毕业设计（论文）-220kV变电站电气部分初步设计.doc

220kV变电站电气部分初步设计摘要本设计以220kV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计和保护配置，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计只对变电站电气一次部分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及，这有待于在今后的学习和工作中进行研究。关键词：变电站 短路电流 动稳定 热稳定ABSTRACT The statement about the 220kV transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood, and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system. Limited to the specific design requirements and design time of constraints, The design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve,which research it in future study and work. KEY WORDS: Substation, Short circuit currents , Moving stability，Thermal stability。前言本设计为郑州电力高等专科学校2011级发电厂及电力系统专业的毕业课程设计，设计题目为：220kV变电站电气部分初步设计毕业设计是教学计划中很重要的环节，通过毕业设计，能使我们综合地运用所学的知识，独立分析问题、解决实际工程技术问题的初步能力。同时,也是学习电力工业有关方针政策、技术规程，进行某些基本技能训练的机会。这次毕业设计是设计一个220kV的降压变电站，具体的情况在“设计任务书”中己给出，在老师们的耐心辅导下，经过这两个月的学习、设计过程，我们的设计己初步完成，由于我水平有限，在设计中可能会出现不少的问题，希望老师们、同学们批评指导。目录第一部分 技术设计说明书4第一章 原始资料分析4第二章 电气主接线设计和所用电设计5第三章 主变压器选择9第四章 短路电流计和主要回路最大持续工作电流计算12第五章 电气设备选择17第一节 断路器的选择17第二节 隔离开关的选择19第三节10kV回流母线的选择20第四节10kV出线电缆的选择21第五节 电流互感器的选择23第六节 电压互感器的选择23第六章 配电装置的选择25第七章 防雷保护设计25第八章 变压器及线路的继电保护配置26第二部分 技术设计计算书26第一章 短路电流计算26第二章 电气设备的选择计算30第一节 断路器的选择30第二节 隔离开关的选择30第三节 10kV回流母线的选择30第四节 10kV出线电缆的选择30第五节 互感器的选择30第三章 防雷设计计算书30参考文献30附录31第一部分 技术设计说明书 第一章 原始资料分析一、原始资料分析依据1.本工程情况：发电厂、变电所类型及设计规划容量（本期、远景），单机容量及台数，运行方式，最大负荷利用小时数等。2.电力系统情况：电力系统本期及远景发展规划（本期工程建成后510年），发电厂、变电所在电力系统中的位置和作用，本期和远景虞系统连接方式，各级电压中性点接地方式等。3.负荷分析：负荷的性质及其地理位置，输电电压等级、出线回路及输送能量等。4.环境条件：地理位置，当地的气候、湿度、覆冰、污秽、地质、水文、海拔高度及地震等。5.设备制造情况：各种电器的性能、制造能力和供应清况。二、分析原始资料 1.根据电力系统规划需新建一座220kV降压变电所，该所建成后于110kV和220kV电网相连，并供给近区用户，按规划该所装设两台容量为120MVA主变压器。2. 按规划要求，该所有220KV、110kV和10kV三个电压等级，220kV侧出线6回，110kV侧出线9回，10kV侧出线15回。3. 110kV有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为40MVA，其他作为一些地区变电所进线，10kV侧总负荷为30MVA，、类用户占60%，最大一回负荷为3000kVA。4. 各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kV侧 小时/年110kV侧 小时/年10kV侧 小时/年5. 系统阻抗：220侧电源近似为无穷大容量系统，归算至本所220kV母线为0.16（Sj=100MVA），110kV侧电源容量为1000MVA，归算至本所110kV母线侧阻抗0.32（Sj=100MVA），10kV侧没有电源。6.该地区最热月平均温度为28，年平均气温16，绝对最高温度为40，土壤温度为18，海拔153m。7.该变电所位于市郊荒土地上，地势平坦，交通便利，环境污染小。第二章 电气主接线设计和所用电设计一、电气主接线设计原则 1.根据发电厂和变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性、和经济性的要求。 2.主接线的设计除考虑电网安全稳定运行的要求外，还应满足电网出现故障时应急处理的要求。 3.