220kv变电站一次电气设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕 业 设 计（论 文）题目（220KV变电站一次电气设计）系 别：机电信息学院专 业 名 称：电气工程及其自动化学 生 姓 名：学 号：指导教师姓名、职称：完成日期 2011 年 12 月 摘要 变电站是电力系统的重要组成部分，担负着电能转换和电能重新分配的重要任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站是接受电能、变换电压和分配电能的，实现电能的远距离输送，将电能分配到用户，将发电机电压进行多次变换，有电力变压器、配电装置和二次装置构成。按变电所的性质和责任的不同，分为升压变电所和降压变电所，其中与发电机相连的为升压变电所，其余为降压变压变电所。按地位

2、和作用不同分为枢纽变电所、地区变电所和用户变电所。随着国民经济的持续发展，人民的生活质量和生活水平不断提高，家用电器越来越多的进入千家万户，人们对用电质量的要求越来越高。并且电力系统的发展电网结构越来越复杂。需准确掌握电网和变电站的运行情况。并逐步采用无人值班管理模式，全部自动化操作。本设计的讨论是220KV变电站一次电气部分的设计，首先对原始资料进行分析，设计主电气主接线，选择主变压器，再进行短路计算，选择设备及设备校验，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。关键字：变电站；主接线；短路计算；设备选择校验。 Abstract Substation is the important part

3、 of power system, charged with the conversion of electrical energy and electrical energy redistribution of the important task of power grid, the safety and economic operation play a decisive role. Substation is the acceptance of electric energy, transformation and distribution of electric voltage, e

4、lectric energy based on the long distance transportation, electric power to be allocated to the user, the generator voltage is changed for many times, a power transformer, distribution device and the two device. Substation according to the nature and the responsibility is different, divide a step-up

5、 substation and step-down substation, which are connected with a power generator for step-up substation, transformer substation for the rest of buck. According to the position and role of different hub substation, area substation and user substation. With the development of national economy, people&

6、#39;s quality of life and standard of living rise ceaselessly, household appliances more access to thousands of households, the power quality becomes more and more important. And the development of power system network structure is becoming more and more complex. To accurately grasp the grid and sub

7、station operation. And the gradual adoption of unmanned management mode, full automatic operation.The design of 220KV substation primary electrical part of the design, the first of the original data to carry on the analysis, the design of the main electrical connection, choose the main transformer,

8、and short circuit calculation, selection of equipment and equipment calibration, then lightning protection earthing and protection, power distribution equipment design.Keywords: substation; main wiring; short circuit calculation; device selection check.目 录摘要第一部分 设计任务书介绍 6第二部分 电气主接线方案确定2.1 电气主接线设计原则

9、72.2 拟定主接线方案 9第三部分 主变型式的确定3.1 相数的确定 123.2 主变压器绕组及接线方式 123.3 冷却方式 123.4 确定主变型号及参数 13第四部分 所用变压器型式的确定4.1 所用变接线的选择 154.2 所用变的选择 154.3 所用电接线 15第五部分 短路电流的计算5.1 短路电流计算的目的 165.2 短路计算的一般规定 16第六部分 电气设备选择6.1 各种电气设备的选择 176.2 断路器、隔离开关选择 186.3 各电气设备选择不表 226.4 配电装置选择 23第七部分 防雷保护及接地装置7.1 防雷保护 267.2 选择避雷器的型号 28第八部分

10、致谢 30第九部分 附录 31 附I 短路电流计算 31 附II 各电气设备校验 36 附III 各电气设备选择表 40 参考文献 41 第一部分 设计任务书介绍一、设计内容 220KV地区变电站一次电气设计二、设计目的 本设计中220KV降压变电站为地方变电站，其主要任务是向地区110KV及10KV用户供电，为保证可靠的供电及电网发展的要求，在选取设备时，应尽量选择动作可靠性高，维护周期长得设备。设计严格按照电力工程手册、发电厂电气部分等参考资料进行主接线的选择经济可靠的最佳方案。三、建设规模 1、电压等级： 220KV、110KV、10KV。变电所的性质为地区变电站。 2、负荷输电回路数：

