毕业设计(电气)

毕业设计（论文）

题 目： 110Kv变电所设计 年级专业： 2008级电气自动化技术专业

学生姓名： 孙嘎嘎 学 号：200802020043 指导教师： 于露露 职 称： 副教授 导师单位： 山东化工职业学院机电工程系

山东职业技术学院经济管理系

论文完成时间： 2011 年 4 月 30 日

山东职业技术学院

毕业设计（论文）任务书

发给学生 孙嘎嘎

1．设计(论文)题目：110Kv变电所设计 2．学生完成设计(论文)期限： 2011 年 5 月 30 日 3．设计(论文)课题要求：

（1）所选题目应体现本专业基本训练内容，有利于巩固、深化和扩充所学知识；

（2）论文观点要正确，论述要充分，结构要合理，层次要清晰； （3）论文应能充分分析工作现实中存在的问题，并有针对性地提出具体的解决

措施，要有自己的独到见解，不能套用和抄袭他人成果；

（4）论文字数应不少于5000字； （5）论文写作格式按山东化工职业学院机电工程系毕业设计（论文）规定写作

格式书写； （6）论文写作中要大量查阅资料，以加深对理论知识的理解，提高解决实际工

作问题的能力；

（7）严格按时间控制点完成。 4．实验（上机、调研）部分要求内容：

通过实地调查和访谈，获得相关课题具体、翔实的第一手资料。试验的方法和数据要真实可靠，调研的单位要有代表性，能够切实反映大多数企业的情况。 5．文献查阅要求：

通过查阅书籍、杂志，上网浏览等措施，切实了解当前相关课题研究的最

新成果。阅读中外文与课题有关的资料应不少于两万字。

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6．发出日期： 2011 年 01 月 05 日 7．学生完成日期： 2011 年 03 月 30 日

指导教师签名：

学 生 签 名： 附注：

1、任务书应附于完成的设计（论文）中，并与设计（论文）一并提交答辩委员

会；

2、任务书须由指导教师填写。

审批意见： 系主任签名： 年 月 日 3

摘 要

110kV/35KV/10KV变电所是城市地区重要变电所，是电力系统110kV电压等级的重要部分。本次设计只涉及一次部分，对于二次部分只涉及到继电保护方法的选择。

一次部分由说明书，计算书与设备清单和电气工程图组成，说明书和计算书包括整定及整定原则概述：电气主接线的选择；电气设备的选择；线路保护的整定计算；主变压器的保护整定计算；电容器的保护整定计算。

设备清单和电气工程图为附录部分。其中一次部分电气AutoCAD制图三张。 本变电所设计为毕业设计课题，目的是巩固大学所学知识。通过本次设计，使我对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个较为全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了我分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定了必要的基础。

关键词 变电所，变压器，主接线，继电保护

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目 录

摘要.............................................................I 第1章 绪论.....................................................1 1.1 原始条件...................................................1 1.2 站址选择的基本原则.........................................1 1.3 变电站规模规划.............................................2 1.4本设计的优点和意义..........................................2 第2章 电气主接线方案的确定......................................3 2.1 概述........................................................3 2.2 电气主接线方案的基本要求....................................3 2.2.1可靠性...................................................3 2.2.2灵活性...................................................4 2.2.3经济性...................................................4 2.2.4可扩性...................................................4 2.3 110KV、35KV及10KV侧的电气主接线............................4 2.3.1 高、中、低各等级的接线形式...............................4 2.3.2 初步方案.................................................5 2.4 无功补偿设计...............................................9 第3章 变压器的选择..............................................10 3.1 概述........................................................10 3.2 主变压器台数的选择..........................................10 3.3 主变压器容量的选择..........................................10 3.4 选择变压器的型号............................................11 第4章 继电保护配置与规划........................................14 4.1 概述........................................................14 4.2 主变压器保护的配置..........................................14 4.3 母线的保护配置..............................................16 4.4 电容器保护..................................................17 第5章 接地与防雷................................................19 5.1 接地........................................................19

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5.2 防雷........................................................20 结论..............................................................21 致谢..............................................................22 参考文献..........................................................23 附 录

