220kv北郊变电站电气部分设计

220KV北郊变电站电气部分设计摘要文章介绍了220KV变电站设计的要求，结合技术经济指标和供电可靠发展的规划前景选择了变电设备的型号，并按照配电装置的形式确定了设计基本方案；重点分析了220KV变电站设计的主要技术方案和各个模块的技术特点，对各级电压的电气主接线形式、电气设备的选择及保护、短路电流水平等进行了详细的说明；本设计的变电站将提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点。关键词220KV变电站电气设备继电保护电压电流短路阻抗整定计算容量防雷前言本次设计是对220KV北郊降压变电所进行了电气部分设计，内容主要包括电气一次主接线图设计、无功补偿所用变选择、主变压器中性点运行方式、配电装置布置、短路电流计算、主要电气设备选择、变电所防雷规划、继保及自动装置的配置、主变保护整定计算等，并画出了电气一次主接线图、主变继电保护展开图。本次设计在设计中参考了最新的技术参考书籍，积极采用新产品、新技术参数及新的图形符号，如采用220KV、110KV六氟化硫断路器、手车式开关柜和GG1A10型固定式开关以及微机保护装置等，故所选择和设计的接线方式、电气设备型式应当说是较为合理的，也能满足技术经济要求。本次毕业设计，目的在于巩固自己的专业知识，因为我们的设计同专业知识联系非常紧密，这就使我在进行毕业设计的同时，又对电力系统、继电保护、电气设备、等专业课进行了复习，提高了自己的专业基础水平，通过设计使我们熟悉设计过程，掌握基本的设计知识，熟悉相关的设计手册和辅助资料。目录第一章设计任务书1第二章主变压器的选择4第三章电气主接线的技术经济比较及确定9第四章站用变的容量、台数及接线方式的选择13第五章主变中性点接地方式的选择14第六章电气设备的布置15第七章短路电流计算17第八章电气设备的选择27第九章变电站的防雷规划40第十章继电保护的配置43第十一章主变保护的整定计算46参考文献50附图一220KV北郊变电站电气一次主接线图50附图二主变继电保护展开图50第一章设计任务书一、设计课题220KV北郊变电站电气部分二、原始资料1220KV电网图2负荷预测（1）110KV侧负荷名称最大负荷（KW）COS线路长度（KM）回路数供电方式变电站A20000090201架空变电站B25000090251架空变电站C27000090141架空备用2线损率负荷增长率T56有功同时率P08无功同时率Q09远景规划年数N5210KV侧负荷名称最大负荷（KW）COS线路长度（KM）回路数供电方式配电站A3000090202架空60KM820KM15WCOS995MW10KVCOS8XD26UD105/24KVASCMAX80MVAX3IN64CG配电站B2000090202架空配电站C200008051电缆机械厂2000090152架空医院1000080102电缆剧院150008051电缆线损率负荷增长率T56有功同时率P08无功同时率Q09远景规划年数N53最大负荷利用小时TMAX5500小时3地区温度年最高温度40年最低温度5最热月平均最高温度35最热月平均气温25三、设计内容要求1选择主变压器的台数、容量及型号2主接线选择3确定无功补偿的方式。4选择站用变压器的容量、台数及接线方式。5确定主变压器中性点的运行方式。若需装设消弧线圈，应选择消弧线圈的容量、台数及型号。6配电装置的布置。7短路电流计算确定最大运行方式，计算各短路点的三相短路电流。8主要电气设备的选择9变电站的防雷规划，并配置主接线中的常规避雷器。10配置继电保护11主变保护的整定计算四、设计成品要求1设计说明书。将上述设计的内容，进行整理、编写，要求文字说明简明扼要，语句通顺，书写工整，计算正确，条理清楚。内容主要包括（1）主变压器的容量、台数、型号选择。（2）主接线方案的选择。应写清方案分析比较、确定的过程，并列出有关的论据。（3）无功补偿的方式及电容器的选择。（4）站用变压器的容量、台数及接线方式选择。（5）配电装置的布置。（6）设备的选择和校验。要求写明设备所在电压级和回路的名称，计算要正确，对断路器、隔离开关等设备的选择，建议采用列表法，使之一目了然。（7）防雷保护规划及常规避雷器的配置。（8）继电保护配置。（9）短路电流计算书。要求作出短路电流计算的等值电路图，计算应列出公式，计算过程简单明了，计算正确。各点短路的计算结果用列表的方式进行综合。（10）主变保护整定计算等。（11）编写目录2绘制图纸（1）主接线图（2）主变继电保护展开图第二章主变压器的选择一、负荷统计分析1、110KV侧负荷部分PMAXKWCOSTGQMAXKVAR变电站A200000900489600变电站B2500009004812000变电站C2700009004812960NIP172000KWNIQ134560KVAR792516720855110KWTPKNIPVAR4034955110TQNII以上有功、无功都是考虑同时率、线损率、负荷增长率和按5年发展规划。