变电所设计

课程设计

66KV变电站设计

第一节工程的总体说明 ....................................................................................................................... 1

一、平罗乡新建变电所的可行性分析 ........................................................................................... 1

二、建设的必要性 ........................................................................................................................... 1

三、负荷发展及预测 ....................................................................................................................... 2

四、工程概况 ................................................................................................................................... 2

五、工程投资估算 ........................................................................................................................... 3

六、主要设备及资金来源 ............................................................................................................... 3

七、计划人员编制 ........................................................................................................................... 3

第二节电气主接线设计方案的确定 ................................................................................................... 3

一、用电负荷及线路计算 ............................................................................................................... 3

二、主变压器容量和台数的确定 ................................................................................................... 5

三、主接线方案设计 ....................................................................................................................... 9

第三节短路电流计算 ......................................................................................................................... 10

一、画等值阻抗图 ......................................................................................................................... 11

二、求各元件的等值阻抗 ............................................................................................................. 11

三、各点发生短路时的短路电流 ................................................................................................. 12

第四节设备选择 ................................................................................................................................. 15

一、断路器的选择 ......................................................................................................................... 15

二、隔离开关的选择 ..................................................................................................................... 17

三、电压互感器的选择 ................................................................................................................. 18

四、电流互感器的选择 ................................................................................................................. 18

五、母线选择 ................................................................................................................................. 19

六、穿墙套管和绝缘子的选择 ..................................................................................................... 20

七、所用变压器选择 ..................................................................................................................... 21

八、避雷器选择 ............................................................................................................................. 21

第五节电气设备的布置 ..................................................................................................................... 22

第六节接地装置和防雷保护 ............................................................................................................. 30

一、保护接地装置 ......................................................................................................................... 30

二、防雷接地装置 ......................................................................................................................... 31

三、防雷保护计算 ......................................................................................................................... 32

第七节 66KV输电线路设计 .............................................................................................................. 33

第一节工程的总体说明

一、平罗乡新建变电所的可行性分析

平罗乡位于东陵区北部，九龙河的东岸。目前，这一地区韵用电设备为总容量为13,500千瓦，其中包括电井220眼，装机容量5000千瓦；排水站13座，装机容量1257千瓦，饲料加工35处，装机容量1750千瓦，农机修配5处，装机容量300千瓦，乡镇工业40处，装机容量为2100千瓦，脱谷用电120处，装机容量2000千瓦。另外，该地区有51个村庄，大约14,000户左右，每户人口按第十次人口普查的每户平均人口数计算，该地区常住人口有5万余人，该地区照明用电及家用电器用电975干瓦。总耕地面积155,000亩，其中水田34,300亩,旱田95,000亩,菜田25,700亩。农产品主要以水稻、玉米、高梁、蔬菜为主，该地区主要产粮、产菜地区，每年粮食总产量为4,450万斤，蔬菜总产量为25,500万斤。新变电所的建成，可为平罗、造化、北陵三个乡以及陵东乡一部分地区提供电源。

二、建设的必要性

l、平罗变电所的建成，可缓解该地区供电电压低、供电距离长的问题，满足农村用电的需要。

目前这一地区由北陵、皇姑、范屯、光辉、新城子五座变电所供电，该地区绝大部分供电都在各个变电所的末端，距北陵变电所26KM，距光辉变电所20KM，距范屯变电所16KM，其距离都已超出10KV配电线路供电半径的要求，由于供电半径过长，造成线路末端电压低劣，配电变压器二次线路电压只有300V左右，特别是在灌溉和排水季节，对末端电压质量影响更为严重，配电变压器二次线路电压只能达到270V左右．使该地区12台大型排水设备不能同时使用。由此，导致泵站用电设备效率大大降低，提水、排水得不到保证，粮食产量也就不能得到充分提高。

另外，该地区地势东高西低，西部低洼地区每年雨季一到，便积水成灾，内水不能自排，严重者便无收成，东部较高地区雨过地干。水源不足，旱情严重，要想改变该地区的抗灾能力，只有打电井建排水站，用电力来提水和排水，目前这一地区已建成排水站13座，打屯井220眼，但是由于电压质量低劣，限制了该地区粮食的增长，阻碍了这一地区经济的发展。

