学位论文-—110kv变电站电气一次初步设计书设计总说明书.doc

110KV变电站电气一次初步设计书
设计总说明书
根据设计任务书的要求，本次设计为110KV变电站电气一次部分初步设计，并绘制电气主接线图及其它图纸。该变电站设有两台主变压器，站内接线分为110KV,35KV和10KV三个电压等级，各个电压等级分别采用单母分段接线，单母分段接线和单母分段接线。
本次设计中进行了电气主接线的设计，短路电流计算，主要电气设备选择及校验（包括断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器和母线等），各电压等级配电装置设计及防雷保护的配置。
本设计内容是将电力系统自动化技术专业的《电力系统稳态分析》《发电厂电气部分》、《电力系统继电保护》、《电力系统自动装置》、《电气识图》、电气设计《CAD》等课程所学的主要知识点联系起来，将理论知识与工程实际联系起来，综合运用，全面贯通。

目录
前言…………………………………………………………………4
第一部分 110KV变电站电气一次部分设计说明书
第1章 原始资料……………………………………………………………………5
第2章 电气主接线设计……………………………………………………………6
第2.1节 主接线设计原则和要求…………………………………………………6
第2.2节 主接线的设计步骤………………………………………………………10
第2.3节 本变电站电气主接线设计………………………………………………11
第3章 变压器选择
第3.1节 主变压器选择……………………………………………………………15
第4章 短路电流计算
第4.1节 短路电流计算目的………………………………………………………17
第4.2节 短路电流计算的一般规定………………………………………………17
第4.3节 短路电流计算的目的……………………………………………………18
第4.4节 短路电流计算结果………………………………………………………20
第5章 高压电气设备选择
第5.1节 电器选择的一般条件……………………………………………………22
第5.2节 高压断路器的选择………………………………………………………24
第5.3节 隔离开关的选择…………………………………………………………24
第5.4节 互感器的选择……………………………………………………………25
第5.5节 高压熔断器的选择………………………………………………………25
第6章 配电装置设计……………………………………………………………27
第7章 防雷保计…………………………………………………………………28
第二部分 110KV变电站电气一次部分设计计算书
第1章 短路电流计算
第1.1节 三相短路电流计算……………………………………………………29
第1.2节 线路最大长期工作电流计算…………………………………………29
第2章 电气设备选择
第2.1节 高压断路器选择………………………………………………………32
第2.2节 隔离开关选择…………………………………………………………33
第2.3节 互感器选择……………………………………………………………34
第2.5节 熔断器选择……………………………………………………………36
总结…………………………………………………………………………………37
致谢…………………………………………………………………………………38
参考文献……………………………………………………………………………39

附录一………………………………………………………………………………39
附录二………………………………………………………………………………39
附录三………………………………………………………………………………39
附录四………………………………………………………………………………39

设计总说明书
变电站是电力系统的重要组成部分，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，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是够成电力系统的重要环节。电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择，配电装置的配置，继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次设计为110KV变电站电气一次部分初步设计，分为设计说明书，设计计算书，设计图纸等三部分。所设计的内容力求概念清楚，层次分明。
本文从主接线，短路电流计算，主要电气设备选择等几方面对变电站设计进行了阐述，并绘制了电气主接线图，电气总平面布置图，各级电压配电装置断面图等相关设计图纸。由于本人专业知识有限，错误在所难免，敬请各位老师批评指正。

