变电站毕业设计220KV降压变电所电气部分初步设计

1、 毕 业 论 文题目:220KV降压变电所电气部分初步设计指导教师姓名专业名称 电气工程及其自动化 姓 名 学 号 2011 年11 月目录摘要3设计说明3第一章主变压器容量、台数及形式的选择5第一节概述5第二节主变压器台数的选择5第三节主变压器容量的选择5第四节主变压器型式的选择6第五节计算及选择7第二章电气主接线选择9第一节概述9第二节主接线的接线方式选择10第三章短路电流计算12第一节概述12第二节短路计算的目的及假设12第三节短路计算13第四章电气设备的选择20第一节概述20第二节断路器的选择及计算20第三节隔离开关的选择及计算23第四节高压熔断器的选择26第五节互感器的选择26第六节

2、母线的选择27第七节支持绝缘子及穿墙套管的选择28第五章   继电保护规划设计29第一节 变电所主变保护的配置29第二节 220KV、110KV、10KV线路保护部分30第六章防雷保护的设计31第一节概述31第二节 避雷器参数计算与选择32第七章配电装置的选择及电气总平面布置33第一节配电装置34第二节平面布置35附录1：电气主接线图36附录2：参考文献37摘要本设计为同济大学网络教育学院10春专升本电气工程及其自动化专业毕业设计，设计题目为：220kV降压变电所电气初步设计。此设计任务旨在体现我们对专业课程知识的掌握程度，培养我们对本专业课程知识的综合运用能力。关键词 主

3、变压器 短路计算 高压熔断器 主变保护设计说明1、待建变电所基本资料： 1.1设计变电所在城市近郊，向开发区的炼钢厂供电，在变电所附近还有地区负荷。1.2 确定本变电所的电压等级有220kV、110kV和10kV, 220kV是本变电所的电源电压，110kV和10kV是二次电压。1.3 设计变电所的电源,由对侧220kV变电所双回线路及另一系统双回线路送到本变电所；在中压侧110kV母线，送出2回线路至炼钢厂；在低压侧10kV母线，送出12回线路。1.4系统阻抗：220kV侧电源A、B、C三个系统容量分别为SA=200MW，SB=400MW，SC=2100MVA，系统阻抗标幺值分别为XA* =

4、0.124，XB* =0.1423，XC* =0.004(各电抗均以各电源容量为基值计算的标幺值)，110及10kV侧没有电源。1.5110kV侧负荷主要为炼钢厂，最大负荷43000kW，功率因数cos=0.95，其中I、II级负荷占65%；10kV侧总负荷为9500 kW，功率因数cos=0.95，负荷同时率为0.9，、级负荷比例如表二所示，线路损耗为6%。1.6220kV和110kV侧出线主保护动作时间为0.2s，后备保护时间为2s；变压器主保护动作时间为0.2s，后备保护时间为1s；220kV和110kV侧断路器燃弧时间按0.05s考虑。1.7本站拟建地区位于山坡上，南面靠丘陵，东西北地

5、势平坦、地质构造稳定、1.8 该变电所的所址，地势平坦，交通方便。土壤电阻率为1.5×102欧·米。1.9 该地区年最高气温40,最热月平均最高气温度32。表一 110kV用户负荷统计资料如下：用户名称最大负荷（kW）回路数重要负荷百分数(%)炼钢厂 43000 0.95 2 65表二 10kV用户负荷统计资料如下：序号用户名称最大负荷（kW）回路数重要负荷百分数(%)1矿机厂21000.952502机械厂8002453汽车厂23002724电机厂18002365炼油厂20002766饲料厂5001- 最大负荷利用时数Tmax=5600h，同时率取0.9，线路损耗取6%。2

