10Kv变电站设计论文.

某10Kv变电站的设计

系别名称专业名称学生姓名指导教师：计算机与电子信息工程系：电子信息工程电气自动化：李天琦：张文有副教授二○一七年三月

StudentID

201392170111BACHELOR'SDEGREETHESISOFZHIXINGCOLLEGEOFNWNU10KvSubstationDesign

Deptof：ComputerandelectronicinformationengineeringSubject

automation

Name

：LiTianqi

：Electricalandinformationengineeringelectrical

Directedby：ZhangWenyouAssociateProfessor

March2017摘要现代社会的正常运转离不开电力的及时供应。电与每一位公民的日常生活息息相关，如果长时间停电，会给人们的生活带来诸多不便，给企业带来巨大的经济损失。对于煤矿变电站更是如此，如果突然中断电力供应，有可能带来灾难性的后果。变电站的主要功能是对发电厂生产出来的电能进行变换、监测、分配等处理，使其更好地为负荷用户使用，提高供电可靠性和电力系统稳定性。变电站是电力供应的重要环节，在整个电力系统的安全稳定运行过程中扮演着非常重要角色。10kV是我国常用的一个电压等级，本文主要进行了在给定条件下对某10Kv变电站进行设计，选择了变电所主变的型号，按照规程要求设计确定出了变电所的最佳电气主接线，查阅国家对电力行业的规范要求，在设计过程中，在规程导则框架内，可根据联系实际情况合理设计，选择经济可行的最优方案。本文选取最大方式、最小方式进行了短路电流计算，然后根据短路电流计算结果选取并校验了电气设备，如断路器、隔离开关、电流互感器、避雷器等。本文还对变电站的二次保护部分进行了简要设计。关键字：变电站；主接线；短路计算；电气设备

ABSTRACT

Functioningofmodernsocietycannotdowithoutthetimelysupplyofelectricity.Electricityandeverycitizen'sdailylives,ifan

extendedpoweroutage,people'slives

willbringalotofinconveniencetotheenterprisehasbroughthugeeconomiclosses.Forcoalminesubstationisespeciallytrueifthesuddeninterruptionofthepowersupply,itcouldhavedevastatingconsequences.Themainfunctionofthesubstationisapowerplantproducedelectricenergyconversion,monitoring,allocationprocess,tobetterusefortheuserload,toimprovethereliabilityofpowersupplyandpowersystemstability.In2014,therewereLiaoningPowerGridmonitoringalarms6,946,139,ofwhichtheaccidentcategory93149,theexceptionclass3888620,2142197morelimitedclass,displacementclass822173bytheendof2014,500kVsubstationstationsare22daily220kVsubstationandthefollowingdaywere12stations.Thus,thesubstationisanimportantpartofthepowersupply,playsaveryimportantroleinthesafeandstableoperationoftheentirepowersystem.35kViscommonlyusedinChinaavoltagelevel,thispaperhasimportantpracticalimplicationsforthedesignof35kVsubstation.Thispaperconductedamodelunderthegivenconditions35KVsubstationpreliminarydesign,selectamaintransformersubstation,accordingtoaproceduredesignedtodeterminetheoptimumelectricalsubstationmainconnection,accesstothenationalpowerindustryregulatoryrequirementsinthedesignprocess,withintheframeworkofregulationsguidelines,contactcanbereasonablydesignedaccordingtotheactualsituation,choosethebesteconomicallyviablesolution.Thispaperselectsthemaximummode,theminimumshort-circuitcurrentcalculationmethodswerethenselectedbasedontheshortcircuitcurrentcalculationsandchecktheelectricalequipmentsuchascircuitbreakers,disconnectors,currenttransformers,surgearrestersandother.Thisarticlealsosecondaryprotectiveportionsubstationbrieflydesign,themainelectricalequipmentareselectedonthebasisofthisdesignalsodrawthefinalmainelectricalwiringdiagram,supplyanddistributionsystemmaps

KeyWords:Substation；theElectricityLordConnectstheLine；theShort-circuitcompute；theElectricalEquipment

目录1.绪论..........................................................................................................1

1.1论文的研究背景及意义..................................................................................11.2本次设计的主要思路......................................................................................11.3原始资料概述..................................................................................................21.4本文主要内容..................................................................................................2

2.负荷计算和功率补偿..............................................................................4

2.1负荷计算的方法.............................................................................................4

2.1.1需用系数法...........................................................................................42.1.2二项系数法..........................................................................................52.1.3负荷计算..............................................................................................52.2变压器的选择..................................................................................................7

3.电气主接线选择......................................................................................9

3.1电气主接线设计要求及原则..........................................................................93.2接线方式分类................................................................................................10

3.2.1单母线不分段接线.............................................................................103.2.2单母线不分段带旁路母线接线.........................................................113.2.3单母线分段接线.................................................................................113.2.4桥式接线.............................................................................................123.3接线方式选择................................................................................................13

4.短路电流的计算....................................................................................14

4.1短路电流计算的方法....................................................................................144.2短路电流的计算...........................................................................................14

5.电气设备选择........................................................................................17

5.1电气设备选择概述........................................................................................17

5.1.1按正常工作条件选择电气设备........................................................17

5.1.2按短路情况进行校验........................................................................175.2断路器的选择和校验...................................................................................18

5.2.10.4kV侧断路器的选择和校验..........................................................185.2.210kV侧断路器的选择和校验...........................................................195.3隔离开关的选择和校验...............................................................................205.4熔断器的选择...............................................................................................21

5.4.10.4kV侧熔断器的选择......................................................................215.4.210kV侧熔断器的选择.......................................................................225.5电压互感器的选择.......................................................................................22

5.5.10.4kV侧电压互感器的选择..............................................................225.5.210kV侧电压互感器的选择...............................................................225.6电流互感器的选择和校验...........................................................................23

5.6.10.4kV侧电流互感器的选择和校验..................................................235.6.210kV侧电流互感器的选择和校验...................................................235.7开关柜的选择...............................................................................................24

6.继电保护设置.......................................................................................25

6.1继电保护设计原则.......................................................................................256.2配电变压器保护...........................................................................................256.310kV进线保护..............................................................................................286.410kV母线保护..............................................................................................29

7.防雷保护................................................................................................30

7.1过电压及其分类...........................................................................................307.2防雷保护概述...............................................................................................317.3避雷器的选择...............................................................................................31

7.3.1概述....................................................................................................317.3.2变电站的进线段保护........................................................................337.3.310kV侧避雷器的选择.......................................................................33

结致

论......................................................................................................................34谢......................................................................................................................35

参考文献......................................................................................................................36

某10Kv变电站的设计

学生：李天琦

指导老师：张文有副教授

1.绪论

1.1论文的研究背景及意义

现代社会的正常运转离不开电力的及时供应。电与每一位公民的日常生活息息相关，如果长时间停电，会给人们的生活带来诸多不便，给企业带来巨大的经济损失。

变电站的主要功能是对发电厂生产出来的电能进行变换、监测、分配等处理，使其更好地为负荷用户使用，提高供电可靠性和电力系统稳定性。变电站根据它在系统中起到的不同作用和所处的地位等，可分为枢纽变电站、中间变电站、地区变电站、终端变电站等，对其的一些介绍见表1-1。