2、10KV侧负荷部分PMAXKWCOSTGQMAXKVAR配电站A30000900481440配电站B2000090048960配电站C20000800751500机械厂2000090048960医院1000080075750剧院15000800751125NIP111500KWNIQ16735KVAR124656150815110KWTPKNIPVAR8205167359015110KTQKNII3、220KV侧最大负荷的视在功率KWP241020VAR5079879Q则LSKVAS1346231202020二、主变压器台数确定的原则1为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器；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。2对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器基础宜按现有变压器容量大一级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。三、主变压器容量确定的原则1主变容量应根据510年的发展规划进行选择，并考虑变压器的正常运行和事故时的过负荷能力；2对装一台主变压器的变电所，变压器的额定容量应满足用电负荷的需要，按下式选择SNKSL；其中，SN为变压器的视在容量（KVA），SL为变电所的最大负荷的视在功率（KVA），K为负荷率。3对装有两台主变的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证60全部负荷的供电，即应保证用户的一级负荷和大部分的二级负荷。每台主变容量可按下式选择SN06SL。四、主变台数、容量和型号的确定1主变台数的确定如果选择主变为1台，则配电装置布置较简单，总投资可能会少一些，但可靠性和灵活性均较差，当主变故障或检修时会使全所停电；主变为2台时，将可大大提高供电可靠性和运行操作灵活性，一台检修，另一台可继续运行，供应大部分负荷。缺点是配电装置较复杂，投资相对较多。根据以上分析及原则规定，确定本变电站采用两台主变配置，且为考虑不可预见因素和5年后负荷发展需要，将主变基础比设计容量大12级考虑，以备更换主变用。2主变容量的确定为提高功率因素，改变电压质量，对10KV侧进行无功补偿。功率因素提高到09采用并联补偿电容器4802GT补偿容量610MAX101PQTG48024AXGCTPQVARK式中10KV母线上最大有功负荷10MAX补偿前的最大功率因数TG补偿后的最小功率因数2根据变电所设计规范372条规定“电容器装置的接线，应使电容器组的额定电压与接入电网的运行电压相配合。电容器装置宜采用中性点不接地的星形或双星形接线”，查常用高低压电器手册，选用BFM11/1001型电容器，其型号意义3如下BGF11/10013单相额定容量100KVAR额定电压UN11/KV3纸膜复合介质浸渍剂G表示苯甲基础油并联电容器其额定容量为100KVAR,UN11/KV，标算电容C789，则每相并联个数3FN，故并联8只BGF11/1001型电容器，分别接于10KVI、II段母471032线上，即每段母线每相并联4只电容器。经补偿后的最大负荷视在功率S210210CQPS345KVA2充分发挥变压器正常运行及事故时过负荷能力SN060610234561407（KVA）S结合现有最大负荷的视在功率仅为61407KVA，选择主变容量两台63000KVA，在负荷较低时，可一台主变运行，降低变压器损耗，也可两台运行，提高供电可靠性。3主变型号确定相数的确定考虑变压器的制造条件，可靠性要求及运输条件等因素，在不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应选择三相变压器。所以，本次设计采用三相变压器。容量比的确定根据要求，在1台主变停运时，须保证60全部负荷的供电。故A、对10KV侧应保证的容量为KVAS678942046910KV则5013EB、对110KV侧应保证的容量为KVAS25604285610则5038413E故主变压器220KV、110KV及10KV侧的额定容量比取100/100/50。五、技术参数因自耦变要求中、高压侧接线方式一致，故不能采用自耦变，故确定本站主变型号为节能型三相三绕组、自然油循环空冷型降压变压器，采用有载调压方式。主变型号及技术参数如下型号SN（KVA）UN（KV）损耗（KW）空载电流（）阻抗电压（）联接组别高压2208152空载负载高中1214中压121高低2224SFPSZ76300063000低压118929010中低79YNYNOD11第三章电气主接线的技术经济比较及确定一、电气主接线设计的基本要求1根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量设计时应根据负荷的重要性，保证在母线、断路器等设备故障或检修时停电范围尽量小，停电时间尽量短，且能保证重要负荷的供电；另外，在正常运行或故障时能满足相应的电能质量要求，把对用户的损失减小到最少。2具有运行、维护的灵活性和方便性应能适应各种运行方式和检修维护的要求，灵活、方便地进行运行方式的切换。3经济性应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。即投资省、电能损耗小、占地面积小。4、具有将来发展和扩建的可能性。二、各级电压配电装置可能的电气主接线方案110KV配电装置（1）单母线（2）单母线分段2110KV配电装置（1）单母线分段（2）双母线3220KV配电装置（1）单母线分段（2）双母线三、方案的技术比较1单母线接线的优缺点优点（1）结构简单清晰、操作简便，不易误操作；（2）节省投资和占地；（3）易于扩建。