220kV变电站设计毕业设计.doc

山西大学工程学院毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称 220kV变电站设计 2、题目来源 现 场 二、目的和意义 本设计充分应用和巩固所学专业知识，继电保护及自动装置和高电压技术等课本知识，进行实际运算，加深学生对在校期间所学知识的理解和掌握，提高学生分析计算的能力，训练学生的综合运用能力和创造能力，使学生在行将毕业参加工程实际工作之前得到电气设计工程师的初步训练，为今后的工作打下坚实的基础。三、原始资料1、建设规模：该变电所主变采用2120MVA,其电压等级为220/110/38.5kV的变压器，220kV进出线四回，110kV进出线八回，35kV进出线八回。2、该地区的负荷预测情况及发展：2011年负荷为60MW,负荷水平增长率为10%。3、220kV系统短路容量为5600MVA，110kV系统短路容量为600MVA。5、所用负荷有：主控制室照明、主建筑物和辅助建筑物照明等为60kW，锅炉动力、检修间动力、主变冷却装置动力等为250kW。6、所址概括：该变电所地势较平，占地面积大，交通便利，出线走廊开阔，地震烈度为7度，该所接近负荷中心，区域稳定可满足建所要求。四、设计说明书应包括的内容原始资料的分析；变电所的主接线方案设计；主变压器的选择；短路电流计算及一次设备和导体的选择；高压配电系统及配电装置设计；所用电的设计；保护配置及整定计算；本厂电能计量的设计。五、设计应完成的图纸1、设计说明书；2、电气主接线图；3、配电装置图。六、主要参考资料电气工程电气设计手册专业课程教材七、进度要求1、设计阶段 第1周（2月25日）至第14周（5月31日）共 十四 周2、实习阶段 第15周（ 6月3日）至第17周（6月22日）共三周3、答辩日期 （ 2013 年 6 月 1 日） 八、其它要求 220kV变电站设计 摘要 本此设计是对220kV变电站进行设计，通过这次设计，不仅回顾总结了大学四年的所学，而且提高了我们的设计能力，特别是整体设计能力。其设计内容包括主要变电站主接线选择、变压器选择、短路电流计算，电气设备选择与校验、所用电的设计、配电类型选择以及继电保护、防雷保护、接地保护与补偿装置，并绘制了所设计变电站的主接线图和断面图。本次设计主要运用了电力系统分析、供用电技术、电力系统继电保护、高电压技术、电能计量等专业学科。关键字： 变电站；主接线；变压器；短路电流 220kV Substation Design ABSTRACT This design is 220kV substation design, this design not only reviewed four years of college learning, but also improve our ability to design, especially the overall design capacity. Its design includes the main substation bus select, transformers choice, short-circuit current calculation, electrical equipment selection and calibration, power design, the choice of distribution type and relay protection, lightning protection, grounding protection and compensation devices, and drawn design substation main wiring diagram and a cross-sectional view. The main use of the design power system analysis for electricity technology, power system protection, high voltage technology, energy metering and other professional disciplines.Keywords: substation; main wiring; transformer; short-circuit current 目录0原始资料分析10第一章 变电所主接线方案设计101.1主接线设计概述101.2对电气主接线的基本要求101.3主接线方案的拟定与选择111.4主接线的最终确定13第二章 主变压器的选择及无功补偿132.1主变压器选择及原则132.2 主变压器台数和容量142.3容量的校验142.4变压器型号选择142.5无功补偿152.5.1无功补偿概述152.5.2无功补偿原则152.5.3容量及型号152.5.4分组原则152.5.5并联电容器组接线类型162.5.6接线选择16第三章 短路电流计算173.1短路电流概述173.2计算基准值确定18 3.3 短路电流计算前分析.18 3.4阻抗计算183.5短路电流计算193.6短路电流计算整理21第四章 