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步设计14006变电站电气部分初毕业设计目 录摘 要1Abstract2第一部分 设计说明书3第一章 变电站主变压器的选择31.1主变压器的选择3第二章 变电站电气主接线的选择42.1电器电气主接线设计的基本要求与选择原则42.2 220kV侧主接线选择52.3 110kV侧主接线选择52.4 10kV侧主接线选择6第三章 短路电流的计算83.1短路电流计算的目的及原则83.2短路计算阻抗图93.3 短路电流计算结果93.4 选择限流电抗器10第四章 电气设备的选择104.1 电气设备选择的一般条件104.2 按短路状态校验设备114.3 断路器的选择124.4 隔离开关的选择144.5 电流互感器的选择144.6 电压互感器的选择154.7 220kV侧母线选择164.8 110kV侧母线选择174.9 10kV侧母线及支柱绝缘子和穿墙套管选择184.9.1 10kV侧母线选择184.9.2 10kV侧支柱绝缘子选择18 4.9.3 10kV侧穿墙套管选择194.9.4 10kV出线电缆的选择194.10 熔断器的选择194.11 避雷器的选择20第五章 继电保护装置规划设计215.1 主变压器的保护215.1.1 变压器瓦斯保护215.1.2 变压器纵差动保护225.1.3 变压器复合电压起动的过电流保护225.1.4 变压器零序电流保护225.1.5 变压器过负荷保护225.2 母线保护235.3 线路保护23第 1 页5.4 断路器失灵保护23 第六章 高压配电装置规划设计246.1 配电装置基本要求与设计原则246.1.1 配电装置基本要求246.1.2 配电装置设计原则246.2 配电装置分类及布置特点246.3 配电装置的选型256.3.1 220KV高压配电装置256.3.2 110KV高压配电装置256.3.3 10KV高压配电装置25第七章 无功功率补偿装置267.1 提高功率因数的意义267.2 补偿容量的计算26第二部分 计算书27第八章 短路电流计算278.1 基准值的选取278.2 绘制等值阻抗图278.3 计算各元件电抗标幺值278.4 对称短路电流计算288.4.1对点进行短路计算298.4.2对点进行短路计算308.4.3对点进行短路计算338.4.4 10KV侧限流电抗器的选择358.5 不对称短路电流计算378.5.1 220kV侧不对称短路378.5.2 110kV侧不对称短路408.5.3 10kV侧不对称短路42第九章 电气设备选择449.1 220kV侧电气设备选择449.1.1 断路器的选择449.1.2 隔离开关的选择459.1.3 母线的选择469.1.4互感器的选择479.1.4.1电流互感器489.1.4.2 电压互感器489.2 110kV侧电气设备选择499.2.1 断路器的选择499.2.2 隔离开关的选择 519.2.3母线的选择519.2.4互感器的选择539.2.4.1电流互感器的选择539.2.4.2电压互感器的选择539.3 10kV侧电气设备选择539.3.1断路器的选择539.3.1.1 主变10kV 电抗器539.3.1.2 10kV侧出线559.3.2 母线及支柱绝缘子和穿墙套管选择579.3.2.1 母线的选择579.3.2.2 母线支柱绝缘子选择609.3.2.3穿墙套管的选择609.3.3 互感器的选择619.3.4 出线电缆的选择62第十章 变压器继电保护的整定计算6310.1 变压器的瓦斯保护6310.2变压器的纵差保护6411.3 变压器的后备保护67参考文献68致 谢69附 录70附录一：4.1外文原文70附录二：中文翻译79附录三：华北水利水电大学本科生毕业设计（论文）开题报告87附录四：220kV变电站电气主接线图第 1 页摘 要摘 要：本次毕业设计，我的任务是设计一座220KV变电站，甲变电站的正东方向15km处是乙变电站，有二回220KV线路连接，东南方向12km是一座热电厂，装机为，变压器为，采用发电机-变压器-线路组接线，有一回220KV线路与甲变电站连接。本站分为220KV、110KV、10KV三个电压等级，接线分别采用双母线、双母线带旁母、单母线分段带母联断路器，出线分别为5回、8回、12回。本站电气一次设计主要是绘制电气主接线，短路电流计算，电气设备选择，电压补偿计算以及防雷保护设计，其中，本站的电气一次设备均采用了当今国内新建变电站中较为普遍和较为先进的电气设备，并且都进行了必要的校验。电压补偿装置和避雷装置也都采用了先进型号的产品。另外，在平面布置上，也留下了一定余地，为今后五年到十年本站的发展留下了余地并为以后的扩建也带来了方便。