220kV降压变电站电气部分初步设计书

0 220压变电站电气部分初步设计书 第一章 原始资料及分析 一、 原始资料及分析 20域变电所。该所建成后与 110 220网相连，并供给近区用户，按规划该所装设两台容量为 120变压器 20压变电所，其性质为地区变电所。该所有 220110 10个电压等级。其中 220线 6 回， 110 回， 10线 12回。 10 220 有两回出线供给远方大型冶 炼厂，其容量为40他作为一些地区变电所进线， 10总负荷为 30、类用户占 60%，最大一回出线负荷为 3000 220 800 小时 /年 110 200 小时 /年 10 500 小时 /年 220电源近似为无穷大系统，归算至本所220线侧阻抗为 j=100 110电源容量为1000算至本所 110100 8 ，年平均气温 16 ，绝对最高气温为 40 ，土壤温度为 18 ,海拔 153m。 势平坦、交通便利、环 1 境无污染。 二、设计内容及要求： 1 主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，选择变压器型号及连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。 2 短路电流计算：根据所确定的主 接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。 3 主要电气设备选择： a. 选择 220压器回路、 110 压器回路的断路器及隔离开关。 b. 选择 10线断路器及隔离开关。 c. 选择 220110压器回路的电流互感器， 10压器回路及出线侧的电流互感器。 d. 选择 22011010母线电压互感器。 e. 选择 10线电缆。 f. 选择 10线。 4 其它设计 a. 配电装置设计 b. 防雷保护设计。 c. 继电保护配置设计。 5 设计成果 a. 编制设计说明书。 b. 编制设计计算书。 c. 绘制 工程设计图纸。 2 第二章 主变压器及所用变的选择 第一节 概述 在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统 5 10 年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳 定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。 在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。 选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。 第二节 主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是市郊区 220所受的功率通过主变传输至 1100全所停电后， 将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上 3 时，变电所的可靠性虽然有所高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，不能充分发挥设备效益，并增加运行和检修的工作量。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担 70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用， 提高供电的可靠性。 第三节 主变压器容量的选择 主变容量一般按变电所建成近期负荷， 5 10 年规划负荷选择，并适当考虑远期 10 20 年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电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，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的 70% 80%。该变电所是按 70%全部负荷来选择。 当一台变压器停运时，可保证对 60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为 40%，则可保证 98%负荷供电，而高压侧 220为，该变电所的电源引进线是 220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为： S +S ）。 第四节 变压器型式和结构的选择 一、 相数 在 330般选用三相式变压器，因为一台三相式变压器较同容量的三台单相式变压器投资此小， 4 占地 小，运行损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便，如果受到制造、运输等条件（如桥梁负重，隧道尺寸等）限制时，则可选用单相变压器组。在 500以上的发电厂和变电所中，应按其容量、可靠性要求、制造水平、运输条件、负荷和系统情况等技术经济比较后，采用单相变压器组。 二、 绕组数与结构 电力变压器按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式，按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式，当只有一种升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及只有两种电压的变电所时，可采用双绕组变压器；当有两种 升高电压向用户供电或与系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所时，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器。 三、 绕组接线组别 变压器三相绕组的连接方式必须使其线电压与系统线电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统变压器采用的绕组连接方式有星形和三角形两种。因此，主变压器三相绕组的连接方式可根据具体工程来确定。 四、 调压方式 变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现的，无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有 %0 ，且分接头必须在停电的情况下才能调节， 有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达 %30 ，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂，价格贵，在下述情况下采用较合理。 