浑河220kv变电所电气项目设计方案

1、浑河220kv变电所电气项目设计方案第一篇说明书第一章引言本毕业设计论文为浑河 220/60KV 一次降压变电所电气部分设计，要求所设计的变电 所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设 的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、 安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设 备和主体工程要做到可靠、适用、先进。在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短 路电流的计算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划设计、 防雷保护规划、绘制图纸等

2、主要工作，形成较为完整的论文。论文包括毕业设计说明书和毕业设计计算书两部分，并附有五设计图纸（电气主接线 图1、变电所断面图2、平面布置图1、防雷保护图1），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。目前，电力技术已成为世界能源领域的主流技术，发电、输电、配电技术的进步，提 高了供电的能力、质量和可靠性，扩大了电力应用围，因此，变电所的合理设计也变得尤 为重要。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经济效益，起着决定性的作用。本论 文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。第二章

3、原始资料分析设计题目：浑河220KV一次降压变电所电气部分初步设计设计条件：1、变电所为地区变电所，以14回60KV出线向地区用户送电。主要用户为工业用户。2、 所址地势平坦海拔100米，最高气温40 C，最低气温-35 C,年平均气温-10 C, 空气无污染，交通便利。变电所60KV的用户负荷表:序号负荷名称最大负荷（KWZ功率因 数出线出线回路数近期远期1机械厂5000100000.95架空12东科科技园5000100000.95架空13数字机床厂6000120000.95架空24高压电气厂8000120000.9架空25111变电所8000120000.9架空26121变电所600010

4、0000.9架空27131变电所12000120000.9架空28市工业园8000150000.95架空2最大负荷利用小时数T=5000H负荷同时系数0.9，线损率为5%重要负荷占65%电力系统接线方式如图1所示:220KV2500MVAX1=0.05Sj=100MW图1接线图=0.85第三章 变电所主变压器的选择3.1 主变压器容量及型式的确定3.1.1 主变压器容量的确定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 年的发展规划进行选择 , 并适当考虑到远期 10-20 年的负荷发展。对于城郊变电所，主要变压器 的容量应与城市规划相结合。2、根据变电所所带负荷的

5、性质和电网结构来确定主变的容量对于有重要负荷的变电 所，应考虑当一台停运时，其余主变压器的容量在机及过负荷能力的允许时间，应保证用 户的一级和二级负荷。对一般性质的变电所，当一台停运时，其余主变压器的容量应能保 证所供的全部负荷的 70%。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。3.1.2 主变压器台数的确定1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧以构成环网的情况下，变电所以装设 两台变压器为宜。2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变压器，

6、在设计时应考虑装设三台变 压器的可能性。3、 对于规划只装设两台变压器的变电所，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。根据计算，确定选择两台容量为 90000KVA的变压器，其型号为SFP乙 90000/220。 主要参数如表 31。参数名称数值额定容量（KVA90000额定电压（KV高压220 ± 8*1.5%低压69连接组标号YN d11空载电流（%0.8空载损耗（KW102负载损耗（KW369.9阻抗电压（%）13.5第四章 电气主接线的选择变电所电气主接线是电力系统接线的主要组成部分，主接线的确定，对电力系统的安 全、稳定、灵活、经济

7、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。4.1 设计原则1、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，并应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。2、220K V终端变电所的配电装置，当满足运行要求时，应尽量采用断路器较少的接线, 如桥形接线等。4.2 设计的基本要求主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性三个基本要求。4.2.1 可靠性供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，应满足以下几点：1、应重视国外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。2、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程

8、度，采用可靠性高的电气设备 可以简化接线。3、要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。4.2.2 灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：1、调度要求，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。4.2.3 经济性1、投资省 首先是主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。 其次要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。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