关键词：电气主接线，短路电流计算，设备选择AbstractAbstract: This time, my thesis is to design a 220KV substation. The first substation due east direction 15 km places is yi substation, there are two 220kV wires to connect the two substations. Its southeast direction 12km is a thermal power plant, whose capacity is . The transformer capacity is . Adopting the generator - transformer - wire group wiring, there is a 220KV wire to connect the substation with the plant. The substation has 220KV, 110KV and 10KV voltages ranks, the wiring of 220KV adopts the double wires wiring, the wiring of 110KV adopts the double wires with bypass, the wiring of 10KV adopts the single partition wire that is joint by a circuit breaker, the inlet wires and outgoing wires are 5 in 220KV in all. The outgoing wires are 8 in 110KV and 12 in 10KV. The substation designing is main to design the electricity wiring, calculate the electric current when the wires are short circuit, choose electric equipments, calculate the voltage compensation ,and design the lightning arresters.The substation electric equipments adopt the common and the more advanced electric equipments which have been adopted commonly in newly built transformer substations at present in the domestic, and all of them have carried on the essential verifications. The voltage compensation installments and the lightning arresters have also adopted the advanced model product. Moreover, in plane arrangement, having also left behind the certain leeway for the next five years to ten years development of the substation .It also brings convenience for the later extension.Keywords: Electricity wiring, Short circuit calculation, Equipments choice.第一部分 设计说明书第1章 变电站主变压器的选择1.1主变压器的选择 变电站变压器的选择应考虑如下几个方面： (1)容量和台数的确定由任务书知本所变电站采用两台型号完全相同的变压器，变压器容量为120MVA。 (2)型式选择：330kV及以下的电力系统，在不受运输条件限制时，应选用三相变压器；具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。 (3)调压方式的选择：对于大型枢纽变电所，为保证系统的电压质量，一般都选择有载调压方式。 (4)容量比：对220kV及以上变电所的变压器容量大，其低压绕组主要带无功补偿电容器和所用电，容量小，选择100/100/67的容量比。 (5)升压变压器的一次侧按照电网额定电压105%额定电压选择，二次侧按照电网额定电压110%选择；降压变压器一次侧按照电网额定电压选择，二次侧按照110%额定电压选择。因此，本设计可选用两台SFPSZ7-120000/220变压器，具体参数如下：产品型号额定容量/MVA电压组合及分接范围/kV短路阻抗（%）空载损耗/kW高压中压低压高-中高-低中-低SFPSZ7-120000/22012023081.25%1211112.622.07.6173第二章 变电站电气主接线的选择2.1电器电气主接线设计的基本要求与选择原则 电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。变电所的主接线应满足变电所在电力系统中的地位、回路数、设备和节约投资等要求，且便于扩建。概括地说即可靠性、灵活性和经济性三方面。 (1)可靠性 安全可靠是电力生产和分配的首要任务，电气主接线的可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂或变电站来说是可靠的，而对另一些发电厂或变电站则不一定能满足可靠性的要求。所以，在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素。此外，在保证可靠性的同时不可片面地追求更高的可靠性而忽视对灵活性和经济性的要求。 (2)灵活性 操作的方便性。