220KV变电站毕业设计完整

1、摘 要 电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学四年所学理论知识， 独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据“电力系统及自动化专业（发电厂及电力系统） ”毕业任务书的要求， 综合大学四年所学的专业知识及电力工程电气设计手册 ， 电力工程电气设备手册 等书籍的有关内容，在指导教师的帮助下，通过本人的精心设计论证完成的。整个设计 过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性，系统运行的可靠性，灵活性等诸多因素， 最终完成本设计方案。 本设计说明书是根据毕业设计的要求，针对 220/60kv 降压变电所毕业设计论文。本 次设计主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐

2、述和说明。论文包括选择变电所的 主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数， 并且通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽 的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，最后确定本变电所电气主接线 方案和高压配电装置及其布置方式。论文包括设计的说明和设备选择的计算，并附有设 计图纸（电气主接线图一张、变电所断面图两张、平面布置图一张、防雷保护图一张、 继电保护原理图一张） ，可为以后的设计做些参考。 由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和 更正。 最后，感谢各位老师给予我的帮助和大力支持，正

3、因为你们精心的指导本次论文才 得以更好的完成，再次表示深深的感谢！ 关键词关键词: : 电力系统，变电所，电气设备，校验 Abstract Electrical engineering and professional graduate in its automation designs is an important link of the first step to trains student synthesize to make use of the four years in umiversity an academic theories theory knowledge, inde

4、pendence analysis definitely reach agreement engineering actual problem ability. This design according to“ electric power system and automation professiom( power plant and electric power system )” the request that graduate the mission book, symthesize the four years in university a profession for le

5、arning knowledge and electric power engineering electricity design manual , etc. Umder the help that guide the teacher, pass oneself of design what argument complete with meticulous care. Whole design process inside, completely economic that meticulous comsideration engineering design,dependable tha

6、t system circulate, vivid etc.many factors, end complete this design project. This design the main according to the request that graduate thed design, aiming at the 220/60kv decline to press to change to give or get an electric shocd a graduate the design the thesis. The design is based on summarizi

7、ng our coumtrys substation design and operation. It takes the selections of devices which this substation needed such as the type of electric bus, the type of the power distribution. It is made up of the instruction and the caculating parts. And for blueprints(siuation main connected wires picture,

8、the plot and section of the substation, transformer protective principle connection picture), It can be unsuited for the same design in future. For my limited knowledge, it is impossible to be no mistakes in the draft. I hope the teacher give to point out with make correction. Finally, thanks for ea

9、ch teacher to cive my help with support strongly, positive because you with meticulous care of leading this thesis just can better complete, mean the profound with gratitude again! Key word electric power system ，substation，electricity equipment，Proofreading 目录目录 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 引引 言言.- 1 - 第二章第

10、二章 主变压器台数和容量的确定主变压器台数和容量的确定.- 2 - 2.1 主变压器选择的要求：.- 2 - 2.2 主变压器台数的确定.- 2 - 2.3 主变压器容量及型式的确定.- 2 - 第三章第三章 主接线形式的选择及说明主接线形式的选择及说明.- 4 - 3.1 主接线的设计原则：.- 4 - 3.2 主接线的设计要求：.- 4 - 3.3 主接线的选择：.- 5 - 3.3.1 第一种方案主接线图.- 5 - 3.3.2 第二种方案主接线图.- 6 - 3.4 主接线的确定：.- 7 - 第四章第四章 短路计算短路计算.- 8 - 4.1 短路电流计算的目的.- 8 - 4.2

11、短路的基本类型.- 8 - 4.3 短路电流计算的基本假定.- 8 - 4.4 一般规定.- 8 - 4.5 计算步骤.- 9 - 4.6 计算方法.- 9 - 第五章第五章 主要电气设备的选择主要电气设备的选择 .- 10 - 5.1 电器设备选择的一般原则：.- 10 - 第六章第六章 配电装置配电装置.- 11 - 6.1 高压配电装置和设计原则及要求.- 11 - 6.2 设备的配置.- 12 - 6.2.1 隔离开关的配置.- 12 - 6.2.2 电压互感器的配置.- 12 - 6.2.3 电流互感器的配置.- 12 - 6.2.4 接地刀闸的配置.- 13 - 6.2.5 避雷器

