220KV一次降压变电所电气部分初步设计方案

..220KV分初步设计方案第一章任务书题目220KV一次降压变电所电气局部初步设计变电所条件<1>60KV<2>所址位于某城市近郊,除供城市用电外,还向大工业用户供电。40014℃,40℃,最低温度-28℃,所址四周空气无污染；<4>1660KV96MW,COSφ=0.95。<5>交通便利,出线走廊宽阔。序号负荷名称近期远期序号负荷名称近期远期因素方式回路附注1电机厂变电所5000202300.95架空2有重要负荷2变压器厂变电所5000202300.95架空2有重要负荷3低压开关厂变电所5000100000.95架空2有重要负荷4电容器厂变电所5000100000.95架空2有重要负荷5电线厂变电所5000100000.95架空2有重要负荷6家用电器厂变电所5000100000.95架空2有重要负荷7市区一号10000100000.95架空2有重要负荷8市区二号10000100000.95架空2有重要负荷最大符合〔KW 功率出线消灭-1-/4133×100MWCOS=0.85Xd“=0.183φ220KV180K220KV180KM3×50MWCOSφ=0.8Xd“=0.1243×63MVAUd﹪=10.5110KM160KMUd﹪=18.3待设计的变电所主变压器台数确实定在各级电压等级的变电所中,变压器是主要电气设备之一,担负着变换网络电压、进展电力传输的重要任务,确定合理的变压器容量是变电所安全牢靠供电和网络经济所选择两台主变。主变压器容量及型式确实定SJD2—88主变的容量应保证供给当所全部负荷的70%,假设计及过负荷力量后的允许时间,应保证用户的一级负荷和二级负荷。〔2电所,从网络经济运行的观点考虑,应留意选用无载调压变压器。〔3可承受双绕组。220/60KV,应选择承受三相双绕组变压器。〔4SDJ---16190000KVASFPZ4—90000/220。低压69连接组标号YN,d11空载电流〔%0.8空载损耗〔KW低压69连接组标号YN,d11空载电流〔%0.8空载损耗〔KW102负载损耗〔KW369.9阻抗电压〔%13.5冷却方式ODAF

1.1

90000高压 220±8*1.5%第三章电气主接线的选择电抗器、母线、避雷器等按肯定挨次要求连接而成的,是安排和传送电能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连结图,称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要局部。主接线确实定对变电所的安全、稳定、敏捷、经济运行以及对电气设备选择、配电装置布置、继电保护拟定等都有着亲热的关系。由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的,所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身,同时也影响到工农业生产和人民生活。因此,主接线设计是一个综合性问题。设计原则满足运行牢靠性,简洁敏捷,操作便利,节约投资等要求。设计的根本要求牢靠性〔1应重视国外长期运行的实践阅历及其牢靠性的定性分析。〔2简化接线。〔3要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。敏捷性主接线的敏捷性有以下几方面的要求：5/41影响对用户的供电。经济性〔1b、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。〔2主接线设计要为配电装置制造条件,尽量使占地面积削减。〔3经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量,要避开因两次变压而增加电能损失。变电所电气主接线的选择220KV依据《变电所设计》等书籍中关于接线形式适用围规定可知,220KV路不超过两回时,可选用单母线、单母线带旁路接线,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展介绍和比较,从而选择最正确方案作为本变电所侧一次主接线。方案一单母线带旁路接线,方案二双母线接线。表3—1 220KV侧主接线方案比较方案一：单母线分段 方案二：双母线接线特点 单母分段按可进展分段检 检修母线而不影响修,对于重要负荷可以从不同段 供电,检修任一母线的隔离开关引出两个回路,使重要负荷有两个电源供电,在这种状况下,当一路器在继电保护装置的作用下能

时,只停该回路。当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时,只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电,就可以对该隔离开关进展检修,不影响其它回路。母常段母线不连续供电和不致使重联断路器故障,将造成配电装置全要负荷停电。 修任一进出线回路的断路器时,将使该回路停电。

方案一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连续供电和不致使重要负荷停电。两组隔离开关,投资相对削减,配电装置的占地面积也大大削减。方案一比方案二投切变压器时,倒闸操作便利。综上述,方案一比方案二敏捷,供电牢靠,占地小,投资少,利于长远进展。考虑综合因素,选方案一：单母线分段接线为本变电所一次侧主接线。60KV1612—1660KV带旁路,设置专用旁路断路器的接线方式。两种方案特点：开关数目,使配电装置构架增加,占地面积增加,投资较多。路母线隔离开关时,只停该回路,双母线一组母线发生故障,将被切除的回路倒换到另一组母线上,连续供电,不影响其他回路供电,且母线故障后,可快速恢复供电,调度敏捷,各电源和各负荷回路可以任意安排到某一组母线上,有利于扩建和便于试验方案一双母线分段带旁路接线3—3双母线分段带旁路接线方案二双母线接线

