220kv降压变电所设计毕业论文

毕业论文（设计） 题目降压变电所设计 220kv 220kV 降压变电所设计1 目录目录 目录目录 . 0 0 第一篇第一篇 设计说明书设计说明书 . 错误！未定义书签。 第一章第一章原始资料分析原始资料分析 . 错误！未定义书签。 1.1 设计依据 1.2 变电所在系统中的作用及负荷分析 1.3 环境分析 第二章第二章主接线方案的拟定主接线方案的拟定 . . 错误！未定义书签。 2.1主接线方式的拟定原则错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.2各电压等级的接线 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第三章第三章主变的选择与确定主变的选择与确定 . . 错误！未定义书签。 3.1容量的确定错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2型式的确定错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第四章第四章短路电流的计算短路电流的计算 . . 错误！未定义书签。 4.1短路电流计算的一般规定 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2阻抗图错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第五章第五章电气设备的选择电气设备的选择 . . 错误！未定义书签。 5.1断路器和隔离开关的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2电压互感器的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.3电流互感器的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.4接地开关的选择错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.5母线的选择错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.6避雷器的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.7支柱绝缘子和绝缘套管的选择 5.8高压熔断器的选择 第六章第六章配电装置的规划配电装置的规划 . . 错误！未定义书签。 6.1配电装置的设计原则错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.2不同电亚等级配电装置的选择 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第七章第七章防雷保护规划设计防雷保护规划设计 . . 2 21 1 7.1变电所的保护对象 21 7.2电工装置的防雷保护21 7.3防雷设计要求和所需资料 22 第八章第八章继电保护和自动装置的规划设计继电保护和自动装置的规划设计 . . 2 22 2 8.1继电保护的配置 8.2自动装置的配置 自我评价 23 24 第 1 页 220kV 降压变电所设计2 第一章第一章原始资料分析原始资料分析 1 11 1 设计依据设计依据 （1）220KV 降压变电所设计任务书 一、题目220KV 区域变电所设计 二、合计原始资料： 1、变电所性质： 系统枢纽变电所，与水火两大电力系统联系。 2、地理位置： 本变电所建于机械化工区，直接以 110KV 线路供地区工业拥护负荷为主。 3、自然条件： 所区地势 较平坦，海拔 800m,交通 方便有铁、公路经过本所附近。 最高气温+38C最低气温30C 年平均气温+10C 最大风速 20m/s 覆冰厚度 5mm地震裂度 6 级 土壤电阻率500 欧姆.米 雷电日 30 周围环境较清洁、华工厂对本所影响不大 冻土深度 1.5m 主导风向夏南，冬西北 4、负荷资料 220KV 侧共 4 回线与电力系统连接 110KV 侧共 12 回架空出线，最大综合负荷 256MW ，COS =0.85 用户名称最大负荷线路长度回路 MWKM数 重型机械厂60202 机床厂20151 军工机器厂60202 汽车制造厂40152 化工机械厂30101 化工厂30201 化肥厂40202 市区变电所40101 10KV 26MW ，COS =0.85，12 回架空出线 用户名称最大负荷线路长度回路 MWKM数 机械厂622 汽车厂452 化工厂332 电机厂322 第 2 页 220kV 降压变电所设计3 化 肥 厂422 染料厂432 5、系统情况 180KM 