而且，该地区正在进行农村产业改革，农民们有强烈的打电井种水稻的要求，该地区仅平罗一个乡年开发水田2万亩，打电井70眼，就现在电源情况看是远远

满足不了农民要求的，更繁荣不了该地区农村经济。为此，区乡两级政府提出了建变电所的要求。

2、新建变电所可解决该地区用电管理混乱，维护不便的问题。

这一地区有五家供电、四家维护，结果有时造成管又不管的状态，给乡村造成不应有的麻烦。“三电”工作不能很好的开展，安全用电的宣传不能很好普及，人身触电事故和设备烧损事故不断增加，配电线路和用电设备的布局不合理。

在设备维护上，该地区处于各个变电所的末端，距变电所较远，交通及通讯都很不方便，使电力事故得不到及时处理，不能很好可靠的向用户供电，尤其在排灌季节影响更大。

3、新建变电所是该地区经济发展的需要

该地区经济比较落后，主要原因是：粮、菜单产量较低、乡村工业发展较慢。为改善该地区落后面貌，提高农业的抗灾能力，预计在三年内要打水田井200眼，菜田电井100眼，还要建中型排水站一座，预计装机容量可达5500千瓦。

为充分发挥电力在经济建设中的作用，提高该地区的农民经济收入。平罗变电所的建设是非常必要的，也是该地区群众所急需的，更是该地区经济繁荣发展的希望所在。

三、负荷发展及预测

平罗变电所建成后，可响应党的十六大的号召，发展乡村工业，预计乡村工业三年内可达1000千瓦，随着家用电器的普及，预计三年内可增加500千瓦，负荷可达9000千瓦。预计在三年内要打水田井200眼，菜田电井100眼，还要建中型排水站一座，预计装机容量可达5500千瓦。

四、工程概况

l、工程地址：新建变电所计划在平罗村南，该地址在用电负荷中心，而且地势平坦，送电线路计划在成民线路上“T”接，而且建设方便，10KV配电线走向方便合理，便于检修维护。

2、送电线工程：新建变电所66KV，送电距离6公里。

3、变电工程：按两台容量为5000KVA和6300KVA的主变设计，暂设10KV配出线六回，变电所一次采用入口刀闸，两台主变66KV侧设断路器保护。

4、土建工程概况

(1)新建高压配电室及附属间230m2。

(2)新建地区农电所办公室300m2。运行员宿舍250m2。

(3)新建围墙400延长米。

(4)各种开关电器基础130m2。

5、通讯设施

(1>新建变电所内安自动电话机一部。

(2)安装新建变电所与农电局调度联系的高频无线电话分机一部。

五、工程投资估算

新建配电线路搭接10KM，总计需投资：15l万元；

(1)送电线工程：18万元；

(2)配电工程：15万元；

(3)变电所电器材料：60万元；

(4)土建工程：20万元；

(5)贴费：38万元。

六、主要设备及资金来源

1．资金来源：区乡二级政府自筹50万元，市政府拨款100万元。

2．主要设备来源：采取国家调拨及自筹相结合的方式。

七、计划人员编制

需新增变电所运行员：5名

线路维护工：10名

第二节电气主接线设计方案的确定

一、用电负荷及线路计算

1．负荷计算

SL1=S30*Kx30+S31*Kx31+S32*Kx32+S33*Kx33+S34*Kx34+S35*Kx35+S14*Kx14

+S15*Kx15+S59*Kx59+S36*Kx36+S37*Kx37+S87*Kx87

=100*0.7+150*0.7+100*0.7+100*0.8+150*0.7+100*0.7+150*0.7+100*0.7+180*0.7+100*0.7+100*0.8+315*0.65=1155.75KVA错误！未指定书签。

