毕业设计（论文）松元湾220KV降压变电所电气部分的设计

1、 松松元元湾湾220kv降降压压变变电电所所电电气气部部分分的的设设计计 (说明书) 学校：沈阳工程学院学校：沈阳工程学院 专业：发电厂及其电力系统专业：发电厂及其电力系统 发电发电 051： 学号：学号： 指导教师：指导教师： 摘要 众所周知，设计工作是工程建设的关键环节，做好设计工作对工程建设的工期、质 量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合效益，起着决定性的作用。 可以说设计是工程建设的灵魂。 在本次毕业设计中，我主要是对张士开发区一次降压变压所进行设计。其内容包 括对主变压器、电气主接线形式的选择、对短路点进行短路计算以及对主要电气设备的 选择和全所的保护配置、防雷保护的

2、设计。 设计中，首先，通过负荷计算选定了主变压器的容量、台数、型式。并根据任务书 中给定的实际情况，初步拟定本所主接线为带母线形式的，通过可靠性、经济性和灵活 性等多方面的综合比较，确定了本所的电气主接线形式。短路计算中，在高压侧和低压 侧各选定一点，作为最大短路点，进行了对称短路计算和不对称短路计算。 其次，在设计中还确定了本所用的主要电气设备。如：高压断路器、隔离开关、电 压互感器、电流互感器、避雷针以及母线等。 再次，对本所变压器、母线及主要线路进行了保护配置，并设自动重合闸装置。通 过计算，确定全所防雷范围，安装避雷针以防止变电所遭受雷击。 以上是本变电所设计的主要内容，它们之间相互联

3、系，密不可分，构成了一个完整 的整体，从而保持证供电的可靠性。 毕业设计使我对以前所学有关电力系统知识加深了理解，学会了灵活运用。由此可 知，该设计在我们的大学学习中占有极其重要的作用，也为我们将来走向工作岗位奠定 了良好的基础。通过此次毕业设计，使我对变电所的布置结构原理有了初步的了解，对 原来不是特别熟悉的知识加深了理解，从而可以培养我们运用所学知识解决实际问题的 能力和创新的能力，增强了工程观念，以便更好的适应工作的需要。 关键词:高压变压器 断路器 隔离开关 母线 防雷保护 abstract as we know, designing work is one of engineerin

4、g developments important link, a wonderful work means the work period, quantity, investment expenses of engineering developments with movement safe and dependable that set up hurl postnatal period with produce of synthesize the performance, rise the function of the decision. so the design is the sou

5、l of engineering developments. in this graduate design, i am designing the area of zhangshi , a declining presses to change to press a proceeding design. its contents includes the choice to connect the line form to main transformer, electricity lord, compute to a little bit short-circuit proceeding

6、short circuit and install, defends the protective design in thunder with the protection of the whole to the choice of the main electricity equipments. in designing, first of all is passing the burthen the calculation made selection the capacity, set of the main transformer number, pattern. and accor

7、ding to give the actual circumstance that settle in the mission book, the first step drafts what this lord connect line as to take the bus form, pass the dependable, economic to wait to synthesize the comparison in many ways with the vivid, make sure the electricity lord of this connect the line for

8、m. in the short-circuit calculation, is each to make selection point with low-pressure side at the high pressure side, be used as biggest the short circuit orders, proceeding the symmetry short-circuit calculation with dissymmetry short circuit calculation. second, make sure that a main electricity

9、for using equipments in design. such as: breaker and isolation switch, voltage transformer, current transformer, lightning rod and bus. next, proceeded to this transformer, bus and main circuits the protection install, and establish the recloser. pass the calculation, make sure the whole defend, the

10、 thunder scope, installing the lightning rod in order to prevent change to give or get an electric shock suffers to strike by lightning. above is this change to give or get an electric shock a main contents for designing, they contacts mutually, inseparable, constituted a complete the whole. keep th

11、e dependable of the certificate power supply. graduate designing let me learn from the past the concerning electric power system knowledge ,deepen the comprehension, academic association use flexibly, in a specific way and all now design inside. key words: transformer breaker isolation switch bus de

12、fend the thunder protection 目 录 摘要摘要.i abstract .ii 引言引言.- 1 - 说明书说明书.- 2 - 第一章第一章 变压器的选择变压器的选择.- 2 - 1.1 主变容量的确定.- 2 - 1.2 主变台数的确定 .- 2 - 第二章第二章 电气主接线的选择电气主接线的选择.- 4 - 2.1 主接线设计原则.- 4 - 2.2 主接线设计的基本要求.- 4 - 2.2.1 可靠性 .- 4 - 2.2.2 灵活性 .- 4 - 2.2.3 经济性 .- 5 - 2.3.1 方案一 双母线接线形式： .- 5 - 2.3.2 方案二 双母带旁路

