KV降压变电所的设计

1、220KV降压变电所的设计摘要：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对220kV降压变电所的特点，阐述了220kV降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。文中介绍的220kV降压变电所的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。关键词：降压变电所；设计方法；供配电第一章：原始资料变电所规模及性质：大型城市变电站 （终端站）电压等级：220KV/110KV/35KV线路回数：220KV本期2回交联电缆（发展1回）； 110KV本期4回电缆线路（发展2回）； 35KV 30回

2、电缆线路，一次性配齐设计依据： 规程（包括变电所（或发电厂）设计技术规程、继电保护和自动装置设计技术规程、电气测量仪表装置设计技术规程等），电力工程设计手册，电力工业常用设备用册，发电厂电气部分等教材设计流程： 首先,确定了解变电站的功能,进出线回数,变压器台数,交换功率大小,然后确定母线型式,最后配置保护,自动装置. 第二章 变电所电气主接线的确定电气主接线是电力系统的重要组成部分，它的设计形式直接关系全所电气设备的选择和配电装置的布置。它的设计应以设计任务书为依据，以国家有关经济建设方针、政策及有关技术规范为准则，结合工程具体特点来确定，要求安全可靠、稳定灵活、方便经济。2.1 主变压器容

3、量和台数的选择2.1.1 主变压器的台数：待设计变电站为大型的城市变电站，负荷较重（本期最大负荷150+210=360MVA, 远期最大负荷240+210=450MVA），又因是城市变电站，负荷较为重要，且为终端变电站，要求电压质量是可以调节的，现在市场上生产的变压器的容量，选择2台变压器不能满足负荷的要求，我选择4台相同容量的变压器。2.1.2主变压器容量：根据运行经验，变压器的容量应保证在有一台检修的情况下，其他变压器能带全部负荷的70%，按远期最大负荷算，即3台主变的容量应满足70%的负荷需求，因此本设计的主变每台应带负荷为：（240+210）× 70% /3 = 105（MV

4、A），所以我们选择的主变容量为120MVA变压器。2.1.3主变型式：本设计220KV降压到110KV和35KV两个电压等级，因此采用三绕组变压器。2.1.4调压方式：根据地区及负荷的要求，变压器选择有载调压方式。根据以上原则，查阅有关资料，选择的主变压器技术数据如下：型 号 SFPSZ7 -120000 / 220容 量 120 MVA容 量 比 120/120/120额定电压高压220±8×1.25%中压121低压38.5联结组标号 YN，yn0,d11损 耗空载144 KW负载480 KW空载电流 0.9 %阻抗电压高-中14 %高-低24 %中-低9 %2.2 电气

5、主接线方案的拟定2.2.1方案：（见图2-1）图2-1分析：因本220KV变电所不仅供本地区的负荷，还降压到110KV向另一终端变电所转供大量的负荷，所以方案在220KV高压侧采用“双母线带旁路接线”，它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点。110KV侧采用“双母线接线”。35KV侧采用“单母线分段带旁路接线”，便于分段检修母线及各出线断路器。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，两段母线同时故障的机率极小，可以不予考虑。2.2.2方案：（见图2-2）图2-2分析：考虑220KV本期只有两条进线及本所只有两台主变压器，所以方案在220KV高压侧采用

6、“单母线分段接线”， 采用“单母线分段接线”虽然使用断路器数量少、布置简单、占地少、造价低，但在变压器故障时需停相应线路，且隔离开关又作为操作电器，所以可靠性差。110KV侧采用“单母线分段接线”，四条出线从不同分段上引接以提高供电可靠性，此种接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便，便于分段检修母线。当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，两段母线同时故障的机率极小，可以不予考虑。当一条出线断路器故障或检修试验时，不会对另一终端变电所造成停电。35KV侧采用“单母线分段带旁路接线”，此接线的优缺点已在前文中叙述，不再赘述。2.2.3方案：（见图2

7、-3）图2-3分析：方案在220KV高压侧采用“单母线分段接线”。110KV侧采用“双母线接线”，它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当母线系统故障时，需短时切除四条出线，使另一终端变电所全停。35KV侧采用“单母线带旁路接线”，虽然对断路器检修试验等均有好处，但当母线故障时，会造成10KV用户断电，可靠性差，故不宜采用。2.2.4 方案：（见图2-4）分析：本方案在220KV侧采用“单母线接线”，虽简单清晰，设备少，投资小，图2-4但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。供电可靠性不好。110KV侧采用“双母线分段接线”，它同时具备双母线和单母线分段的特点，具