SL2=S53*Kx53+S54*Kx54+S55*Kx55+S56*Kx56+S71*Kx71+S57*Kx57+S58*Kx58

+S72*Kx72

=150*0.7+280*0.6+150*0.6+75*0.7+150*0.8+550*0.65+550*0.7+75*0.65=1326.75KVA

SL3=S52*Kx52+S67*Kx67+S82*Kx82+S68*Kx68+S69*Kx69+S70*Kx70+S84*Kx84

+S83*Kx83+S85*Kx85+S86*Kx86+S73*Kx73

=100*0.7+150*0.65+100*0.7+100*0.7+50*0.7+75*0.65+150*0.7+100*0.65+75*0.6+100*0.65+100*0.65=736.25KVA

SL4=S49*Kx49+S80*Kx80+S81*Kx81+S66*Kx66+S50*Kx50+S51*Kx51+

S65*Kx65+S79*Kx79+S78*Kx78+S77*Kx77+S75*Kx75 +S76*Kx76

=100*0.7+250*0.65+75*0.65+100*0.7+150*0.8+180*0.7+150*0.6

5+75*0.7+100*0.7+150*0.7+100*0.7+180*0.6=1100.25KVA

SL5=S48*Kx48+S46*Kx46+S45*Kx45+S44*Kx44+S43*Kx43+S41*Kx41+S42*Kx42+S38*Kx38+S39*Kx39+S40*Kx40+S60*Kx60+S62*Kx62+S74*Kx74+S64*Kx64+S63*Kx63+S61*Kx61

=150*0.7+100*0.8+100*0.6+180*0.8+100*0.7+160*0.7+100*0.7+100*0.5+100*0.6+180*0.5+100*0.6+180*0.6+320*0.6+100*0.7+20

0*0.6+180*0.5=1481KVA

SL6=S28*Kx28+S22*Kx22+S21*Kx21+S20*Kx20+S18*Kx18+S19*Kx19+S17*Kx17+S47*Kx47+S23*Kx23+S27*Kx27+S26*Kx26+S25*Kx25+S24*Kx24+S29*Kx29+S11*Kx11+S1*Kx1+S2*Kx2+S10*Kx10+S13*Kx13+S12*Kx12+S9*Kx9+S8*Kx8+S7*KX7+S6*KX6+S5*Kx5+S4*Kx4+S3*KX3+S16*KX16

=100*0.8+100*0.65+100*0.6+150*0.7+100*0.7+100*0.65+100*0.6+100*0.7+320*0.6+100*0.7+200*0.8+100*0.7+100*0.7+560*0.65+150*0.7+100*0.7+125*0.6+180*0.7+100*0.7+200*0.7+100*0.7+100*0.6+100*0.7+100*0.7+100*0.55+180*0.6+100*0.6+100*0.7=2650KVA