13、接线形式： .- 6 - 2.4 低压侧的选择：.- 7 - 第三章第三章 短路电流的计算短路电流的计算.- 9 - 3.1 短路电流计算的目的： .- 9 - 3.2 短路电流计算的基本假定： .- 9 - 3.3 变电所中的限流措施: .- 9 - 3.4 计算步骤.- 10 - 3.5 计算方法 .- 10 - 3.6 三相短路电流周期分量的计算 .- 10 - 第四章第四章 电气设备选择电气设备选择.- 11 - 4.1 电气选择的一般要求.- 11 - 4.1.1 一般原则 .- 11 - 4.1.2 技术条件 .- 11 - 4.1.3 检验的一般原则 .- 11 - 4.1.4

14、短路的热稳定条件： .- 12 - 4.1.5 短路的动稳定条件： .- 12 - 4. 2 高压断路器的选择.- 12 - 4. 2. 1 参数的选择 .- 12 - 4. 2.2 型式的选择 .- 13 - 4. 2.3 关于开断能力的几个问题 .- 13 - 4. 2.4 使用条件 .- 13 - 4. 3 高压隔离开关的选择 .- 14 - 4.3. 1 参数的选择 .- 14 - 4.3.2 操动机构的选择 .- 14 - 4.3.3 使用条件 .- 14 - 4.3.4 校验断路器，隔离开关 .- 14 - 4.4 电流互感器的选择.- 15 - 4.4.1 型式的选择 .- 15

15、 - 4.4.2 一次额定电流选择 .- 15 - 4.4.3 准确度等级的选择 .- 15 - 4.4.4 短路稳定校验 .- 15 - 4.5 电压互感器的选择.- 17 - 4.5.1 型式选择 .- 17 - 4.6 母线的选择 .- 18 - 4.6.1 一般要求 .- 18 - 4.6.2 导体截面的选择和校验 .- 18 - 4.7 避雷器的选择 .- 19 - 4.7.1 避雷器的型式选择 .- 19 - 第五章第五章 高压配电装置的规化设计高压配电装置的规化设计.- 21 - 5.1 设计原则和要求.- 21 - 5.1.1 总的原则.- 21 - 5.1.2 设计要求.-

16、21 - 5.2 电气布置.- 22 - 5.2.1 选择配电装置 .- 22 - 5.2.2 总平面图的绘制和布局原则 .- 23 - 第六章第六章 继电保护和自动装置的规划设计继电保护和自动装置的规划设计.- 24 - 6.1 变压器保护 .- 24 - 6.1.1 主保护：.- 24 - 6.1.2 后备保护: .- 25 - 6.2 线路的保护.- 25 - 6.2.1 220kv 线路保护配置.- 25 - 第七章第七章 防雷保护防雷保护.- 27 - 7.1 变电所的保护对象：.- 27 - 7.2 防雷保护设计要求.- 27 - 7.3 避雷针和避雷线.- 27 - 计算书计算书

17、.- 29 - 第一章第一章 主变压器的选择主变压器的选择.- 29 - 第二章第二章 短路电流计算短路电流计算.- 30 - 2.1 对称短路的计算: .- 30 - 2.1.1 d 点短路.- 30 - 第三章断路器的选择第三章断路器的选择.- 37 - 3.1 220kv 侧断路器: .- 37 - 3.2 60kv 侧断路器: .- 37 - 第四章第四章 隔离开关的选择隔离开关的选择.- 39 - 4.1 220 侧隔离开关 .- 39 - 按电流选择：.- 39 - 4.2 60kv 侧隔离开关 .- 40 - 第五章第五章 电压互感器的选择电压互感器的选择.- 41 - 5.1

18、220kv 侧电压互感器 .- 41 - 5.2 60kv 侧电压互感器 .- 41 - 第六章第六章 电流互感器的选择电流互感器的选择.- 42 - 6.1 220kv 侧电流互感器侧电流互感器: .- 42 - 6.2 60kv 侧电流互感器的选择 .- 43 - 第七章第七章 母线选择母线选择.- 45 - 7. 1 220kv 侧母线.- 45 - 7. 2 60kv 侧母线选择：.- 45 - 第八章第八章 防雷保护计算防雷保护计算.- 47 - 避雷器的选择：避雷器的选择：.- 48 - 结结 论论.- 49 - 致致 谢谢.- 50 - 参参 考考 文文 献献.- 51 - 附附