3—4双母线接线综上述,本变电所主接线选择：一次侧承受单母线分段接线,二次侧承受双母线接线。7/41第四章 短路电流的计算短路电流计算的目的〔1电气主接线的选择〔2在发生短路时保证不损坏。〔3选择断电保护装置。短路的根本类型中三相短路是对称短路。值。Ich：短路电流的冲击值,即短路电流最大瞬时值。I〞：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重量有效值。I∞短路电流计算的根本假定〔1正常运行时,三相系统对称运行。〔2全部电源的电动势相位角一样。〔3电力系统中各元件的磁路不饱和,即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。〔4短路发生在短路电流为最大值的瞬间。〔5不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。〔6元件的计算参数取其额定值,不考虑参数的误差和调整围。〔7输电线路和电容略去不计。一般规定〔1容量计算,并考虑电力系统的远景进展规划,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机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。〔3电流为最大的地点。〔4的两相短路,或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峻时,则应按严峻状况计算。计算步骤画等值电抗图〔1首先去掉系统中的全部负荷开关,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。选择计算短路点〔1求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。〔2各点三相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。计算方法SDGJ14-86计算时取基准容量S=100MVA基准电压U=U ；B标么值法发电机电抗：XXG

B AVSB 〔4.1SNS

=0.4L B 〔4.2L* U2N

U % S变压器电抗：X=K B〔4.3* 100 SN短路电流周期重量有效值：IK*

1X 〔4.4*冲击电流：i=2.55I11 〔4.5ch9/41网络变换如以下图：△/Y

图4—1 网络变换图

XX= 13

X12 〔4.61 (X +X +X )13 12 23X XX= 13 23

〔4.73 (X +X +X )13 12 23X XX= 12 23

〔4.82Y/△变换

2 (X +X +X )13 12 23X+XX = 1

+XX1

3〔4.913 X2X+X+XXX = 1 2 1 2〔4.1012 X三相短路电流周期重量的计算

3X+X+XXX = 2 3 2 3〔4.1123 X1〔1〕当供电电源为无穷大或者计算电抗X>3.45时,不考虑短路电流周期重量的衰减。js〔2有限电源供给的短路电流XX

X∑* js js幺值。第五章 主要电气设备的选择进展电气设备选择时,应依据工程实际状况,在保证安全、牢靠的前提下,乐观而稳妥地承受技术,并留意节约投资,选择适宜的电器。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。..高压断路器的选择〔1断路器额定电压Ue大于电网电压Ug,Ue≥Ug〔2IeIgmax,Ie≥Igmax〔3〔4断路器的极限通过电流峰值idwi3即idwch≥i3.ch〔4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〔5开断电流力量校验I11I

>I11.br br〔6关合力量校验Ii3I>i3.p ch p ch本变电所220KV侧选用型号为LW<OFPT<B>>-220的断路器,60KV侧选择型号为LW<OFPT<B>>-63隔离开关的选择隔离开关的选择,除了不校验开断力量外,其余与断路器的选择一样,由于隔离开关与断路器串联在回路中,网络消灭短路故障时,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。〔1隔离开关额定电压Ue大于电网电压Ug,Ue≥Ug〔2IeIgmax,Ie≥Igmax〔3〔4隔离开关的极限通过电流峰值idw应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流i3即chidw≥i3.ch〔5隔离开关的短时允许发热量应不小于短路期短路电流发出的热量220KVGW4-220,220KVGW6-220,60KVGW4-63其主要参数如表5—1所示。5—1断路器主要参数型号LW<OFPT<B>>-220LW<OFPT<B>>-63额定电压<KV>22063最高工作电压<KV>25272.511/41额定电流<A><KA,有效值>额定短路关合电流<KA,峰值>额定短时耐受电流值><KA,峰值>分闸时间<MS>

125031.58031.580≤30

125025632563≤30表5—2 隔离开关主要参数型号 GW4-220

GW6-220

GW4-63<KV>22022063<KV>25225272.5<A>1250125012503S<KA,有效值>31.531.520动稳定电流<KA,峰值>808050<S>0.030.030.03电压互感器的选择〔1按额定电压选择选择原边额定电压Ue1网电压应满足以下条件：

要与接入的电网电压相适应,即要求电压互感器原边所承受的电1.1U>U>0.9Ue1 1 e1其中：U1U

电网电压电压互感器一次绕组额定电压e1〔2按准确级和容量选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13〔3构造种类选择60KV110KV220KVJDCF-220〔GYW260KVJDCF-63型号额定电压比〔KV二次绕组

表5—3 220KV侧电压互感器JDCF-220〔GYW2333200/0.1/0.1/0.13330.2级 0.5级 100 100剩余电压绕组型号

保护 3P级 3P级额定输出〔VA 300准确级 表5—4 60KV侧电压互感器JDCF-63

250 500额定电压比〔KV

66/0.1/0.1/0.13333333二次绕组测量保护剩余准确级0.20.53P3P额定输出<VA>50100400100极限输出〔VA2023频率〔HZ50电流互感器的选择按一次额定电压选择:Ue≥Ug按原边额定电流选择：Iel≥Igmax〔3设备种类、构造〔4按准确度级和副边负荷选择额定电流为保证互感器在肯定的准确级工作,电流互感器二次侧所接负荷S2Se2。〔5动稳定校验idwi3chidw≥i3.ch〔6〕电流互感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220KVLB6-220,60LCWB5-63流互感器。5—5220KV型号KVLB6-220220KV252A300A513/41级次组合额定输出 COSф=0.8〔KVA