1)出力变化大，或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。 2)具有可逆工作特点的联络变压器。 3)电网电压可能有较大变化的 220 4)电力潮流变化大和电压偏移大的 110电所的主变压器。 5 五、 冷却方式 电力变压器的冷却方式，随其型式和容量的不同而异，一般冷却方式有以下几种类型。 1)自然风冷却。 2)强迫风冷却。 3)强迫油循环风冷却。 4)强迫油循环水冷却。 5)强迫油循环导向冷却。 6)水内冷。 六、主变压器的选择结果 根据上述原则，结合本次设计的实际主变压器选用两台三相三绕组有载调压强迫油循环水冷变压器，容量为 120结组别标号 YN/20、 110中性点经隔离开关、避雷器、放电间隙及电流互感器接地。 主变压器参数列表： 变压器型号字母的意义： 1) 相数：三相 S 2) 冷却方式：风冷却 F，强迫油循环 P 3) 绕组数：三绕组 S 4) 调压方式：有载调压 Z 第五节 所用变的选择 一、所用变压器台数的选择 型号 额定电压（ 阻抗电压（ %） 空载 电流（） 容量比 高压 中压 低压 高 中 高 20000/220 220 8121 00:100:50 6 220电站，有两台及以上主变压器时，宜从主变压器低压侧分别引接两台容量相同、互为备用、分裂运行的所用工作变压器，每台工作变压器按全所计算负荷选择。根据本次设计的情况，选用两台容量相同的站用变压器。 二、所用变压器容量的选择 所用变容量： M V n )1()m a x 所用变压器计算容量公式为： 1 1 2 3 P P P 式中1K 所用动力负荷换算系数，一般取 P、2P、3P 所用动力、电热、照明负荷之和 ， 本次设计的变电站动力负荷取1P=400热取2P=200明取3P=90的所用最大负荷为 630以k V AS n ，根据经济性、可靠性、灵活性，选择630压器。 三、所用变压器型号的选择 根据以上分析计算，查表，本次设计所用变选用型号为 630 10的配电变压器。 参数如下： 型号 额定容量 （ 额定电压 (连接组 损耗（ 空载电流 （ %） 阻抗电压 (%) 高压 低压 空载 短路 10 630 10 7 第三章 电气主接线设计 第一节 概述 主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节 。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。 对电气主接线的基本要求 : 一、 可靠性 发、供电的安全可靠，是电力生产的第一要求，主接线必须首先给予满足。事故停电不仅给电力企业造成损失，更严重的是会给国民经济造成更大的损失。 主接线可靠性可以从以下几方面考虑： （ 1）断路器检修时，是否影响供电。 （ 2）断路器、母线或线路故障以及母线或母线侧隔离开关检修时，停运的回路数目的多少和停运时间的长短，以及能否保证对一级负荷全 部和大部分二级负荷的供电。 （ 3）尽量避免变电所全部停运的可能性。 二、灵活性 主接线的灵活性主要体现在正常运行或故障的情况下都能迅速改变接线方式，具体要求如下： （ 1）调度灵活、操作方便。根据需求，能方便、灵活的投入或切除某些变压器、线路及无功补偿装置，使电力系统处于最经济、最安全的运行状态。 （ 2）检修灵活。可以方便地停运各种电器设备，进行安全检修或更换，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电； （ 3）扩建灵活。可以容易地从初期接线过渡到其最终接线， 8 使在扩建过渡过程中，停电范围最小，停停电时间最短，并 在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。 （ 4）事故处理灵活。变电所内部或系统发生故障后，能迅速隔离故障，尽快恢复供电，保证电网稳定。 三、经济性 主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 （ 1）投资省。主接线应简单清晰，少用设备以减少投资，适当采取限制短路电流的措施，以便选择价格合理的轻型电气设备和小截面电缆，降低投资。 （ 2）年运行费用小。包括电能损耗费、折旧费及检修费用，应合理选择设备型式及参数。 （ 3）占地面积小。在选取接线方式时，要考虑设备布置的占地面积大小，力求减少占地。 主接线的可 靠性、灵活性、经济性应统筹兼顾，根据不同的情况具体分析，选择正确的侧重点。 第二节 主接线的接线方式选择 一、 常用的接线方式及特点 1. 单母线接线 1) 优点：接线简单清晰、投资省、操作方便、便于扩建。 2) 缺点：可靠性和灵活性差，任一元件故障或检修，在故障消除之前，整个配电装置必须停电。 3) 使用范围：一般适应一台主变且出线回数不多的小型发电厂或变电所，其具体适用范围如下： 6 10 回。 35 63电装置的出线回路数不超过 3 回。 110220电装置的出线路数不超过 2回。 2. 单母分段接线 1) 优点：母线分段后，对主要用户可从不同段供电，保证 9 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段切除，保证正常段母线不间断供电。 2) 缺点：当母线故障或检修时，该段母线的回路都要停电。当分段断路器故障时，整个配电装置会全停。具体适用范围如下： 6 10 回及以上时。 35 63电装置的出线回路数为 4 8 回时。 110220电装置的出线路数为 3 4 回时。 3. 单母分段带旁路母线 这种接线方式解决了单母分段接线检修出线断路器时，需 将此线路停电的问题，适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为 35 110变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。 4. 双母线接线 1) 优点：具有较高的供电可靠性，灵活性，扩建方便，便于试验。 2) 缺点：设备较多，配电装置复杂，投资和占地面积增大，易误操作。 3) 适用范围： 6 10线需要装设电抗器时。 35 63电装置的出线回路数超过 8 回路时。 110220电装置的出线回路数为 5 回及以上时 。 5. 