定校验：
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S=954＞√Qd/C=√162.34×106/87=146.45mm2 热稳定校验合格。 动稳定校验：
设气象条件为：最大风速Amax=25m/s,内过电压风速Vn=15m/s,又已知，最高气温+40℃，最低气温-30℃，三相短路电流峰值为17.4923KA。
（一） 正常运行时：
1、母线自垂产生的垂直旁矩：
Mcz=0.125g×L2×9.8=0.125×2.61×52×9.8=79.93Nm 2、集中负荷产生的垂直旁矩：
Mcf=0.188×PL×9.8=0.188×25×5×9.8=230.3Nm 3、最大风速产生的水平旁矩，取风速不均匀系数av=1,空气动力系数：kv=1.2，则：
风压为fv=av·kv·D1·Amax2/16=1×1.2×0.08×252/16=3.75kg/m ∴Msf=0.125 fvL2×9.8=0.125×3.75×52×9.8=114.84 Nm ∴Mmax=√(Mcz+ Mcf)2+ Msf2=330.8 Nm
Vmax=100×Mma/W=100×330.8/17.3=1912.14N/cm2 ∵Vmax＜88201912.14N/cm2 ∴正常运行时满足要求。
（二） 短路状态时
短路电动力fd=1.76·icj/a·β=1.76×17.49232/120×0.58
=2.6㎏/m
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fd产生水平旁矩Msd=0.125fdl2×9.8=79.625 Nm 在内过电压情况下的风速产生的风压：
fv’= avkvD1V2/16=1×1.2×0.08×152/16=1.35kg/m 产生的水平旁矩: Msf’=0.125 fv’l2×9.8=41.34 Nm
∴Mmax=√(Mcz+ Mcf)2+ (Msd+ Msf’ )2=332.98 Nm υmax=100×Mmax/W=1924.74 N/cm2＜8820 N/cm2 ∴短路时也满足要求. (三)地震时,设裂度为9级: 地震力产生的水平旁矩:
Mdx=0.125×0.5×2.61×52×9.8=39.97 Nm
地震时计算风速产生的风压:
fv=1×1.2×0.08×6.252/16=0.23 kg/m
’’
fv’’产生的旁矩: Msf’’=0.125×0.23×52×9.8=7.18 Nm
∴Mmax=√(Mcz+ Mcf)2+ (Mdx+ Msf’’ )2=313.79 Nm υmax=100×Mmax/W=1813.83 N/cm2＜8820 N/cm2 ∴地震时也满足要求. (四)挠度:
母线自垂产生的挠度,由单跨梁力学计算公式得知,在x=0.4215l处最大挠度,查表得均布计算挠度计算系数为0.521,则:
Y1=0.521q1·l/100EJ=0.521×(2.61×54×106)/(100×7.1×105×69.2)=0.2 cm
集中负荷产生的挠度,由单跨梁力学计算公式得知在x=0.4472l
24
4
处有最大挠度,查表得荷垂挠度计算系数为0.911.
Y2=0.911p·l/100EJ=0.911×(15×53×106)/(100×7.1×105×69.2)=0.35 cm
而 Y= Y1+ Y2=0.55 =5.5 mm＜0.5D=40 mm ∴挠度满足要求.
即35kV母线的选择合格.
10kV母线按变压器回路持续工作电流选择, 10kV侧最大持续工作电流2139.6A,而1.05倍主变的额定电流1.05×31500/(√3×11)=1736A
∴按前者选择母线规格为矩形母线100×10双条平放,跨距l=1.5m.