0.5/10P/10P/10P/10P/10PKA/S31.5/1KA80型号5—660KVLCWB5-63A900/5准确级0.5B额定输出 COSф=0.8〔KVA0.51K1,1K2300.51K1,1K350B2K1,2K2,3K1,3K2 50额定1S短时热电流〔KA25额定动稳定电流〔KA62.5母线的选择母线的选择包括母线材料和母线截面的选择〔1电流分布良好。〔2〔3有利于提高电晕超始电压。〔4安装检修便利,连接简洁。导体截面选择和校验1择。IS=g

S：经济截面 I；工作电流A J：经济电流密度J g1995〔2

Ct kdz f其中 S:所选导体截面mm2C:热稳定系数Kf本变电所220KV侧选择母线型式为LGJ-240/30型钢芯铝绞线,60KV侧选LGJ-88/55型钢芯铝绞线。避雷器的选择避雷器的设计原则12110-220KV问题,在价格上同磁吹阀型避雷器相比没有明显的优越性,在特别状况下才被使用。管型避雷器由于动作时形成截波对变压器的纵向绝缘不利,所以不被承受。FZFZ-220J,60KVFZ-60XINGFZ—110表5—7 220KV侧避雷器参数表型号 额定电压有效灭弧电压有工频放电电压有效8/20µS雷电值〔KV效值〔KV值冲击波残压峰不小于不大于于〔KV5KA 10KAFZ-220J220200448KV536KV652 7155—860KV型号 额定电压有效灭弧电压有工频放电电压有效8/20µS雷电值〔KV效值〔KV值冲击波残压峰不小于不大于于〔KV5KA 10KAFZ-606070.5140KV173KV227 2505—8变压器中性点避雷器参数表型号 额定电压有效灭弧电压有工频放电电压有效8/20µS雷电值〔KV 效值〔KV 值 冲击波残压峰值不大于〔KV不小于 不大于 5KA 10KA15/41FZ-110 110 125 254KV 312KV 375 415第六章配电装置的设计配电装置是依据主接线的连接方式,由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的关心设备组建而成,用来承受和安排电能的装置。电气布置220KV确定的形式和间隔,考虑变压器设置地点,考虑避雷设备的设置,掌握电缆的走向进展总体电工建筑物总平面布置的根本要求：满足电气生产工艺流程要求。掌握噪声。有利于交通运输及检修活动。工建筑物与外部条件相适应。配电装置设计原则查高压配电装置设计技术规程然环境特点和运行,检修等要求,合理地制订布置方案和选用设备,并乐观慎重地承受布置,设备和材料,使设计做到设计先进,经济合理,运行牢靠,维护便利。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状况及环境要求,通过技术比较确定,一般状况下,在大、中型发电厂和变电所中,35KV,110KV为屋外式,故本变电所设计承受屋外式配电装置。屋外配电装置的特点土建工作量和费用较小,建设周期短。扩建比较便利。相邻设备之间距离较大,便于带电作业。占地面积较大。受外界环境影响,设备运行的条件较差,须加强绝缘。不良气候对设备修理和操作有影响。屋外配电装置的种类装置依据隔离开关的布置方式又分为一般中型和分相中型两种。屋外配电装置的最小安全净距表6—1 屋外配电装置的最小安全净距单位〔MM符号 适用围A1 带电局部至接地局部之间A2 不同相的带电局部之间间B2间B2网状遮拦至带电局部之间1900750C无遮拦裸导体至地面之间43003100平行的不同时停电检修的无遮拦带D 38002600

220KV180020232550

60KV6506501400电局部之间6.3.4屋外配电装置的假设干问题〔1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3M结论配电装置型式的选择,应考虑所在地的地理状况及环境要求,通过技术比较确定,一般状况下,在大、中型发电厂和变电所中,35KV,110KV多为屋外式,故本变电所设计承受屋外式配电装置。17/41第七章 继电保护及自动装置设计继电保护配置的作用和要求：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：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；的使用寿命；电力系统中局部地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；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,这种状况属于不正常运电力系统发生振荡等,都属于不正常运行状态。成人身伤亡和电气设备的损坏。在电力系统中,除应实行各项乐观措施消退或削减发生事故的可能性外,故障一旦发生,必需快速而有选择性的切除故障元件,这是保证电力系统安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。它的根本任务是：破坏,保证其它无故障局部快速恢复正常运行；荷或跳闸。此时一般不要求保护快速动作,而是依据对电力系统及其元件的危害程度规定肯定的延时,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、灵敏性和牢靠性。变压器保护的配置变压器保护的配置原则变压器一般应装设以下继电保护装置800KVA器,均应装设瓦斯保护,当油箱不故障产生清为瓦斯或油面下降时,保护装置应瞬时动作于信号,当产生大量瓦斯时,瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。相间短路保护反响变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护火电流速断保护,对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能起保护作用。10000KVA6300KVA15000KVA宜承受三相三继电器式接线。相间后备保护流保护。次线圈可接成三角形。中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。110KV110KV过负荷保护400KV时,应依据可能过负荷的状况装设过负荷保护,过负荷保护迎接于一相电流上,带有时限动作与信号。过电流保护7-1。7-1变压器保护及其安装位置纵联差动保护过电流保护过负荷保护