一次设备选择及校验224.1一次设备概述224.2高压断路器选择及校验224.2.1高压断路器的功能224.2.2高压断路器种类的选择224.2.3高压断路器型号的选择234.2.4选择高压断路器的参数234.2.5高压断路器的校验234.3隔离开关选择及校验.254.3.1隔离开关用途254.3.2隔离开关型号的选择254.3.3选择隔离开关的参数264.3.4隔离开关的校验264.4母线选择及校验274.4.1母线选择概述274.4.2母线型号选择及校验284.5引接线选择及校验.294.5.1引接线选择概述294.5.2引接线型号选择及校验294.6电压互感器选择及校验.314.6.1电压互感器作用314.6.2电压互感器参数选择314.6.3电压互感器型式选择314.6.4电压互感器选择结果314.7电流互感器选择及校验.324.7.1电流互感器的作用324.7.2电流互感器的选择32第五章 高压配电系统及配电装置设计345.1配电装置概述345.2高压配电装置的要求345.3高压配电装置的分类355.4高压配电装置的设计要求及步骤355.4.1高压配电装置的设计要求355.4.2配电装置设计的基本步骤365.5配电装置确定.36第六章 所用电的设计376.1所用电接线方式376.2所用变压器选择376.3所用电负荷计算376.4所用变压器型号选择38第七章 防雷保护387.1防雷保护概述387.2直击雷保护387.3雷电侵入波保护39第八章 变电站的接地设计408.1变电站接地装置的型式408.2变电站的接地装置要求418.3接地设计步骤42第九章 继电保护及整定计算439.1继电保护概述439.2变电站继电保护装置类型439.3变压器差动保护整定计算439.3.1确定基本侧439.3.2计算最大短路电流449.3.3确定保护装置的一次动作电流459.3.4确定基本侧线圈匝数469.3.5确定基本侧实际动作电流及平衡线圈匝数469.3.6计算由于实用匝数与计算匝数不等引起的相对误差469.3.7校验保护灵敏度47第十章 电能计量设计4710.1电能计量概述4710.2电能计量目的4710.3电能计量装置的要求4710.4电能计量接线方式48总结49参考文献50 0原始资料分析 从原始资料中可以得出此变电站为220kV降压变电站，中压110kV,低压35kV。题目中已经给出变压器的型号和用户的负荷及增长率，所以只需校验其符合负荷增长即可，对于电气设备的选择，可以先通过给出的短路容量计算出短路电流后，选择校验电气设备。由于出现走廊开阔，地势平坦，占地面积大，所以对配电装置的类型要求不是很高，只需考虑经济性和方便性，不用重点考虑占地面积，所用电的容量和类型也已给出，所以可以做出所用电的设计。第一章 变电所主接线方案设计1.1主接线设计概述发电厂和变电所的电气主接线是指由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按一定顺序连接的，用以表示生产、汇集和分配电能的电路。电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。1.2对电气主接线的基本要求 电气主接线应根据系统和用户的要求，保证供电的可靠性和电能质量。对三类负荷以一个电源供电即可。对一类负荷和二类负荷占大多数的用户应由两个独立电源供电，其中任一电源必须在另一电源停止供电时，能保证向重要负荷供电。电压和频率是电能质量的基本指标，在确定电气主接线时应保证电能质量在允许的变动范围之内。 电气主接线应具有一定得灵活性和方便性，以适应电气装置的各种运行状态。不仅要求在正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。 电气主接线应在满足上述要求的前提下，尽可能经济。应尽量减少设备投资费用和运行费用，并尽量减少占地面积，同时注意搬迁费用、安装费用和外汇费用。具有发展和扩建的可能性。电气主接线在设计时应尽量留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到从初期接线过渡到最终接线的可能和分阶段施工的可行方案，使其尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下完成过渡方案的实施。1.3主接线方案的拟定与选择220kV电气主接线形式的初步选择由于220kV电气主接线在整个系统中占有较重要的地位，因此可以设计以下三种方案： 表1-1 方案选择接线方式优点缺点双母线双母线接线方式可靠性高，并且设备相对于其他两种较少，当一条母线检修时不用停电，一条母线故障时仅需短时停电。 当某回出现故障时，由于不没有旁路母线和分段，所以此回出现必须停电。双母线分段双母线分段可以在重要回路分别从各分段引出双回线，即使分段中的一条母线故障，重要回路也不需要停电，所以可靠性高。由于采用了双母分段接线，操作复杂，倒闸操作用隔离开关，容易发生误操作，并且设备较多，占地面积大，经济性略低。双母线带旁路双母带旁路接线方式，并且设置专用旁路断路器，使检修或故障时，不致破坏双母接线的固有运行方式，及不致影响供电可靠性。采用双母线带旁路母线接线，运行时，操作步骤复杂、投资高、占地面积大，旁路断路器的继电保护整定比较复杂。