表1-1变电站分类变电站分类枢纽变电站中间变电站地区变电站终端变电站概述位于枢纽点，连接各个部分，汇聚多个电源降压供电，汇聚2—3个电源面向用户供电面向用户供电电压等级330—500kv220—330kv110—220kv110kv，35kv事故后的后果与该变电站连接的电网系统解列该变电站所在区域电网解列地区范围内停电用户停电由上可知，变电站在整个电力系统的安全稳定运行过程中扮演着重要角色，对变电站的设计具有重要的现实意义。

1.2本次设计的主要思路

由上文可知，变电站在电网中具有很高的地位，变电站设计由来已久。人们在生产实践中，逐步形成了对它的客观认识，对一些技术问题逐步形成了共同认知，国家对电力行业也有相应的规范作为最低约束。本课题主要是对原始资料的35kV变电站进行初步设计。本次设计主要按照以下思路进行：

（1）查阅国家对电力行业的规范要求，在设计过程中，在规程导则框架内，可根据联系实际情况合理设计，选择经济可行的最优方案。

（2）掌握电力工程初步设计的基本方法和主要内容。（3）熟练掌握电力工程的基本计算方法。

1（4）学习工程设计说明书的撰写。

（5）训练自己绘制电气工程制图的能力，进一步了解了电力系统如何运行，生产实践中确保电力系统安全稳定运行的措施的实施办法，熟悉了变电站在运行中所起的作用，夯实了变电站设计的理论知识与实践能力。

（6）在设计过程中肯定会遇到很多困难，遇到困难后，如何选择处理办法，是在浩瀚的资料中，短时间内获取对自己有用的、有价值的信息，或者是查阅工具书（电力设计手册），还是上网搜索资料，或者参考已发表的文献，询问老师同学等，也将伴随着整个设计过程。这个过程可以锻炼自学能力，增强自己处理问题的能力，为以后走向工作岗位打下一定的基础。

1.3原始资料概述

设计有关原始资料：

（1）根据用电量结合实际确定为10kV变电所。本设计，负荷情况见表1-2：

表1-2负荷一览表车间项目负荷（kw）功率因数cos负荷类型12800.72一23600.64一负荷资料33000.67二42200.85二生活区1451三（2）功率因数，COSφ提高至0.92。

（3）年最高气温：40℃，最高月平均气温：32℃，年最低气温：-7℃，年平均雷电日：25天。

1.4本文主要内容

1、变电站接线方式的确定；①接线方式分类；②接线选择；2、负荷计算；①负荷计算的方法；②负荷计算。③补偿电容计算。

23、变电站内设备选择（1）变压器的选择（2）高低压开关柜的选择

（3）变电站内高压开关的选择、校验。①高低压隔离开关的选择；②高低压断路器的选择；（4）变电站内测量仪表的选择①高压电压互感器选择；

②高压电流互感器选择与接线方式；4、继电保护设置5、防雷及其保护

32.负荷计算和功率补偿

2.1负荷计算的方法

在电力设计过程中，常常需要对负荷进行计算，在人们长期的实践积累与理论探索中，出现针对不同情况下的多种负荷计算方法。在这些方法中常用的有需用系数法、二项系数法。企业负荷的特点是包含各种各样、容量大小不一的电气设备。这两种方法都在计算企业负荷中有较为广泛的应用。但是不同的地方在于，前者在电气设备容量相差不大的情况下准确度较高，后者主要针对于大型机械加工制造类企业中电气设备容量相差较大的负荷计算。

2.1.1需用系数法

用电设备在实际运行中并不总是工作在额定电压下，而且不同的电气设备也不总是同时工作。因此我们在计算系统最大负荷时，不能单纯的将所有用电设备的额定容量加在一起，而是在此基础上乘以一个需用系数Kd。Kd的确认来源于实践经验，国家已经对此做出了规定。

其基本计算公式如下：

PcaKdPN其计算公式的一般表达式为：

PcaKdPN,kWQcaPNtan，kvar

22,kVAScaPcaQcaIcaSca/(3UN)，A

式中Pca、Qca、Sca用电设备的有功无功视在功率计算负荷；

P

N-用电设备的总额定容量；

UN-额定电压；

tan-功率因数角的正切值；

Ica-该用电设备的计算负荷电流；Kd-需用系数。

4需用系数法具有原理清晰明了，使用起来也较为方便，应用范围较广，准确度较高等优点。

2.1.2二项系数法

最大有功负荷Pca可以表示成：

PcaPavP

式中：Pav-企业日负荷曲线的平均电荷；

P-日负荷曲线的尖峰部分。

在生产实践中，企业负荷中往往会产生尖峰电荷，其主要在于企业负荷中容量大的电气设备同时工作所引起的。如果已知X台最大容量的电动机总容量为

PX,则上式可以由下式来表示：

PcabPNcPX式中:Pca-用电设备组的计算负荷，kW；

P

N-用电设备组的总额定容量，kW；

PX-X台最大容量用电设备的总容量，kW；

X-用电设备组中取最大用电设备的台数，X取值取决于不同工作

制、不同类型的用电设备

b、c-系数。

上式即为二项系数法的基本公式。

由上述可知，二项系数法在负荷计算中，考虑的更为全面。其不仅考虑了企业日负荷曲线的平均电荷，而且考虑了日负荷曲线的尖峰部分，所以二项系数法更适用于负荷中电气设备数量不多，但是设备容量却差别较大的负荷计算场合。但是，二项系数b、c和X的值缺乏足够的理论根据，历史上积累的数据也比较少，因而其应用收到一定的局限。

2.1.3负荷计算

了解了需用系数法和二项系数法的优缺点，结合本次设计的原始数据特点，本文采用需用系数法进行负荷计算。

1.车间1

[2]；

5Pca1280,cos0.72,Kd0.95P1KdPca12800.9266kWS1

P1266

369.4kVAcos0.72

Q1S12P12256.4kvar

2.车间2

Pca2360,cos0.64,Kd0.95P2KdPca23600.95342kWS2

P2342

534.4kVAcos0.64

Q2S22P22410.6kvar

3.车间3

Pca3300,cos0.67,Kd0.9P3KdPca33000.9270kWS3

P1270

403kVAcos0.67Q3S32P32299.2kvar

4.检修车间

Pca4220,cos0.85,Kd0.9P4KdPca42200.9198kWS4

P4198

233kVAcos0.85Q4S42P42122.7kvar

5.生活区

Pca5145kW6.总计算负荷

PcaPca1Pca2Pca3Pca4Pca5

369.4534.4403400233145，1667.3kW

QcaQca1Qca2Qca3Qca4Qca51088.9kvar

最大负荷同时系数，Ksp=0.8，Ksq=0.85

P=Ksp

P

ca=0.81667.3=1333.8kw

QKsqQca=0.851088.9=925.6kvar

622=1623.5kVASPQ2.2变压器的选择

变电所必须保证供电可靠性，才能可靠工作，进而才能发挥其变换和分配电能的作用。因此变电所自身所用负荷必须要保证供电可靠，充分考虑突发情况和极端不利情况的发生，设计中还应注意到变电站的日常维护和检修情况的发生。随着国家经济的快速发展，地区用电负荷也可能突飞猛进，在变电站设计中，要考虑到变电站远景发展状况长远问题，分期建设等短时间内的问题。变电所还应综合考虑，淘汰过时落伍的旧设备，积极进行系统的升级改造，这样可以提升运行效率，使电力系统运行更加经济合理。