缺点母线故障或检修时会使该母线所带负荷全部停电，停电范围为100。故此接线一般只适用于小水电厂和变电站。2单母线分段接线的优缺点优点（1）当一段母线故障或检修时，用分段断路器将其分段后，可保证正常段母线不间断供电，提高了供电可靠性，减小了母线故障的影响范围。（2）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。缺点（1）当一段母线或母线侧隔离开关故障可检修时，接在该母线上的电源或出线必须全部停电。（2）任一回路断路器检修时，该回路必须停电。3双母线接线的优缺点优点（1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。（2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。（3）扩建方便。向双母线的任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。（4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一路母线上。缺点（1）增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。（2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，需要隔离开关和断路器之间装设闭锁装置。四、确定2个比较方案（1）10KV侧接线方式的确定由上述分析可知，单母线接线可靠性较差，且本变电站有两台主变，考虑10KV出线有和10回，又有双回出线的需要，一旦母线故障，即造成该母线所带负荷全部停电，这是不可取的，故10KV侧应选用单母线分段接线。（2）110KV和220KV侧采用单母分段接线时，接线较简单明了，运行可靠，但当某一段母线检修或故障时，将使该母线所连的线路和主变停运。采用双母线接线时，可避免一母线故障或停运时影响该母线的馈线、主变运行。且采用SF6等性能可靠、检修周期长的断路器。（3）画出两个比较方案的简图如下10KV20KV21110KV10KV210KV2KV根据上述分析，故选择方案II，即220KV和110KV部分均采用双母线接线，主变2台，10KV部分采用单母线分段接线形式。简图见图（2）。五、本变电站确定的主接线运行方式1220KV部分系统电源C接在段母线上，段母线预留一回出线；发电厂G的接于段母线上，转供的南山变也接于段母线上。正常运行时，220KV母联合闸运行；故障时保留一段母线运行，提高供电可靠性。2主变正常2台并列运行，在负荷较轻时，可考虑1台运行，以降低主变损耗。3110KV侧变电站和医院分别用两回线接于、段母线上，母联开关宜合闸运行，提高供电可靠性。410KV侧配电站A、B、机械厂和医院分别用两回路接于、段母线上，配电站C、接于母线上，剧院接于母线上。母分一般处于热备用状态正常时，为限制短路电流，10KV母联开关宜分段运行，、段母线分别由1、2主变带负荷运行，主变故障时，通过母分开关切换，承担非故障点的供电任务。第四章站用变的容量、台数及接线方式的选择一、站用变台数确定为提高所用电负荷的供电可靠性，设2台所用变，两台站用变互为备用，正常运行时一台投入，另一台备用；遇检修时，可视检修电源需要投入两台以满足检修需要。二、站用变接线方式确定考虑本变电站有两台主变，且10KV部分均采用单母线分段的接线方式，供电可靠性较高，为兼顾经济性，则选择在10KV、段母线上分别引接一所用变，可满足站用电的需要。三、站用变容量确定统计站用负荷S所用电负荷照明其余负荷085一般选主变容量的（0105）为其容量，考虑到用电负荷不大，本设计以01来选择，采用Y/YNO接线组别。单台站用变容量KVASN630110取标准容量80KVA，型号为干式变SC80/10型。查产品目录，其主要技术参数如下额定电压KV损耗W型号额定容量KVA高压低压空载负载阻抗电压空载电流连接组别SC80/10806042701650427Y，YNO第五章主变中性点接地方式的选择一、主变压器中性点接地方式的分类及一般要求1主变的110KV500KV侧采用中性点接地方式；2主变压器663KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式；（1）主变10KV侧在单相接地故障电流小于30安时，可采用中性点不接地方式，否则应采用经消弧线圈接地方式；（2）主变35KV侧在单相接地故障电流小于10安时，可采用中性点不接地方式，否则应采用经消弧线图接地方式。二、本变电站主变压器中性点接地方式的确定1主变220KV、110KV侧均采用直接接地运行方式，但在正常两台主变并列运行时，要求只能有一台主变接地运行。2、主变10KV侧接地电容电流对于架空线路31017LUICA9310531202对于电缆线路510122LIC小于30A934AIC故主变10KV侧也采用中性点不接地运行方式。第六章电气设备的布置一、配电装置设计的基本要求配电装置设计必须贯彻国家基本建设方针和技术经济政策，并满足如下要求1、保证运行可靠性按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。