东港60KV降压变电所电气部分初步设计说明书

1、 . . . I / 63摘摘 要要本毕业设计论文是东港 60KV 降压变电所电气部分初步设计。 全论文除了摘要、毕业设计书之外，还详细的说明了各种设备选择的最基本的要求和原则依据。 变压器的选择包括：主变压器的台数、容量、型号等主要技术数据的确定；电气主接线主要介绍了电气主接线的重要性、设计依据、基本要求、各种接线形式的优缺点以与主接线的比较选择，并制定了适合要求的主接线； 短路电流计算是最重要的环节，本论文详细的介绍了短路电流计算的目的、假定条件、一般规定、元件参数的计算、网络变换、以与各短路点的计算等知识； 高压电气设备的选择包括母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器的选择原

2、则和要求，并对这些设备进行校验和产品相关介绍 。而根据本论文所介绍的高压配电装置的设计原则、要求和 60KV、10KV 的配电装置，决定此次设计 60 KV 侧采用普通中型布置、10KV 侧采用屋配电布置。继电保护和自动装置的规划，包括总则、自动装置、一般规定主变压器、母线等设备的保护， 而变电所的防雷保护则主要针对避雷针和避雷器的设计。此外，在论文适当的位置还附加了图纸（主接线、平面图、断面图等）与表格以方便阅读、理解和应用。关键字：关键字：短路计算 校验 设备选择 . . . AbstractThis graduate design thesis is a certain declinin

3、g to press to change to give or get an electric shock an electricity parts of first steps design. Whole thesis besides summary, graduate to design the book outside, returned the expatiation every kind of most basic request that equipments choose with the principle according to. The choice of the tra

4、nsformer includes:The main technique in number, capacity, model number.etc. in set data of the main transformer really settles;The electricity lord connected the line to introduce primarily the electricity lord connects the linear importance, design according to, the basic request, every kind of mer

5、it and shortcoming and lords that connect the line form connects the linear choosing more, combining the lord that established the in keeping with request connect the line; Shortcircuit current calculation is calculation, network transformation that the most important link that calculation etc. know

6、ledge, this thesis introduced the calculating purpose, assumption in shortcircuit current term, general provision, a parameter detailedly, and each short circuit order; The choice of the high pressure electric equipment includes the choice principle of the busbar, high pressure circuitbreaker, isola

7、tion switch, current transformer, voltage transformer with request, and proceed to these equipmentseses the school check with the related introduction in product.But go together with the design principle, request that electricity equip according to this thesis a high pressure for introducing to go t

8、ogether with the electricity device with the 60 KV,10 KV，decide to be this time to design a side adoption the cent the mutually medium-sized arranging, a side adoption is common medium-sized arranging.Relaying protection with the programming of the automatic device, include the total a protection fo

9、r, automatic device, generally ruling main transformer, busbar.etc. equipments, . . . III / 63but change to give or get an electric shock a design for defending thunder protection then primarily aiming at lightning rod with surge arrester, lightning arrester.In addition, return in the appropriate po

10、sition in thesis additional drawing paper( the lord connects the line, plan, topographical plan, cross section drawing ) and tables read, comprehend with the convenience with applied.KeyKey wordword:The short circuit calculation school checks the equipments choice目录摘要 IABSTRACTII第一篇说明书- 1 -1 引言- 1 -

11、2 主变压器的选择- 2 -2.1 主变压器选择的要求- 2 -2.2 主变压器的选择- 2 -3 主接线形式的选择与说明- 3 -3.1 接线的设计原则- 3 -3.2 主接线的设计要求- 3 -3.3 主接线的选择- 4 -3.4 主接线的确定- 6 -4 短路计算说明- 7 -4.1 短路电流计算的目的- 7 -4.2 电力系统短路电流计算条件- 7 -4.2.1 基本假定- 7 -4.2.2 一般规定- 8 -4.2.3 电路元件参数的计算- 8 -4.2.4 等值电源的计算- 9 -4.2.5 三相短路电流周期分量计算- 9 -4.2.6 冲击电流的计算- 10 -4.2.7 不同电