9、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4.3 变电所电气主接线的选择4.3.1 220KV侧主接线的选择根据变电所设计等书籍中关于接线形式适用围规定可知，220KV配电装置出线回路不超过两回时，可选用单母线、单母线分段接线，也可使用桥式接线。下面选取单母线分段和桥接线两种方案进行介绍和比较，从而选择最佳方案作为本变电所侧一次主接线。表4 1 220KV侧主接线方案比较方案一：单母线分段方案二：桥接线特点当一段母线发生故障 后，分段断路器自动将 故障段隔离，保证正常 段母线不间断供电，不指使重要用户断电。线路的投入和切除比较方便，当线路发生

10、故障时，仅线路断路器断开，不影响其他 回路运行。但是变压器发生故障时，与该 台变压器相连的两台断路器都断开，从而 影响了一回为发生故障的线路的运行。可靠性方案一当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证 正常段母线不间断供电。方案二中当控制变压器的断路器出现故障 时，可由旁路隔离临时供电。经济性由于两种方案变压器型号和容量的选择均相同，所以只比较综合造 价。方案一用的断路器和开关电器多，占地面积大，故不经济。灵活性方案一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。方案一有利于扩建，而方案二不能扩建。综上所述，方案一比较灵活、可靠；方案二占地小，投资少

11、，但不利于长远发展。所 以综合考虑选方案一：单母线分段接线为本变电所一次侧主接线。4.3.2 60KV侧接线的选择由于60KV侧进出线数共14回，查找规程，可选用双母线，我国110-220KV母线分段 规定是：而当配电装置的进线和出线总数为1216回时，仍采用不分段的双母线接线。且在本设计中选择的断路器是 SF6断路器，由于其可靠性高，检修周期长，所以本变电所 二次侧采用的接线方式是双母线接线，不设旁路母线。关于二次侧方案的说明：1、可以轮流检修母线而不致使供电中断，只需将要检修的那段母线上的全部元件倒闸操作到另一组母线上就可以停电检修。2、检修任一母线回路的母线隔离开关时只需停该回路即可。3

12、、母线故障后能迅速供电。4、 调度灵活，各个电源和各回路的负荷可以任意分配到某一组母线上，可以适应各种 变化的需要。5、扩建方便，双母线接线向左右任意方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的均 匀分配。6、便于实验，在个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。综上所述，浑河变电所主接线选择以下接线方式 ：一次侧采用单母线分段接线，二次 侧采用双母线接线。浑河变电所的主接线图4-1所示：图4-1浑河变电所电气主接线图第五章 短路电流的计算5.1 短路电流计算的目的1、在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图， 确定是否采取限制短路电流的措施等

13、，都要进行必要的短路电流计算。2、选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备导体和电气设备，如：断路器、互 感器、母线、电缆等，必须与短路电流为依据。3、为了合理的配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发 生的各种短路进行计算和分析。4、进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路 计算容。5.2 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。I ch ：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。I &

14、#39;' ：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，也就 是在计算书中 0s 时的短路电流。5.3 一般规定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，应按本设 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补偿装置放电电流的影响。3、短路点的选择：选择导体的电器时，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地点。本设

15、计中选择变压器两侧的两点为短路点。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，两相接地短 路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。5.4 计算步骤5.4.1 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。5.4.2 计算短路电流步骤1、计算出各短路点在系统最大运行方式下的短路电流;2、计算出各点发生短路时的最大冲击电流和短路容量;3、列出短路电流计算数据表。5.5 计算方法5.5.1 标么值法取基准容量Sb=100MV

16、A UbUav，以下是各元件电抗标幺值的计算用公式:发电机电抗:SBSN线路电抗:Xl*=0.4LSb变压器电抗：X=立鱼100 SN短路电流周期分量有效值：I '' I 1I N 1 I 2In 2式中I 1系统短路电流标幺值；I 2 -发电机组电流标幺值冲击电流：i ch=2.55I ''短路功率：St (I 1 I 2) Sb5.5.2 网络变换、 /Y变换2、Y/ 变换网络图如图5-1 :X!X12X13X!2X13X23X2X12X23X12X13X23X3X13X23X12X13X23兀2X1X2X1X2X3X!3X1X3X1X3X2X23X2X3X