150KM150KM 150KM150KM 4TS900/296-326QFS-300-2 4SSPSL-240/220KV6SSP-360/220KV 变电所 设计学生：完成设计日期： （2）变电所设计技术规程 1 12 2 变电所在系统中的作用及负荷分析变电所在系统中的作用及负荷分析 121 变电所分析 本所最大综合负荷为： 110KV 侧256（远期 400MW）cos =0.85 10KV55MVar 本所以 110kV 及 10kV 电压向地方负荷供电，属地区变电所，在系统中处于较重要 的地位，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电，本所 还联系着水、火两系统，构成环网，使系统能够更加安全、可靠运行。 122 系统情况 系统共有 3 台 TS900/296-32 型水轮发电机，4 台 QFS-300-2 型汽轮发电机和 3 台 SSPSL-240/220kV 及 4 台 SSP-360/220kV 型双绕组变压器。 第 3 页 220kV 降压变电所设计4 123负荷情况分析 本所供负荷主要是新兴工业城市的重要工业用户，停电后会造成很大的经济损失， 因此，要求本所具有较高的供电可靠性。 1 13 3环境分析环境分析 1.3.1 地理位置 本所建在沿海城市地区，所区地势较平坦，交通方便，有铁路、公路经过本所附近， 故可考虑，选择俗价廉、较笨重的设备。空气清洁，可采用屋外配电装置，考虑到土地 的经济性，地表裂度，台风的影响，屋外配电装置拟采用半高型布置。 1.3.2 气象分析 本所所在地区主导风向夏季为东南风，冬季为西北风，所以变电所间隔及母线布置 应为东南，西北走向，最大风速 20m/s，小于 35m/s。因此，对屋外配电装置可不考虑 风速对布置形成的影响。 地区最高温度+40，最低气温-25， 在此温度范围内， 普通变压器即可正常运行， 无需做特殊考虑。 本地的土壤电阻率大于 1000m，故应采取措施，降低其接地电阻，可考虑，采 用填充电阻率较低的物质，填充方法采用人工接地坑（沟） 。 第二章第二章主接线方案的拟定主接线方案的拟定 2.12.1 主接方案拟定的原则主接方案拟定的原则 主接线的确定对变电所本身运行的可靠性、灵活性、经济性密切相关，并且对电气 设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。 根据变电所在电力系统中的地位、回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并在 满足运行可靠简单灵活、操作方便和节约投资等要求，有扩建需要的，还应在布置上为 过渡到最终接线准备条件。 第 4 页 220kV 降压变电所设计5 2.22.2 各电压等级的接线各电压等级的接线 规格要求：枢纽变电所中，当 110kV220kV 出线在四回及以上时，一般采用双母 线接线。 （22） 110kV220kV 配电装置中，当出线为 2 回线时，一般采用桥形接线，当出线不超过 4 回时，一般采用分段母线接线。 221220kV 电压等级 本所特点： （1）联系水、火两系统，属区域型变电所。 （2）供电给地区一类负荷。 （3）220kV 为本所唯一的电源进线。 根据规程，拟选单母线分段接线或单母线分段带旁路的接线。 方案 1.单母线分段接线 优点： 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段切除，保证正常段母线不间断供电 和不致使重要用户停电。 缺点： 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回线都要检修期内停电。 当出线为双回线时，常使架空线出现交叉跨越。 扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案 2.单母线分段带旁路： 第 5 页 220kV 降压变电所设计6 在单母线分段优缺点的基础上，有了新的优缺点： 优点：提高了供电可靠性，可不停电检修断路器。 缺点：检修段母线时该母线进线停电。 综上所述，经综合比较，选方案 2，即单母线分段带旁路。 222110kV 电压等级 规程规定：在变电所中，当 110kV220kV 出线在 4 回及以上时，一般采用双 母线接线。 （22） 方案 1. 双母线接线： 优点：1）供电可靠；2）调度灵活； 3）扩建方便； 4）便于试验 缺点：增加一组母线和使每回路就需一组母线隔离开关。 方案 2.双母线带旁路（母联兼旁路） ： 第 6 页 220kV 降压变电所设计7 优点：节约专用旁路断路器和配电装置空间。 缺点：当进出线断路器检修时，就要用母联断路器代替旁路断路器，双母线变 单母线，破坏了双母线固定连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操 作。 