双母线分段接线 1) 优点：有较高的可靠性和灵活性，缩小了母线故障 的影响范围。 2) 缺点：占地面积大，增加投资。 3) 适用范围：用于进出线回路数较多的配电装置。一般220出线超过 10采用双母单分段接线。当回路数达 15回以上时，可采用双母双分段接线。 10 6. 双母线分段带旁母接线 1) 优点：出线回路数较多时，提高了双母线工作的可靠性和灵活性。 2) 缺点：占地面积大，增加投资。 3) 适用范围： 110线在 6 回以上， 220线在 4 回以上时，宜采用带专用旁路 当采用可靠性较高的 路器时可不设置旁路母线。 7. 桥形接线 1) 优点：使用断路器少、布置简单、造价低等 2) 缺点 ：可靠性较差 3) 适用范围： 内桥接线：适合于输电线路较长，故障机率较多而变压器又不需经常切除时，采用内桥式接线。当变压器故障时，需停故障相应的线路。 外桥接线：适合于出线较短，且变压器随经济运行的要求需经常切换，或系统有穿越功率，较为适宜。 8. 一个半断路器（ 3/2） 接线 1) 优点：具有较高的供电可靠性和运行灵活性，任一母线故障或检修均不致停电 2) 缺点：使用的设备较多，占地面积较大，增加了二次控制回路的接线和继电保护的复杂性，且投资大。 适用范围：广泛用于大型发电厂和变电所的超高压配电装置中。 二、 电气主接线的选择 1. 220方案对比： 11 项目 方案 方案 I 双母线接线 方案 双母带旁母接线 可靠性 单条母线检修时，电源和出线可继续工作，不会中断对用户供电。工作母线故障时，所有回路能迅速恢复工作。 可以不停电检修出线断路器，较双母线的可靠性更高。 灵活性 母联断路器可以断开运行，一组母线工作，一组母线备用。也可以闭合母联断路器运行，双母同时工作。 倒闸操作复杂，易产生误操作，且不利于实现变电所的无人值守。 经济性 经济性较好，便于扩建。 投资增加，占地面积大。 结论：由于近年来 220路器，设备可靠性高，基本可以不考虑检修断路器的情况，旁母已逐渐失去作用，故选择方案。 2. 110方案对比： 项目 方案 方案 I 双母线接线 方案 双母带旁母接线 可靠性 单条母线检修时，电源和出线可继续工作，不会中断对用户供电。工作母线故障时，所有回路能迅速恢复工作。 可以不停电检修出线断路器，较双母线的可靠性更高。 灵活性 母联断路器可以断开运行，一组母线工作，一组母线备用。也可以闭合母联断路器运行，双母同时工 作。 倒闸操作复杂，易产生误操作，且不利于实现变电所的无人值守。 经济性 经济性较好，便于扩建。 投资增加，占地面积大。 结论：由于近年来 110采用 6路器，断路器设备可靠性高，基本可以不考虑检修断路器的情况，旁母已逐渐失去作用，故选择方案。 3. 10 12 项目 方案 方案 I 单母分段接线 方案 母分段带旁母接线 可靠性 可以使重要负荷及所用电的供电从不同的母线分段取得。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。 可不停电检修出线断路器，提高供电可靠性。 灵活性 接线简单清晰，设备少，操作方便 倒闸操作复杂，易产生误操作，且不利于实现变电所的无人值守。 经济性 经济性较好，便于扩建。 投资增加，占地面积大。 结论：由于近年来 10本采用真空断路器，断路器设备可靠性高，开断能力好，可以不考虑检修断路器的情况，旁母已逐渐失去作用，故选择方案。 13 第四章 短路电流的计算 第一节 概述 系统中的电气设备，在其运行时都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见 同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。 短路是电力系统常见的、十分严重的故障。所谓“短路”，是指一切发生在相与相或相与地（对于中性点接地系统）之间的非正常的连接情况。系统发生短路时，短路回路电流剧烈增大，可达到正常电流的几倍或几十倍，产生的电动力效应和热效应，对载流导体和电气设备造成很大的冲击和损坏。 第二节 短路电流计算的目的与假设 一、短路电流计算的目的 1. 电气主接线的选择 2. 电气设备和载流导体的选择。 3. 继电保护装置的选择和整定计算。 4. 验算接地 装置的接触电压和跨步电压。 5. 系统运行和故障的分析等。 二、短路计算基本假设 1. 系统正常工作时，三相对称运行； 2. 电力系统中各元件的磁路不饱和； 3. 元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，变压器励磁电流略去不计，不考虑负荷的影响 4. 系统中发电机的相位，频率都相等； 14 5. 不考虑短路点的电弧阻抗； 6. 系统中的电动机均为理想电动机； 7. 系统短路时是金属性短路。 三、短路电流计算的一般规定 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，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后 5 10年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应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机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 3 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。 4 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。 四、基准值 高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值： 基准容量： 100准电压： : 115 、 230 五、短路电流计算的步骤 1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下； 2）给系统制订等值网络图； 3）选择短路点； 4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。 5）短路电流冲击值： I= 15 6）列出短路电流计算结果 短路点的编号 额定电压（ 短路电流有名 值 短路电流冲击 值 A) 20 .9 10 0 路电流的具体计算过程见计算书。 16 第五章 电气设备的选择 第一节 概述 电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。 