附录1 电气设备一览表

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第1章 前 言

110KV/35KV/10KV变电所是城市地区重要变电所，是电力系统110KV电压等级的重要组成部分。

1.1 原始条件

地理及气候条件如下：

该开发区地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔200米，最高气温40℃，最低气温-12℃，年平均气温16℃，最热月平均最高气温30℃，土壤温度25℃。

1.2 站址选择的基本原则

（1）站址应选在靠近负荷中心，进出线走廊开阔，交通运输方便，四周无明显的污染源。

（2）应节约用地，不占或少占耕地和经济效益高的土地。

（3）与城乡或工矿企业相协调，便于架高空线路、电缆线路的引入。 （4）宜设在受污秽影响最小处。

（5）具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），应避免选在重要文物地点或开采后对变电站有影响的矿藏地区。

（6）站址标高宜高于频率为2％的高水位，否则应有可靠的防洪措施或与地区的防洪标准相一致。

（7）应考虑水源及排水条件。

（8）应考虑与周围环境、邻近设施的相互影响。

1.3 变电站规模规划

本变电站规划容量为2×31.5MVA,采用三相三绕组油浸风冷式有载调压电力变压器，变电站由两座220KV变电所的两回110KV出线供电。110KV配电装置选用GIS组合电器,35KV配电装置选用JGN2B-35Z（F）固定开关柜, 10KV配电装置选用GG-1A(F)型固定开关柜。110KV采用内桥接线，进线2回；35KV采用单母线分段带旁路方式接线，出线8回；10KV采用采用单母线分段带旁路方式接线，出线12回。无功补偿采用2×4200（2100+2100）kvar并联电容器补偿装置。

1.4 本设计的优点及意义

本设计中110KV配电装置选用GIS组合电器,35KV配电装置选用JGN2B-35Z（F）固定开关柜, 10KV配电装置选用GG-1A(F)型固定开关柜。110KV采用内桥接线，具有电源线路投入和切除是操作简便的优点；10KV、35KV采用单母线分段带旁路方式接线，具有供电可靠性更高，运此更加灵活的优点。

通过本次设计，使我对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个较为全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了我分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定了必要的基础。

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第2章 电气主接线方案的确定

2.1 概 述

变电所电气主接线根据变电所电能输送和分配的要求，表示主要电气设备相互之间的连接关系，以及本变电所与电力系统的电气连接关系，通常以单线图表示。

电气主接线通常是根据变电所在电力系统中的地位和作用，首先满足电力系统的安全运行与经济调度的要求，然后根据规划容量、供电负荷、电力系统短路容量、线路回数以及电气设备特点等条件确定，并具有相应得可靠性、灵活性和经济性。

变电所电气主接线方式的选择，将直接影响到变电所电气设备的选择。因此必须在合理的确定变电所的主接线方案后，才能做到合理选择变电所的电气设备。

2.2 电气主接线的基本要求

变电所的主接线应满足可靠性、灵活性、经济性、可扩性的基本要求，当满足以上要时变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。

2.2.1 可靠性

安全可靠是电力生产的首要任务,保证供电的可靠性是电气主接线的最基本要求，对于本设计，年最大使用时间在5000小时以上，且主要是对1，2类负荷供电，必须采用供电可靠的主接线形式，且保证有两路电源供电，电气主接线由电气设备组成, 电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性，综合考虑，应从以下的几个方面考虑：

因事故被迫中断供电的机会越少，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠性程度越高；

供电可靠性准则：连续性供电，同时保证电压频率在规定范围内； 通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几个方面考虑：

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1)断路器检修时，能否不影响供电；

2)线路断路器或母线故障时，以及母线或母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类用户的供电；

3)发电厂或变电所全部停电的可能性；

4)大型机组突然停运时，对电力系统稳定运行的影响与后果等因素。

2.2.2 灵活性

电气主接线应能适应各种运行状态,要能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能在事故检测及特殊运行方式下的调度要求，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。

2.2.3 经济性

主接线应在满足可靠性也灵活性的前提下做到经济合理，应以以下几个方面考虑：

⑴ 节约投资，主接线应简单，清晰，以节省开关电器的数量,，适当采用短路电流的措施,以便选用低廉的电器或轻型的电器，二次控制与保护，不应过于复杂。以便利于运行和节约二次设备及电缆的投资。