方案 3.双母线带旁路（专用旁路断路器） ： 优点：1）检修任一出线不需停电。2）运行调度灵活。 缺点：增加专用旁路断路器和配电装置空间。 评价：当 110kV 出线为 7 回路以上时，一般采用装设专用旁路断路器。此电压等级 共 12 回线出线，均为地区重要工业用户及市区变电所，其中有钢厂、冶炼厂、煤矿等 重要负荷。从可靠性考虑，拟用双母带旁路接线形式，并且110kV 母线间隔大，发生故 障的机率小，所以不易分段，而且设旁路断路器，这样，不仅节省投资，同时也减少了 占地面积，由于出线回路多，设专用旁路断路器。 所以选方案 3，即双母线带旁路（专用旁路断路器） 22310 kV 电压等级 规程规定：6kVt10kV 配电装置中，一般采用分段单母线或单母线接线。 （23） 方案 1.单母线接线 第 7 页 220kV 降压变电所设计8 优点：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。 缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线、母线隔离开关等）故障或检修，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。 方案 2.单母线分段接线： 优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可能从不同段引出两个回路，有两 个电源供电。2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线 不间断供电和不致使重要用户停电。 缺点：1）当一段母线或母线隔离开关检修，该母线的回路都要在检修期内停电。 2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。 3）扩建时需向两个方向均衡扩建。 评价： 10kV 侧除造纸厂、化纤厂、化肥厂中有 1 类负荷外，其余均为一般负荷，按规程 第 24 条，拟选用单母线或单母线分段，虽然单母分段造价高，但为确保一类负荷供电 的可靠性，宜选单母分段。重要负荷从不同段引双回线，每段断路器正常时应断开，以 限制短路电流。 第 8 页 220kV 降压变电所设计9 第三章第三章主变的选择与确定主变的选择与确定 3 31 1 容量的确定容量的确定 规程规定： 变电所中主变压器一般采用三相式变压器， 其容量应根据电力系统 510 年的发展规划进行选择。 装有两台及以上变压器的变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量一般承担 60%的全部负荷，但应保护保证用户的一有负荷和大部分二级负荷。 规程规定：变电所（两个电源）中一般装设两台主变压器。 SN0.6PM PM：变电所最大负荷 S0.6（160+40）/0.85+24/0.8159MVA 3.23.2型式的确定型式的确定 本所特点：1）220kV、110kV、10 kV 三种电压等级。 2）110 kV、10 kV 侧有部分重要负荷。 规程规定：有两电压等级 110 kV 及以上中性点直接接地的电力网连接的变电所， 如技术经济合理，一般采用自耦变压器。 所以，选两台 OSFPSL180000 变压器。 主接线布置如下： 第四章第四章短路电流的计算短路电流的计算 4 41 1短路计算一般规定短路计算一般规定 4.1.1 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 第 9 页 220kV 降压变电所设计10 流，应按本工程的设计容量计算，并考虑电力系统的远景发展规 划。 （一般为工程建成后 510 年） 。 确定短路电流时，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）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在 正常接线方式时短路电流为最大的地方点。 对带电抗器的 610kV 出线负荷回路， 除其母线与母线隔离开关之 间隔板前的引线和套管的计算短路点应选在电抗器前外，其余导 体和电器的计算短路点应选在电抗器前外，其余导体和电器的计 算短路点一般选在电抗器后。 （3）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 适中计算，自耦变压器回路中的单相，两相接地短路较三相短路 严重时，则应按严重情况计算。 （4）选择导体和电器的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有 反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 4.1.2 结果表 短路电流计算结果表： 短路点 平均电压 （kV） 230 支路点 1 d12 故障点 1 d21152 故障点 1 d310.52 故障点 （kA 1.57 5.48 6.98 4.03 13.55 17.58 11.23 38.76 49.99 2.0（kA） 4.0（kA） ish（kA） 1.57 6.67 8.24 4.55 14.3 18.85 11.23 38.80 50 1.57 7.1 8.67 4.55 15.21 19.76 11.23 38.80 50 3.825 13.974 17.8 10.28 34.56 44.84 28.64 98.84 127.47 4.24.2阻抗图阻抗图 4.2.1 系统简图： 第 10 页 220kV 降压变电所设计11 4.2.2 系统阻抗图： 4.2.2.1 等值阻抗图 4.2.2.2简化阻抗图 第 11 页 220kV 降压变电所设计12 4.2.2.3系统阻抗的计算 系统阻抗标么值： TS900/29632型发电机参数Xd1=0.2 QFS3002型发电机参数Xd2=0.0474 SSPSL3002型发电机参数XT1=0.059 SSP360型发电机参数XT2=0.0393 OSFPSL180000型发电机参数 X T1-2=0.141 X T2-3=0.141 X T1-3=0.086 线路参数： X L1XL20.165 X L3XL40.05 X L50.207 X 0.086 X 0.0217 X L0.0207 X L0.083 X L0.025 第五章第五章电气设备的选择电气设备的选择 5.15.1 断路器、隔离开关的选择断路器、隔离开关的选择 5.1.1 断路器的选择 断路器形式的选择，除满足各项技术条件和环境要求的基础上，还应考虑便于安装 调度和运行维护，并经技术、经济比较后确定。 根据我国当前生产制造情况，电压 6220kV 的电网一般选用少油断路器，电压 第 12 页 220kV 降压变电所设计13 11kV330kV 的电网，当少油断路器技术条件不能满足要求时，可选用六氟化硫或空气 断路器；大容量机组采用封闭母线的，如果需断路器选择的具体技术条件简述如下： （1）电压 Ug（电网工作电压）Un （2）电流 Igmas（最大持续工作电流）n （3） Nbr (额定开断电流) （4）shNcl (额定关合电流) 校验： （5）热稳定校验 QK2i t （6）动稳定校验 ishes 5.1.2隔离开关的选择 隔离开关选择的具体技术条件简述如下： （1）电压 Ug（电网工作电压）Un （2）电流 Igmas（最大持续工作电流）Unn 校验： （3）热稳定校验QK2i t 5.1.3断路器、隔离开关计算选择结果表 1、220kV 侧 按额定电压、电大工作电流选 SW2220GW6220G 设备名称、型号 计算数据 SW2220 Uns Imas I 断路器 隔离开关 GW6220G UN IN I2t t ies 220kV 1000A 2205 kA2S 50kA 220kV 496A 6.98kA 17.8kA 1896kA2S 17.8kA UN IN Inbr Inc I2t t ies 220kV 1000A 15.8kA 59kA 1764kA2S 59kA Ish Q k ish 经动稳、热稳校验均满足要求 2、110kV 侧 据额定电压、最大工作电流选 SW2110GWs110GK 设备名称、型号 断路器 隔离开关 第 13 页 220kV 降压变电所设计14 计算数据 Uns Imas I SW2110 110kV 992A 15.78kA 44.84kA 1417.6kA2S 44.84kA UN IN Inbr Inc I2t t ies 110kV 1200A 18.4kA 59kA 1764kA2S 59kA UN IN I2t t ies GW5110G 110kV 1000A 2500kA2S 83kA Ish Qk ish 经动稳、热稳校验均满足要求经动稳、热稳校验均满足要求 3、10kV 侧 据额定电压、最大工作电流选 SN410GGN1010T 设备名称、型号 计算数据 SW410G Uns Imas I 断路器 隔离开关 GN1010T UN IN I2t t ies 10kV 6000A 50000kA2S 200kA 10kV 5196A 49.99.kA 124.47kA 10011kA2S 124047 kA UN IN Inbr Inc I2t t ies 10kV 6000A 105 kA 300 kA 72000kA2S 300kA Ish Qk ish 以动稳、热稳校验均满足要求 5.25.2电压互感器的选择电压互感器的选择 电压互感器的型式应根据使用条件选择。 