22060KV降压变电所毕业设计_说明

1、 . . . 容摘要电气工程与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“电力系统与自动化专业（发电厂与电力系统）”毕业任务书的要求，综合大学四年所学的专业知识与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，并做出阐述和说明。论文包

2、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与其各项参数，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与其布置方式。论文包括设计的说明和设备选择的计算，并附有五设计图纸（电气主接线图一、 变电所断面图两、平面布置图一、防雷保护图一、继电保护原理图一），可为以后的设计做些参考。由于时间紧和能力有限，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，感各位老师给予我的帮助和大力支持，正因为你们精心的指导本次论文才得以更好的完成，再

3、次表示深深的感！关键词 电力系统，变压器，AbstractElectrical 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 university an academic theories theory knowledge, independence analysis definitely reach agreem

4、ent engineering actual problem ability.This design according to" electric power system and automation profession( power plant and electric power system)" the request that graduate the mission book, synthesize the four years in university a profession for learning knowledge and electric pow

5、er engineering electricity design manual ,etc. Under the help that guide the teacher, pass oneself of design what argument complete with meticulous care.Whole design process inside, completely economic that meticulous consideration engineering design, dependable that system circulate, vivid etc. man

6、y factors, end complete this design project.This design the main according to the request that graduate the design, aiming at the 220/60 KV decline to press to change to give or get an electric shock a graduate the design the thesis. The design is based on summarizing our countrys substation design

7、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(situation main connected wires picture,the plot and section of the substatio

8、n,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 each teacher to give my help with support str

9、ongly, positive because you with meticulous care of leading this thesis just can better complete, mean the profound with gratitude again! Keywordelectric power system, transformer目录容摘要IAbstractII第一部分毕业设计说明书1第一章引言1第二章主变压器台数和容量的确定22.1 主变压器选择的要求22.2 主变压器的选择：2第三章主接线形式的选择与说明43.1 主接线的设计原则43.2 主接线的设计要求43.3

10、 主接线的选择5第四章短路电流的计算84.1 短路电流计算的目的84.2 短路的基本类型84.3 一般规定84.4 计算步骤94.4.1 画等值电抗图94.4.2 计算短路电流步骤94.5 计算方法94.5.1 标么值法94.5.2 网络变换94.5.3 短路电流周期分量的计算10第五章主要电气设备的选择115.1 一般原则115.2 高压断路器的选择115.2.1断路器形式的选择115.2.2 断路器的选择方法125.3 隔离开关的选择125.2.1隔离开关的选择方法135.4 电压互感器的选择135.5 电流互感器的选择145.6 母线的选择165.6.1 母线选择的依据165.6.2 母

11、线截面选择和校验16第六章防雷保护的设计176.1防雷保护设计和选择176.2避雷器的选择17第七章配电装置的设计197.1 电气布置197.2 配电装置设计原则197.3 配电装置型式的选择197.3.1 屋外配电装置的特点207.3.2 屋外配电装置的最小安全净距207.3.3 屋外配电装置的若干问题20第八章继电保护和自动装置的规划设计228.1 继电保护的配置228.1.1 变压器的保护228.1.2 母线保护228.1.3 线路保护238.2 自动装置的配置248.2.1 配置原则与原因248.2.2 自动重合闸的作用248.2.3 自动重合闸装置应符合基本要求258.2.4 备用电

12、源和备用设备自动投入25第九章防雷保护规划设计269.1 电工装置的防雷保护26第二部分 220KV/60KV降压变电所电气部分计算书27第一章短路电流的计算271.1 所用计算公式：271.2系统计算电路图和等值电路图27第二章电气设备选择与计算校验332.1高压断路器的选择计算332.1.1 220KV侧断路器的选择332.1.2 60KV侧断路器的选择342.2 隔离开关的选择计算352.2.1 220KV隔离开关的选择352.2.2 60KV侧隔离开关的选择362.3 电压互感器的选择计算362.4 电流互感器的选择372.4.1 220KV侧电流互感器的选择372.4.2 60KV侧

13、电流互感器的选择382.5 母线的选择计算392.5.1 220KV侧母线的选择392.5.2 60KV侧母线的选择40第三章防雷保护设计423.1 避雷器的选择423.2避雷针的选择和计算43总结45致46参考文献4747 / 53第一部分 毕业设计说明书第一章 引言电气工程与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

14、电气设备与其各项参数，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与其布置方式，同时根据变电所的电压等级与其在电力网中的重要地位进行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与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，并附有五设

15、计图纸（电气主接线图一、 变电所断面图两、平面布置图一、防雷保护图一、继电保护原理图一），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，感吴志宏与其它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%，

16、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与初期只装一台主变压器的220KV枢纽变电所中，一般采用单相变压器组，当装设一台单相变压器时，应没有备用相，当主变压器超过一台，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或预留位置。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主变压器的选择：1.总容量的确定主变容量的确定应根