6、待设计变电所与电力系统的连接情况：3设计任务：3.1选择本变电所主变的台数、容量和型号；3.2设计本变电所的电气主接线；3.3进行必要的短路电流计算；3.4选择和检验所需的电气设备；3.5选择和检验10kV硬母线；3.5.1选择220kV、110kV、10kV主母线的支持绝缘子及穿墙套管。3.5.2选择限流电抗器（如有必要装设）及10kV最大一回负荷出线电缆。3.6电气配电装置设计：3.6.1220kV、110kV侧配电装置选择。3.6.210kV侧配电装置选择。3.7防雷及接地装置设计。3.8进行继电保护的规划设计。4设计成果4.1.编制设计说明书。4.2.编制设计计算书。4.3.绘图若干张

7、。4.3.1绘制变电所电气主接线图。4.3.2绘制变电所平面布置图。第一章 主变压器容量、台数及形式的选择第一节 概述变压器是各级（电压等级）变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。同时，由电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510年发展规划综合分析，进行合理选择。否则，将造成经济技术上的不合理。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。电力变压器分为单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。选择主变

8、压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。第二节 主变压器台数的选择本次所设计的变电所是市郊区220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主，把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电。因此，选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。因为，两台主变同时发生故障机率较小，适用远期负荷的增长以及扩建。并且，当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压

9、器互为备用，提高供电的可靠性。第三节 主变压器容量的选择主变容量应按变电所建成近期（510年）规划负荷选择，并适当考虑远期（1020年）的负荷发展。对于城郊变电所主变压器容量，应当与城市规划相结合。该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电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，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：s

10、e = 2（0.7PM） = 1.4PM。第四节 主变压器型式的选择一、主变压器相数的选择选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。本次设计的变电所，位于市郊区，交通便利，不受运输的条件限制，而应尽量少占用稻田、丘陵，当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。故本次设计的变电所选用三相变压器。二、绕组数的选择具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，

11、而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。三绕组变压器主要分为：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。自耦变压器：它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分

12、裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。普通三绕组变压器的价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。三、主变调压方式的选择调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。为了满足用户的用电质量和供电的

13、可靠性，220KV及以上网络电压应符合以下标准：枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的11.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%100%。因此，选用无激磁调压方式。第五节 计算及选择 根据电力工程电气设计手册的要求，并结合本变电所的具体情况和可靠性要求，选用两台同样型号的无励磁调压三绕组自耦变压器。一、 主变容量的选择变压器的最大负荷为:其中

14、：是负荷同时率，取0.9，是各部分最大负荷的累加值。对具有两台主变的变电所，其中一台主变的容量应大于70%的全部负荷或全部重要负荷。两者中，取最大值作为确定主变的容量依据。考虑到变压器梅天的负荷不是均衡的，计及欠负荷期间节省的使用寿命，可用于在过负荷期间中的消耗，故先选较小容量的主变作过负荷能力计算，以节省主变投资。其中：功率因数=0.95。二、 过负载能力校验经计算，一台主变应接带的负荷为=34350KVA，先选用两台31500KVA的变压器进行正常的过负荷能力校验。先求出变压器低载运行时的欠负荷系数为由及过负荷小时数T查“变压器正常过负荷曲线”得过负荷倍数=1.08。得变压器的正常过载能力

15、，故需加大主变的容量，考虑到今后的发展，故选用两OSFP7-40000/220三绕组变压器。第二章 电气主接线选择第一节 前言变电所电气设计的首要部分是主接线，它由高压电器设备通过连接线组成接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。为满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求和便于扩建。按照SDJ2-79变电所设计技术规程规定：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

16、定。一、可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性要求：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；尽量避免变电所全部停运的可靠性。二、灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电

17、力网的运行或停止对用户的供电；为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。三、经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。（1）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；（2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器

18、，以简化布置。（3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。第二节 主接线的接线方式选择主接线的接线方式有：单母线接线、单母分段、单母分段带旁路母线、桥形接线、一个半断路器（3/2）接线、双母接线、双母线分段接线等。按SDJ2-88220500KV变电所设计技术规程规定， 220KV配电装置出线在4回以及以上时，宜采用双母线及其他接线。故本设计中考虑了两个方案：方案1采用双母线接线，该接线变压器接在不同母线上，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任意一条母线或母线上的设备检修不需要停掉线路，但出线间隔内任意一段设备检修，此线路需停电。方案2采用单