主变压器容量的选择：所选用的n台主变压器的容量和，应该大于等于变电站的最大综合计算负荷[3]，即

nSNSmax

式中SN为单台主变压器的额定容量；Smax为最大综合计算负荷。最大综合负荷的计算：

SmaxS(1%)

式中S为各出线的远景视在功率；

%为线损率。

经提供的原始负荷资料，通过按上述公式计算，其中同时系数原始数据有提供，线损率取5%，得最大综合计算负荷为

Smax1623.51.051704.7kVA

变电所拟装设两台主变，其中一台断开时另一台主变承担全部负荷。60%的全部最大综合计算负荷为：0.6×1704.7=1022.8kVA

因此,选择两台型号为S11-1250/10的油式变压器。

7表2-1变压器参数额定容量/kVA额定电压/kV损耗（kW）空载电流(%)规格型号联结组标号阻抗电压（%）高压低压空载负载S11-1250/10125010±5%0.4Dyn01.37120.54.583.电气主接线选择

3.1电气主接线设计要求及原则

电气主接线设计要满足以下基本要求[2]：

（1）满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。（2）接线应简单，清晰且操作方便。（3）运行上要具有一定的灵活性和检修方便。（4）具有经济性，投资少，运行维护费用低。（5）具有扩建和可能性。

根据国家对电力行业的规范，参考电力设计手册，了解到设计主接线的原则，具体如表3-1所示

表3-1设计主接线的原则编号1设计主接线原则单母线接线适用范围1）6~10kV配电装置的出线回路数不超过5回；2）35~66kV配电装置的出线回路数不超过3回；3）110kV~220kV配电装置出线回路数不超过2回[5]1）6~10kV配电装置的出线回路数为6回及以上[5]；2）35~66kV配电装置的出线回路数为4~8回；3）110kV~220kV配电装置出线回路数为3~4回1）6~10kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器[5]；2）35~66kV配电装置，当出线回路超过8回3）110kV~220kV配电装置出线回路数为5回及以上时[5]；当110kV出线回路数为7回及以上，220kV出线为5回及以上时[5]。2单母线分段接线适用范围双母线接线适用范围增设旁路母线的接线适用范围34在变电站电气主接线的选择过程中，出于经济可行性因素考虑，高压侧应尽量减少断路器的使用，尽量不用，或者少用[2]。根据实际运行情况，可以采用线路分支接线，只要可以满足继电保护要求[6]。

本设计预介绍可行的电气主接线方案2~3种，具体方案内容包括主变的形式，台数以及各级电压配电装置的接线方式等，并依据行业规范、原始资料等对本设计电气主接线的具体要求，从技术层面上论证各电气主接线方案的优缺点，淘汰差的方案，保留一种较好的方案[6]。

93.2接线方式分类

供配电主接线方式常见的有单母线接线、双母线接线、内桥和外桥接法。其中单母线接线又有单母线分段、单母线不分段、单母线带旁路母线接线、单母线分段带旁路母线接线等方式；而双母线接线又有双母线不分段和双母线带旁路母线分段接线两种。

3.2.1单母线不分段接线

单母线不分段接线方式一般有1路-2路电源进线，同时有多路出线，接线图如图3-1所示。其中靠近线路的隔离开关称为线路隔离开关，靠近母线的隔离开关称为母线隔离开关。

1#电源进线2#电源进线母线

1#出线2#出线3#出线4#出线

图3-1单母线不分段接线方式此种接法的优点：这种单母线不分段接线方式比较简单，设备少，操作方便，一旦某一路出线发生故障或需要维修，只要断开该路出线对应的线路隔离开关（QSL）即可，如图1-2中2路出线回路发生短路之后，这时QF3自动跳闸把故障线路断开，而不影响到其他出线回路和电源进线回路的作用；如果需要检修QF3，则在QF3分了闸之后，断开QF3两侧的3QSL和3QSB之后再进行检修。

此种接法的缺点：一旦母线发生故障或需要检修时，整个系统的供电必须停止，全部用户供电中断。所以说运行可靠性和灵活性较差，通常来说对于单电源进线的35kV及以下系统出线不多于5回，110kV及以上系统出线不多于2回；对于多电源进线只适用于有备用电源的二级负荷或小容量且出线回路较少的三

10级负荷。

3.2.2单母线不分段带旁路母线接线

为了解决单母线分段接线方式，在某出线回路的熔断器需要检修时该线路必须停运的缺点，可采用单母线不分段带旁路母线接线方式，该方式设置了一个旁路母线，每个线路出线回路安装一个旁路隔离开关QSP用于隔离或连接旁路母线，所用出线回路共用一个旁路断路器QFP,其结构如图3-2所示。当某一出路的断路器需要检修时，该出线可以通过倒闸操作从旁路母线上取得电能而能继续运行。

1#电源进线主母线旁路母线1#出线2#出线3#出线图3-2单母线不分段带旁路母线接线方式此种接法的优点：此种接线方式运行较为灵活，当出线回路断路器检修时不需要停电，适用于出线回路较多，给重要负荷供电的变电所采用。

此种接法的缺点：当主母线或主母线隔离开关故障或检修时，仍需要全部停电。但近年来，此种方式的使用率已逐渐减少。

3.2.3单母线分段接线

单母线分段接法比较适合双电源供电的系统。如图3-3所示，目前常用断路器分段，由于隔离开关分段的话操作不便，所以目前已不采用。单母线分段接线既可以分段单独运行（此时相当于单母线不分段的状态），也可以并列同时运行。

11当分段单独运行时，各段互不影响。如图如果左边母线1发生故障或检测时，只需要停止对该段母线下面的引出线的负荷供电。若想恢复对该负荷的供电，可以通过倒闸操作，由电源2进行供电。

采用并列运行时，如果母线1发生故障，通过断开1QF和3QF切断故障，其余非故障部分继续供电。

母线图3-3单母线分段接线方式此种接法的优点：供电可靠性及灵活性更高，大部分情况下用户的用电可以连续。

此种接法的缺点：母线故障或者检修时，仍有部分符合停止运行。3.2.4桥式接线

桥式接线分为内桥和外侨式接法。两种接法的区别主要在于：两线路-变压器组接线的高压侧间连接的断路器位置的不同。内桥式接线中，此断路器接在进线断路器的内侧，靠近变压器；外桥式接线中，此断路器接在进线断路器的外侧，远离变压器，如图3-4所示。