2、保证运行维护人员的人身安全和设备安全。3、便于检修、维护、巡视、操作和安装。110KV配电装置应考虑带电作业的要求；为保证检修人员在检修电器或母线时的安全，电压为63KV及以上的配电装置，对断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧，宜配置接地刀闸，每段母线上宜装设接地刀闸等。4、力求经济，必须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、考虑发展扩建的可能性。二、配电装置的分类1、屋内配电装置应用于大、中型发电厂、变电站中35KV及以下的配电装置；或有特殊性要求的（如备战、防污）110220KV的配电装置。2、屋外配电装置应用于110KV及以上的配电装置。3、成套配电装置应用于发电厂、变电站610KV或35KV配电装置；SF6全封闭组合电器主要用于110500KV的配电装置。三、10KV配电装置的选型和布置10KV高压开关室布置在主变的下侧，10KV配电装置选用成套高压开关柜，占地面积不大，故采用单层式布置。高压开关柜布置在10KV高压开关室左侧，为单列布置；所用变室、电抗器室、电容器室布置在10KV高压开关室右侧，出线全部采用电缆。四、110KV配电装置的布置110KV配电装置布置在主变压器左方，采用户外半高式。本方案的特点是将母线及母线隔离开关抬高，增设上层母线隔离开关操作走道，以便巡视、操作和检修抬高后的隔离开关和母线。断路器单列布置，道路设置在靠主变压器侧的一组母线下面。五、220KV配电装置的布置220KV配电装置布置在主变压器上方，采用户外半高式。本方案的特点是将母线及母线隔离开关抬高，增设上层母线隔离开关操作走道，以便巡视、操作和检修抬高后的隔离开关和母线。断路器单列布置，道路设置在靠主变压器侧的一组母线下面。六、主变的布置采用两台户外布置，并考虑防火净距大于8米。设油坑、事故油池、消防砂池等消防设施。七、10KV电容补偿装置采用户内布置，装设风扇拥有通风散热方便，便于设备的维护运行检修直观方便等优点。第七章短路电流计算一、短路电流计算的目的在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，确定某接线方案是否需要采取限制短路电流的措施。在选择电气设备时，为了保证各种电气设备和导体在正常运行和故障情况下都能安全可靠地工作，可又力求节约资金，这就需要用短路电流进行校验。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地的安全距离。在选择继电保护方法和整定计算时，需以短路时的短路电流为依据。二、计算短路电流的一般规定验算导体和电器的动稳定，热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统510年的远景发展规划。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点。三、短路电流计算短路点的选择1、最大运行方式时，在220KV母线上发生三相短路K12、最大运行方式时，在110KV母线上发生三相短路K23、最大运行方式时，在10KV母线上发生三相短路K34、最大运行方式时，在10KV配电站A线路末端发生三相短路K4（一）接线图10KV10KV10KV10KV630KVA630KVA2120KV20KVK160KM20KM15WCOS9UD105/24KVA95MW10KVCOS8XD2680KMSCMAX80VAX3IN6C40CK4K3K2G二网络等值图1、最大运行方式下GC905103510358602147021430165042357112502、最小运行方式下05810672413502C（三）选择基准值取SJ100MVA，UJUAV105UE则UJJ3SI即UJ1230KV，UJ2115KV，UJ3105KV，UJ463KV，KAJ503IKAJ5021I，J1IJ6934I（四）计算网络中各元件电抗值（标么值）设本变电站中主变阻抗值为UDI1214UDI2224UD79，本设计选SN63000KVA63MVA设站变UD40。则发电机（最大运行方式）0357810X1NDSJ（最小运行方式）6480KM长线路02310UJ082230KM长线路4546S46X225J100MVA变压器10105N4D95MW发电机68/926S3J主变220KV侧SNUXDDD76J214063107）（110KV侧SNUDDD98J0563107）（10KV侧SNJU21XDDD1GC125090538602147261495313506310272）（84SNJ1UXD2五简化等值电路1、最大运行方式下如右图X13X1X20035700600957X14X3X4X501060105004502562、最小运行方式下如右图X15X1X20066700601267（六）计算最大运行方式下三相短路电流1、K1点三相短路电流计算系统C支路KAUSXIIJ63223010957142发电厂G支路30418/9526014SJNJX查表运算曲线得I2I324I短路电流有名值KAUSIJG01238/9543IJ69/20KAUSIJG0238/9534系统和发电机供给K1点总的短路电流KAI650216K1G02564973CKAI3269