19、母线带旁路母线，该接线简单清晰，投资略小，出线以及主变间隔断路器检修，不需停电，但是母线检修或故障时，220KV配电装置全停。本工程220KV断路器采用SF断路器。其检修周期长，可靠性高，故可不设旁路母线。由于有两回线路，一回线路停运时，仍然满足N-1原则，本设计采用双母线接线，如下图所示。 对110KV侧的接线方式，出线仅为两回，按照规程要求，宜采用桥式接线。以双回线路向炼钢厂供电。考虑到主变不会经常投切，和对线路操作和检修的方便性，采用内桥式接线，如下图所示。 对10KV侧的接线方式，按照规程要求，采用单母线分段接线，对重要回路，均已双回线路供电，保证供电的可靠性，如下图所示。考虑到减小配

20、电装置的占地和占用空间，消除火灾、爆炸的隐患以及环境保护的要求，主接线不采用带旁路的接线，且断路器选用性能比少油断路器更好的真空断路器。本设计的变电所主电气接线图参看附录1。第三章 短路电流计算第一节 概述短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然

21、很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。第二节 短路计算的目的及假设一、短路电流计算目的1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5）按接地装置的设计，也需用短路电流。二、短路

22、计算基本假设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）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；4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6）系统短路时是金属性短路。三、基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：基准容量：Sj = 100MVA基准电压：Vg（KV） 10.5 115 230四、短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2）给系统制订等值网络图；3）选择短路点；4）对网络进行

23、化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：Id* = 有名值：Idi = Id*Ij5）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：S = VjI短路电流冲击值：Icj = 2.55I6）列出短路电流计算结果第三节 短路计算等值电路图如下：一、基准值在短路计算的基本假设前提下，选取Sd = 100MVA，Ud=Uav。 二、系统电抗由原始材料可知，在Sj=100MVA下，需要计算6组发电机和系统的等效电抗，以下来求出Xs1的值， （a）计算电路图其等值电路图为：（b）等值电路图由图（a）作对应的等值电路图（b），计

24、算各元件的电抗标幺值如下：线路=Xol=0.430=0.0227线路=Xol=0.420=0.0151线路=Xol=0.415=0.0113线路=Xol=0.420=0.0151发电机=0.2480发电机=0.0712变压器=变压器=把系统看成无限大容量系统，所以它的电抗标幺值为：三、计算变压器各绕组电抗阻抗电压高中高低中低103022各绕组等值电抗Vs(1-2)10，Vs（1-3）30，s（2-3）22Vs1% = （Vs(1-2)% + Vs(1-3)%Vs(2-3)%）= （10+ 3022）=9Vs2% = （Vs(1-2)% + Vs(2-3)%Vs(1-3)%）= （10+2230

25、）=1Vs3% = （Vs(1-3)% + Vs(2-3)%Vs(1-2)%）= （30+2210）=21各绕组等值电抗标么值为：X1 = ×=×0.09X2 =××0.01X3 =××0.42四、各短路点短路计算a）d1点短路10KV母线侧和110KV侧没有电源，无法向220KV侧提供短路电流，即可略去不计，等值电路可化间为图一化简电路之后得出的=0.02614则Id1=38.26换算到220KV短路电流有名值I = Id1 =38.26× = 9.6046KA根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数Kch =

26、1.8 。当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 2 I = 2 I = 1.51I Icj= 1.51×9.6046= 14.5031KA当不计周期分量衰减时冲击电流 ich =kchI =×1.87I= 2.55 I= 2.55×9.6046=24.4917KA短路容量 S = VBI = ×230×9.6046 = 3826MVAb）d2点短路如d1处短路类似，10KV母线侧因没有电源，无法向110KV侧提供短路电流，即可略去不，等值电路可化间为图二则转移阻抗X=0.02614+=0.072614Id2 =13.13换