12、的配置.- 13 - 6.3 配电装置的选择.- 13 - 第七章第七章防雷装置保护的规划计划防雷装置保护的规划计划.- 14 - 7.1 防雷保护的必要性：.- 14 - 7.2 发电厂及变电所的防雷保护内容：.- 14 - 7.3 变电所防雷保护对象.- 14 - 7.4 装设避雷针（线）的基本原则：.- 14 - 7.5 防雷保护设计所需资料：.- 14 - 7.6 避雷针的保护范围计算：.- 15 - 7.6.1 rx 的确定与单支避雷针同.- 15 - 7.6.2 保护全面积的条件.- 15 - 7.7 防雷保护措施.- 15 - 第八章第八章 继电保护及自动装置设计继电保护及自动装

13、置设计.- 16 - 8.1 继电保护配置的作用和要求：.- 16 - 8.2 变压器保护的配置.- 16 - 8.2.1 变压器保护的配置原则.- 16 - 8.3 母线保护和断路器失灵保护.- 18 - 8.3.1 母线保护配置原则.- 18 - 8.3.2 双母线接地母线保护.- 18 - 8.3.3 断路器失灵保护.- 19 - 8.4 线路的保护装置.- 19 - 8.4.1 220KV 侧线路保护.- 19 - 8.4.2 60KV 侧线路保护.- 20 - 8.5 自动装置的规划设计.- 21 - 8.5.1 电力系统自动装置的设计.- 21 - 8.5.2 合闸装置应按下列规定

14、装设.- 21 - 8.5.3 自动重合闸装置应符合以下要求.- 21 - 8.5.4 备用电源和备用设备自动投入.- 22 - 第二篇第二篇 毕业设计计算书毕业设计计算书.- 23 - 第九章第九章 变选择计算部分变选择计算部分.- 23 - 9.1 主变压器的选择：.- 23 - 9.1.1 总容量的确定.- 23 - 第十章第十章 短路计算短路计算.- 24 - 10.1 所用计算公式：.- 24 - 10.2 系统等值计算电路图.- 25 - 10.3 220KV 母线上 K1 点发生短路时的辞别短路计算.- 26 - 10.4 60KV 母线上 K2 点发生短路时的短路计算.- 31

15、 - 第十一章第十一章 主要电气设备的选择主要电气设备的选择.- 34 - 11.1 高压断路器的选择:.- 34 - 11.1.1 220KV 侧断路器的选择.- 34 - 11.1.2 63KV 侧断路的选择.- 36 - 11.2 隔离开关的选择及校验.- 37 - 11.2.1 220KV 侧隔离开关选择与校验.- 37 - 11.2.2 60KV 侧隔离开关选择与校验.- 38 - 11.3 电流互感器的选择及校验.- 39 - 11.3.1 220KV 侧电流互感器的选择及检验.- 39 - 11.3.2 60KV 侧电流互感器的选择与校验.- 40 - 11.4 电压互感器选择及

16、校验.- 41 - 11.4.1 220KV 侧电压互感器的选择.- 41 - 11.4.2 60KV 侧电压互感器的选择.- 41 - 11.5 母线的选择.- 42 - 11.5.1 母线的型式及适用范围.- 42 - 11.5.2 一般条件.- 42 - 11.5.3 截面选择说明.- 42 - 11.5.4 热稳定校验.- 43 - 11.5.5 220 侧母线选择.- 43 - 11.5.6 60KV 侧母线选择.- 44 - 11.6 避雷器的选择.- 44 - 11.6.1 避雷器的选择说明.- 44 - 11.6.2 避雷器的设计原则.- 45 - 11.6.3 220KV 侧

17、避雷器的选择.- 45 - 11.6.4 60KV 侧避雷器的选择.- 46 - 11.6.5 变压器中性点避雷器的选择.- 46 - 第十二章第十二章 避雷针的保护范围计算避雷针的保护范围计算.- 48 - 12.1 避雷针的定位及针距.- 48 - 12.2 单根避雷针的保护半径计算.- 49 - 12.3 多根等高避雷针的保护范围计算.- 49 - 总总 结结.- 50 - 致致 谢谢.- 51 - 参考文献参考文献.- 52 - 附附 录录.- 53 - A1.1.- 53 - A1.2.- 53 - A1.3.- 53 - A1.4.- 53 - A1.5.- 53 - 引 言 电气

18、工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学三年所学理论知识， 独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据毕业设计的要求，针对 220/60kv 降压变电所毕业设计论文。本次设计 主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压 器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且 通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说 明。同时 经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电所电气主接线方案和高 压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其在电力网中的重要地位进行