12、流代表的意义- 10 -4.3 设计中应注意的问题- 10 -4.4 计算结果- 11 - . . . 5 高压电气设备选择- 12 -5.1 电器选择的一般要求- 12 -5.1.1 一般原则- 12 -5.1.2 技术条件- 12 -5.2 断路器的选择- 14 -5.2.1 参数的选择- 14 -5.2.2 形式选择- 14 -5.3 隔离开关的选择- 15 -5.3.1 参数的选择- 15 -5.3.2 型式的选择：- 15 -5.4 电流互感器的选择- 15 -5.4.1 参数的选择：- 15 -5.4.2 型式的选择：- 16 -5.5 电压互感器的选择- 16 -5.5.1 参数

13、的选择- 16 -5.5.2 按接线方式选择- 16 -5.6 母线的选择- 17 -5.6.1 母线材料、形式、和布置方式的选择- 17 -5.6.2 母线截面尺寸的选择- 17 -5.6.3 高低压侧母线选择- 18 -5.7 高压开关柜的选择- 18 -6 继电保护与自动装置设计- 20 -6.1 继电保护配置的作用和要求- 20 -6.2 母线保护:- 21 -6.3 变压器的保护- 21 -6.3.1 保护种类- 21 -6.3.2 保护的确定- 21 -6.4 线路的保护- 22 -6.4.1 配置原则- 22 -6.4.2 规程规定- 22 -6.4.3 自动重合闸装置应符合的基

14、本要求- 22 -6.4.4 备用电源和备用设备自动投入- 23 -7 高压配电装置- 24 -7.1 高压配电装置和设计原则与要求- 24 -7.2 设备的配置- 26 -7.2.1 隔离开关的配置- 26 -7.2.2 电压互感器的配置- 26 -7.2.3 电流互感器的配置- 26 -7.2.4 接地刀闸的配置- 26 -7.2.5 避雷器的配置- 27 -7.3 配电装置的选择- 27 - . . . V / 638 防雷保护的规划设计- 28 -8.1 直击雷或感应雷保护- 28 -8.2 雷电波入侵保护- 28 -9 电容补偿部分- 29 -9.1 用电设备功率因数降低后。在有共功

15、率需要量变的情况下，无功功率需要量便增加。这样会带来许多不良后果- 29 -9.2 提高功率因数的方法- 30 -9.3 电网进行无功补偿后对电力系统有什么好处- 30 -第二篇计算书- 31 -1 负荷计算和变压器选择计算与电容补偿- 31 -1.1 负荷列表- 31 -1.2 主变压器的选择- 31 -1.3 电容补偿的计算- 33 -2 短路计算- 34 -2.1 原始数据- 34 -2.2 所用计算公式- 34 -2.3 应用计算曲线的各点短路值- 36 -2.4 冲击电流的计算- 38 -3 电气设备的选择- 40 -3.1 60KV 侧断路器的选择- 40 -3.2 60KV 侧隔

16、离开关选择与校验- 41 -3.3 60KV 侧电流互感器的选择与校验- 42 -3.4 60KV 侧电压互感器的选择- 43 -3.5 避雷器的选择- 44 -3.6 母线的选择- 44 -3.7 开关柜的选择- 46 -4 避雷针的保护围计算- 50 -总结- 51 -致- 52 -参考文献- 53 -附录- 54 - . . . - 1 - / 63第一篇 说明书1 引言随着电网的规模的迅速扩大，电压等级和自动化水平的不断提高，供电部门为适应市场机制，加强科技进步和提高经济效益就成为电力经营管理关注的重点问题。发展形式要求城乡变电站尽快实现无人值班。因此，在发达国家或地区的电网中。无人值

17、班变电站已从 35110kv 扩大到了 220kv，甚至向更高电压等级的变电站方向发展，由此可见无人值班变电站是大势所趋。在我国，无人值班运行管理不是个新话题，早在 50 年代末 60 年代初，许多供电公司就曾进行过变电站无人值班的试点，当时采用的是原联的技术，并且风行一时，但后来由于技术的不完善，还有管理和认识上的种种原因。多少地区没有坚持下去。80 年代以后，随着自动化技术的发展和完善，特别是人们对变电站无人值班认识的提高。 、 、 、等地区出现了大量的无人值班变电站，就据有关资料介绍，到 1996 年底，全国已有 600 余座无人值班变电站。而到 1997年底已达到 1000 余座。近年