电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器 ，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 。 一、 一般原则： 修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要； 应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经鉴定的新产品时，应经上级批准。 二、 技术条件 1) 额定电压： 所选电气设备各种电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行 电压。一般可按照电气设备的额定电压 低于装置地点电网额定电压 U 2) 额定电流 电气设备的额定电流 电气设备的长期允许电流 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流 17 即： m I 3) 环境条件对设备选择的影响 当电气设备安装地点的环境条件（如温度、风速、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰度等）超过一般电气设备使用条件时，应采 取措施。 1) 校验的一般原则 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三相短路时的短路电流，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，则应按严重情况校验。 用熔断器保护的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。用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。 2) 热稳定校验 短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值。即应满足： Q 或 式中： 短路电流产生的热效应 电气设备和载流导体允许的热效应 t 电气设备允许通过的热稳定的电流和时间 3) 动稳定校验： 电动力稳定是电器承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。（ a）电气设备满足动稳定的条件为： 或 I 式中： 三相短路冲击电流幅值和有效值 电气设备允许通过的动稳定电流幅值和有效值 (b) 硬导体满足动稳定的条件为 : 18 式中： 导体材料最大允许应力； 导体最大计算应力。 4) 短路计算时间 验算热稳定的短路计算时间 t 为继电保护动作时间 相应断路器的全分闸时间 ： t=第二节 断路器的选择 变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。 高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型 式，由于真空断路器、 路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故 35 220般采用 路器。真空断路器只适应于 10压等级， 10 一、 断路器的选择原则： 1、选择高压断路器的类型（按照断路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为多油断路器，少油断路器，压缩空气断路器，路器，真空断路器）。 2、根据安装地点选择屋外式或屋内式。 3、断路器的额定电压不小于装设电路所在电网的额定电压。 4、断路器经校正后的额定电流不小于通过断路器的最 大持续工作电流。 5、校验断路器的断流能力，一般可按断路器的额定开断电流， 19 大于或等于断路器触头分离实际开断的短路电流周期分量有效值来选择，即应满足条件： I 。 6、按短路关合电流选择： I 。 7、动稳定校验：短路冲击电流应不大于断路器的电动稳定电流，即 。 8、热稳定校 验：短路热效应应不大于断路器在时间 ： 2 。 二、 断路器的选择结果： 电压等级 220100型号 12 额定电压（ 252 126 12 额定电流（ A） 3150 3150 630 额定开断电流（ 50 定关合电流（ 125 100 80 动稳定电流（ 125 100 80 热稳定 电流（ 50(3S) 40(3S) S) 其具体选择过程见计算书。 第三节 隔离开关的选择 隔离开关，配制在主接线上时，保证了线路及设备检修形成明显的断口，与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵循倒闸操作顺序。 一、 隔离开关的选取原则： 1、根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型（单柱式、双柱式和三相五柱式）。 2、根据安装地点选用户内式或户外式。 3、隔离开关的额定电压应大于装设处电路坐在电网的额定电压。 20 4、隔离开关经校正后的额定电流应大于装设电 路的最大持续工作电流； 5、动稳定校验应满足的条件为： 。 6、热稳定校验应满足的条件为： 2 。 7、根据对隔离开关操作控制的要求，选择配用的操动机构。 二、 隔离开关的选取结果 电压等级 220100号 220(D) 110 (D) 10 额定电压（ 220 110 10 额定电流（ A） 1000 1000 4000 动稳定电流（ 80 100 200 热稳定电流（ s) s) 120(5s) 第四节 互感器的选择 互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有： 1 将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。 2 使二次设备与高电压部分隔离，且互感器 二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。 一、 电流互感器的选择原则： （ 1）电流互感器种类和形式的选择 应根据安装地点（如屋内、屋外）、安装方式（如穿墙式、支 21 持式、装入式等）及产品情况来选择电流互感器种类和形式。 （ 2）一次回路额定电压和电流的选择，应满足： 3）额定二次电流的选择： 额定二次电流有 5A 和 1A 两种 ,一般弱电流系统用 1A,强电流系统用 5A。