024短路电流冲击值取KCH18KAIICHCH29653812电流最大有效值KAIICHCH516318122短路容量MVUSJ453032、K2点三相短路电流计算12141866）（X90256309713095714631709126346418XX系统C支路KAUSXIIJ731150293742发电厂G支路8901/57018SJXNJX查表运算曲线得6I32I14I短路电流有名值KAUSIJG901538/93IJ7/2C1702985GK16035K2G2497CKAUSIJG780153/934系统和发电机供给K2点总的短路电流KAI426907151832KI4短路电流冲击值取KCH18KAIICHCH1642812电流最大有效值KAIICHCH65342812短路容量MVUSJ021533、K3点三相短路电流计算1753402211069XX3502617095170954133905710172560394941XX系统C支路KAUSXIIJ715503242发电厂G支路0718/95021SJXNJX0167K3G4C90224519075K3G2643CC20519G3查表运算曲线得960I021I4I短路电流有名值KAUSIJG751038/3IJ6/922KAUSIJG51038/34系统和发电机供给K3点总的短路电流KAI982761532KI4短路电流冲击值取KCH18KAIICHCH9458212电流最大有效值KAIICHCH19382112短路容量MVUSJ79503从K3点短路电流计算结果可知，发电厂10KV电压母线上短路时，次暂态电流和冲I击电流都比较大，为了能使10KV母线及出线选择轻型电器设备，有必要在母线上装设电CHI抗器，以限制K3点短路时的短路电流。4、K4点三相短路电流X22X19X12017550501750369250179175091423232X2K4G143C5097651840957261750261344XX系统C支路KAUSXIIJ130693242发电厂G支路271908/5618424SJXNJX查表运算曲线得42II当时，可按无限大容量电源的短路电流计算3JXKAUSXIIJ053615841242系统和发电机供给K4点总的短路电流KAIT105130短路电流冲击值取KCH18KIICHCH4682电流最大有效值KAIICHCH2701821122短路容量MVUSJ960363K4G23C5168八短路电流计算结果表表81短路点的编号基准电压UAV（KV）基准电流IJ（KA）短路电流（KA）I短路电流（KA）2I短路电流（KA）4I短路电流冲击值KACHI电流最大有效值KACHI短路容量MVASK12300253653323329295511454K21150524225125161636548202K3105552198223722375594331939973K46555018018018046027196第八章电气设备的选择一、电气设备选择的一般条件1、按正常条件选择（1）按当地环境条件选择应考虑当地气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件是否超出所选设备的基本使用条件，另外应考虑电气设备的装设地点是户内还是户外，然后再选择相应型式的设备。（2）按工作电压选择在正常情况下，选择电气设备的最高允许工作电压不得小于该回路的最高运行电压，即UNUWN式中，UN电气设备额定电压KV；UWN电网额定电压等级（KV）。（3）按工作电流选择A一般情况下，开关电器的额定电流应大于等于各种可能运行方式下的回路最大持续工作电流，即INIWMAXB载流导体允许长期通过最大载流量IXU应大于持续最大工作电流，即IXUIWMAX（IXUKIN）2按短路条件校验（1）按短路热稳定校验电气设备额定热效应应不小于在计算时间TC内短路电流产生的热效应，即I2RNTRNI2KTC（2）按短路动稳定较验电气设备的额定动稳定电流不应小于三相短路冲击短路电流，即，DWIDWICH对于母线，其最大允许应力应不小于短路时母线中所产生的应力，即XU。3特殊检验项目（1）对断路器和熔断器还应考虑其额定开断电流IKN应不小于短路电流全电流I即IKNI,（2）对电流和电压互感器应按其准确度等级和二次负荷阻抗进行校验，即准确度等级应满足要求，二次负荷阻抗Z2不大于额定二次负荷阻抗Z2N。（3）对重要回路的硬导体（母线）还应考虑共振的影响。二、设备的选择一、断路器的选择1、220KV侧断路器1）额定电压选择VMAXVG220KV115253KV2）额定电流选择IEIGMAX考虑到变压器在电压降低5时其出力保持不变，所以相应回路的IGMAX105IE即AIG34720651MAX3）按开断电流选择IEKDI365KA即IEKD365KA4）按短路关合电流选择IEGICH929KA即IEG929KA根据以上数据可以初步选择LW6220型SF6断路器其参数如下表91型号额定电压KV额定电流A额定开断电流KA额定关合电流KA动稳定电流KA热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间S操动机构LW72202203150401001004S400150043液压5）热稳定的校验365I32I324KAISKATTQZFZD222254653041063T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲52464022DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求6）动稳定的校验要求CHDWI220KV侧短路电流冲击值小于KAICH29KAIDW10所以动稳定满足要求。