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220kV地区变电所电气一次
李萌
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220kV地区变电所电气一次 李萌,220kV地区变电所电气一次,李萌,220,kV,地区,变电所,电气,一次
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华 北 电 力 大 学 科 技 学 院毕 业 设 计（论 文）附 件外 文 文 献 翻 译学 号： 071901010711 姓 名： 李萌 所在系别： 电力工程系 专业班级： 电气07K6 指导教师： 杨用春 原文标题： Coal-Fired Power Plant 2011年 4 月 12 日 火力发电厂 原文出处：/view/83832d8da0116c175f0e485c.html煤经由运输系统从存储处被传输到煤研磨厂，在那里它被研磨最大小合适的煤粉。经由热空气，煤粉被吹进蒸汽发生器的燃烧室，在蒸汽发生器的管系统中，水被转换为具有高压力的蒸汽。通过蒸汽的驱动给发电机的汽轮提供动力。蒸汽，将自己的热能转化为汽轮机的动能后，液化在凝结器中，温度降为环境温度。这水通过抽水机被循环回到蒸汽机中继续使用。冷却水循环系统将热量从凝结器传递到大气中。冷却水常常从一条河水中获得，使得被使用过的河水温度由c 10升温到15k。如果河水的热容量不足，则会有一部分热量传递到大气或完全被冷却塔吸收。通过煤的燃烧，燃烧的产物为(二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物，灰，矿渣，石膏)。最初，氮氧化物经催化剂在烟道气被减少。后来，烟道气被作为无尘电滤器在另一个烟道气厂使用。灰消除从蒸汽发生器，电滤器能在工业中被使用。这些是电厂主要部分易燃物品(煤，油为启动使用，支持燃烧)残留切除(除灰，除渣，石膏处理)供水(原水处理，充分脱盐)热量的常规产生(蒸汽)水-/蒸汽循环主要的机器使用(汽轮机，发电机)主要冷却水系统水处理1水蒸气系统过程描述所谓的给水是电厂的主要工具。它通过一个闭合回路循环，(汽轮机-冷凝器-给水泵-蒸汽发生器-汽轮机)。下面描述回路过程:给水设置在蒸汽发生器的管系统中。从那儿发送下高温/高压蒸汽(截至540c/250个巴，)到蒸汽涡轮叶片上。机械转子动能被转换成发电机上的电能。对冷却效果的最大要求是被设计在涡轮下的主冷凝器中产生的蒸汽。由于蒸汽的凝结，水突然减少它的体积。这在凝结器中创建出一个大的负压，远低于空气压力。由于热电发电机(汽轮机)的输入和输出温度存在差别，热效率提高，取决与电厂的总效率。在主冷凝器中的冷凝液通过冷凝器泵运输，通过连低压加热器(ndph)将气体运到给水箱。从给水箱，给水抽水机将需要相当压力的水运送至高压加热器(HPH)到管束蒸汽发生器(锅炉)。ND/HD -加热器(热交换器) 为汽轮机提供更多蒸汽。热量和从汽轮机主冷凝器凝结的气体，与给水一样都影响着汽轮机的工作效率。由于主冷凝器增发的热量还有已经被使用的给水同抽汽，蒸汽热量转递给凝结热给水而不是冷却水，使得电厂的总效率提高。用这种方法可以使能量留在给水，而不是浪费在冷却水中。能量被保留下来，不需要补充燃烧燃料。给水一定要具有某种性能。它必须是软化过的，可以不溶解气体(例如：二氧化碳，氧气)。终于它必须不受机械污染物干扰，一定有一个确定盐含量。2.锅炉锅炉的作用是通过燃烧将化学能转化成具有高压蒸汽的热能的过程。在锅炉的发展之初，它是一个简单的生成饱和蒸汽的加热容器。锅炉主要有两部分组成“锅”和“炉”。 在锅的系统中，固定式和可活动的格的区别是 固定床是将可燃材料通过风扇同空气形成一个流化床，炉的作用是将易燃材料连同空气一同被注入燃烧室。在蒸汽机时代，唯一需要区分的是自然循环，强制循环和强迫流动系统。这里的图片中显示的是一个燃烧锅炉(燃料为石油，煤气)的强制循环锅炉。细粉状煤与空气混合(供应氧气)，在锅中燃烧。过热器的任务是使高温蒸汽达到要求温度。给水穿过烟道气被发热。在烟道气给水加热器(省煤器)，热留在蒸发器加热器表面后的烟道气，利用过热器，从而提高锅炉的效用。空气加热器也作用于热烟道气，热量被传递到燃烧空气。这个可以改善燃烧性能。风机将燃烧空气运输穿过燃烧炉。水/蒸汽的分割在所谓的蒸汽的鼓中进行。为有效的进行蒸汽分离，必须具备一个充分大的水和蒸汽分离面。产生的蒸汽由过热器被运往汽轮机。烟道气到达空气加热器后进入烟道气选煤厂。3.汽轮机热由发热蒸汽被变成推动汽轮机旋转的机械能。汽轮机由三个部分构成：高，中，低压部分，三部分同轴。锅炉供应的蒸汽最初运送至高压部分。然后，在锅炉中加热过的蒸汽被运往汽轮机叶片的中，低压部分。旋转叶片在高低压部分被做的逐步变大，以便能够让已扩散蒸汽在温度，压力下降的情况下传递能量。遵循低压部分蒸汽温度40c，压力c. 0.1bar。它在这些低的温度下被发送至主冷凝器，不适合长久使用。供给水加热的蒸汽也分为中，低压部分。多种设备被提供作为降温，润滑线路。4. 发电机围绕汽轮机运动的转轮与发电机相连。发电机由一个定子，一个固定部分，一个转子组成。一旦转子在内定子内旋转，定子线圈上将产生一个电压发电机发电的基础是借助于电磁感应使机械能转换为电能成为可能。这个由法拉第描述的现象随着一个磁铁被移动进一个铜线圈内得到证实。运动的磁铁穿过线圈，再穿出线圈时产生一个电压。在一个发电机中一种简单方式是磁铁在线圈前旋转。在实际应用中发电机工作原理分为内极机和外极机。内极发电机，是从固定杆的外围引出电能，让电磁铁旋转，这一原则在最大部分电厂都有所应用。外极机则是线圈翻转，磁铁固定。像一个自行车发电机内包含一个永久磁铁，在发电厂内极机运动的磁铁为电磁铁。发电机内的旋转电磁铁在收到一个增加的同轴直流发电机的直流电流为磁场的设备，被称为励磁机。在线圈中的转动的磁铁产生变化交替的电压。每一个三百六十度转动的磁铁产生的凹凸碰撞被称之为一个“周期”。交换电流电机在发电厂中被广泛应用，三种形式的交流电在同一时间被生产。这种交换电流在发电机的末端有三种形式的电流之后再被通过输送电网传送到用户（工厂，家庭等等）。根据特定的型号，氮气被用来冷却发电机，再者冷却和润滑电网的扩张系统是又被要求的。5.煤炭传送煤炭库的处理流程火车或者船把煤炭运送到目的地，然后再经过筛选。从煤炭库，煤炭被传送到磨粉机。最终，煤炭粉面被放入锅炉加热。在煤炭库这个步骤，很稳定地保持煤炭粉末的供应量，以便不间断的保持生产，再者这个过程是需要监控的。6. 冷却系统在发电厂中的主要冷却系统用于蒸汽凝结程序。因为蒸汽凝结，水位会突然降低到很低的位置。结果就是大的压强降低，低于空气的压强。温度增长和热效应呈阶梯型关系。对于发电厂来说这个蒸汽效应是相当重要的。