110kv变电站电气一次部分设计

西南交通大学网络教育毕业设计（论文）PAGE27PAGE110kV变电站一次部分电气设计摘要随着电力工业的发展，我国电网不断扩大。经历了从孤立的小电网、省级电网向大电网的发展。我国电力工业已进入大电网、大机组、高电压、高自动化的发展阶段。终端变电站的初步设计是网络规划中的一个基本设计，通过本设计，既让我们认识到电力设计的重要意义，又巩固所学的理论知识，掌握现代变电站初步设计的基本方法，为我们在今后工作中分析问题、解决问题打下良好的基础。本文设计了一座110kV变电站。首先，从负荷增长的角度阐明了车站建设的必要性。然后，通过对负荷数据、安全性、经济性和可靠性的分析，确定主变压器的数量、容量和类型。然后，根据负荷计算和供电范围确定主变压器的数量、容量和类型。确定了110千伏、35千伏和10千伏的接线方式。确定了系统的继电保护方法，并进行系统的防雷保护。关键词：变压器；短路电流计算；断路器；隔离开关；开关柜

AbstractWiththedevelopmentofpowerindustry,China'spowergridhasbeenexpandingcontinuously.Ithasexperiencedthedevelopmentfromisolatedsmallpowergridandprovincialpowergridtolargepowergrid.China'spowerindustryhasenteredthestageoflargepowergrid,largegeneratingunits,highvoltageandhighautomation.Thepreliminarydesignofterminalsubstationisabasicdesigninnetworkplanning.Throughthisdesign,wecannotonlyrealizetheimportanceofpowerdesign,butalsoconsolidatethetheoreticalknowledgewehavelearned,masterthebasicmethodsofpreliminarydesignofmodernsubstation,andlayagoodfoundationforanalyzingandsolvingproblemsinourfuturework.Thispaperpresentsthedesignof110KVsubstation.Firstly,thenecessityofstationconstructionisclarifiedfromtheaspectofloadgrowth.Then,thenumber,capacityandtypeofmaintransformeraredeterminedbytheanalysisofloaddata,safety,economyandreliability.Then,themainwiringformsof110kV,35kVand10kVaredetermined,andtheabsenceofmaintransformerisdeterminedbythecalculationofloadandtherangeofpowersupply.Theform,capacityandmodelofpowercompensationdevice.Keywords:transformer;shortcircuitcurrentcalculation;circuitbreaker;disconnector;switchgear

目录摘要 IAbstract II1变电站设计要求 11.1待设计变电所地位及作用 11.2地理位置及地理条件的简述 11.3系统情况如下 12负荷分析及变压器选择 22.1负荷计算 22.1.135kV负荷计算 22.1.210kV负荷计算 32.2负荷分析 32.3变压器台数、容量、及形式的确定 52.3.1变电所主变压器台数的确定 52.3.2变电所主变压器容量的确定 52.3.3主变压器绕组数的确定 62.3.4主变压器的绕组连接方式 62.3.5主变压器的相数 63电气主接线设计 73.1110kV电气主接线 73.235kV电气主接线 93.310kV电气主接线 114短路电流计算 144.1关于短路基本知识 144.1.1短路电流计算的目的 144.1.2短路电流计算点的确定和短路电流计算 144.1.3短路点的确定 144.2短路阻抗计算 164.3110kV侧短路计算 184.435kV侧短路电流计算 195系统保护设计 225.1继电保护的任务 225.2主变压器的保护 235.2.1电力变压器保护概述 235.2.2电力变压器纵差保护接线 235.2.3纵差动保护的整定计算 235.2.4变压器瓦斯保护 245.2.5过电流保护 255.3防雷保护 255.3.1变电所防雷概述 255.3.2避雷针的选择 255.3.3防雷接地 27结论 29致谢 30参考文献 311变电站设计要求1.1待设计变电所地位及作用根据先进原则和长期的电力负荷发展，在某地区建设一座110kV变电站，主要向本区域的用户提供电力输送，特别是向本区域的大用户供电。