浑河220kv变电所电气项目设计方案

浑河 220电所电气项目设计方案 第一篇 说明书 第一章 引 言 本毕业设计论文为浑河 220/60次降压变电所电气部分设计，要求所设计的变电所能长期可靠为其负荷供电。设计过程中遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，运用系统工程的方法从全局出发，正确处理生产与生活、安全与经济等方面的关系，实行资源的综合利用，节约能源和用地，对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进。 在上述原则基础上，明确设计的目的，逐步完成主变的选择、电气主接线的拟定、短路电流的计 算、电气设备选择、高压配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划设计、防雷保护规划、绘制图纸等主要工作，形成较为完整的论文。 论文包括毕业设计说明书和毕业设计计算书两部分，并附有五张设计图纸（电气主接线图 1张、 变电所断面图 2张、平面布置图 1张、防雷保护图 1张），可为以后的设计做些参考，同时能够比较直观的反映本设计变电所的整体全貌。 目前，电力技术已成为世界能源领域的主流技术，发电、输电、配电技术的进步，提高了供电的能力、质量和可靠性，扩大了电力应用范围，因此，变电所的合理设计也变得尤为重要。设计工作是工程建 设的关键环节。做好设计工作，对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。本论文即在遵循原则、合理规划、反复校验的基础上完成。 第二章 原始资料分析 设计题目： 浑河 220 设计条件： 1、变电所为地区变电所，以 14回 60要用户为工业用户。 2、所址地势平坦海拔 100 米，最高气温 40，最低气温 年平均气温 空气无污染，交通便利。 变电所 60 序号 负荷名称 最大负荷（ 功率因 数 出线 出线回 路数 近期 远期 1 机械厂 5000 10000 空 1 2 东科科技园 5000 10000 空 1 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 3 数字机床厂 6000 12000 空 2 4 高压电气厂 8000 12000 空 2 5 111变电所 8000 12000 空 2 6 121变电所 6000 10000 空 2 7 131变电所 12000 12000 空 2 8 市 工业园 8000 15000 空 2 最大负荷利用小时数 T=5000H，负荷同时系数 损率为 5%，重要负荷占 65%。 电力系统接线方式如图 1 所示： 220000 80500 2*240 2*2001=k=13% j=100 1 接线图待设变电所 沈阳工程学院毕业设计（论文） 3 第三章 变电所主变压器的选择 变压器容量及型式的确定 变压器容量的确定 1、变电所中，主变压器一般采用三相式变压器，其容量应根据电力系统 5 ,并适当考虑到远期 10的负荷发展。对于城郊变电所，主要变压器的容量应与城市规划相结合。 2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台停运时，其余主变压器的容量在机及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。对一般性质的变电所，当一台停运时，其余主变压器的容量应能保证所供的全部负荷的 70%。 3、具有直接由高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级，减少重复降压容量，可采用双绕组。 根据本变电所实际情况，交通便利，只有两个电压等级 220/60选择采用三相双绕组变压器。 变压器台数的确定 1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧以构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。 2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变压器，在设计时应考虑装设三台变压器的可能性。 3、对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1便负荷发展时更换变压器的容量。 根据计算，确定选择两台容量为 90000型号为4 9 0 0 0 0 / 2 2 0S F P Z 。主要参数如表 3 1。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 4 表 3 1 变压器主要参数 参 数 名 称 数 值 额定容量（ 90000 额定电压（ 高压 220 8* 低压 69 连接组标号 载电流（ %） 载损耗（ 102 负载损耗（ 抗电压（ %） 沈阳工程学院毕业设计（论文） 5 第四章 电气主接线的选择 变电所电气主接线是电力系统接线的主要组成部分，主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、 继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。 