当配电装置距控制室较远时，为能使电流互感器能多带二次负荷或减小电缆截面，提高准确级，应尽量采用 1A。 （ 4）电流互感器的准确级和额定容量的选择 准确级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准确级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。 为了保证电流互感器的准确级，互感器二次测所接负荷 22 (5)热稳定校验 电流互感器热稳定能力，常以 1s 所允许的热稳定电流 t（ t/示，故按下式校验 （ 6）动稳定校验 电流互感器的内部动稳定能力，常以允许通过的动稳定电流12/ 表示，故按下式校验： 或 12 选取结果： 电压等级 型号 额定电流比 （ A） 准确级 1动稳定倍数 220220 4 300/5 0 60 110110 2 600/5 5 35 1010 4000/5 0 90 1010 400/5 0 160 二、 电压互感器的选择 22 电压互感器的装置种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择。对于 3 20内配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器； 110以上配电装置，当容量和准确度级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。 为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次侧额定电压 大于或等于所接电网额定电压 电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求，可按下表选择 接线型式 电网电压 （ 型 式 基本二次绕组电 压（ V） 辅助二次绕组电 压（ V） 35 单相式 100 无此绕组 10J 500J 单相式 100/ 3 100 3 60 单相式 100/ 3 100/ 3 3 15 三相五柱式 100 100/3（相） 注： J 是指中性点直接接地系统 电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差最大值。 规程规定，用于变压器，所用馈线，出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为 ，供运行监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级要求一般为 1 级，在电压二次回路上，同一回路接有几种不同型式用途的表计时，应按要求等级高的仪表，确定为电压互感器工的最高准确等级。互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），2，即： 22 。 23 电压等级 型号 额定电压比（ 接线方式 2203 203 0/ 1103 103 0/ 1010 3100/ 第五节 电力电缆的选择 电力电缆的选择原则 1. 结构类型的选择 明敷的电缆，不应有黄麻外绝缘护层，一般选用裸钢带铠装式或塑料外层电缆，在易受腐蚀的区域应选用塑料外护层电缆。 直埋时，一般选用钢带铠装电缆，在潮湿或腐蚀性土壤 地区，应带有塑料外护层，其他地区可选用黄麻外护层电缆。 三相交流系统的单芯电缆，要求金山湖曾采取一端接地时，在潮湿地区，外护层宜选用塑料挤包的型式。电力电缆除了充油电缆外，一般采用铝芯电缆。 2. 额定电压的选择： U 3. 截面选择：对于长度超过 20m 且最大负荷利用小时数大于 5000h 的电缆按经济电流密度选择截面；反之，按长期工作电流选择。电缆的长期许用电流应根据环境温度和敷设条件进行校正。 4. 热稳定校验：电缆截面 S 应满足 210 2()5. 按电压损失校验电缆截面：对供电距离较远，容量较大的电缆线路，应校验其电压损失 U 5 24 6. 选取结果： 400 型电缆。 第六节 母线的选择 一、 母线的选择原则 1. 母线材料及截面形状的选择 载流导体一般选用铝质材料。对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机、变压器出线端部，或对采用硬铝导体穿墙套管有困难，以及对铝有较严重腐蚀 的场所才采用铜导体。 常用的硬导体截面有矩形、槽形和管形。矩形导体一般只用于 35以下电流在 4000形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，一般用于 4000 8000A 的配电中。管形导体用于 110V 及以上配电装置，可用于 8000A 以上的配电中。 2. 母线截面的选择 1) 按长期工作电流选择时，所选母线截面的长期允许电流应大于装设回路的最大持续工作电流，即： I 式中 基准环境 条件下的长期允许电流 K 综合校正系数 2) 热稳定校验：所选母线截面 S，热稳定校验应满足的条件为： m C 热稳定系数， S 所选母线截面， 根据热稳定决定的最小允许截面 3) 动稳定校验： 作用在母线上的最大计算应力 母线上的最大允 许应力 25 二、 选取结果 ： 双槽形导体 2（ 125 55 65），其额定参数为： S=2740 2620A， 7 4 。 26 第六章 配电装置的选择 第一节 概述 配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备 构成，用来接受和分配电能。 一、 配电装置的类型及特点 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的配电装置，称为配式配电装置和成套配电装置。 1 屋内配电装置的特点：由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；房屋建筑投资大。 2 屋外配电装置的特点：土建工程量和费用较小，建设周期短；扩建比较方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；占地面积大；受 外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；外界气象变化对设备维修和操作有影响。 3 成套配电装置的特点：电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；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，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；运行可靠性高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。 