一个典型的主冷却水系统由主冷凝器，冷却塔，冷却液流量，冷却水泵和冷却水处理方案构成。冷却水是由喝水中提取的，然后经过处理厂处理，随后被路由到冷却回路里。主要冷却水泵把水传送到主冷凝器。这种冷凝器是一种具有整合管道系统并具有热交换功能，冷却水通过它传送。通过“冷“的冷凝器的管道墙水蒸汽凝结的涡轮，冷凝热量转移到冷却水。在这里，它影响到整个蒸汽冷却和冷凝，和剩下的涡轮的低压部分。被加热的冷却水随后被送到冷却塔。在冷却塔，通常情况下超过100米的水都被冷却。为此目的，它是一个路由到10至20米高度进入冷却塔，从那里经过制版系统对与上升气流分配管的底部滴滴以上。在这个过程中，一小部分蒸发，逃逸到大气中的水蒸气。其余的冷却水被收集在冷却塔收集地。从这里可以重新路由到提取水域（放电操作），否则将再次进入冷却回路重新路由。一个煤电厂的冷却水体积是巨大的：发电厂产生100千瓦特的电，大约每秒钟3-4立方米的水需要通过冷凝器。7.脱盐系统水流失发生在蒸汽路线必须不间断地供应额外的水。这项任务是为了充分进行海水系统的淡化，适用于蒸汽容器。从元水源的分析，海水淡化厂的设计保证了阴阳离子的平衡。（阳离子：钙，纳，锰，钾，阴离子：氯，碳酸氢，硝酸根）完整的海水淡化厂包括：阳离子将换器，阴离子交换器，混床离子交换器，盐酸和硝酸钠的供应集装器。阳离子交换器包括：阳离子和硝酸根的供应数量，以至于阴离子的游离酸形式在过滤器中使用。当用尽之后，过滤器可以通过碱液再生！如果纯净的水被产生，混床过滤器相连，那么阴阳离子也可以作为一种混合物。在过滤器后面，没有盐分的水可以达到导电率少于0.2ms/cm 和硅酸含量少于0.02mg/L。8.脱硫三种脱硫的步骤中不同点：附加步骤，干燥过程，和加湿过程。来自于电子过滤器的流气通过真空的系统到达脱硫地点。在FGD，流气被路由到提前清洗过程，以利于发生与材料无关的脱硫过程。在提前清洗器大部分带酸性的污染物被处理掉.例如：氯化物和氰化物，以及粉尘煤尘都是分开的。提前清洗器是被设计为俩个入口的单主流洗衣机，PH值为1-2。中央部分是吸水池。在吸收体上部，粉煤灰和石灰都是悬浮覆盖的。在气流中的二氧化硫和碳酸钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙生成注射用的悬浮的石灰石。空气被注入收集水坑，其中石灰悬浮在里面。清洗机就是为了实现最佳的脱硫效果和达到最佳的石膏质量。控制过程的主要参数：过量的石灰，PH值和固体悬浮物.在吸收器的上部,分离器的下部,饱和蒸汽被干燥.由于流气是在清洗机中从130度冷却到50度，它必须再次加热到72度以便于够轻通过烟囱排放。这项任务是进行了再生气温暖，其中将删除流气热之前进入脱硫装置进入和加热后的脱硫流气阶段。在石膏处理阶段，来自吸收塔集水坑石膏悬浮液，由flimemilk暂停生产的结晶在一定的pH值，是受到在水电旋风增厚过程，随后将在过滤器和离心机在一定程度排出一个残留水分小于10保留在石膏烟气脱硫。随后，石膏被燥热再进行储存，以进一步使用。后来， 石膏在被用于石膏水泥行业中，石灰乳为脱硫需要的是在解决与声场工艺用的水和加入容器的石灰。华北电力大学科技学院毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告学生姓名： 李萌 班级： 电气07K6 所在系别：电力工程系 所在专业：电气工程及其自动化 设计（论文）题目： 220kV地区变电所电气一次初步设计 指导教师： 杨用春 2011年 月 日毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告一、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不低于2000字的文献综述。（另附）二、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题任务是对220kV地区变电所的电气部分做一次初步设计。电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。通过对各类型变电站、电气主接线和相关电气设备知识的学习，了解变电所课题设计的方法。根据任务书中所规定的变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性、还拥有一定发展裕度的前提下，尽量选择经济、简便实用的电气主接线，并进行设备的选择与相关问题的计算。三、指导教师意见：1 对“文献综述”的评语： 2对学生前期工作情况的评价（包括确定的研究方法、手段是否合理等方面）：指导教师： 年 月 日文献综述电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。随着科学的发展，人们生活水平的不断提高，为应对持续增加的用电负荷，各类新型变电站也应运而生。如：超导变电站、智能变电站等，都大幅提高了电网供电可靠性和安全性。针对本课题任务：对220kV地区变电所的电气一次初步设计，我查阅了相关资料。变电站根据它在系统中的地位，可分成下列几类：枢纽变电站、中间变电站、地区变电站、终端变电站。1 枢纽变电站它位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330500的变电所，称为枢纽变电站。全站停电后，将会引起系统解列，甚至出现瘫痪。2 中间变电站高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kV，同时又降压供给当地用电，这样的变电站主要起中间环节的作用。全站停电后，将引起区域电网解列。3 地区变电站高压侧电压一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。4 终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站。全站停电后，只是用户受到损失。相应此次课程设计变电站类型为：220kV地区变电所；电压等级：220 / 110 / 10 kV。在变电所电气设计中主接线的选择是首要部分，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。1.可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；（2）断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求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靠性。2.灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。