设计原则 1、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，并应满足运行可靠，简单灵活，操作方便和节省投资等要求。 2、 220满足运行要求时，应尽量采用断路器较少的接线，如桥形接线等。 设计的基本要求 主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性三个基本要求。 靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，应满足以下几点： 1、应重视国内外长期运行的 实践经验及其可靠性的定性分析。 2、主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。 3、要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。 活性 主接线的灵活性有以下几方面的要求： 1、调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 2、检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。 济性 1、投资省 首先是主接线应 力求简单，以节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。其次要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 2、占地面积小 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 6 主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。 3、电能损失小 经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 变电所电气主接线的选择 220主接线的选择 根据变电所设计等书籍中关于接线形式适用范围规定可知， 220电装置出线回路不超过两回时，可选用单母线、单母线分段接线，也可使用桥式接线。 下面选取单母线分段和内桥接线两种方案进行介绍和比较，从而选择最佳方案作为本变电所侧一次主接线。 表 4 1 220方案一：单母线分段 方案二：内桥接线 特点 当一段母线发生故障后，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不指使重要用户断电。 线路的投入和切除比较方便，当线路发生故障时，仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但是变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断路器都断开，从而影响了一回为发生故障的线路的运行。 可靠性 方案一当一段母线发生故障时，分段断 路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。方案二中当控制变压器的断路器出现故障时，可由旁路隔离临时供电。 经济性 由于两种方案变压器型号和容量的选择均相同，所以只比较综合造 价。方案一用的断路器和开关电器多，占地面积大，故不经济。 灵活性 方案一用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回 路，有两个电源供电。方案一有利于扩建，而方案二不能扩建。 综上所述，方案一比较灵活、可靠；方案二占地小，投资少，但不利于长远发展。所以综合考虑选方案一：单母线分段接线为本变电所一次侧主接线。 60接线的选择 由于 604回，查找规程，可选用双母线，我国 110线分段规定是：而当配电装置的进线和出线总数为 12 16 回时，仍采用不分段的双母线接线。且在本设计中选择的断路器是 于其可靠性高，检修周期长，所以本变电所二次侧采用的接线方式是双母线接线，不设旁路母线。 关于二次侧方案的说明： 1、 可以轮流检修母线而不致使供电中断，只需将要检修的那段母线上的全部元件倒闸 沈阳工程学院毕业设计（论文） 7 操作到另一组母线上就可以停电检 修。 2、检修任一母线回路的母线隔离开关时只需停该回路即可。 3、母线故障后能迅速供电。 4、调度灵活，各个电源和各回路的负荷可以任意分配到某一组母线上，可以适应各种变化的需要。 5、扩建方便，双母线接线向左右任意方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的均匀分配。 6、便于实验，在个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。 综上所述，浑河变电所主接线选择以下接线方式 ：一次侧采用单母线分段接线，二次侧采用双母线接线。 浑河变电所的主接线图 4 图 4河变电所电气主接线图 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 8 第五章 短路电流的计算 短路电流计算的目的 1、在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。 2、选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备导体和电气设备，如：断路器、互感器、母线、电缆等，必须与短路电流为依据。 