第一部分 设计说明书

第1章 原始资料
该课题来源于工程实际，建设此变电站是为了满足该地区输变电的需要。本次设计的变电站高压侧从相距6.5km的PX110kV变电站受电，经过降压后分别以35kV、10kV两个电压等级输出。它在系统中起着重要的作用，它是变换电压、汇集和分配电能的电网环节，可以降低输电时电线上的损耗，主要的作用是将高压电降为低压电，经过降压后的电才可接入用户。
1.1建站规模
（1）、变电站类型：待建电站属于110kV变电工程。
（2）、主变台数及容量：待建DK110kV变电站主变台数及容量为：本期2×31.5MVA，远景规划：2×31.5MVA。
（3）、主变台数及容量：待建DK110kV变电站主变台数及容量为：本期2×31.5MVA，远景规划：2×31.5MVA。
（4）、进出线：待建DK110kV变电站从相距6.5km的PX110kV变电站受电，线径LGJ-240；变电站进出线(全部为架空线)，110kV共2回；35kV共4回；10KV共16回。
（5）负荷情况：待建DK110kV变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。
（6）无功补偿：待建DK110kV变电站无功补偿装置采用电力电容两组，容量为2×3000kvar。
（7）建站规模：待建DK110kV变电站所占地面积可采用半高型布置。
1.2、 短路阻抗
系统作无穷大电源考虑，归算到本站110kV侧母线上的阻抗标幺值=，（取MVA，）。
1.3、 地区环境条件
待建DK110kV变电站所在地区年最高气温35℃，年最低气温－15℃，年平均气温15℃。
第2章 电气主接线设计
电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站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。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求联接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网路，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细的表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。
第2.1节 主接线设计原则和要求
主接线代表了变电站电气部分主题结构，是电力系统的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。
2.1.1.电气主接线的设计原则
电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家相关的方针、政策、法规、规程为准则，结合工程实际情况的具体特点，全面、综合的加以分析，力求保证供电可靠、调度灵活、操作方便、节省投资的原则。
2.1.1.1合理的选择发电机以及其容量和台数
（1）应该根据发电厂在系统中的地位和作用，以优先选取大容量、高效率的标准系列发电机组为原则，结合任务书提出的具体情况及现场条件来确定。
（2）为了便于管理，火力发电厂内一个厂房的机组不宜超过六台。
（3）确定水轮机发电机组装机容量，应按保证出力和经济用水，并注意丰水期和枯水期的运行方式。
（4）发电厂最大单机容量一般不宜大于系统总容量的10 。
2．1.1.2电压等级及接入系统方式的确定
（1）发电厂或变电所的电压等级不宜过多，以不超过三个电压等级为原则。
（2）大型发电厂一般距负荷中心较远，电能需要较高电压输送，其容量较大，故宜采用简单可靠的单元接线方式（如发电机——变压器单元接线或发电机——变压器——线路单元接线），直接接入高压或超高压系统。
（3）中、小型发电厂一般靠近负荷中心，常带有6~10kv电压级的近区负荷，与系统的连接只是输出本厂剩余功率，容量不大。其主接线的设计对6~10kv发电机电压级接线宜采用供电可靠性较高的母线接线形式，而与系统的连接则可采用单回线弱联系的接入方式。
（4）35kv及其以上高压线路多采用架空线路；10kv可采用架空线路，也可用电缆线路。
2.1.1.3.发电机电压母线
有发电机电压母线的电厂，地方负荷较多，出现数目较多，所以一般选择双目分段，每一分段接一台发电机，接入母线的发电机总容量只需稍大于地方负荷即可。不能将过多的发电机接入母线，否则母线的短路容量太大，会出现选不到轻型开关的情况。若地方负荷较大，已出现轻型开关不能胜任时，就要考虑采取限制短路电流的措施，比如采取母线分段分列运行、主变压器分列运行、采取分列变压器、变压器低压侧分裂电抗器、装母线分段电抗器、装出线电抗器等。2.1.4.正确地选用接线形式
（1）单母线接线：适用小容量发电厂、变电所。
（2）单母线分段接线：应用于6~10kv时，每段容量小于25MW；35~60kv时，出线回路数小于8回；110~220kv时，出线回路数小于四回。
（3）单母线带旁路母线接线：多用于35kv以上系统的屋外配电装置。35kv时，出线回路数大于八回；110kv时，出线回路数大于六回；220kv时，出线回路大于五回。
（4）单母线分段带旁路母线接线：应用于出线不多，容量不大的中、小型发电厂；35~110kv变电所。
（5）双母线接线：应用于发电厂和变电所出线带电抗器的6~10kv配电装置，以及35~60kv出线数目超过八回或连接电源较多负荷较大、110~220kv出线数为五回及其以上的情况。
（6）双母线带旁路母线接线：应用同（3）。
（7）双母线分段接线：应用于大型发电厂6~10kv侧接线。
（8）一个半断路器接线：应用于220kv以上特别是500~750kv超高压、大容量的系统。
（9）桥型接线：应用在35~220kv的配电装置中。
①内桥接线：当变压器不需要经常切除，而输电线路较长系统没有穿越功率流经本所时；
②外桥接线：当变压器经常切除，而输电线路短系统有穿越功率流经本所时。
（10）角型接线：应用于全部回路数小于5~6回，工作电流不大，最终规模明确的110kv及其以上的配电装置中（水电站用较多），一般接线不超过六角形，以四角形应用最广。
（11）单元接线：应用于将全部电能送出，没有机压负荷的发电厂。
（12）变压器母线组接线：应用于220kv及其以上超高压的变电所中。
2.1.1.3.旁路母线的设置原则
采用分段单母线或双母线的110~220kv配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需设置旁路母线。主变压器的110~220kv侧断路器，宜接入旁路母线。
当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器的接线。
当220kv出线为五回线及其以上、110kv出钱为七回线及其以上时，一般专设专用的旁路断路器；当采用可靠性较高的的的断路器可不用旁路母线；对于6~10kv屋内配电装置一般不设旁路母线。
2．1.2电气主接线设计的基本要求
对主接线的基本要求可概成六字，即“可靠、灵活、经济”。
2.1.2．1可靠性
供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。
一般定性分析和衡量主接线运行可靠性的标志是：
（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，以及能否保证对一、二类重要用户的供电。
（3）发电厂或变电所全部停电的可能性。
（4）对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足以下可靠性准则的要求。
1）任何断路器检修，不得影响对用户的供电。
2）任一进、出线断路器故障或拒动，不应切除一台以上机组和相应的线路。
3）任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合时，以及分段或母联断路器故障或拒动时，都不应切除两台以上机组和相应的线路。
4）一段母线故障（或连接在母线上的进出线断路器故障或拒动），宜将故障范围限制到不超高整个母线的四分之一；当分段或母联断路器故障时，其故障范围宜限制到不超过整个母线的二分之一。
2.1.2.2.灵活性
电气主接线应能适用各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换，其灵活性要求有以下几个方面：
1）调度灵活，操作简便：应能灵活地投入（或切除）某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。
2）检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。
3）扩建方便：应能容易地从初期过度到最终接线，在扩建过度时应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，使改造工作量最少。
2.1.2.3经济性
在满足技术要求的前提下，做到经济合理。
1）投资省：主接线简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备。
2）占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。
3）电能损耗小：在发电厂或变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，所以应经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压器而增加电能损失。