1.2地理位置及地理条件的简述变电站位于地势平坦、交通便利、空气污染小的城市。该地区平均海拔187米，最高气温为41.2摄氏度，最低气温-14.5摄氏度，年平均气温13.2摄氏度，最热月平均最高气温29.8摄氏度，土壤温度24.8摄氏度。1.3系统情况如下∽∽с待建变电站10KV2×30km110KV4×240MVA4×200MW(1×200MW)75km80km220KVXc=0.04Sj=1000MVA2×120MVAcosΨ=0.06Xd″=0.167注：括号内为最小运行方式图1.1系统情况

2负荷分析及变压器选择2.1负荷计算选择主变压器和厂用变压器的电力容量，计算每侧负荷，主要包括10kV负荷、35kV负荷和110kV侧负荷。－－同时系数，取0.8无功功率计算公式：无功同时系数，取0.85－－总的无功负荷Tanψ--正切角视在功率计算公式：2.1.135kV负荷计算＝0.8（6000+7000+45002+43002+5000)＝28480(KW)=其中所以：＝6000*0.484+7000*0.426+9000*0.62+8600*0.54+5000*0.62＝19210kVar0.85*19210=16328.5kVar==32828.8KVA2.1.210kV负荷计算=0.8*(1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2)=7840kW=1000*3*0.484+800*2*0.512+700*0.512+800*2*0.54+600*0.54+700*0.484+1600*0.484=4930.8kVar=0.85*4930.8=4191.18kVar==8890kVA总负荷S=S35+S10=32828.8+8890=41718.8kVA2.2负荷分析整个地区提高电力系统的安全运行水平，就为保证对用户的不间断供电创造了基本的条件。根据用户对供电可靠性的不同要求，目前我国将负荷分为以下三级：一级负荷：该级负荷停电后果极为严重。例如，可能发生危及人身安全的事故；工业生产中的关键设备可能遭受不可弥补的损害，使生产秩序长期不能恢复正常，给国家经济造成重大损失；市政重要部门混乱。二次负荷：第一次负荷供电中断将导致生产大幅度减少，影响大量居民在城市生活中的正常活动等。三级负荷：三级负荷对供电的要求并不高，只需要一路电源供电即可，如工厂辅助车间、小城镇和农村公共负荷等，该级负荷短时停电，不会造成重大损失。针对以上描述，根据上述条件，将110kV变电站的负荷等级划分如下：表2.1第一级负荷负荷名称每回最大负荷（kW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）市镇变160000.91架空15市镇变270000.921架空8煤矿变45000.852架空9镇区变10000.93架空5表2.2第二级负荷负荷名称每回最大负荷（kW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）化肥厂43000.882架空7机械厂8000.892电缆6纺织厂17000.891电缆3纺织厂28000.882架空7农药厂6000.881架空4表2.3第三级负荷负荷名称每回最大负荷（kW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）砖厂50000.851架空11面粉厂7000.91架空5耐火材料厂8000.92架空2所以：一级负荷总有功功率:P1=6000+7000+4500*2+1000*3=25000kW二级负荷总有功功率:P2=4300*2+700+800*2+600+1600=13100kW一二级总有功负荷P=P1+P2=25000+13100=38100kW=0.8*P=0.8*38100=30480kW一级负荷总无功功率:Q1=6000*0.484+7000*0.426+4500*2*0.62+1000*3*0.484=12918kVar二级负荷总无功功率:Q2=4300*2*0.54+700*0.512+800*2*0.54+600*0.54=6190.4kVar一二级负荷总无功功率Q=Q1+Q2=12918+6190.4=19108.4kVar=0.85*Q=0.85*19108.4=16242.14kVar系统总一二级负荷:34895.8KVA2.3变压器台数、容量、及形式的确定2.3.1变电所主变压器台数的确定在大城市郊区的一个变电所，如果中低压侧已形成环网，建议安装两台主变压器。