电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能的使操作的步骤少，以便运行人员掌握，不致在操作过程中出错。 调度时的方便性。电气主接线在正常运行时,能根据调度的要求,方便的改变运行状态,并且在发生事故时,能尽快的切除故障,使停电时间最短,影响范围最小,不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。 (3)经济性 方案的经济性体现在以下三个方面： 投资省。主接线力求简单，以节省一次设备的使用数量，继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置，优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施，限制短路电流，得以采用价廉的轻型设备，节省投资。 占地面积小。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个配电装置的占地面积。 电能损耗小，在变电所中，电能损耗主要来自变压器，因此要经济合理的选择变压器的类型，容量，数量和电压等级。 此外，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑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，将来可顺利完成过渡方案的实现，使改造的工作量最少。2.2 220kV侧主接线选择 双母线适合于110220kV配电装置在系统中居重要地位的。双母线的两组母线并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定的连接方式运行。则220kV侧主接线选择接线比较见下表：方案比较I双母线II双母线带旁母可靠性通过两组母线隔离开关的倒闸操作检修任意一组母线，不中断停电，不影响穿越功率通过。检修任意回路断路器、用跨条连接后用母线断路器替代出线。全站停电可能性小。任一出线断路器检修时可不停电。一段母线发生故障，分段断路器将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。全所停电可能性小。灵活性调度灵活电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上。能灵活的适应运行方式运行调度和潮流变化的需要。扩建方便。调度调配电流符合灵活检修方便。检修任一出线DL和母线G不会影响对用户的用电。扩建方便。可扩性扩建不受方向限制扩建不受方向限制结论经过比较，两种接线均可靠性高，扩建方便。经济型方面双母线要比双母线带旁路节省不少隔离开关，且节省一条旁母，且双母带旁母接线当母线故障或检修时，倒闸操作比较麻烦。而且因为出线较少，只有5回，也没有必要再加一条旁母，故选双母线接线。2.3 110kV侧主接线选择 110-220kV线路不超过8回时，采用双母线接线。当超过8回时，应采取双母线接线带旁路。方案比较I双母线II双母线带旁母可靠性通过两组母线隔离开关的倒闸操作检修任意一组母线，不中断停电，不影响穿越功率通过。检修任意回路断路器、用跨条连接后用母线断路器替代出线。（3） 全站停电可能性小。（1） 任一出线断路器检修时可不停电。（2） 一段母线发生故障，分段断路器将故障段切除，保证正常段母线不间断供电。全所停电可能性小。灵活性调度灵活电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上。能灵活的适应运行方式运行调度和潮流变化的需要。扩建方便。调度调配电流符合灵活检修方便。检修任一出线断路器和母线隔离开关不会影响对用户的用电。扩建方便。结论比较两种接线方式，由于在经济性上双母线接线省了一点，而且有8回出线，所以当母线、断路器和隔离开关故障或检修时，为了减少停电的范围，还是应该选取双母线接线。2.4 10kV侧主接线选择当变电站所装有两台主变压器时，6-10kV侧宜用分段单母线。 方案比较I单母分段单母分段且两母线间有断路器连接可靠性当出线断路器检修或故障时将会停止此回路当任意母线故障或检修时，在此母线上的负荷均截止当出线断路器检修或故障时将会停止此回路当任意母线故障或检修时，在此母线上的负荷均截止因为采用单母分段供电，两条母线同时故障的机会小，且两条母线间有断路器相连。所以一般不会造成其带的全部负载停电灵活性调度是可以灵活地投入和切除一台变压器，而另一台变压器所带母线上的负荷正常分配，不受影响，而本段上的其它负荷一样被切除（2） 能灵活地切除或投入任一出线回路（1）调度是可以灵活地投入和切除一台变压器通过分段断路器时使各段上功率向系统负荷正常分配不受影响能灵活地切除或投入任一出线回路结论两个方案虽然差别不大，但是方案的可靠性要比方案I好，当有一台主变检修时，其母线上的负荷可以通过两段母线间的断路器的联结一样向外供电。由以上比较结果可做出如下电气主接线：图1-1所选方案主接线图第三章 短路电流的计算3.1短路电流计算的目的及原则 为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使相关断路器跳闸。 发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。其计算的目的主要有以下几方面： (1)在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。 (2)在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。 (3)在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。 (4)在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 (5)按接地装置的设计，也需用短路电流。3.2短路计算阻抗图3.3 短路电流计算结果 对称短路电流结果如下表所示：序号设备安装地点短路点计 算 值工作电压三相短路电流起始值三相短路电流冲击值0.2s热稳定电流4s热稳定电流kVkAkAkAkA1220KV侧K122017.18443.74316.68216.4732110KV侧K21107.07218.0017.0157.1873主变10KVK31051.663131.51351.35651.6964主变10KV电抗器后K41031.14579.28231.14531.145不对称短路电流计算结果如下图所示：短路类型220kV侧母线110kV侧母线10kV侧母线单相短路17.1158.9650两相短路14.4936.03944.503两相短路接地16.187 8.2323.4 选择限流电抗器（1）选择XKGKL-10-3000-8型电流限抗器（2）电流限抗器的参数如下表：型 号额定电压（kV）额定电流(A)额定电抗(%)动稳定电流（kA）1s热稳定电流(kA)XKGKL-10-3000-8103000815360第4章 电气设备的选择4.1 电气设备选择的一般条件 （1）额定电压 在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即 （2）额定电流 电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，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，即 环境条件对设备选择的影响 （3）温度和湿度 一般高压电气设备可在温度为20，相对湿度为90的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后带有“TH”字样的湿热带型产品。污染情况 安装在污染严重，有腐蚀性物质烟气粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或设备布置在室内。 （4）海拔高度 一般电气设备的使用条件为不超过1000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应降低。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等级为110KV及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过2000m的地区。安装地点 配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备应选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。4.2 按短路状态校验设备 (1)短路热稳定校验 通常制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）及允许持续时间t。热稳定条件为 式中设备允许承受的热效应，; 所在回路的短路电流热效应，。 (2) 短路动稳定校验 制造厂一般直接给出设备的动稳定峰值电流，动稳定条件为 式中所在回路的冲击短路电流，KA； 设备允许的动稳定电流（峰值），KA。注：在表格中，只要是空出的格子，表明此处没有安装相应的设备 4.3 断路器的选择 (1)额定电压和电流选择 ，式中、分别为电气设备和电网的额定电压，KV 、分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流，A (2)校验开断电流 式中 断路器的额定开断电流，KA 断路器实际开断瞬间的短路电流周期分量，KA 当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算时可用进行选择，为短路电流值。 (3)校验动稳定和热稳定 ， 式中 短路电流产生的热效应； 、t电气设备允许通过的热稳定电流和时间。 短路冲击电流幅值； 电气设备允许通过的动稳定电流幅值。 断路器的选择如下：序号设备安装地点型 式断路器保证值额定电压额定电流额定开断电流极限通过电流峰值X秒热稳定电流kVAkAkAkA1220KV侧LW10B-252/315025231505012550(3s)2110KV侧LW39-126/160012616004010040(3s)4主变10KV电抗器后VD4-12/12501212505012550(3s)510KV出线VS1-12/125012125031.58031.5(4s)4.4 隔离开关的选择隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用接通和切断短路电流，故无需进行开断电流的校验。