12母线母线图3-4桥式接线方式此种接法的特点：高压侧无母线，无多余设备。可靠性高，进线和变压器回路发生故障时，可切除该回路。灵活，操作性高，保证安全检修。

3.3接线方式选择

虽然，双母线更加可靠，但是考虑到经济性、可靠性及负荷，本设计10kV侧选择单母线分段接线方式，同时为保证一二级负荷的供电可靠性，采取双电源供电，根据以选择的变压器台数以及负荷性质，0.4kV侧采用单母分段，一二级负荷采用双电源供电，即每段母线上各有一回供电线路。

134.短路电流的计算

4.1短路电流计算的方法

短路电流计算我们可以采用有名值和标幺值的计算方法，其具体计算见表4-1。

表4-1短路电流计算方法参数名称有名值标幺值SSd

说明一般取Sd=100MVA一般取Ud=Uev功率SS

电压UU

UUd电流II

IId

Id

Sd3Ud变压器电抗UK%U2NXT

100SNXT

Uk%Sd100SNX1LSd2Ud线路电抗XLX1L

XL

X1为线路每公里电抗值电抗器电抗XR

XR%UN1003

IN

XR

XR%UNSd

2

1003INUd

XR%为电抗器铭牌上数值4.2短路电流的计算

图4-1等效电路图以无穷大容量电源供电系统为前提，架空线线型为LGJ-120，进线长度为2千米，经本变电站降压，供企业车间变电所及10kV高压设备，系统短路容量为S”kmax=80MVA，S”kmin=60MVA。假定降压变电所中本出线系统阻抗：最大运

14行方式下为0.185，最小运行方式下为0.25。所选短路点为图4-2中的K1点和K2点。本设计采用标幺值计算短路电流。

选基准容量：Sd100MVA，UB=Uav基准电压：Ud1105%1010.5kVUd2105%0.380.4kV所以：

K1的基准电流为：IB1SB3Ud1SB310.5100K2的基准电流为：IB2144.3kA3Ud230.4S100

0.231最大运行方式下电源电抗：XS1XS1d10.185

SN80S100

0.417最小运行方式下电源电抗：XS2XS2d10.25

SN60

U%S4.51003.6变压器电抗标幺值：XTKB100SN1001.2501005.5kAK1点：

最大运行方式下：XK1XS10.231

''

短路电流次暂态值：IK1=

''短路电流冲击值ish=2KshIK1=2.55×23.81=60.71kA

IB15.523.81kAXK10.231次暂态短路功率为S''3UavI''3×10.5×23.81=433MV·A最小运行方式下：

XK1XS20.417

''

短路电流次暂态值：IK1=

''短路电流冲击值ish=2KshIK1=2.55×13.19=33.63kA

IB15.513.19kAXK10.417次暂态短路功率为S''3UavI''3×10.5×13.19=239.87MV·AK2点：

最大运行方式下：

XK1XS1XT0.2313.63.831

IB2144.337.67kAXK13.831短路电流次暂态值：I''K2''短路电流冲击值ish=2KshIK2=2.55×37.67=96.05kA

次暂态短路功率为S''3UavI''3×0.4×37.67=26.10MV·A最小运行方式下：

XK2XS2XT0.4173.64.017

15短路电流次暂态值：I''K2IB2144.335.92kAXK14.017''短路电流冲击值ish=2KshIK2=2.55×35.92=91.60kA

次暂态短路功率为S''3UavI''3×0.4×35.92=24.89MV·A短路电流计算结果如下表所示：

表4-2短路计算数据电源至短路点电抗标么值X短路点运行方式短路电流周期分量有名值I''（kA）23.8113.1937.6735.92冲击电流（kA）60.7133.6396.0591.60短路容量（MV·A）433239.8726.1024.89K1K1K2K2最大最小最大最小0.2310.4173.8314.017165.电气设备选择

5.1电气设备选择概述5.1.1按正常工作条件选择电气设备(1)电气设备的额定电压UN

电气设备的额定电压UN需要大于等于所在电网的最高运行电压UN.max，即

UN≥UN.max

(2)电气设备的额定电流IN

电气设备的额定电流IN大于等于所在回路的最大持续工作电流Iw.max或者回路中的计算电流Ica

IN≥Iw.max或IN≥Ica

（3）电气设备的型号

在进行电气设备选择时，应该考虑所选设备的工作环境和工作条件，同时还应选择适合的设备类型，如户内型、户外型和防尘、防腐、防爆性能等。

5.1.2按短路情况进行校验(1)短路热稳定校验

当系统短路时，电气设备中会有短路电流通过，设备的各部件温度（或热量）不应超过允许值，即应满足热稳定条件

2Itima≤Itt

2式中I------短路电流的稳态值，kA；

tima------短路电流的假想时间,s；

It------设备在1秒内允许通过的短时热稳定电流，kA；t------设备的热稳定时间,s。(2)短路动稳定校验

当电气设备中有短路电流通过时，短路电流所产生的电动力应小于等于设备的允许值，即应满足动稳定条件

ish≤imax或Ish≤Imax

式中ish、Ish------短路电流冲击值、短路电流冲击有效值，kA；

17imax、Imax------设备所允许通过的极限电流峰值、有效值，kA；(3)开关设备断流能力校验

在所选设备中，部分设备是能开断短路电流的，即

(3)SOFF≥SK.max或IOFF≥IK.max(3)式中IK.max、SK.max------三相最大短路电流与最大短路容量；

IOFF、SOFF

------断路器的开断电流与开断容量。

表5-1常用高压电气设备的选择及校验项目表选择项目准确等级校验项目短路电流热稳定√√√动稳定√√√√√√√√√√√√√√√√二次容量设备名称装置类额定电额定电型（户内压（kV）流（A）/户外）开断能力（kA）高压断路器高压隔离开关高压负荷开关高压熔断器电流互感器电压互感器支柱绝缘子穿墙套管母线√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√表中√为应进行校验的项目

5.2断路器的选择和校验

5.2.10.4kV侧断路器的选择和校验取变压器容量最大的进线选择校验。变压器二次侧额定电流：

I1

SN3U1N

12501804.3A30.418短路电流的冲击值：

''ish=2KshIK=2.55×37.67=96.05kA

根据以上计算数据，所以本设计中0.4kV出线侧断路器可以选择断路器DZ20Y-2500。选用的断路器额定电流2500A，大于一次侧额定电流，满足要求。

选用的DZ20Y-2500断路器额定短路开断电流50kA，大于短路电流周期分量有效值23.81kA，满足要求[2]。

动稳定校验：ish=60.71热稳定校验：本设计要求继电保护动作时间不大于2秒，故采用高速断路器，设置动作时间为1s，断路器动作时间为0.05s，燃弧时间为0.015s，故短路假想时间t为1.065s。