⑵ 电能损耗小，电能损耗主要来自变压器，应经济合理的选择变压器形式，容量和台数尽量避免两次变压而增加电能损耗。

⑶ 占地面积小，节约材料，包括建筑材料和投资材料。

2.2.4 可扩性

在设计主接线时应留有发展扩建的余地，不仅要考虑最终接线状况，还要考虑到从初期接线过度到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过度方案的实施，使改造

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工作量最少。

2.3 110、35及10KV侧的电气主接线

2.3.1 高、中、低各等级的接线形式

单母线分段适用于 6～10kV 2台主变， 出线8回

35kV 出线8回， 110Kv 进线2回。

由已知出线回数可知，110kV、35kV、10kV都可选用单母线分段接线。 6～35kV 配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。

2.3.2初步方案

110kV：可用单母线分段（室内、外）和内桥接线；

35kV：可用单母线分段（室内、外）和单母线分段带旁母（简易旁路）（室外）；

6～10kV：可用单母线分段（专用旁路断路器，一般用固定式的开关柜：

GG—1A(F)）或单母线分段（手车式开关柜：JYN2—10），一般都是室内。

详见下表

表2.1 设计方案对比

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方案 接线 方案一 方案二 内桥接线 名称 单母线分段 可靠性比单元接线要高，并易简单清晰，设备少，设备本身发展成单母线分段，为以后的故障小。线路断路器检修故障发展大下基础。又因，两个可靠性 110KV电源离本所不远出现时，该线路停电；任意母线母隔检修时，仅停检修段；任一故障的机率不多，所以虽可靠段母线故障，仅停故障段。当性不很多，但仍可满足需要。 母线断路器检修，可能造成两 110kV 较为灵活，电源投入和切除时操作简便，变压器故障时操作可以提高供电的灵活性,对重灵活性 较为复杂，适用于线路较长、要用户可以从不同的段引出变压器不需要经常 换操作的情况 接线简单，使用设备少（相对经济性 于单母线分段接线少用两台投资少，年费用小，占地面积馈线线路,有两个电源供电. 段母线分列运行。 断路器），造价低，经济性较小。 好 可扩性 35kV 接线名称 便于扩建和发展。 单母线分段 便于扩建和发展。 单母线分段带旁母 6

简单清晰，设备少，设备本身可靠性高，当接线复杂，无论故障小。线路断路器检修故障检修母线或设备均可使线路可靠性 时，该线路停电；任意母线母不停电。 隔检修时，仅停检修段；任一当母线断路器检修，两段母线段母线故障，仅停故障段。当不分列运行。 母线断路器检修，可能造成两段母线分列运行。见110kV 可以提高供电的灵活性,对重灵活性 要用户可以从不同的段引出馈线线路,有两个电源供电. 运行相对复杂，但灵活性高。各个电源和负荷可以任意分配到某一母线上可组成多种运行方式 经济性 接线名称 投资少，年费用小，占地面积投资高，年费用大，占地面积小。 单母线分段 可靠性相对较差。母线检修设大。 单母线分段带旁母 可靠性 10kV 灵活性 备检修故障，该线路停电；母线断路器检修可能造成两段母线分列运行。 手车开关柜灵活，简单，操作方便。 可靠性高，任一母线检修，设备检修都不停电；任一母线断路器故障短时停电。 运行相对复杂，灵活性不高。 经济性 可扩性 投资少，年费用小，占地面积投资高，年费用大，占地面积小。 便于扩建和发展 表2-1

大。 便于扩建和发展 7

综上：本设计110kV可选用内桥接线，内桥接线方式如图:2-1

电源1电源2QS1QF1QS3QF3QS5QS2QF2QS4QS6T1T2

图2-1 内桥接线

35kV可选用单母线分段带旁路接线方式，单母线分段带旁路接线方式如图2-2

1路电源进线2路电源进线I段主母线II段主母线母联旁路母线旁联负荷负荷

图2-2 单母线分段带旁母线接线方式

10KV也选用单母线分段带旁路接线方式，如图2-2。

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2.4 无功补偿设计

无功补偿装置的容量确定原则：依据《电力设计技术规范》

电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对于35-110kV变电所中电容器装置的总容量，按照无功功率就衡的原则或可按主变容量的15%考虑。