17、2X3X1X3图5 1 网络变换图5.5.3 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 Xjs >3.45时，不考虑短路电流周期分量的衰减，直 接取X js值的倒数即为短路电流在不同时刻周期分量的标幺值。2、有限电源供给的短路电流先将电源对短路点的等值电抗 Xe*，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，即可得到短路电流在不同时 刻周期分量的标幺值。第六章主要电气设备的选择正确的选择电气设备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 进行电气设备选择时，应根据工程实际情

18、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。6.1 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。6.2 高压断路器的选择断路器形式的选择按照短路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油式断路器、少油式断路器、 压缩空气高压断路器、SF6断路器、真空断路器等。由于多油式断路器和真空断路器没有 本设计中所需要的电压等级的型号，所以在次只对少油式断路器、压缩空气高压断路器SF6断路器这几种形式的断路器进行比较，列表 6-1

19、比较如下：表6-1断路器比较表类别结构特点技术性能特点运行维护特点少油式断路器油量少，油主要作为 灭弧介质，结构简单， 制造方便，积木式结 构。开断电流大，35KV以 上为积木书式结构， 全开断时间短，可开 断空载长线。运行经验丰富，易于 维护，噪声底，油量 少，易裂化，需要一 套油处理装置。压缩空气咼压断路器结构复杂，以压缩空 气作为火弧介质和操 动介质以及弧隙绝缘 介质，体积和重量较 小。额疋电流和开断能力 都可以做的较大，适 于开断大谷量电路， 动作快，开断时间短。噪声大，维护周期长， 无火灾危险，价格高。SF6断路器结构简单，但工艺及 密封要求严格，体积 小，重量轻。额疋电流和开断电流

20、 都可以做的很大，开 断性能好，可适于各 种工矿开断，sf6气 体灭弧，绝缘性能好， 所以断口电压可做的 较咼，断口开距小。噪声低，维护工作量 小，不检修间隔期长， 断路器价格目前较 高，运行稳定，安全 可靠，寿命长。所以由表6-1比较可知，S&断路器是在各方面都是较合适的，所以本设计中选择的 断路器都是SF6断路器断路器。622断路器的选择方法1、断路器额定电压Un大于电网电压Uns，即Un > Uns。2、 高压断路器的额定电流I N应大于或等于它的最大持续工作电流Imax , In > Imax。3、 动稳定校验，断路器的极限通过电流峰值Idw应不小于三相短路时通过断

21、路器的冲 击电流 ich''，即 Idw > ich''。4、 热稳定校验，高压断路器的短时允许发热量It2 t应不小于短路期短路电流发出的 热量 Qk，即 It2 t Qk。5、 开断电流能力校验，断路器的额定开断电流dbr应大于短路电流的有效值I''，即III Nbr > I 0浑河变电所220KV侧选用型号为LW7-22O的断路器,60KV侧选择型号为LWQFPT-63) 断路器。其主要参数如表62所示：表62断路器主要参数型号LW7 -220LW(OFPT)-63额定电压(KV)22063最高工作电压(KV)25272.5额定

22、电流(A)12501250额定短路开断电流(KA,有效值):31.525额定短路关合电流(KA,峰值)80633S额定短时耐受电流(KA,有效值)31.525额定峰值耐受电流(KA,峰值)8063分闸时间(MS)< 30< 306.3 隔离开关的选择隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关 与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器的开 断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。隔离开关的选择方法1、隔离开关额定电压Un大于电网电压Uns，即Un > Uns。2、 隔离开关的额定电流I N应大于或等于