19、 录录.- 52 - 引 言 毕业设计是对一个学生掌握所学知识的一综合性评估，对我将来的工作有很大的帮助， 我的毕业设计主要是针对张士开发区一次降压变电所（220/60kv）的设计,考虑到各种实 际情况，希望能选到经济合理，运行安全可靠的方案。 我的毕业设计的内容共分为四大部分：一是说明书，主要内容对主变压器的选择、电 气主接线形式的选择、短路计算中短路点的选择以及高压电气设备的选型、对全所的保 护配置、防雷保护的具体说明。使人们对本所设计有个感观上的初步认识。二是计算书， 主要内容包括：短路电流详细计算、变压器差动保护的整定计算以及对防雷保护范围的 计算。它们将要所设计所需参数具体的展示出来

20、。三是图纸，主要由变电所总平面布置 图、电气主接线图、断面图、以及防雷保护组成。它们直观的介绍了本所概况及接线。 四是结论，它对本次变电所设计内容做了总结，最后是相关图纸和附表。 以上这些就是我的毕业设计全部内容，由吴志宏老师指导，并提供了大量资料和有 益建议。另在设计当中还得了本组同学的帮助，在此一并表示衷心的感谢。 说明书 第一章 变压器的选择 在各个等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，其担负着变换网络电压进行 电力传输的重要任务。确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的 保证。特别是我国当前的能源政策是开发与节约并重，近期以节约为主。因此在确保安 全可靠供电的基础上

21、，确定变压器的经济容量，并提高网络的 经济运行素质将具有明显 的经济意义。 变压器单台容量的选择与变电所的负荷和装设的变压器台数有关，并且考虑变压器 过负荷的能力。对于安装两台变压器的变电所，单台变压器的额定容量按照变电所最大 负荷的 60%-70%选择。 1.11.1 主变容量的确定主变容量的确定 (1)主变压器容量一般按变电所建成后 5-10 年的规划符合选择，并适当考虑到远期 10- 20 年的负荷发展。对于城市郊变电所，主变压器容量与城市规划相结合。 (2)根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的 变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及

22、过负荷能力后的允许时 间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所 ，当一台变压器停运时，其余变 压器容量应保证全部负荷的 70%-80%。 (3)同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标 准化。 1.21.2 主变台数的确定主变台数的确定 （1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设 凉台主变压器为宜。 （2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，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所，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。

23、1.31.3 变压器形式的选择变压器形式的选择 （1） 主变一般采用三相变压器，若因制造和运输条件限制，在 220kv 的变压所中可采 用单相变压器组。当装设一组单相变压器时，应考虑装设用相，当主变超过一组，且各 组容量满足全所负荷的 75%时，可不装备用相。 （2）当系统有调压要求时，应采用有载调压变压器。对新建的变压所，从网络经济运 行的观点考虑，应注意选用有载调压变压器。其所附加的工程造价，通常在短期内是可 以回收的。 （3）与两个中性点直接接地的系统连接的变压器，除低压负荷较大或与高中压间潮流 不定情况外，一般采用自耦变压器，但仍要作技术经济比较。 （4）具有三种电压的变压所，例如 2

24、20kv、110kv、35kv，一般采用三绕组变压器。 综合以上方面分析，经查表选择 sfp24-63000/220 变压器，其铭牌参数如下： 型号型号sfp24-63000/220 额定容量（kva）63000 高22081.5%额定电压(kv) 低66 连接组yn，d11 空载78损耗(kw) 短路270 空载电流0.9 阻抗电压(%)13.4 总体质量(kg)171 s-三相 f-风冷 p-强迫油循环 4-序号 变电所一般装有两台主变压器，如有备用变压器，可选一台，本变电所无备用变 压器，故初选 2 台。 第二章 电气主接线的选择 变电所电气主接线系指变电所的变压器，输电线路怎样与电力系

25、统相连接， 从而完成输配的任务。变电所的主接线是电力系统组成中的一个重要组成部分。主接线 的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电 装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响，因此，全面分析有关影 响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。所以在选择电气主接线时要满足其 基本要求，具体如下： 2.1 主接线设计原则 根据变电所设计技术规程sdj2-79 规定：变电所的主接线应根据变电所在电力系 统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠、简单灵活、 操作方便和节约投资等要求。 2.2 主接线设计的基本要求 主接线应满足