第2.2节 电气主接线的设计步骤
2.2.1电气主接线的具体设计步骤如下：
1.分析原始资料
1）本工程情况：变电站类型，设计规划容量（近期、远景），主变台数及容量等。
2）电力系统情况：电力系统近期及远景发展规划（5~10年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。
3）负荷情况：负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。
4）环境条件：当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电气的选择和配电装置的实施均有影响。
5）设备制造情况：为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。
2.2.2 拟定主接线方案
根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出线多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行得主接线方案。
2.2.3. 短路电流计算
对拟定的主接线，为了选择合理的电气，需进行短路电流计算。
2.2.4. 主要电气选择
包括高压断路器、隔离开关、母线等电气的选择。
2.2.5. 绘制电气主接线图
将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。

第2.3节 本变电站电气主接线设计
2.3.1. 110KV电压侧接线
《35~110kv变电所设计规范》规定，35~110kv线路为两回及以下时，宜采用桥型、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥型、单母线或分段单母线的接线。35~63kv线路为八回及以上时，亦可采用双母线接线。110kv线路为6回其以上时，宜采用双母线接线。在采用单母线、分段单母线或双母线的35~110kv的主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。
本变电站110kv线路有两回，可选择双母线接线或单母线分段接线两种方案，如下图所示。
方案一
方案二

方案一采用的是双母线接线，供电可靠，运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二采用单母分段接线，简单清晰，操作方便，不宜误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案二稍差。考虑到本变电所的实际情况，我选择方案二的接线方式。它既可满足可靠性，又可满足经济性。
2.3.2.35kv电压侧接线
本变电站35kv线路有4回，可选择单母线接线或单母分段接线，如下图所示。
方案一
方案二