2.4 1.无功补偿的意义

配电站装设的并联电容器装置的主变目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。

电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力网络安全经济运行，对保证用户的安全用电和产品质量是非常重要的。根据统计，用户消耗的无功功率是它有功功率的50%-100%。同时，电力系统本身消耗的无功功率也很大。在变压器和高压输电线路上消耗的无功功率可以达到用户的25%-75%，无功功率不足，将造成电压的下降，电能损耗增大，电力系统稳定的破坏，所以电力系统的无功电源和无功功率必须平衡，系统的无功功率不仅靠发电机供给，而且调相机并联电力系统的无功补偿可以采用分散补偿的方式，因为电力系统的无功负荷主要是感性功率，所以具体无功补偿就是高压网上的低压侧并联电容器，利用阶梯式调节的容性无功补偿感性无功，所以无功补偿意义为：补偿变压器的无功损耗，补偿高压网的无功缺额。

2.4.2无功补偿容量的选择

《并联电容器装置设计技术规程》第1.0.3条规定“电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计、调相调压计算及技术经济比较确定。对35-110kV变电所中的电容器总容量，按无功功率就地平衡的原则，可按主变容量的10-30%考虑。”一般取主变的15%，在6-10kV两段母线上安装。

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2.4.3.电容器及接线方式的选择

电容器的接线方式有三角型和星型接线方式，选择不同的接线方式电容器 1) 无功补偿方法：高压集中补偿和低压分散补偿 2) 并联电容器的接线：有星形和双星形,采用双星形 3) 并联电容器的选择：

a.容量：主变容量的10%-30%两台主变的容量为2×31.5MVA，取15%

电容器的容量Qc总为

Qc总=31500×15% kvar=4725kvar b.型号：TBB23—（2100+2100）/200-2B c.数量: 2套

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第3章 变压器的选择

3.1 概述

一个县市地区、一个城市郊区、一个大型企业，在建设新变电所时，首先应考虑当地经济的现状及发展趋势。根据当地电网结构的现状，最高供电负荷和售电量的现状增长趋势，确定新建变电所的规模，合理选择主变压器的容量和台数，以确定主变压器的型号。

变电所主变压器容量和台数影响电网结构、可靠性和经济性的一个重要因素。变电所的主变压器容量和台数不同，电网中变电所的总数、变电所的主接线形式i和电力系统的接线方式也就不同，必然对电网的经济性和可靠性产生不同的影响。所以在变电所扩容或新建时，必须合理选择主变压器的容量和台数。

3.2 主变压器台数的选择

为保证供电的可靠性，变电所一般应装设两台主变压器，但一般不超过四台。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变。对大型枢纽变电所，根据工程的具体情况，应安装2台主变。 当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择应该按照其中一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或为变电所全部负荷的60~75%。通常一次变电所采用75%，二次变电所采用60%。

因此确定：本设计中变电所选用两台主变压器。

3.3 主变压器容量的选择

1.按照电网发展规划选择主变压器的容量

按照电网发展规划的要求，主变压器容量的选一般按变电所建成后5～10年的发展规划负荷选择，并适当考虑到远期10～20年的负荷发发展。对于城市郊区变电所，选择的主变压器的容量应与城市发展规划相结合。

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2.根据变电所所带的负荷的性质和电网结构选择主变压器的容量。

对于有重要负荷的变电所，应当考虑当一台主变压器停运石，其余变压器在计及过负荷能力时，在允许的时间内应保证用户的一级负荷和二级负荷；对于一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余主变压器的容量应能保证全部负荷的70%～80%。

3.110KV变电所的单台主变压器容量一般选用31.5MVA、40MVA及50MVA三种。

综合以上条件考虑，本地区用电负荷30000KW以上，为提高电能质量，保证当一台主变压器停运时，另一台主变压器的容量应能保证全部负荷的70%～80%满足该地区发展用电的需要，本设计中选择单台变压器的容量为31.5MVA。

3.4 选择主变压器的型号

3.4.1.主变压器相数和绕组数量的选择

（1）依据《电力工程设计手册》（电气一部分）主变压器形式的选择原则： 当不受运输条件时，在330kV及以下的变电所均应选用三相变压器。因此本设计应选择三相变压器。[7]

（2）依据《电力工程设计手册》（电气一部分）的规定:

在具有三种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器。 因此在本设计中应选择三绕组变压器

3.4.2.主变压器连接方式和调压方式的选择

（1）依据《电力工程设计手册》（电气一部分）的规定:

变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有Ｙ和△型两种。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用Ｙ0连接，35kV亦采用Ｙ型，其中性点通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用△

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连接。

在本设计中变电站电压等级为110/35/10kV，因此接线方式采用YN/yn0/d11接线方式。

（2）为保证供电所或发电厂的供电质量，电压必须维持在允许的范围内，调压方式有两种，一种称为无载调压，调整范围在±载调压，调整范围达30%，其结构复杂，价格昂贵；一种为由有载调压，使在变压器负载运行中通过改变其有效匝数，进行分级调压。

对于110KV及以下的变电所的变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用带负荷方式。根据目前电网结构现状，110KV变电所一般选用有载调压变压器。

因此在本设计中选择调压方式为有载调压。

3.4.3.各侧额定端电压的选择

变压器110kV侧接电源，相当于用电设备与线路额定电压相等；35kV侧向负荷供电，相当于发电机二次侧。电压较额定电压高5%；而10kV侧要考虑负荷，线路损耗以及无功补偿等因素，所以电压等级为 110±8×1.25﹪/38.5±2×2.5﹪/10.5。

3.4.4.冷却方式和绝缘方式的选择

（1）冷却方式：油浸风冷

（2）在110kV及以上的中型点直接接地系统中，为了减小单相接地时的短路电流，有一部分变压器的中性点采用不接地的方式，因而需要考虑中性点绝缘的保护问题。110kV侧采用分级绝缘的经济效益比较显著，并且选用与中性点绝缘等级相当的避雷器加以保护。35kV及10kV侧中性点不直接接地系统中的变压器，其中性点都采用全绝缘。

3.4.5.主变压器容量比的选择

本设计为110kV电压级的系统，为使各绕组能够充分利用，主变压器的容量比选择为100/100/100。

综合上述主变压器的各方面的要求，在本设计中可选择变压器的型号为：

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SFSZ9—31500/110（三相三绕组油浸风冷式有载调压变压器）型号的电力变压器 。

经查得，SFSZ9—31500/110电力变压器的主要参数如下： 额定容量/KVA ： 31500

额定电压/KV ：高压，110 中压，38.5 低压10.5

联结组标号 ：YN/yn0/d11 空载损耗/KW ：30.6 负载损耗/KW ：157.5

阻抗电压（%）：UK1-2=10.5 UK1-3=17.5 UK2-3=6.5 每个绕组电抗百分值（%）： X1=10.75 X2=-0.25 X3=6.75

基准容量Sd=100MVA时每个绕组电抗标么值： X*1=0.3413 X*2=-0.0079 X*3=0.2413

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第4章 继电保护配置与规划

4.1 概述

继电保护是一种能反应电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。其主要任务是：

（1）自动、迅速有选择地切除故障组件，是无故障部分恢复正常运行，是故障部分设备免遭毁坏。

（2）发现电器组件的不正常状态，根据运行维护条件动作与发信号，减负荷会跳闸。

动作于跳闸的继电保护，在技术、经济上一般应满足五个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性和经济性。

4.2 主变压器保护的配置

电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。由于大容量的电力变压器是十分昂贵的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度来考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。 1.保护配置原则

根据《电力工程电气设计手册》电气部分二次部分，变压器一般应装设下列继电保护：

(1)反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。

(2)相间短路保护，容量为6300kVA及以上，厂用工作变压器和并列运行的变压器，应装设纵联差动保护。

(3)后备保护，对由于外部相间短路引起的变压器过流，可采用复合电压启动用的过电流保护，它适用与于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷，对中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路故障，应装设零序电流保护。

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(4)过负荷保护，对多绕组变压器，保护装置应能够反应备用侧过负荷的情况，过负荷保护应接与一相电流上，带时限动作于信号。 2.配置结果：