11、（1） 、220KV等级线路回路数为5回，其中预留1回备用，架空，采用导线型号LGJQ300。（2） 、110KV等级线路回路数为10回，其中预留两回备用。（3） 、10KV等级线路回路数为12回，另预留两回备用。 3、自然条件：地形平坦，海拔500m。位于城市近郊，环境温度（-20+36），污染较大。四、设计要求完成以下内容 1、设计说明书。 2、短路电流计算及设备选择校验。 3、绘制电气主接线图，方案论证。 4、确定防雷及接地，保护方案。 5、汇总主要设备清单。五、设计要求 1、设计必须符合国家现行设计政策。 2、依据国际及有关规定。 3、在保证运行安全可靠的前提下，尽可能满足经济性。 4

12、、积极推广成熟的新产品和新技术，不得使用淘汰产品。 第二部分 电气主接线方案确定 电气主接线代表了发电厂或变电站高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。他直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性关系。因此，主接线设计必须经过技术与经济的充分论证比较，综合考虑各个方面的影响因素，最终得到实际工程确认的最佳方案。 2.1 电气主接线设计一、电气主接线设计原则1、变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干

13、网上不得采用分支接线。2、110-220kV配电装置中，线路在回以上时，一般采用双母线接线。3、总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规范、规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用，不能使用淘汰的设备。二、主接线选择要求： 1、保证必要的供电可靠性、要充分考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。2、具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求。3、主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少电能损失，即具有经济性。4、应能容易地从初期过度到最终接线，并在扩建过度时，一次和二次设备所需的

14、改造最小，即具有发展和扩建的可能性。三、主接线方案比较： 1、单母线接线： （1）、优点：接线简单，设备少，操作方便，经济性好，并且，母线便于向两边延伸，扩建方便。 （2）缺点：可靠性差，母线或隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂或站长期停电。调度不方便，电源只能并联运行，不能分裂运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。 （3）、使用范围：一般适合一台猪变压器的以下三种情况： A、610KV配电装置的出线回路数不超过5回。 B、3363KV配电装置的出线回路数不超过3回。C、110220KV配电装置的出线回路数不超过2回。2、单母线分段接线： （1）、优点：母线分

15、段后，对主要用户可以从不同段供电，保证供电的可靠性，另外，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电。 （2）、缺点：当母线故障时，该段母线的回路都要停电，同时扩建时需要两个方向均衡扩建。 （3）、使用范围：变电站有两台变压器时： A、610KV配电装置宜采用本接线。 B、3363KV配电装置的出线回路数为48回时。C、110220KV配电装置的出线路数为34回。3、 双母线接线： （1）、优点： 供电可靠：通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障够能迅速恢复供电。 调度灵活：各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上

16、，能灵活地适应电力系统中各种运行方式电镀和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。 扩建方便：向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。（2） 、缺点：增加一组母线，每一回路增加一组母线隔离开关，从而增加投资，也容易造成误操作。（3） 、适用范围：A、 电抗器的610KV配电装置可采用。B、610KV配电装置出线为12回及以上时可用。C、3563KV配电装置的出线回路数超过8回时。D、110220KV配电装置的出线回路数为5回及以上时。4、 需装设专用旁路断路器情况：（1） 、当110KV出线为7回及以上，220KV出线为5

17、回及以上时。（2） 、对于在系统中居重要地位的配电装置，110KV出线为6回以上，220出线为4回及以上时。5、 双母带旁路接线方式： （1）110KV配电装置采用双母线时，除断路器有条件停电检修以及部分户内配电装置等外，应设置旁路母线。 （2）220KV配电装置采用双母线时，一般均可设置旁路母线，当进出线回路为4回以上时，可设专用旁路断路器。 （3）330500KV配电装置采用双母线时，均设置旁路母线。2.2拟定主接线方案首先根据原始资料及给定的各电压等级线路的出线回数选择电压主接线形式 一、220KV侧：方案1：双母接线方案2：双母带旁路接线 220KV电压等级的进线回路数为6回(其中2回