19、 继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形式的确定及所选设备的型号绘制 变电所的断面图、平面图和继电保护原理图，同时根据所绘制的变电所平面图计算变电 所屋外高压配电装置的防雷保护，并绘制屋外高压配电装置的防雷保护图。本设计的所 有图纸都是计算机绘制而成，最后按照要求进行毕业设计成品打印。论文包括毕业设计 说明书和毕业设计计算书两部分，并附有设计图纸（电气主接线图一张、变电所断面图 两张、平面布置图一张、防雷保护图一张、继电保护原理图一张） ，可为以后的设计做些 参考，同时能够比较直观的反映本设计变电所的整体全貌。 最后，感谢许晓峰老师在设计过程中的指导。设计中难免有不合适的地方，还请老

20、 师帮助改正。 第二章 主变压器台数和容量的确定 2.1 主变压器选择的要求： 1. 和电力系统连接的主变压器一般不超过两台。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 一台主变压器。 2.变压器装设两台及以上主变压器时 ，每台容量的选择应按照其中任一台停用时， 其余变压器容量至少能保证所供电的全部一级负荷或为变电所全部负荷的 6075。通 常一次变电所为 75，二次变电所为 60。 3. 变电所的主变压器一般采用三相变压器，因制造或运输条件限制及初期只装一台 主变压器的 220KV 枢纽变电所中，一般采用相变压器组，当装设一组单相变压器时，应 设有备用相，当主变压器超过

21、一台，且各台容量满足上述要求时，单相变压器组可不装 设备用相。 4. 变电所中的变压器在系统调压有要求时，一般采用带负荷调压变压器，如受设备 制造限制时，可采用独立的调压变压器预留位置。 5. 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”型和“”型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体 工程来确定 2.2 主变压器台数的确定 1. 根据规程，为保证供电的可靠性和经济性，变电所一般装设两台主变压器。故本 变电所选择两台主变。 2.3 主变压器容量及型式的确定 （1） 变电所中，主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统 5-10 年

22、 的发展规划进行选择。装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台停运时，其余主变 压器的容量至少能保证所供的全部负荷的 70%。 （2）变电所中的主变压器在系统调压有要求时，一般采用有载调压变压器，对于新 建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用无载调压变压器。 （3）具有直接由高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级，减少重复降压 容量，可采用双绕组。 根据本变电所实际情况，交通便利，只有两个电压等级 220/60KV，故选择采用三相 双绕组变压器。 （4）根据计算，确定选择两台容量为 63000KVA 的变压器，查电力 设备手册选 用两台双卷有载调压变压器，其型号为 SFP763

23、000/220，电压为 2202*2.5/63KV， 采用 YN，d11 连接组，附套管电流互感器，其具体型号和参数见表 2.1。 正常运行时，两台变压器全 部投入。当其中一台停运检修时，考虑变压器的过负荷 能力，另一台仍能达到全部负荷的 70以上。 表 2.1 所选 SFP763000220 变压器的主要参数 型 号SFP7-63000/220 额定容量（KVA）63000 高压2422*2.5%空载电流(%)1.0 额定电压 低压63负载损耗(KW)245 空载损耗(KV)73连接组别YN,dn 阻抗电压(%)12.5轨距2000/1435 上节油箱11 油29.38 运输101.39(带

24、油) 质量(T) 总质量119.41 生产厂沈阳变压器厂 外开尺寸(长*宽*高)1670*4840*6910 第三章 主接线形式的选择及说明 3.1 主接线的设计原则： 变电所电气主接线是电力系统接线的主要主成部分，它表明了发电机 、变压器、线 路和断路器等设备的数量和接线方式，从而实现安全的发电、输变电、配电的任务。 根据设计规程，变电所主接线应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。同时还应考 虑以下的因素： （1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。 （2）考虑近期和远期的发展规模。 （3）考虑负荷的重要性分级和出线回数的多少对主接线的影响。 （4）考虑主变台数对主接线的影响。 （5）考虑备用

25、容量的有无和大小对主接线的影响。 3.23.2 主接线的设计要求：主接线的设计要求： 1. 可靠性 （1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。 （2）主接线可靠性含一次部分和相应组成的二次部分运行中可靠性的综合。 （3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设 备可以简化接线。 （4）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。 2. 灵活性 主接线的灵活性有以下几方面的要求： （1）高度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足 系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 （2）检修要求，可以方便地停运断