27、算到110KV短路电流有名值I = Id2= 13.13×= 6.59KA根据电力工程电气设计手册的相关规定，取电流冲击系数Kch = 1.8 当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值Ich = 2 I = 2 I = 1.51I Icj= 1.51×6.59=9.96KA当不计周期分量衰减时冲击电流 icj =kchI =×1.87I = 2.55 I = 2.55×6.59= 16.80KA短路容量 S = VBI = ×115×6.59= 1312MVAc）d3点短路110KV母线侧没有电源，无法向220KV侧提供短路电

28、流，即可略去不计，等值电路图可化简为图三=0.2814Id3 =3.557换算到10KV侧有名值I = Id3×= 3.557×=19.56KA短路电流全电流最大有效值及冲击值Ich = 1.51I = 1.51×19.56 =29.53KAIcj = 2.55I = 2.55×19.56 = 49.878KA短路容量：S = Uav I = ×10.5×19.56=355MVA短路点的编号基准电压V（KV）基准电流（KA）额定电流（KA）短路电流标么值短路电流有名值(KA)稳态短路电流标么值稳态短路电流标有名值短路电流冲击值ich(

29、KA)短路全电流最大有效值ich(KA)短路容量S( MVA)表达式平均值2.551.51d12300.250.2538.269.6138.269.6124.4914.503826d21150.50.513.136.5913.136.5916.809.961312d310.55.55.53.5619.563.5619.5649.8829.53355从以上计算的表格可见，各电压级的最大短路电流均在断路器一般选型的开断能力之内，所以不必采用价格昂贵的重型设备或者采取限制短路电流的措施。第四章 电气设备的选择第一节 概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装

30、置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，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后选择的高压电器，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。第二节 断路器的选择及计算高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线

31、中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35220KV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10KV电压等级，10KV采用真空断路器。一、按开断电流选择高压断路器的额定开断电流Iekd应不小于其触头开始分离瞬间（td）的短路电流的有效值Ie(td)。即：IekdIz（KA）Iekd 高压断路器额定开断电流（KA）I

32、z 短路电流的有效值（KA）二、短路关合电流的选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流ieg 不应小于短路电流最大冲击值。即：iegicj 或 idwicjieg 断路器额定关合电流idw 额定动稳定电流icj 短路冲击电流三、关于开合时间的选择对于110KV及以上的电网，当电力系统稳定要求快速切除故障时，分闸时间不宜大于0.045s，用于电气制动回路的

33、断路器，其合闸时间大于0.04 0.06s。本设计任务中考虑到检修、维护方便，220KV及110KV均选同型产品1、220KV侧断路器1）额定电压选择：VmaxVg = 220KV×1.15 = 253KV2）额定电流选择：IeIgmax 考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的Igmax=1.05Ie 即：Igmax = 1.653KA3）按开断电流选择：IekdI = 9.61 KA 即Iekd9.61KA4）按短路关合电流选择：iegich = 24.49KA 即ieg24.49KA根据以上数据可以初步选择LW6220型SF6断路器其参数如下：额定开断时间0.

34、06S额定闭合时间0.09S固有分闸时间0.036s燃弧时间取0.05s额定开断电流为Iekd =50KA额定闭合电流峰值ieg =100KA动稳定电流峰值idw =100KA4S热稳定电流50KA额定电压：220KV最高工作电压Vmax =252KV额定电流Ie =3150A5）校验热稳定，取后备保护为0.15Std = tkd + tb = 0.036 + 0.05= 0.086S tdz = tol+tb=0.086+0.15=0.2366s Qd = I2×dz = 9.612×0.2366 =21.85KA2SQr = I2r t = I2r t = 502