18、备用)，且变电站的处于系统的重要位置，为保证供电的可靠以及系统的稳定，根据以上主接线形式的适用情况，综合经济性、灵活性，选择双母带专用旁路接线方式。 图2.1 双母线带旁路接线 二、110KV侧方案1：单母接线方案2：双母接线 110KV侧的出线回路为10回（其中2回备用），按母线的选用情况将选用母线的接线方式；还可以用输送功率选择:110KV最大负荷为P=160MW，输送功率较大，所以要求母线故障后能迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不中断对重要用户的供电，因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力，故采用双母线接线方式。这样110KV电压等级的接线方式为双母线接线方式。 图2.2

19、 双母线接线 三、10KV侧方案1：单母接线方案2：单母分段接线1、 按出线回路为12回，单母接线无法满足12回出线的供电可靠性，根据母线的适应范围选择单母线分段接线方式。2、 按输送功率选择 10KV的最大负荷为：P=38.63MW，因此可采用单母线分段或双母线的接线方式，但是由于10KV所传输的功率不大，而双母线接线所需设备较多，投资较大，从经济角度考虑，确定10KV采用单母线分段的接线方式。图2.3 单母分段接线 综上所述，拟建变电站的主接线方式为：220KV侧采用双母线带旁路接线方式，110KV侧采用双母线接线方式，10KV侧采用单母线分段的接线方式。 第三部分 主变压器型式的确定3.

20、1相数的确定变压器采用三相或单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性及运输条件等因素，在不受运输条件限制时，330kV及以下的变电所均应选用三相变压器，对具有三种电压的变电所，如果通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15以上时，采用三绕组变压器，本变电所变压器各侧绕组的功率均已达到了总容量的15，故选三相三绕组变压器。3.2 主变压器绕组及接线方式绕组连接方式确定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星形和三角形，如何组合要根据具体工程来确定，我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y0连接，35kV采用Y连接，35kV以下电压等

21、级、变压器绕组都采用ê连接，所以本变电所主变压器绕组连接方式为Y0/Y/ê。3.3 冷却方式的选择1、 冷却方式 电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。 油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。 油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却。加装风冷后可使变压器的容量增加30%35%。 强迫油循环冷却方式，又分强油风冷和强油水冷两种。它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱。油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风

22、或循环水作冷却介质，把热量带走。这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加容量30%。 自然风冷却一般适用于小容量变压器。 强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本身尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以选择强迫油循环风冷却。3.4确定主变型号及参数一、主变压器台数的确定所用变台数的确定：一般变电所装设一台所用变压器，对于枢纽变电所、装有两台以上主变压器的变电所中应装设两台容量相等的所用变压器，互为备用，如果能从变电所外引入一个可靠的低压备用电源时，也可装设一台所用变压器。根据如上规定，本变电所选用两台容量相

23、等的所用变压器。主变压器的容量一般按变电所建成5-10年的规划负荷选取，并适当的考虑到远期10-20年的负荷发展。再者，可根据变电所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，应考虑当一台主变故障或检修停运时，其余主变容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应能保证用户的一级和二级负荷，一般性变电所，应能保证全部负荷的70%-80%负荷供电。对于三绕组变压器目前在制造上有两种基本的组合方式，即“升压结构”和“降压结构”。“升压型”的绕组排列顺序为自铁芯向外依次为中、低、高，所以高、中压侧阻抗最大。“降压型”的绕组排列顺序为自铁芯向外依次为低、中、高，所以高、低压侧阻抗最

24、大。 二、主变压器容量确定负荷容量：110KV侧 10KV侧 所用电 总负荷 因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：由于高压侧220KV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线时220KV侧引进。其中中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量应选择为：综上所述，该变电所可选择两台容量为120MVA的自耦变压器，主变总容量为240MVA。 本设计主变为大型变压器，发热量大，散热一定要好，强迫油循环分冷却效果较好，由于变电站建在郊区，通风条件好，可选用强迫油循环分冷却方式。3、 主变压器的技术参数 根据以上条件，确定采用变压器型号为0SFOSZ7-/22