各种配电装置接线的选择，要考虑配电装置所在发电厂或变电所的性质、电压等级、进出线回路数、采用的设备情况、供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。 4.近期接线与远期接线相结合，方便接线的过渡。 5.进行必要的技术经济比较。二、对电气主接线的基本要求 1.可靠性 2.灵活性 3.经济性三、常用主接线的接线方式及特点 1.单母线接线 适用范围：1)610kV配电装置，出现回路数不超过5回。 2）3563kV配电装置，出现回路数不超过3回。 3）110220kV配电装置，出现回路数不超过2回。 特点：接线简单清晰，采用设备少、投资小，运行操作方便且有利于扩建，但可靠性和灵活性较差。其主要缺点是：当母线获任一母线隔离开关检修或任一连接元件发生故障，断路器拒动或母线故障时，各回路必须在检修或故障消除之前的全部时间内停止工作，造成整个配电装置全停;电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。 2.单母分段接线 适用范围：1）610kV配电装置，出线回路数为6回及以上时，每段所接容量不宜超过25MW。 2）3563kV配电装置，出线回路数不宜超过8回。 3）110220kV配电装置，出线回路数不宜超过4回。 特点：单母分段接线除具有单母接线的简单清晰、投资省、操作方便、扩建容易等优点外，其供电的可靠性和灵活性也得到了较大的提高。因此，这种接线的应用范围比单母线接线广。其缺点是当分段断路器故障时，整个配电装置回全停；母线或母线隔离开关检修时，该段母线上所接回路都要在检修期间停电。 3.双母线接线 适用范围：1）610kV配电装置，当短路电流较大、出线需带电抗器时。 2）3563kV配电装置，当出线回路数超过8回或连接的电源较多、负荷较大时。 3）110220kV配电装置，出线回路数为5回及以上或该配电装置在系统中居重要地位、出线回路数为4及以上时。 特点：1）检修任一母线时，可将该母线上的全部回路倒换到另一组母线上，不会中断对用户的供电。 2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开这一回路和与该隔离开关相连的母线，其他回路可切换到另一母线，不影响其他回路供电。 3）任一母线故障时，可将所有连于该母线上的回路倒换到正常母线上，使装置迅速恢复供电。 4）断路器检修可加临时跨条，将被检修断路器旁路，用母联断路器代替被检修的断路器，减少停电时间。 5）运行方式灵活。根据系统运行的需要，两组母线可以并列运行也可以分列运行；还可采用一组母线工作，另一组母线备用的运行方式。 6）便于扩建。 7）可以完成一些特殊功能。例如必要时，可利用母联断路器与系统并列或解列；当某一回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路单独接到一组母线上进行；当线路需要利用短路方式熔冰时，可腾出一组母线作为熔冰母线；当某一断路器故障而拒动或不允许操作时，可将该回路单独接于一组母线上，然后用母联断路器代替其断开电路。4. 双母线分段接线适用范围：1）主要用于大容量进出线较多的配电装置中，如220KV进出线达1014回时，就可采用双母线三分段的接线。2）在330500KV的配电装置中，也有采用双母线四分段的。特点：为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母线分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。这种接线具有单母线分段和双母线的特点，较双母线接线具有更高的可靠性和灵活性。正常运行时工作母线工作，备用母线不工作，它是单母线分段接线方式，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路倒至备用母线上，即可恢复供电，这样，只是部分短时停电，而不必短期停电，仍是单母线分段运行方式。5.双母线带旁路母线的接线为了不停电检修出线断路器，双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这种接线运行操作方便，不影响双母线正常运行，但多装了一组断路器和隔离开关，增加了投资和配电装置的占地面积，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。四、主接线的选择 方案一：220kV采用双母线接线方式，110kV采用双母线接线方式，10kV采用单母分段接线方式。 6回 9回 8回 7回 （图1） 方案二：220kV采用双母线接线方式，110kV采用双母线接线方式，10kV采用双母线接线方式。 6回 9回 15回 （图2）方案三：220KV、110KV侧侧双母线带旁路母线接线，10KV侧双母分段接线。五、选择的结果通过比较三种方案及各种接线的特点和适用范围，选择第三种方案，即图3的接线方式。六、所用电设计1、对所用电源的要求220kV变电所，有两台及以上变压器时，宜从变压器低压侧分别引接两台相同、可互为备用、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；只有一台主变压器时，其中一台所用变压器宜从所外电源引接。2、所用电引接方式根据要求，所选的所用电接线引接方式为两台所用变压器分别从两段低压母线上引接，如图所示10kV所用变引接方式所用电接线：380/220V侧通常采用分为两段的单母线接线。每台所用变压器接一段母线，两段母线之间设分段断路器正常分裂运行。3、所用变压器选择1）所用变压器选择的基本原则和应考虑因素（1）变压器一、二次侧额定电压分别与引接点和所用电系统的额定电压相适应。