并且采用六氟化硫断路器，断路器检修次数少，不必采用旁路。110kV电气主接线形式的初步选择由于本变电中110kV线路8回，回路数相对较多因此可靠性要求也较高，可以初步设计如下三种方案： 表1-2 方案选择接线方式优点缺点单母分段结构简单，选用设备少，操作灵活，经济性好，并且检修母线或变压器时，不会造成重要负荷停电。 可靠性较低，对于一回出线的用户，一条母线检修或故障，将造成长期的停电。 双母线可靠性高，母线检修时，不用停电。一条母线故障时仅需短时停电。 使用设备相对于其他两种较多，经济性略低。单母分段带旁路结构较简单，可靠性较单母分段有所提高，检修母线或者断路器时，均不用停电。调度的灵活性较差，并且采用六氟化硫断路器，断路器检修次数少，不必采用旁路。35kV电气主接线形式的初步选择35kV线路共8回线路，可以初步设计如下三种方案： 表1-3 方案选择 接线方式优点缺点单母线结构简单，选用设备少，操简单，占地面积少，经济性好。 可靠性很低母线一旦故障或者检修，将造成大范围长期停电。单母分段可靠性较高，结构较为简单，操作灵活，母线检修时，重要回路不必停电。 相对于单母线设备略多，结构较为复杂。一条母线检修时，该母线的回路要长期停电。双母线可靠性高，一条母线检修时，不必停电，一条母线故障时，仅需短时停电即可。设备复杂，经济性差，操作也较为复杂，占地面积多。1.4主接线的最终确定 220kV电气主接线在整个系统中占有较重要的地位，一旦任一回路的断路器等设备或母线故障时影响范围很大，因此我觉得为了其供电可靠性以及整个系统的稳定运行应该选双母线接线。 110kV的出线较多，所以可靠性要求较高，因此从可靠性角度考虑可以排除单母线分段，方案二和方案三的可靠性足以满足设计所需，因此从经济性方面考虑可以排除单线分段接线带旁路接线，综上并根据设计规程应选择双母线接线。 35kV出线回路较多，所以单母的可靠性和灵活性并不高不能满足要求，而单母分段既有较好的可靠性和灵活性能满足要求的同时又比双母线更经济，因此宜采用单母线分段接线。第二章 主变压器的选择及无功补偿2.1主变压器选择及原则 变压器是变电所中最重要的和最贵重的是设备，变压器的选择在变电所中是比较重要的。它是变电站中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送，分配和利用。选择主变压器台数时应考率下列原则： 应满足用电负荷对供电可靠性的要求,对供有大量一、二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器对一二级负荷继续供电.对只有二级负荷而无一级负荷的变电所,也可以只采一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源或另有自备电源。（1） 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所也可以考虑采用两台变压器。（2） 在确定变电所主要变压器台数时,应适当考虑负荷的发展留有一定的余地。2.2 主变压器台数和容量 由原始资料可知，本次所设计的是220kV降压变电所，它是以220kV输出功率为主。把所受的功率通过主变传输至110kV及35kV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，因此选择主变压器台数时，要确保供电的可靠性，初步定位两台主变。 选择两台主变压器并联运行。由于整个所中有三个电压等级，考虑到整体比较方便，所以选择两台三绕组变压器。考虑到负荷较大及变化性，所以选择有载调压变压器。 对于容量，则要根据一台变压器检修或者故障时，另一台变压器可以带全所70%的负荷来选取变压器容量，并且要考虑到5年内负荷的增长，每年增长10%，题目中已经给定容量两台120MVA的变压器，此时只需要校验次变压器可以满足要求就可以。2.3容量的校验 负荷为60MW 功率因数0.85 负荷容量为70.58MVA，年增长率为10% ，所以5年后的负荷为70.58*1.15=113.6MVA 120113.6 所以选择120MVA可以满足要求。2.4变压器型号选择根据容量和电压等级，再经过经济性考虑决定选用SFPSZ7-120000/220变压器其参数如下表： 表2-1 变压器参数型号额定容量额定电压连接组号阻抗电压高低高中中低SFPSZ7-120000/220120000kVA220/121/38.5YNYn0d1122% 12%7%2.5无功补偿2.5.1无功补偿概述 无功补偿在电力系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。 2.5.2无功补偿原则 变电所无功补偿尽量做到分区、分层、分变电所进行无功补偿。减少无功潮流的目的。一般220 / 110 / 35kV变电所无功补偿装置安装在主变35kV母线侧。各电压等级的变电所一般均应配置可投切的的无功补偿设备。其容量一般可按该变电所最大负荷时一次母线处的功率因数不小于下表所列数值。 