220kv变电站电气主接线系统设计样本

摘要本阐明书以220KV地区变电站设计为例，阐述了电力系统工程中变电站某些电气设计（一次某些）全过程。通过对变电站主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，重要电气设备型号及参数拟定，运营方式分析，防雷及过电压保护装置设计，电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，较为详细地完毕了电力系统中变电站设计。限于毕业设计详细规定和设计时间限制，本毕业设计只对变电站电气一次某些做了较为详细理论设计，而对其电气二次某些并没有涉及，这有待于在此后学习和工作中进行研究。核心词：变电站短路电流动稳定热稳定过电压保护装置无功补偿

ABSTRACTThestatementaboutthe220kvtransformerareasubstationdesign，discussedsomeelectricaltransformerstationsdesign(onepart)inpowersystemsengineeringoftheentireprocess.Throughthemaintransformerstationswiringdesign，stationswiringdesignstations，shortcircuitcurrentcalculations，checkelectricalequipmentmovingandthermalstability，setthemainelectricalequipmentmodelsandtheparameters，theoperatingmode，designover-voltageprotectionandminedevices，designgeneralelectricgraphicanddistributiondevicesflood，andwithoutpowercompensation.Lastly,completedsubstationdesigninpowersystem.Limitedtothespecificdesignrequirementsanddesigntimeofconstraints，Thedesignonlyisapartoftheelectricaltransformerstations，anditssecondpartdidnotinvolve，whichresearchitinfuturestudyandwork.KEYWORDS：Substation，Shortcircuitcurrents，Movingstability，Thermalstability，Over-voltageprotectiondevices，Withoutpowercompensation

目录TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 IABSTRACT II第1章引言 1第2章.主接线设计 2·2.1电气主接线普通规定 2·2.2主接线选取重要原则 3·2.3主接线方案设计 3·2.3.1方案拟定及技术比较 3·2.3.2方案经济性比较 5·2.3.4主变选取 9·2.3.4.1选取原则 9·2.3.4.2容量计算 10本章小结 11第3章站用电接线及设备用电源接线方案 12·3.1所用电源数量及容量 12·3.2所用电源引接方式 12·3.3所用变压器低压侧接线 12·3.4所站用电接线 13·3.5备用电源 13本章小结 14第4章短路计算 15·4.1短路故障产生因素 15·4.2短路故障危害 16·4.3短路电流计算目 16·4.4短路电流计算内容 17·4.5短路电流计算办法 17·4.6三相短路电流周期分量起始值计算 18·4.6.1短路电流计算基准值 18·4.6.2网络模型 18·4.6.3三相短路电流周期分量起始值计算环节 18本章小结 22第5章设备选取及动、热稳定校验 23·5.1.按正常工作条件选取电气设备 23·5.2.按短路状态校验 24·5.3断路器、隔离开关选取原则 25·5.4.互感器选取 28·5.4.1电流互感器选取 28·5.4.2电压互感器选取 30·5.4.3熔断器选取 30·5.4.4所设备如下表 31·5.5.裸导体选取 33·5.5.1普通规定: 33·5.5.2导体选取 34·5.5.3截面选取 34·5.6.运营方式分析 37本章小结 38第6章配电装置 39·6.1配电装置基本规定: 39·6.2配电装置类型及特点 39·6.3配电装置设计原则 40·6.4配电装置设计基本环节 41·6.5配电装置选用 41·6.6电气总平面布置 43本章小结 43第7章防雷及过电压保护装置设计 44·7.1避雷针 44·7.2避雷器 45·7.3防雷接地 46·7.4变电所防雷保护 47·7.5变电所进线段保护 48·7.6接地装置 48本章小结 48第8章无功补偿 49·8.1提高功率因数意义 49·8.2补偿装置拟定： 49·8.3功补偿容量计算 50·8.3.1补偿最大容性无功量计算 50·8.3.2变压器补偿最大容性无功量 51本章小结 53第5章结束语 54致谢 55参照文献 56附录 57第1章引言电力工业是国民经济重要部门之一，它是负责把自然界提供能源转换为供人们直接使用电能产业。它即为当代工业、当代农业、当代科学技术和当代国防提供不可少动力，又和广大人民群众寻常生活有着密切关系。电力是工业先行。电力工业发展必要优先于其她工业部门，整个国民经济才干不断迈进。国内具备极其丰富能源。这些优越自然条件为国内电力工业发展提供了良好物质基本。但是，旧中华人民共和国电力工业落后，无法将其运用。但是，随着改革开放进一步发展，国内电力工业发展不久。到，国内电力工业已跃升世界第2位，电力工业发展为国内国民经济高速发展做出了巨大贡献。不但如此，当前国内电力工业已开始进入“大电网”、“大机组”、“超高压交、直流输电”等新技术发展新阶段，某些世界水平先进高新技术，已在国内电力系统中得到了相应应用。但是，随着近年来国内国民经济高速发展与人民生活用电急剧增长，电力工业发展仍不能满足整个社会发展需要，未能较好起到先行作用，仅以夏季供电负荷高峰期为例，全国预测总共缺电3000万KW左右，有24个省区都先后浮现拉闸限电状况，这样局面预期还要过2～3年才也许得到较好解决。此外，由于国内人口众多，由此在按人口平均用电方面，迄今不但仍远远落后于某些发达国家，虽然在发展中华人民共和国家中，也只处在中档水平，尚不及全世界平均人口用电量一半。因而，要实当前21世纪初全面建设小康社会规定，国内电力工业必要持续、稳步地大力发展，一方面是要大力加强电源建设，搞好“西电东送”，以保证电力先行，另一方面，要继续深化电力体制改革，实行厂网分开、竞价上网，并建立起符合社会主义市场经济法则、规范电力市场。展望将来，咱们坚信，在新世纪中，中华人民共和国电力工业必要持续、高速地发展，获得更加辉煌成就。第2章.主接线设计电所电气主接线设计是根据变电所最高电压级别和变电所性质，选取出一种与变电所在系统中地位和作用相适应接线方式。变电所电气主接线是电力系统接线重要某些，它表白变电所内变压器、各电压级别线路、无功补偿设备以最优化接线方式与电力系统连接，同步也表白在变电所内各种电气设备之间连接方式。电气主接线设计与所在电力系统及所采用设备密切有关。随着电力系统不断发展、新技术采用、电气设备可靠性不断提高，设计主接线观念也应与时俱进、不断创新。变电所电气主接线设计是根据变电所最高电压级别和变电所性质，选取出一种与变电所在系统中地位和作用相适应接线方式。