（2）连接组别的选择，宜使同一电压等级的所用工作、备用变压器输出电压的相位一致。（3）阻抗电压及调压形式的选择，宜使在引接点电压及所用电负荷正常波动范围内，所用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的5%。（4）变压器的容量必须保证所用机械及设备能从电源获得足够的功率。2）所用变压器容量的选择 StK1P1+P2+P3(K1所用动力负荷换算系数，一般取0.85P1、P2、P3所用动力、电热、照明负荷之和，kW）设变电所内的P1=447.5 kW，P2=207.1 kW，P3=87.8 kW计算负荷S=0.85447.5+207.1+87.8=675.3(kVA)所以，选用两台所用变容量为800kVA，型号为：S9-800/10 第三章 主变压器选择一、主变压器容量和台数的选择 变电所主变压器：变电所主变压器的容量一般按变电所建成后510年的规划负荷选择。对于重要变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I、II类负荷的供电。二、主变压器型式和结构的选择 1.相数：在330kV及以下的发电厂和变电所中，一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式变压器投资小、占地少、运行损耗也较小，同时配电装置结构较简单，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。 2.绕组数与结构：电力变压器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（包括自耦变压器）。 3.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虞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行（Y）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。 4.结构型式：三绕组变压器或自耦变压器，在结构上有升压型和降压型两种基本型式。升压型的绕组排列为铁芯中压绕组低压绕组高压绕组，高、中压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大；降压型的绕组排列为：铁芯低压绕组中压绕组高压绕组，高、低压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。 5.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10%（2*2.5%），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。 6.冷却方式：自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却、水内冷。三、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，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，且分接头可在带负荷的情况下调节。故选用有载变压器。四、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。故选用强迫油循环水冷却。五、结果根据资料可知，变电所为降压变电所，变电所内有两台主变压器，容量为120MVA。主变压器的型号选SFPSZ7-120000/220型。主变压器参数列表：型 号电压（KV）阻抗电压（%）空载电流（）高压中压低压高-中中-低高-低SFPSZ7-120000/22022081.5%12110.514.023.07.00.8 表2-1第四章 短路电流计和主要回路最大持续工作电流计算一、短路的概念和类型 电力系统的不正常工作，大多是由于短路故障造成的。所谓“短路”，是指三相系统中相与相导体之间的非正常连接，如通过电弧和其他小电阻形成的相间连接；此外，在中性点直接接地系统或三相四线制系统中，还指单相或三相接地或中性线。 在中性点非直接接地系统中，短路故障主要是指各种相间短路，包括不同相的多点接地。单相接地不会造成短路，仅有不大的接地电流流过接地处，系统仍可继续运行，故不称其为短路故障。 三相系统中短路的基本类型及代码符号为：三相短路k(3)、两相短路k(2)、单相短路k(1)、两相接地短路k(1,1)。 三相短路时，因为短路回路各相的阻抗相等，三相的电流仅较正常时增加，电压较正常时降低，但三相仍然是对称的，故称为对称短路。除三相短路外，其他几种短路在短路时各相电流、电压数值不等，其相角也不相同，则这些短路称为不对称短路。二、短路的原因和后果 造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。引起绝缘损坏的原因有：各种形成的过电压，如直接遭受雷击等；绝缘材料的自然老化和污秽、运行人员维护不周及直接的机械损伤等；电力系统其他一些故障也可能直接导致短路，如输电线路断线和倒杆事故、运行人员不遵守操作技术规程和安全规程而造成错误操作，鸟和小动物等跨接裸导体等。 电力系统发生短路时所产生的基本现象，是短路回路的电流剧烈增大，此电流称为短路电流。短路电流可能达到正常工作电流的几倍甚至几十倍，绝对值可达几万安甚至几十万安。