热稳定校验:S=2×100×10=2000 √Qd/C=√(1351.06×106/87)=422.49 ∵S＞√(Qd)/C ∴热稳定校验合格. 动稳定校验:
1、 相间应力：υx-x=17.248×10-3(l2/aw)icjß
2
3
=17.248×10-3×(1502/60×0.167×1×102) ×48.862×0.58
=536.27 N/cm2
2、同相导体间相互作用应力：
υx=4.9×Fxlc2/hb2=4.9×2.55×0.6 (48.862/10) ×10-2×1502/1×102=4026.96 N/cm2
25
∴υx+υx-x =4563.23 N/cm2＜6860 N/cm2 动稳定校验合格。
共振校验：m=h×b×ρw=0.1×0.01×2700=2.7kg/m
lmax=√(Nf/f1√(EI/m))=√(3.56/160√(7×1010×102×10-4/2.7)) =1.8 m ∴最终确定绝缘子跨距：l=1.5m 2、出线：按经济电流密度选择。 35kV侧：Tmax=6200h, Imax=1018.85A 查手册中软导线经济电流密度得：j=0.93 ∴Sj=(1018.85/8)/0.93=137mm2 ∴35kV出线选LGJ-150。
10kV侧：Tmax=5500h, Imax=2139.6A 查手册中软导线经济电流密度得：j=0.94 ∴Sj=(2139.6/12)/0.94=189.7mm2 ∴10kV出线选LGJ-185 对于10kV电缆：查得j=0.7 ∴Sj=(2139.6/12)/0.7=254.7mm2
最终选用YJLV-240 10kV电缆。
六、避雷器的选择：
1、 110kV侧：选YSW2-100/260
2、 35 kV侧：
中性点：选HY1-WN31/82
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变压器出口：选HY5-WZ2-52.7/134 母线：选HY5-WZ2-52.7/134 3、10 kV侧：
变压器出口：选HY2.5-WN-16.5/45 母线：选HY5WZ2-16.5/45 出线：选HY5WS2-16.5/50 七、所用电选择：
本变电站的所用电源有两个，一为SC-50/10，10/0.4kV。 电源取自1#主变压器所带的10kV母线，另一为S7-100 35/0.4 kV 电源取自2#主变压器所带的35 kV母线，这样做的最大优点是两台主变各带一台所变，在一台主变检修或故障时，仍能保持所用电的正常运行，而电源取自两个电压等级，也保证了无论在10kV或35kV哪一侧母线全部停电后，仍有一台所变能正常运行。 八、高压电瓷的选择：
原则：1、屋外支柱式绝缘子一般采用棒式支柱绝缘子，屋外支柱绝缘子需倒装时，宜用悬挂式支柱绝缘子。
2、屋内支柱绝缘子一般采用联合胶装的多棱式支柱绝缘子。
3、穿墙套管一般采用铝导体穿墙套管。 4、在污秽地区，应尽量用防污盘形悬式绝缘子。 5、选择悬式绝缘子，每串绝缘子要预留的零值绝缘子为35-220kV耐张串2片，悬垂片1片。
27
（一）支柱绝缘子的选择：
35kV：选用ZSW1-35/4 Pxu=4 KN 校验：短路时作用于绝缘子上的力：
P=1.76×10-1×Icjlp/a=1.76×10-1×17.49232×5/1.2=224.39N ∴P＜0.6 Pxu=0.6×4000=2400N 所选绝缘子符合要求：
10kV户内选用ZD-10F Pxu=20 KN 短路时作用于绝缘子上的力：
P=1.76×10-1×46.86482×1.5/0.3=1932.75N ∴P＜0.6 Pxu=0.6×20000=12000N 所选绝缘子符合要求。
户外选用： ZS-10/4 Pxu=4 KN
P=1932.75N＜0.6 Pxu=0.6×4000=2400N ∴所选绝缘子符合要求。 （二）穿墙套管：
受总选用CWLC2-20/2000 Pxu=12.5KN
而P=1.76×10-1×46.86482×（（1.5+0.82）/2）/0.3=1494.66N 0.6 Pxu=0.6×12.5×103=7500N P＜0.6 Pxu
∴所选穿墙套管符合要求。
出线选用CWLB2-10/1000 Pxu=7.5KN
而P=1.76×10-1×46.86482×（（1.5+0.53）/2）/0.3=1307.83N
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0.6 Pxu=0.6×7500=4500N ∵P＜0.6 Pxu
∴所选穿墙套管符合要求。 （三）悬式绝缘子的选择：
110kV：选XWP-7，泄漏比距：L=400mm, λ=2.5 片数：N=λVe/l=2.5×35/40=2.1875 加一片取整，即N=4 九、高压熔断器的选择： 1、35 kVPT用熔断器选： RW10-35 0.5A 2、对10 kV所变用熔断器： 选用RN1-10 5A 3、对10kVPT用熔断器： 选用RN2-10 0.5A