2QKItima23.8121.065=603.77[(KA)2S]，

电气设备It2t502410000[(KA)2S]满足要求。

故综上所述，变电所1中的0.4kV出线侧断路器选择DZ20Y-2500断路器是满足要求的。

所选的变电所中的0.4kV出线侧断路器具体参数如下表所示：

表5-2DZ20Y-4000断路器具体参数比较表计算数据工作电压最大工作电流短路电流短路电流冲击值热稳定性校验0.4kV1804.3A37.67kA96.05kA603.77[(KA)S]2

DZ20Y-4000额定电压额定电流额定开路电流极限过电流峰值热稳定值（4S）0.4kV2500A50kA125kA10000[(KA)S]2

5.2.210kV侧断路器的选择和校验变压器一次侧额定电流：

I2SN125072.17A

3U2N310短路电流冲击值

19''ish=2KshIK=2.55×23.81=60.71kA

根据以上计算数据，可初步选择ZN63A-12(VS1)户内式真空断路器。所选断路器的额定电压为12kV，额定电流为1600A，大于变压器二次侧的额定电流，满足要求；

所选ZN63A-12(VS1)断路器的额定开断电流为25kA，大于其短路电流23.81kA，满足要求[3]；

动稳定性校验：ish=60.712

tima23.8121.065603.77[(KA)2S]热稳定性校验：QKI

电气设备It2t=252×4=2500[(KA)2S]，满足要求。所选的10kV侧断路器的具体参数如下表所示。

表5-3ZN63A-12(VS1)型断路器具体参数比较表计算数据工作电压最大工作电流短路电流短路电流冲击值热稳定性校验10kV72.17A23.81kA60.71kA603.77[(KA)S]2

ZN63A-12(VS1)型额定电压额定电流额定开路电流极限过电流峰值热稳定值(4S)12kV1600A25kA63kA2500[(KA)S]2

综上所述，10kV侧断路器选择ZN63A-12(VS1)型的真空断路器是满足要求的。

5.3隔离开关的选择和校验

计算隔离开关的长时最大工作电流Iarm。当一条线路故障时，全部负荷电流都通过10kV高压侧的隔离开关，故长时最大工作电流为:

S1250kVAIarm72.17A

3UN1310kV故初步选择10kV侧的隔离开关为GN10S-12/3000型户内式隔离开关。其主要技术数据如表5-4所示。

表5-4GN10S-12/3000户内式隔离开关20型号GN10S-12/3000额定电压（kV)12额定电流（A)3000动稳定电流（kA）5s热稳定电流(kA)1607010kV母线上的动稳定电流60.71kA〈160kA,动稳定符合要求。

热稳定校验：对10kV侧隔离开关来说，最严重的情况是线路不并联运行，此时差动保护不起作用，当短路发生在隔离开关后，并在断路器之前时事故切除靠上一级的变电所的过流保护[4]，继电器动作时限应比35kV进线的继电保护动作时t

限2.5S大一个时限级差，故pr=2.5+0.5=3S，此时短路电流经过隔离开关的总时间tktitbrtpr0.133.1s

相当于4s的热稳定电流为ItsI热稳定满足条件。

0.4kV侧隔离开关选择及校验同上述过程，在此不再多做累赘。选择HD11-1000隔离开关。其参数见下表5-5。

表5-5HD11-1000隔离开关技术参数型号HD11-1000额定电压（kV)0.4额定电流（A)4000动稳定电流（kA）5s热稳定电流(kA)20070ti3.123.8118.75kA＜70kA。555.4熔断器的选择

5.4.10.4kV侧熔断器的选择

0.4kV侧额定电压为380V，短路电流为195.79kA，所以可选择RN2-35型熔断器。

具体参数见表5-6。

表5-6产品型号RN2-35额定电压(kV)0.4RN2-35型户内高压熔断器具体参数额定电流(A)200三相断流容量(MV·A)1000最大开断电流(kA)（有效值）550可见，所选熔断器满足要求。故选择两台RN2-35型户内高压熔断器，两台电压互感器各装设一组，一组三个，安装于电压互感器的一次侧，且装于35kV侧PT柜中。

215.4.210kV侧熔断器的选择

10kV侧额定电压为10kV，短路电流为23.81kA，分为以下两种情况：（1）保护所用变，选择XRNT1-12型户内高压熔断器。具体参数参见表5-7：

表5-7XRNT1-12型户内高压熔断器具体参数产品型号XNRT1-10额定电压(kV)12熔断器额定开断电流(kA)50熔体额定电流(A)10可见，所选熔断器满足要求。故选择两组XRNT1-12型户内高压熔断器，两台所用变各装设一组，一组三个，且安装于所用变的一次侧，装于所用变柜中。

（2）保护电压互感器，选择XRNP1-12型高压限流熔断器。具体参数参见表5-8：

表5-8XRNP1-12型高压限流熔断器具体参数产品型号XRNP1-10额定电压(kV)12额定电流(A)0.5额定最大开断电流(kA)50可见，所选熔断器满足要求。故选择两台XRNP1-12型高压限流熔断器，两台电压互感器各装设一组，一组三个，且安装于电压互感器的一次侧，装于10kV侧PT柜中。

5.5电压互感器的选择

5.5.10.4kV侧电压互感器的选择

0.4kV侧电压互感器选择JDZJ-10型号电压互感器。

选择两组JDZX10-35D型电压互感器，在两路进线处各装设一组，一组三个。5.5.210kV侧电压互感器的选择

同35kV侧所选择的电压互感器一样，也采用三个PT或一个三相五柱式PT接成Y0y0L接线。故可选择JDZX10-10B型电压互感器。具体参数可见表5-9。

22表5-9JDZX10-10BG型电压互感器具体参数型号JDZX10-10BG额定电压比（kV）额定二次输出（VA）0.5306P50二次极限输出（VA）400100.10.1::333可见，所选的电压互感器满足要求。故可选择JDZX10-10BG型电压互感器两组，10kV侧两段母线上各装设一组，每组三台。

5.6电流互感器的选择和校验

5.6.10.4kV侧电流互感器的选择和校验

SN12501804.3A，可选择LZZBJ6-103U1N30.4型电流互感器，作电流、电能测量及继电保护用。具体参数可见表5-10。

0.4kV侧，计算电流I1

表5-10LZZBJ9-36/250W2G1型电流互感器参数表产品型号LZZBJ6-10D额定电流比(A)300/5准确级组合0.2S/0.5S/5P10额定输出(VA)10/30/50额定短时热电流(kA)40/1额定动稳定电流(kA)550故所选择的产品型号的额定电压和额定电流满足设备要求。1.动稳定性校验：550kAish96.05kA，满足要求。2.热稳定性校验：电流互感器的热稳定性条件为，