2、110KV侧断路器考虑到2台主变及一定的交换功率1）额定电压VYMAXVGMAXVGMAX1151101265KV；2）额定电流IYIGMAXAIG69410325MAX3）按开断电流选择IEKDI242KA即IEKD242KA；4）短路关合电流IEGICJ616KA即IEG616KA；根据以上数据可以初步选择LW1110型SF6断路器，其参数如下表93型号额定电压KV额定电流A额定开断电流KA额定关合电流KA动稳定电流KA热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间S操动机构LW1110110200031580804S315015004液压5）热稳定的校验242I512I5124KAISKATTQZFZD222235405104T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲352259453122DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求6）动稳定的校验要求CHDWI110KV侧短路电流冲击值小于KAICH16KAIDW80所以动稳定满足要求。3、10KV断路器1）主变回路AIG168203/612MAX2）母线分段回路USG5/794MAXAX3）10KV出线PIMC216038OS/10选主变回路进行选择校验。4）最大长期工作电流计算AIGAX因为10KV配电装置为户内配置，按正常工作条件，查表选择ZN510断路器，其参数如下表95型号额定电压KV额定电流A额定开断电流KA额定关合电流KA动稳定电流KA热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间S操动机构ZN121010250031580804S315075006电磁已知KAI9821由上表可知断路器AIIGN1682250MAX大于额定开断电流大于KABRE31K95）热稳定的检验SKATITIIQZFZD222242206981054137980T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲062396451222DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求6）动稳定的校验要求CHDWI10KV侧短路电流冲击值小于KAICH945KAIDW80所以动稳定满足要求。二、隔离开关的选择1、220KV侧隔离开关1）VYVGMAXVGMAX125VE即VY115220253KV2）额定电流IEAIG34720651MAX根据以上数据，可以初步选择户外GW7220D型隔离开关，其参数如下表96型号额定电压KA额定电流KA动稳定电流KA热稳定电流KAGW7220D2201200805S363）热稳定的校验365I32I324KAISKATITIIQZFZD22224254653013063T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲52464805322DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求4）校验动稳定CHDWIKAC29KAIDW80即满足要求2、110KV侧隔离开关1）额定电压VYVGMAX151101265KV2）额定电流IYAIG69410325MAX根据以上计算数据可以初步选择户外GW5110型隔离开关，其参数如下表97型号额定电压KA额定电流KA动稳定电流KA热稳定电流KAGW7110D11020001044S403）热稳定的校验242I512I5124KAISKATITIIQZFZD22224235405104T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲35264022DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求4）检验动稳定CHDWIKAICH16KA104即满足要求3、10KV侧隔离开关1）主变回路AIG168203/612MAX2）母线分段回路US5794MAX0A3）10KV出线PIGMC21603/OS/1选主变回路进行选择校验。4）最大长期工作电流计算AIG1682MAX因为10KV配电装置为户内配置，按正常工作条件，查表选择GN210断路器，其参数如下表98型号额定电压KA额定电流KA动稳定电流KA热稳定电流KAGN2101020008510S36已知KAI9821由上表可知隔离开关AIIGN168220MAX大于5）热稳定的检验SKATITIIQZFZD222242206981054137980T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S允许的热脉冲06212960322DTPQSKAIQ大于所以热稳定满足要求6）动稳定的校验要求CHDWI10KV侧短路电流冲击值小于KAICH945KAIDW85所以动稳定满足要求。