26、路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不 致于影响对用户的供电。 3. 经济性 （1）投资省 a.主接线力求简单，节省断路器隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。 b. 要能使断电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次 设备和控制电缆。 c. 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 d. 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV 及以下终端或分支变电所可采用 简易电器。 （2）占地面积小 主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。 （3）电能损失小 经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 3.3 主接线的选择： 规程如：110-

27、220KV 配电装置中的出现回路数为 4 回时，一般采用单母线分段的 接线形式。当配电装置中的进线和出线总数为 12-16 回时，在一组母线上设置分断断路 器，而双母线运行方式在 6-220KV 电压的配电装置中，通常是以 保证用户供电，所必需 的可靠性。根据上述及本变电所所处系统和负荷性质的要求，初步确定主接线方案：第 一种方案是一次侧（220KV 侧）采用单母分段的接线形式，二次侧（60KV 侧）采用双母 线的接线形式；第二种方案是一次侧（220KV 侧）采用双母的接线形式，二次侧（60KV 侧）采用双母线的接线形式。 3.3.1 第一种方案主接线图（如图 3.1）： 图 3.1 第一种方

28、案主接线图 此种方案的特点： 一次侧（220KV 侧）采用单母分段接线形式 优点：单母分段按可进行分段检修，对于重要负荷可以从不同段引出两个回路，使 重要负荷有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在 继电保护装置的作用下能自动将故障切除，因而保证了正常段母线不间断供电和不致使 重要负荷停电。 缺点：是当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上所有回路都要在检 修期间长时间停电。 二次侧（60KV 侧）采用双母线接线形式 为了避免单母分段在母线或母线隔离开关故障或检修时，连接在该段母线上的回路 都要在检修时间长时间停电，而发展成双母线这种接线，每一回路都通过一台

29、断路器和 两组隔离开关连接到两组母线上，两组母线同时工作，并能过母线联络断路器并联运行。 优点：（1）可以轮流检修母线而不致使供电中断。 （2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需停该回路。 （3）母线故障后，能迅速恢复供电。 （4）调度灵活。 （5）扩建方便。 （6）便于试验。 缺点：增加了母线长度和使回路增加了一组母线隔离开关，还使配电装置架构增加， 占地面积增大，投资增我，由于隔离开关较多，容易误操作。 3.3.2 第二种方案主接线图（如图 3.2）： 3.2 第二种方案主接线图 一次侧（220KV 侧）采用双母线接线形式 二次侧（60KV 侧）采用双母线接线形式图 此种方案的特点： 双母

30、线接线形式的特点上面已经介绍。 双母线带旁路接线： 除了具有双母线接线的优点外，双母线带旁路接线还具有许多其它的优点： 当进出线检修时，可由专用旁路断路器代替，通过旁路母线供电。但当设置了专用 旁路断路器后，设备的投资和配电装置的占地面积都有所增加。 根据220-500KV 变电所设计技术规程SDJ288 规定，3560KV 配电装置当出线 回数为 47 回时，宜采用单母线接线；当出线回数为 8 回及以上时，宜采用双母线接线。 3.4 主接线的确定： 两种方案进行比较： 首先，一次侧两种接线形式的比较：单母分段虽然较双母线减少母线长度和隔离开 关的数量，而且占地面积也较小，但是单母分段接线当一

31、段母线或母线隔离一关故障或 检修时，都会使该段母线上所有回路的检修期间长时间的停电，而这对重要负荷的供电 可靠性是不允许的。双母线接线形式虽然占地面积较大，投次较高，但是其其电可靠性 和扩建方便等优点却是对重要负荷和系统容量的变化是非常重要的。所以通过以上的比 较，最终确定一次侧（220KV 侧）采用双母线接线形式。 其次，二次侧两种接线形式的比较：双母带旁路的接线增加了一条母线和隔离开关 和断路器的数量，经济性较差，但可靠性优于双母线接线，当进出线检修时，可由专用 旁路断路器代替，通过旁路母线供电。所以通过上述的比较，二次侧（60KV 侧）最终选 定双母线接线的接线形式。 最后，通过前面对一

32、次侧（220KV 侧）和二次侧（60KV 侧）接线的经济性，可靠性， 灵活性等各方面的综合比较，同时考虑本所的进线，出线的回数以及重要负荷的分布等 因素，一次侧（220KV 侧）采用双母线的接线形式，二次侧（60KV 侧）采用双母线带旁 路的接线形式。 11 第四章 短路计算 4.1 短路电流计算的目的 1.电气主接线的选择 2.选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下，都能正常工作，保证安全可 靠，而且在发生短路时保证不损坏。 3.选择断电保护装置。 4.2 短路的基本类型 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路， 其中三相短路是对称短路。 为了检验和选择