25、0的220KV自耦变压器，具体参数如下表： 表 SFPSZ7-/220型变压器参数主变型号SFPSZ7-/220联接组标号YN， yn0， d11额定电压（KV）高压中压低压2208*1.25%12110.5容量（KVA）12012060阻抗电压（%）高中高低中低13.522.47.4空载电流（%）0.56 型号中各个符号表示的意义：从左往右 ， S：三相，F：风冷却，P：强迫油循环，S：三绕组，Z：有载调压，7：性能水平号，：额定容量，220：电压等级。第四部分 所用变压器型式的确定4.1所用电接线方式的选择 所用电接线的设计原则基本上与主主接线的设计原则相同。首先应保证对所用负荷可靠和连续

26、供电；其次，接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使其具有可能性和先进性。此外，在设计厂用电系统接线时还应对一下问题进行分析和论证。4.2所用变压器的选择 本变电所所用电只有0.103MVA，电压：380/220V，=0.85所用电主接线可采用单母线的接线方式，从两台10KV单母线分段各设一台所用变压器为所用电源，一台备用。所用电变压器容量为;S=0.103/0.85*1.1=0.134MVA,可用2台SC-160/10的双绕组干式变压器。4.3所用电接线 当电压等级在330KV以上时，所用电可以从外部网络引接

27、所用电源；当电压等级在330KV以下时所用电一般从变电所中电压等级较低得母线引接电源。本变电所中最低电压等级为10KV，故可直接从10KV电压母线引接所用电源，所用电还必须留有备用。由于所用电电压等级低，接线采用当母线分段即可保证所用电的安全和可靠性。即采用单母线分两段接线，分别从两10KV处获得工作电源。图4.1. 所用电接线 第五部分 短路电流的计算5.1 短路电流计算的目的 短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接，在变电所的电气设备中，短路电流的计算是一个重要环节。（具体计算过程在附录中。）一、短路电流计算的目的 1.在选择电气主接线时，为了比较各种

28、接线方案 ，确定某接线方案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，为了保证各种电气设备和导体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，这就需要用短路电流进行校验； 3.在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件校验软导线的相间和相对地的安全距离； 4.在选择继电保护方法和整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5.2 短路计算的一般规定 1、验算导体和电器的动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按本工程设计规划容量计算，并考虑电力系统5-10年的远景发展规划。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

29、不应按仅在切换过程中可能并列运行的按线方式。 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计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流为最大的点；对带电抗器6-10kv出线，选择母线到母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应取在电抗器之前、其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。 4、电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路电流计算。若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，则应按严重的计算。按三相短路进行短路电流计算。第六部

30、分 电气设备选择6.1 各种电气设备的选择 尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常的工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。一、电气设备选择的一般原则为： 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、应满足安装地点和当地环境条件校核。 3、应力求技术先进和经济合理。 4、同类设备应尽量减少品种。 5、与整个工程的建设标准协调一致。 6、选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用未经正式鉴定的新产品应经上级批准。二、按正常工作条件选择

31、电气设备: 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。1、额定电压 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压,即一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15(为电器额定电压)，而实际电网运行的一般不超过1.1。 2、额定电流 导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度导体和电器的长期允许电流不应小于该回路的最大持续工作电流。即由于变压器在电压降低5%时，其相应回路的=1.05(为电器额定电流)。三、短路热稳定和动稳定校验: 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校验，校验的短路电流一般取最严重情况的

32、短路电流。 2、用熔断器保护的电器可不校验热稳定。3、 短路的热稳定条件 短路电流产生的热效应（KA2S）It、t分别是电气设备允许通过的热稳定电流和时间。校验短路热稳定所用的计算时间Ts按下式计算t=td+tkd式中td 继电保护装置动作时间内（S） tkd断路的全分闸时间（s） 4、动稳定校验 电动力稳定是导体和电器承受短时电流机械效应的能力，称动稳定。满足动稳定的条件是：，上式中 、 短路冲击电流幅值及其有效值 、 允许通过动稳定电流的幅值和有效值5、绝缘水平： 在工作电压的作用下，电器的内外绝缘应保证必要的可靠性。接口的绝缘水平应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。