安装位置变压器两侧电源侧高压侧母线保护和断路器失灵保护母线保护配置原则母线故障是电气设备最严峻的故障之一,它将使连接在母线上的全部元件被迫停电,当未装设专用的母线保护时,假设母线故障,只能依靠相邻元件保护的后备保护作用切除,这将延长故障切除时间,并往往会扩大停电围,对高压电网安全运行不利,因此,35—500KV19/411.110KV110KV35—66KV装设全线速动保护的要求,必需快速切除母线上的故障时,应装设。专用保护应依据母线的重要程度应满足以下要求：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沟通回路断线时,母线保护不应动作。双母线保护1.母线完全差动保护。母线不完全差动保护。双母线固定连接的完全差动保护。母联电流相位比较式母线保护。电流相位比较式母线保护。目前在110—220KV电网中应用较多的是母联电流相位比较差动保护,这种保护适用于并列运行的双母线母联断路器合闸运行,不限制元件连接方式〔但每一组母线上至少要保存110—220KV7-2断路器失灵保护220KV及以上电压的电网中,各厂站相应电压级均应装设。故障。线路的保护装置220KV配置原则双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。,距离保护作为后备保护。①当线路上发生故障时,如不能全线快速的切除故障；则系统的稳定运行将遭到破坏。2.220KV宜装设带方向和不带方向的阶段式零序电流保护。可装设接地距离保护并辅之以阶段式零序电流。1.2保护。高频保护：承受相差高频保护主要优点：相差高频保护在非全相运行时不会误动作,所以无需加非全相的闭锁装置,简化接线,同时在系统振荡过程中,被保护线路部发生故障时,相差高频保护瞬时的切除故障。220KV主保护：高频保护。后备保护：三段式距离保护。接地保护：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护。60KV衡保护作为后备保护。作无死区,并且相继动作区比横差动保护小,而且动作快速,灵敏度足够大,并且接线简洁等优点,其缺点是只能应用于有电源的一侧的双回路上,在无源的一侧不能承受,这一缺点对本设计不产生影响,因此主保护承受电流平衡保护。7.3线路保护选择表

60KV

主保护主保护

高频差动保护电流平衡保护三段式距离保护7.4变电所继电保护配置一览表21/41母线保护线路保护

主保护220KV60KV220KV

瓦斯保护过电流保护过负荷保护主保护 高频差动保护后备保护 三段式距离保护接地保护 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护60KV

主保护

电流平衡保护自动装置的规划设计电力系统自动装置的设计挥原有的自动装置的作用,自动装置应满足牢靠性、选择性、灵敏性和速动性。自动装置应力求简洁、牢靠、使用元件和触点尽量少,接线简洁,便于运行维护。合闸装置应按以下规定装设合闸装置应按以下规定装设1.1KV闸。旁路短路器和兼作旁路的母线联络断路器或分段断路器。一般装设自动重合闸。2.电力变压器和母线,必要时可装设自动重合闸。1.一般承受三相式一次重合闸。2.当断路器断流容许时,有些线路可承受两次重合闸。220KV330KV一般装设综合重合闸,即当线路上发生其他故障时,实现单相重合闸,发生其他故障时,实现三相重合闸。依据电力网构造和被保护线路的特点,某些状况下为了简化,承受三相自动重合闸。自动重合闸装置应符合以下要求动。用掌握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。规定。自动重合闸装置动作后应自动复归。自动重合闸装置应能实现重合闸后加速继电保护动作。本变电所设计,220KV侧线路装设综合重合闸。60KV侧线路承受三相一次重合闸。备用电源和备用设备自动投入查电力系统自动装置书用电源或设备投入工作,使用户不至于停电的一种装置。备自投装置的接线应满足以下要求只有当工作电源断开以后,备用电源才能投入工作母线上无论何种缘由失去电压时,备自投应投入备用电源自动投入装置只允许将备用电源投入一次备用电源或备用设备的自动投入装置,在以下状况下装设发电厂的厂用电和变电所的所用电由双电源供电的变电所,其中一个电源常常断开作为备用降压变电全部备用变压器或有相互为备用的母线段本变电所设计,为了确保不连续供电,变电所的电源均应装备自投装置。第八章变电所的过电压保护防护措施变电所是电力系统的主要组成局部,在选择好设备,确定好主接线以及二次回路配置有避雷针、避雷线和避雷器。引下线和良好的接地装置。避雷针的保护围可以依据模拟试验和运行阅历来确定。23/41发电厂和变电所直击雷保护的根本原则全部的户外配电装置,较高建筑物以及易燃易爆装置,都应当在避雷针的保护围之,以免受到直接的雷击。保护物之间应当有肯定的距离,以免雷击避雷针时造成还击：即从避雷针至被保护了降低造价并且便于布置,可以将避雷针装设在门形构架上。发电厂的主厂房上一般不装设避雷针,以免发生感应或是还击使继电保护动作或造成绝缘损坏,但是在变压器的门型构架上不得装设避雷针。确定避雷针的布置,首先应当考虑利用照明灯塔,同时满足避雷针与带电装置带电5m3m避雷针的设计单支避雷针的保护围hx径可以按下式计算：hx≥h/2,Rx=<h-hx>*ph-避雷针的高度〔米h≤30m,p=1;30m<h≤120m,p=5.5/h两支等高避雷针的保护围为了确定两针之间的保护围,必需得先求出圆弧最低点0处的高度〔h,00