18、来，随着电网的发展，原电力工业部和国家电力公司先后颁布了有关变电站无人值班工作的意见和要求。目前有关无人值班变电站设计规程正在编写之中，不久即将正式颁发，这些文件的颁布与实施必然大大推动变电站无人值班工作更快发展。待设计变电所是 60/10KV 综合变电所，主要是给工业区的工厂用电，分别有近期负荷和远期负荷两种负荷方案。其 10KV 侧供电负荷出线共有 13 回，为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，本设计将按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证该变电所能够长期可靠供电。本设计是我们在校期间进行的一次比较系统，具体，完整的颇为重要的设计，它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践

19、的很好结合，在我们的大学生活中占有极其重要的作用，是学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节，是学生全面运用所学基础理论、专业知识和基本技能，对实际问题进行设计（或研究）的综合性训练。也是我们将来走向工作岗为奠定良好基石的实践。 . . . 2 主变压器的选择2.1 主变压器选择的要求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。变压器装设两台与以上主变压器时，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%

20、。变电所的主变压器一般采用三相变压器，通常为了保证供电的可靠性，变电所都装设两台变压器，并且，当一台故障时，另一台可保证负荷的 70%供电。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或预留位置。2.2 主变压器的选择主变容量的确定应根据 5-10 年发展规划进行选择，通过对原始资料的分析，根据负荷与经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式 S=k0*（1+5%）*P/cos 求得。分析原始资料 P=21600KW 线损率为 5% 负荷的同时系数为 k0=0.9将以上数据代入公式可得变压器的容量为 28421.0

21、5KVA由规程得 Se=70%S=19894.74KVA若选两台容量为 20000KVA 的变压器，当一台停运时，仍能保证 70%的重要负荷供电。查电力设备手册选所选 SF720000/63 变压器的主要参数如表 1.1 所示：表 1.1 变压器参数高压602*2.5%空载电流（%）0.9额定电压（KV）低压10.5 负载损耗（KW）99.0空载损耗（KW）27.5连接组别YN，dn . . . - 3 - / 633 主接线形式的选择与说明3.1 接线的设计原则（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。

22、（4）考虑主变台数对主接线的影响。（5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。3.2 主接线的设计要求（1）可靠性1）应重视国外长期运行的实践经验与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，检修方式下以与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，母线与其继

23、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与继电保护要求，110KV 与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 主接线的选择由规程知：610KV 配电装置中的出现回路数为 6 回以上时

24、，一般采用单母线分段的接线形式。610KV 配电装置中的出现回路数不超过 5 回时，一般采用单母接线。3560kv 配电装置，因为重要用户多系双回路供电，有可能停电检修短路器，因此可不设旁路母线。但在下列情况下，可装设旁路母线或旁路隔离开关：出线超过 8 回，断路器停电检修机会多时。超过 11 回时可装设专用旁路断路器。根据上述以与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（60KV 侧）采用单母分段的接线形式，二次侧（10KV 侧）采用单母分段的接线形式；第二种方案是一次侧（60KV 侧）采用单母线接线形式，二次侧（10KV 侧）采用单母分段兼旁路的接线形式。第

25、一种方案主接线图的特点：一次侧（60KV 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。 . . . - 5 - / 63第一种方案接线图：图 3.1第二种方案接线图：图 3.2一次侧（60KV 侧）采用单母不分段接线形式二次侧（10KV 侧） 采用单母分段兼旁路接线形式单母不分段接线形式的

26、特点：变压器投切不方便，易扩建，但是，如果一台变压器故障时，整个变电所 . . . 管辖的围都将停电。3.4 主接线的确定两种方案进行比较：从经济性上看，由于两种方案变压器的容量和型号的选择均一样，所以只比较综合造价就可以了，单母分段兼旁路较单母分段占地面积大，设备多，故不经济。从可靠性上看，进线端发生故障时，单母分段可切除部分故障设备，而旁路则不能，所以单母分段的可靠性高。从改变运行方式的灵活性来看，操作时，单母带旁路比较麻烦还容易出现错误，所以选单母分段。综上所述，第一种方案高低压侧都为单母分段选为该变电站的主接线。 . . . - 7 - / 634 短路计算说明4.1 短路电流计算的目