表2-2 变电所无功补偿配置原则电压(kV)22035110功率因数0.950.90.91.0无功功率/有功功率0.330.20.480 2.5.3容量及型号 该变电所的有功负荷为60MW，按变电所无功补偿装置配置原则取无功补偿系数0.3，则变电所须补偿无功容量为 Q=k p=0.3*60=18000 kVar （2-1）采用TBB35-3000/ 50 型号电容器，额定容量3000kVar。一共用6个，分为两组。2.5.4分组原则 配电所装设的并联电容器装置的目的是为了改善电网的功率因数。因此为保证一定的功率因数，各组应能随负荷的变化实行自动投切。负荷变化不大时，可按主变压器台数分组，手动投切。由于本变电站是两台主变，所以按照原则，将分为两组电容器组，并按照等容量分组原则分组。2.5.5并联电容器组接线类型电容器的接线通常分为三角形和星形两种方式。此外，还有双三角形和双星形之分。三角形接线的电容器直接承受线间电压，任何一台电容器因故障被击穿时，就形成两相短路，故障电流很大，如果故障不能迅速切除，故障电流和电弧将使绝缘介质分解产生气体，使油箱爆炸，并波及邻近的电容器。因此这种接线已经很少在10kV系统中使用，只是在380V配电系统中有少量使用。在高压电力网中，星形接线的电容器组目前在国内外得到广泛应用。星形接线电容器的极间电压是电网的相电压，绝缘承受的电压较低，电容器的制造设计可以选择较低的工作场强。当电容器组中有一台电容器因故障击穿短路时，由于其余两健全相的阻抗限制，故障电流将减小到一定范围，并使故障影响减轻。星形接线的电容器组结构比较简单、清晰，建设费用经济，当应用到更高电压等级时，这种接线更为有利。星形接线的最大优点是可以选择多种保护方式。少数电容器故障击穿短路后，单台的保护熔丝可以将故障电容器迅速切除，不致造成电容器爆炸。由于上述优点，各电压等级的高压电容器组现已普遍采用星形接线。 2.5.6接线选择本所两组电容器组采用双Y接线，因为它对电网通讯不会造成干扰，并且单台电容器全击穿时，故障电容器通过短路电流小，并且继电保护方式更多，可靠性和灵敏性都高。每相接线方式采用先并后串的接线方式。因为当一台故障电容器由于熔断器熔断退出运行后，对该相的容量变化和与故障电容器并联的电容器上承受的工作电压的变化影响小。双Y接线方式如下图： 图2-1 电容接线图第三章 短路电流计算3.1短路电流概述 供电系统要求正常的不间断对用电负荷供电，以保证生产和生活的正常进行。然而，由于各种原因也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。电力系统中出现最多的故障形式是短路。所谓短路既是指载流导体相与相之间发生非正常接触情况，在中性点直接接地的系统中还有各相与地之间的短路。同时论述了短路电流的计算及电气设备的选择与校验。 造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损坏而造成短路。 工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压设备接入较高的电压的电路中，也可能造成短路。短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大的多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几千万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：1） 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其它元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。 2） 短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。3） 短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路电越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大。4） 严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。5） 不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。由此可见，短路的后果十分严重，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不至损坏。 为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等， 其中两相接地短路实质是两相短路。按短路电路得对称性来分，三相短路属对称性短路其他形式为不对称性短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下特别是远离电源的供电系统中，三相短路地短路电流最大，因此造成的危害也最为严重。为了是电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠的工作，因此，作为选择和校验电气设备用的短路计算中，以三相短路计算为主。