8、有很高的可靠性和灵活性，但由于高压断路器及配电装置投资较大，只适合于610KV电压等级。35KV侧采用“双母线接线” 它具有供电可靠、检修方便、调度灵活及便于扩建等优点，但当出线断路器检修或故障时，无法将负荷及时送出，会造成重要用户的长时停电，故不宜采用。2.2.5 方案：（见图2-5）分析：方案的220KV侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，但当母线出现故障时，会造成全所停电及另一终端站的停电。110KV侧采用“双母线带旁路接线”，具有十分好的可靠性及灵活性，但使用设备多，投资大。35KV侧采用“单母线接线”， 此接法的优点表现在简单清晰，设备少，投资小，但当

9、母线出现故障或短路器检修试验时会造成10KV重要用户的长时间的停电。图2-5由以上的分析，初步选定方案和方案为本设计的主接线方案，经详细的比较后再选定最终方案。2.3 最佳方案的确定我国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定，并且应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节约投资等要求”。现就方案和方案的可靠性、灵活性和经济性进行详细地比较，筛选出最佳方案。供电可靠性的比较：方案的220KV高压侧采用“双母线带旁路接线”，当一段母线出现故障时，及时将运行方式改变到另一母线上运行，只能短时造成全所停电及另一终端站的停电。 而方案的2

10、20KV侧采用“单母线接线”，当母线出现故障时，就会造成全所及另一终端站的长时间的停电。110KV侧接线方式的可靠性基本相同，不需比较。35KV侧方案采用“单母线分段带旁路接线”，当一段母线发生故障时，保护装置将分段断路器跳开，保证正常母线不间断供电，不会造成35KV的用户全部停电，且故障段的重要用户可经过旁路母线带出。方案中35KV侧采用“单母线接线”， 当母线出现故障或出线短路器故障时会造成35KV重要用户的长时间的停电。两方案的可靠性相比较，方案的可靠性远比方案的可靠性强。灵活性的比较：220KV侧：方案可选择任一段母线运行，随时检修任一组断路器及母线上的设备，方案的接线就只能一种方式运

11、行。110KV侧：两方案都具有很高的灵活性，虽然方案的灵活性要高一些，即每条出线断路器的检修、试验都可随时进行，但是四条出线向另一终端站送电，没有必要选择此种灵活性。35KV侧：两方案运行调度灵活，四台主变可以单独并列运行，也可全部并列运行。但是主变解列运行时方案的负荷可分别由四台中的两台主变带出，方案的负荷只能由其中两台主变带出，另两台主变空载。经济性的比较：在主接线设计时，主要矛盾往往发生可靠性与经济性之间，因此在满足供电可靠，运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。方案比方案 220KV、35KV设备多。但110KV设备方案比方案少一些。二者相比，方案比方案投入的资金要

12、多一些。虽然方案比方案投入资金多，但从可靠性和灵活性综合的看，方案显然优于方案的设计。因此本设计最终确定的方案为设计方案。2.4 所用电源的引接 所用电源引接的原则负荷的种类本变电所的所用电负荷主要是：变压器强迫油循环冷却装置的油泵、风扇；蓄电池充电设备；油处理设备；采暖通风；照明及供水泵用电等。负荷的重要性因本所两台主变压器为强迫油循环冷却的变压器，要求所用变分别接在两个不同的电源上，以保证在变电所所内停电时，仍能使所用电得到不间断的供电。 所用变的供电电压及型号、容量所用电属于低压用户，本站属大型的220KV变电站，其供电电压为380V三相四线制，用电容量都较110KV大，因此将供电电压选

13、为35KV。选择SL7-500/35，低压0.4KV,容量500KVA变压器两台。 供电方式供电可靠性是所用电的首要保证，在本供电系统中所用电应为0级用户。结合其供电电压及其容量，可将一台所用变压器引接于35KV段母线上，另一台所用变压器引接于35KV段母线上。两所用电源采用明备用方式，并且装设备用电源自动投入装置来保证其可靠性。第三章 短路电流的计算3.1 短路电流计算的目的及规定 短路电流计算的目的：在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，需要进行全面的短路电流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以