2(KtIN1)2tItimaKt是指在规定时间（通常取1s）内所允许通过电流互感器的热稳定电流与其一次额定电流之比。

2QkItima=37.672×1.065=1511.27[（kA）2S]，

电气设备It2t=40211600[（kA）2S]，大于Qk，满足要求。

综上所述，所选择的电流互感器满足要求。故选择LZZBJ6-10型电流互感器6组，安装在变压器0.4kV出线侧，装设于进线侧断路器开关柜下端，分为三组（一组用于测量，一组用作高后备保护，另一组用于差动保护）。

5.6.210kV侧电流互感器的选择和校验10kV侧，计算电流I1SN125072.17A3U2N31023故可选择选用了LZZBJ9-10型电流互感器，作电流、电能测量和机电保护用。详细参数见表5-11。

表5-11LZZBJ9-10型电流互感器参数表产品型号LZZBJ9-10额定电流比(A)600~800/5准确级组合0.5S/0.5S/5P额定输出(VA)20/20/15额定短时热电流(kA)63额定动稳定电流(kA)120由表可知，所选择的电流互感器的额定电流和电压满足设备要求。动稳定性校验：120kAish60.71kA

2

tima23.8121.065603.77[(KA)2S]，热稳定性校验：QKI

电气设备It2t=65214225[（kA）2S]，大于Qk，满足要求。综上所述，所选择的电流互感器满足要求。

5.7开关柜的选择

高压开关柜是一种高压成套配电装置,依照一定的接线方式，制造厂商把同一回路中所有的母线、开关电器、保护电器、计量表计等组装在一个金属柜中，从而合成一套完整的配电装置，以成套的形式供应用户[6]。因此它可以安装方便、节省空间、供电可靠和保护环境[6]。

开关柜在结构设计上也应该具有“五防”功能。

高压开关柜的选择应该按照高压开关柜的型号和开关柜回路方案的编号来进行选择。

高压开关柜型号的选择：主要是按照经济能力进行选择。例如，经济条件允许时可以选择移开式开关柜，如KYN2、JYN1型开关柜，需要节省开支时选择固定式开关柜，如KGN型开关柜。

在本设计中，在0.4kV侧选择了GCS型户内开关柜，在10kV侧选择了KYN28A-12型户内铠装型移开式交流金属封闭开关柜。

246.继电保护设置

6.1继电保护设计原则

按照《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）的要求，继电保护的设计应满足以下规定。

1.电力设备和线路应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。继电保护和自动装置应能及时反应设备和线路的故障和异常运行状态，并应尽快切除故障和恢复供电。

2.电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护，必要时可增设辅助保护。

3.继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，并应符合下列规定：

（1）继电保护和自动装置应具有自动在线检测、闭锁和装置异常或故障报警功能。

（2）对相邻设备和线路有配合要求时，上下两级之间的灵敏系数和动作时间应相互配合。

（3）当被保护设备和线路在保护范围内发生故障时，应具有必要的灵敏系数。（4）保护装置应能尽快地切除短路故障。当需要加速切除短路故障时，可允许保护装置无选择性地动作，但应利用自动重合闸或备用电源和备用设备的自动投入装置缩小停电范围。

4.保护装置的灵敏系数，应根据不利正常运行方式和不利故障类型进行计算。必要时，应计及短路电流衰减的影响。各类继电保护的最小灵敏系数，应满足《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）附录B的要求。

6.2配电变压器保护

供电系统中，主变压器是变电所的重要组成部分，主变压器一旦受损，整个系统的运行会受到很大的影响。并且主变压器价格高、维修不易、易受过电压幅值得影响，所以，对主变压器的保护显得尤为重要。

25一．根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062-2008）的要求，电压为3～110kV，容量为63MV·A及以下的电力变压器，对下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：

1.绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的单相接地短路。

2.绕组的匝间短路。

3.外部相间短路引起的过电流。

4.中性点直接接地或经小电阻接地的电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压。

5.过负荷。6.油面降低。

7.变压器油温过高、绕组温度过高、油箱压力过高、产生瓦斯或冷却系统故障。

二．容量为0.4MV·A及以上的车间内油浸式变压器、容量为0.8MV·A及以上的油浸式变压器，以及带负荷调压变压器的充油调压开关均应装设瓦斯保护，当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。

瓦斯保护应采取防止因震动、瓦斯继电器的引线故障等引起瓦斯保护误动作的措施。

当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，保护动作后应作用于信号并发出远跳命令，同时应断开线路对侧断路器。

三．对变压器引出线、套管及内部的短路故障，应装设下列保护作为主保护，且应瞬时动作于断开变压器的各侧断路器，并应符合下列规定：

电压为10kV及以下、容量为10MV·A以下单独运行的变压器，应采用电流速断保护做为主保护。

四．对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设下列保护作为后备保护，并应带时限动作于断开相应的断路器，同时应符合下列规定：

1过电流保护宜用于降压变压器。

2复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。

26五．对变压器油温度过高、绕组温度过高、油面过低、油箱内压力过高、产生瓦斯和冷却系统故障，应装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。

根据以上原则以及本次设计的条件和所选择的油浸式变压器，配电变压器的保护配置如下：

1.配电变压器10kV侧配置电流速断做为主保护，以过电流保护为后备保护。2.根据一次设备选型可知，该变压器为油浸式变压器，容量满足规范要求，因此设置瓦斯保护等非电量保护。

六．变压器保护的整定计算1.电流速断保护的整定计算

（1）该保护动作电流按躲过变压器外部故障的最大短路电流来整定即IOP=Krel*Ik.maxKrel--可靠系数，取1.3—1.6；

Ik.max为变压器低压侧母线发生三相短路时，流过保护装置的最大短路电流，该值为37.67kA。IOP=48.97kA

（2）该保护动作电流还应躲过空载投入变压器时的励磁涌流，一般应大于变压器额定电流的3~5倍。

（3）（1）、（2）条件中选择较大的为该保护动作电流，显然由（1）式决定动作电流的大小。

2.保护装置灵敏度校验

KsenI(2)k.min

IopI(2)k.min0.8713.6911.9kAKsen6.072

敏系数满足规范中的要求。I(2)k.min系统最小运行方式下，变压器电源侧引出端发生两相金属性短路时，流过保护装置的最小短路电流。要求保护装置的灵敏系数Ksen2

K

IoprelIl.maxKrKsen的整，过电流保

为可靠系数，取1.2—1.3；Kr为返回系数，取0.85—0.95；Il.max为最大负荷

Iop101.9A

电则

（1）灵敏度校验

27KsenI(2)k.min2

Iop满足条件定值为0.7m/s。

6.310kV进线保护

一．线路保护配置原则

3～66kV线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置：1.相间短路。2.单相接地。3.过负荷。

二．3—10kV线路装设相间短路保护装置，应符合下列规定：

1.对单侧电源线路可装设两段电流保护，第一段应为不带时限的电流速断保护，第二段应为带时限的电流速断保护。两段保护均可采用定时限或反时限特性的继电器。

2.保护装置应仅在线路的电源侧装设。

三．3~66kV中性点非直接接地电网中线路的单相接地故障，应装设接地保护装置，并应符合下列规定：

1.在发电厂和变电所母线上，应装设接地监视装置，并应动作于信号。2.线路上宜装设有选择性的接地保护，并应动作于信号。当危及人身和设备安全时，保护装置应动作于跳闸。