实际上，不对称短路也可以按对称分量发将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量，然后按对称量来分析和计算，所以对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。因此，本文的短路电流计算都以三相短路为例。 3.2计算基准值确定 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： = 1000 MVA基准电压： = 230 kV基准电流： =2.51 kA3.3短路电流计算前分析 题目中给定220kV短路容量和110kV短路容量，根据短路容量即可计算出220kV和110kV侧的系统阻抗，再计算变压器阻抗，即可求出系统各部分阻抗，再根据短路位置不同计算总阻抗，最后可查运算曲线来获得短路电流0秒、2秒、4秒的短路电流标幺值，再将标幺值化为有名值即可。3.4阻抗计算220kV系统阻抗计算220kV系统短路容量为5600MVA 110kV系统阻抗计算110kV系统短路容量为600MVA 主变压器阻抗计算阻抗电压为 高低 22% 高中 12% 中低 7% 电抗为：系统阻抗图如下（由于是两台型号相同主变压器，所以变压器阻抗除以2） 图3-1 系统阻抗图3.5短路电流计算220kV短路电流计算 图3-2 220kv短路阻抗220kV短路阻抗为0.178查运算曲线可知 换算为有名值为 110kV短路 图3-3 220kv短路阻抗110kV短路阻抗为2.345查运算曲线可知 换算为有名值为 3.6短路电流计算整理 表3-1 短路电流短路电流表0s短路电流(kA)2s短路电流(kA)4s短路电流(kA)220kV15.5626.72686.22110kV2.1082.1082.108第四章 一次设备选择及校验4.1一次设备概述变电所的一次设备直接用来控制和输送电能，它包括高压断路器，隔离开关，母线，引接线和互感器，这些一次设备构成了整个变电站，所以一次设备的选择和校验很重要，他直接关系到变电站的运行安全和运行成本，一次设备的选择通常按照正常时的工作电压和电流来进行选择，校验时一般按照短路时的最坏情况进行热稳定和动稳定的校验一般用辛卜生公式进行热稳定的校验。4.2高压断路器选择及校验4.2.1高压断路器的功能（1）在正常情况下能开断和关合电路。（2）在电力系统发生故障时，能将故障从电力系统中切除。（3）能尽可能的缩短切除故障时间，减轻了电力设备的损坏和提高电力系统的稳定性。（4）能配合自动重合闸进行多次关合和断开。4.2.2高压断路器种类的选择 本设计的高压断路器均选择六氟化硫断路器，主要因为它有如下优点：1、开断能力强：六氟化硫断路器是通过吹出SF6气体来完成吹弧，它的吹弧速度快、燃弧时间短、开断电流大，能有效保护中、高压电路的安全。六氟化硫断路器在断开电容或电感电流后，不存在重燃和复燃的危险。2、电气寿命长：六氟化硫断路器的使用寿命很长、检修周期长，并能适应短时间内的频繁操作，有良好的安全性和耐用性。六氟化硫断路器在50kA满容量的情况下能连续开断19次，断开的电流累计达到了4200kA。3、绝缘水平高：六氟化硫断路器是使用六氟化硫气体作为绝缘介质，这种气体的绝缘水平极高，在0.3MPa气压下，能轻松通过各种绝缘实验，并有较大的裕度。4、密封性能好：六氟化硫断路器的结构简单、密封性好，灭弧室、电阻和支柱成独立气隔，且六氟化硫本身的含水量较低。六氟化硫断路器的安装和检修方便，不需打开断路器的内部结构，能保持六氟化硫断路器内部良好的密闭性。4.2.3高压断路器型号的选择220kV 额定电流 220KV侧的短路电流： 根据短路电流和正常工作的额定电流初步选择型断路器110kV额定电流 110KV侧的短路电流： 根据短路电流和正常工作的额定电流初步选择型断路器4.2.4选择高压断路器的参数 表4-1 断路器参数项目额定工作电压（KV）额定电流（KA）额定开断电流(KA)额定闭合电流(KA)热稳定电流(KA4S有效值）2201600，250040100401102000，250031.5，4080，10031.5，404.2.5高压断路器的校验220kV侧校验（1）开断电流的校验满足要求（2）短路关合电流的校验满足要求（3）热稳定的校验满足要求（4）动稳定的校验因为短路关合不会大于动稳定电流，所以只要有既有110kV侧校验（1）开断电流的校验满足要求（2）短路关合电流的校验满足要求（3）热稳定的校验满足要求（4）动稳定的校验因为短路关合不会大于动稳定电流，所以只要有既有4.3隔离开关选择及校验4.3.1隔离开关用途 隔离开关是一种最简单的高压开关，在实际中俗称闸刀。隔离开关没有专门的灭弧装置，不能用来开端负荷电流和短路电流。 在配电装置中，其主要用途有：（1）保证装置中检修工作的安全，在需要检修的部分和其他带电部分，用隔离开关构成明显的空气绝缘间隔。（2）在双母线和带旁路母线的主接线中，可利用隔离开关作为操作电器，进行母线切换或代替出线操作，但此时必须遵守“等电位原则”。（3）由于隔离开关能通过拉长电弧的方法来灭弧，具有切断小电流的可能性，所以隔离开关可用于以下操作：1）断开和接通电压互感器和避雷器2）断开和接通母线或直接连接在母线上设备的电容电流3）断开和接通励磁电流不超过2A的空载变压器或电容电流不超过5A的空载线路4）断开和接通变压器中性点接地线（系统中没有接地故障时才能进行）。