变电所电气主接线是电力系统接线重要构成某些。它表白变电所内变压器、各电压级别线路、无功补偿设备最优化接线方式与电力系统连接，同步也表白在变电所内各种电气设备之间连接方式。一种变电所电气主接线涉及高压侧、中压侧、低压侧以及变压器接线。因各侧所接系统状况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。·2.1电气主接线普通规定1）应按电源状况、负荷性质、容量大小及邻近变配电所联系等因素拟定主接线型式。力求简朴可靠，维护以便，使用灵活，便于发展。2）架空进线避雷器设在接近变压器架空进线处；电缆进线避雷器设在进线开关后母线上。3）一段母线设一组电压互感器。当分段单母线在正常运营时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。4）设在母线上电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。5）按电业局规定必要设立高压计费时，则必要在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。6）在因此进出线回路上按批示计量、继电保护规定装设电流互感器。7）单电源主接线，可以仅在断路器靠电源侧、装设隔离开关或隔离触头。8）在电源进线上应装设带电批示装置。若采用真空断路器时，为防止操作过电压，应在供电变压器10~35KV线路上装设阻容吸取器或氧化锌避雷器。此外，对电气主接线还规定可靠性、灵活性、经济性，这三者是一种综合概念，不能单独强调其中某一种特性，也不能忽视其中某一种特性。但依照变电所在系统中地位和作用不同，对变电所主接线性能规定也不同侧重。例如，系统中超高压、大容量枢纽变电所，因停电会对系统和顾客导致损失较小，故对其主接线经济性就特别注重。·2.2主接线选取重要原则1）变电所主接线要与变电所在系统中地位、作用相适应。依照变电所在系统中地位，作用拟定对主接线可靠性、灵活性和经济性规定。2）变电所主接线选取应考虑电网安全稳定运营规定，还应满足电网出故障时应解决规定。3）各种配备接线选取，要考虑该配备所在变电所性质，电压级别、进出线回路数、采用设备状况，供电负荷重要性和本地区运营习惯等因素。4）近期接线与远景接线相结合，以便接线过程。5）在拟定变电所主接线时要进行技术经济比较。·2.3主接线方案设计·2.3.1方案拟定及技术比较方案220KV110KV10KV主变台数方案一双母线双母线单母线分段2方案二3/2接线双母线分段双母线21）单母线分段长处：母线经断路器分段后，对重要顾客可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作.缺陷:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上电源和出线,在检修期间必要所有停电;任一回路断路器检修时,该回路必要停止工作.通过该接线优缺陷分析,可见,方案一中35KV采用此接线方式，其长处是当一母线发生故障时,分段断路器能自动把故障切除,保证正常段母线不间断供电和不至于导致顾客停电;缺陷是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上回路都要在检修期间停电,因此,该接线方式对于35KV侧可以考虑.另一方面是考虑到地区性普通变电所对经济性考虑.2）双母线接线长处:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建以便.缺陷:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电.通过该接线优缺陷分析,可见,在方案一和方案二中应用此接线方式,重要是由于它对供电可靠性保证.即是说,当一母线故障或检修时候，由母联断路器向另一母线充电,直到完毕母线转换过后，在断开母联断路器,使原工作母线退出运营.缺陷是当母线故障或检修时候,会有短时停电.但是对于方案中顾客侧是可以考虑.3)3/2接线长处:高度可靠性，调度运营灵活，操作检修以便.任一母线故障或检修,均不导致停电.缺陷:造价高，而二次控制复杂通过对该接线优缺陷分析，可见，在方案二中采用该种接线方式，重要是为了提高供电可靠性.但此类接线造价比较高，因此，普通只在大容量变电站中使用.从上述比较可以看出,三种接线从技术角度来看重要区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，3/2接线比双母线可靠性更高.但对于220KV地区性变电站来说，双母线接线可靠性已能达到规定,且地区性变电站重要是规定经济性.因此,拟定选取第一种接线方案.在方案中，由于远期投入是3台主变,近期只要2台.因此,对第3台设计,重要区别在10KV侧,此时,第3台主变接在10KV母线断路器上,这种接线目是为了减小投资.当前从技术角度来讨论，当10KV母线故障或检修时,3号主变可以从另一母线向负荷供电.可见，它并不影响单母线接线工作方式，因此，这种接线方式对10KV侧是可以考虑.·2.3.2方案经济性比较1）从电气设备数目及配电装置上进行比较方案项目方案一方案二220KV配电装置双母线3/2接线110KV配电装置双母线双母线分段10KV配电装置单母线分段双母线主变台数22断路器数目220KV913110KV141610KV1512隔离开关数目220KV2326110KV343410KV16272）计算综合投资Z（1）Z＝(1＋)(元)式中：—为主体设备综合投资,涉及变压器﹑高压断路器﹑高压隔离开关及配电装置等设备中和投资;为不明显附加费用比例系数,普通220取70％,110取90％.（2）主体设备综合投资如下①主变主变容量MVA每台主变参照价格(万元/台)变压器投资(万元)2408202×820＝1640②220KV侧型断路器每台断路器参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器投资(万元)1059×105＝94513×105＝1365③220KV侧型隔离开关每台隔离开关参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关投资(万元)5.523×5.5＝126.526×5.5＝143④110KV侧型断路器每台断路器参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器投资(万元)6514×65＝91016×65＝1040⑤110KV侧型隔离开关每台隔离开关参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关投资(万元)2.534×2.5＝8534×2.5＝85⑥35侧型断路器每台断路器参数价格(万元/台)方案一断路器投资(万元)方案二断路器投资(万元)3015×30＝45012×30＝360⑦35侧型隔离开关每台隔离开关参数价格(万元/台)方案一隔离开关投资(万元)方案二隔离开关投资(万元)1.716×1.7＝27.227×1.7＝45.9⑧配电装置接线方式单母分段双母线3/2接线双母分段投资(万元)56094025001200⑨综合投资方案一方案二主体设备总投资(万元)＝2×820＋945＋126.5＋910＋85＋450＋27.2＋560＋940＝5683.7＝2×820＋1365＋143＋1040＋85＋360＋45.9＋1200＋2500＋940＝9318.9综合投资(万元)Z＝(1＋)＝5683.7×（1＋0.7）＝9662