短路电流基本上是感性电流，它将产生去磁的电枢反应，使发电机的端电压下降，同时短路电流通过线路等设备时还增大了电压损失，因而在电流增大的同时，系统电压将大幅度下降。 短路时的上述基本现象，将引起下列严重后果： 短路时往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和人员。 巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，使绝缘损坏；另一方面，巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。 短路时系统电压将大幅度下降，特别是靠近短路点处电压降低很多，对用户工作影响很大，可能破坏部分或全部用户的供电。 电力系统中短路时，系统功率分布的突然变化和电压严重下降，可能破坏各发电厂并联工作的稳定性，使整个系统解列为几个异步运行的部分。这时某些发电机可能过负荷，因此必须切除部分用户。短路时电压下降越大，持续时间越长，破坏整个系统稳定运行的可靠性越大。为保证系统安全可靠地运行，减轻短路的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短时间内恢复到正常值。为此，可采取快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等；此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如在电路中加装电抗器等。三、短路电流计算的目的和基本假设条件 1.短路电流计算的目的 1）电气主接线方案的比较和选择； 2）电器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）系统运行和故障情况的分析等。 2.短路电流实用计算的基本假设条件 选择电气设备时，只需近似计算出所选设备的可能最大三相短路电流值；设计继电保护和系统故障分析时，要对各种短路情况下，各支路中的电流和各节点电压进行计算。在现代电力系统的实际情况下，要进行极准确的短路计算是相当复杂的，同时对解决大部分实际工程问题，并不要求极准确的计算结果。为了简化和便于计算，实际中多采用近似计算方法。 基本假设条件： 系统在正常工作时三相是对称的。 电力系统各元件的磁路不饱和，即各元件的电抗值与电流大小无关，所以在计算中可以应用叠加原理。 除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻均略去不计。 输电线路的电容忽略不计。 变压器的励磁电流略去不计，相当于励磁阻抗断开，这样可以简化变压器的等值电路。 电力系统中所有发电机电动势的相位在短路过程中都相同，频率与正常工作时相等，不考虑短路过程中发电机转子之间的摇摆现象对短路电流的影响。 不考虑短路点的电弧阻抗。 短路发生在短路电流为最大值瞬间。 元件的参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。 系统中的电动机均为理想电动机。 电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上。 用概率统计法制定短路电流运算曲线。四、与短路计算相关的知识1.各元件电抗标幺值计算公式1）发电机： XG * = Xk* 2) 变压器： XT* = 3）电抗器： XL* = 4) 架空线路和电缆：X* = 2.注意事项1)标幺值和百分值一样，都是相对值，但在短路电流计算中，如遇到百分值，必须先把百分值除以100化为标幺值。2）无限大容量系统：是指短路时电源的端电压恒定变，即电压的幅值和频率保持不变。3）当Xjs*很大，一般认为Xjs*3时，电压下降甚微，自动调节励磁装置基本不起作用，此时I= Izt=I ,这种情况下的短路点称为远距离短路点，所接电源相当于无限大容量电源。五、短路电流计算结果短路点分别为（220kV）、(110kV) 、(10kV) 类别短路点电压等级（kV）短路电流有名值（kA）冲击电流（kA）2201.125 2.861101.9845.051020.1151.18六、回路最大持续工作电流1、依据：回路名称说明变压器回路（1）1.05倍变压器额定电流（2）1.32.0倍变压器额定电流变压器通常允许正常或事故过负荷，必要时按1.32.0倍计算母线联络回路、主母线母线上最大一台发电机或变压器的出线单回路：线路最大负荷电流双回路：（1.22）倍一回先的正常最大负荷电流2、计算结果回路名称（A）变压器回路220kV侧 320变压器回路110kV侧 632.5变压器回路10kV侧 690010kV出线单回路 164.910kV出线双回路 164.9第五章 电气设备选择各种电气设备和在载流导体，由于它们的用途和工作条件不相同，所以每种电气设备和载流导体选择时都有具体的选择条件，但是不论何种电气设备和载流导体，对它们的基本要求都相同，即必须在正常运行和短路时能可靠的工作，为此，各种电气设备的选择又有一般条件，即按正常工作条件进行选择，按短路状态校验其动稳定和热稳定。第一节 断路器的选择一、选择依据1 种类和型式的选择根据环境条件、使用技术条件及各种断路器的不同特点进行选择。由于真空断路器、SF6断路器在技术性能和运行维护方面有明显优势，目前在系统中应用十分广泛，10kV及以下一般选用真空断路器，35kV及以上多选用SF6断路器。 