26、可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。 2.2.1 可靠性 供电可靠性是电力系统生产和分配的首要要求，主接线首先要满足这个要求。具体 如下： （1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电。 （2）路器或母线故障以及母线故障检修时，尽量减少停运回路数和停运时 间 （3）尽量避免发电厂、变电所全部停电的可能性。 （4）大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。 2.2.2 灵活性 主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 （1）调度时，应可以灵活的投入和切除发电机，变压器和线路，调配电源和负荷，满 足系统在事故运行方式，检修运行方式及特殊运行方式下的系统调度要求 （2）检修时，可以方便地停运断路器

27、、母线及其继电保护设备，进行安全运行和对用 户的供电。 （3）扩建时，可以容易的从初期接线过度到最终接线。在不应响连续供电或停电的情 况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作 量少。 2.2.3 经济性 主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般应当从以下几 方面考虑。 （1）投资省 主接线应简单清晰，以节省开关电器数量，降低投资；要适当采用限制 短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二次控制与保护方式不应过复杂， 以利于运行和节约二次设备用电缆的投资。 （2）占地面积少 主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件尽可能使占地面

28、积减少同时应注意节约搬迁费用，安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在 可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资，投建，尽快发挥经济效益。 （3）电能损耗少 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，应 经济合理地选择变压器的型式，容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。 根据以上的要求，现对我所 220kv 侧和 60kv 侧主接线分别选择，初步拟定以下几个 方案进行比较后，从中选择最为合适的一种。 2.3 高压侧主接线 本设计是松元湾一次降压变电所电气部分，变电所电压等级为 22060kv，且 220kv 电源进线为 2 回，转送 4 回，都是重要负荷所以采用双电

29、源供电，根据主接线的基本要 求，110220kv 配电装置当出线回数在 5 回及以上时，采用双母线接线形式。 但双母线接线形式有双母分段以及双母兼旁路，下面逐一分析对其比较进行选择。 2.3.1 方案一 双母线接线形式： 图 3-1 双母线接线形式 双母线的两组母线同时工作，并 通过母线联络断路器并联运行，电源 与负荷平均分配在两组母线上。由于 母线继电保护的要求，一般某一回路 固定与某一母线连接，以固定的连接方式运行。 优点： （1）供电可靠。通过两组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；检修任一母线的隔离开关，只停该回路。 （2）调度灵

30、活。各个电源和各个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。向双母线的左右任何一个方向扩建，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。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以至连 接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨越。 (4)便于实验。当各别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组 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）母线故障或检修时，隔离开关作为倒闸操作电器，容易误操作。为了避免隔离 开关误操作，须在断路器和隔离开关之间装设联锁装置。

31、适用范围： 当出线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复 供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性 有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下： （1）3563kv 配电装置，当出线回路数超过 8 回时；或连接的电源较多、负荷较大 时。 （2）110220kv 配电装置出线回路数为 5 回及以上时；或当 110220kv 配电装置， 在系统中居重要地位，出线回路数为 4 回及以上时。 2.3.2 方案二 双母带旁路接线形式： 图 3-2 双母带旁路接线 为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保 护

32、装置的检修和调试） ，不终断对用户的供电，可增设旁路母线或旁路隔离开关。 优点：除了双母线的优点外，在检修任一出线断路器时，不停该回路的电，可以用 旁路断路器来代替该出线断路器。通过旁路母线供电，对双母线的运行没有影响。 缺点：和双母线接线形式一样；除此之外其比双母线投资大；旁路母线平时不工作。 旁路母线或旁路隔离开关的设置原则： （1）设置旁路母线时，首先采用以母联或分段断路器兼作旁路断路器。但在下列情况 下，则装设专用旁路段路器： a.当 110kv 出线 7 回及以上，220kv 出线 5 回及以上时，一般装设专用旁路段路器。 b.对于在系统中居重要地位的配电装置，110kv 出线 6

33、回及以上，220kv 出线 4 回及 以上时，也可装设专用旁路段路器。 还有双母线分段接线形式，但是我国 110220kv 变电所和升压站一般不采用。 考虑我所设计的变电所的实际情况，对比以上两种主接线形式综合比较，决定选择双 母线接线形式，它能保证供电的可靠性，保证重要用户的连续供电，同时又经济可行。 2.4 低压侧的选择： 本设计是松元湾一次降压变电所低压侧 60kv 出线回数为 13 回，具有重要负荷，出 线回路数较多，为了保证向这些一类负荷不间断供电，初步拟定为有母线接线形式较合 适。但是由于母线的接线形式有单母线和双母线两种，下面就对其进行分析比较，选择 出适合的接线形式。 2.4.