.3Z＝(1＋)＝9318.9×（1＋0.7）＝15842.13(3)计算年运营费用U①U＝a△A＋＋(万元)式中：—检修、维护费,普通取(0.022～0.042)Z—折旧费,普通取(0.05～0.058)电能电价,普通可取0.1元/kw·h△A—变压器电能损失(kw·h)②三绕组变压器△A＝n(△＋K△)T＋[(△＋K△)＋(△＋K△)＋(△＋K△)]式中：n—台数,T—三绕组变压器年运营小时数,K—无功经济当量,系统中变压器取0.1△﹑△—分别为三绕组变压器空载有功损耗和空载无功损耗KW△﹑△﹑△—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组有功损耗KW△﹑△﹑△—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组无功损耗KVAR﹑﹑—分别为三绕组变压器一﹑二﹑三侧绕组最大负荷损耗时间h主变参数如下表：空载损耗负载损耗阻抗电压%高中高低中低13572012-1422-247-9＝％×＝0.9×2400＝2160＝％×＝14×2400＝33600＝％×＝－1×2400＝－2400＝％×＝9×2400＝21600T＝6500，＝6500﹑＝4500﹑＝4000＝n(△＋K△)T＋[(△＋K△)＋(△＋K△)＋(△＋K△)]＝4000kw·h方案一与方案二年运营费用：方案一：＝a△A＋0.1Z＝400＋966.2＝4020966.2万元方案二：＝a△A＋0.1Z＝400＋1584.213＝4021584.2万元（4）方案拟定技术比较：单母线分段接线简朴，控制简朴，有助于变电站运营。双母线接线可靠性较高，能满足220KV变电站。因此，选取方案一经济比较：＜，方案一投资少，且能满足技术规定。因此，从运营费用角度考虑，选取方案一。·2.3.4主变选取变电站主变容量，普通应按5—规划负荷来选取。依照都市规划、负荷性质，电网构造等综合考虑拟定其容量。对重要变电站，应考虑当1台变压器停运时，别的变压器容量在计及过负荷能力容许时间内，应满足一类及二类负荷供电。对普通性变电站，当1台主变压器停运时，别的变压器容量，别的，变压器容量应满足所有负荷60%~70%。·2.3.4.1选取原则1）相数容量为300MW及如下机组单元接线变压器和330kv及如下电力系统中，普通都应选用三相变压器。由于单相变压器组相对投资大，占地多，运营损耗也较大。同步配电装置构造复杂，也增长了维修工作量。2）绕组数与构造电力变压器按每相绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁构造分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在一发电厂或变电站中采用三绕组变压器普通不多于3台，以免由于增长了中压侧引线构架，导致布置复杂和困难。3）绕组接线组别变压器三绕组接线组别必要和系统电压相位一致。否则，不能并列运营。电力系统采用绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，普通考虑系统或机组同步并列以规定限制3次谐波对电源等因素。依照以上原则，主变普通是Y，D11常规接线。4）调压方式为了保证发电厂或变电站供电质量，电压必要维持在容许范畴内，通过主变分接开关切换，变化变压器高压侧绕组匝数。从而变化其变比，实现电压调节。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。普通，发电厂主变压器中很少采用有载调压。由于可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220kv及以上降压变压器也仅在电网电压有较大变化状况时使用，普通均采用无激磁调压，分接头选取根据详细状况定。5）冷却方式电力变压器冷却方式随变压器型式和容量不同而异，普通有自然风冷却、逼迫风冷却、逼迫油循环水冷却、逼迫油循环风冷却、逼迫油循环导向冷却。·2.3.4.2容量计算本系统中有110kv和35kv两个负荷级别，其最大负荷为200MW，cos=0.85，和70MW，cos=0.8＝200/0.85+70/0.8＝322.8（MVA）需要选取变压器容量S＝0.7×322.8＝225.96（MVA）选用三绕组变压器，查手册，选出设备如下表：SFPS—7型220kv级三相三圈无载调压变压器额定容量MVA容量比电压比组别空载损耗负载损耗阻抗电压%高中高低中低240100/100/50242±2×2.5%/121/38.5YN，yn，d1113572012-1422-247-9本章小结本章先从大方面简介了电气主接线设计基本规定和主接线基本接线形式，然后依照规定提出了两个设计方案，最后从技术和经济角度对两个方案进行了比较，得出本系统所需主接线形式。第3章站用电接线及设备用电源接线方案·3.1所用电源数量及容量1)枢纽变电所﹑总容量为60MVA及以上变电所﹑装有水冷却或逼迫油循环冷却主变压器以及装有同步调相机边点所，均装设两台所用变压器.采用整流操作电源或无人值班变电所,装设两台所用变压器,分别接在不同级别电源或独立电源上.如果可以从变电所外引入可靠380V备用电源，上述变电所可以只装设一台所用变压器.2)500KV变电所装设两个工作电源.当主变压器为两台时,可以分别接在每一台主变压器第三绕组上。两台所用变压器容量应相等,并按全所计算负荷来选取.当建设初期只有一台主变压器时,可只接一台工作变压器.3)当设有备用所用变压器时,普通均装设备用电源自动投入装置.·3.2所用电源引接方式1)当所内有较低电压母线时,普通均由此类母线上引接1～2个所用电源,这一所用电源引接方式具备经济和可靠性较高特点。如能由不同电压级别母线上可分别引接两个电源,则更可保证所用电不间断供电.当有旁路母线时,可将一台所用变压器通过旁路隔离开关接到旁路母线上。正常运营时,则倒换到旁路上供电.2)由主变压器第三绕组引接,所用变压器高压侧要选用大断流容量开关设备，否则要加装限流电抗器。3)由于低压网络故障机会较多,从所外电源引接所用电源可靠性较低.有些工程保存了施工时架设暂时线路，多用于只有一台主变压器或一段低压母线时过度阶段.500KV变电所多由附近发电厂或变电所引接专用线作为所用电源.·3.3所用变压器低压侧接线所用电系统采用380/220V中性点直接接地三相四线制,动力与照明合用一种电源.1)所用变压器低压侧多采用单母线接线方式.当有两台所用变压器时,采用单母线分段接线方式，平时分列运营，以限制故障范畴,提高供电可靠性.2)500KV变电所设立不间供电装置，向通讯设备﹑交流事故照明及监控计算机等负荷供电,别的负荷都容许停电一定期间,故可不装设失压启动备用电源自投装置,避免备用电源投合在故障母线上扩大为全所停电事故.3)具备条件时,调相机专用负荷优先采用由所用变压器低压侧直接支接供电方式.·3.4所站用电接线站用电接线应按照运营、检修和施工规定，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进、安全、经济地运营。变电站站用电源，是保证正常运营基本电源。普通不少于两个。其引接方式有两种：一种是从母线侧引入，另一种是从主变低压侧引入。本站由于没有详细阐明，因而采用通过断路器和隔离开关从低压侧引入。本站是用两台500KVA变压器接入，为此，查手册，选出站变，如下表：型号高压KV低压KV组别空载损耗负载损耗空载电流AS7—500/35350.4Y，yn01.087.701.9·3.5备用电源站用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时代替工作电源，起后备作用。