35、15;4 = 10000KA2S 即Qr > Qd 满足要求 Ir I*= 9.61= 2.34<40满足要求6）检验动稳定：icj idw icj= 24.49<100满足要求故选择户外LW6220型SF6断路器能满足要求，由上述计可列出下表： 设备项目LW6220产品数据计算数据VmaxVgmax252KV253KVIeIgmax3150A1653Aiegich100KA24.49KAIekdI50KA9.61KAidwicj100KA24.49KAQrQd10000KAS21.85 KAS2、110KV侧断路器考虑到2台主变及一定的交换功率1）额定电压：VymaxVgm

36、ax Vgmax = 1.15×110 = 126.5KV；2）额定电流：IyIgmax Igmax= = =1.1022KA；3）按开断电流选择：IekdI= 6.59KA即Iekd6.59KA；4）短路关合电流：iegicj = 16.80KA 即ieg16.80KA；额定电流2000A额定开断电流31.5KA短路关合电流峰值80KA动稳定电流峰值80KA3S热稳定电流31.5KA根据以上数据可以初步选择LW14110高压六氟化硫断路器，其参数为：最高工作电压126KV额定工作电压110KV固有分闸时间为0.025S燃弧时间取0.05s5）检验热稳定取后备保护为0.15Std =

37、 tkd + tb = 0.025+0.0 5 = 0.075S = 1tdz=tol+tb=0.075+0.15=0.225sQd = I2dz = 6.592×0.225=9.77KA2SQr = I2r t = 31.52×3 = 3969KA2S 即Qr > Qd 满足要求检验动稳定：icj idw icj= 16.80<idw80满足要求由以上计算表明选择LW14110高压六氟化硫断路器能满足要求，列出下表 设备项目LW14110产品数据计算数据VmaxVgmax(kv)126126.5IeIgmax(A)20001102iegich(KA)8016.

38、80IekdI(KA)31.56.59idwicj(KA)8016.80QrQd()29769.77第三节 隔离开关选择及计算隔离开关，配制在主接线上时，保证了线路及设备检修形成明显的断口，与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵循倒闸操作顺序。隔离开关的配置要求：断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离；中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设12组接地刀闸或接地器；按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开

39、关；当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关。选择隔离开关，跟选择断路器相同，其校验有所不同。为了维护及操作方便，同理220KV、110KV、10KV都造同类型,具体过程如下：一、220K侧隔离开关1）VyVgmax Vgmax = 1.25Ve 即Vy = 1.15×220 = 253KV2）额定电流：IeIgmax = = 551.1A根据以上数据，可以初步选择户外GW7220DW型，隔离开关，其参数如下：额定电压220KV，最高工作电压252KV，额定电流1600A，动稳定电流峰值80KA，热稳定电流3S为31.5KA，并带按地刀闸。3）校验热稳定

40、：td = tkd + tb = 0.036 + 0.05= 0.086S tdz = tol+tb=0.086+0.15=0.2366sQd = I2×dz = 9.612×0.2366 = 21.85KA2SQr = Ir2.t = 31.52×3 =2978KA2.S 即Qr > Qd 满足要求4）检验动稳定：icj idw idw = 80KA 即：idwicj 满足要求由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。由上述计算表明，选择GW7220DW型隔离开关能满足要求，列出下表： 设备项目GW220DW产品数据计算数据

41、VyVgmax252KV253KVIyIgmax1600A551.1AQrQd2978KA2.S21.85KA2.SIcjidw80KA24.49KA二、110K侧隔离开关1）额定电压：VyVgmax = 1.15×110 = 126.5KV2）额定电流：IyIgmax = 1102A根据以上计算数据可以初步选择户外GW5110型隔离开关，其参数如下：额定电压110KV，最高工作电压126KV，额定电流2000A，动稳定电流100KA，4S热稳定电流有效值31.5KA。3）检验热稳定，同110KV侧扩路器相同即 td = tkd + tb = 0.025+0.0 5 = 0.075S