4.3.2隔离开关型号的选择220 kV 220KV侧的短路电流： 根据短路电流和正常工作的额定电流初步选择隔离开关110 kV110KV侧的短路电流： 根据短路电流和正常工作的额定电流初步选择隔离开关4.3.3选择隔离开关的参数 表4-2 隔离开关参数项目额定工作电压（kV）额定电流（kA）动稳定电流峰值(kA)热稳定电流(kA)（4S有效值）GW7-2202206005516GW5-100G11060050144.3.4隔离开关的校验220kV侧（1）热稳定的校验满足要求（2）动稳定的校验满足要求110kV侧（1）热稳定的校验满足要求（2）动稳定的校验满足要求4.4母线选择及校验4.4.1母线选择概述 220kV、110kV母线选管型。220kV、110kV母线需校验热稳定，由于是软母线，所以不用校验动稳定。4.4.2母线型号选择及校验220kV母线选择最大工作电流 选择 铝镁系LDRE-216型母线 导体截面 216在70摄氏度下载流量为 491A 满足要求进行热稳定校验经过查表可知 C=87 k=1216179满足要求110kV母线选择最大工作电流 选择 铝镁系LDRE-216型母线 导体截面 216在70摄氏度下载流量为 491A 满足要求进行热稳定校验经过查表可知 C=87 k=121648满足要求4.5引接线选择及校验4.5.1引接线选择概述 220kV、110kV引接线选硬绞线。引接线选择按照最大经济电流密度选择，然后按照最大可能的电流进行校验，并进行热稳定校验。4.5.2引接线型号选择及校验220kV引接线的选择经济电流 经查资料可知，年负荷小时数为5600h通过查表可以知道 J=0.98选择 JL-200 在70摄氏度时载流量为468A进行热稳定校验经过查表可知 C=87 k=1200179满足要求110kV引接线的选择经济电流 经查资料可知，年负荷小时数为5500h通过查表可以知道 J=0.98选择 JL-400 在70摄氏度时载流量为770 A进行热稳定校验经过查表可知 C=87 k=140048满足要求4.6电压互感器选择及校验4.6.1电压互感器作用 电压互感器是把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。 4.6.2电压互感器参数选择电压互感器应按下表所列技术条件选择： 表4-3 电压互感器选择条件项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确度等级承受过电压能力绝缘水平、泄露比距环境条件环境温度、相对湿度、海拔高度、最大风速、污秽4.6.3电压互感器型式选择620KV配电装置一般采用油浸绝缘结构;在高压开关柜中或布置地位狭窄的地方,可采用树脂浇注绝缘结构。35110KV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。220KV及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。4.6.4电压互感器选择结果 表4-4 电压互感器参数型 号额定电压（KV）二次负荷（VA）最大容量（VA）初级绕组次级绕组剩余电压绕组05级1级3级TYD220/-0.0045200/0.1/0.1300600JCC2-110110/0.1/0.150010002000JDJJ-3535/0.1/0.1/31502506001200 220KV等级选择TYD220系列电容式电压互感器，该系列互感器有电容分压器、电磁装置及阻尼器组成，户外型产品，适用于交流50HZ、中性点接地系统，作电压、电能测量及继电保护用，并兼作电力线载波耦合电容器用。 110KV等级选择JCC系列电压互感器，它分为单相、三绕组、串级绝缘、户外安装互感器，适用于交流50HZ电力系统，作电压、电脑测量和继电保护。它可用于中性点直接接地系统，也可用于中性点不直接接地系统，并可在110%额定电压下长期运行。4.7电流互感器选择及校验4.7.1电流互感器的作用 为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流,供给测量仪表和保护装置使用。 在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。 它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电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。 所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器； 测量用电流互感器的作用是用来计量（计费）和测量运行设备电流的；保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。