根据以上规定本设计中应对主变压器作瓦斯保护和纵联差动保护配置。 （1）瓦斯保护：防止变压器油箱内部或断线故障及油面降低。其保护原理图如图4-1：

QF1 YR1 -BC -BC QF1-1 +BS +BC KG-1 信号 +BS 信号 +BC +BC KM KG-2 QF2 QF2-1 YR2 KG KS -BC XB R

图4-1瓦斯保护原理接线图

（2）纵联差动保护：防止变压器绕组和引出线相间短路，直接接地系统侧和引出线的单相接地及绕组见的短路。

变压器纵联差动保护的原理接线图如图4-2

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图4-2变压器纵联差动保护的原理接线图

4.3 母线的保护配置

1.保护配置原则：

（1）一段母线设一组母线保护。

（2）母线保护仍以差动保护为主，特殊情况情况除外。

（3）电流互感器二次绕组的电阻及由电流互感器至差动继电器连线的电阻，会影响电流互感器的饱和程度。因此，所接用的导线，应尽量设法缩短，及用较粗的导线。

(3)应尽可能使用电流互感器的全部绕组。[6] 2.配置结果：

根据以上原则本设计中母线的保护，装设纵联差动保护。 母线纵联差动保护的原理接线图如图4-3：

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1M1N2m2n 内部故障情况

1M1N2m2n

正常情况和外部故障情况

图4-3母线纵联差动保护的原理接线图

4.4 电容器保护

1.故障类型及保护方式

对于1kV及以上电压的并联补偿电容器有以下故障及异常运行方式。 (1)电容器组和断路器之间的连接线短路。 (2)电容器内部故障及其引出线的短路。

(3)电容器组由若干个电容器并联及串联组成，且在每个电容器上装设有熔断

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器，则当一部分电容器因故障切除后，其余电容器上电压升高可能超过允许值。 (4)电容器的单相接地故障。 串联电容器组按规定装设以下保护

a.对电容器组和断路器之间连接线的短路，应装设无时限或带时限的电流保护，动作于跳闸。

b.对电容器内部故障及其引出线的短路，可采用下列保护中的一种保护： ①如电容器的台数教多，可按电容器容量的大小及熔断器的断流容量将电容分组，在每组上装设熔断器。

②可将电容器分为两组，装设横联差动保护，动作于跳闸。

c.电容器组中由于个别电容器的切除而引起电压升高，可装设横联差动保护或利用电容器内部故障的横联差动保护。装置在未超过允许值时可作用于信号，超过允许值时应动作于跳闸。 2.配置结果：

根据以上方法，本设计对电容器设置带时限的电流保护和横联差动保护

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第5章 接地与防雷

5.1 接地

接地是指电气设备为达到安全和功能的需要为目的，将其某一部分与大地之间作练好地电气联接。

从电气设备接地的目的来看，接地的类型有以下几种。 1.功能性接地

为了保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，例如电源中性点的直接接地或经消弧线圈等的接地。 2.保护性接地

为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地，包括： （1）安全保护接地 （2）过电压保护接地 （3）防静电接地

3.功能性与保护性接合一的接地

在本设计中，变电所内必须安装闭合的接地网，并装设必需的均压带，接地网采用水平接地为主，辅以垂直的封闭复合式接地网。主接地网电阻R≤4Ω；避雷针设接地体，它于主接地网地中距离T≥5m，其接地电阻R≤10Ω。接地网有均压、减少接触电势和跨步电压的作用，又有散流作用。在防雷接地装置中，可采用垂直接地体作为避雷针、避雷线和避雷器附近加强集中接地和散泄电流的作用。变电所不论采用何种接地体应敷设水平接地体为主的人工接地网。

人工接地网的外缘应闭合，外缘的各角应做成圆弧行，圆弧半径不宜小于均牙带间距的一半，接地网内敷设水平的均压带。接地网一般采用0.6m～0.8m，在冻土地区应敷设在冻土层以下。

均压带经常有人出入的走道应铺设沥青面（采用高电阻率的路面结构层），接地装置敷设成环形，目的是防止应接地网流过中性点的不平衡电流在雨后地面积水成泥污时，接地装置附近的跨步电压引起行人和牲畜的触电事故。

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此接地网水平接地体采用的是60*6的扁钢敷于地下0.8m处，垂直接地体为φ50 ，L=2.5m的圆钢，自地下0.8m处与水平接地体焊接，接地体引上线采用25*4的扁钢与设备焊接。接地网的工频电阻R＜0.5Ω。 敷设在大气和土壤中有腐蚀的接地体和接地引下线，需采取一定的防腐措施（热镀锌，镀锡）