第三章 防雷及接地保护的设计
第一节 防雷保护
本站防雷保护共设避雷针四基，每支针高均为30米，选保护高度：
hx1=10.5m， hx2=13m
校验其保护范围：
已知：D12=82m，D14=67m，D34=86.8m，D23=63m，D13=105.3m。 一．1、2、3针之间的保护范围： 1、 2两针间的保护最低点高度：
29
h012=h-D/7P=30-82/7×1=18.286m
两针间10.5m水平面上保护范围的一侧最小宽度。 Bx12-1=1.5(h012-hx12-1)=1.5(18.286-10.5)=11.7m 两针间13m水平面上保护范围的一侧最小宽度： bx12-1=1.5(18.286-13)=7.9m 两针外侧的保护范围：
rx1-1= rx2-1=(1.5h-2hx)p=1.5×30-2×10.5=24m rx1-2= rx2-2=(1.5×30-2×13) ×1=19m
同理：
h013=30-10.53/7=14.957m bx13-1=1.5(14.957-10.5)=6.7m bx13-2=1.5(14.957-13)=2.9m
rx3-1=24m rx3-2=19m
h023=30-63/7=21m bx23-1=1.5(21-10.5)=15.8m bx23-2=1.5(21-13)=12m
二．3、4、1三针间的保护范围：
h034=h-D/7P=30-86.8/7×1=17.6m
bx34-1=1.5(h012-hx12-1)=1.5(17.6-10.5)=10.7m bx34-2=1.5(17.6-13)=6.9m
rx4-1=24m rx4-2=19m
h014=h-D/7P=30-67/7=20.429m
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bx14-1=1.5(20.429-10.5)=14.9m bx14-2=1.5(20.429-13)=11.1m 各针的保护范围均标于附图中。 ∵所有的bx均大于零
∴设计中所选四基避雷针能够保护全站的设备和厂房及35kV线路终端杆。
第二节 接地装置的设计
一、主接地网的设计：
本站的主接地网由垂直接地体（角钢）和水平接地体（扁钢）组成，地面埋深0.8m,其中垂直接地体打入地下，长2.5m,间距7m.
二、接地范围：
1、 户外设备区中所有裸露的金属部分。
2、 主控制楼和开关室屋顶和墙内钢筋焊接成网接地。 3、 避雷针单独接地，并加装集中接地装置。
4、 避雷器的接地引下线与主接地网相连，并加装集中接地装
置。
5、 交直流电缆盒的金属外壳和电缆的金属外皮、布线的金属
支架等。
6、 配电屏和控制屏的框架。
7、 所有携带式和移动式用电器具的底座和外壳。 8、 电气设备传动装置。 9、 所有工作接地。
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三、接地电阻的计算：
R≈0.5ρ/√S
=0.5×400/√((7×9) (7×2)+ (7×6 (7×8)+7×7×7+7×2×7+(7×2)(5.5×7)+( 7×2.5)( 7×2.5)
=2.7Ω＜5Ω
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附表:电气设备表 设备名称 主变压器 站用变压器 站用变压器 型号 SFSZ7-63000/110 SC-50/10-10/0.4kV S7-100-35/0.4kV SW6-110Ⅱ(W) LW8-35(W) 高压断路器 ZN22-10(3150A) ZN22-10(1250A) TYD110/√3-0.01 电压互感器 JDXN6-35(W) JDZJ-10Q JDZ-10Q LCWB6-110(W) LCWD1-35(W) 电流互感器 LRB-35 LAJ-10 Y5W2-100/260 避雷器 HY1WN-31/82 HY5WZ2-52.7/134 HY2.5WN-16.5/45 数量 2台 1台 1台 5台 11台 3台 12台 6台 6台 6台 6台 9台 20台 30台 50台 6台 6台 12台 6台 33
设备名称 避雷器 型号 HY2.5WZ2-16.5/45 HY5WS2-16.5/50 CWLC2-20/2000 数量 6台 36台 6支 24支 10台 8台 17台 10台 25台 6台 3台 6台 穿墙套管 CWLB2-10/1000 GW5-110ⅡD(W) GW5-35ⅡD(W) 1600A 隔离开关 GW5-35ⅡD(W) 1000A GN2-10/3000 GN19-10C/1250 RW10-35 0.5A 高压熔断器 RN1-10 5A RN2-10 0.5A
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