4.7.2电流互感器的选择 220kV 采用LCWB-220W额定电流比 200400-800 /s 二次组合10P/10P/0.5/0.2准确级 10P 02短时热稳定电流 21-42 (kA)动稳定电流（50-110）kA 倍数25/15 二次负荷40VA 动稳定校验：多匝式一次绕组主要经受内部点动力满足要求。热稳定校验：满足要求。110kV采用LCWB-110W额定电流比 2*1000/5 二次组合P/P/P/0.2准确级 5P 0.2短时热稳定电流 32 (kA)动稳定电流（80-115）kA 倍数25/15 二次负荷50VA 动稳定校验： 即 满足要求热稳定校验： 满足要求。第五章 高压配电系统及配电装置设计5.1配电装置概述 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。 变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时必须满足以下四点要求：（1）节约用地；（2）运行安全和操作巡视方便；（3）便于检修和安装；（4）节约材料，降低造价。5.2高压配电装置的要求 高压配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量装置，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置，是发电厂和变电站的重要组成部分，其作用是在正常情况运行下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足下述基本要求。1、保证运行可靠 配电装置中引起事故的主要原因是，绝缘子因污秽而闪络，隔离开关因误操作而发生相间短路，断路器因开断能力不足而发生爆炸等。因此，要按照系统和自然条件以及有关规程要求合理选择电气设备，使选用电气设备具有正确的技术参数，保证具有足够的安全净距；还应采取防火、防爆、蓄油和排油措施，考虑设备防水、防风、抗震、耐污等性能。2、便于操作、巡视和检修 配电装置的结构应使操作集中，尽可能避免运行人员在操作一个回路时需要走几层楼或几条走廊。配电装置的结构和布置应力求整齐、清晰，便于操作巡视和检修；还应装设防误操作的闭锁装置及连锁装置，以防带负荷拉合隔离开关、带电拉接地线、误拉合断路器、误入屋内有电间隔。3、保证工作人员安全 为了保证工作安全，对配电装置应采取一系列措施，例如用隔墙把相邻电路的设备隔开，以保证电气设备检修时安全；设置遮拦；留出安全距离，以防触及带电部分；设置适当的安全出口；设备外壳和底座都采用保护接地等；在建筑结构等方面还应考虑防火等安全措施。4、力求提高经济性 在满足上述要求的前提下，电气设备的布置应紧凑，节省占地面积，节约钢材、水泥和有色金属等原材料，并降低造价。5、具有扩建可能 要根据发电厂和变电站的具体情况，分析是否有发展和扩建的可能。如有，在配电装置结构和占地面积等方面要留有余地。5.3高压配电装置的分类 高压配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装着和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。在现场将电气组装而成的称为装配配电装置；在制造厂按要求预先将开关电气、互感器等组成各种电路成套后运至现场安装使用的称为成套配电装置。（1）屋内配电装置的特点：由于允许安装净距小和可以分层布置而使占地面积较小；维修、巡视和操作在室内进行，可减小维护工作量，不受气候影响；外界污秽空气对电气设备影响较小，可以减少维护工作量；房屋建筑投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内型设备。（2）屋外配电装置的特点：土建工作量和费用较小，建设周期短；与屋内配电装置相比，扩建比较方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；与屋内配电装置相比，占地面积大；受外界环境影响，设备运行条件较差，须加强绝缘；不良气候对设备维修和操作有影响。（3）成套配电设备的特点：电气设备布置在封闭或半封闭的金属（外壳或金属框架）中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；所有电气设备已在工厂组装成一体，如SF6全封闭组合电器、开关柜等，大大减少现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬迁；运行可靠性高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。5.4高压配电装置的设计要求及步骤5.4.1高压配电装置的设计要求满足安全净距的要求： 屋外配电装置的安全净距亦不应小于规定数值，并按规定标准进行校验。屋外电气设备外绝缘体最低部位距地小于2.5m时，应装设固定遮拦。屋外配电装置使用软导线时，带电部分至接地部分和不同相的带电部分之间的最小电气距离，应根据外过电压和风偏，内过电压和风偏，最大工作电压、短路摇摆和风偏三种条件进行校验，并采用其中最大数值。屋外配电装置带电部分的上面或下面，不应有照明、通信和信号线路架空跨越或穿过。 屋内配电装置的安全净距不应小于规定数值，并按规定标准进行校验。屋内电气