Si=SL1+SL2+SL+SL4+SL5+SL6=1155.75+1326.75+736.25+1100.25+1481+2650=8450KVA

2．线路长度计算

∑L1=18.6km 供电半径 l1=11.5km

∑L2=12.2km l2=7.8km

∑L3=17km l3=7.2km

∑L4=15.8km l4=7.4km

∑L5=20.8km l5=9.9km

∑L6=27.8km l6=10.3km

∑L=∑L1+∑L2+∑L3+∑L4+∑L5+∑L6=112.2km

二、主变压器容量和台数的确定

根据这地区的负荷资料和未来6年的发展，负荷年递增率取5%、网损率取10%、同时系数为0.8。容量为

S=8450×（1+10%）×（1+5%）6-1×0.8=9490.43KVA

主变压器的台数一般为一台或两台。根据本地区的负

荷情况表明，本变电所的用电负荷主要是农业提水、排灌

和乡镇工业。其中提水和排灌是季节性负荷，具有年负荷

波动较大的特点。因此，考虑供电的可靠性和经济性选择

两台主变压器。负荷较小时一台运行，在提水和排灌季节

两台同时运行，即使高峰时期一台主变压器出现故障仍能

保证提水和排灌的供电要求。

变压器的容量应满足最大负荷的要求，选择两台变压

器有以下几种组合形式：（1）6300KVA两台；（2）5000KVA

和6300KVA各一台；（3）4000KVA和8000KVA各一台。

由图1的年运行曲线可知，各段负荷与运行时间为：

S1P205012277.78KVA t13200h cos0.9

P238004222.22KVA t22800h cos0.9

P379008777.78KVA t32760h cos0.9图1 年负荷曲线

P S2S3

1) 两台6300KVA的变压器：

Sj1=Se2

P0 =6300 =4056.57KVA Pk

得到两台变压器的经济运行损耗曲线为图

变压器有两种运行情况，当负荷小于3235.033KVA时，一台变压器运行；当负荷大于3235.033KVA，两台变压器并列运行。所以电能损耗为

222S1SS111 AP0Pkt12P0Pkt2P0Pkt1 S2S2Seee

=375703KVA

2）5000KVA与6300KVA变压器组合

从5000KVA改变到6300KVA时的临界容量为

Sj1=Se2P02P012 =5084KVA Se2Pk1SPk2e1

从6300KVA改变到两台并列运行的临界容量为

Sj2Se2P01Se2Uk1%Uk2%Pk2SU%SU%e2k1e1k22Pk1Pk2U%2U%2k2k1

=3477KVA

得到两台变压器的经济运行损耗曲线为图3

由年负荷曲线可知，最小负荷为2411KVA，而Sj1为3477KVA，大于最小负荷。因此，变压器只有两种运行情况，开始时投入6300KVA的变压器，当负荷增加到5084KVA时再投入5000KVA变压器。所以电能损耗为

S1AP02Pk2Se22St1P02Pk2Se22t

Pk1Pk2P01P02U%2U%2k2k1 S1tSe11Se2U%U%k2k1

=242890KW

3）4000KVA与8000KVA变压器组合

从4000KVA改变到8000KVA时的临界容量为

Sj1=Se2P02P012 =1701KVA Se2Pk1SPk2e1

从8000KVA改变到两台并列运行的临界容量为 Sj2Se2P01Se2Uk1%Uk2%Pk2SU%SU%e2k1e1k22Pk1Pk2U%2U%2k2k1

=5513KVA

得到两台变压器的经济运行损耗曲线为图

由年负荷曲线可知，最小负荷为2411KVA，而Sj1为1701KVA，小于最小负荷。因此，变压器只有两种运行情况，开始时投入8000KVA的变压器，当负荷增加到5513KVA时再投入8000KVA变压器。所以电能损耗为

S1

AP02Pk2S

e2





St1P02Pk2Se2





t



Pk1Pk2P01P02U%2U%2k2k1 S1t

Se11Se2U%U%k2k1

=244395KW

根据如上计算结果和价格因素进行综合比较，如表1

仅年运行损耗最小，而且随着负荷的变化可以实现三种理想的运行方式。在季节性负荷明显变化时，改变两台变压器的投运方式，减小了功率损耗。

三、主接线方案设计

主接线初步设计以下两种方案：

图5 电气主接线第一种方案

图6 电气主接线第二种方案

在以上两种方案中，主接线的一次侧相同，二次侧不同。

第一种方案中：二次侧采用单母线分段接线，提高了供电的可靠性和灵活性。在正常运行方式下，分段断路器合上，相当于单母线运行方式，系统接线简单、清晰，有利于继电保护配置。当一段母线故障时，其分段断路器在继电保护作用下，自动将故障点切除，而保证了另一段母线的正常运行，确保重要用户的正常用电。

第二种方案中：二次侧采用单母线分段带旁路接线。是在单母线分段基础上增加旁路母线和旁路闸刀。其主要作用是减少母线故障或断路器检修时停电范围，提高系统供电可靠性，当需要检修断路器时，可合上旁路闸刀，然后断开需要检修的断路器和二侧闸刀。其操作方式简单，也不影响相应电气设备正常运行。在正常运行方式下，旁路母线不带电，类似于单母线分段运行方式。

综合两种方案，第二种方案比第一种的供电可靠性高。第一种方案中当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都得停电；第二种方案中只增加一组隔离开关，检修任意回路时，该回路以及其它的回路不受影响，极大的提高了供电的可靠性。综合比较采用第二种方案。

根据供电区域的负荷密度和性质，设置六回二次回路，供电半径分别为L1=11.5Km; L2=7.8Km; L3=7.2Km; L4=7.4Km; L5=9.9Km; L6=10.3Km。另设两个电容器回路，两个预留回路。

第三节短路电流计算

一、画等值阻抗图

系统接线图如下

图7 系统等值电路图

转换成系统阻抗图如下

XL1XL2XL3XL4XL5XL6

图8 系统等值阻抗图

二、求各元件的等值阻抗

1．等值阻抗计算

选取基准容量Sj =100MVA；基准电压为各段的平均电压Uj =66Kv。求各元件的电抗标么值： Xmax*=0.2129 Xmin*=0.5621 XL*=L*X0*Sj/Uj2=15*0.4*100/662=0.1377 XB1*=(UK%/100)(Sj/Se1)=(8/100)(100/5)=1.6 XB2*=(UK%/100)(Sj/Se1)=(8/100)(100/6.3)=1.27 XL1*=L*X0*Sj/Uj2=11.5*0.4*100/10.52=4.17 XL2*=L*X0*Sj/Uj2=7.8*0.4*100/10.52=2.83 XL3*=L*X0*Sj/Uj2=7.2*0.4*100/10.52=2.61 XL4*=L*X0*Sj/Uj2=7.4*0.4*100/10.52=2.68 XL5*=L*X0*Sj/Uj2=9.9*0.4*100/10.52=3.59 XL6*=L*X0*Sj/Uj2=10.3*0.4*100/10.52=3.74