方案一采用单母接线，简单清晰，操作方便，设备少，经济性好，但可靠性不高，易倒闸操作。方案二采用单母分段接线，供电可靠，调度灵活，经济性虽较方案一差，但还是满足经济性，所以我选择方案二，供电的可靠性和良好的经济性都能满足。
2.3.3.10kv电压侧接线
《35~110kv变电所设计规范》规定，当变电所装有两台主变压器时，6~10kv侧宜采用分段单母线接线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。
本变电站中10kv线路为16回，可采用单母分段带旁路接线或单母分段接线两种方案，如下图所示。
方案一
方案二
方案一采用单母分段带旁路接线，供电可靠，但设备多，投资和占地面积大，配电装置复杂，易误操作。方案二采用单母接线，简单清晰，调度灵活，不会造成全站停电，能保证对重要用户的供电，设备少，投资和占地小。手车式断路器的出现和运行成功，断路器检修问题可不用复杂的旁路设施来解决。采用手车式高压开关柜，可不设置旁路设施。所以我选择方案二。
综上所述，本变电站主接线图如下图所示。

第3章 变压器选择
第3.1节 主变压器选择
在变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。
《35~110kv变电所设计规范》规定，主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈变压器。主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。
主变压器台数的选择
（1）对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电站以装设两台主变压器为宜。
（2）对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。
（3）对于规划只装设两台主变压器的变电站，其变压器基础宜按大于变压器容量的1～2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。
根据本变电站110kv变电站一次初步设计指导书可知：
主变台数及容量：待建DK110kV变电站主变台数及容量为：本期2×31.5MVA，远景规划：2×31.5MVA。电压等级：待建DK110kV变电站有三个电压等级，分别为：110kV、35kV和10kV。
故可选择两台型号为SFS7-31500/110的变压器。

主变压器参数如下图所示:
型号
额定
容量
额定电压（KV)
空载电流
空载损耗
阻抗电压（%）
高压
中压
低压
高中
高
低
中低
（KVA)
（%）
(KW)
SFS7
31500/110
31500
115
38.5
10.5
1.02
46
10.5
18
6.5

第4章 短路电流计算
第4.1节 短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。
4.1.1短路电流计算的目的主要有以下几方面：
（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、可靠的工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻短路电流的有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。
（3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对低的安全距离。
（4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
（5）接地装置的设计，也需用短路电流。

第4.2节 短路电流计算的一般规定
4.2．1验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定：
4.2.1.1.计算的基本情况
电力系统中所有电源都在额定负荷下运行；
（2）同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁）；
（3）短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
（4）所有电源的电动势相位角相同；
（5）正常工作时，三相系统正常运行；
（6）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。对异步电动机的作用，仅在确定短路电流的冲击值和最大全电流有效值时才予以考虑。
4.2.2. 接线方式
计算短路电流时所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
4.2.3. 计算容量
应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般考虑本工程建成后5~10年）。
4.2.4. 短路种类
一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时，则应按严重情况校验。
4.2.5. 短路计算点
在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大地点，称为短路计算点。对于带电抗器的6~10kv出线与厂用分支回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应该取在电抗器前。选择其余的导体和电气时，短路计算点一般取在电抗器后。

第4.3节 短路电流计算的步骤
在工程设计中，短路电流的计算通常采用实用计算曲线法。其具体计算步骤如下：
4.3.1. 绘制等值网络
（1）选取基准功率和基准电压；
（2）发电机电抗用，略去各网络元件的电阻、输电线路的电容和变压器的励磁支路；
（3）无限大功率电源的内电抗等于零。
（4）略去负荷。
4.3.2. 进行网络变换
按网络变换的原则，将网络中的电源合并成若干组，例如，共有g组，每组用一个等值发电机代表。无线大功率电源（如果有的话）另成一组。求出各等值发电机对短路点的转移电抗（i=1,2,…,g）以及无限大功率电源对短路点的转移电抗。
4.3.3. 将前面求出得转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行规算，便得到各等值发电机对短路点的计算电抗。