14、校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。 短路电流计算的一般规定：1. 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；2. 短路种类：一般以三相短路计算；3. 接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。4. 短路电流计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。5. 计算容量：应按工程设计规划容量计算，并考虑系统发展规划。3.2 短路电流的计算取基准容量为：Sj=100MVA，基准电压为Uj=Up又依公式： Ij=Sj/

15、3 Uj；Xj=Uj2/Sj，计算出基准值如下表所示：（Sj=100MVA）Uj（KV）23011537Ij（KA）0.2510.5021.56Xj（）52913213.7 计算变压器电抗：UK1 %=1/2UK（1-2）%+UK（3-1）%-UK（2-3）%=1/214+24-9=14.5UK2%=1/2UK（1-2）%+ UK（2-3）%- UK（3-1）%=1/214+9-24=-10UK3%=1/2UK（3-1）% +UK（2-3）%- UK（1-2）% =1/29+24-14 =9.5XT1*= (UK1%/100)×(Sj/Se)= 14.5/120=0.1208XT2*

16、= (UK2%/100)×(Sj/Se)= 0XT3*= (UK3%/100)×(Sj/Se)= 9.5/120=0.079 系统电抗 （根据原始资料）： 近期：Xmax1*=0.1334；Xmax0*=0.1753；Xmin1*=0.1245; Xmin0*=0.2319; 远期：Xmax1*=0.1139；Xmax0*=0.1488； 系统计算电路图及等值网络图如图3-1、图3-2和图3-3图3-2图3-33.2.4 短路计算点的选择选择如图3-2中的d1、d2、d3各点。3.2.5 短路电流计算1、 d1点短路时：Up=230kv流经进线回路的短路电流的计算：I”*=

17、I*=1/X1*=1.0/0.1139=8.78 每个回路的三相短路电流为：I”=（I”* Ij ）/4=（8.78 *0.251）/4=1.1KA两相短路电流分别为：0.866*1.1=0.95 KA冲击电流为：ich=2.55 I”=2.55×1.1=2.805（KA）短路容量为：S=3Uj I” =1.732×230×1.1=438.2（MVA） Ich=1.51* I”=1.51×1.1=1.66（KA）2、 d2点短路时Up=115kv流经主变回路的短路电流的计算：I”*=I*=1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0)=6.94

18、每个回路的三相短路电流为：I”=（I”* Ij ）/4=（6.94 *0.502）/4=0.87KA两相短路电流分别为：0.866*0.87=0.754 KA 冲击电流为：ich=2.55 *I”=2.55×0.87=2.218（KA）短路容量为：S=3Uj *I” =1.732×115×0.87=173.28（MVA） Ich=1.51 *I”=1.51×0.87=1.31（KA）3、 d3点短路时Up=37kv流经主变回路的短路电流的计算：I”*=I*=1/X1*=1.0/(0.1139+0.0302+0.01975)=6.105 每个回路的三相短路

19、电流为：I”=（I”* Ij ）/4=（6.105 *1.56）/4=0.855KA两相短路电流分别为：0.866*0.855=0.74 KA 冲击电流为：ich=2.55 *I”=2.55×0.855=2.18（KA）短路容量为：S=3Uj *I” =1.732×37×0.855=54.79（MVA） Ich=1.51 *I”=1.51×0.855=1.29（KA）3.2.6 将所计算最大方式下短路电流值列成下表：名称短路点基准电压（KV）I”（KA）三相I”（KA）两相ich（KA）Ich（KA）S（MVA）d12301.10.952.8051.66

20、438.2d21150.870.7542.2181.31173.28d3370.8550.742.181.2954.79第四章 电气设备的选择4.1 选择设计的一般规定电气设备的选择设计，同样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余地，以满足电力系统安全经济运行的需求。电气设备的选择，应依据以下规定： 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，并考虑远景发展的需要；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、 选择导体时应尽量减少品种；5、 扩建工程应尽量使新老设备型号一致；6、 选用的新产品，均应具有

21、可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。4.1.2 有关的几项规定电气设备应按正常运行情况选择，按短路条件验算其动、热稳定，并按环境条件校核设备的基本使用条件。1、 正常运行条件下，各回路的持续工作电流应按规定公式计算；2、 验算电气设备时，所用短路电流的值一定要是在规定的条件下求得；3、 验算导体短路热稳定时，所用的时间一般采用主保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间，同时要考虑到主保护的死区；电气设备的短路电流计算时间，一般采用后备保护的动作时间加相应的断路器全分闸时间；4、 环境条件：选择导体和电器时，应按当地环境条件校核。当气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的规定