34、1 方案一 单母线分段兼旁路母线的接线形式 图 3-3 单母线带旁路接线 特点： 在检修线路断路器时不中断对该线路的供电，增设旁路设施（旁路开关电器和旁路 母线） ，上图接线，用了两台旁路断路器，增加了投资，而我设计的变电所出线为 12 回， 出线回数较多，根据主接线的基本要求未能满足其经济性，所以此种接线方式不考虑。 2.4.2 方案二双母线接线和方案三双母线兼旁路接线的形式已在前面详细的进行了比 较和说明。现就 60kv 侧的具体情况，对其进行比较选择如下：从可靠性来看：方案三比 方案二的可靠性要高，因为在本所所带负荷中，都为双回路，并且都有重要负荷。在方 案三中，若要检修某回路可以用旁路

35、断路器来代替该回路的出线断路器。从而可以不给 该回路停电。 从灵活性来看：两者差不多。但是方案三比方案二多出了一个倒旁路的操作。 从经济性来看：方案三比方案二的投资要多，因为方案三要比方案二多出来一条母 线，一个断路器和若干个隔离开关。所以在经济性方面看，方案二较方案三好。 经过以上的种种分析，所以 60kv 侧的主接线决定选用双母线的接线形式。 第三章 短路电流的计算 3.1 短路电流计算的目的： （1） 电气主接线图的选择。 （2） 选择导体和电器。 （3） 确定中性点接地方式。 （4） 计算软导体的短路摇摆。 （5） 确定分裂导体间隔棒的间距。 （6） 验算接的装置的接触电压和跨步电压。

36、 （7） 选择继电保护装置和进行整定计算。 3.2 短路电流计算的基本假定： （1） 正常工作时，三相系统对称运行。 （2） 所有电源的电动势相位角相同。 （3）系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体 集体肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差 120 度电气角度。 （4）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生 变化。 （5）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%负荷接在高压母线上，50%负 荷接在系统侧。 （6）同步电机都具有自动调整励磁装置。 （7）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 （8）不考虑

37、短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。 （9）除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的阻抗都略去不 计。 （10）元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 （11）输电线路的电容略去不计。 （12）用概率统计法制定短路电流的运算曲线。 3.3 变电所中的限流措施: （1）变电所中，在变压器回路中装设分裂电抗器或电抗器。 （2）采用低压侧为分裂绕组的变压器。 （3）出线上装设电抗器。 3.4 计算步骤 （1）画等值电抗图 首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。 选取基准容量和基准电压。 计算各元件的电抗标么值。 （2）选择计算短路点。 （3）求各短路

38、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。 3.5 计算方法 标么值法：取基准容量 sb=100mva，基准电压 ub=uav计算用公式： 发电机电抗：xg=x 线路电抗： ll xx * 变压器电抗： n bk s su x 100 % * 短路电流周期分量有效值： * * 1 x ik 冲击电流：ich=2.55i11 3.6 三相短路电流周期分量的计算 （1） 无限大电源供给的短路电流 当供电电源为无穷大或者计算电抗 xjs3.45 时，不考虑短路电流周期分量的衰减。 （2） 有限电源供给的短路电流 先将电源对短

39、路点的等值电抗 x*，归算到以电源容量为基准的计算电抗 xjs，然 后按 xjs值查相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算数字表，即可得到短路电流周期 分量的标幺值。 第四章 电气设备选择 电力系统中的各种电气设备，其运行条件不完全一样，选择的方法也不完全一样， 但对他们的基本要求是相同的。电气设备要能可靠的工作，必选正常运行条件进行选择， 并且按短路条件校验其动稳定和热稳定。电气设备选择还要按当地环境条件校核，力求 技术先进和经济上的合理。 4.1 电气选择的一般要求 4.1.1 一般原则 (1)应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求; (2)考虑远景发展； (3)应按当地环境条件校

40、核； (4)应力求技术先进和经济合理； (5)与整个工程的建设标准应协调一致； (6)同类设备应尽量减少品种； 4.1.2 技术条件 选择电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行， 长期工作条件包括：电压、电流、机械负荷 (1)电压 选用的电器允许最高工作电压 umax不得低于该回路最高运行电压 u2： umaxu2 (2)电流 选用的电器额定电流 ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工 作电流 iz： ieiz 高压电器没有明确的过载能力，所以在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方 式下回路持续工作电流的要求。 4.1.3 检验的一般原则 （1）电压选定