33、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也较大，故其计算工作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，应满足各种可能方式下回路持续工作电流的要求。6.2 断路器、隔离开关的选择一、高压断路器的选择 高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中最重要的电器设备。型式选择： 本次在选择断路器，考虑了产品的系列化，既尽可能采用同一型号断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。选择断路器时应满足以下基本要求： 1、在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。 2、在跳闸状态

34、下应具有良好的绝缘性。 3、应有足够的断路能力和尽可能短的分段时间。4、 应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由化目标，且由于SF6断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前途的断路器。故采用六氟化硫断路器，其灭弧能力强、绝缘性能强、不燃烧、体积小、使用寿命和检修周期长而且使用可靠，不存在不安全问题。真空断路器由于其噪音小、不爆炸、体积小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修周期长、开距短，灭弧室小巧精确，所须的操作功小，动作快，燃弧时间短、且于开断电源大小无关，熄弧后触头间隙介质恢复速度快，开断近区故

35、障性能好，且适于开断容性负荷电流等特点。因而被大量使用于35KV及以下的电压等级中。所以，35KV侧和10KV侧采用真空断路器。又根据最大持续工作电流及短路电流得知选择断路器的形式时，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，并经技术经济比较后才能确定，根据当前我国生产和制造情况，电压为6-220kV的电网一般选用少油断路器，电压110-330kV的电网，当少油 断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫断路器。 （具体选型和校验在附录中） 高压断路器的选择： （1）断路器种类：采用的灭弧介质可分为油断路器（多油和少油）、压缩空气断路器，断路器、真空断路器等。选用少油

36、断路器，其特点运行经验丰富，易于维护，噪声低。（2）额定电压和额定电流 ， 由下式确定： 式中：、-分别为电气设备和电网的额定电压，最高运行电压KV、-分别为电气设备和电网的额定电流，最大负荷电流A（3）、开断电流选择： 校验断路器的断流能力，宜采取断路器实际开断时间的短路电流，所为校验条件。因此，高压断路器的额定开断电流，不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量，即;（4）短路关合电流的选择：为了保证断路器在关合短路电流时安全断路器的额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值，即;（5）短路热稳定和动稳定校验: 在短路电流过断路器时，产生大量热量，由于来不及向外散发，全部用来加热断路器，使其温度迅

37、速上升，严重时会使断路器触头焊住，损坏断路器。因此产品标准规定了断路器热稳定电流，例如;、的热稳定电流，其物理意义为;当热稳定电流通过断路器时，在规定的时间内，断路器各部分温度不会超过国家规定的允许发热温度，保证断路器不被损坏。校验： ， 当>1s时，可不考虑非周期分量的热效应，只计周期分量。 式中：-短路电流周期分量。 -短路电流周期分量发热的等值时间。（6）动稳定校验：断路器在闭合状态能承受通过的最大电流峰值，不会因电动力的作用而发生任何机械损坏，该最大电流峰值成为稳定电流。 二、隔离开关的选择 隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行倒闸操作的，还可以拉、合小电流电

38、路。 选择隔离开关时应满足以下基本要求： 1、隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与电网隔开。 2、隔离开关断开点之间应有足够的绝缘距离，以保证过电压及相间闪络的情况下，不致引起击穿而危及工作人员的安全。 3、隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝缘强度。 4、隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸速度，以尽可能降低操作时的过电压。 5、隔离开关的结构简单，动作要可靠。 6、带有接地刀闸的隔离开关，必须装设连锁机构，以保证隔离开关的正确操作。 隔离开关的选择和断路器的大致一样，为了维护方便，220KV、110KV、10KV，都选同一类型。 （具体选型和

39、校验在附录中）3、 电流互感器的配置和选择:电流互感器的配置：（1） 凡装有断路器的回路均应装设电流互感器，其数量应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。（2） 变压器中性点以及未装断路器的变压器新户口应装设电流互感器。（3） 对接地短路系统，可按三相配置电流互感器；（4） 采用一个半断路器接线时，每相宜配置三相电流互感器。电流互感器的选择：电流互感器的作用是将一次回路中德大电流转换为1A或5A的小电流以满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。 电流互感器根据使用环境可分为室内式、室外式，根据结构可分为瓷绝缘结构和树脂浇注式结构，根据一次线圈的型式又可分为线圈式和母线式、单匝贯穿式、复匝贯穿