5.2 防雷

1.变电所防雷保护的特点

（1）变电所属于集中型设施,直接雷击防护以避雷针为主。

（2）它们都与架空线路相连接,输电线上的过电压波会运动而至变电所,对电气设备构成威胁。因此变电所要对过电压波进行防护,主要手段是避雷器。 （3）变电所内装有主要的电气设备,如变压器等,这些电气设备一旦受损,一方面会对人民的生活和生产带来巨大的损失,造成严重的后果；另一方面,这些设备修复困难需花费很长时间和大量金钱,该电力系统本身带来巨大的经济损失。所以变电所要采取周密的过电压防护措施。

(4)为了充分发挥变电所防雷设备的保护作用,变电所应有良好的接地系统。 2.避雷选择

已在输电线路上形成的雷闪过电压,会沿输电线路运动至变电所的母线上,并对于母线有连接的电气设备构成威胁。在母线上装设避雷器是雷电入侵波过电压的主要措施。

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结 论

在老师和师傅的辛勤指导下,经过几个月的努力我终于完成了对110KV/35KV/10kV变电站电气系统的设计的论文及画图工作.

在设计中,由于110kV侧进线为2回,考虑到内桥接线的优点,采用了这种主接线的方式.对于35KV和10kV侧,考虑到出线比较多,而且所带负荷容易出线故障,一旦出线故障不能造成大面积停电,所以采用单母线分段带旁母线的接线方式.

本次设计对电气二次部分只涉及到继电保护部分，包括线路的保护变压器保护和电容器保护，目的是保证快速、可靠地切除线路或电气元件的故障，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行,能反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，动作于发信号，减少负荷或跳闸。由于本变电站最高电压等级为110kV，是地区重要变电站，具有很重要的意义，因此，其继电保护整定必须做到万无一失。

本变电所的设计考虑了各种实际情况，是在实际与理论相联系的基础上进行的，综合考虑了《变电所设计技术规程》中的规定和依据实际情况，本所主接线采用了内桥接线方式。既保证了接线简单，供电可靠，又经济合理，操作方便。

总的说来，这几个月确实使我学到了很多，首先我对供电工程，电力系统继电保护原理及新技术，高电压技术，电力系统分析等课程有了更全面的了解和认识，并把书面知识和和实际变电站运行进行了一次有机且印象深刻的结合，提高了查阅各种资料及处理某些问题的能力，受益匪浅，并且为我走上工作岗位奠定了基础，铺平了道路。

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参考文献

[1] 狄富清编著变.电设备合理选择与检修.北京：机械工业出版社，2006.44～

50

[2] 翁双安主编.供电工程.北京：机械工业出版社，2004.109～122

[3] 李佑光，林东编著.电力系统继电保护及新技术.北京：科学出版社，

2003.191～192

[4] 于永源，杨绮雯编.电力系统分析.北京：中国电力出版社，2004.42～45 [5] 刘介才编著.工厂供电.北京：机械工业出版社，2003 [6] 雍静主编.供配电系统.北京:机械工业出版社，2003

[7] 水利电力部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册.北京:水利电力出

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致 谢

在设计前的理论学习和实验环节中，《电力系统分析》《供电工程》和《电力系统继电保护原理和新技术》等专业课和实验指导老师的教导为我提供了丰富的专业理论知识和实践分析能力。在本次设计的近一个学期中，老师极其认真负责的辅导和耐心的解答帮助我解决了一个个的难题。在此要对老师们不辞劳苦的工作和无私奉献的精神表示衷心的感谢！