三、电流互感器的选择电流互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流1、220KV侧电流互感器额定电流IEAIG234706251MAX主变高压侧CT的选型根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LB6220，2600/5，5P/5P/5P/05型电流互感器。技术参数如下型号额定变比准确级次额定二次负荷额定短时热电流（KA/S）额定动稳定电流（KA）LB62202600/55P/5P/5P/0550（VA）60/31502、220KV线路CT的选型根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LB6220，2600/5，5P/5P/5P/05型电流互感器。技术参数如下型号额定变比准确级次额定二次负荷额定短时热电流（KA/S）额定动稳定电流（KA）LB62202600/55P/5P/5P/0550（VA）60/31502、110KV侧电流互感器额定电流IELAIG69410325MAX主变CT的选型根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LB6110，2600/5，P/P/P/05型电流互感器。技术参数如下型号额定变比准确级次额定二次负荷额定短时热电流（KA/S）额定动稳定电流（KA）LB61102600/5P/P/P/0550（VA）30/1100110KV侧线路CT的选型根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LB6110，2300/5，P/P/P/05型电流互感器。技术参数如下型号额定变比准确级次额定二次负荷额定短时热电流（KA/S）额定动稳定电流（KA）LB61102300/5P/P/P/0550（VA）30/1100根据以上计算数据，可初步选择LB6110型电流互感器，其参数为额定电流比为2600/5，1S热稳定倍数为30，动稳定倍数100。3、10KV侧电流互感器电流互感器的配置每个断路器都要配置CT，以满足测量和保护装置的需要。CT的选择10KV线路属小电流接地系统，本设计采用不安全星形接线，装于A、C两相。主变10KV侧最大负荷电流IG619032/6051MAX10KV出线最大负荷电流COSUPNG528AXAX根据正常使用条件，选择各级电压回路的电流互感器如表二次负荷10倍数安装地点型号额定电流（A）级次组合05级1级3级D级二次负荷倍数1S热稳定倍数动稳定倍数主变10KV侧LMC102000/505/312321012/226/87510KV出线LFC10400/505061263061475校验热稳定同样跟10KV断路器一样，TDZ08S热稳定校验QDI2TDZ21982083865KA2SQRIR2TDZ75215625KA2SQRQD满足要求四、电压互感器的选择1、电压互感器的配置每一相母线本变电站10KV、110KV、220KV每段母线上均装一组PT准确度等级计量用的电度表05级,监视用的功率表、继电器需1级2、220KV侧电压互感器1）选用JCL220电压互感器，单相串级油浸式全封闭结构，其初级绕组额定电压为220/KV，次级绕组额定电压01/KV，二次负荷05级，为300VA，其接成33220000/100/100。332）220KV输电线路侧，电压互感器采用单相电容式电压互感器，其初级绕组额定电压为220/KV，次绕组额定电压为100/KV，二次负荷33200VA，准确级为05级，型式为TYD220H。300075000753、110KV侧电压互感器1）选用JCL6110电压互感器，单相串级油浸式全密封结构，其初级绕组额定电压为110/KV，次绕组额定电压01/KV，二次负荷05级，为300A，其接成3311000/1000/100。332）其110KV出线侧采用TYD110/001，单相单柱式，电容式电压互感器，3其初级额定电压为110/KV，次级额定电压为01/KV，二次负荷05级为33150VA。4、10KV侧电压互感器由于10KV是中性点不接地系统,电压互感器除供测量仪表外,还用来作交流绝缘监视,因此选用JSJW10型三相五柱式PT其额定电压比为10/01/,所选准确度为05,故PT每相的额定容量为KV310,接成VASE4020/Y每回引出线上接有功和无功电度表电压线圈,要求05级的有功和无功功率表,母线上装有接于BC相的电压表和接入相对地电压的绝缘监视电压表PT各相负荷分配如表所示仪表电压线圈AB相BC相仪表名称及型号每相线圈消耗功率COSIN仪表数目ABPQBCBC有功功率表1D1W075164545无功功率表1D1VAR075164545有功电度表DS11503809252856928569频率表1D1HZ051105电压表16T1V021102无功电度表DX11503809252856928569合计147138154138经校验JSJW10三相户内式型互感器满足要求J电压互感器S三相J油浸式W五柱三绕组五、母线的选择计算1、220KV侧母线