三、各点发生短路时的短路电流

1、系统最大运行方式下的各点短路电流

Id1

3Id1*Ij

S

12.495KA

0.21290.1377Id2

Id2*Ij

B1*B2*

S

0.21290.1377

1.61.271.61.27

11.059S

1=1.052KA 1.0594.17Id3

3Id3*Ij



3

Id4

Id4*Ij

SSSSS

1=1.414KA 1.0592.831=1.499KA 1.0592.611=1.471KA 1.0592.681=1.183KA 1.0593.5911.0593.74Id5

3Id5*Ij



Id6



3

Id6*Ij



Id7

3Id7*Ij



Id8



3

Id8*Ij



2、系统最小运行方式下的各点短路电流

在短路故障中最小短路电流为两相短路电流，若系统各元件正序电抗等于负序电抗时，两相短路电流与三相短路电流有如下关系

I2

3I2

令本系统各元件正序电抗等于负序电抗，则各点的最小短路电流为

Id1



2

Id1*Ij

10.52610.1377=1.141K

最小运行方式下的d2至d8点的短路电流，应同时考虑本变电所的最小运行方式。即5000KVA变压器单独运行时的最小短路电流。

Id2

2

Id2*Ij

10.52610.13771.6

1=2.071KA 2.3

Id3*IjId4*IjId5*Ij2d6*IjId7*IjS1=0.736KA 2.34.1712.32.831=0.970KA 22.32.6112.32.6812.33.591=0.788KA 2.33.74Id3



2



Id4

2



Id5





Id6





Id7





Id8



2

Id8*Ij

对以上各值列表2

表2 系统等值阻抗及短路电流

一、断路器的选择

66KV侧

66KV侧两台主变压器最大长期工作电流分别为：

第四节设备选择

I1gamx1.051.0550.18A

57.735A

I2gamx1.051.05

由低压等级和主变的最大长期工作电流，选SW2-60/1000A型号断路器。

根据系统设计要求，66KV侧继电保护时间tb0.5s，燃弧时间th0.05s，断路器固有分闸时间tg0.04s，则ttbthtg0.50.050.040.59s 由于''1，tfz0.05''20.05 查tzf(t,)得：tz0.5s 则tdztztfz0.50.050.55s

66KV侧短路时发出的热量为Itdz2.49520.552025Itht

热稳定符合要求；

设备参数与计算参数表如下：

所以，SW2-60/1000A满足要求 10KV侧

10KV侧两台主变压器最大长期工作电流分别为：

I1gamx1.051.05288.68A

363.73A

I2gamx1.051.05由低压等级和主变的最大长期工作电流，选断路器的选SN10-10I/630型号断路器。10KV侧继电保护时间tb0.5s，燃弧时间th0.05s，断路器固有分闸时间tg0.04s，则ttbthtg0.50.050.040.59s 由于''1，tfz0.05''20.05 查tzf(t,)得：tz0.5s 则tdztztfz0.50.050.55s

10KV侧短路时发出的热量为Itdz5.19420.61622Itht

热稳定符合要求；

断路器的选SN10-10I/630

故SN10-10T/630满足要求。

并且也满足以下各个短路点均满足要求。

二、隔离开关的选择

隔离开关的选择除不校验开断电流外，其余与断路器的选择完全相同。因为其在回路中是与断路器串联，网络出线故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器的开断时间，所以计算数据于断路器完全相同。 66KV侧

66kv进线的隔离开关选择：

IgamxI1gamxI2gamx50.1857.735107.915A

隔离开关选GW5-60GD 所以，GW5-60GD满足要求 10KV侧

隔离开关的选择GN6-10T/600

故GN6-10T/600满足要求。

根据所算数据显示，隔离开关10KV侧,选择GN6-10T/600应该已经满足了要求，但是综合各方面来考虑（如性价比、短路情况以及造价等），我决定将隔离开关全部选GW5-60GD，这样更能满足需求，也对以后的维护提供了方便.