在本次设计过程中，也得到了班级里许多同学的帮助，他们的帮助让我在这次设计中学到了很多，在此一并致以衷心的感谢！

设计中虽然充分采纳了老师和同学们的意见，几经修改，但由于是初次设计，加之自身学识水平有限，设计和论述过程中难免有错误，请各位老师不吝指正。

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附 录

附录1.电气设备清单表 序号 名 称 型 号 与 规 格 数 量 单 位 110KV变电所主要设备 1 主变压器 SFSZ9-31500/110 YNyn0d11 110±8×1.25%/38.5±2×2.25%/10.5KV 2 3 110KV内桥 二进二出 2 1 套 个 2 台 35KV高压开关柜（进线JGN2B-35Z(F)—02 柜） 4 5 6 35KV高压开关柜（出线柜） JGN2B-35Z(F)—06 35KV高压开关柜（旁路柜） JGN2B-35Z(F)—41 35KV高压开关柜（PT避雷JGN2B-35Z(F)—14 器柜） 8 1 2 个 个 个 7 8 9 10 11 35KV高压开关柜（分段柜） JGN2B-35Z(F)—04 35KV高压开关柜（进线柜） JGN2B-35Z(F)—14 10KV高压开关柜（出线柜） GG-1A(F)-10-125 10KV高压开关柜（旁路柜） GG-1A(F)-10-127 10KV高压开关柜（消弧线GG-1A(F)-10-07 圈、电容器柜） 1 1 11 1 4 个 个 台 台 台 12 10KV高压开关柜（PT避雷GG-1A(F)-10-54 器柜） 2 台 13 10KV高压开关柜（所用变GG-1A(F)-10-121 柜） 1 台 14 15 16 17

10KV高压开关柜（进线柜） GG-1A(F)-10-25 10KV高压开关柜（分段柜） GG-1A(F)-10-09 10KV高压开关柜（联络柜） GG-1A(F)-10-113 隔离开关 GW8-66/400 25

2 1 1 2 台 台 台 组

18 19 20 21 22 避雷器（变压器中性点用） Y1.5WZ-72/186 避雷器 避雷器 Y5WZ-53/134 HY5WZ2-17/45 2 11 2 组 台 组 套 套 并联电容器成套补偿装置 Tbb23-(2100+2100)/200M-2B 2 消弧线圈自动调谐成套装XHK-II型 置 GG-1A(F)型10KV开关柜内设备 2 1 2 序号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 断路器 断路器 名 称 断路器 隔离开关 隔离开关 隔离开关 隔离开关 主母线 旁路母线 避雷器 熔断器 电压互感器 电压互感器 电压互感器 接地开关 接地开关 ZN12-10/3150-40 ZN12-10/200-31.5 型 号 与 规 格 ZN12-10/1250-31.5 GN22-10/3150-50 GN22-10/2000-40 GN19-10C/1000-75 GN19-10/1000-75 2×(TMY-100×10) TMY-100×10 HY5WZ2-17/45 RN-10/0.5A 2 1 台 台 数 量 单 位 16 4 2 18 24 2 4 台 台 台 台 台 组 组 台 JDZX11-10BG, 2 100.10.1 / / KV 333JDZ11-10B,10/0.1KV,0.2/0.2 2 JDZ11-10B, 10/0.1KV,0.5级 2 JN1-10IC JN-10I JGN2B-35Z(F)35KV开关柜内设备 19 17 台 台 台 台 1 2 3 断路器 隔离开关 电流互感器 ZN72-40.5/125-25 GN27-35/630A LCZ-35,0.2/0.5, 10P20/10P20,100/5 11 32 8 台 台 台 4

电流互感器 LCZ-35,0.2/0.5, 26

3 台

10P20/10P20,600/5 5 电流互感器 LCZ-35,0.2/0.5, 10P20/10P20,1200/5 6 7 8 9 10

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2 台 主母线 旁路母线 避雷器 熔断器 电压互感器 2×(TMY-100×10) TMY-80×6 Y5WZ-53/134 2 组 组 台 N2-35,10.5A,25KA 2 350.10.1JDZXF8-3, / / KV 2 333

山东化工职业学院毕业论文评定及评语

指导教师 ： 职称： 工作单位： 对 级 专业学生 所完成毕业设计（论文）的

评 语

指导教师签名：

年 月 日

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山东职业技术学院

山东职业技术学院经济管理系 专业毕业设计答辩小组对 级 专业学生 所完成毕业设计（论文）的

结 论

评审（答辩）组成员：

姓名 职称 姓名 职称 姓名 职称 姓名 职称 姓名 职称

评审（答辩）组长签名：

年 月 日

山东职业技术学院经济管理系2008级毕业设计（论文）书面答辩用表

专业 学生姓名 学生学号 笔答分数

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山东化工职业学院机电工程系2008级毕业设计（论文）书面答辩用表

专业 学生姓名 学生学号 笔答分数 答辩题： 答辩内容：

30

答辩内容： 31