（1）为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；（2）为了检修的目的：可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电；（3）为了扩建的目的：可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。3.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，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器；（2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。（3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性、还拥有一定发展裕度的前提下，尽量选择经济、简便实用的电气主接线。主接线的接线方式有：1.单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器，单母接线适用于：110200kV配电装置的出线回路数不超过两回，3563kV，配电装置的出线回路数不超过3回，610kV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式，故不选择单母接线。2.单母分段用断路器，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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：110kV220kV配电装置的出线回路数为34回，3563kV配电装置的出线回路数为48回，610kV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。3.单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35110kV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。4.桥形接线当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥式接线，所用断路器数目最少，它可分为内桥和外桥接线。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。为检修断路器LD，不致引起系统开环，有时增设并联旁路隔离开关以供检修LD时使用。当线路故障时需停相应的变压器。所以，桥式接线，可靠性较差，虽然它有：使用断路器少、布置简单、造价低等优点，但是一般系统把具有良好的可靠性放在首位，故不选用桥式接线。5.一个半断路器（3/2）接线两个元件引线用三台断路器接往两组母上组成一个半断路器，它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，但是它使用的设备较多，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。6.双母接线它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110K220kV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110kV220kV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110kV）或5回（220kV）时，一般应装设专用旁路母线。7.双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当110kV出线为7回及以上，220kV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。本次设计任务书中规定：出线情况：220kV：2回，110kV：4回，10kV：8回（电缆）我通过对专业知识的学习和对任务书中提供的原始数据的了解，初步对主接线的选择为：220kV采用双母线分段并设母联断路器兼旁路断路器用；110kV侧采用双母或双母带旁路母线；10kV侧采用单母分段。本次设计参考文献有:1 黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.水利电力出版社，19872 华田生.发电厂和变电所电气设备的运行.中国电力出版社，20003 朴在林.变电所电气部分.中国水利水电出版社, 20084 熊信银.发电厂电气部分.中国电力出版社，20045 陈衍.电力系统稳态分析.中国电力出版社，19956 李光琦.电力系统暂态分析.中国电力出版社，19957 周泽存等.高电压技术.中国电力出版社，2005 8 东北西北电力设计院.电力工程设计手册.上海科学技术出版社，19809 电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册.中国电力出版社，199810 曹绳敏.电力系统课程设计及毕业设计参考资料.水利电力出版社，1995 11 西北电力设计院.发电厂变电站电气接线和布置.水利电力出版社，198412戈东方.电力工程电气设备手册电气一次部分.中国电力出版社，1989毕毕 业业 设设 计计(论文论文)题 目 220kV 地区变电所电气一次初步设计系 别电力工程系专业班级电气工程及其自动化 07K6 班学生姓名李萌指导教师杨用春二二一一年六月一一年六月华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）I220kV 地区变电所电气一次初步设计摘 要随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的要求也越来越高。本设计讨论的是 220kV 变电站电气部分的设计。关于主接线部分的内容是基础部分，主要介绍了主接线的形式，综合比较各种接线方式的特点、各自的优缺点及变压器的选择原则等，根据任务书要求最终选择满足设计任务的主接线方案。短路电流是非常重要的部分，它主要介绍了不同运行方式下的对称短路与不对称短路计算的目的、原则、方法和具体的数据信息等，为设计中需要的高压电气设备的选择、整定、校验等方面做准备，电气设备的选择及校验主要是利用对称短路的计算结果进行高压电气设备的校验。然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。