40、式。选择互感器时，应根据安装地点和安装方式选择其型式。 四、电压互感器的配置和选择电压互感器的配置：（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并满足测量、保护、同期和自动装置的要求。（2）6-12KV电压等级的每组主母线的三相上，应装设电压互感器，旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回路出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。（3） 当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。电压互感器的选择： 电压互感器是把一次回路高电压转换为100V的电压，以满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。在并联电容装置中，电压互感器除作测量外，还作为放电元件。 应根据装设地点和使用

41、条件进行选择电压互感器的种类和型式。6.3 各电气设备选择表1、 断路器型号及参数：型号(KV)(A)全开断时间（S）动稳定校验-220220315040550.0753>-110110200031.5800.0680>10250043.3-0.11-二、隔离开关的型号及参数型号(KV)(A)动稳定电流峰值（KA）-220DW220160053-110II1102000100101600100三、电流互感器的型号及参数型号额定电压(KV)一次电流(A)二次电流（A）额定动稳定电流（KA）2202*6002*100051251102*1000531.545101500592.5四、电

42、压互感器的型号及参数型号额定电压(KV)额定变比二次绕组极限容量（VA）准确等级22020000.511020000.51010000/1006400.56.4 配电装置的选择 一、配电装置选择的一般原则：（1）节约用地；（2）运行安全和操作巡视方便；（3）考虑检修和安装条件；（4）保证导体和电气在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；（5）节约材料，降低造价；（6）安装和扩建方便。 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决定的，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相得带电部分之间的空间最小安全净距，

43、在这一距离下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。二、配电装置选择及依据： 配电装置的型式的选择 配电装置的型式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜、节约用地，并结合运行及检修要求通过技术经济比较确定。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内式，110KV及以上多为屋外式。普通中型配电装置国内采用比较多，广泛用于110-500KV电压级，在这方面我国已经有丰富的经验。配电装置的整个结构尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。屋外、外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距，详见设计手册。设计配电装置中带电导体之间和导

44、体之间对地结构架的距离时还要考虑，软绞线在短路电动力、风摆、温度等作用下使用相间及对地距离的减小，隔离开关开断允许电流是不致发生相间和接地故障，降低大电流导体附近铁磁物质的发热，减小110KV及以上带电导体的电晕损失和带电检修等因素，工程上采用的距离，详见设计手册所列的数值。根据电力工程电气设计手册规定，110OKV及以上多为屋外配置，35KV一下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所220KV及110KV采用屋外配电装置，6KV的厂用电配置采用屋内配电装置。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可以分为中型、早高型和高型等。（1）中型配电装置：中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并

45、装载一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作员能在地面安全的活动。 中型配电装置母线所在水平面稍微高于电器所在水平面。这种布置特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，并且运行方面和安装抢修方面积累了比较丰富的经验。（2）半高型配电装置，它是特母线及母线隔离开关抬高将断路器，电压互感器等电气设备布置在母线下面，具有布置紧凑、清晰、占地少等特点。其钢材消耗与普

46、通中型相近，优点有：A、 占地面积约在中型布置减少30%；B、 节省了用地，减少高层检修工作量；C、 旁路母线与主母线采用不等高布置进出线均带旁路很方便。缺点：上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不方便。（3）高型配电装置，他是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5%，但其耗钢多，安装检修及运行条件差，一般适合下列情况：A、 配电装置设在高产农田或地少人多的地区；B、 原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；C、 场地狭窄或需要大量开挖。综上所述，本次所设计的变电所是地区性变电所，对建筑面积没