备用电源应具备独立性和足够容量，最佳能与电力系统紧密联系，在全厂停电状况下仍能从系统获得备用电源。备用分为名备用和暗备用。本站是地区性变电所。因此，采用暗备用方式，两台变压器互相备用，当一台退出运营时，由另一台承肩负荷。本章小结所用电是比较重要负荷，其电能重要取自电站自身，它安全运营一定限度上影响着整个变电站安全运营。为此，咱们应谨细考虑。在本章中重要阐述了变电站站用电电源选取、引接线及备用电源设计。第4章短路计算计算短路电流目重要是为了选取断路器等电气设备或对这些设备提出技术规定；评价拟定网络方案，研究限制短路电流办法；为继电保护设计与调试提供根据；分析计算送电线路对通讯网络设施影响等。在电力系统设计中，短路电流计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年普通取工程建成后5—中某一年。计算内容为系统在最大运营方式时，个枢纽点三相短路电流。·4.1短路故障产生因素工业与民用建筑中正常生产经营﹑办公等活动以及人民正常生活，都规定供电系统保证持续﹑安全﹑可靠地运营.但是由于各种因素，系统会经常浮现故障，使正常运营状态遭到破坏。短路是系统常用严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常相与相之间或地与相之间短接。系统发生短路因素诸多，重要有：1）设备因素电气设备、元件损坏。如：设备绝缘某些自然老化或设备自身有缺陷，正常运营时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所导致设备缺陷最后发展成短路功能。2）自然因素气候恶劣，由于大风、低温、导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。3）人为因素工作人员违背操作规程带负荷拉闸，导致相间弧光短路；违背电业安全工作规程带接地刀闸合闸，导致金属性短路；人为疏忽接错线导致短路或运营管理不善导致小动物带电设备内形成短路事故等。·4.2短路故障危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运营时阻抗小诸多，短路电流普通超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来如下严重后果：1）短路电流热效应巨大短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易导致设备过热而损坏。2）短路电流电动力效应由于短路电流电动力效应，导体间将产生很大电动力。如果电动力过大或设备构造强度不够，则也许引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。3）短路系统电压下降短路导致系统电压突然下降，对顾客带来很大影响。例如，异步电动机电磁转矩与端电压平方成正比。同步电压减少能导致照明负荷诸如电灯突然变暗及某些气体放电灯熄灭等，影响正常工作、生活和学习。4）不对称短路磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流磁效应所产生足够磁通在邻近电路内能感应出很大电动势。5）短路时停电事故短路时会导致停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越接近电源，停电波及范畴越大。6）破坏系统稳定导致系统崩溃短路也许导致最严重后果就是使并列运营各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定，最后导致系统崩溃，形成地区性或区域性大面积停电。·4.3短路电流计算目1）电主接线比选短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为拟定与否采用限制短路电流办法等提供根据。2）选取导体和电器如选取断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中涉及计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器遮断能力等。3）拟定中性点接地方式对于35KV、10KV供配电系统，依照单相短路电流可拟定中性点接地方式。4）选取继电保护装置和整定计算在考虑对的、合理地装设保护装置，在校验保护装置敏捷度时，不但要计算短路故障支路内三相短路电流值，还需懂得其她支路短路电流分布状况；不但要算出最大运营方式下电路也许浮现最大短路电流值，还应计算最小运营方式下也许浮现最小短路电流值；不但要计算三相短路电流并且也要计算两相短路电流或依照需要计算单相接地电流等。·4.4短路电流计算内容1）短路点选用：各级电压母线、各级线路末端。2）短路时间拟定：依照电气设备选取和继电保护整定需要，拟定计算短路电流时间。3）短路电流计算：最大运营方式下最大短路电流；最小运营方式下最小短路电流；各级电压中性点不接地系统单相短路电流。计算详细项目及其计算条件，取决于计算短路电流目。·4.5短路电流计算办法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必要一方面计算出短路点到电源回路总阻抗值。电路元件电气参数计算有两种办法：标幺值法和有名值法。1）标幺值法标幺制是一种相对单位制，标幺值是一种无单位量，为任一参数对其基准值比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表达。由于电力系统有各种电压级别网络构成，采用标幺值法，可以省去不同电压级别间电气参量折算。在电压系统中宜采用标幺值法进行短路电流计算。2）有名值法有名值法就是以实际有名单位给出电路元件参数。这种办法通惯用于1KV如下低压供电系统短路电流计算。·4.6三相短路电流周期分量起始值计算·4.6.1短路电流计算基准值短路电流计算普通采用近似标幺值计算。取=100MW，各级基准电压为平均额定电压。·4.6.2网络模型计算短路电流对所用网络模型为简化模型，即：忽视负荷电流；不计各元件电阻，也不计送电线路电纳及变压器导纳；发电机用次暂态电抗表达，并以为发电机电势模值标幺制为1，相角为0°。·4.6.3三相短路电流周期分量起始值计算环节1）计算各元件参数标幺值，作出等值电路前已选出了主变压器（三绕组），其阻抗电压比例，如下表：绕组高—中高—低中—低阻抗电压%12—1422—247—9计算每个绕组短路电压百分数：＝（＋－）＝（13＋23－8）＝14＝（＋－）＝（13＋8－23）＝-1＝（＋－）＝（8＋23－13）＝9取=100MVA，=计算变压器各绕组标幺值＝×＝×＝0.0583＝×＝×＝-0.0042＝×＝×＝0.0375由于一期工程，只有两台主变运营。因此，只需考虑2台变压器。2变参数与1变参数一致。做出等值电路图：0-欧克看2）当（f-1）点（220kv母线）发生短路时计算＝＝＝55.6有名值：＝55.6×＝55.6××＝14（KA）冲击电流：＝＝14×2.55＝35.7（KA）3）当（f-2）点（110KV母线）发生短路时计算＝＝＋＝0.0583－0.0042＝0.0541＝//＝0.0271＝＋＝0.018＋0.0271＝＝22.17有名值：＝22.17×＝22.17×＝11.1（KA）冲击电流：＝＝2.55×11.1＝28.3（KA）4）当（f-3）点（35KV母线）短路计算＝＝＋＝0.0583＋0.0375＝0.0958＝//＝0.0479＝＋＝0.018＋0.0479＝＝15.2有名值：＝15.2×＝15.2×＝23.7（KA）冲击电流：＝＝2.55×23.7＝60.44（KA）短路电流表计算参数短路点短路电流有名值KA冲击电流KA220KV1435.7110KV11.128.335KV23.760.44本章小结本章对变电站系统中各个电压级别下母线发生三相短路时，所流过短路电流进行了分别计算。