关键词：变电站；设计方法；配电华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）IIDESIGN OF THE 220 KV SUBSTATIONAbstractWith the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more.The design is refer to the part of 220kV electrical substation design. On the main wiring part of the contents of infrastructure, mainly on the main wiring in the form of Comprehensive comparison of different forms of connection characteristics, advantages and disadvantages of each option transformer principles, Under the mandate calls for a final choice on the design of the main tasks Connection program. Short-circuit current is a very important part, It introduces a different mode of operation under the symmetric and asymmetric short-circuit short-circuit the purposes of the calculation, methods and specific data information for the design of the high voltage electrical equipment selection, tuning and testing and so on preparations Electrical equipment selection and verification is using symmetric short-circuit the calculation results of high voltage electrical equipment calibration. Then mine and the protection of earth and distribution device.Keywords: substation; method of design; distribution electricity华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）目 录摘 要 .IAbstract .目 录 .11 前言 .12 变电站的原始资料分析 .22.1 变电站的类型 .22.2 变电站的电压等级 .22.3 负荷情况 .22.4 进出线情况 .22.5 系统情况 .22.6 环境条件 .23 变电站的设计 .33.1 电气主接线的选择 .33.1.1 电气主接的线设计要求 .33.1.2 电气主接线设计原则 .33.1.3 设计主接线的基本要求 .33.2 主接线方式的初步选择 .43.2.1 几种主接线方式简介 .43.2.2 选择初步设计方案 .53.3 主变压器台数，容量及形式的选择 .83.3.1 概述 .83.3.2 主变压器台数的选择 .83.3.3 主变压器容量的选择 .83.3.4 主变压器型式的选择 .83.3.5 主变压器确定 .104 变电站短路电流计算 .114.1 概述 .114.2 短路电流计算的目的 .114.3 短路电流计算的一般规定 .114.4 短路电流计算基准值 .114.5 短路电流计算的步骤 .124.6 短路电流计算 .125 变电站电气设备的选择 .145.1 概述 .145.2 断路器的选择 .155.2.1 概述 .155.2.2 断路器的选择计算 .155.3 隔离开关的选择 .175.4 高压熔断器的选择 .195.5 互感器的选择 .195.5.1 概述 .195.6 母线的选择 .225.6.1 概述 .225.6.2 母线的选择计算 .23华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）5.7 绝缘子的选择 .245.7.1 绝缘子选择的技术条件 .245.7.2 绝缘子选择 .245.8 穿墙套管的选择 .255.9 避雷器的选择 .255.10 最佳方案的确定 .265.10.1 概述 .265.10.2 计算综合投资 .265.10.3 计算年运行费用 .275.11 无功补偿及补偿装置的选择 .285.11.1 概述 .285.11.3 补偿装置容量的选择 .296 电气总平面布置及配电装置的选择 .316.1 概述 .316.2 电气总平面布置 .357 变电站的保护设计 .367.1 防雷保护的设计 .367.2 避雷针的配置原则 .367.3 变电站的防雷保护设计 .37结论 .39参考文献 .40致 谢 .41华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）11 前言随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：枢纽变电站、中间变电站、地区变电站、终端变电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）22 变电站的原始资料分析2.1 变电站的类型220kV 地区变电所2.2 变电站的电压等级220/110/10 kV2.3 负荷情况110kV 侧：最大 105MW，最 85MW， 5400 小时， 0.90maxTcos10kV 侧：最大 20MW，最小 15MW， 5300 小时， 0.85maxTcos2.4 进出线情况220kV 侧：进线 2 回； 110kV 侧：出线 4 回；10kV 侧：出线 8 回2.5 系统情况系统情况：1）系统经双回线（LGJ240/30km）给变电所供电；2）系统 220kV 母线电压满足常调压要求；3）系统 220kV 母线短路电流标幺值为 25（ =100MVA） ；BS4）110kV 和 10kV 对端无电源。