17、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。分析原始资料变电所60KV用户负荷表（表2-1）表2-1 用户负荷表序号负荷名称最大符合（KW）功率因素出线方式出现回路数附注近期远期1汽车制造厂12000150000.92架空2有重要负荷2汽车齿轮厂8000110000.93架空2有重要负荷3风动工具95架空2有重要负荷4电工机械厂12000170000.90架空2有重要负荷5发动机94架空2有重要负荷6汽车配件厂1000012

18、0000.90架空2有重要负荷最大负荷利用小时数T = 5600小时，负荷同时系数0.82，线损率为5，重要负荷占75。S1=p1/cos=15000/0.92=16304.4S2=P2/cos=11000/0.93=11827.96S3=P3/cos=21000/0.95=22105.26S4=P4/cos=17000/0.90=18888.9S5=P5/cos=16000/0.94=17021.3S6=P6/cos=12000/0.90=13333.3负荷总容量：S= S1+S2+S3+S4+S5+S6=99481.12则S=k0*（1+5%）*s=0.82*1.05*99481.12=8

19、5653.24因为重要负荷占75%，所以单台变压器的容量：S0=75%*85653.24=64239.93若选两台容量为64239.KVA的变压器，当一台停运时，仍能保证75%的重要负荷供电。查电力设备手册选用两台有载调压变压器，其型号为SFPZ7-90000/220，电压为230+8×1.5%/69KV，采用YN,d11连接组，其具体型号和参数见表2-2。表2-2 所选SFPZ4-90000/220变压器的主要参数型 号额定电压（KV）连接组别损耗(kw)阻抗电压（%）SFPZ4-90000/220高压低压YN，d11负载空载13.5230+8×1.5%69369.910

20、2第三章 主接线形式的选择与说明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）主接线的可靠性包括

21、一次部分和相应组成的二次部分在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）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，以节省断路器、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

22、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 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21 220KV侧主接线方案比较方

23、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一样，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

24、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，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。 60KV侧接线的选择：由于 60KV侧进出线数共12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SF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

25、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. 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，本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。本设计的电气主接线图图2-1 电气主接线图第四章 短路电流的计算4.1 短路电流计算

26、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，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。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。为了检验和选择电气设备和载流导体，以

27、与为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。：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。4.3 一般规定1、验算导体和电器动稳定、热稳定，以与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

28、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，以与电器开断电流，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与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。4.4 计算步骤4.4.1 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。4.4.2 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。4.5 计算

29、方法4.5.1 标么值法取基准容量SB=100MVA，以下是各元件电抗标幺值的计算用公式：发电机电抗：XG=X线路电抗：XL*=0.4L变压器电抗：X*=短路电流周期分量有效值：式中-系统短路电流标幺值； -发电机组电流标幺值 。 冲击电流：ich=2.55I短路功率：4.5.2 网络变换1、/Y变换2、Y/变换网络图如下： 图31 网络变换图4.5.3 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>3.45时，不考虑短路电流周期分量的衰减，直接取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X*，

30、归算到以电源容量为基准的计算电抗，然后按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。第五章 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。5.1 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。5.2 高压断路器的选择5.2.1断路器形式的选择按照短路器

31、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、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断路器这几种形式的断路器进行比较，列表比较如下： 表5-1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。压缩空气高压断路器结构复杂，以压缩空气作为灭弧介质和操动介质以与弧

32、隙绝缘介质，体积和重量较小。额定电流和开断能力都可以做的较大，适于开断大容量电路，动作快，开断时间短。噪声大，维护周期长，无火灾危险，价格高。断路器结构简单，但工艺与密封要求严格，体积小，重量轻。额定电流和开断电流都可以做的很大，开断性能好，可适于各种工矿开断，气体灭弧，绝缘性能好，所以断口电压可做的较高，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。所以由上表比较可知，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断路器断路器。5.2.2 断路器的选择方法1、断路器额定电压大于电网电压，即。2、高压断路器的额定电流应大于或等于它

33、的最大持续工作电流，。3、动稳定校验断路器的极限通过电流峰值应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流，即。4、热稳定校验高压断路器的短时允许发热量应不小于短路期短路电流发出的热量，即。5、开断电流能力校验断路器的额定开断电流应大于短路电流的有效值，即>。本变电所220KV侧选用型号为LW-220的断路器, 60KV侧选择型号为LW(OFPT-63)断路器。其主要参数如表42所示：表52 断路器主要参数型号LW-220LW(OFPT)-63额定电压(KV)22063最高工作电压(KV)25272.5额定电流(A)12501250额定短路开断电流(KA,有效值)31.525额定短路关合电流(K

34、A,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)30305.3 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一样，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一样。5.2.1隔离开关的选择方法1、隔离开关额定电压大于电网电压，即。2、隔离开关的额定电流应大于或等于它的最大持续工作电流，。3、动稳定校验隔离开关的极限通过电流峰值应不小于三相短路时通过隔离开关的冲击电流，即。4、热稳定校验隔离开关的短时允许发热