22、时，应通过技术经济比较后分别采取下列措施：1） 向制造部门提出补充要求，订制符合当地环境的产品；2） 在设计或运行中采取相应的防护措施如采用屋内配电装置，加减震器等。4.2 电气设备的选择与校验 主变压器持续工作电流的计算:220KV高压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/3UN =1.05×120000/1.732×220 =330.67（A）110KV中压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/3UN =1.05×120000/1.732×110 =661.35（A）35 KV低压侧 Igmax=1.05IN =1.05SN/3UN

23、=1.05×120000/1.732×35 =2078.52（A）断路器及隔离开关的选择1、220KV断路器及隔离开关的选择额定参数及短路电流计算数据断路器隔离开关SW6-220/1200GW4-220D/1000UN=220（KV）220220Igmax=330.67（A）12001000I”=1.1（KA）2123.7ich=2.805（KA）5580Ich=1.66（KA）21S=438.2（MVA）6000 断路器校验 动稳定: ich=2.805（KA）iman=55（KA）iman >ich故合格热稳定: =1 tdt=0.85 t=1SI2tdz=1.1

24、*1.1*0.85It2·t=55*55*1所以：I2tdz It2·t所选型号符合要求隔离开关校验:动稳定：ich=2.805（KA）iman=80（KA）iman >ich故合格热稳定： I2tdz It2·t所选型号符合要求2、主变110KV及35KV侧断路器及隔离开关的选择110KV侧额定参数及短路电流计算数据断路器隔离开关SW4-110/1000GW4-110D/1000UN=110（KV）110110Igmax=661.35（A）10001000I”=0.87（KA）18.423.7ich=2.218（KA）5580Ich=1.31（KA）21（

25、5s）S=173.28（MVA）3500 断路器校验: 动稳定: ich=2.218（KA）iman=55（KA）iman >ich故合格热稳定: =1 tdt=0.85 t=1SI2tdz=0.87*0.87*0.85It2·t=55*55*1所以：I2tdz It2·t所选型号符合要求隔离开关校验:动稳定： iman >ich热稳定： I2tdz It2·t所选型号符合要求35KV侧:额定参数及短路电流计算数据断路器隔离开关HB-35/3150GW4-35D/4000UN=35（KV）3535Igmax=2078.52（A）31504000I”=0

26、.855（KA）4040ich=2.18（KA）100104Ich=1.29（KA）40(5S)S=54.79（MVA）2425 断路器校验动稳定: ich=2.18（KA）iman=100（KA）iman >ich故合格热稳定: =1 tdt=0.85 t=1SI2tdz=0.855*0.855*0.85It2·t=100*100*1所以：I2tdz It2·t所选型号符合要求隔离开关校验:动稳定：iman >ich热稳定： I2tdz It2·t所选型号符合要求3、35KV出线、旁路及所变断路器及隔离开关的选择35KV出线、旁路及所变断路器选择SW

27、2-35 型，主要参数如下：型号SW2-35额定电压35KV最大电压 40.5KV额定电流1500A额定开断电流24.8KA断开容量1500MVA热稳定电流 24.8KA（4S）极限通过电流63.4KA35KV出线、旁路及所变隔离开关选择GW4-35D，主要参数如下：型号GW4-35D额定电压35KV额定电流1000A热稳定电流 23.7KA（4S）动稳定电流80KA断路器型式的选择，除需满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较才能确定，根据当前我国生产制造情况，3220KV电网一般采用少油断路器。35KV因要求容量大，采用六氟化硫断路器。隔离开关型式的选

28、择，应根据配电装置的布置特点和使用等因素，进行综合的技术经济比较后确定。本方案对35KV侧采用屋内式，对110KV、220KV采用屋外式。220KV进线、主变、母联断路器及隔离开关采用相同型号。110KV主变、母联、出线断路器及隔离开关采用相同型号。35KV主变、分段断路器及隔离开关采用相同型号。4.3 母线的选择4.3.1 型式：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流在4000A及以下时，一般采用矩形导体；在110KV及以上高压配电装置，一般采用软导体；当采用硬导体时，宜选用铝锰合金的管形导体。4.3.2 母线截面的选择：除了配电装置的汇流母线及较短导体按导线长期发热允许电流选择外，其余