42、 tdz=tol+tb=0.075+0.15=0.225sQd = I2dz = 6.592×0.225=9.77KA2SQr = I2r t = 31.52×4= 3969KA2S r>Qd 满足要求4）检验动稳定：icjidwicj = 16.80KA idw = 100KA即：idwicj 满足要求由于上述计算选择GW5110kw型户外隔离开关能满足要求 设备项目GW5110kw产品数据计算数据VyVgmax126KV125KVIyIgmax2000A1102AQrQd3969KA2.S9.77KA2.SidwIcj100KA16.80KA第四节 高压熔断器的选

43、择熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，也可常用于保护电压互感器。为了保证所用电供电的可靠性，所用电分别从10KV的两个分段上引接。为了节省投资，所用电压器采用隔离开关加高压熔断器与母线相连。在这里假设选用两台S9-50/10可满足要求，其型号选择的结果见下表：安装地点型号选择结果(KA)计算结果 (KA)所用变高压侧RN1-10/102012.2压变高压侧RN2-10/0.510012.2备注第五节 互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量

44、仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。选择情况如下表所示：设备名称安装地点型号电压互感器220KV母线TYD-220/-0.005桥断路器两侧连接点JDCF-110WB，0.2/3P级10KV母线JSJW-10，0.5级电流互感器110KV线路线路保护LCWB6-110B/300，0.2/P/P级主变保护LCWD-110/300，0.5/D1/D2级110KV桥断路器LCWD-110/300，0.5/D1/D2级220KV线路LB1-220W2主变10KV侧差动LMZ1-10/1600，0.5/D级过流LMC-10/1600，0.5/D级10KV出线LA-

45、10/200，0.5/3级10KV母联LMC-10/1600，0.5/3级第六节 母线的选择母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。选择结果如下：设备名称选择结果计算结果（参考值）S（mm）放置方式I（A）（32C）（Pa）（A）（mm）（Pa）母线桥2（63）矩形铝排平放1458707808031汇流母线（80）矩形铝排平放99070825846.3备注母线平放，相间距离250mm，跨距1200mm第七节 支持绝缘子及穿墙

46、套管的选择选择结果如下表所示：设备名称安装地点类型型号0.6（N）（N）支柱绝缘子母线桥户外ZA-10Y2205170户内ZS-103000700穿墙套管汇流母线户内CLB-102500560备注第五章 继电保护规划设计第一节 变电所主变保护的配置电力变压器是电力系统的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统的连续稳定运行，特别是大型电力变压器，由于其造价昂贵，结构复杂，一旦因故障而遭到损坏，其修复难度大，时间也很长，必然造成很大的经济损失。所以，本设计中主变保护配置如下：一、主变压器的主保护1、瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气

47、体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。2、差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。二、主变压器的后备保护1、过流保护为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。而本次所设计的变电所，电源侧为220KV和110KV，主要负荷在10KV侧，即可装设两套过电流保护，一套装在中压侧110KV侧并装设方向元件，电源侧220KV侧装设一套，并设有两个时限ts和t，时限 定原侧为tt+t，用U切除三侧全部断路器。2、过负荷保护变压器的过

48、负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。3、变压器的零序过流保护对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。第二节 220KV、110KV、10KV线路保护部分一、220KV线路保护 220KV线路的安全运行，对整个电力系统有着相当重要的影响，所以，本工程为220KV线路配置的

49、保护如下： 1、  光纤纵联差动保护 2、  距离保护 3、  零序过流保护 4、  过电流保护 二、110KV线路保护 由于110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其他作为一些地区变电所进线，所以稳定性要求较高，所以，110KV线路保护配置如下： 1、  距离保护 2、  零序方向保护 3、  过电流保护 三、10KV母线保护对于10KV母线接线方式为单母线分段，可以配置的保护主要有：过流保护，带时限跳分段开关，并利用装在变压器，断路器的后备保护来切除

50、故障。 四、10KV出线保护 1、  电流保护：线路故障瞬时跳开所在线路的断路器 2、  过电流保护 3、  过负荷保护第六章 防雷保护的设计第一节 概述变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。避雷针的配置原则：1）电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000n米的地区，宜装设独立的避雷针。2）独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10n。3）35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4）在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在装置