35、量应不小于短路期短路电流发出的热量，即。5、开断电流能力校验隔离开关的额定开断电流应大于短路电流的有效值，即>。本变电所220KV侧选用型号为GW-220/600隔离开关, 60KV侧选择型号为断GW-60GD/1000隔离开关。表53 隔离开关主要参数 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)0.030.035.4 电压互感器的选择1、按额定电压选择选择原边额定电压要与接入的电网电压相适应，即要求电压互感

36、器原边所接受的电网电压应满足下列条件：1.1>>0.9其中：-电网电压；-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，用于继电保护不应低于3级。3、结构种类选择60KV与以上可选串级式电压互感器。110KV与以上可选用电容分压式电压互感器。本变电所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54 220KV侧电压互感器型号JDX-220额定电压比（KV）二次绕组额定输出（KV）测量0.2级0.5级200400保护3P级3P级40030

37、0剩余电压绕组额定输出（VA） 200准确级 3P表55 60KV侧电压互感器型号JDCF-63额定电压比（KV）二次绕组测量保护剩余准确级0.2 0.53P3P额定输出 (VA)50 100400100极限输出（VA）2000频率（HZ）505.5 电流互感器的选择1、电流互感器额定电压大于电网电压，即。2、电流互感器的额定流应大于等于最大持续工作电流，。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应不大于该准确级所规定的额定容量。4、动稳定校验极限电流互感器通过电流峰

38、值应不小于三相短路时通过电流互感器的冲击电流，即。5、热稳定校验短时允许电流互感器发热量不小于短路期短路电流发出的热量，即。6、开断电流能力校验电流互感器额定开断电流应大于短路电流的有效值，即>。本变电所220KV侧选择型号为LB-220的电流互感器，60KV侧选择型号为LCWB-63的电流互感器。表56 220KV侧电流互感器参数表型号LB-220额定电压（KV）220最高工作电压（KV）252额定一次电流（A）300额定二次电流（A）5级次组合0.5/10P/10P/10P/10P/10P额定输出 COS=0.8 （KVA）0.5级3010P级60额定短时热电流（KA/S）31.5/

39、1动稳定电流（KA）80表57 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=0.8 （KVA）0.5级1K1，1K2 300.5级1K1，1K3 50B 2K1，2K2，3K1，3K2 50额定1S短时热电流（KA）25额定动稳定电流（KA）62.55.6 母线的选择5.6.1 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。5.6.2 母线截面选择和校验由于本设计的T=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

40、流选择方法。 1、 按导体长期发热允许电流选择，按下式： （1）式中：-导体所在回路最大持续工作电流；-在额定环境温度时导体允许电流； 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和不计日照时，K值也用下式计算： （2）其中： -导体长期发热允许最高温度；-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，若计与集肤效应系数的影响，可得由热稳定决定的导体最小截面为 （3）其中 S: 所选导体截面mm；C: 热稳定系数，与导体材料与工作温度有关，可由课本发电厂电气部分表4-6查得；K: 集肤效应系数，在本设计中取K=1。 所选截面应大于或等

41、于S合格。本变电所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-700，不需进行动稳定校验。第六章 防雷保护的设计6.1防雷保护设计和选择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，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。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

42、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。6.2避雷器的选择避雷器的设计原则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。避雷器的类型1、保护间隙是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：

43、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起着重要的作用。综上所述，本设计全部选用阀型避雷器。220KV侧选择型号为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。它们的基本数据如下所示：表61 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&

44、#181;S雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV652715表62 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8/20µS雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-606070.5140KV173KV227250表63 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8/20µS雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415第七章

45、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。7.1 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

46、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、 有利于交通运输与检修活动。10、 电工建筑物与外部条件相适应。7.2 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。7.3 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与环境要求，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与以下的配电装置

47、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兴和分相中型两种，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

48、程电气设计手册规定，对采用和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。7.3.1 屋外配电装置的特点1、土建工作量和费用较小，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。7.3.2 屋外配电装置的最小安全净距表71 屋外配电装置的最小安全净距 单位(mm）符号适用围220KV60KVA1带电部分至接地部分

49、之间1800650A2不同相的带电部分之间2000650B1带电作业时带电部分至接地部分之间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380026007.3.3 屋外配电装置的若干问题1、母线与构架本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

50、铺设3M宽的环行道。第八章 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情况；4、经济上的合理性；5、国和国外的经验。8.1 继电保护的配置8.1.1 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

51、以下几种：1、瓦斯保护：反映变压器油箱的各种故障以与油面降低。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，以与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

52、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。8.1.2 母线保护配置原则：35-500KV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与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与以上单母线，重要发电厂或110KV与以上重要变电所的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

53、，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一样，一般采用低阻抗的电流差动母线保护。8.1.3 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与在双侧电源线路上，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）220KV线路的接地保护适合装设