3、为了合理的配置各种 继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。 4、进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短路计算内容。 短路的基本类型 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路是对称短路。 为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。 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分量有效值，也就是在计算书中 0 一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定，以及电器开断电流所用的短路电流，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，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、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装置放电电流的影响。 3、短路点的选择：选 择导体的电器时，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地点。本设计中选择变压器两侧的两点为短路点。 4、导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，若发电机出口的两相短路，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重时，则应按严重情况计算。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 9 计算步骤 画等值电抗图 1、首先去掉系统中的所有负荷开关，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。 计算短路电流步骤 1、计算出各短路点在系统最大运行方式下的短路电流； 2、计算出各点发生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 标么值法 取基准容量 00 以下是各元件电抗标幺值的计算用公式： 发电机电抗： 路电抗： 变压器电抗： X*= 100%短路电流周期分量有效值： 1 1 2 2 I I I 式中1I 2I。 冲击电流： 短路功率：12() I S 网络变换 1、 / 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 10 1 2 1 311 2 1 3 2 31 2 2 321 2 1 3 2 31 3 2 331 2 1 3 2 3 X2、 Y/变换 121 2 1 23131 3 1 32232 3 2 31 网络图如图 5 X 1 X 2 X 1 2X 1 3 X 2 3X 3图 5 1 网络变换图 短路电流周期分量的计算 1、无限大电源供给的短路电流 当供电电源为无穷大或者计算电抗，不考虑短路电流周期分量的衰减，直接取 2、有限电源供给的短路电流 先将电源对短路点的等值电抗 X *，归算到以电源容量为基准的计算电抗后按查发电机的运算数字表，即可得到短路电流在不同时刻周期分量的标幺值。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 11 第六章 主要电气设备的选择 正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。 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 路器形式的选择 按照短路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油式断路器、少油式断路器、压缩空气高压断路器、6空断路器等。由于多油式断路器和真空断路器没有 本设计中所需要的电压等级的型号，所以在次只对少油式断路器、压缩空气高压断路器6几种形式的断路器进行比较，列表 6较如下： 表 6路器比较表 类别 结构特点 技术性能特点 运行维护特点 少油式断路器 油量少，油主要作为灭弧介质，结构简单，制造方便，积木式结构。 开断电流大， 35开断时间短，可开断空载长线。 运行经验丰富，易于维护，噪声底，油量少，易裂化，需要一套油处理装置。 压缩空气高压断路器 结构复杂，以压缩空气作为灭弧介质和操动介质以及弧隙绝缘介质，体积和重量较小。 额定电流和开断能力都可以做的较大，适于开断大容量电路，动作快，开断时 间短。 噪声大，维护周期长，无火灾危险，价格高。 6结构简单，但工艺及密封要求严格，体积小，重量轻。 额定电流和开断电流都可以做的很大，开断性能好，可适于各种工矿开断，6缘性能好，所以断口电压可做的较高，断口开距小。 噪声低，维护工作量小，不检修间隔期长，断路器价格目前较高，运行稳定，安全可靠，寿命长。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 12 所以由表 6较可知，6以本设计中选择的断路器都是6 路器的选择方法 1、断路器额定电压 2、高压断路器的额定电流它的最大持续工作电流I 3、动稳定校验，断路器的极限通过电流峰值 4、热稳定校验， 高压断路器的短时允许发热量 2不小于短路期内短路电流发出的热量 2t Q。 