2.6 环境条件1）最高温度 40，最低温度-25，年平均温度 20；2）土壤电阻率 P0.9eU1eU1U1eU3）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表 5-11 选择：表 5-11 电压互感器二次侧额定电压接 线 型 式电网电压（kV）型 式二次绕组电压（kV）接成开口三角形辅助绕组电压（kV）一台 PT 不完全星形接 线方式335单相式100无此绕组110J500J单相式100/3100360单相式100/3100/3Yo/ Yo/315三相五柱式100100/3（相）4）电压互感器及型式的选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在 635kV 屋内配华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）22电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110220kV 配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。220kV 及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。5）根据以上综述，220kV 侧电压互感器的选择：单相屋外式 JCC-220 电压互感器，具体参数如表 5-12：表 5-12 电压互感器参数110kV 侧电压互感器的选择：单相屋外式 JCC-110 电压互感器，具体参数如表 5-13：表 5-13 电压互感器参数10kV 侧电压互感器的选择：三相屋内式 JSJW-10 电压互感器，具体参数如下表 5-14：表 5-14 电压互感器参数5.6 母线的选择5.6.1 概述母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线在下列准确等级下的额定容量型式额定变比0.5 级1 级3 级最大容量JCC-220220000 100/10033500100020000在下列准确等级下的额定容量型式额定变比0.5 级1 级3 级最大容量JCC-110110000 100/1003350010002000在下列准确等级下的额定容量型式额定变比0.5 级1 级3 级最大容量JSJW-1010000/100/100/3120200480960华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）23来汇集和分散电功率，在发电厂、变电站及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。5.6.2 母线的选择计算 220kV 侧母线的选择1）按最大负荷持续工作电流: max0.331gIkA实际环境温度为 20，得温度修正系数1.05K根据 得315.24AmaxgyIK Imax/gIK2）按经济电流密度选择：5400 小时 查表取 J= 0.9A/maxT2mm367.8 maxS = I/J=g2mm按以上计算选择和设计任务要求可选择 LGJ-185型钢芯铝绞线，其参数为：导体最高2mm允许温度为 70时，长期允许载流量 510A3）热稳定校验：, C 为热稳定系数，查表得 C=87min/dzSSIC t满足要求min/62804.45 /87152.27dzSItCS 110kV 侧主母线选择1）按最大负荷持续工作电流:max1.051.05/31.05 120/3 1100.661gnNNIISUkA实际环境温度为 20，得温度修正系数1.05K根据得629.52AmaxgyIK Imax/ygIIK2）按经济电流密度选择： 5400 小时 查表取 = 0.9A/mm2maxTJ734.4maxS = I/J=g2mm按以上计算选择和设计任务要求可选择 LGJ-300型钢芯铝绞线2mm3）热稳定校验：,C 为热稳定系数，查表得 C=87min/dzSSItC 满足要求min/49004.45 /87118.81dzSItCS 10kV 侧母线选择1）按最大负荷持续工作电流：max1.051.05/31.05 120 0.5/3 103.637gnNNIISUkA实际环境温度为 20，得温度修正系数1.05K根据 得3463.81AmaxgyIK Imax/ygIIK2）按经济电流密度选择：5300 小时 查表取 = 0.9A/mm2maxTJ4041.1 mm2maxS = I/J=g按以上计算选择和设计任务要求可选择槽形铝导体，其参数为：长期允许载流量 3590A，华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）24为导体尺寸为（宽 厚）2100 45mm3）热稳定校验： C 为热稳定系数，查表得 C=87minSS/dzIC t 满足要求min/dzSItC 404204.45 /87980.07S5.7 绝缘子的选择5.7.1 绝缘子选择的技术条件1）额定电压选择：NgUU2）动稳定校验：max0.6yFFFy-绝缘子抗弯破坏负荷Fmax短路时作用在绝缘子上的最大功，ch210-7iaLKF73.1max a-母线相间的距离L-绝缘子间的跨距，当绝缘子两边跨距不相等时取相邻两跨距的平均值 K-绝缘子受力折算系数 K=H/H1，H=H1+b+H/2H-绝缘子底部到母线水平中心线的高度H1-绝缘子高度（mm）b-矩形母线平放时，母线下部至绝缘子幅的距离（mm）h-母线的总高度对于 1-2 条母线平放时，K1。对于悬式绝缘子不需要校验动稳定性。5.7.2 绝缘子选择1）220kV 悬式绝缘子选择：根据条件选择 ZS-220 支柱式绝缘子，其主要参数如下表 5-15：型号额定电压（kV）绝缘子高度（mm）机械破坏负荷（kg）ZS-2202202100400表 5-15 绝缘子参数2）110kV 悬式绝缘子选择：根据条件选择 ZS-110 支柱式绝缘子，其主要参数如下表 5-16：型号额定电压（kV）绝缘子高度（mm）机械破坏负荷（kg）ZS-110011001060400表 5-16 绝缘子参数3）10kV 悬式绝缘子选择：根据条件选择 ZS-10 支柱式绝缘子，其主要参数如下表 5-17：型号额定电压（kV）绝缘子高度（mm）机械破坏负荷（kg）ZS-1010210500华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）25表 5-17 绝缘子参数5.8 穿墙套管的选择1）额定电压选择：NgUU2）额定电流选择：maxNgII3）热稳定校验：22dztI tI t4）动稳定校验： max0.6yFF27max120.865/10chFLLa iL1-套管本身长度 L2-套管端部至最近一个支柱绝缘子间的距离根据以上要求，10kV 选择户外 CWLD-10 形穿墙套管，其参数如下表 5-18：型号额定电压（kV）额定电流（A）套管长度（mm）机械破坏负荷（kg）CWLD-101040006452000表 5-18 穿墙套管参数5.9 避雷器的选择本变电站 220kV，110kV 和 10kV 避雷器选用普通阀型避雷器1）220kV 母线设备避雷器的选择及校验：经查表，选用 FZ-220J 