这为下步设备选取奠定了基本。第5章设备选取及动、热稳定校验尽管电力系统中各种设备工作和工作条件并不同样，详细选取办法也不完全相似，但对它们基本规定却是一致。电气设备要能可靠地工作，必要按正常工作条件进行选取，并按短路状态来校验人稳定和动稳定。·5.1.按正常工作条件选取电气设备1）电器选取普通原则（1）应满足正常运营、检修、短路和过电压状况下规定，并考虑远景发展。（2）应按本地环境条件校核。（3）应力求技术先进和经济合理。（4）与整个工程建设原则应协调一致。（5）同类设备应尽量减少品种。（6）选用新产品均应具备可靠实验数据，并经正式鉴定合格。2）额定电压电气设备所在电网运营电压因调压或负荷变化，有时会高于电网额定电压，故所选电气设备容许最高工作电压不得低于所接电网最高运营电压。因而，在电气设备时，普通可按照电气设备额定电压不低于装置地点电网额定电压条件选取。即≥3）额定电流电气设备额定电流是在额定环境温度下，电气设备长期容许电流。应不不大于该贿赂在各种合理运营方式下最大持续工作电流，即：≥4）环境条件对设备选取影响当电气设备安装地点环境条件如温度、风速、污秽级别、海拔高度、地震烈度和覆水度等超过普通电气设备使用条件时，应采用办法。5）机械荷载所选电器端子容许荷载，应不不大于电器引线在正常运营和短路时最大作用力。·5.2.按短路状态校验1）校验普通原则（1）电器在选定后应按最大也许通过短路电流进行动、热校验。校验短路电流普通取三相短路时短路电流，若发电机出口两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重状况校验。（2）用熔断器保护电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定。用熔断器保护电压互感器回路，可不验算动、热稳定。2）短路热稳定校验短路电流通过电器时，电气设备各部件温度（或发热效应）应不超过容许值。满足热稳定条件。≥式中：—短路电流产生热效应、t—电气设备容许通过热稳定电流和时间3）电动力稳定校验电动力稳定是电器承受短路电流机械效应能力，也称动稳定。满足动稳定条件为：≥式中：—短路冲击电流幅值—电气设备容许通过动稳定电流幅值4）短路计算时间验算热稳定短路计算时间为继电保护动作时间和相应断路器全开断时间之和，即：＝＋普通取保护装置后备保护动作时间5）绝缘水平在工作电压和过电压作用下，电器内、外绝缘应保证必要可靠性。电器绝缘水平，应按电网中浮现各种过电压和保护设备相应保护水平来拟定。但所选电器绝缘水平低于国家规定原则数值时，应通过绝缘配共计算，选用恰当过电压保护设备。·5.3断路器、隔离开关选取原则项目参数技术条件正常工作条件电压﹑电流﹑频率﹑机械荷载电路稳定性动稳定电流﹑热稳定电流和持续时间承受过电压能力对地和断口间绝缘水平﹑泄漏比距操作性能开断电流﹑短路关合电流﹑操作循环﹑操作次数﹑操作相数﹑分合时间及周期性﹑对过电压限制﹑某些开断电流﹑操作机构环境条件环境环境温度﹑日温差﹑最大风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震强度环保噪声﹑电磁干扰1）种类采用灭弧介质可分为油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、断路器、真空断路器等。选用少油断路器，其特点运营经验丰富，易于维护，噪声低。2）额定电压和额定电流≥，≥由下式拟定:＝＝各母线最大电流如下表：母线110KV35KV220KVKA＝1.23＝1.441.23×＋1.44×＝0.845式中：，—分别为电气设备和电网额定电压KV，—分别为电气设备额定电流和电网最大负荷电流A3）开断电流选取校验断路器断流能力,宜取断路器实际开断时间短路电流,所为校验条件。因而,高压断路器额定开断电流，不应不大于实际开断瞬间短路电流周期分量，即：≥4）短路关合电流选取为了保证断路器在关合短路电流时安全断路器额定关合电流不应不大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,所有用来加热断路器,使其温度迅速上升,严重时会使断路器触头焊住,损坏断路器。因而产品原则规定了断路器热稳定电流,例如1s﹑4s热稳定电流，其物理意义为:当热稳定电流通过断路器时,在规定期间内,断路器各某些温度不会超过国家规定容许发热温度,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等值时间6）动稳定校验断路器在闭合状态能承受通过最大电流峰值,不会因电动力作用而发生任何机械损坏。该最大电流峰值称为稳定电流。≥7）隔离开关选取隔离开关是发电厂和变电站中惯用开关电器。它需与断路器配套使用，但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关与断路器相比，项目相似。但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关合电流校验。·5.4.互感器选取互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息传感器，互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100，100/）和小电流（5，1A），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。互感器涉及电流互感器和电压互感器两大类。互感器电流互感器电压互感器特点一次绕组串在电路中，且匝数少，电流互感器在近于短路状态下运营容量小，近似于一台小容量变压器，电压互感器在近于空载状态下运营·5.4.1电流互感器选取电流互感器作用是将一次回路中大电流转换为1A或5A小电流以满足继电保护﹑自动装置和测量仪表规定。1）种类和型式选取电流互感器依照使用环境可分为室内式﹑室外式,依照构造可分为瓷绝缘构造和树脂浇注式构造，依照一次线圈型式又可分为线圈式和母线式﹑单匝贯穿式﹑复匝贯穿式。选取电流互感器时，应依照安装地点和安装方式选取其型式。项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压﹑一次回路电流﹑二次回路电流﹑二次回路负荷﹑精确度级别﹑暂态特性﹑二次线圈数量﹑机械荷载短路稳定性动稳定倍数﹑热稳定倍数承受过电压能力绝缘水平﹑泄漏比距环境条件环境温度﹑最大风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度2）一次回路额定电压选取一次回路额定电压和应满足：≥3）一次额定电流选取当电流互感器用于测量时,其一次侧额定电流应尽量选取比实际正常工作电流大1/3左右,以保证测量仪表最佳工作，并在负荷时有恰当批示。电力变压器中性点电流互感器一次额定电流应按不不大于变压器容许不平衡电流选取。普通状况下可按变压器额定电流1/3进行选取。≥4）动稳定校验动稳定校验是对产品自身带有一次回路导体电流互感器进行校验,对于母线从窗口穿过且无固定板电流互感器可不校验动稳定。由同一相电流互相作用产生内部电动力校验。≥或≥·5.4.2电压互感器选取电压互感器是把一次回路高电压呀转换为100V电压,以满足继电保护﹑自动装置和测量仪表规定。