5、开断电流能力校验，断路器的额定开断电流I ，即I 。 浑河变电所 220 60W(路器。 其主要参数如表 6 2所示： 表 6 2 断路器主要参数 型号 W(63 额定电压 (220 63 最高工作电压 (252 定电流 (A) 1250 1250 额定短路开断电流 (效值 ) 5 额定短路关合电流 (值 ) 80 63 3效值 ) 5 额定峰值耐受电流 (值 ) 80 63 分闸时间 ( 30 30 隔离开关的选择 隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，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相同。 离开关的选择方法 1、隔离开关额定电压电网电压 2、隔离开关的额定电流I 3、动稳定校验，隔离开关的极限通过电流峰值 沈阳工程学院毕业设计（论文） 13 4、热稳定校验，隔离开关的短时允许发热量 2不小于短路期内短路电流发出的热量 2t Q。 5、开断电 流能力校验，隔离开关的额定开断电流I ，即I 。 浑河变电所 220选用型号为 00 隔离开关 , 60选择型号为断000隔离开关。 表 6 3 隔离开关主要参数 型号 00 000 额定电压 (220 60 最高工作电压 (252 定电流 (A) 600 1000 5效值 ) 21 14 极限通过峰值电流 (55 50 分闸时间 (S) 电压互感器的选择 1、按额定电压选择 选择原边额定电压1要求电压互感器原边所接受的电网电压应满足下 列条件： U 2、按准确级和容量选择 用于电度计量的电压互感器，准确度不低于 于电流、电压测量的准确度不应低于 1级，用于继电保护不应低于 3级。 3、结构种类选择 60 110 浑河变电所 22060 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 14 表 6 4 220型号 定电压比（ 2 2 0 0 . 1 0 . 1/ / / 0 . 13 3 3二次绕组额定输出（ 测量 200 400 保护 33400 300 剩余电压绕组 额定输出（ 200 准确级 3P 表 6 5 60型号 定电压比（ 3 66二次绕组 测量 保护 剩余 准确级 P 3P 额定输出 (50 100 400 100 极限输出（ 2000 频率（ 50 电流互感器的选择 1、 电流互感器 额定电压 2、 电流互感器 的额定流I 3、按准确度级和副边负荷选择额定电流：为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于 所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感器二次侧所接负荷2 4、动稳定校验，极限 电流互感器 通过电流峰值流互感器 的冲击电流 5、热稳定校验，短时允许 电流互感器 发热量 2小于短路期内短路电流发出的热量 2t Q。 6、开断电流能力校验， 电流互感器 额定开断电流I ，即I 。 浑河变电所 22060 沈阳工程学院毕业设计（论文） 15 表 6 6 220型号 定电压（ 220 最高工作电压（ 252 额定一次电流（ A） 300 额定二次电流（ A） 5 级次组合 0P/10P/10P/10P/10P 额定输出 （ 0 100 额定短时热电流（ ） 动稳定电流（ 80 表 6 7 60型号 定电流比（ A） 900/5 准确级 额定输出 （ 10 10 B 2233 50 额定 1 25 额定动稳定电流（ 母线的选择 母线选择的依据 1、电流分布良好； 2、散热良好； 3、有利于提高电晕超始电压； 4、安装检修方便，连接简单。 母线截面选择和校验 由于本设计的 000H，处于临界点，既可以用长期发热允许电流选择，又可以用 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 16 经济电流密度选择，在本设计中采用的方法是长期发热允许电流选择方法。 1、 按导体长期发热允许电流选择， 按式 (1)： I（ 1） 式中： 5 C 时导体允许电流； K 与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。当导体允 许最高温度为+70C 和不计日照时， K 值用式 (2)计算： 0 （ 2） 其中： 0、 2、按短路热稳定检验 在 校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数可得由热稳定决定的导体最小截面为式（ 3）： m k C（ 3） 其中 所选导体截面 C: 热稳定系数，与导体材料及工作温度有关，可由资料发电厂电气部分115得； 集肤效应系数，在本设计中取 。 所选截面应大于或等于 浑河变电所 220选择母线型式为钢芯铝母线，型号为 需进行动稳定校验。 60选择母线型式钢芯铝母线，型号为 需进行动稳定校验。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 17 第七章 防雷保护的设计 雷保护设计 电线路的防雷保护 输电线路担负着发电厂产生和经过变电所变压后的电力输送到各地区用电中心的重任。