形避雷器，其主要参数如下表 5-19：表 5-19 避雷器参数灭弧电压校验： mhxgUU =200kV 满足要求220/3127.02xgUkVmhU工频放电电压下限：3.5gfxgUU =448kV 满足要求3.53.5 220/3444.56xgUkVgfU2）110kV 母线设备避雷器的选择及校验：经查表，选用 FZ-110J 形避雷器，其主要参数如下表 5-20：工频放电电压（kV，有效值）型号组合方式额定电压（kV）灭弧电压（kV）不小于不大于FZ-220J8*FZ-30J220200448536工频放电电压（kV，有效值）型号组合方式额定电压（kV）灭弧电压（kV）不小于不大于华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）26表 5-20 避雷器参数灭弧电压校验： mhxgUU =126kV 满足要求110/364.71xgUkVmhU工频放电电压下限： 3.5gfxgUU =255kV 满足要求3.53.5 110/3226.47xgUkVgfU3）10kV 母线设备避雷器的选择及校验：经查表，选用 FZ-10 形避雷器，其主要参数如下表 5-21：表 5-21 避雷器参数灭弧电压校验：mhxgUU =127kV 满足要求10/35.77xgUkVmhU工频放电电压下限：3.5gfxgUU =26kV 满足要求3.53.5 10/320.20xgUkVgfU5.10 最佳方案的确定5.10.1 概述 经济计算是从国民经济整体利益出发，计算电气主接线各个比较方案的费用和效益，为选择经济上的最优方案提供依据。在经济比较中，一般有投资和年运行费用两大项。计算时，可只计算各方案不同部分的投资和年运行费用。5.10.2 计算综合投资针对本次设计，在方案一和方案三中，220kV 和 110kV 侧采取了不同的主接线形式，所以只要比较这两侧的配电装置的综合投资即可。通过查表如下表 5-22 和表 5-23：FZ-110J4*FZ-30J110100224268工频放电电压（kV，有效值）型号组合方式额定电压（kV）灭弧电压（kV）不小于不大于FZ-10单独元件1012.72631华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）27表 5-22 220kV 屋外配电装置投资（万元）表 5-22 110kV 屋外配电装置投资（万元）方案一：10(1/100)ZZa（万元）154.4 9 (1 70/100)75.7 15 (1 90/100)4519.77 方案三：10(1/100)ZZa（万元）193.9 9 (1 70/100)85.4 15 (1 90/100)5400.57 通过比较看出双母线带旁路接线时断路器单个总投资多，且使用个数多，所以方案三综合投资多。5.10.3 计算年运行费用本次变电站原设计为三绕组变压器 n 台同容量并联运行，容量比为 100/100/50，已知最大负荷和最大负荷利用小时数，采用如下公式：maxSmaxT41210uAuu -年运行费用 -小修、维护费 -折旧费 -电能电价 u1u2u-变压器电能损失总值A 2223120002231()() ()2nnnnSSSAnPK Q TPK QnSSS S ()kW h -为一台变压器的空载有功损耗、无功损耗0P0Q -为一台变压器的短路有功损耗、无功损耗PQ断路器型号进出线数双母线双母线带旁路电压（kV）断路器型号主变馈线总投资增、减一个馈路的投资总投资增、减一个馈路的投资220SW4-22022154.428.1193.929.4断路器型号进出线数双母线双母线带旁路电压（kV）断路器型号主变馈线总投资增、减一个馈路的投资总投资增、减一个馈路的投资110SW4-1102475.79.8985.410.27华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）28-无功当量，一般变电站取 0.10.15K-为 n 台变压器三侧分别担负的最大总负荷123S S S-第三绕组的额定容量3nS-一台变压器的额定容量nS-最大负荷损耗时间 方案一的年运行费用 2222212000011200002 (1180.1 0.8)(4250.1 22)1002 2100140.2116.6723.53() 8000120120120 60A =1.8056710 kW h取=0.08 元 =0.01Z12uu41210ua Auu （万元）741.8056 100.08 100.01 4519.77189.6 方案三的年运行费用41210ua Auu =198.45（万元） 最佳方案确定由计算可得，在一次投资中，方案一比方案三少投资：5400.57-4519.77=880.8（万元）在年运行费用中，方案一比方案三少：198.45-189.65=8.8（万元）综上所述，最终选择方案一作为本次设计的最佳方案。5.11 无功补偿及补偿装置的选择5.11.1 概述无功电源和有功电源一样是保证系统电能质量和安全供电不可缺少的因素。据统计，电力系统用户所消耗的无功功率大约是它们所消耗的有功功率的 50100%。另外电力系统中的无功功率损耗也很大，在变压器内和输电线路上所消耗掉的总无功功率可达用户消耗的总无功功率的 75%和 25%。因此，需要由系统中各类无功电源供给的无功功率为总有功功率的 12 倍。由无功功率的静态特性可知，无功功率与电压的关系较有功功率与电压的关系更为密切，从根本上来说，要维持整个系统的电压水平就必须有足够的无功电源。无功电源不足会使系统电压降低发送变电设备达不到正常出力，电网电能损失增大，故需要无功补偿。有功功率必须由发电厂送至负荷点，而无功功率则不宜由输电线路远距离输送，这有以下原因：1）电压降增加而使电压控制复杂化；2）由于加大电流而增加损失，使输电费用增加；华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）293）由于加大电流而使变压器、架空线路和电缆等电气设备和导体的热容量不能充分利用。所以，现代电力系统中的无功电源和无功负荷都在各级电压电网中的变电站和用户处逐级补偿，就地平衡，我国现行规程规定，以 35kV 及以上电压等级直接供电的工业负荷，功率因数不得低于 0.9。5.11.2 补偿装置的确定 同步调相机调相机是吸收系统少量的有功功率来供给本身的能量损耗，向系统发出无功功率或吸收无功功率。调相机由定子、转子及励磁系统组成。电力系统中由于有大量的电磁设备(指电感性负荷，如感应电动机、电焊机、感应炉等)，除消耗一定数量的有功功率外，还要消耗一定数量的无功功率，因而需要装设一定数量的无功补偿装置 调相机(或电容器)。 随着电力系统不断的发展，无功功率不断增加， 因而单靠发电机供给无功功率，要影响发电机的有功功率出力，这是不经济的。