29、导体的截面一般按经济电流密度选择。本设计要求选择的35KV母线属于配电装置的汇流母线，故应按导线长期发热允许电流选择。即：IgmaxKIyIy- 相应于某一母线布置方式和环境温度为+25时的导体长期允许载流量，此值由表中查出。K- 温度修修正系数，此值由表中查出。对于屋外配电装置的裸导体，最高环境温度取最热月份平均最高温度。对于屋内配电装置的裸导体，最高环境温度取该处通风设计温度，当无资料时，可取最热月份平均最高温度加5。4.3.3 35KV母线的选择、校验已知最热月份平均最高温度+30，故环境温度按+35计算，查表得出综合修正系数K=0.88求 Igmax=1.05IN =1.05SN/3U

30、N =1.05×210000/1.732×35 =3637.4（A）依 IgmaxKIy 得 Iy Igmax / K = 3637.4 / 0.88 = 4133.4（A）查表选用四条竖放矩形铝母线，导体尺寸为125×10（mm2）（载流量4225A）。1、 热稳定校验按短路条件下的电流校验导体热稳定的校验公式为： SSmin=Itdzkf / CC2=Kln（t+t2）/（t+t1） ×10-4K=222×106 ./.cm4 t=245； t1=30； t2=200 C2= 222×106ln（245+200）/（245+30）

31、 ×10-4 C=103.37tr= tb+ tgu+=0.5+0.15=0.65 =IZ/I=1 查表得 tdz=0.4； kf=1 Smin=24490×0.63/103.37=149.3（mm2） SSmin=149.3（mm2）满足要求。2、 动稳定校验按短路条件下的电流校验导体动稳定的校验公式为： maxyy 硬铝母线材料的允许应力为6.9×106 Pa单条矩形母线max=1.73ich2×L2/a×10-8Pa支柱绝缘子跨距L取1.5m母线相间距a取0.35m母线自振频率 fm=112×ri/l2× =112&#

32、215;0.829×8/1502×1.55×104 =511.70（Hz）单条母线共振频率范围为35-135Hzfm不在其范围内，故可取1查表得=0.167bh2=0.167 ×1×82=10.69×10-6max=1.73ich2×L2/a×10-8Pa=1.73×62.492×1×1.52/（0.35×10.69×10-6）×10-8Pa=40.63（Pa）显然maxy满足动稳定要求4.4 220KV、110KV母线电压互感器及其熔断器的选择4.4.1

33、 型式：220KV、110KV选用油浸结构电磁式电压互感器；4.4.2 接线方式的选择要求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；4.4.3 电压选择按额定及二次系统所需选择；4.4.4 准确度及二次负荷应满足计量和继电保护的需求；根据以上各项要求，本设计选择的220KV、110KV母线电压互感器列入下表：电压等级220KV110KV型号JCC1-220W1JCC1-110W1 电压比（KV）220/3 0.1/3 0.1/3110/3 0.1/3 0.1/3准确级次及容量（VA）最大； 3级； 1级； 0.5级2000；1000；500；250最大； 3级； 1级；

34、 0.5级2000；1000；500；250接线组别1/1/1-12-121/1/1-12-12 熔断器的选择220KV电压互感器熔断器选择为RDW-220/0.5，额定电流0.5A。110KV电压互感器熔断器选择为RDW-110/0.5，额定电流0.5A。4.5 全所电压互感器、电流互感器配置方案4.5.1 电压互感器的配置方案1、 220KV系统电压互感器的配置方案：由于220KV采用双母线接线方式，所以每段母线各有一组电压互感器，即220KV配置两组，6只电压互感器；2、 110KV、35KV系统的配置情况基本与220KV系统的配置一样。 电压互感器配置安装位置额定电压（KV）型 号电

35、压 比220KV母线220JCC1-220W1220/3 0.1/3 0.1/3110KV母线110JCC1-110W1110/3 0.1/3 0.1/335KV母线35JDZ-35 35/3 0.1/3 0.1/34.5.2 电流互感器的配置方案根据电流互感器的选择原理，按电流互感器最大工作电流选择全所的电流互感器，配置情况列表如下： 220KV系统电流互感器的配置计算数据（A）额定电压（KV）型号电流比Igmax=330.67220 KVLCWD-220600/5 110KV系统电流互感器的配置计算数据（A）额定电压（KV）型号电流比Igmax=661.35110 KVLCWD-11010