23、它的最大持续工作电流Imax， I NI max。3、 动稳定校验，隔离开关的极限通过电流峰值ldw应不小于三相短路时通过隔离开关的冲击电流ich''，即Idw > ich''4、 热稳定校验，隔离开关的短时允许发热量It2 t应不小于短路期短路电流发出的热 量 Qk，即 It2 t Qk。5、 开断电流能力校验，隔离开关的额定开断电流.br应大于短路电流的有效值I"，即III Nbr > 1。浑河变电所220KV侧选用型号为 GV7-220/600隔离开关,60KV侧选择型号为断 GVW-60GD/1000 隔离开关。表63隔离开关主要参

24、数型号GW7-220/600GW5-60GD/1000额定电压(KV)22060最高工作电压(KV)25272.5额定电流(A)60010005S热稳定电流(KA,有效值)2114极限通过峰值电流(KA)5550分闸时间(S)0.030.036.4 电压互感器的选择1、按额定电压选择选择原边额定电压5要与接入的电网电压相适应，即要求电压互感器原边所接受的电 网电压应满足下列条件：1.1 Uns>U1>0.9Un其中：Uns电网电压；Un-电压互感器一次绕组额定电压。2、按准确级和容量选择用于电度计量的电压互感器，准确度不低于 0.5级，用于电流、电压测量的准确度不 应低于1级，用于

25、继电保护不应低于3级。3、结构种类选择60KV及以上可选串级式电压互感器。110KV及以上可选用电容分压式电压互感器。浑河变电所220KV侧选择型号为JDX-220的电压互感器。60KV侧选择型号为JDCF-63 的电压互感器。表6 4 220KV 侧电压互感器型号JDX-220额定电压比（KV220 0.1 0.1 /n d ；/333/0-1二次绕组额定输出（KV测量0.2级0.5级200400保护3P级3P级400300剩余电压绕组额定输出（VA200准确级3P表6 5 60KV侧电压互感器型号JDCF-63额定电压比（KV66 0.1 0.1 0.113鳥爲丐二次绕组测量保护剩余准确级

26、0.2 0.53P3P额定输出（VA）50100400100极限输出（VA2000频率（HZ506.5 电流互感器的选择1电流互感器额定电压UN大于电网电压Uns，即Un > Uns。2、 电流互感器的额定流In应大于等于最大持续工作电流Imax , In > Imax。3、按准确度级和副边负荷选择额定电流：为了保证测量仪表的准确度，电流互感器 的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感 器二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量 Se2。4、 动稳定校验，极限电流互感器通过电流峰值ldw应不小于三相短路时通过电流互感 器的冲击电流ic

27、h''，即ldw > ich''。5、 热稳定校验，短时允许电流互感器发热量It2 t不小于短路期短路电流发出的热量2Qk，即 It t Qk。6、 开断电流能力校验，电流互感器额定开断电流'br应大于短路电流的有效值l"，即III Nbr > I 0浑河变电所220KV侧选择型号为LB6-220的电流互感器，60KV侧选择型号为LCWB-63的电流互感器表66 220KV侧电流互感器参数表型号LB6 -220额定电压（KV220最高工作电压（KV252额定一次电流（A）300额定二次电流（A）5级次组合0.5/10P/10P/10

28、P/10P/10P额定输出 COS巾=0.8（KVA0.5 级 3010P 级 60额疋短时热电流（KA/S）31.5/1动稳定电流（KA）80表67 60KV侧电流互感器参数型号LCWB-63额定电流比（A）900/5准确级0.5B额定输出 COS巾=0.8（KVA0.5 级 1K1, 1K2 300.5 级 1K1, 1K3 50B 2K1, 2K2, 3K1, 3K2 50额定1S短时热电流（KA）25额疋动稳疋电流（KA）62.56.6 母线的选择6.6.1 母线选择的依据1、电流分布良好；2、散热良好；3、有利于提高电晕超始电压;4、安装检修方便，连接简单。6.6.2 母线截面选择和