具体设备如下：序号设备安装地点型 式隔离开关保证值额定电压额定电流极限通过电流峰值X秒热稳定电流kVAkAkA1220KV侧GW16-220W220250012550(3s)2110KV侧GW4-110/125011012508031.5(4s)3主变10KV4主变10KV电抗器后510KV出线4.5 电流互感器的选择 所有断路器的回路均应装设电流互感器,以满足测量仪表、保护和自动装置要求。变压器的中性点上装设一台，以检测零序电流。电流互感器一般按三相配置。对10KV系统，母线分段回路和出线回路按两相式配置，以节省投资，同时提高供电可靠性。 （1）选择种类和型式 选择电流互感器种类和型式时，应根据安装地点和安装方式选择。 （2）选择一次回路额定电压和电流1 ， 分别为电流互感器和电网的额定电压，KV 分别为电流互感器的额定电流和电网的最大负荷电流，A 电流互感器一次回路额定电流 电网的最大负荷电流，A （3）选择准确级 为了保证测量仪表的准确度，电流互感器准确级不得低于所供测量仪表的准确级。 （4）校验动稳定和热稳定 ， 短路电流产生的热效应；、t电流互感器允许通过的热稳定电流和时间。短路冲击电流幅值； 电流互感器允许通过的动稳定电流幅值。 （5）选型如下：序号设备安装地点型 式电流互感器保证值额定电压额定电流动稳定电流1s热稳定电流kVAkAkA1220KV侧LB9-220W2203001202110KV侧LCWB7-110W1101251084主变10KV电抗器后AS12/185h/210726285510KV出线AD12/200e/12103191254.6 电压互感器的选择 220KV侧每组母线上应分别装设一组单相串级式三绕组电压互感器。110KV侧母线桥支路两端连接点上应分别装设一组单相三绕组串级式电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置。35KV及以下可选用油浸式或浇柱式，35KV及以下需测量线电压，同时又需要测量相电压和监视电网绝缘时， 可采用三相五柱式电压互感器或由三只单相三绕组电压互感器构成，10KV侧每段母线上装设一台三相五柱式电压互感器。35KV及以上线路上，当对端有电源时，为了监视线路有无电压，进行同步和设置重合闸，要选择装设一台单相三绕组电压互感器，110KV以上出线上为了测量电压及供给继电器用，并进行绝缘监视，应选择电容式电压互感器，220KV侧出线上应装设一台单相三绕组电容式电压互感器。（1）选择种类和型式 应根据装设地点和使用条件选择电压互感器的种类和型式。（2）选择一次额定电压和二次额定电压 电压互感器一次绕组额定电压1，应根据互感器的接线方式来确定。电压互感器的二次绕组额定电压通常是供额定电压为100V的仪表和继电器的电压绕组使用。单个单相式电压互感器的二次绕组电压为100V，而其余可获得相间电压的接线方式，二次绕组电压为100/V。电压互感器开口三角形的辅助绕组电压用于35KV及以下中性点不接地系统的电压为100/3V，而用于110KV及以上的中性点接地系统为100V。（3）选择准确级 根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线形式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择电压互感器的准确级和额定容量。 （4）选型如下 :序号设备安装地点型 式电压互感器保证值额定电压比准确级组合及额定输出(计量绕组/保护绕组/剩余电压绕组)连接方法kVVA1220KV侧0.2/0.5/3P-150/150/100/2110KV侧0.2/0.5/3P-150/150/100/3主变10KV电抗器后REL10-SII0.2/0.5/6P-30/20/80/4.7 220kV侧母线选择 （1）母线的选择 1、选型 导体通常由铜、铝、铝合金制成，载流导体一般使用铝或铝合金材料，铜导体只用在持续电流大，且出线位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀的场所。 硬导体截面常用的有矩形、槽形和管性。其中槽形导体机械强度好，载流量大集肤效应系数较小，一般用于40008000的配电装置中。 导体的布置方式应根据载流量的大小，短路电流水平和配电装置的具体情况而定。 2、截面积 导体截面积可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。 对负荷利用小时数大（通常指Tmax5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。而配电装置的汇流母线通常在正常运行方式下，传输容量不大，可按长期工作电流选择 （2）母线的校验 1、校验电晕电压 对110KV及以上裸导体，需要按照晴天不发生全面电晕条件校验，即裸导体的临界电压应大于最高工作电压。可不进行电晕校验的最小导体型号: 220KV侧为 LGJ-300 、110KV 侧为 LGJ-70 。 2、校验热稳定 满足热稳定要求的导体最小截面积，只需实际选用的导体截面积，导体便是热稳定的。 3、校验动稳定各种形状的硬导体通常都安装在支柱绝缘子上，短路冲击电流产生的电动力将使导体发生弯曲，因此，导体应按弯曲情况进行应力计算。而软导体不必进行动稳定校验。 （3）选择情况如下： 1.选用LDRE-120/110型铝锰合金管形母线 2.