在并联电容器装置中，电压互感器除作测量外，还作为放电元件。项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压﹑二次回路电压﹑二次回路负荷﹑精确度级别﹑机械荷载承受过电压能力绝缘水平﹑泄漏比距环境条件环境温度﹑最大风速﹑相对湿度﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度1）种类和型式选取应依照装设地点和使用条件进行选取电压互感器种类和型式。2）额定电压和电流选取≥，≥3）精确级规程规定，用于变压器，所用馈线，出线等回路中电度表，供所有计算电费电度表，其精确级别规定为0.5级，供运营监视估算电能电度表，功率表和电压继电器等，期精确级别规定普通为1级，在电压二次回路上，同一回路接有几种不同型式和用途表计时，应按规定级别高仪表，拟定为电压互感器工作最高精确级别。·5.4.3熔断器选取高压熔断器是一种保护电器，当其所在电路电流超过规定值并经一定期间后，它熔体熔化而分断电流﹑开断电路，熔断器重要用来进行短路保护,用来保护线路﹑变压器及电压互感器等设备。有熔断器具备过负荷保护功能。熔断器由熔体﹑支持金属体触头和保护外壳三某些构成。熔断器是最简朴保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流损害。在本站中，熔断器只用于保护电压互感器，其只需按额定电压及断流容量（S＝）两项来选取。当短路容量较大时，可考虑在熔断器前串联限流电阻。项目参数技术条件正常工作条件电压﹑电流保护特性断流容量﹑最大开断电流﹑熔断特性﹑最小熔断电流环境条件环境温度﹑最大风速﹑污秽﹑海拔高度﹑地震烈度短路时各级保护设备之间应选取动作，其配合规定如下：1）熔断器与熔断器配合普通按上、下级熔件正负误差叠加，并计及10%配合裕度计算配合级差。2）断路器与断路器配合断路器过流脱扣器配合级差可取0.1~0.2s，即负荷断路器为瞬动。厂用变压器和低压侧无分支时，低压电源短路器可不装保护，则运用高压侧保护跳低压侧断路器，或仅装延时动作欠电压保护。3）断路器与熔断器配合断路器与熔断器配合时，应将其保护曲线与熔断器曲线进行比较，以保证也许浮现各种短路电流下能选取行动作。·5.4.4所设备如下表计算参数设备KVAAASKA·S220845140035702.4＋0.07＝2.47×1.9＝372.41101230111028302.4＋0.06＝2.46×1.9＝234.1351440237060442.4＋0.11＝2.51×1.9＝1067.2断路器参数设备KVAKAKA全开断时间s热稳定校验动稳定校验220120021530.07×4＝1764＞53＞110150031.5800.06×4＝3969＞80＞35150024.8—0.11×4＝2460.2＞—隔离开关参数设备KVA极限电流KA220100080110125055351600100电压互感器参数设备一次电压二次电压最大容量MVAJDR—2201.2YDR—1101.2JDJJ—351.2电流互感器参数设备一次电流A二次电流A10%倍数热稳定电流动稳定校验热稳定校验LCWD3—22012005153535×2.5×1200＝105＞（35×1200）＞LCWB6—1102×10005—31.5—45115＞45＞LCWD1—3515005152.530×2.5×1500＞（30×1500）＞·5.5.裸导体选取硬导体截面惯用有矩形、槽形和管形。单条矩形导体截面最大不超过1250，以减小集肤效应，使用不不大于电流时，可将2—4条矩形导体并列使用，矩形导体普通只用于35KV及如下电流在4000A及如下配电装置中；槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，普通用于4000~8000A配电中。矩形导体散热和机械强度与导体布置方式关于。三相系统平行布置时，若矩形导体长边垂直布置（竖放）方式，散热较好，载流量大，但机械强度较低；若矩形导体长边呈水平布置（平放），则与前者相反。因而，导体布置方式应依照载流量大小；短路电流水平和配电装置详细状况而定。·5.5.1普通规定:1）裸导体应依照下列技术条件进行选取和校验:(1)工作电流(2)动稳定和机械强度(3)热稳定2）裸导体尚应按下列使用环境条件校验:(1)环境温度(2)日照(3)风速(4)海拔高度·5.5.2导体选取导体截面可按长期发热容许电流或经济电流密度选取。对年负荷运用小时数大（＞5000h），传播容量大，长度在20m以上导体，其截面普通按经济电流密度选取。对传播容量不大，可按长期容许电流来选取。·5.5.3截面选取1）220KV级选取导体＝845A按长期发热容许电流选取截面查手册：选用单条矩形铝导体，竖放容许电流1082A，截面为63×8（h×b）mm，集肤效应系数＝1.03环境温度最高为42°＝0.74×1082＝800.68A﹤845A不满足条件改选单条矩形铝导体，竖放容许电流为1227A，截面为63×10（h×b）mm，集肤效应系数＝1.04修正：＝0.74×1227＝907.98A＞845A 满足条件热稳定校验正常运营时导体温度 ＝＋（－）式中：—导体要安装实际温度—长期发热容许最高温度 ＝42＋（70－42）×＝66°C查下表，选热稳定系数C不同温度下裸导体C值工作温度606570硬铝及铝锰合金918987查得：C＝89前已算得：＝372·S则满足短路时发热最小导体截面为：＝＝＝227.2﹤800满足热稳定规定2）110KV级选取导体＝1230A按长期发热容许电流选取截面查手册选用单条矩形铝导体，竖放容许电流为1807A，截面为100×10（h×b）mm，集肤效应系数＝1.08环境温度最高为42°＝0.74×1082＝1337A＞1230A热稳定校验正常运营时导体温度： ＝＋（－） ＝42＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝89则满足短路时最小截面积：＝＝＝179﹤1000满足热稳定规定。3）35KV级选取导体＝1440A按长期发热容许电流选取截面查手册选用单条矩形铝导体，竖放容许电流为2087A，截面为125×8（h×b）mm，集肤效应系数＝1.08修正：＝0.74×2087＝1544.4A＞1440A热稳定校验正常运营时温度＝＋（－） ＝42＋（70－42）×＝66°C查表得：C＝89则满足短路时最小截面积＝＝＝381﹤1000满足热稳定规定。·5.6.运营方式分析母线故障工作方式220KV当母线故障时,先合上母联断路器两侧隔离开关，再合母联断路器,想备用母线充电,这时,两组母线等电位,为保证不中断供电,按“先通后断”原则进行操作，既先接通备用母线上隔离开关，再断开工作母线上隔离开关,完毕母线转换后，再断开母联断路器及其两侧隔离开关,即可使原工作母线退出运营检修.110KV其接线方式跟220KV一致,因此，其工作方式与220KV一致。35KV当一母线发生故障,分段断路器自动将故障隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要顾客停电;两段母线同步故障几率甚小,可以不予考虑。变压器故障主变及站变当某一台变压器故障或检修时,变压器两侧断路器将其从线路中切除。其负荷由另一变压器承担。本章小结电气设备选取条件涉及两大某些：一是电气设备所需要满足基本条件，即按正常工作条件（最高电压和最大持续工作电流）选取，并按短路状态校验动、热稳定；二是依照不同电气设备特点而提出选取和校验项目。在本章中，一方面阐述了电气设备选取原则。