然而，考虑到变电站是一个重要的中间变电站，它与系统紧密相连，一次接线中考虑了旁路主变压器的方式。故选用两台主变压器，并列运行且容量相等。2.3.2变电所主变压器容量的确定1.主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择，并考虑10-20年的长期负荷发展。2.主变压器的容量根据变电站负载的性质和网络结构确定。对于有重要负荷的变电站，当主要变压器失电时，在设计的过程中应该要考虑剩余变压器容量的世界，作为备用供电方式，当主变压器故障时，变电所可停止运行。剩余变压器容量可保证总负荷的70-80%。S=41718.8kVA由于上述条件所限制。当一台停运时，另一台则承担70%×41718.7=29203.09kVA，80%×41718.7=33374.96kVA；除此之外，变压器还应满足一二级负荷不断电，所以变压器容量应大于34859.8KVA故选两台40000kVA的主变压器就可满足负荷需求。2.3.3主变压器绕组数的确定在三个电压等级的变电站中，如果主变压器各绕组的功率达到变电站容量的15%以上，主变压器应采用三个绕组变压器。该变电站有三个电压等级：110kV、35kV、10kV，因此该变电站应选用三绕组变压器。2.3.4主变压器的绕组连接方式我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接；35kV采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组都采用连接。所以最后变压器的连接方式为：YN、、yn0、d112.3.5主变压器的相数选择变压器数量时，应考虑以下原则：当运输条件不受限制时，容量为330kV及以下的电厂和变电站应采用三相变压器，主变压器应为三相。

3电气主接线设计3.1110kV电气主接线由于此变电站是为了某地区电力系统的发展和负荷增长而拟建的。对于110KV，出线回路数不超过两回的可以用单母线接线及接成内桥型。结合负荷分析：110kV有两回进线，所以110kV侧保留下面两种可能接线方案，如图3.1及图3.2所示。图3.1内桥接线对图3.1及图3.2所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表3.1。表3.1110KV主接线方案比较表项目方案方案Ⅰ方案Ⅱ技术简单清晰、正常投切时操作复杂。可靠性、灵活性好。故障时，仅故障线路侧断路器断开。简单清晰扩建方便设备少、投资少易于操作母线和母线侧故障时，会造成整个回路停电经济仅用三台断路器，设备少、投资小易于发展。可靠性、灵活性差在技术上（可靠性、灵活性）第I种方案明显合理，在经济上，方案Ⅰ占优势。鉴于此站为地区变电站应具有较高的可靠性和灵活性。经综合分析，决定选第Ⅰ种方案为110kV侧设计的最终方案。3.235kV电气主接线35kv侧载7次，电压等级为35kv～60kv，出线4～8次。它可以通过单总线或双总线连接。为了保证线路维护期间用户的供电不中断，采用单母线分段连接和双母线连接。据上述分析、组合，筛选出以下两种方案。如图3.3及图3.4所示。图3.3单母线分段接线Ⅰ图3.4单母线分段接线Ⅱ对图3.3及图3.4所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较。见表3.2所示。表3.235KV主接线方案比较项目方案方案Ⅰ单母线分段方案Ⅱ双母线接线技术①简单清晰、操作方便、易于发展②不会造成全所停电调度灵活③保证对重要用户的供电④任一断路器检修，该回路必须停止工作供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经济①设备少、投资小②用母线分段断路器兼作旁路断路器节省投资设备多、配电装置复杂投资和占地面大经比较两种方案都具有易扩建这一特性。虽然方案Ⅰ可靠性、灵活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的经济性；对于35kV的重要负荷两回的可分别接在两段母线上，且此电压等级不高，可选用投资小的方案Ⅰ作为35kV主接线的最终方案。