同时为了减少输电线往复传送中的各种损耗，有效地提高系统电压水平，提高稳定性，提高发电设备的利用率，减少电力系统中的电力损失，改善功率因数，因而有必要在负荷中心或附近设置一定容量的无功电源设备，以补偿无功功率的不足，提高电力系统的经济运行。同步调相机在额定电压5%的范围内，可发额定容量，在过励磁运行时，它向系统供给感性的无功功率起无功电源作用，能提高系统电压，在欠励磁运行时，它从系统吸收感性的无功功率起无功负荷作用，可降低系统电压。装有自动励磁调节装置的同步调相机，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸收）无功功率，进行电压调节，但是调相机的造价高，损耗大，维修麻烦，施工期长。 串联电容补偿装置在长距离超高压输电线路中，电容器组串入输电线路，利用电容器的容抗抵消输电线中的一部分感抗，可以缩短输电线的电气距离，提高静稳定和动稳定度。但对负荷功率因数高（0.95）或导线截面小的线路，由于 PR/V 分量的比重大，串联补偿的调压yO效果就很小。故串联电容器调压一般用在供电电压为 35kV 或 10kV，负荷波动大而频繁，功率因数又很低的配电线路上。 静电补偿器补偿装置它由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）无功功率的静止补偿器，与同步调机相相比较，运行维护简单，功率损耗小，但相对串联电容及并联电容补偿装置，其造价高维护较复杂，一般适用以较高的电压等级 500kV 变电站中。 并联电容器补偿装置华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）30并联电容器是无功负荷的主要电源之一。它具有投资省，装设地点不受自然条件限制，运行简单可靠等优点，故一般首先考虑装设并联电容器。由于它没有旋转部件，维护也较方便，为了在运行中调节电容器的功率，可将电容器连接成若干组，根据负荷的变化，分组投入或切除。由于本次设计的变电站为 220kV 降压变电站，以补偿的角度来选择，以上四种均能满足要求，但是在经济和检修方面来考虑，首先选择并联和串联补偿装置。而由原始资料可知，补偿装置主要补偿负荷的无功容量及平衡主变压器损耗。所以选择并联补偿装置。5.11.3 补偿装置容量的选择负荷所需补偿的最大容性无功量计算：= / -/ cfmQ*fmP2sin P2cos P*fmP1sin P1cos P 负荷所需补偿的最大容性无功量（kVar）cfmQ 母线上的最大有功负荷（kW）fmP 补偿前的功率因数1cos P 补偿后的功率因数2cos P 、阻抗功率角1P2P主变压器所需补偿的最大容性无功量计算：=（） .cb mQ202(%)(%)+ 100100dmUIIIeS主变压器需要补偿的最大容性无功量（kVar）.cb mQ (%) 需要进行补偿的变压器一侧的阻抗电压的分值dU 母线装设补偿后，通过变压器需要补偿一侧的最大负荷电流值（A）mI 变压器需要补偿一侧的额定电流值（A）eII% 变压器容截电流百分值（%） 变压器需要补偿一侧的额定容量（kVA）eS所以本变电站所需要补偿的无功容量为：Q 总 = + .cf mQ.cb mQ把总无功容量分为两组，这样才能更灵活地适应系统负荷以及电压变化，更有效地改善系统电压稳定，以及负荷大小所需的无功容量。华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）316 电气总平面布置及配电装置的选择6.1 概述6.1.1 配电装置特点配电装置是发电厂和变电站的重要组成部分。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，用来汇集和分配电能。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少，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，设备露天运行条件较差，须加强绝缘；外界天气变化对设备维修和操作有较大影响。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；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；华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）32运行可靠性高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。6.1.2 配电装置的基本要求配电装置的基本要求：1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策；2）保证运行可靠，按照系统自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离；3）便于检修、巡视和操作；4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价；5）安装和扩建方便。6.1.3 配电装置的设计原则配电装置的设计原则如下：1）节约用地；2）运行安全和操作巡视方便；3）考虑检修和安装条件；4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；5）节约三材，降低造价；6）安装和扩建方便。6.1.4 高压配电装置的选择配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论是正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不会被空气间隙击穿。常用的高压配电装置有屋外和屋内两种。他们分别有自己的安全净距。