h=h-D/7p0h：雷针的高度；D：相邻两针之间的距离〔m;P：依据避雷针的高度大小可以计算出来的一个数值。0hx式计算： 即 bx=1.5〔h-hx0留意：两针之间的距离必需小于7p,当被保护物体高度为hx时,两针之间的距离必需7〔h-hxp。三支等高针的保护围三支等高针形成的三角形的外侧保护围应当分别依据两支等高避雷针的计算方法bx≥0时,则全部的面积都可以得到保护。四针以及以上时,可以依据三针三针分别进展计算。避雷器的设置8.4.1在选用避雷器时,应当保证：避雷器安装饰的工频电压在任何状况下都不会上升至超过110KV80%。避雷器的配置配电装置的每一组母线上应当装设避雷器,但对于进出线都装设避雷器时除外；组避雷器；三绕组变压器低压侧的一组上应当装设一台避雷器；单元接线的发电机出线应当一组避雷器；避雷器。为了防止雷电波沿着母线侵入和操作引起的部过电压对电气设备造成严峻危害,可以安装避雷器,所用避雷器的型号见前面的设备选择一章。结论在选用避雷器时,应当保证：避雷器安装饰的工频电压在任何状况下都不会上升110KV80%。其次局部 设计计算书第一章主变压器的选择160KV有功功率之和为：P=P+P+P+P+P+P+P+P1 2 3 4 5 6 7 8=20230+20230+10000+10000+10000+10000+10000+10000=100000KW算到变压器的最大有功负荷变压器容量的选择：书：停一台主变,能保证70％的重要负荷供电S＝70%× S＝70%×〔1+5%Pm/COSφ=65763.16<KVA>应选择变压器的型号为SFPZ7—90000/220双绕组有载调压变压器。25/41型号SFPZ7—90000/220

额定容量〔KVA90000

1.1高压 低联结组 电压压 标号 〔%22081.5% 69YN,d11 13.5

空载损耗〔KW369.9

负载损耗〔KW1021.4SF/SPSZL7——90000/220

高压绕组额定电压等级,KV额定容量,KVA性能水平代号导线材质〔铜线不标调压方式〔无励磁调压不标,Z绕组数〔双绕组不标,S循环方式〔自然循环不标,P冷却装置种类〔F：S：水冷相数〔S：三相其次章短路电流计算2.1220KV180KM3220KV180KM3×50MWCOSφ=0.8Xd“=0.1243×100MW160KMCOS=0.85Xd“=0.183φ110KM3×63MVAUd﹪=10.5Ud﹪=18.3待设计的变电所短路计算的公式X=U％*S/100S* d J eX=X*S/SG* d j eX=X*L*S/U21* 1 j j星—角变换公式：星—角X=<XX+XX+XX>/X12 12 23 31 3X=<XX+XX+XX>/X23 12 23 31 1X=<XX+XX+XX>/X31 12 23 31 2角—星X=XX/<X+X+X>1 1231 12 23 31X=XX/<X+X+X>2 12X=XX

23/<X

12 23 31+X+X>3 3123 12 23 312.2标么值计算元件阻抗归算到系统基值<S=100MVA>U=U 的标么值计算j2#、3#发电机电抗：2.1#、2#、3#变压器电抗1.2.35#、6#发电机电抗:5#、6#变压器电抗:短路计算过程

B av·n220KVd1设在220KV母线上发生三相短路故障时,短路电流计算如下：2.3：2.3等效电源合并：如图2.42.4将原图经Y->△变换得:如图2.52.5Y->△变换图进展网络化简,化简后的网络图见图2.6220KV2.62.7I X

IX

1.052设：I11 3

4I1

1 5I 1.0522

12.052I由电流分布系数的定义,各短路电流分布系数为Ci

i得：I27/41从而各支路转移电抗X

X得：NiNiS

ik CiXjsi

X SikB时刻对应的三相短路电流周期重量有效值的标么值:所以短路电流周期重量有效值:=2.827=2.871冲击电流为imp 2KimpI””6.939<KA>60KVd22.82.8X 1×0.105×100

0.0833T 2 63转移电抗依据公式XiK

Xi 得:CXSJ i

X iK

iNiS 得：B可通过运算曲线表查出0S、2S、4S,时刻对应的三相短路电流周期重量有效值的标么值:所以短路电流周期重量有效值:=6.35=6.03=6.182冲击电流为Iimp=2K

imp

I‘’=16.193<KA>第三章 电气设备的选择断路器选择220KV1220KV,制造厂220KVI =1.05gmax

SB=1.05×3Ue

900003220

=173.604<A>SF6

有关数据见表3.1所示表3.1 LW〔OFPI—220型断路器有关参数表额定

额定短路额定 动稳

合闸 分闸型号 <KV>

工作电流 时间 时间<KV><KA><KA><KV><KA><KA>〔KA〔KA220252125031.5808031.5≤120≤30开断关合电流开断关合电流热稳电流电流〔峰值电流—220按额定开断电流校验：I=31.5KA I″=2.721KAebrI≥I″ 满足要求ebr按额定短路关合电流校验：i=80KA i=6.939KAegi≥ieg im