33、电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短 路电流值： Ich：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。 I：超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。 I：稳态短路电流有效值。 4.3 短路电流计算的基本假定 1.正常运行时，三相系统对称运行。 2.所有电源的电动势相位角相同。 3.电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生 变化。 4.短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 5.不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 6.元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 7.输电线路和电容略去不计。 4.4 一般规定

34、 1. 验算导体和电器动稳定、热稳定，以及电器开断电流所用的短路电流，应接本设 计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应 按可能发生最 大短路电流的接线方式。而不按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 2.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裣装置放电电流的影响。 3.选择导体的电器时，对不带电抗器的回 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地点。 4.导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，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及自耦变压器等回 路中的单相，两

35、相接地 短路较三相短路严重，则应按严重情况计算。 4.5 计算步骤 1.画等值电抗图 1）首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。 2）选取基准容量和基准电压。 3）计算各元件的电抗标么值。 2.选择计算短路点 3.求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。 4.各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。 5.列出短路电流计算数据表。 4.6 计算方法 标么值法：取基准容量 SB100MVA，基准电压 UBUav计算用公式： 线路电抗： 式(4-1) 2 * B B LL U S XX 变压器电抗： 式(4-2) e BK S SU X 100 % * 短路电流周期分量有效值：

36、式(4-3) * * 1 X IK 短路电流冲击值：ich2.55IK 式 (4-4) 标么值转为有名值： 式(4-5) B B KK U S II 3 * 具体计算过程及结果见第十章短路计算的内容。 第五章 主要电气设备的选择 电器设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电器主 接线和配电装置达到安全经济运行的重要条件。在运行电器选择时，在安全、可靠的前 提下，应根据工程情况在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节 省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体 的选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能

37、可靠地工作，必 须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。 5.1 电器设备选择的一般原则： （1）应满足正常工作状态下的电压和电流的要求。 （2）应满足安装地点和使用环境条件要求。 （3）应满足在短路条件下的热稳定和动稳定要求。 （4）应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质。 （5）对电流互感器的选择应计其负载和准确度级别。 表 5.1 为待设计变电所的主要电器设备。 表 5.1 主要设备选择一览表 第六章 配电装置 6.1 高压配电装置和设计原则及要求 配电装置是指发电厂或变电所的电气主接线中的所有开关电器,载流导体和辅助设备 按照一定要求建造而成的,用来接受和分配电能的电

38、工建筑物.配电装置的形式与电气主 接线、周围环境等因素有关，分为屋内配电装置和屋外配电装置两种。 配电装置是变电所的一个重要组成部分，电能的汇集和分配是通过各级电压的配电 装置实现的，因此，在设计配电装置时应满足以下的要求： 1保证工作的可靠性和防火性要求 2保证工作人员的人身安全 3保证操作、维护、检修的方便。 在保证安全可靠的条件下，应尽量降低配电装置的造价，减少有色金属和钢材的消 耗，并应减少占地面积，除此之外配电装置还应有扩建的可能性。配电装置的整个结构 尺寸是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而 决定的。各种间隔距离中最基本的是空气中的最小安全净距，

39、在这一距离下，无论正常 或过电压的情况下，都不致发生空气绝缘的电击穿。 屋内、外配电装置中各项安全净距尺寸，在高压配电装置设计技术规程中被分 为 A、B、C、D、E 五项，作主设计配电装置时的根据，其中 A 值是基础，其余各值是在 设备名称安装地点型号 220KV 侧LW(OFPI)-220 断路器 60KV 侧LW(OFPI)-63 220KV 侧母线GW6-220 220KV 侧出线GW6-220隔离开关 60KV 侧GW5-63 220KV 侧LCWB6-220 电流互感器 60KV 侧LCWB5-63 220KV 侧JDCF-220 电压互感器 60KV 侧JDCF-63 220KV

40、侧FZ-220J 60KV 侧FZ-60避雷器 主变中性点FZ-110 220KV 侧LGJ-185/30 母线 60KV 侧LGJ-300/40 A 值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动范围及施工误差等尺寸而得。各项净 距数值可查阅有关规程。 在配电装置的具体设计中，应遵循电力工业管理办法 、 高压配电装置设计技术 规程 、 建筑设计防火规范等有关规定，高压配电装置设计的一般原则： 1节约用电。 2运行安全和操作巡视方便 3便于检修和安装。 4节约材料，降低造价。 屋外配电装置与屋内配电装置的比较，所具有的特点： 1屋外配电装置的土建工程量少，施工时间短，节省建筑材料，降低了基建投资