41、后应按最大可能够通过的短路电流进行动、热稳定校验； （2）用熔断器保护的电器可不用验算热稳定； （3）在工作电压和过电压作用下，电器的内、外绝缘应保证必要的可靠性。 4.1.4 短路的热稳定条件： kt qti 2 式中-在计算时间秒内，短路电流的热效应（ka2s） kt q js t it-t 秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（ka） t设备允许通过的热稳定电流时间（s） 校验短路热稳定所用的计算时间计算： k t abprk ttt 式中 tpr -继电保护装置后备保护动作时间（s） tab -断路器的全分闸时间（s） 4.1.5 短路的动稳定条件： ichidf ichidf 式中 i

42、ch -短路冲击电流（ka） ich -短路全电流有效值（ka） idf -电器允许的极限通过电流峰值（ka） idf 电器允许的极限通过电流有效值（ka） 4. 2 高压断路器的选择 4. 2. 1 参数的选择 （1）断路器的额定关合电流，不应小于短路冲击电流值。 （2）当断路器的两端为互不联系的电源时，设计中应按以下要求校验：断路器断口的 绝缘水平应满足另一侧出现工频反相电压的要求；在反相下操作时的开断电流不超过断 路器的额定反相开断性能；断路器同极断口间的泄漏比距为地的 1.5 倍。 （3） 变压器中性点绝缘等级低于相电压的系统中，断路器的分闸操作不同期时间宜 小于 10ms。 （4）

43、不应选用手动操作机构（高压断路器） 4. 2.2 型式的选择 （1） 断路器型式选择除应满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试 和运行方式维护，并经技术经济比较后确定。 （2） 配电装置在 35-220kv 可以选用少油断路器，六氟化硫断路器，空气断路器，要 注意开断路器的两侧为互不联系的电源。 4. 2.3 关于开断能力的几个问题 （1） 校验开关能力的量 在校验断路器的断流能力时，应用开断电流代替断流容量一般取断路器实 际开断时间的短路电流作为校验条件。 （2） 非周期分量的问题 短路点发生在下列地点，可直接用短路电流的周期分量与断路器的开断电流相比 较，来选择断路器，不必考虑

44、非周期分量的影响。 4. 2.4 使用条件 （1） 产品安装地点，海拔高度不超过 1000m； （2） 环境温度不高于 40，不低于30； （3） 用于户内的产品，相对温度不大于 90%； （4） 无火灾、爆炸、严重腐蚀金属及绝缘材料的化学气体和蒸气的场所； （5） 无剧烈振动的场所。 本变电所 220kv 侧选择型号为 lw220,60kv 侧选择型号为 lw6-63，其参数如下： lw220 型的技术参数如下： 型 号额定电压 un（kv） 额定电流 in（a） 额定开断 电流 （ka） 额定闭合 电流 （ka） 4s 热稳电 流 额定动稳 电流 lw（ofpi ）220 22012503

45、1.58031.5ka80ka lw6-63 型的技术参数如下： 型号un（k v） in（a ） 额定开断 电流 额定闭合 电流 4s 热稳电 流(ka) 额定动稳 电流(ka) （ka）（ka） lw（ofpi）6363125025632563 4. 3 高压隔离开关的选择高压隔离开关的选择 4.3. 1 参数的选择 项目参数 正常工作条件电压、电流、频率、机械负载 短路稳定性动稳定电流、热稳定电流和持续时间 承受过电压能力对地和断口间的绝缘水平、泄漏比距 技术条 件 操作性能 分合小电流、旁路电流和母线环流，单柱式 隔离开关的接触区，操作结构 环境 环境温度、最大风速、覆冰厚度、相对 湿

46、度、污秽、海拔高度、地震烈度 环境条 件 环境保护电磁干扰 户内使用可不校验 户外使用可不校验 4.3.2 操动机构的选择 屋内式 8000a 以下隔离开关一般采用手动操动机构；8000a 及以上宜采用电动机构。 隔离开关的型式，应根据配电装置特点和使用要求等因素，进行综合技术经济比较 后确定。 4.3.3 使用条件 （1） 海拔高度不大于 1000m 为普通型，环境温度不低于-10，户外产品； （2） 地震烈度不超过 8 度； （3） 环境温度不高于 40，户内产品，环境温度不低于-10，户外产品，环境温度不低 于-30； 4.3.4 校验断路器，隔离开关 项目额定是压额定电流开断电流短路关

47、合 电流 热稳定动稳定 断路器 隔离 开关 nnen uu maxnn ii spnoc ii 1 shce ii t tq iih shfst ii 本变电所选择的隔离开关的主要参数： 型号 gw4-220gw4-63 额定电压（kv） 22063 最高工作电压（kv） 25272.5 额定电流（a） 12502200 4s 热稳定电流（ka，有效 值） 31.531.5 动稳定电流（ka， ） 8080 分闸时间（s） 0.030.03 4.4 电流互感器的选择电流互感器的选择 4.4.1 型式的选择 35kv 及以上配电装置一般采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式，电流互感器，常用 lcc 系