三、电压互感器的选择

由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，因此不用校验动稳定与热稳定 ∴66KV侧选JCC1-60；10KV侧选JDJ-10。

四、电流互感器的选择

66KV侧电流互感器的选择 ①校验动稳定 LCW-60

eKem

-3*200=31.113>ich=6.362KA

∴选LWC-60符合要求。 ②校验热稳定

（Ie1*Kr）2*t=（110*75）2*1=68062.5KAs I∞2*tdz=2.4952*0.55＝3.424 KAs

额定电流比为（5-200）/5的互感器安装在各出线上，400/5的安装于变压器总受母线和负荷最大的一条馈线上。 ①校验动稳定 LA1-10 100/5型

eKem10020028.284KA3.8964KA LA1-10 400/5型

eKem40015084.853KA13.2473KA

所以动稳定满足要求

错误！未找到引用源。校验热热稳定： LA1-10 100/5型

100

(IeKth)2t(80)2164

1000

2Itdz5.19420.616.2

LA1-10 400/5型

400

(IeKth)2t(60)21576

1000

2Itdz5.19420.616.2

所以动热定满足要求，也就是说，所选择的电流互感器满足要求。

五、母线选择

1．66KV侧的母线选择按最大长期工作电流选

Igmax= Igmax1+ Igmax2=107.915A

查表得，LGJ-120：IP=380A>107.915A

为了使导线统一和购进材料方便，60KV侧所有母线均选为LGJ-120导线。 2．10KV侧的母线选择

变压器至主母线按经济电流密度选择，由负荷曲线图3可知，最大负荷运行小时数小于3000小时，故查手册得经济电流密度Je=1.65A/mm2,6300KVA变压器的最大长期工作电流为363.73KA,则经济电流截面为：

Se=Igmax/Je=363.73/1.65=221mm2

选60*6=360mm2>221mm2

按最大长期工作电流校验。查手册得60*6=360 mm2的母线水平防止环境温度为5℃，允许载流量为

Ip=826A>Imax=363.73A

1校验热稳定： ○

Smin=I∞*(tdz) 1/2/C=5.194*(0.6) 1/2/（88*10 6）＝45.73mm2

∴满足热稳定要求。

2校验动稳定： ○

选择绝缘子的跨度L为开关柜GG-1A宽度L=1200mm,相间距a=250mm,在短路作用下单位长度所受的最大电动力为

f=1.73*ich2*10-7/a＝1.73*132452*10-7/0.25=121.44N/M

F=f*I=121.44×1.2=145.73N

在电动力的作用下母线所受的最大弯矩为：

M=FL/8=145.73*1.2/8=21.86NM

母线采用水平布置，其截面系数为

W=bh2/6=6×10-3×(60×10-3)2/6=0.36×10-6m3

母线材料的最大计算应力为

δp=69×106>δ

max =3.3MPA

max＝

M12.098933.6MPA 6W0.3610

故动稳定满足要求。

6300KVA变压器回路5000KVA回路以及主母线均选用60*6的硬铝母线，每条馈出回路的引下线均选用50*5的硬铝母线。引下线的热稳定校验如下：

Smin=I∞×(tdz) 1/2/C=5.194*(0.6) 1/2/（88*10 6）＝45.73mm2

引下线的动稳定校验如下：

在电动力的作用下，母线所受的最大弯距为

M=FL/8=145.73*1.2/8=21.86NM

母线采用水平布置，其截面系数为

W=bh2/6=5*10-3*(50*10-3)2/6=0.208*10-5m3

在短路电动力的作用下，母线所受的最大应力为

max

=M/W=21.86/(0.208*10-5)=10.51MPa

查手册得铅硬母线的允许应力为 δp=69*10610.51*106 故满足动稳定要求。

六、穿墙套管和绝缘子的选择

1、穿墙套管的选择

根据一台6300KVA变压器的最大长期工作电流及额定电压，均选CWLB-10/1000型号的穿墙套管，其计算数据和CWLB-10/1000型号的穿墙套管参数如表：