29、校验由于本设计的Tmax=5000H处于临界点，既可以用长期发热允许电流选择， 又可以用 经济电流密度选择，在本设计中采用的方法是长期发热允许电流选择方法。1按导体长期发热允许电流选择，按式（1）: Imax KI al（ 1）式中：Imax-导体所在回路最大持续工作电流；I ai -在额定环境温度o 25 C时导体允许电流；K与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。当导体允许最高温度为+70 C和不计日照时，K值用式 计算：其中：ai-导体长期发热允许最高温度；0、-导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。2、按短路热稳定检验在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数Ks的影响，可得由热稳定决定

30、的导体最小截面为式（3）:Smin JQX/C（3）其中S min：所选导体截面mm ；C:热稳定系数，与导体材料及工作温度有关，可由资料发电厂电气部分 %表4-6查得；Ks:集肤效应系数，在本设计中取 Ks=1。所选截面应大于或等于Smin合格。浑河变电所220KV侧选择母线型式为钢芯铝母线，型号为LGJ-240,不需进行动稳定校验。60KV侧选择母线型式钢芯铝母线，型号为 LGJQ-70Q不需进行动稳定校验。第七章 防雷保护的设计7.1 防雷保护设计7.1.1 输电线路的防雷保护输电线路担负着发电厂产生和经过变电所变压后的电力输送到各地区用电中心的重 任。架空输电线路遭受雷电袭击的机会很多

31、，所以输电线路的雷击事故在电力系统总的雷 害事故中占很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的是尽可能减少线路雷害事故的次数 和损失。7.1.2 变电所的防雷保护变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。故变电所的雷害事故就要严重的 多，往往导致大面积停电，其次，变电设备的绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自 恢复功能，一旦因雷电过电压而发生击穿，后果会十分严重。不过另一方面，变电所的地 域比较集中，因而比较容易加强保护。7.2 避雷器的选择7.2.1 避雷器的设计原则1、配电装置的每组母线上应装设避雷器。2、110-220KV线路侧一般不装设避雷器。7.2.2 避雷器的类型1 、保护间隙是

32、最简单最原始的限压器，但它没有灭弧装置、对变压器等设备的绝缘 很不利等缺点，所以在现代的电力系统中不能采用。2、管型避雷器：它有较强的灭弧能力，但是在我们计算出短路电流后，很难选择出 一个合适的型号，此外，它的运行也不是很可靠，并且动作时形成截波对变压器的纵向绝 缘不利，所以不被采用。3、普通阀型避雷器：变电所防雷保护的重点对象是变压器，而保护间隙和管型避雷 器都不能承受保护变压器的重任，所以不能成为变电所防雷中的主要保护装置，变电所的 防雷保护主要依靠阀型避雷器。阀型避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要 措施，其保护作用主要是限制过电压波的幅值。其在电力系统过电压防护和绝缘配合中都

33、起着重要的作用。综上所述，本设计全部选用阀型避雷器。220KV则选择型号为FZ-220J的避雷器，60KV 侧选择型号为FZ-60的避雷器，变压器中性点选择型号为 FZ110的避雷器。它们的基本数据如表7-1所示：表7 1 220KV侧避雷器参数表型号额定电压有效 值（KV灭弧电压有 效值（KV工频放电电压有效 值8/20卩S雷电冲击波残压峰 值不大于（KV不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV652715表72 60KV侧避雷器参数表型号额定电压有效 值（KV灭弧电压有 效值（KV工频放电电压有效 值8/20卩S雷电冲击波残压峰 值不大于（KV）不小于不大于

34、5KA10KAFZ-606070.5140KV173KV227250表73变压器中性点避雷器参数表型号额定电压有效值（KV灭弧电压有 效值（KV工频放电电压有效 值8/20卩S雷电冲击波残压峰 值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415第八章 配电装置的设计配电装置是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅 助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。8.1 电气布置在 220KV 变电所设计中，电气布置的设计是比较关键的一步，在布置中要考虑主接线 所确定的形式和间隔，考虑变压器设置地点，避雷设备的设置，控制电缆的走