im满足要求动稳定校验由前面的相关计算可以知道：动稳定电流为：i短路冲击电流：i

=80KAdw=6.939KAim所以可以满足动稳定条件,即：i≥idw4. 热稳定校验热稳定校验公式：I2≥I2t

imr ∞ dz在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取4s。

=2.871KA

=2.721KA

=2.827KAd ∞ <0> d/2d断路器的额定周期重量热效应：Q=I2td断路器的额定周期重量热效应：Q=I2t=31.52×4=3969〔KA2S〉68.429〔KA2rddSLW〔OFPI—220计算数据额定电压U=220KVe额定电流I=1250Ae额定开断电流I=31.5KA额定关合电流I=80KAeg动稳定电流I=80KAd热稳定Q=3969〔KA2 S电网电压U=220KVw长期最大工作电流I=248.031Agmax次暂态短路电流I″=2.721KA短路冲击电流I=6.939KAim短路冲击电流有效值I=6.939KAim热效应Q=68.429〔KA2 SK所以可以满足热稳定条件,即：Q≥Q220KV侧断路器的选择结果见表3.2ebr60KV依据安装地点的工作电压,最大长期工作电流选择。安装地点的工作电压为60KV,制造厂所保证断路器的最高工作电压应大于60kv29/41S3UIgmax＝1.05× 3U

＝1.05×90000＝909.4Ae3360LW〔OFPI—63SF6

断路器。有3.33.3LW〔OFPI—63型号LWOFPI—63

额定<KV>

最高额定短路工作电流开断电压<A>电流

额定 动稳 3S<KV><KA><KV><KA><KA>〔KA〔KA6372.5250031.5806331.5≤120≤30

合闸

分闸〔ms按额定开断电流校验：I=31.5KA I″=6.35AebrI≥I″ 满足要求ebr按额定短路关合电流校验：i=80KA i=16.193KAegi≥ieg im

im满足要求动稳定校验：由前面的相关计算可以知道：动稳定电流为：i

=80KAdw短路冲击电流： i所以可以满足动稳定条件,即：i

=16.193KAim≥i热稳定校验热稳定校验公式：I2≥I2t

dw imr dz在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取4s。由以上短路计算得I=I=6.182KA I″ =6.35KA

=6.182KAd ∞ <0> d/2t=4s＞1s,故不计非周期热效应。tdQ d

(I””210I2

i2)=153.826d 12

(0)

t2 td d断路器的额定周期重量热效应：Q=I2t=31.52×3=2976.75〔KA2Srd所以可以满足热稳定条件,即：Q≥Q60KV

d3.4LW〔OFPI—63额定电压U=63KVe

计算数据电网电压U=63KVw额定电流I=1250Ae

长期最大工作电流I

=636.5Agmax额定开断电流I=31.5KA

次暂态短路电流I″=6.35KAebr额定关合电流I

=80KA

短路冲击电流I=16.193KAeg动稳定电流I=80KA热稳定热稳定Q=2976.75〔KA2 S热效应Q=153.826〔KA2SK

im短路冲击电流有效值Iim

=16.193KA220KV依据安装地点的工作电压,最大长期工作电流选择安装地点的工作电压为220KV,制造厂所保证断路器的最高工作电压应大于220KVN3USN3U3220Igmax＝1.05×3220e由此依据工作电压和工作电流及户外工作条件,选择时看额定电流,算出的母线最大持续GW6—220GW7—2203.53.5GW7—220安装地点

额定 额定<KV>220KVGW6—220<KV>220KVGW6—220220125025210040〔3S220KVGW7—220220125025212550〔2S

最高工作电压<KV>

动稳电 热稳电流〔KA 流〔KA动稳定校验GW6—220冲击电流为：i

=6.939KA,iim

=100KAdwGW7—220

≥i。dw im冲击电流为：i

=6.939KA,iim

=125KAdw热稳定校验

≥i。dw im热稳定校验公式：I2≥I2tr ∞ dz在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取3s。

=2.87KA

=2.721KA

=2.827KAd ∞ <0> d/2t=4s＞1s,故不计非周期热效应。tdQ d

(I””210I2

i2)=4×<2.7212+10×2.8272+2.872>/12=68.429〔KA2

Sd 12

(0)

t2 td d额定周期重量热效应：GW6—220Q=I2t=402×3=4800〔KA2SrdGW12—220Q=I2t=502×2=5000〔KA2Srd所以可以满足热稳定条件,即：Q≥Qd

计算数据电网电压U=220KVw

GW6—220额定电压U=220KVe

GW7—220额定电压U=220KVe31/41长期最大工作电流

额定电流I=1250A

额定电流I=1250AI=173.604A e egmax短路冲击电流I=6.939KAim

动稳定电流I=100KAd

动稳定电流I=125KAd热效应Q35.3〔KA2SK

热稳定Q=4800〔KA2 S

热稳定Q=5000〔KA2 S60KV依据安装地点的工作电压,最大长期工作电流选择安装地点的工作电压为60KV,制造厂所保证断路器的最高工作电压应大于60kvN3USN3U33220e由此依据工作电压和工作电流及户外工作条件,选择时看额定电流,算出的母线最大持续工作电流要比额定电流小一些,但算出的电流值很小,隔离开关初选GW5—633—4动稳定校验冲击电流为：i

=16.193KA

=80KAim热稳定校验

dw≥i。dw im热稳定校验公式：I2≥I2tr ∞ dz在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取3s。由以上短路计算得I=I=6.182KA I″ =6.35KA