2、66KV 侧悬式绝缘子的选择

选用X-4.5, 查表得：泄漏距离为29cm,在一般情况下的单位泄漏距离为1.6cm/kv。

应选用n=1.6*V0/I0=1.6*60/29=3.3个

考虑出现一片故障情况应加1，n=3.3+1=4.3个，取n=5 66KV每相悬式绝缘子应选5个满足要求。

七、所用变压器选择

所用变压器两台S7-30/10, 其中一台备用。

八、避雷器选择

66KV侧避雷器选择FZ-60型。 10KV侧避雷器选择FS-10型。

九主要设备表：所选用的高压电气设备的型号，规格和数量列于下表3。表3 高压电器设备表

66KV变电设计所设计

第五节电气设备的布置

66KV变电设计所设计

第六节接地装置和防雷保护

一、保护接地装置

1、接地电阻的确定

66KV为中性点不接地系统，其接地电阻要求值可根据单相接地电容来确定。架空线路的长度为L=15Km Ijd

U35LLj350



6615

2.83A 350

故接地电阻Rjd

120120

42.40 Ijd2.83

10KV为中性点不接地，其线路长度为：L=11.5+7.8+7.2+7.4+9.9+10.3=54.1Km Ijd

U35LLj350



1054.1

1.55A 350

故接地电阻Rjd

120120

77.42 Ijd1.55

所内变中性点直接接地，接地电阻要求值为4 共用接地装置的接地电阻应为4 2、接地装置计算

根据土壤电阻率60m，接地装置以采用棒形接地体为主（采用为48钢管，长2.5m）,其间以204的扁钢连成环形，钢管上埋入土中深度为1m

为了简化计算不单独计算连接扁钢的电阻值，采用近似计算法直接求出接地管

n

的数目：

0.9RcRyc

4L6103

Rc

d2L23.14250㏑单根垂直接地体的接地电阻为：㏑

4250

20.44.8

7.37.5m.5假定管距则

又假设n30由手册查得c0.68 则

n

0.9Rc0.920.4

6.75Ryc40.68

Ry

根

决定采用20根钢管，再次验算接地电阻:

0.920.4

1.354

200.68

围绕配电装置接地回路总长约为190m，则

9.5

则由手册查得 c0.820.68 故选20根是满足要求的。



9..5

3.83

二、防雷接地装置

雷电流设为100KA，又根据已知条件60m。确定雷电流接地装置由两根

204扁钢600cm长的水平接地体和三根60钢管300cm长的垂直接地体组成。水

平接地体埋设深度为0.5m。

1、稳定状态下的接地电阻

雷雨季节土壤中含有水份，故应考虑水份对土壤电阻率的影响。

1.46100.8410cm ss0对水平接地体：

341.26100.7210cm cc0对垂直接地体：

单根垂直接地体的电阻为：Rch

c

2L

4L43000.72104

20.3

d623.14300㏑㏑

s220.84104Rsh

2bh23.14600㏑单根水平接地体的电阻为：㏑

26002

20.3

250

为RchRsh，故可认为由水平与垂直接地体流向大地的电流相同，其值

I

100

20KA5

2、冲击电流作用下的接地电阻

0.610cm查手册知，当管长为300M时，流向大地的电流幅值为20KA，且

时，则冲击系数0.75，则RchcR0.7520.415.18

0.610cm，且射线长度为5M时，0.65，对于水平射线，当I=20KA，

则射线长度0.68则

Rch

sRs10.6819.81

6.73n21

整个接地装置的接地电阻为：

Rchc15.18

Rsh6.73

11Rch3.8510

Rchc15.180.75

6.73Rsh

式中 ——利用系数。

2

当垂直接地体n3，且垂直接地体之间的距离为600cm，则，

查表的0.75

通过以上分析计算，按下图所示的泄漏雷电流的接地装置是满足要求的。

h=50cm

t=300cm

三、防雷保护计算

根据变电所的电气布置，设计两根避雷针比较适宜。避雷针的位置见图5.7。因为被保护的最高门型构架为6.5m，且两根避雷针之间的距离为a48.57m。则初选h30m两根。计算的ha22.5m；rx32m；bx24m。