35、向进行总体 布局。在布置中要考虑监视、运行方便、占地面积小、节约控制电缆、出线合理等要求。电工建筑物总平面布置的基本要求：1、满足电气生产工艺流程要求。2、慎重确定最终规模，妥善处理分期建设。3、布置紧凑合理，尽量节约用地。4、结合地形地质，因地制宜布置。5、符合防火规定，预防火爆事故。6、注意风象朝向，有利环境保护。7、控制噪声。8、合理分区，方便管理。9、有利于交通运输及检修活动。10、电工建筑物与外部条件相适应。8.2 配电装置设计原则查电力工程电气设计手册可知：高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经 济政策，并应根据电力系统条件，自然环境特点和运行，检修、施工等方面要求，合理地 制

36、订布置方案和选用设备，并积极慎重地采用新布置，新设备和新材料，使配电装置设计 不断创新，做到设计先进，经济合理，运行可靠，维护方便。8.3 配电装置型式的选择配电装置型式的选择，应考虑所在地的地理情况及环境要求，通过技术比较确定，一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV及以下的配电装置宜采用屋式，110KV以 上多为屋外式，故本变电所设计采用屋外式配电装置。中型配电装置：现有220KV配电装置分为普通中型和分相中型两种，对于普通中型其 母线下方不布置任何电气设备，而分相中型布置的特点是将母线隔离开关直接布置在各相 母线的下方。1普通中型配电装置，其特点和使用情况是其电气设备都安装在地面

37、支架上，施工运行和检修都比较方便，所以使用广泛，各方面的经验较为丰富，但占地面积大。所以在 70年代以后，普通中型配电装置已经逐步被其他各型占地面积较小的配电装置所取代。2、分相中型配电装置，其布置可以节约用地，简化构架，节约三材，故已经基本上 取代了普通中型布置。本设计的配电装置采用分相中型。电力工程电气设计手册规定，对采用GW4和GW7型隔离开关的分相中型配电装置， 间隔宽度选用15m,，即边相对构架中心线的距离由 3m改为3.5m,综合进出线对相间距 离的要求、设备对相间距离的要求和电晕对相间距离的要求的考虑，相间距离取4m即可以满足要求。8.3.1 屋外配电装置的特点1、土建工作量和费

38、用较小，建设周期短；2、扩建比较方便；3、相邻设备之间距离较大，便于带电作业；4、占地面积较大；5、受外界环境影响，设备运行的条件较差，须加强绝缘；6、不良气候对设备维修和操作有影响。屋外配电装置的最小安全净距表8 1屋外配电装置的最小安全净距单位(mm)符号适用围220KV60KVA1 d带电部分至接地部分之间1800650A2不同相的带电部分之间2000650B1 1带电作业时带电部分至接地部分之间P 25501400B2网状遮拦至带电部分之间1900750C 无遮拦裸导体至地面之间:43003100D平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间380026008.3.3 屋外配电装置的若干问

39、题1、母线及构架浑河变电所母线选用软母线钢芯铝绞线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线 构架上。软母线可选用较大的档距，但档距越大，导线弧垂越大。2、电缆沟和通道屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。一般横向电缆沟布置在断 路器和隔离开关之间，大型变电所的纵向电缆沟因电缆数多，一般分为两路，大中型变电所一般应铺设3M宽的环行道第九章 继电保护和自动装置的规划设计继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。当确定其 配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面：1、电力设备和电力网的结构特点和运行特点；2、故障出现的概率和可能造成的后果；3、电力系统的近期发展

40、情况；4、经济上的合理性；5、国和国外的经验。9.1 继电保护的配置9.1.1 变压器的保护变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运 行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压 器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。所以变压器保护主要 有以下几种：1、瓦斯保护：反映变压器油箱的各种故障以及油面降低。2、纵差保护或电流速断保护： 、反映变压器绕组、套管和引出线故障纵差动保护适用于：并列运行的变压器，容量为 6300KVA以上；单独运行的变压器， 容量在10000KVA以时。电流速断保护用于10000KVA