母线的参数如下表所示：导体尺寸(mm)导体截面导体最高允许温度为下值时的载流量(A)截面系数惯性半径（cm）惯性矩J+70+80120/11018062782237749.94.072994.8 110kV侧母线选择（1）选用LGJ-400/25型钢芯铝铰线（2）母线的参数如下表所示：标称截面铝/钢外径(mm)计算截面直流电阻不大于长期允许载流量（A）铝钢总计+70+80400/2526.64391.9127.10419.010.073708798824.9 10kV侧母线及支柱绝缘子和穿墙套管选择 4.9.1 10kV侧母线选择（1）选用双条竖直放置硬铜母线（2）母线的参数如下表所示：导体尺寸条数放置方式长期允许载流量（A）两条竖放4168.144.9.2 10kV侧支柱绝缘子选择 支持软母线应选用悬式绝缘子，支持硬母线应选用支柱绝缘子。 （1）悬式绝缘子 根据所在电网的电压选择绝缘子的额定电压，并根据电压等级选择绝缘子片数。 （2）支柱绝缘子 1、选择型式 根据装设地点、环境，选择屋内、屋外式或防污式及满足使用要求的产品型式。 2、选择额定电压 支柱绝缘子的额定电压应大于或等于所在电网的额定电压。 3、校验动稳定 绝缘子底部导体距导体水平中心线的高度 绝缘子高度 绝缘子抗弯破坏强度 发生短路时，绝缘子受力 4、选取ZC-10F型户内式支柱绝缘子 5、支柱绝缘子的参数如下表所示：型号额定电压(kV)绝缘子高度(mm)机械破坏负荷(kN)ZC-10F1022512.5 4.9.3 10kV侧穿墙套管选择（1）选取CWWL-10/3150-2型穿墙套管（2）穿墙套管的参数如下表所示：型号额定电压(kV)额定电流（A）套管长度(mm)机械破坏负荷(kN)CLD-10104000480204.9.4 10kV出线电缆的选择（1）选取标称截面为的JKYJ-10单铜芯电缆（2）电缆的参数如下表所示：导线标称截面绝缘厚度(mm)导线直流电阻 20电缆载流量在空气中直埋土壤中6004.50.0336118011504.10 熔断器的选择 保护电压互感器的高压熔断器，一般选用型，其额定电压应高于或等于所在电网的额定电压（但限流式只能电网电压），额定电流通常均为0.5A，其开断电流应满足 具体选型如下：型号额定电压（KV）额定电流（A）最大切断电（KA）100.5504.11 避雷器的选择 避雷器是用于保护电力系统各种电气设备免收线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害，是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一。 装设原则：配电装置每组母线上应该装设避雷器，但进出线都装设时除外；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；三绕组变压器低压侧的一组上宜装设一台避雷器；单元接线的发电机出线宜装设一组避雷器；自耦变压器必须在两个自耦变的绕组出线上设置避雷器。 氧化锌避雷器是当前最先进的过电压保护设备，与传统碳化硅阀式避雷器相比，具有优良的非线性，动作迅速，残压低，通流量大，无续流，结构简单，可靠性高。耐污性强，维护简便等优点，是传统碳化硅阀式避雷器的更新换代产品，因此本设计110KV及以上电压等级均采用氧化锌避雷器。 选型如下：安装位置避雷器型号标称电流（kA）系统电压（KV）避雷器 额定电压 （KV）标称电流下最大雷电冲击残压 （KV）220kV变压器侧Y10W5-200/520W10220200520220kV线路侧Y10W5-216/512W10220216512110kV变压器侧Y10W5-100/260W10110100260110kV线路侧Y10W5-108/281W1011010828110kV变压器侧YH5WZ-17/45D510174510kV线路侧YH5WZ-17/45D5101745220kV中性点处Y1.5W5-146/3201.5220146320110kV中性点处Y1.5W5-60/1441.511060144电压等级（KA）22011010变压器中性点型号Y10W5-220/565Y10W5-110/268FZ-10FCZ-220JFCZ-110J第5章 继电保护装置规划设计5.1 主变压器的保护 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昂贵的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑好装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。 变压器的内部故障可以分为油箱内和油箱外故障两种。 油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等，对变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为油箱内故障发生时产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起爆炸。因此这些故障应该尽快排除。 油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路。上述接地短路均对中性点直接接地的一侧而言。 变压器的不正常运行状态主要有： （1）由于电压其外部相间短路引起德国电流和外部接地短路引起的过电流和中性过电压； （2）由于负荷过额定容量引起的过负荷； （3）由于漏油等原因引起的油面降低。 