架空输电线路遭受雷电袭击的机会很多，所以输电线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的是尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。 电所的防雷保护 变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。故变电所的雷害事故就要严重的多，往往导致大面积停电，其次，变电设备的内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不具有自恢复功 能，一旦因雷电过电压而发生击穿，后果会十分严重。不过另一方面，变电所的地域比较集中，因而比较容易加强保护。 雷器的选择 避雷器的设计原则 1、配电装置的每组母线上应装设避雷器。 2、 110 雷器的类型 1、保护间隙是最简单最原始的限压器，但它没有灭弧装置、对变压器等设备的绝缘很不利等缺点，所以在现代的电力系统中不能采用。 2、管型避雷器：它有较强的灭弧能力，但是在我们计算出短路电流后，很难选择出一个合适的型号，此外，它的运行也不 是很可靠，并且动作时形成截波对变压器的纵向绝缘不利，所以不被采用。 3、普通阀型避雷器：变电所防雷保护的重点对象是变压器，而保护间隙和管型避雷器都不能承受保护变压器的重任，所以不能成为变电所防雷中的主要保护装置，变电所的防雷保护主要依靠阀型避雷器。阀型避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，其保护作用主要是限制过电压波的幅值。其在电力系统过电压防护和绝缘配合中都起着重要的作用。 综上所述，本设计全部选用阀型避雷器。 220选择型号为 60，变压器中性点选择型号为 110的避雷器。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 18 它们的基本数据如表 7 表 7 1 220型号 额定电压有效 值（ 灭弧电压有效值（ 工频放电电压有效值 8/20 不小于 不大于 5020 200 4483652 715 表 7 2 60型号 额定电压有效 值（ 灭弧电压有效值（ 工频放电电压有效值 8/20 不小于 不大于 500 407327 250 表 7 3 变压器中性点避雷器参数表 型号 额定电压有效 值（ 灭弧电压有效值（ 工频放电电压有效值 8/20 不小于 不大于 5010 125 2541275 415 沈阳工程学院毕业设计（论文） 19 第八章 配电装置的设计 配电装置是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助 设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。 电气布置 在 220电所设计中，电气布置的设计是比较关键的一步，在布置中要考虑主接线所确定的形式和间隔，考虑变压器设置地点，避雷设备的设置，控制电缆的走向进行总体布局。在布置中要考虑监视、运行方便、占地面积小、节约控制电缆、出线合理等要求。 电工建筑物总平面布置的基本要求： 1、满足电气生产工艺流程要求。 2、慎重确定最终规模，妥善处理分期建设。 3、布置紧凑合理，尽量节约用地。 4、结合地形地质，因地制宜布置。 5、符合防火规定，预防火爆 事故。 6、注意风象朝向，有利环境保护。 7、控制噪声。 8、合理分区，方便管理。 9、有利于交通运输及检修活动。 10、电工建筑物与外部条件相适应。 配电装置设计原则 查电力工程电气设计手册可知：高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，并应根据电力系统条件，自然环境特点和运行，检修、施工等方面要求，合理地制订布置方案和选用设备，并积极慎重地采用新布置，新设备和新材料，使配电装置设计不断创新，做到设计先进，经济合理，运行可靠，维护方便。 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情况及环境要求，通过技术比较确定，一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中， 35以下的配电装置宜采用屋内式， 110本变电所设计采用屋外式配电装置。 中型配电装置：现有 220于普通中型其母线下方不布置任何电气设备，而分相中型布置的特点是将母线隔离开关直接布置在各相母线的下方。 1、普通中型配电装置，其特点和使用情况是其电气设备都安装在地面支架上，施工 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 20 运行和检修都比较方便，所以使用广泛，各方面的经验较为丰富 ，但占地面积大。所以在70年代以后，普通中型配电装置已经逐步被其他各型占地面积较小的配电装置所取代。 2、分相中型配电装置，其布置可以节约用地，简化构架，节约三材，故已经基本上取代了普通中型布置。 本设计的配电装置采用分相中型。 电力工程电气设计手册规定，对采用4隔宽度选用 15m,，即边相对构架中心线的距离由 3m 改为 合进出线对相间距离的要求、设备对相间距 离的要求和电晕对相间距离的要求的考虑，相间距离取 4 屋外配电装置的特点 1、土建工作量和费用较小，建设周期短； 2、扩建比较方便； 3、相邻设备之间距离较大，便于带电作业； 4、占地面积较大； 5、受外界环境影响，设备运行的条件较差，须加强绝缘； 6、不良气候对设备维修和操作有影响。 