另一方面，依照选取选取符合条件电气设备。最后，通过对母线故障和变压器故障分析，阐述了变电站运营方式。第6章配电装置配电装置是发电厂和变电所重要构成某些。它是按主接线规定，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要辅助设备构成，用来接受和分派电能。配电装置按电气设备装置地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为：由电气设备在现场组装配电装置，称为配式配电装置和成套配电装置。·6.1配电装置基本规定:配电装置是依照电气主接线连接方式,由开关电器﹑保护和测量电器，母线和必要辅助设备组建而成总体装置。其作用是在正常状况下，用来接受和分派电能，而在系统发生故障时,迅速切断故障某些，维持系统正常运营。为此,应满足如下规定:1)保证运营可靠2)便于操作﹑巡视和检修3)保证工作人员安全4)力求提高经济性5)具备扩建也许·6.2配电装置类型及特点配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置;按其组装方式，又可分为装配式和成套式。1）屋内配电装置特点：（1）由于容许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；（2）维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；（3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；（4）房屋建筑投资大。2）屋外配电装置特点：（1）土建工程量和费用较小，建设周期短；（2）扩建比较以便；（3）相邻设备之间距离较大，便于带电作业；（4）占地面积大；（5）受外界空气影响，设备运营条件较差，顺加绝缘；（6）外界气象变化对设备维修和操作有影响。3）成套配电装置特点：（1）电气设备布置在封闭或半封闭金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，构造紧凑，占地面积小；（2）所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有助于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；（3）运营可靠性高，维护以便；（4）耗用钢材较多，造价较高。·6.3配电装置设计原则1）节约用地；2）运营安全和操作巡视以便；3）考虑检修和安装条件；4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区安全运营；5）节约三材，减少造价；6）安装和扩建以便。配电装置整个构造天寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中配电装置，在各种间距中，最基本是带电某些对地某些之间和不同相带电某些之间空间最小安全净距，在这一距离下，无论为正常最高工作电压或浮现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。如下表中所列出各种间隔距离中最基本最小安全净距，《高压配电装置设计技术规程》中所规定A值，它表白带电某些至接地某些或相间最小安全净距，保持这一距离时，无论正常或过电压状况下，都不致发生空气绝缘电击穿。别的B、C、D值是在A值基本上，加上运营维护、搬运和检修工具活动范畴及施工误差等尺寸而拟定。屋外配电装置最小安全净距（mm）符号63110A1400650900A2400650B1B2500750CD注：110J、22J、330J、500J系指中性点直接接地网·6.4配电装置设计基本环节1)选取配电装置型式.选取时应考虑配电装置电压级别﹑电气设备型式﹑出线多少和方式﹑有无电抗器﹑地形﹑环境条件等因素。2)配电装置型式拟定后，接着拟定配电装置配电图。3)按照所选电气设备外形尺寸﹑运送办法﹑检修及巡视安全和以便等规定,遵循配电装置设计关于技术规程规定,并参照各种配电装置典型设计和手册，设计绘制配电装置平面图和断面图。·6.5配电装置选用本变电所三个电压级别：即220KV、110KV、35KV依照《电力工程电气设计手册》规定，110KV及以上多为屋外配电装置，35KV如下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，35KV采用屋外配电装置。依照电气设备和母线布置高度，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：中型配电装置所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度基本上，使带电某些对地保持必要高度，以便工作售货员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在水平面稍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，运营可靠，施工和维修都比较以便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置用在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是国内屋外配电装置普遍采用一种方式，并且运营方面和安装枪修方面积累了比较丰富经验。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，具备布置紧凑、清晰、占地少等特点，其钢材消耗与普通中型相近，长处有：（1）占地面积约在中型布置减少30%；（2）节约了用地，减少高层检修工作量；（3）旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很以便。缺陷：上层隔离开关下方未设立检修平台，检修不够以便。3）高型配电装置，它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置断路器为双列布置，两个回路合用一种间隔，因而可大大缩小占地面积，约为普通中型5%，但其耗钢多，安装检修及运营纵条件均较差，普通合用下列状况：（1）配电装置设在高产农田或地少人多地区；（2）原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；（3）场地狭窄或需要大量开挖。本次所设计变电站是地区性变电站，对建筑面积没有特殊规定，因此该变电所220KV、110KV和35KV电压级别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，但检修不以便，操作条件差，耗钢量多。选取配电装置，一方面考虑可靠性、灵活性及经济性，因此，本次设计变电所，合用普通中型屋外配电装置，该变电所是最适当。·6.6电气总平面布置1）布置规定（1）充分运用地形，以便运送、运营、监视和巡视等。（2）出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间连线。（3）符合外部条件，安全距离要符合规定。2）布置办法本变电所重要由屋外配电装置，主变压器、二次室、静止补偿装置及辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电所布置中占主导地位，占地面积大，本所有220KV、110K和35KV各电压级别集中布置，将220KV配电装置布置在北侧，110KV配电装置布置在东侧，35KV配电装置布置在南侧。