式中，为第i台等值发电机的额定容量，即由它所代表的那部分发电机的额定容量之和。
4.4.4. 由分别根据适当的计算曲线找出指定时刻t各等值发电机提供的短路周期电流标幺值
。
4.4.5. 网络中无限大功率电源供给的短路电流周期是不衰减的，并由下式确定

4.4.6．计算短路电流周期分量的有名值。
第i台等值发电机提供的短路电流为

无限大功率电源提供的短路电流为

短路点周期电流的有名值为

式中，应取短路处电压级的平均额定电压；为规算到短路处电压级的第i台等值发电机的额定电流；为对应于所选基准功率在短路处电压级的基准电流。
4.4.7.计算短路容量和短路电流冲击值。
4.4.8.绘制短路电流计算结果表。

第4.4节 短路电流计算结果
4.4.1．本变电站短路电流计算结果如下
三相短路电流计算电路图：
等值电路图：

4.4.2． 三相短路电流计算结果：

短路点编号
短路类型
稳态短路电流
冲击短路电流
K1
三相 短路
12.55KA
32.13KA
K2
三相 短路
6.97KA
17.77KA
K3
三相 短路
16.94KA
43.197KA

第5章 高压电器设备选择
第5．1节 电气选择的一般条件
电器选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。
5.1.1. 按正常工作条件选择电气
（1）额定电压和最高工作电压
在选择电器时，一般可按照电器的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即

（2）额定电流电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，电器的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即

（3）按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境（尤其是小环境）条件当气温、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件是，应采取措施。
5.1.2. 按短路情况校验
（1）短路热稳定校验
短路电流通过电器时，电器各部件温度应不超过允许值。满足热稳定的条件为

式中--短路电流产生的热效应；
--电器允许通过的热稳定电流和时间。
（2）电动力稳定校验
电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件为

式中--短路冲击电流幅值及其有效值；
--电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。
下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：
1）熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。
2）采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。
3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。
（3）短路电流计算的条件
为使电器具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内使用电力系统发展的需要，做验算用的短路电流应按下列条件确定：
1）容量和接线：按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展计划（一般为本工程建成后5~10年）；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。
2）短路种类：一般按三相短路验算，若其它短路种类较三相短路严重时，则按最严重的情况验算。
3）计算短路点：选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。
（4）短路计算时间
检验电器的热稳定和开断能力时，还必须合理的确定短路计算时间。验算热稳定的计算时间为继电保护动作时间和相应断路器的全开断时间之和。
开断电器应能在最严重的情况下开断电流，故电器的开断计算时间应为主保护时间和短路器固有分闸时间之和。

第5.2节 高压断路器的选择
高压断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常，能起保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。
本变电站高压断路器选择如下
1. 110KV线路侧及变压器侧：选择LW6-110型六氟化硫户外断路器。
2. 35KV线路侧及变压器侧：选择LW8-35型六氟化硫户外断路器。
3. 10KV线路侧及变压器：

第5.3节 隔离开关的选择
隔离开关也是变电站中常用的电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。
5.3.1. 隔离开关的主要用途：
（1）隔离电压：在检修电器设备时，用隔离开关将检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全。
（2）倒闸操作：投入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成。
（3）分、合小电流：因隔离开关具有一定的分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行一下操作：
1）分、合避雷器、电压互感器和空载母线；
2）分、合励磁电流不超过2A的空载变压器；
3）关合电容电流不超过5A的空载线路。
5.3.2. 本变电站隔离开关的选择
（1）110KV：选择GW4—110DW型户外隔离开关。
（2）35KV：选择GW4—35型户外隔离开关。