外配电装置的最小安全净距 表 8 1 屋外配电装置的最小安全净距 单位 ( 符号 适用范围 22001 带电部分至接地部分之间 1800 650 同相的带电部分之间 2000 650 电作业时带电部分至接地部分之间 2550 1400 状遮拦至带电部分之间 1900 750 C 无遮拦裸导体至地面之间 4300 3100 D 平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间 3800 2600 屋外配电装置的若干问题 1、母线及构架 浑河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，大中型变电所内一般应铺设 3 沈阳工程学院毕业设计（论文） 21 第九章 继电保护和自动装置的规划设计 继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。当确定其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面： 1、电力设备和电力网的结构特点和运行特点； 2、故障出现的概率和可能造成的后果； 3、电力系统的近期发展情况； 4、经济上的合理性； 5、国内和国外的经验。 继电保 护的配置 变压器的保护 变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。所以变压器保护主要有以下几种： 1、瓦斯保护：反映变压器油箱内的各种故障以及油面降低。 2、纵差保护或电流速断保护：、反映变压器绕组、套管和引出线故障 纵差动保护适用于：并列运行的变压器，容量为 6300独运行的变压器，容量在 10000流速断保护用于 10000下的变压器，且其过电流保护的时限大于 对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组间适中中能起保护作用，如果变压器的纵差动保护对单相接地适中的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。 3、零序电流保护：在中性点直接接地电网中，装设在降压变电所的变压器两侧，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。 4、过负荷保护：双卷变压器，过负荷保护装于高压。 5、过电流保护 综上所述，本变电所变压器主变保护配置采用以下保护方式： 主保护：瓦斯保护、 纵联差动保护； 后备保护：过电流保护、过负荷保护、零序电流保护。 母线保护 配置原则： 35电厂或变电所母线上，在下列情况下，应装设专用的母线保护装置。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 22 1、 110以上双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段 )母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行。 2、 110以上单母线，重要发电厂或 110以上重要变电所的 35线需要按照装设全线速动保护的要求，必须快速切除母线上的故障时。 为满足速动性和选择性的要求，母线保护都是 按照差动原理构成的。 目前已被使用的母线保护有以下几种： （ 1）母线完全差动保护； （ 2）母线不完全差动保护； （ 3）双母线固定连接的完全差动保护； （ 4）母联电流相位比较式差动保护； （ 5）电流相位比较式母线保护。 单母线或单母线分段的母线系统是比较简单的母线接线方式，其特点是所有的电源和出线都接在一组母线或分接在两段母线上。所以在出线回路较少的不太重要的发电厂和变电所相同，一般采用低阻抗的电流差动母线保护。 线路保护 配置原则 1、 220（ 1）规程规定， 110装设反应接地短路的保护装置，双侧电源线路宜装设阶段式距离保护。 （ 2）当线路发生故障时，如不能全线快速地切除故障，则系统的稳定运行将遭到严重破坏以及在双侧电源线路上，如果要求全线速动切除故障时 10网的线路上，应装设线路快速动作的高频保护作为主保护，距离保护作为后备保护。 （ 3） 220某出线路，如方向性的接地距离保护可以明显改善整个电力网接地保护的性能时，可装设接地距离保护并辅之以阶段式零序电流 以及 常运行方式下保护安装处短路，电流速断保护有 可装设此保护。 （ 4）高频保护：采用相差高频保护 相差高频保护适用于 20010电线路。 综上述，本变电所 220线路保护采用： 主保护：高频保护； 后备保护：距离保护； 接地保护：零序、段电流保护。 2、 60并列运行的平行线路，可装设横联差动方向保护或电流平衡保护为主保护，距离保护为后备保护。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 23 横联差动保护有相继动作区和死区，而电流平衡保护只有相继动作区无死区，并且相继动作区比横联差 动保护小，并且有动作迅速，灵敏度足够大，并且接线简单等优点。 