避雷针的保护范围如图5.7，可见选择的两根30m的避雷针是满足要求的。

第七节 66KV输电线路设计

一、基本参数

LGJ35/6的参数：

kg/km 导线总截面单位长度的质量 m0141

s34.895.8140.67mm2

导线直径 d8.16mm 瞬时破坏应力

p265Mpa

N/mm2 线膨胀系数弹性系数 E78000

19.01061/℃

℃~38℃；年平均气温25℃；最大风速自然条件：Ⅵ典型气象区：气温40

25m/s；

覆冰厚度b10mm；覆冰时风速10m/s 二、比载计算

g1

9.89.8141

m010310333.976103N/mmm2s40.67

1、自重比载:



2、冰重比载：

bdb10108.16g220.70810320.708103123.722103N/mmm2s40.67

3、自重和冰重总比载：

103157.69798103N/mmm2g3g1g233.97612.72193

4、无冰时的风压比载：

当风速为25m/s时，查表得风速下的不均匀系数0.85，因为导体的计算直径d8.16mm17mm，故知导线的风载体型系数

C1.2



0.6125CdV20.61250.851.28.162523

g42510103

S40.67

78.3434103N/mmm2



当风速为10m/s时，由表查的1.0，C1.2

0.6125CdV20.61251.01.28.161023

g41010103

S40.67

14.74699103N/mmm2



当风速为15m/s时，由表查的1.0，C1.2

0.6125CdV20.61251.01.28.161523

g41510103

S40.67

33.1807103N/mmm2



5、覆冰时的风压比载

由覆冰时的风速10m/s，由表查得1.0，C1.2

0.6125C2bdV20.61251.01.22108.161023

g510103

S40.67

50.8916103N/mmm2



6、无冰有风时的综合比载风速为10m/s时的综合比载：

222332

g610g12g41033.97614.746991037.038410N/mmm



风速为15m/s时的综合比载：

222332g615g12g433.97633.18071047.4962910N/mmm15



风速为25m/s时的综合比载：

222332g625g12g42533.97678.34341085.393510N/mmm



7、无冰有风时的综合比载

g7g3g5.69798250.89162103165.7064103N/mmm2



三、临界档距的计算

1、控制应力取安全系数K2.5，则最大应力为

310.124.2193Mpa

在平均气温时，控制应力为平均运行应力的上限，即：

max

p

p25%310.54825%77.637Mpa

可能控制气象条件列表：

2、计算临界档距

Ll

24kikl24EtitjgiEkl



LlAB

gjEkj

32

24124.219277.637241910678000382578000.273710

78000.439710

32

350.9933m

LlAC

24124.2192124.2192241910678000385780000.273710

32

780000.687510

32

194.6902m

LlAD

24124.2192124.2192241910678000385780000.273710

32

780001.333910

32

93.9629m

LlBC

2477.637124.2192241910678000255780000.437910

32

780000.687510

32

48.2145m

2477.637124.2192241910678000255780000.437910

LlBD

32

780001.333910

32

20.2808m

LlCD

24121.2192124.219224191067800055780000.687510

32

780001.333910

32

0m

列出临界档距控制条件判别表：

当0Ll93.9629时，控制条件为最大使用应力和最低气温；当Ll93.9629时，控制条件为最大使用应力和覆冰情况。

档距为 0~93.9629m 范围内由编号A代表条件控制；档距为大于93.9629m 范围内由编号D代表条件控制。 3、最大垂直弧垂的判断

架空线路通过第Ⅵ类典型气象区，导线为LGJ35/6，设计档距为150m，悬挂点等高。

1、计算最高气温时的导线应力

p

m，所以控制条件为年平均应力和覆冰 Ll150m，有效档距LlAD93.9629情况。即

124.2193Mpat5℃gg0.1657N/mmmmmm1

最高气温时的参数为n状态：

2tt40℃gg0.0340N/mmmn1mmaxn1

悬挂点等高时的状态方程为：

2222EgmIEgInAEttBmnm22

AB24nn24 m

将已知的参数值代入

780000.165721502

A124.2192191067800040572.58762

24124.2192

B

780000.034021502

84532.5

Mpa 最高气温时的导线应力 128.86532、计算临界比载

Eg1tmaxt319106780000.0340405glg10.0340.1126N/mmm2

128.8653

g0.1577N/mmm3最大垂直比载

因为g3gl，所以覆冰时导线的弧垂最大。最大弧垂为：

g3I20.15771502

F33.5706

838124.2192 3、定位模板曲线

gx20.1577x2

y6.35104x2

202124.2192 方程为

42y6.3510x 即