3.310kV电气主接线10千伏侧输出电路为12个周期。根据《电气设备手册》，当6-10千伏配电装置的出线回路数为6个周期或以上时，可采用单母线分段接线。双总线连接可用于更多的引出线和电源，更高的传输和穿越功率，拥有更高的可靠性和灵活性。根据以上分析，10kV可选择以下两种方案如图3.5及图3.6所示。图3.5单母线分段接线图3.6双母线接线对图3.5及图3.6所示方案Ⅰ、Ⅱ综合比较，见表3.3表3.3主接线方案比较项目方案方案Ⅰ单母线分段方案Ⅱ双母线接线技术不会造成全所停电调度灵活保证对重要用户的供电任一断路器检修，该回路必须停止工作①供电可靠②调度灵活③扩建方便④便于试验⑤易误操作经济占地少设备少①设备多、配电装置复杂②投资和占地面大通过比较分析，方案一在经济性上优于方案二，灵活调度也能保证供电的可靠性。因此，选择方案一作为10kV主接线的最终方案。通过对上述各种接线方案的比较，110kv采用内桥接线，35kv和10kv采用单母线分段接线。

4短路电流计算4.1关于短路基本知识4.1.1短路电流计算的目的根据电气设备的具体运行情况及热温度的要求，确定电气设备的型号及容量，根据短路电流计算方式，确定经济可行的电气主接线设计方案，为继电保护整定计算提供依据。4.1.2短路电流计算点的确定和短路电流计算短路是电力系统中最常见的且很严重的故障。短路故障会大大降低系统电压，增加电路电流。它不仅会影响用户的正常供电，还会破坏电力系统的稳定性，损坏电气设备。因此，在电厂、变电站和整个电力系统的设计和运行中，必须计算短路电流。4.1.3短路点的确定在确定短路电流时，应采用可能的最大短路电流的正常连接方式。在选择系统导体和电器时，无电抗器电路的短路点计算也应选择正常连接方式下短路电流最大的地方。一般情况下，三相短路最为严重，并发生在母线上。因此，可能出现最大短路电流的短路电流计算点有三个，分别是110kv母线短路（F1点）、35kv母线短路（F2点）和10kv母线短路（F3点）。图4.1网络图4.2短路阻抗计算图4.2短路阻抗计算各元件电抗的标幺值（基准容量SB=1000MVA;UB=UAV）200MW发电机的电抗为Xd*=0.167系统电抗标幺值XC=0.04每Km线路电抗表4.1240MVA双绕组变压器参数型号额定容量/kVA额定电压（高压）额定电压(低压)短路电压/%SFP-240000/22024000024222.5%15.7514表4.2120MVA三绕组变压器参数型号额定容量/kVA额定电压/kV短路电压/%高压中压低压高中高低中低SSPSL-120000/2201200022012110.514.5223.277.27表4.3待建40MVA变压器参数型号电压组合及分接范围阻抗电压空载电流连接组别高压中压低压高-中高-低中-低1．3YN，yn0,d11SFSZQ7-40000/110110±8×1.25%38．5±5%10．56.310.517．56.5等值系统电抗X1=0.0480km架空线路X2=X×L×SB/UN2=0.4×80×1000/2302=0.6发电机X3=X*×SB/SN×1/4=0.167×1000/200/0.86×1/4=0.172双绕组变压器X4=Uk%/100×SB/SN=14/100×1000/240×1/4=0.14675kkm架空线路X5=X×L×SB/UN2=0.4×75×1000/2302=0.567110Kv三绕组变压器高压侧X6=X9=1/2(U12%+U13%-U23%)×1/100×SB/SN=1/2(14.52+23.27-7.27)×1/100×1000/120=1.272110Kv三绕组变压器中压侧X7=X10=1/2(U12%+U23%-U13%)×1/100×SB/SN=1/2(14.52+7.27-23.27)×1/100×1000/1200110Kv三绕组变压器低压侧X8=X11=1/2(U13%+U23%-U12%)×1/100×SB/SN=1/2(23.27+7.27-14.52)×1/100×1000/120=0.66830km线路电抗标幺值X12=X13=X×L×SB/UN2=0.4×30×1000/1152=0.907110kV变压器高压侧X14=X17=1/2((U12%+U13%-U23%)×1/100×SB/SN=1/2(10.5+17.5-6.5)×1/100×1000/40=2.688110kV变压器中压侧X15=X18=1/2(U12%+U23%-U13%)×1/100×SB/SN=1/2(10.5+6.5-17.5)×1/100×1000/400110kV变压器中压侧X16=X19=1/2(U13%+U23%-U12%)×1/100×SB/SN=1/2(17.5+6.5-10.5)×1/100×1000/40=1.694.3110kV侧短路计算图4.3等值电路图X20=X1+X2=0.04+0.6=0.64X21=X3+X4+X5=0.172+0.146+0.567=0.885X22=1/2(X6+X13)=1/2(1.272+0.907)=1.089系统到短路点f1的转移电抗X1f=X20+X22+X20×X22/X21=0.64+1.089+0.64*1.089/0.8852.516发电机到短路点的转移电抗X2f=X21+X22+X21×X22/X20=0.885+1.089+0.885×1.089/0.643.48系统在f1点提供的短路电流周期分量的有效值:IP*=1/X1f=1/2.516有名值:Ip1=IP*×SB/Uav=1/2.516×1000/（×115）=1.995KA短路点远离发电厂,因此取冲击系数为1.80.则短路冲击电流:ich=2.55Ip1=2.55×1.995=5.09KA短路全电流最大有效值;Iim=1.52Ip1=1.52×1.995=3.03KA对于系统,在0s,0.1s,0.2s中的各短路电流值均相同.发电机在f1点提供的短路电流计算:计算电抗XJ=X2f×SG/SB=3.48×800/0.86/1000=3.237查表知,该发电机可看成无穷大电源;IP*=1/X2f=1/3.48IP2=IP*×SB/Uav=1/3.48×1000/（×115）=1.443KA短路冲击电流:ich=2.55×IP2=2.55×1.443=3.68KA短路全电流最大值:Iim=1.52IP2=1.52×1.443=2.19KA对于无穷大电源,在0s,0.1s,0.2s中的各短路电流值均相同.则:流过f1点的短路电流为Ip=Ip1+Ip2=1.995+1.443=3.438KAICh=2.55Ip=2.55×3.438=8.767KAIim=1.52Ip=1.52×3.438=5.226KA4.435kV侧短路电流计算等值电路图如下:图4.4等值电路图X23=1/2×X14=1/2×2.688=1.344X24=X22+X23=1.089+1.344=2.433系统到短路点f2的转移电抗X1f=X20+X24+X20×X24/X21=0.64+2.433+0.64×2.433/0.8854.832发电机到短路点的转移电抗X2f=X21+X24+X21×X24/X20=0.885+2.433+0.885×2.433/0.646.682系统在f2点提供的短路电流周期分量的有效值:IP*=1/X1f=1/4.832有名值:Ip1=IP*×SB/Uav=1/4.832×1000/（×37）=3.23KA短路点远离发电厂,因此取冲击系数为1.80.则短路冲击电流:ich=2.55Ip1=2.55×3.23=8.236KA短路全电流最大有效值;Iim=1.52Ip1=1.52×3.23=4.9KA对于系统,在0s,0.1s,0.2s中的各短路电流值均相同.发电机在f2点提供的短路电流计算:计算电抗XJ=X2f×SG/SB=6.682×800/0.86/1000=6.216查表知,该发电机可看成无穷大电源;IP*=1/X2f=1/6.682IP2=IP*×SB/Uav=1/6.682×1000/（×37）=2.335KA短路冲击电流:ich=2.55×IP2=2.55×2.335=5.96KA短路全电流最大值:Iim=1.52IP2=1.52×2.335=3.56KA对于无穷大电源,在0s,0.1s,0.2s中的各短路电流值均相同.则:流过f2点的短路电流为Ip=Ip1+Ip2=3.23+2.335=5.535KAICh=2.55Ip=2.55×5.535=14.11KAIim=1.52Ip=1.52×5.535=8.41KA

5系统保护设计5.1继电保护的任务继电保护装置安装在受保护部件上（如发电机、变压器、母线、阻抗、电容器、电动机等），对受保护部件的故障作出反应，作为线路跳闸装置的自动装置。保护元件的断路器或对异常工作状态作出反应并发出信号。继电保护的基本任务是：（1）当电力系统故障，为保证无故障部分正常运作，应通过断路器自动、快速、有选择地切除故障设备。并且可以防止故障设备继续发生不必要的损伤。对于单相接地故障，不会直接破坏系统的运行。（2）反应电气设备运行异常。根据设备发生故障的异常情况，对发生故障警报的电气部分进行处理，当继电保护装置动作异常时，允许有一定的延时动作。（3）停电电源应根据实际情况尽快自动恢复。