41、以下的变压器，且其过电流保护的时 限大于 0.5s 。对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组间适中中能起保护作用， 如果变压器的纵差动保护对单相接地适中的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。3、零序电流保护：在中性点直接接地电网中，装设在降压变电所的变压器两侧，作 为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。4、过负荷保护：双卷变压器，过负荷保护装于高压。5、过电流保护 综上所述，本变电所变压器主变保护配置采用以下保护方式： 主保护：瓦斯保护、纵联差动保护； 后备保护：过电流保护、过负荷保护、零序电流保护。9.1.2 母线保护配置原则：35-500KV发电厂或变电所母线

42、上，在下列情况下，应装设专用的母线保护 装置。1、110KV 及以上双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段） 母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行。2、110KV及以上单母线，重要发电厂或 110K V及以上重要变电所的35-60K母线需要 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。为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是按照差动原理构成的。 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差动保护；（5）电流相位比较式母线保护。 单母线或单母线

43、分段的母线系统是比较简单的母线接线方式，其特点是所有的电源和出线都接在一组母线或分接在两段母线上。所以在出线回路较少的不太重要的发电厂和变 电所相同，一般采用低阻抗的电流差动母线保护。9.1.3 线路保护配置原则1、220KV侧线路保护（1）规程规定，110-220KV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）当线路发生故障时，如不能全线快速地切除故障，则系统的稳定运行将遭到严 重破坏以及在双侧电源线路上，如果要求全线速动切除故障时 10-22-KV 电网的线路上， 应装设线路快速动作的高频保护作为主保护，距离保护作为后备保护。（3） 220

44、KV线路的接地保护适合装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护、对某 出线路，如方向性的接地距离保护可以明显改善整个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以及 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以的110-220KV输电线路。综上述，本变电所220KV侧线路保护采用：主保护：高频保护； 后备保护：距离保护； 接地保护：零序I、U、川段电流保护。2、60KV侧线路保护 并列运行的平行线路，可装设横联差动方向保护或电流平衡保护为主保护，距离保护为后备保护。横联差

45、动保护有相继动作区和死区，而电流平衡保护只有相继动作区无死区，并且相 继动作区比横联差动保护小，并且有动作迅速，灵敏度足够大，并且接线简单等优点。综上述，浑河变电所60KV侧线路保护采用：主保护：电流平衡保护后备保护：距离保护表9 1浑河变电所继电保护规划配置主保护后备保护变压器瓦斯保护、纵联差动保护过电流保护、零序电流保 护、过负荷保护母线保护米用母联电流比相式差动保护线路保护220KV侧咼频相差保护距离保 护接地保护零序I、U、 川段电流保护60KV 侧电流平衡保护距亍离保护9.2 自动装置的配置9.2.1 配置原则及原因1、3KV及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下

46、，如用电设 备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置以及低压侧不带电源的降压变压 器，可装设自动重合闸。2、电力系统的故障中，大多数是送电线路（尤其是架空线路）的故障。运行经验表明，架空线路的故障大多数是瞬时性故障，此时如果把断开的断路器再合上，就能够恢复正常供电。若合上电源以后故障依然存在，线路还要被继电保护再次段开，因而就不能 恢复正常的供电。所以由于线路具有上述性质，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸，就有可能大 大提高供电的可靠性。由运行人员手动进行合闸固然也能够实现上述作用，但由于停电时 间过长用户电动机大多数已经停电，因此效果并不明显。为此在电力系统中就采用了自动 重合