=6.182KAd ∞ <0> d/2t=3s＞1s,故不计非周期热效应。tdQ d

(I””210I2

i2)=4×<6.352+10×6.1822+6.1822>/12=153.826〔KA2 Sd 12

(0)

t2 td d隔离开关的额定周期重量热效应：Q=I2t=31.52×3=2976.75〔KA2Srd所以可以满足热稳定条件,即：Q≥Qd．

计算数据电网电压U=63KVw长期最大工作电流I=636.5Agmax短路冲击电流I=16.193KAim热效应Q=153.826KAK

GW5—63额定电压U=63KVe额定电流I=1250Ae动稳定电流I=80KAd热稳定Q=2976.75〔KA2 S电流互感器的选择与校验220U=220KVw最大长期工作电流：ee3 220

90000Igmax＝1.05×

N ＝1.05× ＝248.031A220KV侧的进出线上电流互感器均用LB6—220型。L—电流互感器；C—瓷绝缘； W—户外型； 220—额定电压〔KV； W1—适用于中污秽地区。有关数据见表3.8安装地点型号额定电压最高工作电压额定一次电流额定二次电流额定短时热电动稳电流倍数1S定倍数<KV><KV>〔A〔A流〔KA〔倍〔倍220KVLB6—220220252300531.58030校验：〔1热稳定校验：

k2t≥Itled ∞在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取t=4s。Ik2t=〔300×302×1=8.×10〔ASledI2t=〔2.721×1032×4=0.296×108〔A2·S∞满足热稳定要求。〔2动稳定校验：2依据公式为：i≤ Ik2im Iedi=6.939KA

=300A k=802im Ie d2Ik=1.414×300×80=33936<A>Ied满足要求。

计算数据电网电压U=220KVw

3.9

LB6—220额定电压U=220KVe长期最大工作电流I=248.031A

I=300Agmax准确度级：0.5

le准确度：B1/B1/B2/B1/0.5短路冲击电流I

=6.939KAim

动稳定电流33.936KAQ0.67×108〔A2·SK3.3.2.60KV

热稳定：Q=8.1×108〔A2·SZU=60KVw最大长期工作电流：33/41See

900003 220＝1.05× ＝909.4A3 220LCWB5—6363KV3.10额定安装地点 型号 电压<KV>

最高工作<KV>

额定一次电流〔A

额定二次电流〔A

额定短时热电流〔KA

动稳电流倍数〔倍

1S定倍数〔倍60KV校验：

LCWB5—63 63

69 750

5 31.5 150 75〔1热稳定校验：

k2t≥Itled ∞在验算电器的短路热效应时,应承受后备保护的动作时间,通常取t=4s。Ik2t=〔750×752×1=3.164×109〔A2·SledI2t=〔6.35×1032×4=1.61×108〔A2·S∞满足热稳定要求。〔2动稳定校验：2依据公式为：i≤ Ik2im Iedi=16.193KA

=750 k=752im Ie d2Ik=1.414×750×150=159075〔AIed

计算数据

LB6—63电网电压U=60KVw

额定电压U=63KVe长期最大工作电流I=636.547A

I=300Agmax准确度级：0.5短路冲击电流I=16.193KAimQ1.61×108〔A2·SK电压互感器的选择与校验220KV

le准确度：B1/B1/B2/B1/0.5动稳定电流159.075KA热稳定：Q=3.164×109〔A2·SZ1．按装置种类及型式选择电压互感器的种类及型式应依据安装地点和使用条件进展选择,220KVJDCF—220〔GYW2220KV量、电能计算、继电保护和掌握装置用。2．按电压互感器安装位置的工作电压来选择：Ue=230KV本设计选用JDCF—220型电压互感器有关技术数据见表3.12额定绝缘安装地点 型号JDCF—

额定一次电压〔KV22030.1322030.130.13

水平U/AC/LI〔KV252/395/

二次绕组额定负荷二次测量绕组220KV

220

950

0.2级 0.5级100VA 100VA3.4.2 60KV按装置种类及型式,60KVJDCF—6363KV继电保护和掌握装置用。Ue=63KV本设计选用JDCF—63型电压互感器有关技术数据见表3.13安装地点 型号 额定一次电压〔KV

额定绝缘水U/AC/LI〔KV

二次绕组额定负荷6630.13一次 二次测量6630.1360KV

JDCF—63

72.5/140/320.130.13

50VA

0.5100VA母线的选择与校验母线的形式及适用围1．电流分布均匀。机械强度高。散热良好。有利于提高电晕起始电压。安装、检修简洁、连接便利。和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件,确定导线的截面积和导线的构造型式。型铝铰线。35/41数。110KV电流选择导线截面。导线的构造型式可承受单根钢芯铝铰线组成的复导线。二、截面选择说明为了保证母线的长期安全运行,母线在额定环境温度θ0度θ下的允许电流Ie应大于或等于流过导体的最大持续工作电流I≤KIe〔K为修正C gmax θ系数为了考虑母线长期运行的经济性,除了配电装置的汇流母线以及断续运行或长度在20济电流密度的大小与导体的种类和最大负荷利用小时数 T有关。母线经济截面为maxS=I/J。假设没有最大利用小时数则依据最大长期工作电流选择适宜的母线,然后对所选gmax母线对应的截面积进展热稳定校验。三、热稳定校验依据上述状况选择的导体截面S,还应校验其在短路条件下的热稳定。其公式为：I I tKCdz fmin式中：S——依据热稳定打算的导体最小允许截面〔mm2minIA∞tdzKfC——热稳定系数,其值与材料及发热温度有关220KV1．依据最大长期工作电流选择S