36、00/5 35KV系统电流互感器的配置（出线除外）计算数据（A）额定电压（KV）型号电流比Igmax=2078.5235 KVLCW-353000/535KV出线电流互感器的配置额定电压（KV）型号电流比35 KVLCW-351000/54.6 防雷保护方案设计 变电所的保护对象：变电所中的建筑物应装设直击雷保护装置，诸如屋内外配电装置，主控室等。 电工装置的防雷措施1. 电压为110及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在屋外配电装置的构架上，安装避雷针的构架支柱应该与配电装置接地网相连接。在避雷针的支柱附近，应设置辅助的集中接地装置，其接地电阻不应大于10。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起

37、，至变压器与接地网上的连接处止，沿接地线距离不得小于15m。在变压器构架上，不得装避雷针。2. 主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下：a. 若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地；b. 若屋顶有钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地；c. 若结构为非导电体屋顶采用避雷保护，避雷带网格为810m，每格1020m设引下线接地；上述接地可与总接地网联接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10。 防雷保护装置1. 防雷保护一般经常采用避雷针，它由金属制成，比被保护设备高并具有良好的接地装置，其作用是将雷电流吸引到自己身上并安全导入地中，从而保护附近比它矮的设备、建筑物免受雷

38、击。2. 避雷针的设计一般有以下几种类型：a. 单支避雷针的保护；b. 两针避雷针的保护；c. 多支避雷针的保护；3. 电所直击雷保护的基本原则：一是独立避雷针（线）与被保护物之间应有一定的距离，以免雷击针（线）时造成反击，参看图4-1。二是独立避雷针的接地装置与被保护物之间也应保持一定的距离Sd以免击穿，在一般情况下，Sk不应小于5m，Sd不应小于3m。有时由于布置上的困难Sd无法保证，此时可将两个接地装置相联，但为了避免设备反击，该联接点到35KV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15m，因为当冲击波沿地埋线流动15m后，在500· m时，幅值可衰减到原来的22%

39、左右，一般不会引起事故了。4. 雷电侵入波保护：因为雷击线路机会比雷击变电所多，所以沿线路侵入变电所的雷电过电压行波是很常见的。又因为线路的绝缘水平要比变压器或其它设备的冲击试验电压高许多，所以变电所对行波的保护十分重要。雷电侵入波保护是利用阀型避雷器以及与避雷器相配合的进线保护段。根据以上设计原则，本设计的防雷保护方案为：1、本所采用多支避雷针的保护方式，220KV侧避雷针安装于构架上，110KV侧安装独立避雷针，35KV侧安装独立避雷针，避雷针安装位置在变电所平面布置图中标出。2、避雷器的设置方案如下表：装设位置型式额定电压有效值（KV）灭弧电压有效值（KV）数量220KV母线FZ-220

40、J2202002组220KV母线桥FZ-220J2202004组主变中性点220KV侧FZ-110J1101004支主变中性点110KV侧FZ-4040504支110KV母线FZ-110J1101002组110KV母线桥FZ-110J1101004组35KV母线FZ-3535412组35KV母线桥FZ-3535414组3、考虑到主变压器220KV侧中性点的绝缘配合，中性点避雷器并联放电间隙。4.7电气主要设备一览表名 称型 号电压等级（KV）主要参数数量1#、2#、3#、4#主变SFPSZ7-120000/220220S=120MVA；I0%=0.9；P0=144KW；4台断路器SW6-220

41、/1200220I=1200A；IZ=21KA；Sd=6000MVA7组断路器SW4-110/1000110I=1000A；IZ=18.4KA；Sd=3500MVA9组断路器HB-35/315035I=3150A；IZ=40KA；Sd=2425MVA5组断路器SW2-3535I=1500A；IZ=24.8KA；Sd=1500MVA34组隔离开关GW4-220D/1000220UN=220KV；I=1200A；IZ=23.7KA27组隔离开关GW4-110D/1000110UN=110KV；I=1000；IZ=23.7KA26组隔离开关GW4-35D/400035UN=35KV；I=4000；I

42、Z=4010组隔离开关GW4-35D35UN=35KV；I=1000；IZ=23.7100组母线矩形铝硬母线3×125mm×10mm35IY=4194A电压互感器JCC1-220W1220220KV/3：100V/3：100V6只电压互感器JCC1-110W1110110KV/3：100V/3：100V6只电压互感器JDZ-353535KV/3：100V/3：100V6只电流互感器LCWD-220220600/5A：D/D/0.521只电流互感器LCWD-1101101000/5A：D/D/0.527只电流互感器LCW-35353000/5A：D/D/0.515只电流互感器