47、闸（缩写为ZCH,即当断路器跳闸以后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。9.2.2 自动重合闸的作用1、提高供电可靠性，对单侧电源尤为显著。2、高压输电线路上采用自动重合闸，可提高并列运行的稳定性。3、可暂缓或不架双回线路，节约投资。4、可纠正断路器或继电保护引起的误动。9.2.3自动重合闸装置应符合基本要求1、自动重合闸一般由控制开关位置与断路器位置不对应的原理启动，或用保护装置 启动。2、用控制开关或通过遥控器将断路器断开时，自动重合闸均不应动作。3、自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。4、自动重合闸装置动作后应自动复归。5、自动重合闸装置应能实现重合闸后加速继电保护动作。6、当断路

48、器不处于正常状态，不允许实现自动重合闸，应将自动重合闸闭锁。综上述，浑河变电所220KV线路采用综合重合闸，60KV线路采用三相一次重合闸，主 变压器采用三相一次重合闸。9.2.4 备用电源和备用设备自动投入备用电源和备用设备自动投入装置是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将 备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置。备自投装置应满足以下要求：1、只有当工作电源断开以后，备用电源才能投入。2、工作母线上无论何种原因失去电压时，备自投均应投入。3、备用电源自动投入装置只允许将备用电源投入一次。4、当备用电源自投于故障母线时，应使其保护装置加速动作，以防扩大事故。本变电所的设计

49、，为了确保不间断供电，变电所的电源均应装设备自投装置。 本设计的主接线一次侧采用的接线方式是单母线分段接线，其设备自投装置的投入方 式是：当任一台变压器故障切除时， 分段断路器自动投入， 以保证低压两段母线继续运行。第十章 防雷保护规划设计10.1 电工装置的防雷保护1、电压为 110KV 以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于 35-60KV的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护。2、电压为110KV及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的 出线门型构架上。3、在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。

50、10.2 防雷设计要求和所需资料10.2.1 雷电过电压保护情况1、防止雷电直击于电气设备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护。2、对于60KV及以下的电气设备，应尽量减小感应过电压， 一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对电容或采用阀型避雷器保护。3、防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、电 容器和相应的进线保护段进行保护。10.2.2 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。10.2.3 避雷针的选择根据总平面布置图中的保护面积以及被保护物的最大高度，先初选避雷

51、针的针高。然 后根据保护的围进行校验，看是否满足要求。如不满足则重新选择针高。 利用公式：h0 h D /7bx 1.5(h0 hx )进行计算。第二篇计算书第一章主变压器选择的计算部分1.1 主变压器选择计算方法已知条件：负荷同时系数0.9，线损率为5%重要负荷占65%表11负荷用户表序号负荷名称最大负荷(KW功率因 数出线出线回 路数近期远期1机械厂5000100000.95架空12东科科技园5000100000.95架空13数字机床厂r 6000120000.95架空24高压电气厂P 8000120000.9架空25111变电所8000120000.9架空26121变电所60001000

52、00.9架空27131变电所r 12000120000.9架空28市工业园8000150000.95架空21、主变压器的容量应根据变电所的综合最大负荷决定。如果是选用两台主变压器， 其容量应满足综合最大负荷的要求，且当一台主变故障检修时，能满足变电所重要用户的 供电要求。当重要用户的比重不大时，若一台变压器停运，则另一台变压器能满足变电所 综合最大负荷的70%2、根据负荷的要求，负荷同时率为 0.8，线损率5%8要供电的容量为F总p巳LF810000 10000 12000 12000 12000 10000 12000 150000 93000KWQ1 Q2 Rtg 110000 tg(arccos0.95) 3286.84K varQ3 Ptg 310000 tg(arccos0.95) 3944.21K varQ4 Q5 F4tg 4 12000 tg (arccos0.9) 5811.87K varQ6F6tg610000tg(arccos0.9)4843.22 K varQ7P7tg712000tg (arccos0.9)5811.87 K varQ8 F8tg 815000 tg(arccos0.95) 4930.26 K varQ总 Q1 Q2 L Q83286.84 3286.84 3944.21 5811.87 58