3.在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可采用依次断开线路的方法寻找故障线路。

4.经低电阻接地单侧电源线路，应装设一段或两段零序电流保护。四．电缆线路或电缆架空混合线路，应装设过负荷保护。保护装置宜带时限动作于信号；当危及设备安全时，可动作于跳闸。根据以上原则以及本次设计条件，线路保护配置如下：

1.装设两段电流保护，第一段应为不带时限的电流速断保护，第二段应为带时限的电流速断保护，做为线路相间短路保护。

2.由于10kV系统多为中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统，当发生单相接地故障时，可以不用立刻切除故障，允许设备再持续运行两个小时，因此装设过电流保护，做为线路过负荷和单相接地保护。

28五．线路保护的整定计算

1.无时限电流速断（电流保护第一段）的整定计算

IIactKIrelIl.max长度的百分数来表示，一般要求保护范围不小于线路全长的%。

2.带时限电流速断保护（电流保护II段）III

KIrelact

IIIact

Kbmin

tIIacttIacttKIIsenIact

IkbminIIIact1.321.3KssKrelIlmax，满足要求。定时限过电流保护

KretacttIIactt

Iact=213A

Ikbmin则

tacttIIactt1s

Ksen

Iact64.31.3

灵敏度校验

，满足要求。护。

6.410kV母线保护本次设计，10kV母线不设置专用的母线保护，当母线发生故障时，可以用线路保护切除故障。

29二．

7.防雷保护

7.1过电压及其分类

当带大量电荷的云层充分积累到一定程度后，它们急于寻求电势平衡，有的和另一带异种电荷的云层，或者直接向大地迅猛放电，最终获得电势的平衡，这就是雷击的过程。这种迅猛的放电过程产生强烈的光芒并伴随巨大的声响。当然，云层之间的放电对飞行器有安全威胁，但地面的建筑物和人、畜没有太大的安全问题。然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电力电气设备和人、畜危害甚大。雷击的表现形式主要有以下三种：

第一，云层电荷积累到一定程度后，它要寻求电势平衡，当它将与大地接通后，能量迅速传送至大地，这种现象被称为“直击雷”。“直击雷”击中对象可以是防雷措施不当的建筑物、花草树木、人和动物等。雷击时间短暂，雷击电流巨大，携带的能量巨大，一旦遭遇直击雷，后果比较严重，可能造成建筑物的损毁、人员的伤亡等。一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器（针、带、网、线）、引入线、接地装置构成的完整的电气通路后将雷电流泄入大地；

第二，电荷具有静电感应的作用。带电云层所携带的电荷非常之大，在静电感应的作用下，地面上有些地方就携带了异种电荷。雷击过程完成后，巨大的能量得到释放，电荷中和消失。但是地面各个部分电阻大小不一，在累计放电过程中，就容易出现局部电压非常高，另外雷击放电过程中，雷击产生的电流时断时续，有的瞬时值非常大，这样在它周围的导体就会因为电磁感应而产生感应电压。这两种情况都会因局部电压过高而产生闪击现象，这就是人们常说的“感应雷”，又叫“二次雷”。我们知道，现代通信系统很强大，人们之所以通信起来越来越便利，是因为现在户外有很多传输信号的介质、设备等在不停的传输着各种各样的信号，常用的有电缆、电话线、设备通信总线等。感应雷发生后，就可能通过这些传输介质，入侵与它们连接的设备，使这些设备的正常运行受到威胁，严重时可能使得设备的损毁，造成通信故障，乃至中断。关于直击雷和感应雷的异同点见表7-1。

表7-1直击雷和感应雷的异同点编号1不同因素发生概率直击雷概率较小30感应雷发生概率相对较高2影响范围不同原因产生的直击雷，危害对象不同。云层对云层放电产生的直击雷，威胁在其间的飞行器的安全飞行；云层对大地迅猛放电，对地面上在其中的建筑物、花草树木、人畜等危害很大，对其他范围则无影响，总体来说，危害的范围相对较小，几乎都在一个点（很小的区域）上。危害程度较高感应雷危及范围很广，因为地面电阻大小千差万别，直击雷产生的雷击电流时断时续，可能造成多个小地方局部电压都偏高，范围很广。而且可以经传输介质输送到很远的地方，使得波及范围持续扩大。危害程度相对较低3危害程度7.2防雷保护概述

早期，我国电力系统遭受雷击后造成的事故较多，防雷技术水平较弱。表7-2列举了早期我国电网输电线路遭受雷击的一些事件。

表7-2早期我国电网输电线路遭受雷击事件时间1998年8月16日地区上海地区事件雷雨天气时间较长，直击雷30余次，电网继电保护装置频繁跳闸雷击引起间歇性谐振弧光接地过电压每年均发生2-3次雷击跳闸事故后果据后来统计，35kV线路遭受雷击中12次，继电保护装置一次重合闸不成功，造成了该地区供电中断，雷击导致合成绝缘子闪络10次，雷击故障率较高[1]

烧毁了价值200多万多台电气设备，造成了巨大的经济损失降低了电力系统供电可靠性，给人民生活带来诸多不便1994-1997年山东威海自线路投运后浙江富阳35kV龙羊3608线山区由此可见，无论220kV、500kV高压线路，还是35kV、10kV配电线路，雷害都是影响输电线路安全运行的重要因素，需要引起我们得足够重视，这样才可以防患于未然，尽最大可能降低雷击事故的发生，减少雷击事故带来的损失。基于以上原因以及根据实际需要，我国电力工作者加大了对电力线路防雷的理论研究，提出了一些卓有成效的符合我国电力系统实际运行情况的防雷措施。这些措施在实际中，取得了显著的成效，大大降低了我国电力系统因遭受雷击而发生的电力事故。因此本设计着重对防雷保护进行了设计。

7.3避雷器的选择

7.3.1概述

雷电过电压的幅值高达数百万伏，极易将电力设备的绝缘破坏而发生雷击事

31故，从而造成大面积的停电，造成不便。所以需要对各个电力设备以及进出线路进行防雷保护。

所以，为了避免变电所遭到雷电的伤害，就要安装防雷保护装置，常见的防雷保护装置有避雷针、避雷线和避雷器。

避雷针实质是引雷，即改变雷电放点的通路，将其吸引到避雷针身上，经由避雷针通过引下线和接地装置引到大地中去。

避雷线和避雷针原理相同，只不过架空安装在保护物体上面从而避免，保护物体直接受到雷击。

避雷器原理就是设置一个放电电压比其他电气设备都低的保护设备，吸引雷电先击穿它同时它对地放电，从而起到保护作用。避雷器分多钟，有火花间隙、管型避雷器和阀型避雷器等。在10kV变压器设计中，主要选择安装阀型避雷器。