综上述，浑河变电所 60 主保护：电流平衡保护 后备保护：距离保护 表 9 1 浑河变电所继电保护规划配置 主保护 后备保护 变压器 瓦斯保护、纵联差动保护 过电流保护、零序电流保护、过负荷保护 母线保护 采用母联电流比相式差动保护 线路保护 220高频相差保护 距离保护 接地保护 零序、段电流保护 60电流平衡保护 距离保护 自动装置的配置 配置原则及原因 1、 3具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置以及低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。 2、电力系统的故障中，大多数是送电线路（尤其是架空线路）的故障。运行经验表明，架空线路的故障大多数是瞬时性故障，此时如果把 断开的断路器再合上，就能够恢复正常供电。若合上电源以后故障依然存在，线路还要被继电保护再次段开，因而就不能恢复正常的供电。 所以由于线路具有上述性质，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸 ，就有可能大大提高供电的可靠性。由运行人员手动进行合闸固然也能够实现上述作用，但由于停电时间过长用户电动机大多数已经停电，因此效果并不明显。为此在电力系统中就采用了自动重合闸（缩写为 即当断路器跳闸以后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。 自动重合闸的作用 1、提高供电可靠性，对单侧电源尤为显著。 2、高压输电线路上采用自动重合闸，可提高并列运行的稳定性。 3、可暂缓或不架双回线路，节约投资。 4、可纠正断路器或继电保护引起的误动。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 24 自动重合闸装置应符合基本要 求 1、自动重合闸一般由控制开关位置与断路器位置不对应的原理启动，或用保护装置启动。 2、用控制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。 3、自动重合闸装置的动作次数应符合预先的规定。 4、自动重合闸装置动作后应自动复归。 5、自动重合闸装置应能实现重合闸后加速继电保护动作。 6、当断路器不处于正常状态，不允许实现自动重合闸，应将自动重合闸闭锁。 综上述，浑河变电所 22060变压器采用三相一次重合闸。 备用电源和备用设备自 动投入 备用电源和备用设备自动投入装置是当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动地将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电的一种装置。 备自投装置应满足以下要求： 1、只有当工作电源断开以后，备用电源才能投入。 2、工作母线上无论何种原因失去电压时，备自投均应投入。 3、备用电源自动投入装置只允许将备用电源投入一次。 4、当备用电源自投于故障母线时，应使其保护装置加速动作，以防扩大事故。 本变电所的设计，为了确保不间断供电，变电所的电源均应装设备自投装置。 本设计的主接线一次侧采用的接线方式是单母线分 段接线，其设备自投装置的投入方式是：当任一台变压器故障切除时，分段断路器自动投入，以保证低压两段母线继续运行。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 25 第十章 防雷保护规划设计 电工装置的防雷保护 1、电压为 110上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于35防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护。 2、电压为 110以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的出线门型构架上。 3、在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明 灯塔，在其上装设避雷针。 防雷设计要求和所需资料 雷电过电压保护情况 1、防止雷电直击于电气设备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护。 2、对于 60尽量减小感应过电压， 一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对电容或采用阀型避雷器保护。 3、防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、电容器和相应的进线保护段进行保护。 防雷保护设计所需资料 1、要求变电所附近气象资料； 2、要求变 电所主接线图及电器设备布置图； 3、其它需要保护的设备和设施。 避雷针的选择 根据总平面布置图中的保护面积以及被保护物的最大高度，先初选避雷针的针高。然后根据保护的范围进行校验，看是否满足要求。如不满足则重新选择针高。 利用公式： 7/0 )(xx 进行计算。 浑河 220次降压 变电所电气部分初步设计 26 第二篇 计算书 第一章 主变压器选择的计算部分 变 压器选择计算方法 已知条件：负荷同时系数 损率为 5%，重要负荷占 65%。 表 1 1 负荷用户表 序号 负荷名称 最大负荷（ 功率因数 出线 出线回路数 近期 远期 1 机械厂 5000 10000 空 1 2 东科科技园 5000 10000 空 1 3 数字机床厂 6000 12000 空 2 4 高压电气厂 8000 12000 空 2 5