主控室布置在35KV配电装置下方。由气平面布置符号阐明：名称符号断路器隔离开关变压器电流互感器支柱绝缘子道路本章小结本章一方面阐述了配电装置基本规定、类型和原则。最后从系统详细状况下考虑，选取出与系统相适应配电装置。并画出电气平面图和断面图。详见附图。第7章防雷及过电压保护装置设计防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于自身,并顺利地泄入大地装置。电力系统中最基本防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。·7.1避雷针避雷针保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针顶端形成局部场强集中空间以影响雷电先导放电发展方向，使雷电对避雷针放电,再通过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。在对较大面积变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范畴大。因而，为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长108.5m,宽79.5m,查手册，门型架构高15m.避雷针摆放如图所示。＝＝79.5m;＝＝108.5m＝＝135m ＝－因此,需要避雷针高度为：＝15＋＝34.3m四只避雷针提成两个三只避雷针选取.验算:一方面,验算123号避雷针对保护高度:1﹑2号针之间高度：＝34.3－＝23m＞15m2﹑3号针之间高度：＝34.3－＝18.8＞15m1﹑3号针之间高度：＝34.3－＝34.3－19＝15.1m＞15m由上可见,对保护物高度是能满足规定。对保护宽度:1﹑2号针保护宽度:＝1.5(－)＝1.5(23－15)＝12＞02﹑3号针之间宽度:＝1.5(－)＝1.5(18.8－15)＝5.7＞0由此可见,对保护物宽度是能满足规定。因此,123针是满足规定。由于4针摆放是长方形,因此，134针也是满足规定。即,四只高度选为35m避雷针能保护整个变电所。·7.2避雷器避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量接受器,它与别保护设备并联运营,当作用电压超过一定幅值后来避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备.在电力系统中广泛采用重要是阀式避雷器。依照额定电压(正常运营时作用在避雷器上工频工作电压，也是使用该避雷器电网额定电压)和灭弧电压有效值(指避雷器应能可靠地熄灭续流电弧时最大工频作用电压)。灭弧电压有效值选取:电压级别KV35110-220灭弧电压有效值查手册,选出如下设备:型号额定电压KV灭弧电压KV工频放电电压KV冲击放电电压KV灭弧电压选取KV≥≤FZ-3535418410413435FZ-110J110100224268310110×0.8＝88FZ-220J220200448536630220×0.8＝176·7.3防雷接地“防雷在于接地”,这句话含义阐明各种防雷保护装置都必要配以适当接地装置。将雷电泄入大地，才干有效地发挥其保护作用。接地是指将地面上金属物体或电气回路中某一节点通过导体与大地保持等电位,电力系统接地按其功用可分三类:工作接地:依照电力系统正常运营需要而设立接地，它所规定接地电阻值约在0.5-10范畴内。保护接地:不设这种接地，电力系统也能正常运营,但为了人身安全而将电气设备金属外壳等加以接地,它是在故障条件下才发挥作用,它所规定接地电阻值处在1-10范畴内。防雷接地:用来将雷电流顺利泄入大地,以减小它所引起过电压,它性质似乎介于前两种接地之间,它防雷保护装置不可缺少构成某些，它有些像工作接地;但它又是保障人身安全有力办法,并且只有在故障下才发挥作用，它又有些像保护接地,它阻值普通在1-30范畴内。由此可见,接地电阻取10较适当。查接地装置(冲击系数)与(接地装置冲击运用系数)表,选用一字形接地体。查得：＝0.45＝(式中:—冲击电流下电阻；—工频电流下电阻)＝0.45×10＝4.5·7.4变电所防雷保护变电所是重要电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会导致大面积停电。某些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因而,变电所事实上是完全耐雷。变电所雷害事故来自两个方面:一是雷直击变电所;二是雷击输电线路产生雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷防护普通采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波防护重要办法是阀式避雷器限制过电压幅值,同步辅之以相应办法,以限制流过阀式避雷器雷电流和减少侵入波陡度。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好接地网。装设避雷针(线)应当使变电所所有设备和建筑物处在保护范畴内。还应当使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，由于雷直击避雷针(线)瞬间地电位也许提高。如果这一距离不够大，则有也许在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备反击或闪络。逆闪络一旦浮现,高电位将加到电气设备上，有也许导致设备绝缘损坏。为了避免这种状况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够距离。按实际运营经验校验后，国内原则当前推荐和应满足下式规定:≥0.2＋0.1h，≥0.3≥0.2×4.5＋0.1×≥0.3×4.5·7.5变电所进线段保护变电所限制雷电侵入波重要办法是装设避雷器,避雷器动作后，可将侵入波幅值加以限制,使变压器受到保护。为了限制侵入波陡度和幅值,使避雷器可靠动作，变电所必要有一段进线段。若没有次线段，雷直击变电所附近导线时,流过避雷器雷电流幅值和陡度是有也许超过容许值,因而,对于这种线路,在接近变电所一段进线上,必要加装避雷线或避雷针,以减少变电所雷害事故。其作用是减少陡度和限制电流。·7.6接地装置无论是工作接地还是保护接地，都是通过接地装置与大地连接，接地装置涉及接地体和接地线两某些。1）接地体（网）待设计变电所为长方形，则接地网也可取为长方形，若取直径为48mm，长为250cm钢管作接地体，埋深0.8m,接地体之间连接普通用镀锌扁钢，应保证接地地电阻R≤4Ω。2）接地线接地线是连接接地体和电气设备接地某些金属某些金属导体，普通接地采用截面积不不大于4mm*12mm扁钢，直径不应不大于6mm圆钢。本章小结本章从变电站设计面积出发，选取了避雷针个数及高度、避雷器型号以及防雷接地方式。在最后，也简述了边点所进线段保护和接地装置。第8章无功补偿电力系统无功功率平衡是系统电压质量主线保证。在电力系统中,整个系统自然无功负荷总不不大于原有无功电源,因而必要进行无功补偿。合理无功补偿和有效电压控制,不但可保证电压质量,并且将提高电力系统运营稳定性、安全性和经济性。无功补偿设备涉及系统中并联电容器、串联电容器、并联电抗器、同步调相机和静止型动态无功补偿装置等。·8.1提高功率因数意义在用电设备中按功率因数划分，可以有如下三类：电阻性负荷、