如表 6-1 与 6-2 所示:表 6-1 屋外配电装置的安全净 单 位:mm额定电压（kV）符号适 用 范 围图号3-1015-203563110110220330500A11、带电部分至接地部分之间2、网状遮栏向上延伸线距地2.5m 处与遮栏上方带电部分之间10-110-2200300400650900101080025003800A21、不同相的带电部分之间2、断路器和隔离开关10-110-320030040065010001100200028004300华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）33的断口两侧引线带电部分之间B11、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10-110-210-395010501150140016501750255032504550B21、网状遮栏至带电部分之间10-230040050075010001100190026003900C1、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10-210-3270028002900310034003500430050007500D1、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10-110-2220023002400260029003000380045005800表 6-2 屋内配电装置的安全净距 单位:mm 额 定 电 压（kV）符号适 用 范 围图号361015203560110110220A11、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2.3m处当遮栏上方带电部分之间10-4751001251501803005508509501800华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）34A21、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10-47510012515018030055090010002000B11、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10-482585087590093010501300160017002550B2网状遮栏至带电部分之间10-517520022525028040065095010501900C无遮栏裸导体至地（楼）面之间10-42375240024252450248026002850315032504100D平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间10-41875190019251950198021002350265027503600E通向屋外的出线套管至屋外通道的路面10-44000400040004000400040004500500050005500注：110J、220J、330J、500J 系指中性点直接接地网以上表中所列出各种间隔距离中最基本的最小安全净距， 高压配电装置设计技术规程中所规定的 A 值，它表明带电部分至接地部分或相间的最小安全净距，保持这一距离时，无论正常或过电压的情况下，都不致发生空气绝缘的电击穿。其余的 B、C、D 值是在 A 值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动范围及施工误差等尺寸而确定的。本变电站中有三个电压等级：即 220kV、110kV、10kV，根据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 及以下的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，10kV 采用屋内配电装置。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，以便工作售货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，并宜在地震强度较高地区建用。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%；华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）35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现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重叠布置，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%，但其耗钢量较多，安装检修及运行纵条件均较差，一般适用下列情况：配电装置设在高产农田或地少人多的地区；原有配电装置需要扩充，而场地受到限制；场地狭窄或需要大量开挖。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，所以该变电站 220kV 及 110kV 电压等级均采用半高型配电装置，而本次所设计的变电站采用的是软导线，采用半高型布置，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，节省了用地，减少高层检修工作量。所以，本次设计的变电站，应用半高型屋外配电装置。6.2 电气总平面布置6.2.1 电气总平面布置的要求 电气总平面布置的要求如下：1）充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等；2）出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线；3）符合外部条件，安全距离要符合要求。6.2.2 电气总平面布置本变电站主要由屋外配电装置，主变压器、主控制室及 10kV 屋内配电装置和辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电站布置中占主导地位，占地面积大，本所有220kV、110kV 各电压等级集中布置，将 220kV 配电装置布置在北侧，110kV 配电装置布置在南侧，这样各配电装置位置与出线方向相对应，可以保证出线顺畅，避免出线交叉跨越，两台主变位于电压等级配电中间，以便于高中低压侧引线的连接，便于运行人员监视控制，主控制楼布置西面，与 10kV 屋内配电装置对面，有利于监视配电装置及主变压器。华北电力大学科技学院本科毕业设计（论文）367 变电站的保护设计7.1 防雷保护的设计变电站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并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。变电站的雷击害来自两个方面，一是雷直击变电站，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电站侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波的防护主要措施是变电站内装设阀型避雷器，以限制侵入变电站的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其中击耐压值，同时在距变
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