43、LCW-35351000/5A：D/D/0.596只电流互感器LCW-3535300/5A：D/D/0.56只避雷器FZ-220J220Um=200KV18支避雷器FZ-110J110Um=100KV22支避雷器FZ-4040Um=50KV4支避雷器FZ-3535Um=12.7KV18支第五章 继电保护配置方案5.1主变压器保护配置方案1、 主保护的配置（1） 差动保护：跳三侧断路器，发动作信号；（2） 差流速断：跳三侧断路器，发动作信号；（3） CT断线：持续时间t，发动作信号；（4） 差流越限：持续时间t，发动作信号；（5） 启动通风：持续时间t，发动作信号；（6） 调压重瓦斯：瞬时出口，

44、跳三侧断路器，发动作信号；（7） 本体重瓦斯：瞬时出口，跳三侧断路器，发动作信号；（8） 冷却器电源全停：延时出口，跳三侧断路器，发动作信号；（9） 压力释放：瞬时出口，跳三侧断路器，发动作信号；（10）调压轻瓦斯及本体轻瓦斯：发动作信号；（11）油位低及油温高：发动作信号；2、 后备保护配置高压侧：（1） 复合电压方向过电流保护：一段1时限，跳本侧断路器，发动作信号；2时限，跳三侧断路器，发动作信号；（2） 复合电压过电流保护：一段1时限，跳三侧断路器，发动作信号；（3） 零序（方向）过电流：一段1时限，跳本侧母联及旁路断路器，发动作信号；2时限，跳本侧断路器，发动作信号；二段1时限，跳本侧

45、断路器，发动作信号；2时限，跳三侧断路器，发动作信号；（4） 零序电流电压保护（间隙）：一段1时限，跳三侧断路器，发动作信号；（5） 零序电压保护（直接接地）：一段1时限，跳三侧断路器，发动作信号；中压侧：（1）复合电压方向过电流保护：一段1时限，跳本侧断路器，发动作信号；2时限，跳三侧断路器，发动作信号；（2） 复合电压过电流保护：一段1时限，跳三侧断路器，发动作信号；（3） 零序（方向）过电流：一段1时限，跳本侧母联及旁路断路器，发动作信号；2时限，跳本侧断路器，发动作信号；二段1时限，跳本侧断路器，发动作信号；2时限，跳三侧断路器，发动作信号；（4） 零序电压保护（直接接地）：一段1时限

46、，跳三侧断路器，发动作信号；低压侧：（1） 复合电压过电流保护：一段1时限，跳本侧本段断路器，发动作信号；2时限，跳三侧断路器，发动作信号；（2） 低压侧接地（零序过电压）持续时间t，发动作信号；3、告警保护：（1） 三侧过负荷：发过负荷动作信号；显示过负荷侧；（2） 三侧PT断线：发PT断线信号；显示PT断线侧；（3） 三侧CT断线：发CT断线信号；显示PT断线侧；（4） 变压器超过整定电流时启动辅助风扇持续时间t发动作信号；（5） 后备保护启动总出口时启动失灵保护。5.2 220KV及110KV母线保护配置1、 原则：根据系统的具体情况和有关规程规定，通常在下面几种情况下，应考虑装设专用的

47、母线保护装置。（1） 基于系统稳定要求，当母线发生故障必须快速切断时；（2） 当残余电压小于（0.50.6）Ue时，为保证用户的用电质量，应考虑装设母线保护；（3） 对于具有分段断路器的双母线，由于其供电可靠性要求高，若利用供电组件的后备保护作为母线保护，其可能无选择性的切除母线故障，或是切除故障时间长，不能满足运行上的要求。此时应考虑装设母线保护；（4） 对于固定联接的母线和组件由双断路器联接的母线，应考虑装设母线保护；（5） 在变电所中，为减少短路容量，应考虑装设母线保护；2、 对母线保护的要求是：（1） 能快速、有选择地切除故障；（2） 保护必须具有可靠性和灵敏度；（3） 大接地系统母线保护采用三相式接线，小接地系统采用两相接线；（4） 根据需要加装重合闸装置。3、 母线保护配置：本所220KV及110KV母线保护采用比较母联断路器电流相位差动保护，电流相位比较式母线差动保护，可以克服组件固定联接的双母线差动保护装置缺乏必要的灵活性的缺点。它不受组件联接方式的影响，具