27、的（1）.电气主接线比较；（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）.确定分裂导线间隔棒的距离；（6）.验算接地装置的接触电压、跨步电压；（7）.选择继电保护装置和进出整定计算。4.2 电力系统短路电流计算条件4.2.1 基本假定短路电流实用计算中，可采用下列假设和原则：(1).正常工作时，三相系统对称运行；(2).所用电源的电动势相位角一样；(3).系统中的同步和异步电动机均为理想电机；(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压大小发生变化；(5).电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 5%负荷接在高压母线上，5

28、%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).不考虑短路点的电弧阻抗和变压器励磁电流； . . . (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，元件的电阻都略去不计；(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运算曲线。4.2.2 一般规定（1） 验算导体和电器动、热稳定以与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

29、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） 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的地点。对带电抗器的 610KV 出线与，除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。（4） 导体和电器动、热稳定以与电器的开断电流一般按两相短路计算，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统中的单项或两相接地短路较三相短路严重时，应按最严重的情况计算。4.2.3 电路元件参数的计

30、算高压短路电流的计算一般只计与各元件的电抗，采用标幺值。标幺值为各电路元件有名值与基准值之比。标么值法：取基准容量 SB100MVA，基准电压 UBUav计算用公式：线路电抗：XL*XL *( SB/2BU ) . . . - 9 - / 63变压器电抗：X*UK%/100*(SB /Se)短路电流周期分量有效值：IK*1/X*短路电流冲击值：icj2.55IK标么值转为有名值：IKI K*SB/3UBU*=U/Uj S*=S/Sj I*=I/Ij X*=X/Xj=XSj/Uj4.2.4 等值电源的计算（1） 按个别变化变换计算当网络中有几个电源时，可将条件相类似的发电机，按下述条件连接成一组

31、，分别求出至短路点的转移电抗。 、a 同形式且至短路点的电气距离大致相等的发电机；b 至短路点的电气距离较远的同一类型和不同类型的发电机；c 直接连接短路上的发电机。(2)按同一变化计算当仅计算任一时间 t 的短路电流周期分量，各电源的发电机形式，参数一样且距短路点的电气距离大致相等时，可将各电源合并为一个总的计算电抗。4.2.5 三相短路电流周期分量计算(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。(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 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

32、发电机运算曲线，或查发电机的运算曲线数字表， . . . 即可得到短路电流周期分量的标幺值。4.2.6 冲击电流的计算三相短路发生后的半个周期（t=0.01s）短路电流的瞬时值达最大，称为冲击电流 ich。其值近似计算为：ich=2.55id。4.2.7 不同电流代表的意义计算各种短路电流值的目的:计算短路电流的目的是为了正确选择和检验电气设备，整定继电保护装置等。通常需要计算下列各种短路电流值。I-次暂态短路电流（即三相短路电流周期分量第一周期的有效值）用来作继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流量。ICH-三相短路电流第一周期全电流有效值，用来校验电器和母线的动稳定以与断路器的额定断流量

33、。ich-三相短路冲击电流（即三相短路电流第一周期全电电流幅值）用来校验电气设备和母线的动稳定。i-三相短路电流稳态有效值，用来校验电器和载流部分的热稳定。4.3 设计中应注意的问题(1).为什么计算三相短路电流值？而不计算单相、两相短路时电流值？因为一般供电系统中已采取措施，使单相短路电流值不超过三相短路电流，而当短路点离电源较远时，也就是当 X0.6 时，两相短路电流值通常小于三相短路电流值，因而在短路电流计算中应以三相短路电流计算作为基础。(2).应用运算曲线计算短路电流时，不同类型的电源应如何合并？在本次设计的变电所中，分别有三个电源点向变电所提供电源，一个为水电厂、一个为火电厂、一个