继电保护装置是电力系统自动化的重要组成部分，保证了系统的安全运行。在电力系统中起着重要作用。可以说，没有继电保护技术的发展，就没有现代电力系统。继电保护的基本要求：为了及时、准确地完成继电保护装置的任务，对继电保护装置有四个基本要求：选择性、速度、灵敏度和可靠性。（1）选择性：当供电系统的一部分发生故障时，应是离电源侧附近事故点最近的保护装置。在最小范围内消除事故，保护非事故部分不继续运行是供电系统的一项选择性要求。（2）可靠性：当事故或故障发生时，保护装置应该动作可靠，而不能拒绝动作；在正常情况下，保护装置要避开设备正常工作时冲击电流的作用，不能误动作。保护装置的拒动或误动，都可表现出保护装置的可靠性。为提高保护装置的可靠性，应正确设计和整定保护装置及其动作值。（3）灵敏度：当供电系统发生故障或在其保护范围内非法运行时，保护装置对故障的响应或状态的变化称为灵敏度。（4）速动性：保护装置在可能的条件下，应该尽快动作以切除事故，减轻事故对系统的破坏程度，加快系统恢复正常工作状态。由于既要满足选择性又要满足速动性，所以对工厂供电系统，允许延时切除故障的时间一般为0.5~2.05左右。5.2主变压器的保护5.2.1电力变压器保护概述变压器是电力系统中用来升高或降低电压不可缺少的重要电气设备，其故障可以分为油箱外的故障和油箱内的故障两种。油箱外部故障是指壳体与引出线之间的短路和对地短路。油箱故障包括绕组相间短路、接地短路、匝间短路和烧芯。对于各种故障，变压器保护装置应尽快切除变压器。电流差动保护不需要与其它元件配合。它不仅能正确区分内部故障和外部故障，而且能及时排除区域内的各种故障，并及时对相应部分进行处理，因此被广泛用作变压器的主保护。5.2.2电力变压器纵差保护接线对于三相变压器，且采用Ydll的接线方式，由于Y侧采用了两相电流差，该侧流入差动继电器的电流增加了倍。为了保证差动回路在正常运行和外部故障下状态一切正常，增加了该侧电流互感器的变比为倍，即两侧电流互感器变比应该满足：（5-1）变压器两侧的电流互感器采用不同的接线方式。Y侧采用Y、D11接线方式，将两相电流差接入差动继电器。D侧采用Y、D12接线方式，将各相电流直接接入差动继电器。数字差动保护一般将Y侧的三相电流直接接入保护装置，通过计算机软件实现功能，简化了接线。5.2.3纵差动保护的整定计算（1）躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，整定式为：（5-2）式中：—可靠系数，取1.3；—外部短路故障时的最大不平衡电流。（5-3）是因为电流互感器计算变比和实际变比不一致所产生的相对误差；—由变压器分接头改变引起的相对误差。由于本设计没有分接头，所以取0；—非周期分量系数，取1.5；—电流互感器同型系数，取1；0.1—电流互感器容许的最大稳态相对误差；为外部短路故障时最大短路电流。（2）躲过变压器最大的励磁涌流，整定式为：（5-4）式中：—可靠系数，取1.3；—励磁涌流的最大倍数，取6；—变压器额定电流。（3）躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流，整定式为（5-5）式中：—可靠系数，取1.3；—变压器的最大负荷电流。5.2.4变压器瓦斯保护变压器印版将变压器油作为绝缘介质和冷却介质。当变压器邮箱发生故障时，变压器油等绝缘材料在故障电流和故障点电弧的作用下，受热分解，产生大量气体。气体放电的程度和速度取决于变压器的严重程度。利用这种气体实现保护的装置称为气体保护。气体保护的主要组成部分是气体继电器，它安装在邮箱和油枕之间的连接管上。当变压器发生小故障时，邮箱中产生的气体越来越少。由于油枕在邮箱上方，气体沿管道上升，使气体继电器中的油位下降。当它下降到动作阈值时，轻瓦斯动作发出警告信号。当发生严重故障时，故障点附近的温度急剧升高，并迅速产生大量气体。变压器内部的压力增加，迫使变压器油从邮箱通过管道流向油枕方向。当气体继电器感应到的油速达到动作阈值时，重瓦斯保护在跳闸回路上瞬间动作，消除变压器压力，防止事故扩大。5.2.5过电流保护变压器的主保护一般采用差动保护和瓦斯保护，除此之外还应装设相间短路和接地短路的后备保护。后备保护是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流，并作为相邻元件保护的后备。在可能的条件下也作为变压器内部故障时主保护的后备。变压器的相间短路后备保护一般会采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护及阻抗保护等。过电流保护保护动作后，会跳开变压器两侧的断路器。