2根据安装地点选择：户内和户外；3额定电压选择：4额定电流选择：5额定开断电流的选择：6按短路关合电流选择：7动稳定校验：8热稳定校验：二、断路器的选择结果电压等级220kV110kV10kV出线型号LW10B-252LW6B-126ZN63-12额定电压（kV）25212612额定电流（A）315031501250额定开断电流（kA）404031.5额定关合电流（kA）10010080动稳定电流（kA）10010080热稳定电流（kA）3s3s4s404031.5固有分闸时间（s）0.0250.04合闸时间（s）0.10.06第二节 隔离开关的选择一、选择依据1根据配电装置布置的特点，选择隔离开关的类型。2根据安装地点选择：（1）户内（2）户外 3按额定电压选择：4按额定电流选择：5热稳定校验：6动稳定校验：二、隔离开关的选择结果电压等级220kV110kV10kV出线型号GW16-220（D）GW13-110GN3-10额定电压（kV）22011010额定电流（A）25006303000额定热稳定电流（kA）3016120额定热稳定时间（S）3s4s5s额定动稳定电流（kA） 12555200第三节 10kV回流母线的选择一、母线材料、截面、布置方式的选择 1材料：铝：电阻率低，有一定的机械强度，质量轻价格便宜。铜：电阻率更低，价格较贵，只有特殊场合用。一般情况下采用铝母线，在持续工作电流大，且位置特别狭窄的发电机，变压器出线端部以及对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场合采用铜母线。 2截面形状（1）矩形：在35kV及以下，Imax在4000A及以下屋内配电装置中，当电流超过最大截面的单条母线允许载流量时，每相可用24条并列使用。（2）槽形：在3kV及以下，Imax在4000A8000A的屋内配电装置中。机械强度较好，集肤效应较小。（3）管形：在110kV及以上，电流在8000A及以上的屋内外配电装置。管内可用水冷或风冷，母线表面光滑，电晕放电电压高。3布置方式铝绞线、管形母线一般采用三相水平布置，矩形、双槽形有三相水平布置和三相垂直布置二、母线截面的选择1按最大持续工作电流选择主母线及长度在20m以下的母线一般均按Imax选择： IalImax2. 按经济电流密度选择 除配电装置的汇流母线和较短导体及厂用电动机的电缆外，对长度在20m以上的母线（如发电机出口母线），一般按经济电流密度选择。三、 热稳定校验 (C热稳定系数)四、动稳定校验 （短路时作用在母线上的最大计算应力；母线材料的最大允许应力，硬铝为）槽形母线： 五、选择结果双槽形2（2009012），S=8080，集肤效应系数=1.465，双槽不焊成整体时，导体允许电流。第四节 10kV出线电缆的选择一、 结构类型的选择应根据敷设环境及使用条件选择电缆型式：（1） 明敷（包括架空、隧道、沟道等）的电缆，不应有黄麻外护层，一般选用裸钢带铠装或塑料外护层。在不易受腐蚀地区应选用塑料外护层电缆。（2） 直埋敷设时，一般选用钢带铠装电缆。在潮湿或腐蚀性土壤地区，应带有塑料铠装外护层。其他地区可选用黄麻外护层电缆。（3） 三相交流系统的单芯电力电缆，要求金属护层采用一端接地时，在潮湿地区，外护层宜选用塑料挤包的型式。 电力电缆除充油电缆外，一般采用铝芯电缆。二、额定电压选择额定电压应满足：三、截面选择 （1）对长度超过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经济截面；反之，按长期允许电流选择。（2）所选电缆芯线截面校正后的长期允许电流，应小于装设电路的长期最大工作电流。四、热稳定校验 热稳定系数：式中计及电缆芯充填物热容随温度变化以及绝缘散热影响的校正系数。对于36kV厂用回路，取0.93，其他情况可取=1.0；Q电缆芯单位体积的热容量，铝芯取2.48，铜芯取3.4，J/（cm2）； J热功当量系数，取1.0；K20时电缆芯交流电阻与直流电阻之比，S100的三芯电缆K1，S120240的三芯电缆K1.0051.035；电缆芯在20时的电阻系数，铝芯取，铜芯取 /cm;电缆芯在20时的电阻温度系数，铝芯取0.00403，铜芯取0.00393，1/；短路前电缆的工作温度，；电缆短路时的最高允许温度，对10kV以下普通粘性浸渍绝缘及交联聚乙烯绝缘电缆，铝芯为200，铜芯为250。有中间接头的电缆短路时的最高允许温度，锡焊头为120，压接接头为150。五、按电压损失校验截面 U5% U=式中 电缆线路最大持续工作电流，A； L 线路长度，km； r、x电缆单位长度的电阻和电抗，； 功率因数； 电缆线路额定线电压，kV。六、选择结果 所选电缆型号YJLV22-10-3400，电缆截面为400，长期允许电流为374A。第五节 电流互感器的选择一、 选择原则1.620kV屋内配电装置，可选用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器；35kV及以上配电装置，一般选用油浸瓷箱式绝缘结构的电流互感器，有条件时应选用套管式电流互感器。2.按一次电路的电压和电流选择电流互感器的一次额定电压和额定电流时，必须满足： ； （K温度校正系数）3.根据二次负荷的要求，选择电流互感器的准确度级 用于重要回路的发电机、变压器、调相机、厂用线路及出线等的电流互感器的准确度级应为0.5级。4.热稳定校验 （t时间的热稳定倍数，t=1s）5.动稳定校验 二、选择结果电压等级型号额定电流比（A）准确级短时热稳定电流（kA）额定动稳定电流（kA）220kVLCWB2-220W40050.531.5(1s) 80110kVLB1-11060050.5倍数70倍数18310kV出线LFZJB6-1020050.524.5(1s)44第六节 电压互感器的选择一、 选择原则1. 