的选择考虑到二台主变及一定功率交换，短路计算求得I388KA最大负荷持续工作电流AIG234706251MAX实际环境温度温度修正系数82570K2按经济电流密度选择时,查表得裸铝线的经济电流密度HT50MAX90EJ则经济截面2MAX83590247MJISEGJ选LGJ700型钢芯铝绞线3热稳定校验SKATITIIQZFZD2222454653013063T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S查表得70时,硬铝的热稳定系数C87满足热稳定的最小允许截面CQSKMIN所以热稳定满足要求2、110KV侧主母线选择由短路电流计算求得I256KA1最大负荷持续工作电流AIG69410325MAX实际环境温度温度修正系数82570K2按经济电流密度选择时,查表得裸铝线的经济电流密度HT50MAX90EJ则经济截面2MAX179064MJISEGJ选LGJ700型钢芯铝绞线3热稳定校验SKATITIIQZFZD22224235405104T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S查表得70时,硬铝的热稳定系数C87满足热稳定的最小允许截面CQSKMIN所以热稳定满足要求3、10KV侧母线选择1按最大工作持续电流IGMAXA619032/6051实际环境温度40温度修正系数820574K2按经济电流密度选择时,查表得裸铝线的经济电流密度HT50MAX90EJ则经济截面2MAX81906MJISEGJ选2120X10双条铝母线,母线载流量,集肤效应系数AIP40241FK40时,KIP2176824大于所以满足要求21976PIAG190MAX3热稳定校验SKATITIIQZFZK222242206981054137980T非周期分量等效时间005ST短路持续时间4S查表得70时,硬铝的热稳定系数C87满足热稳定的最小允许截面小于2121826MIN518702MCQSK所以热稳定满足要求4动稳定不再校验综上所述,选择每相212010MM2的铝矩形母线,平放,水平布置第九章变电站的防雷规划一、防雷保护的设计原则变电站是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。变电站的雷害来自两个方面，一是雷直击变电站，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电站侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波防护的主要措施是变电站内装设阀型避雷器，以限制侵入变电站的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变电站适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电站。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。二、避雷针的配置原则1）电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000N米的地区，宜装设独立的避雷针。2、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10N。3、10KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4、在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在址中距离很难达到不小于15M的要求。三、避雷器的配置原则1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2）旁路母线上是否应装设避雷器，应根据在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3）220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备本体。4）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。5）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。6）110KV220KV线路侧一般不装设避雷器。四、防雷保护的设计1变电站的防直雷保护1、220KV及110KV出线全线架设双避雷线，防雷击于线路上2、在变电站内安装8根避雷针，使变电所内所有设备与建筑都在其保护范围内2变电站侵入波保护由于线路落雷频繁，这样雷电波会沿着架空线侵入变电所，入侵的雷电波会受到线路绝缘的限制其峰值可能超过电气设备的冲击绝缘水平，故应装设避雷器来限制雷电波电压峰值，保护设备安全。1、在220KVI、II段母线上各安装一组Y10W200/520型氧化锌避雷器2、在110KVI、II段母线上各安装一组Y10W100/260型氧化锌避雷器3、在10KVI、II段母线上各安装一组HY5WZ127/45型氧化锌避雷器。3主变防雷保护1、为了防止当低压绕组开路运行时，高压或中压侧有雷电波作用会在低压绕组上感应静电藕合电压，危及低压绕组绝