48、列，树脂绕组绝缘的 lz 系列只适用于 35kv 屋内配电装置,在有条件时,如回路中有 变压器套管,穿墙套管,应优先采用套管电流互感器以节约投资,减小占地. 4.4.2 一次额定电流选择 （1）当电流互感器用与测量时，其一次额定电流应尽量选择比回路中正常工作电流 大 1/3 左右，以保证测量仪表的最佳工作，并在过负荷时仪表有适当的指示。 （2）电力变压器中性点，电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡 电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流 1/3 进行选择。 4.4.3 准确度等级的选择 用于电度计量的电流互感器，准确度不应低于 0.5 级，500kv 宜用 0.2 级；用于电流

49、、 电压测量的，准确度不应低于 1 级。 4.4.4 短路稳定校验 （1）动稳定校验 电流互感器的内部动稳定性通常以额定动稳定电流或动稳定倍数 kd表示。kd等于极 限通过电流峰值与一次绕组额定电流 i1e峰值之比。校验按下式计算： 3 1 10 2 e ch i i kd 式中 kd-动稳定倍数 ich短路冲击电流的瞬时值（ka） i1e电流互感器的一次绕组额定电流（a） （2） 热稳定校验 一般给出 t=1s 或 t=5s 的额定短时热稳定电流或热稳定电流倍数 kr ,校验按下 式进行： 3 1 10 / e d r i tq k 式中 qd短路电流引起的热效应ska 2 t制造部门提供的

50、热稳定计算采用的时间 t=1s 或 t=5s 220kv 侧电流互感器 型号 lcwd3-220 额定电流比 3005/ 二次负荷0.5 级 50 10 级 50 级次组合 0.5/10p/10p/10p/10p 额定短时热电流（ka/s） 212 保护级准确限值系数 20 动稳定电流（ka）552 60kv 侧电流互感器 型号 lb6-220 额定电流比 700-150005/ 二次负荷0.5 级 40 10p 级 40 级次组合 0.5/10p/10p 额定短时热电流（ka/s） 25 保护级准确限值系数 20 动稳定电流（ka） 63 4.5 电压互感器的选择 4.5.1 型式选择 （1

51、）620 kv 配电装置一般采用油侵绝缘结构；在高压开关柜中或在布置地位狭窄 的地方，可采用树脂浇注绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。 （2）35110kv 配电装置一般采用油侵式绝缘结构电磁式电压互感器。 （4） 220kv 及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互 感器。 220kv 侧电压互感器选择 型 号 jdx220 原绕组 3/220 副绕组 1 3/1 . 0 副绕组 2 3/1 . 0 额定电压比（kv） 剩余绕组0.1 副绕组 1 额 0.2 级200 定负荷0.5 级400 二次绕组额定输出 （kv） 副绕组 2 额定负荷 3

52、p 级400 额定输出（va） 300剩余电压绕组额定负荷 准确级 3p 60kv 侧电压互感器的选择 型 号 jdx63 原绕组 3/66 副绕组 1 副绕组 2 3/1 . 0 额定电压比（kv） 剩余饶组 3/1 . 0 副绕组 1 额 定负荷（va） 0.2 0.5 80 200 二次绕组 副绕组 2 额 定负荷（va） 3p400 剩余绕组额定负荷（va）3p300 4.6 母线的选择 变压器等电器设备与配电装置母线间的连接导线、各种电气设备间的连接导线，统 称母线。母线有硬母线和软母线之分。软母线具有成本低，运行维护简便等优点，而广 泛应用。软导线因施工方便，适用于屋外配电装置中。

53、软导线有铝绞线、钢芯铝绞线、 耐热铝合金绞线、扩径导线。铝镁合金导线、铜导线等种类。 有连接母线时，主要考虑材料、截面形状和面积大小，并校验动稳定和热稳定。 110kv 以上电压还应校验是否发生电晕。 4.6.1 一般要求 （1）配电装置中软导线的选择，应根据环境条件（环境温度、日照、风速、污秽、 海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构 形式。 （2）在空气中含盐量较大的沿海地区或周围气体对铝有名显腐蚀的场所，应尽量选 用防腐型铝绞线。 （3）当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。当电压较高时，为 保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足