34、为系统，这三个电源点属于不同类型的发电机特性， . . . - 11 - / 63正常应分别求出对短路点的转移电抗，在通过查运算曲线求出各个在短路点的短路电流。但由于这三个电源到短路点的电气距离很大，故允许将不同类型的发电机合并起来。4.4 计算结果计算结果可见下表短路电流计算数据一览表：表 4.1 短路点的短路电流值名称单位K1(3)K2(3)基准容量 SjMVA100100基准电压 UjKV6310短路电流标幺值0I6.9423.841短路电流有名值IKA6.36221.12冲击电流 ichKA16.253.763 . . . 5 高压电气设备选择5.1 电器选择的一般要求5.1.1 一般

35、原则1、应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；2、应按当地环境条件校核；3、应力求技术先进和经济合理；4、与整个工程的建设标准应协调一致；5、同类设备应尽量减少品种；6、选用的新产品均应有可靠的试验数据，并经正式验定合格。在特殊情况 下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经上级批准。5.1.2 技术条件1：长期工作条件1、电压：UmaxUg（5-1）式中：Umax 电器允许最高工作电压Ug 系统最高运行电压2、电流IeIgmax（5-2）式中：Ie 电器额定电流；Igmax 线路最大持续工作电流。由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度比较大，故其计算工作

36、电流应根据实际需要确定。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最大持续工作电流的要求。 . . . - 13 - / 632：短路稳定条件1、校验的一般原则：（1）电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定效验。校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流,若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况校验。（2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定；当熔断器有限流作用时，可不演算动稳定；用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2、短路的热稳定条件：It2tQd（5-3）Qd= (I2+

37、10It/22+It2)t/12（5-4）式中：Qd 短路电流产生的热效应It、t 电器允许通过的稳定电流和持续时间3、电动力稳定效验：idw ich（5-5）式中 ich 短路冲击电流幅值Idw 电器允许通过的动稳定电流的幅值 4、下列几种情况下可不效验热稳定或动稳定1.用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定；2.采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不效验动稳定；3.装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。3: 环境条件1、 温度：按交流高压电器在长期工作时的发热 （GB763-74）的规定，普通高压电器在环境最高温度为+400C 时，允许按额定电流长期

38、工作。当电器安装点的环境温度高于+400C（但不高于+600C）时，每增高 10C，建议额定电流减少 1.8%；当低于+400C 时，每降低 10C，建议额定电流增加 0.5%，但总的增加值不得超过额 定电流的 20%。本电厂地区夏季最高温度为 380C，冬季最低温度为-250C 摄氏度，年平均气温为100C，应选用普通高压电器。2、 日照：屋外高压电器在日照影响下将产生附加温升。但高压电器的发热 . . . 实验是在避免直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂按电器额定电流的 80%选择设备。3、污秽：根据资料显示，厂址附近无严重空气污染，可不考

39、虑。4、海拔：本电厂地区海拔高度为 700 米，可选择普通高压电器。5、地震：本地区为五级地震区，故可不考虑防震。5.2 断路器的选择5.2.1 参数的选择1、按额定电压选择： UeUN2、按额定电流选择： IeIgmax3、按开断电流选择： IebrI4、按额定关合电流选择： iegish5、热稳定效验： It2tQd6、动稳定效验： idwish5.2.2 形式选择断路器的形式选择，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的运行维护，并经技术经济比较后确定。按种类和形式选择：高压断路器的种类和形式的选择除应满足各项技术和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护并经技术比较后

40、才能确定。综上所述：本设计选用 SW2-63/1600 型六氟化硫断路器。表 5-1 SW2-63/1600 规格如下表：型号额定电压额定电流最高工作电压额定短路开断电流额定关合电流632SW kV63A0601kV252kA5 .72kA80动稳定电流热稳电流额定失步开断电流合闸时间分闸时间额定操作顺序kA80kA5 .31kA5 .31 18. 0 045. 0 . . . - 15 - / 635.3 隔离开关的选择5.3.1 参数的选择1、按额定电压选择： UeUN2、按额定电流选择： IeIgmax3、热稳定效验： It2tQd4、动稳定效验： idwish5.3.2 型式的选择：按