41、。 2相邻回路电器之间的距离较大，大大减少了事故蔓延的危险性。 3巡视检查清楚，便于扩建和设备更新。 4维护操作不方便，因为隔离开关的操作以及对各种开关电器的巡视检查，在任何 天气条件都必须在露天进行。 5面积大占地面积大。 屋外配电装置根据电器和母线布置的高度可分为中型、高型和半高型等型式。 中型配电装置是所有开关电器都安装在较低的基础和支架上，母线一般采用饺线和 悬垂绝缘子串组成，悬挂在门型构架上，母线水平面高于开关电器的水平面。 高型配电装置是指开关电器分别安装在几个水平面内，断路器安装在地面基础支架 上，母线隔离开关在断路器之上，主母线又在母线隔离开关之上或两组母线上下重叠， 母线一般

42、采用绞线和悬垂绝缘子串悬挂在构架上。其特点是布置紧凑、集中，占地面积 小，操作维护条件差两组母线隔离开关分层操作，路径较长，易引起误操作。 半高型配电装置指其布置处于中型和高型配电装置之间，既仅将母线与断路器、电 流互感器等重叠布置。 此外，还要设置搬运通道，为了便于变压器等笨重的设备。当变压器的油量超过 1000 公斤时，为了防止事故时，油的燃烧和蔓延，应在其下面设置能容纳 20油量的储 油池，储油池的尺寸一般比变压器外壳尺寸大 1 米，池内铺设厚度不小于 250mm 的卵石 层。 屋外配电装置不需建造房屋，投资较长。 设计高压配电装置时，还应遵循以下设计原则： 1用地。 2安全和操作巡视方

43、便。 3检修和安装条件。 4导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行。 5三材，降低造价。 6设备选型。 6.2 设备的配置 6.2.1 隔离开关的配置 1.接在变压器引出线上或中性点上的避雷器可不装设隔离开关。 2.接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。 3.短路器两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器是隔离电流。 4.中性点直接接地的普通形式变压器均宜配置隔离开关。 6.2.2 电压互感器的配置 1.电压互感器的数量和配置与主接线有关，应满足测量、保护、同期和自动装置的 要求。 2.60220KV 电压等级的每组主接线的三相应电压互感器 3.当需监视和检测线路上有、无电压时，

44、出线侧的一组上应装设电压互感器。 6.2.3 电流互感器的配置 1.凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足测量仪表、保护和自动 化的要求。 2.在未装设断路器的发电机和变压器中性点，应装设电流互感器。 3.对直接接地系统，一般按三相配置，对非直接接地系统依具体要求配置两相或三 相。 6.2.4 接地刀闸的配置 1.为保证电器和母线的检修安全，35KV 以上每段母线根据长度宜装设 12 组接地刀 闸，两组接地刀闸间距适中，母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关上和 母联开关上，也可装设于其它母线回路。 2.63KV 及以上的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路侧宜配置一组接

45、地隔离 开关，双母线接地两组母线隔离开关的断路器侧可共用一组接地隔离开关。 3.旁路母线一般装设一组接地隔离开关，装设在旁路隔离开关的旁路线线侧。 4.63KV 及以上主变母线隔离开关的主变侧宜装设一组接地隔离开关。 6.2.5 避雷器的配置 1.配电装置每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器的除外。 2.220KV 及以下变压器到避雷器的电器距离越过允许值时，应在变压器附近增设一组 避雷器。 3.下列情况下的变压器中性点应装设避雷器： 1）中性点直接接地系统中，变压器中性点分极绝缘且有隔离开关时。 2）不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点。 3）110220KV

46、线路侧一般不装设避雷器。 6.3 配电装置的选择 本设计为 22060KV 变电所，所以采用屋外配电装置，所以，本所采用分相中型布 置，既隔离开关是分相直接布置在母线的正下方，此种方法采用 LGJ18530 型母线配合 剪刀式隔离开关，布置清晰、美观，可省去大量构架，较普通中型配电装置方案节约用 地 13 左右。同时选择 220KV 出线和 60KV 出线两个断面图。 第七章防雷装置保护的规划计划 注：规程规定：为防止雷直击电力系统，一般采用避雷针和避雷线。 7.1 防雷保护的必要性： 无论是直击雷或是感应雷，都能够在架空线或金属管道上产生雷电冲击波，沿线路 导线或金属管道上以光速向两侧传播，