我们知道避雷针的作用是将雷击电流引入大地，可以有效降低雷电引起的过电压。但有的时候线路上仍然会出现过电压，这个时候避雷器就起到了很大的作用。避雷器一般并联在线路绝缘子上，正常运行时呈绝缘状态。当雷击过电压过高时，就会将线路避雷器的间隙击穿，避雷器导通，雷电流通过避雷器流入大地，避免了电压的进一步增大。另外，避雷器内部阀片可以有效切断电弧，避免线路发生电磁感应，导致线路跳闸的发生。线路避雷器通常包括两类：带串联间隙的避雷器和带脱离装置的无间隙避雷器。避雷器的选型要严格遵循国家行业规范，我们可以参考避雷器技术参数做出合乎实际的选择。

由于线路避雷器比较昂贵，代价较大，所以不能像避雷针一样一样大量的、甚至全线安装。在安装之前要进行资料收集、分析和确定。我们需要根据以往资料、运行经验等，确定雷击频发地段乃至频发点，这样才能最大限度的发挥线路避雷器的优越性能。一般在下列状况下考虑安装线路避雷器：1.雷击故障频发区，且改地区有重要负荷，发生断电后，经济财产等损失较大。2.发电站或重要变电站输出线路，杆塔接地电阻过大的情况下，可以考虑安装避雷器。3.一些特殊地区的杆塔，经常发生雷击闪络严重故障，接地电阻达到100Ω，甚至更高，各种各样的降低接地电阻的措施仍不能达到将其减小，考虑安装线路避雷器。

避雷器要单独架设接地线，日常运行中要定期进行维护，测量其绝缘电阻，每次的测量结果，不能差别太大，如果太大，需要及时更换。对固定避雷器的配套设施，应及时查看，避免松动。

32综上所述，综合考虑，在本设计中，35kV、10kV侧均采用氧化锌避雷器。7.3.2变电站的进线段保护

35kV线路应该在雷击事故频发区域安装避雷针，不用全线架设避雷针。另外，我们一般在变电所的进线段架设1～2km的避雷针，在雷雨天气中，直击雷过电压产生过程中伴随着感应雷过电压的产生。感应过电压可能通过变电站送出线路入侵变电站内设备，如果不加以防护，后果非常严重。在35kV线路上变电站出口架设避雷针，这样不仅可以有效降低线路雷击跳闸率，而且能够防护感应雷造成的雷电波入侵变电站。

7.3.310kV侧避雷器的选择（1）按额定电压选择

10kV侧的电气设备最高电压为12kV，相对地电压为5.77kV，而避雷器的相对地电压为1.25Umax=1.25×12=15kV,故10kV侧避雷器的额定电压必须大于15kV。

（2）按最大持续运行电压选择

10kV侧避雷器的最大持续运行电压应该大于相对地电压5.77kV。（3）按标称放电电流选择

在我国，一般避雷器的雷电流不超过5kA，且给出的避雷器特性中一般也是以5kA残压值作为标准。故10kV侧避雷器的标称放电电流也为5kA。

综上所述，10kV侧可选择HY5WZ-17/45型氧化锌避雷器，且满足所述的各项要求。故按照要求，在变压器10kV侧中性点和各个负荷的出线端上均装设此类型的避雷器。

33结论

经过几个月的努力，在老师和同学的帮助下，我终于完成了10Kv变电站的设计任务。

在本次变电站一次部分的设计过程中，参考和借鉴了许多教材和资料文献的部分论述，对本论文的完成起到了很大作用。该设计是电气工程专业很有代表性的课题，因为该设计需要用到电气工程专业几乎所有专业基础课。同时，通过本次设计，我更加深刻的了解了大学四年的课程知识，包括供配电系统、高电压技术、发电厂电气部分等，并且能把书面知识和一些变电站中具体的运行、操作、保护等知识结合起来，提高了我对电气方面知识的了解。从工程实际应用来看，所设计的内容符合国家对行业的各项要求，设计内容也都在电力系统安全稳定运行规程导则框架内，确定的经济可行的运行方案，可以在实际中得到应用。从这方面来看，也增强了我的分析问题、解决问题，理论联系实际的能力。总之，本次齐辉工业股份有限公司供配电系统也是我对所学过的电气工程专业知识进行的全面总结和综合训练，增强了我的工程实际能力，对我将来的工作会有很大的帮助。

34致谢为期一个学期的毕业设计已要接近尾声，我的四年大学生涯也即将画上一个句号。在此之际，首先我要感谢我指导老师张教授，在她的精心指导、悉心关怀下，我不管在学习上还是在为人处世上都有了长足的进步，在毕业设计期间张老师多次主动帮我分析问题、解决困难，论文中的每个细节都凝聚着她的心血，她一丝不苟、严谨求实的态度令人敬佩。一个学期的毕业设计，让我能够把大学四年里所学的基础知识和专业知识融合起来，并能与实际的设计结合在一起，并在石栋华老师的指导下，我把零碎的知识融合在了一起，并在知识中得到进一步的升华。期间，张老师每天都不会忘记指导我们进行设计，并很耐心的帮助我们解答心中的疑问。

其次，我要感谢跟我做毕设的同学，在他们的陪伴下我大学的生活充满了激情与活力，三人行必有我师，我的成长建立在与他们的交流当中，并且他们为我的毕业设计提出了合理建议，我们一起相互讨论完成部分模型搭建工作，希望我们的友情不随时间而流逝，让我体会到在我们今后的工作与生活中学会团队合作的重要性。

最后，感谢我的父母以及所有帮助我的朋友，在我最难过的时候你们依然陪着我，你们的爱给了我面对坎坷的勇气，你们的支持是我前进的最大动力。

再次对你们致以我最真挚的谢意！

35参考文献[1]顾永辉等，《煤矿电工手册》二分册，煤炭工业出版社，1984.37-42.[1]刘介才.工厂供电简明设计手册[1]机械工业出版社，1993.105-120.[1]孙国凯、霍利民.电力系统继电保护原理[1]中国水利出版社2002.50-52.[1]王崇林、邹有明.供电技术[1]煤炭工业出版社，1997.100-114.[1]电力系统继电保护[1]北京：中国电力出版社，2000.67-68.[1]邹有明.煤矿35kV变电所设计大纲[1]焦作工学院，1992.22-23.[1]煤矿安全规程[1]煤矿工业出版社，1986.44-62.

[2]周泽存.高电压技术[1]水利电力出版社，1988年6月第一版.43-46.[3]InsulationCo-ordinationinHighVoltageElectricPowerSystem,W.Diesendorf,1974,London.33-34.[4]李树伟.矿山供电[1]中国矿业大学出版社2006.

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[11]变压器：http://www.huaxing-cn.com/ProductShow.asp?ID=14

[12]架空线：http://wenku.baidu.com/view/0f815e0d6c85ec3a87c2c5b4.html

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