41、种类和形式选择：隔离开关的形式和种类的选择应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素进行综合技术比较后确定。60KV 高压配电装置于采用分相中型配置，因此，母线隔离开关选用 GW463/630。表 5-2GW4220 规格如下表：型号额定电压额定电流A动稳电流kA热稳电流kA634GW kV636308020热稳时间备注S4形水平回转式5.4 电流互感器的选择5.4.1 参数的选择：1、按一次额定电压选择： Ue1UN2、按一次额定电流选择： Ie1Igmax 为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次额定电流应尽可能与最大工作电流接近。3、按二次额定电流选择：一般弱电系统用 1A，强电系统用 5A

42、，当配电装置距离控制室较远时亦可考虑用 1A。4、按二次级数量选择：二次级的数量决定于测量仪表、保护装置和自动装置的要求。一般情况下，测量仪表与保护装置宜分别接于不同的二次绕 . . . 组，否则应采取措施，避免互相影响。5.4.2 型式的选择：35KV 与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。综上所述：本设计电流互感器选用表 5-3LCW-60 规格如下表10%倍数安装地点型号额定电压额定电流比欧姆倍数60KV 侧LCW-6060KV2200/5/15额定二次电阻1 秒热稳定倍数动稳定倍数级次组合1.2（0.5 级） 1.2（0.5 级）（D 级）752000.5/1：5

43、.5 电压互感器的选择5.5.1 参数的选择1、按一次回路电压选择：为了保证电压互感器的安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（0.81.2）UN1围变动。2、按准确度级选择参照电流互感器的准确等级进行选择。5.5.2 按接线方式选择 在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。在需要检查和监视一次回路单相接地时，采用三个单相三绕组电压互感器。 三个单相三线圈电压互感器适用围： 主二次绕组连接成星形以供电给测量表计、继电器以与绝缘检查电压表。对于要求相电压的测量表计，只有在系统中性点直接接地时才能接入。附加的二次绕组接成开口三角形，构成零序电压路过器

44、供电给保护继电器和接地信号（绝缘检查）继电器。 . . . - 17 - / 63表 5-4 电压互感器技术参数：安装地点型号额定电压 KV原绕组副绕组60KV 侧JCC-606060330.1辅助绕组副绕组额定容量 VA最大容量 VA0.5130.1/3500100020005.6 母线的选择5.6.1 母线材料、形式、和布置方式的选择1、由于铝的导电性能好、成本低，因此，母线材料一般采用铝或铝合金材料。2、常用的母线有软母线和硬母线，本设计 60KV 采用软母线。软母线选择的一般条件： 1、 配电装置中软母线的选择，应根据环境和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结

45、构形式； 在空气中含盐较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐型铝绞线；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电晕的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数； 对于 60KV 与以下的配电装置，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根钢芯铝绞线组成的复导线。2、母线的散热条件和机械强度与母线的布置方式有关，其布置方式可分为支持和悬挂式；支持式使用和母线工作电压的支持绝缘子把母线固定在钢架或墙板等建筑物上，采用水平布置方式。 . . . 5.6.2 母线

46、截面尺寸的选择1、负荷电流选择Igmax K Ial（6-1）K=（al-）/（al 0）1/2（6-2）式中：Igmax 最大持续工作电流；K 修正系数。Ial 允许电流；al 导体长期发热允许最高温度0 导体额定环境温度 安装地点实际环境温度2、电晕电压效验：电晕临界电压 UCT应大于最高工作电压 Umax，即UCTUmax管形导体外径大于 30mm 时可不效验。3、热稳定效验：CQSdmin 式中：C热稳定系数；Smin导体最小截面。4、动稳定效验按导体弯曲情况进行应力计算，软导体可不进行效验。5.6.3 高低压侧母线选择表 5-5 根据回路最大持续工作电流选择高压侧母线:型号+700C

47、+800CLGJ-400840A835A表 5-6 根据选择低压侧母线：矩形铝导体gIhxb(mmxmm)三条允许载流量100 x10平放3181（A）5.7 高压开关柜的选择高压开关柜是制造厂成套供应的设备，每一回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在全封闭的金属柜。制造厂生产出各种不同电路的 . . . - 19 - / 63开关柜或标准元件，设计时可按照主接线选择相应电路的开关柜或元件，组成一套配电装置。根据线路要求，本所 10KV 侧高压开关柜如下：手车柜型号15-GFC额定电压kV10.5最高工作电压kV11.5额定电流A3000 动稳定电流kA301 主母线热稳定电流S