保护的启动电流要按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定，即（5-6）式中：—可靠系数，取1.3；—返回系数，取0.85；—变压器可能出现的最大负荷电流。5.3防雷保护5.3.1变电所防雷概述雷电产生的大气过电压会对电器设备和建筑物产生严重的危害。因此，在变电站和高压输电线路中，必须采取有效的防雷措施，确保电气设备的安全。运行经验表明，变电站采用的防雷措施是可靠的，但电气设备的雷电参数和冲击放电特性是统计的，因此防雷措施是相对的而不是绝对的。变电站的雷电危害主要来自两个方面：一是对露天安装的变电站建筑物、构筑物或设备的直接雷击。当强雷电冲击电流通过受冲击的物体射入地面时，会造成机械和热损伤；另一种是雷电感应产生的高压波沿输电线路侵入。进入变电所时，主要电气设备对地绝缘损坏或烧毁。因此，对于直接雷击损坏，变电站一般采用避雷针或避雷线保护。为了保护沿线的雷电侵入波，变电站合理配置避雷器是主要途径。5.3.2避雷针的选择避雷器是一种专门用于限制过电压的电气设备。它本质上是与受保护的电气设备并联的放电装置。当电压超过一定范围时，避雷器首先放电，以限制过电压，保护其他电气设备。目前，氧化锌避雷器一般用于新建或技改后的变电站，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压和事故过电压的保护装置。氧化锌避雷器与阀式避雷器相比，具有残压低、无连续流、流量大、性能稳定、运行快等优点。避雷器的配置原则如下：①配电装置的每组母线上均应装设避雷器。②旁路母线上是否应安装避雷器，取决于旁路母线投入运行时避雷器与被保护设备之间的电气距离是否满足要求。③避雷器必须安装在330kV及以上的变压器和并联电抗器上，并应尽可能靠近设备本体。④当变压器与20kV以下避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。⑤三绕组变压器低压侧的一相上宜装设一台避雷器。（1）110Kv侧避雷器的选择①按额定电压选110Kv系统最高电压230kV，相对地电压为230/=132.8kV，避雷器相对地电压为，取避雷器额定电压为204kV。②按持续运行电压选择110Kv系统相电压132.8kV，选择氧化锌避雷器持续运行电压152kV，此值大于132.8kV。②标称放电电流的选择110Kv氧化锌避雷器标称放电电流选择10A。④雷电冲击残压的选择110Kv额定雷电冲击内绝缘耐受电压为786kV，计算避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为（5-7）选择氧化锌避雷器雷电冲击电流下残压（峰值）为532kV。⑤校核陡坡冲击电流下的残压110Kv变压器类设备的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为882kV，计算陡坡冲击电流下的残压为（5-8）选择陡坡冲击电流下残压（峰值）为596kV。⑥操作冲击电流下的残压110Kv变压器线端操作波试验电压为550kV，计算变压器110Kv侧操作冲击电流下的残压为（5-9）选择操作冲击电流下峰值残压为454kV。⑦根据上述计算和校核，选择Y10WF-204/532型避雷器YH10WZ1-204/532型号说明如下：Y—金属氧化物H—复合型避雷器，10—8us/20us波形标称放电电流：10kA，W—无间隙Z—陶瓷式204—避雷器额定电压532—残压，标称放电电流为10KA时的残压不大于532。参数如下：使用场所：110Kv系统；裙数：58；爬电比距（cm/KV）：2.5；避雷器额定电压（kV）：204；避雷器持续运行电压（kV）：152；直流1mA参考电压下不小于（kV）：296；标准放电电流（8/20μs）下的最大残压峰值（kV）：532；操作冲击（30/60μs）下的最大残压峰值（kV）：454；陡波下的最大残压峰值（kV）：596；2ms方波电流幅值（A）：800。（2）选型结果本设计中110KvⅠ、Ⅱ段母线采用南阳市丰电避雷器有限公司Y10WF-204/532型避雷器；1号、2号主变110Kv侧采用明电舍（郑州）电气工程有限公司Y10WF-204/532型；66kVⅠ、Ⅱ段母线、1号、2号主变66kV侧采用明电舍（郑州）电气工程有限公司Y10WF-100/260S型避雷器；66kV中性点采用大连蓝电避雷器有限公司HY5WZ-72/186型避雷器；10kVⅠ、Ⅱ段母线及出线采用宜宾电子元器件厂HY5WZ-17/45型避雷器。5.3.3防雷接地接地是指金属物体的一个节点或接地电路通过导体与接地保持等电位