第5.4节 互感器的选择
互感器（包括电流互感器TA和电压互感器TV）是一次系统和二次系统的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变回二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A或1A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
5.4.1. 本变电站电流互感器选择
（1）110KV线路侧和变压器侧：选择LB—110型有保护级户外电流互感器，校验合格。
（2）35KV线路侧和变压器侧：选择LCWB—35型瓷绝缘有保护级户外电流互感器，校验合格。
（3）10KV线路侧和变压器侧：选择LDJ—10型有差动保护级刚箱油浸式户内断路器。
5.4.2. 本变电站电压互感器选择
（1）110KV线路侧：选择JCC—110型窜级绝缘瓷箱式电流互感器，校验合格。
（2）35KV线路侧：选择JDX6—35型单相油浸式有剩余电压绕组的电压互感器，校验合格。
（3）10KV线路侧：选择JDX—10型单相油浸式有剩余电压绕组的电压互感器，校验合格。

第5.5节 高压熔断器的选择
熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。
5.5.1. 35KV母线电压互感器选用RXW—35/0.5型户外跌落式高压熔断器保护，校验合格。
5.5.2. 10KV母线电压互感器选用RN2—10/0.5型户内限流式高压熔断器保护，校验合格。

第6章 配电装置设计
配电装置是变电站的重要组成部分。它是根据主接线的连接方式，由开关设备、保护和测量电路、母线和必要的辅助设备组建而成。
1. 配电装置应满足以下基本要求：
（1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。
（2）保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选用设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。
（3）便于检修、巡视和操作。
（4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。
（5）安装和扩建方便。
2. 配电装置设计的基本步骤：
（1）根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式。
（2）拟定配电装置的配置图。
（3）按照所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视的安全和方便等要求，遵照《配电装置设计技术规程》的有关规定，设计绘制配电装置的平、断面图。
普通中型配电装置，我国有丰富的经验，施工、检修和运行都比较方便，抗震能力好，造价比较低，缺点是占地面积大；半高型配电装置占地面积为普通中 型的47%，而总投资为普通中型的98.2%，同时，该型布置在运行检修方面除设备上方有带电母线外，其余布置情形于中型布置相似，能适应运行检修人员的习惯与需要。高型一般适用于220KV及以上电压等级。
本变电站有三个电压等级，110KV主接线不带旁路母线，配电装置采用屋外半高型布置；35KV主接线配电装置采用屋外半高型布置；10KV配电装置采用屋内成套高压开关柜布置。

第7章 防雷保护设计
1. 变电站的防雷保护特点：
（1）变电站属于“集中型”设计，直接雷击防护以避雷针为主。
（2）变电站设备与架空输电线路相连接，输电线上的过电压波会运动至变电站，对电气设备过程威胁。因此变电站要对侵入波过电压进行防护，主要手段是避雷器。
（3）为了充分发挥防雷设备的保护作用，变电站应有良好的接地系统。
2. 变电站直击雷防护
户外配电装置一般都采用避雷针做为直击雷保护，本变电站直击雷防护采用避雷针，四周各布置一支避雷针，共布置4支避雷针。
3．侵入波过电压防护
已在输电线上形成的雷闪过电压，会沿输电线路运动至变电站的母线上，并对与母线有联接的电气设备构成威胁。在母线上装设避雷器是限制雷电侵入波过电压的主要措施。
4．进线断保护
所谓进线断保护是指临近变电站1~2km一段线路上的加强型防雷保护措施。当线路无避雷针时，这段路线必须架设避雷线；当沿路线全长架设避雷针时，这段线路应有更高的耐累水平，以减少进线段内绕击和反击的概率。
5.三绕组渐变器和变压器中性点的防雷保护
三绕组变压器只要在低压任一组相绕组直接出口处安装一个避雷针即可。110KV中性点有效接地系统，若变压器不是采用全绝缘，则应在中性点加装一台避雷针。

第二部分 设计计算书
第1章 短路电流计算
第1.1节 三相短路电流计算
1.1.1
（1） 画出计算电路图如下
（2）画出等值电路图

1.1.2. 进行参数计算
无限大容量选取基准值设

各元件等值电抗标幺值

1.1.3. 各短路点计算
1）当K1点三相短路时
短路回路总阻抗

稳态短路电流标幺值

稳态短路电流

冲击短路电流

2) 当K2点三相短路时
短路回路总阻抗

稳态短路电流标幺值

稳态短路电流

冲击短路电流

3）当K3三相短路时
短路回路总阻抗

稳态短路电流标幺值

稳态短路电流

冲击短