900003U33U3220eLGJ—240/303.14导线型号LGJ-240

最高允许温度〔摄氏度+70 +80655 662ee0e 0eI”KI= Ie e e=730.668<A>＞173.604〔A热稳定校验θ=θθ+θ*〔I/I20 al 0 gmax e=40+<70-40>×<173.604/730.668>2=42℃C=98,由短路得Q=68.429〔KA2SK故所选母线合格。60KV1．依据最大长期工作电流选择S

90000N3UN3U3220eLGJ—800/553.15导线型号LGJ—800

最高允许温度〔摄氏度+70 +801413 149940℃,最低温度-28℃,14℃,25℃。I KI ‘e e e

I=1576.267〔A＞909.4<A>eee-00e热稳定校验θ=θθ+θ*〔I/I20 al 0 e=40+<70-40>*<909.4/1576.267>2=50℃查表得C=97.5,由短路得 Q=145.389〔KA2SQd145.389Qd145.389106Smin

123.669(mm2)800mm2故所选母线合格。C 97.5

安装地点220KV60KV

母线型号LGJ—240/30LGJ—800/55避雷器的选择与校验在选择避雷器时,应保证避雷器安装饰的工频电压上升在任何状况下都不会超过灭弧电压,否则避雷器因不能灭弧而爆炸,对于单纯避雷器来说,只需考虑系统单相接地非故障相对地电压上升,这一上升明显与系统中性点接地方式有关。一、避雷器的设计原则配电装置的每组母线上应装设避雷器,但进出线都装设断路器的除外。二.协作继电保护要求220KV38KV37/41220KV变压器。611在价格上磁吹阀型避雷器没有明显的优越性,在特别状况下才被使用。管型避雷器由于动作时形成截波对变压器的纵向绝缘不利,所以不被承受。FZ选定避雷器型号及技术数据见表3.17型号 额定电压不小于不大于不小于不大于5KV10KVFZ—220J220200448536652715FZ—606070.5140173227250FZ—110110125254312375415

灭弧电压KV

工频放电电压有效值〔KV

8/20值不大于〔KV具体的安装位置和型号见表3.18设备名称安装地点型号断路器220KV60KVLW〔OFPI—220LW〔OFPI—63220KVGW6—220隔离开关220KVGW7—22060KVGW5—63电流互感器220KV60KVLB6—220LCWB5—63电压互感器220KV60KVJDCF—220JDCF—63220KVFZ—220J避雷器60KVFZ—60主变中性点FZ—110母线220KV60KV第四章防雷保护计算LGJ—240/30LGJ—800/55避雷针的定位220KV60KV9变电所避雷针布置图6091号针2号针85625号针保护围计算

4-1变电所避雷针布置图h=25m,被保护设备最高为h602 602 602

=15m,h＜30m,P1,两针间距D=60m,D=12 24

=85m2～4

Dh=h－24

85=25－ =12.9m 〔4.10∵h=15m∴h＞h/2x x 0

7P 7∴b=1.5〔hh

=1.5〔12.9-15=-3.15m＜0 〔4.2x 0 x不满足要求。重选择高度,h=30m12～4D 85h=h－24=30－ =17.9m 〔4.30 7P 7∵h=15m∴h＞h/2x x 0

∴b=1.5〔hhx 0

=1.5〔17.9-15=4.35m＞0 〔4.421～239/41D 60∵h=15m∴h＞h/2x x 0

h=h－0

12=30－ =21.4m 〔4.57P 7b=1.5〔hhx 0 x

=1.5〔21.4-15=9.6m＞0 〔4.6同理,其它各针两两之间的bx

均大于零,多边形中间全部面积都处于联合保护围。30m单根避雷针的保护半径〔1220KV侧配电装置h=15m的水平面上的保护半径r为xh≥h/2 rx

=〔h－hx

xP=30-15=15m

〔4.7h=10m的水平面上的保护半径r为xh＜h/2x

r=〔1.5h-2hx

xP=1.5

30-2

10=25m

〔4.8〔260KV侧配电装置x单根避雷针在=9m的水平面上的保护半径r为xh＜h/2x

r=〔1.5h-2hx

30-2

9=27m

〔4.9单根避雷针在hx

=7m的水平面上的保护半径r为x h＜h/2 rx

=〔1.5h-2hx

P=1.5

30-2

7=31m

〔4.10变电所的设备都能在保护围。..总结集资料、查阅文献、方案比较、设计绘图等多方面的训练,提高分析问题和解决问题的力量。为将来走上工作岗位之后,真正作到学以致用奠定了根底。在完成充的学问和技能,从而学会综合运用学问,在解决实际问题的过程中熬炼自己的实际应用力量。此外,我们可以结合设计容进展相应专题的争论的要求,本设计将依据远期负荷规划进展设计建设,从而保证该变电所能够长期牢靠供电。第一步,依据规程为保证供电牢靠性,变电所一般应装设两台主变,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。并依据变电所带负荷的性质和电网构造确定变压器容量,对于一般性70%的容量。同时应满足重要负荷的牢靠供电。其次步,变电所的主接线是电力系统接线接线组成中的一个重要局部。依据元件总数、设备特点等条件确定主接线形式。一般选取两个接线方案进展比较,从经济性、牢靠性和敏捷性综合考虑,最终选取一个比较合理的。第三步,为了合理选择和校验