按安装地点和使用条件选择电压互感器的类型： （1）620kV屋内配电装置中，一般采用油浸绝缘结构； （2）35110kV配电装置宜选用油浸绝缘结构电磁式电压互感器； （3）220kV及以上配电装置中，如果容量和准确度级满足要求，宜选用电容式电压互感器。2.按一次回路电压选择 3.按二次回路电压选择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，电压互感器二次侧额定电压可按下表选择接 线 型 式电网电压KV型 式二次绕组电压（V）接成开口三角形辅助绕组电压IV一台PT不完全符形接线方式335单相式100无此绕组Yo/ Yo/110J500J单相式100/100360单相式100/100/3315三相五柱式100100/3（相）4.接线方式选择 在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应尽量采用简单接线。5.按容量和准确度级选择 （最好使与相近，因为超过或比小得过多时，都会使准确度级降低。）二、选择结果220kV主母线侧的PT：TYD220/-0.0075 额定参数：=220/kV，=0.1/kV，辅助=0.1kV，准确度级0.5级，额定容量为200VA110kV主母线侧的PT：TYD110/-0.015 额定参数：=110/kV，=0.1/kV，辅助=0.1kV，准确度级0.5级，额定容量为200VA10kV主母线侧的PT：JSJB-10 额定参数：=10kV，=0.1/kV，准确度级0.5级，额定容量为120VA第六章 配电装置的选择一、屋内配电装置屋内配电装置的结构型式，与电气主接线、电压等级和采用的电气设备型式等有密切的关系。发电厂和变电所635kV屋内配电装置，因多采用真空断路器，体积较小，因此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，主要用在大中容量发电厂中。 110220kV屋内配电装置有单层和两层的两种，它与屋外配电装置比较，突出的优点是能有效地防止空气污染及节约占地。二、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、半高型和高型等。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。2.普通中型配电装置特点：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。3.分相中型配电装置特点：将母线隔离开关分解为单相布置，每相隔离开关直接布置在各相母线的下面。隔离开关选用单柱式隔离开关。分相中型可采用软母线或硬管型母线。四、选择结果本所220kV、110kV屋外配电装置选用分相中型配电装置，10kV屋内配电装置选用单层式，即把所有电气设备布置单层房屋内。第七章 防雷保护设计一、避雷针的配置原则1电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000m的地区，宜装设独立的避雷针。2独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10。335KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在装置中距离很难达到不小于15m的要求。在对较大面积的变电所进行保护时，采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此，为了对本站覆盖，采用四支避雷针，被保护变电所总长120m,宽90m，查手册，门型构架高20m，避雷针高度42m. 二、避雷器的配置原则1.配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2.旁路母线上是否应装设避雷器，应看旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3.220kV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备本体。4.220kV及以下变压器到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设置一台避雷器。6.110kV220kV线路侧一般不装设避雷器。根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；110、35kV线路侧一般不装设避雷器。本工程采用220kV、110kV配电装置构架上设避雷针，10kV配电装置设独立避雷针进行直接保护。为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器，且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程220kV、110kV、10kV系统中，采用氧化锌避雷器。 型号额定电压Kv标称电流下最大残压kV标称放电电流kAYH10W5-216/56221656210Y1.5W-144/3201443201.5HY5W-12.7/3010305第八章 变压器及线路的继电保护配置一、变压器的保护1.主变压器的主保护1）瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作