47、所以又称为行波。行波侵入室内时，是以高电位 引入的，常常危及人身安全并损坏电器设备，因此防雷保护必须考虑。 7.2 发电厂及变电所的防雷保护内容： 发电厂及变电所的防雷保护主要是两个方面： 1.对直击雷的防护。 2.对沿线路侵入的雷电冲击波的防护。 发电厂及变电所为防护直击雷，一般用避雷针（线）加以保护。 避雷针（线）的主要作用是主动引导雷电流安全入地，从而保护发电厂变电所免受 直击雷害。 7.3 变电所防雷保护对象 A 类：电工装置 B 类：需要采取防雷措施的建筑物和构筑物 7.4 装设避雷针（线）的基本原则： 1.一方面应使所有的被保护物处于避雷针（线）保护范围之内，即要求避雷针（线） 高

48、于被保护物，且两者之间的距离又不能太远，以保证雷击避雷针（线） ，而被保护物免 遭雷击。 2.避雷针（线）遭受雷击时，强大的雷电流流过避雷针（线）引下线和接地体，其 上会产生很高的对地电位，如果它们距被保护物过近，两者之间将发生放电，称为反击。 使高电位引向被保护物。因此避雷针（线）和引下线，接地体与被保护物之间还应保持 足够的电气距离。 7.5 防雷保护设计所需资料： 1.要求变电所附近气象资料 2.要求变电所主接线图及电器设备布置图 3.其它需要保护的设备和设施 4.变压器入口电容 7.6 避雷针的保护范围计算： 7.6.1 rx 的确定与单支避雷针同 rx（h-hx）p-hxh/2 式(

49、7-1) rx（1.5h-2hx）p-hxh/2 式(7-2) 其中 rx-避雷针在 hx 水平面上的保护半径（m） hx被保护物的高度 h-避雷针的高度 当 h30 时，p=1;120h30 时，p=5.5h h120m,p=5.5h 式(7-3) 7.6.2 保护全面积的条件 D8hap 式(7-4) 其中 D 为通过由三支避雷针所形成的三角形顶点圆的半径，或以避雷针为顶点的四 角形的对角线。 7.7 防雷保护措施 1.在变电所的 220KV 构架上、高压配电装置的中心位置和 60KV 出线构架附近共安装 9 支 30 米高的避雷针。 2、在变压器中性点、母线电压互感器上分别安装一组避雷器

50、。 3.在 220KV、60KV 进线和出线上分别安装避雷线。 第八章 继电保护及自动装置设计 8.1 继电保护配置的作用和要求： 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险 的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的结果： 1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； 2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它 们的使用寿命； 3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质 量； 4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解。 电力系统中电气元件的正常

51、工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常 运行状态。系统中出现功率缺额引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压， 以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。造成电能质量的破坏，甚 至造成人身伤亡和电气设备的损坏。在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少 发生事故的可能性外，故障一旦发生，必须迅速而月选择性的切除故障元件，这是保证 电力系统安全运行的最有效方法之一。这种保护装置就是继电保护装置，其能反应电力 系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自 动装置。它的基本任务是： 1.自动、迅

52、速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，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； 2.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、 减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程 度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误操作。 电力系统对继电保护的要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。 8.2 变压器保护的配置 8.2.1 变压器保护的配置原则 变压器一般应装设下列继电保护装置 1. 反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护，容量为 800KVA 及以上的油浸 式变压器，均应装设瓦斯保护，当油

53、箱内不故障产生清为瓦斯或油面下降时，保护装置 应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。 2. 相间短路保护反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护火电流速断保 护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。 容量为 6300KVA 一下列并运行的变压器，以及 10000KVA 一下单独运行的变压器加装电流 速断保护（本设计不加装电流速断保护）容量为 6300KVA 及以上，厂用工作变压器和并 列运行的变压器，一般宜采用三相三继电器式接线。 3.相间后备保护 为了防止外部短路所引起的过电流合作为变压器的后备保护，在变压器

54、上可装设过 电流保护。 对于单侧电源的双卷降压变压器，如高压侧中性点有可能直接接地运行，为防止高 压侧电网中发生接地故障时导致保护非选择性动作，供高压侧过电流保护用的电流互感 器二次线圈可接成三角形。 4.中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。 110KV 及以上中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧获 三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备 保护，并作为相领元件的后备保护。 （110KV 及以上中性点直接接地采用分级绝缘） 5. 过负荷保护 对于 400KV 及以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷

55、的后备电 源时，应根据可能过负荷的情况装设过负茶保护，过负荷保护迎接于一相电流上，带有 时限动作与信号。 6. 过电流保护 过激磁保护用于 500KV 及以上的大容量的变压器，本设计不加装此保护。 通过以上的分析，该可以确定变压器应加装的保护及保护安装位置，见表 8.1。 表 8.1 变压器保护及其安装位置 保护类型安装位置 瓦斯保护变压器油枕和油箱间 纵联差动保护变压器两侧 过电流保护电源侧 零序电流保护变压器中性点接地侧 过负荷保护高压侧 8.3 母线保护和断路器失灵保护 8.3.1 母线保护配置原则 母线故障是电气设备最严重的故障之一，它将使连接在母线上的所有元件被迫停电， 当未装设专用

56、的母线保护时，如果母线故障，只能依靠相邻元件保护的后备保护作用切 除，这将延长故障切除时间，并往往会扩大停电范围，对高压电网安全运行不利，因此， 35500KV 的发电厂或变电所母线上，在下列情况下，应装设专用的母线保护装置。 1.110KV 及以上双母线 2.110KV 及以上单母线，重要发电厂或 110KV 及以上重要变电所的 3566KV 母线需 按照装设全线速动保护的要求，必须快速切除母线上的故障时，应装设。 专用保护应根据母线的重要程度应满足以下要求： 对于双母线并列，母线保护应保证先跳开母联断路器，以防止失去选择性。对于平 行线接于不同的母线，当母线保护动作时，应闭锁横差保护，以防

57、止误动作。母线保护 不限制母线运行方式，在母线破坏固定联结时，母线保护装置能有选择性的动作。在一 组母线或一般母线无电合闸时，应能快速而有选择性的切除故障母线。在外部短路不平 衡电流的作用下或交流回路断线时，母线保护不应动作。 8.3.2 双母线接地母线保护 目前已被使用的母线保护有以下几种： 1. 母线完全差动保护。 2. 母线不完全差动保护。 3. 双母线固定连接的完全差动保护。 4. 母联电流相位比较式母线保护。 5. 电流相位比较式母线保护。 目前在 110220KV 电网中应用较多的是母联电流相位比较差动保护，这种保护适用 于并列运行的双母线母联断路器全闸运行，不限制元件连接方式（但

58、每一组母线上至少 要保留一支电源回路）具有较高的可靠性与选择性。目前已逐渐取代阻抗电流差动保护， 较广泛用于 110220KV 的双母线系统。 本设计 220KV 侧和 60KV 侧母线均采用母联电流比相式差动保护。 保护选择见表 8.2 所示。 表 8.2 母线保护选择表 220KV 侧母联电流比相式差动保护 母线保护 60KV 侧母联电流比相式差动保护 8.3.3 断路器失灵保护 220KV 及以上电压的电网中，各厂站相应电压级均应装设。在高压和超高压电网中， 断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到了普遍的采用，其目的是当发生故障时断 路器拒动（含跳闸回路异常因素所致）时，快速而有选择性

59、的切除故障。 8.4 线路的保护装置 8.4.1 220KV 侧线路保护 1.配置原则 (1） 规程规定：110220KV 直接接地电力网的线路，应装设反应接地短路的保护 装置，双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 (2） 规程规定：110220KV 直接接地电力网的线路，应装设反应接地短路的保护 装置，双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 当线路上发生故障时,如不能全线快速的切除故障;则系统的稳定运行将遭到破坏。 在双侧电源线路上，如果要求全线速动切障时。 2.220KV 线路的接地保护 (1）宜装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护。 (2）对某出线路，如方向性的接地距离保护可以明显改善整个

60、电力网接地保护的性 能时，可装设接地距离保护并辅之以阶段式零序电流。 (3）正常运行方式下保护安装处短路，电流速断保护有 1.2 以上灵敏度时，则可装 设此相保护。 (4）高频保护：采用相差高频保护 相差高频保护适用于 200KM 以内的 110220KV 输电线路。 主要优点： 相差高频保护在非全相运行时不会误动作，所以无需加非全相的闭锁装置，简化接 线，同时在系统振荡过程中，被保护线路内部发生故障时，相差高频保护瞬间时的切除 故障。 高频保护工作状态不受电压回路断线影响，测量元件均反应电流量无电压回路。 经过以上分析确定 220KV 线路保护。 主保护：高频保护。 后备保护：三段式距离保护