二、 配电装置的设计要求 （一） 总体要求 1）节约用地； 2）保证运行安全，工作可靠和操作巡视方便； 27 3）便于检修和安装； 4）在保证上述条件要求下，采取有效措施节约材料，减少投资。 （二） 具体要求 （三） 满足安全净距的要求 1) 屋内配电装置的的要求： 符号 适用范围 额 定 电 压（ 3 6 10 15 20 35 63 110J 110 220J 、带电部分至接地部分之间 2、网状和极状遮栏向上延伸线距地 75 100 125 150 180 300 550 850 950 1800 、不同相的带电部分之间 2、断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间 75 100 125 150 180 300 550 900 1000 2000 、栅状遮栏至带电部分之间 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 825 850 875 900 930 1050 1300 1600 1700 2550 状遮栏至带电部分之间 175 200 225 250 280 400 650 950 1050 1900 C 无遮栏裸导体至地（楼）面 之间 2375 2400 2425 2450 2480 2600 2850 3150 3250 4100 D 平行的不同时停电检修的 无遮栏裸导体之间 1875 1900 1925 1950 1980 2100 2350 2650 2750 3600 E 通向屋外的出线套管至屋 外通道的路面 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4500 5000 5000 5500 2) 屋外配电装置的的要求： 28 符号 适用范围 额定电压（ 355 63 110J 110 220J 330J 500J 、带电部分至接地部分之间 2、网状遮栏向上延伸线距地 200 300 400 650 900 1010 1800 2500 3800 、不同相的带电部分之间 2、断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间 200 300 400 650 1000 1100 2000 2800 4300 、设备运输时，其外部至无遮栏带电部分之间 2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间 4、带电作业时的带电部分至接地部分之间 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 、网状遮栏至带电部分之间 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 C 1、无遮栏裸导体至地面之间 2、无遮栏裸体至建筑物、构筑物之间 2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300 5000 7500 D 1、平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 2、带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间 2200 2300 2400 2600 2900 3000 3800 4500 5800 注 第二节 配电装置的选择 一、 屋外配电装置 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、中高型和高型等。 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 29 平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。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，而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，它是将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，其钢材消耗与普通中型相近，优点有： 占地面积约在中型布置减少 30%； 节省了用地，减少高层检修工作量； 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方便。缺点：上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不够方便。 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 50%，但其耗钢多，安装检修及运行中条件均较差，一般适用下列情况： 1）配电装置设在高产农田或地少人多的地区； 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。 二、 屋内配电装置的选择 6 35内配电装置的结构型式主要和有无出线电抗器有关。目前，无出线电抗器的配电装置多为单层式，有出线电抗器的配电装置多为两层式。 110 220有防止空气污染和节约占地的优点。 30 结论：本次所设计的变电站位于市郊 区，地质条件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以该变电所 220 110用普通中型布置，具有运行维护、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠，不易误操作。 10 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，不符合配置原则。 31 第七章 防雷保护的配置 第一节 概述 变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不 能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。 变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向