47、有特殊的要求，所以该变电所220KV、110KV两电压等级均采用普通中型配电装置。若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性、及经济性，所以本次设计的变电站适用普通中型屋外配电装置。第七部分 防雷保护及接地装置7.1 防雷保护一、变电所的防雷保护1、变电站出现故障的原因避雷器接地电阻高由于避雷器接地电阻高，所以雷电流流过接地电阻时导致变压器外壳电位增高。当其超过一定数值时，就会引起变压器绝缘击穿损坏。避雷器接地引下线截面太小或长度太长，截面太小在雷击时易被烧断，起不到保护作用，长度太长在某一陡度电流通过时，接地引下线上的压降与

48、避雷器的残压叠加在一起，作用到变压器绕组上有可能破坏变压器绝缘。变压器本身缺陷：过载，由于电流的增加，变压器线圈温度迅速增加，造成绝缘材料变脆弱，加速老化，形成大量裂纹甚至脱落，严重时使线体裸露，而造成匝间短路。或者由于外部故障冲击力导致绝缘破损，进而发生故障。线路涌流：现在，除非明确属于雷击事故，一般的冲击故障均被列为“线路涌流”。线路涌流（或称线路干扰）在导致变压器故障的所有因素中被列为首位。这一类中包括合闸过电压、电压峰值、线路故障/闪络以及其他输配方面的异常现象。其中以变压器出口突发性短路危害最大，当变压器二次侧发生短路接地等故障时，一次侧将产生高于额定电流2030倍的短路电流，而在一

49、次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，如此大的电流作用于高电压绕组上，线圈内部将产生很大的机械应力，致使线圈压缩，其绝缘衬垫、垫板就会松动脱落，铁芯夹板螺丝松驰，高压线圈畸变或崩裂，变压器极易发生故障。分接开关故障：变压器漏油使分接开关裸露在空气中，裸露的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路，损坏变压器。变压器分接开关在频繁的调动中会造成触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染，电流的热效应会使弹簧的弹性变弱，从而使动、静触头之间的接触压力下降,引线接头过热，引线接头过热是常见的故障之一，一旦发生将造成导电杆与接线端子间打火，甚至损坏导电杆丝扣，烧断接头，同时发热会造

50、成桩头密封圈老化渗油，油溢至套管，沾粘吸附上导电性的金属尘埃，当遇到潮湿天气、系统谐磁、雷击过电压等就可能发生套管闪络放电或爆炸。其他原因：工艺、制造不良，有少部分变压器故障是由于本身存在故障，例如：出线端松动或无支撑，垫块松动，焊接不良，铁芯绝缘不良，抗短路强度不足等。维护不良,压器保护装置不正确，冷却剂泄漏，污垢淤积以及腐蚀受潮，连接松动等都属于维护不良范畴。保养不够被有关统计列为第四位导致变压器故障的因素。2、电力变压器故障的预防措施 器故障有相当部分是完全可以避免的，还有一些只要加强设备巡视严格按章操作，随时可以把事故消除在萌芽状态，这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电

51、力中断，而且可大量节约经费和时间。严格按照有关检修技术标准做好变压器运行前的检查和试验，防患于未燃。运行维护，持瓷套管及绝缘子的清洁。定期清理变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期遥测接地电阻不大于4，或者采取防污措施，安装套管防污帽。在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。同时，应经常检查变压器的油位、油色，有无渗漏，发现缺陷及时消除。保证电气连接的紧固可靠。定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。每年检验避雷器接地的可靠

52、性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。引线应符合规定，无断股现象，旱季应检测接地电阻，其值不应超过5。应坚持每年一度的预防试验，将不合格的避雷器更换，减少因雷击过电压损坏变压器。变压器应定时大、小修，在运行中或发生异常情况时，可及时大修。应考虑将在线检测系统用于最关键的变压器上。大型变压器在线监测系统（氢气、局部放电及绝缘在线监测）能预先发现运行中变压器的异常状态。在线监测与专家系统结合起来对变压器绝缘进行预测，把变压器的异常发现于萌芽之初。3、 直击雷的过电压保护：变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针、避雷线、避雷带和钢筋焊成网状。A、 保护范围：包括屋外配电装置、主控楼、变压器、构架及高压屋内配电装置等。B、 保护措施：采样设置避雷