根据上述故障类型和不正常运行状态，对变压器进行如下继电保护规划： 5.1.1 变压器瓦斯保护 瓦斯保护是反应变压器油箱内各种故障的主保护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瓦斯保护应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应瞬时动作于断开变压器各侧断路器。 瓦斯保护动作于信号的轻瓦斯部分，通常按产生气体的容积整定。对于容量10MVA以上的变压器，整定容积为250300ml。 瓦斯保护动作于跳闸的重瓦斯部分，通常按通过气体继电器的油流流速整定。流速的整定与变压器的容量、接气体继电器的导管直径、变压器冷却方式、气体继电器的型式等有关。 5.1.2 变压器纵差动保护 纵差保护是变压器内部故障的主保护，主要反应变压器油箱内部、套管和引出线的相间和接地短路故障，以及绕组的匝间短路故障。 对220kV变压器纵差保护的技术要求 （1）在变压器空载投入或外部短路切除后产生励磁涌流时，纵差保护不应误动作。 （2）在变压器过励磁时，纵差保护不应误动作。 （3）为提高保护的灵敏度，纵差保护应具有比率制动或标积制动特性。在短路电流小于起始制动电流时，保护装置处于无制动状态，其动作电流很小(小于额定电流)，保护具有较高的灵敏度。当外部短路电流增大时，保护的动作电流又自动提高，使其可靠不动作。 （4）在最小运行方式下，纵差保护区内各侧引出线上两相金属性短路时，保护的灵敏系数不应小于2。 （5）在纵差保护区内发生严重短路故障时，为防止因电流互感器饱和而使纵差保护延迟动作，纵差保护应设差电流速断辅助保护，以快速切除上述故障。 5.1.3 变压器复合电压起动的过电流保护 复合电压起动的过电流保护，宜用于灵敏性要求较高的降压变压器。它是反映变压器外部相间短路和内部短路的后备保护。 5.1.4 变压器零序电流保护 110KV及以上中性点直接接地电网中，接地短路是常见的故障形式，所以处于该系统中的变压器应装设零序电流保护，以反映变压器高压绕组、引出线上的接地短路，并作为变压器的主保护和相邻母线、线路接地保护的后备保护。 5.1.5 变压器过负荷保护 对于400KVA以上变压器，当数台并列运行时，应根据可能的过负荷情况装设过负荷保护，过负荷保护是反映变压器过负荷的保护，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。单侧电源的三绕组降压变压器，过负荷保护装于电源侧和绕组容量较小的一侧，一般装于高压侧和低压侧。结论：对于本变电站采用了母线保护、线路保护、断路器失灵保护等。5.2 母线保护 根据有关规程规定,以下情况应装设专用母线保护,它们大多采用具有比率制动特性的电流差动母线保护。它减小了外部短路时的不平衡电流；防止了内部短路时可能出现的过电压；保证了动作的选择性，并提高了母线故障动作的灵敏性。 （1）对变电所的220KV侧双母线，应装设能快速有选择的切除故障的母线保护，宜选用母联相位比较差动保护。 （2）对变电所的10KV侧单母分段母线，宜选用低阻抗的电流差动母线保护，以保证电网的安全运行。5.3 线路保护 （1） 220KV侧线路保护 220KV侧线路如以满足装设一套或两套全线速动保护的条件，则除应装设全线速动保护作为主保护外，还应装设接地后备保护与相间短路后备保护。通常宜装设高频相差保护作为主保护，装设反时限零序电流保护作为接地后备保护，装设相间距离保护作为相间短路后备保护。 （2）110KV侧线路保护 110KV侧线路宜装设全线速动保护作为主保护外，还应装设接地后备保护和相间短路后备保护。通常宜装设高频相差保护作为主保护，装设反时限零序电流保护作为接地后备保护，装设相间距离保护作为相间短路后备保护。 （3）10KV侧线路保护10KV侧线路的相间短路保护必须动作与断路器跳闸，单相接地时由于接地电流较小，三相电压仍能保持平衡，对用户影响不大，一般动作于信号。相间短路的保护通常采用三段式保护。第段为无时限电流速断保护；第段为带时限电流速断保护；第段为过电流保护。5.4 断路器失灵保护高压电网的保护装置和断路器都应采取一定的后备保护，以使在保护装置拒动或断路器失灵时，仍能可靠的切除故障。对于重要的220KV及以上主干线路，针对断路器拒动，则应装设断路器失灵保护。第6章 高压配电装置规划设计6.1 配电装置基本要求与设计原则 6.1.1 配电装置基本要求 （1）保证运行可靠 （2）便于操作、巡视、检修 （3）保证工作人员安全 （4）力求提高经济性 （5）具有扩建的可能 6.1.2 配电装置设计原则变电站的配电装置选型，应考虑所在地区的地理情况及环境情况，因地制宜，节约用地，在确定配电装置时必须满足下列要求：节约用地；运行安全和操作、巡视方便；便于检修和安装；节约材料，降低造价。具体设计要求如下： （1）满足安全净距的要求 （2）满足施工、运行和检修要求 （3）满足噪声允许标准 （4）满足静电感应的场强水平 （5）满足无线电干扰水平的允许标准6.2 配电装置分类及布置特点配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋外配电装置。按其组装方式，可分为装配式和成套式。屋内配电装置按其布置型式一般分为三层式、二层式、单层式。屋外配电装置按其布置型式一般分为中型配电装置、高型配电装置、半高型配电装置 （1）屋内配电装置设备的布置特点： 1、由于允许的安全净距小，