54、电晕的要求，可增加导线外泾或增加 每相导线的根数。 （4）对于 220kv 及以下的配电装置，电晕对选择导线截面一般不起决定作用，故可 根据负荷电流选择导线截面。导线的结构形式可采用单钢芯铝绞。线或由钢芯铝绞线组 成的复导线 4.6.2 导体截面的选择和校验 屋外配电装置中的软导线可按下列条件分别进行选择和校验： （1）ialimax imax：导体回路持续工作电流；相应于导体在某一运行温度、环境条件下长期 允许工作电流。 （2）按短路热稳定校验 短路热稳定要求的导体截面计算方法为： c q s k s：导体的载流截面 qk：短路电流的热效应 c：与导体材料及发热温度有关的系数 （3）热效应

55、qk的计算法 qk=qp+qnp qp=tk(i”2+10i2tk/2+i2tk)/12 qnp=ti”2 式中 t：非周期分量等效时间（s） 4.7 避雷器的选择 4.7.1 避雷器的型式选择 型号型式应用范围 fs配电用普通阀型10kv 及以下的配电系统电 缆终端盒 fz电站用普通阀型3-220kv 发电厂，变电所的 配电装置 fcz电站用磁吹阀型1.330kv 及以上配电装置 2.220kv 及以下需要限制操 作过电压的配电装置 3.降低绝缘的配电装置 4.布置场所特别狭窄或高 烈度地震区 fcx线路型磁吹阀型330kv 及以上配电装置的出 线上 fcd旋转电机用磁吹阀型发电机，调相机，

56、户外安 装 (1) 当在 330kv 及以上高压电网中选用 fcz 型磁吹避雷器 (2) 当金属氧化物避雷器具有优异的非线性伏案特性，残压随冲击电流波头时间的 变化特性平稳陡波响应特性好，没有间隙的击穿特性和灭弧问题，其电阻片单位体积吸 收能量大，还可以并联使用，所以在保护超高压长距离输电系统和大容量电容器组特别 有利。 4.7.2 避雷器使用条件： (1)使用地点的海拔高度不超过 1000m，高于 1000m 的地区选用高压型避雷器。 (2)使用地区的环境温度不高于+40,不低于-40。 (3)户内、户外。 (4)安装地点可能出现相对地最高工频电压，该电压不得大于避雷器。 (5)没有严重污秽

57、或腐蚀金属，绝缘件的气体的地区。 (6)没有导剧烈震动和冲击的场所。 本变电所 220kv 和 60kv 侧避雷器的参数如下： 型 号220/496 110w y75/223 110w y 系统额定电压（kv） 22063 避雷器额定电压（kv） 22075 持续运行电压（kv） 146 40 雷电冲击残压(ka) 532223 操作冲击残压（kv）431 陡坡冲击残压 524（ms） 549 2ms 方波冲击容量 800600 第五章 高压配电装置的规化设计 5.1 设计原则和要求 5.1.1 总的原则 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、 规范及技术规

58、定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求， 合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料新结构，使配 电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。 变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜， 节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装 置型式时，必须满足下列四点要求。 （1）节约用地 （2）运行安全和操作巡视方便， （3）便于检修和安装。 （4）约三材，降低造价。 配电装置布置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求，如保证各 种电气安全净距，装设防误操作的

59、闭锁装置，采取放火、防暴和蓄油、排油措施，考虑 设备防冻、防阵风、抗震、耐污等性能。使配电装置一旦发生事故时，能将事故限制到 最小范围和最低程度，并使运行人员在正常操作和处理事故的过程中不致发生意外情况， 以及在检修维护过程中不致损害设备。此外，还应重视维护时的方便条件，如合理确定 电气设备的操作位置，设置操作巡视通道，便利与主（网络）控制室联系等。 对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。配电装置的设计还应采 取有效措施，减少三材消耗，努力降低造价。 5.1.2 设计要求 （1）满足安全净距的要求 （2）施工、运行和检修的要求 屋外配电装置的安全净距不应小于下表所列数值 屋外配电

60、装置的安全净距(mm) 额定电压(kv) 符 号 适用范围220 a1 1.带电部分至接地部分之间 2.网状遮拦向上延伸线距地 2.5m 处与遮拦向 上带电部分之间 1800 a2 1.不同相带电部分之间 2.断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分 之间 2000 b1 1.设备运输时，其外廓至无遮拦带电部分之间 2.交叉的不同时停电检修的无遮拦带电部分之 间 3.带电作业时的带电部分至接地部分之间 2550 b21.网状遮拦至带电部分之间1900 c 1.无遮拦裸导体至地面之间 2.无遮拦裸导体至建筑物、构筑物顶部之间4300 d 1.平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之 间 2.带电部分