48、-kA4-40动稳定电流kA301母线热稳定电流S-kA4-40型号 10-ZN12断路器额定电流A1260OF)-ON,-180s-OF-ON,-0.5s-31.5kA(OF额定操作循环OF)-ON,-180s-OF-ON,-180s-40kA(OFDC 电磁式)A1250CD10 2()A3000,2000(3CD10 形式AC，DC 弹簧式)A1250(1 CT8200030003 CT8合闸时间S2 . 0 固有分闸时间S07. 0 操动机构机械寿命（次）3000型号10LMZ 一次额定电流A4000,3000,2000,1500二次额定电流A5准确级次5 . 01B电流互感器级次组合

49、类型B/B5/B,1/B,型号75-LJ65,-LJZ 零序互感器电缆外径mm7565 . . . 动稳定电流kA130接地刀开关热稳定电流S-kA2-40柜体外形尺寸150010002282 质量kg略6 继电保护与自动装置设计6.1 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后果：（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

50、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而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以与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，必须迅速而有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

51、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 . . . - 21 - / 63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与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：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。6.2 母线保护: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

52、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。保护的确定：采用固定连接方式的电流差动保护。6.3 变压器的保护6.3.1 保护种类（1）反映变压器部故障的油面降低的瓦斯保护。（2）相间短路保护：反映变压器绕组和引出线的相间短路纵差动保护或速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以与绕组间短路中能起保护作

53、用。如果变压器的纵差动保护，对单相接地短路的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。（3）后备保护：过电流是由于外部相间引起的，可采用后备保护。过电流保护宜采用降压变电所，保护装置的整定值应考虑事故时，可能出现的过负荷。保护动作后，应带时限动作于跳闸。（4）中性点直接接地电网中，降压变电所的变压器的两侧应装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。（5）过负荷保护。 . . . 6.3.2 保护的确定（1）主保护：瓦斯保护、纵差保护（2）后备保护：一次过流保护、零序过流保护、过负荷保护。6.4 线路的保护6.4.1 配置原则6.4.1.1 相间短路保护（1）对简单电网

54、，一般采用 段或 段式电流电压速段保护和过电压保护。（2）在复杂电网中，当电流电压保护不能满足选择性，灵敏性，与快速性要求时，可采用高一级的保护。如距离保护。（3）对并列运行的平行双回路，可装设差动保。6.4.1.2 单相接地保护（1） 规程规定：110-220KV 直接接地电力线路，应装设反映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）保证电气设备的安全可靠运行，运行人员与时，准确的判断运行中的异常情况下并与时进行处理。6.4.2 规程规定3KV 与以上的架空线在具有断路器的条件下，应设自动重合闸。6.4.3 自动重合闸装置应符合的基本要求（1） 自动重合闸一般由控制开关位置

55、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。 . . . - 23 - / 63（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。当断路器不处于正常状态，不允许实现自动重合闸，应将自动重合闸闭锁。6.4.4 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）有当工作电源断开以后，备用电源才能投入。（2

56、）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，为了确保不间断供电，变电所的电源均应装设备自投装置。 . . . 7 高压配电装置7.1 高压配电装置和设计原则与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

57、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的要求。（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，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、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，作为设计配

58、电装置时的根据，其中 A 值是基础，其余各值是在 A 值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动围与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法规 、 高压配电装置 . . . - 25 - / 63设计技术规程 、 建筑设计防火规等有关规定，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。（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

59、。（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与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）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，母线一般采用铰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，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

60、维护条件较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，池铺设厚度不小于 250mm 的卵石层。由规程 ，35KV 与以下应建设屋配电装置。 . . . 屋外配电装置不需建造房屋，投资较少。设计高压配电装置时，还应遵循以下设计原则：（1）节约用地。（2）运行安全和操作巡视方便。（3）考虑检修和