620kV 屋内配电装置，一般采用油浸绝缘结构，也可采用树脂浇注绝缘结构的电 压互感器。 35110kV 配电装置，一般采用油浸绝缘结构的电压互感器。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。 在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器，或具有第 三绕组的单相电压互感器组。 型号电压等级 第 14 页 额定变比 220kV 降压变电所设计15 YDR220220kV 220000 100 /100 33 110000 100 /100 33 YDR110110kV JDZJ1010kV 10000 100 100 / 333 5.35.3电流互感器的选择电流互感器的选择 电流互感器的选择：互感器一次回路额定电压和电流应满足： UNUSNUN电流互感器一次额定电压 INImaxIN电流互感器一次额定电流 热稳、动稳校验： I2t t Qk 或（KtIN1）2Qk(t=1) Kt:热稳定倍数 内部动稳iesish或2IN1kesish Kes:动稳定倍数 外部动稳Fal0.51.7810-7i2sh 型号 LCW-220 LCWD-110 LMC-10 电压等级 220KV 110KV 10KV 额定电流比 4300/5 2600/5 500/5 热稳定倍数（Kt）动稳定倍数（Kt） 60 34 75 60 60 5.45.4 接地开关的选择接地开关的选择 35 KV 及以下电力系统中必须设置接地开关，选择如下： 220KV：JW1-220 110KV：JW1-110 第 15 页 220kV 降压变电所设计16 5.55.5 母线的选择母线的选择 5.5.1 选择原则 载流导体一般采用铝质材料。 回路正常工作电流在 4000A 及以下时，一般采用矩形导体，在 40008000A 时， 一般选用槽型导体。 110 KV 及以上高压配电装置，一般采用软导线。 5.5.2 选择型式 （1）按导体长期发热允许电流选择 ImaxKIal K= al al 0 (2)按经济电流密度选择 SImax/J (3)电晕校验 UcrUmax (4)热稳定校验 Smin=Q k K s /C (5)硬导体的动稳校验 （6）导体共振校验 l max N f f 1 E I m 5.5.3 选择结果 1、220kv 侧 据 Imax=496A,选 LGJQ400 型钢芯铝绞线 设备名称 型号 计算参数 载流量 热稳定（S min） 2、110kV 侧 据 Imax=992A,选 LGJQ700 设备名称 钢芯铝绞线 计算数据 LGJQ400 496A 164mm2 613A 400mm2 508.8 计算数据 第 16 页 钢芯铝绞线 220kV 降压变电所设计17 型号 计算参数 载流量（A） 热稳定（S min） 动稳定 3、10kV 侧 5196 1228.9 2（175808） 6600 4800 合格 据 Imax=5196A,选双槽型 2（175808） 设备名称 数据 参数 载流量（A） 热稳定（mm2） 动稳定 5196 1228.9 合格 计算数据 2（175808） 6600 4800 轻型钢芯铝绞线 5.65.6避雷器的选择避雷器的选择 5.6.1型式 选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。FZ（电站用普通 阀型） 5.6.2额定电压 避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。 5.6.3灭弧电压 按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线对地电压，是否等于或 小于避雷器的最大容许电压。 在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压， 在中性点直接接地的 电网中应取设备最高运行线电压的 80%。 5.6.4工频放电电压 工频放电电压应大于最大运行相电压的 3.5（3）倍，工频放电电压应大于灭弧电 压的 1.8 倍。 电压等级型号灭弧电压 第 17 页 工频放电电压 220kV 降压变电所设计18 220 110 Kv 10 Kv FZ-220J FZ-110J FZ-10J 220 100 12.7 488536 224268 2631 5.6.5变压器中性点避雷器 电压等级 220 110 Kv 型号 FZ-110J FZ-40J 形式 分级绝缘 分级绝缘 5.75.7支柱绝缘子与穿墙套管的选择支柱绝缘子与穿墙套管的选择 支柱绝缘子应按额定电压和类型选择，并进行短路时动稳定校验，软导线不用动 稳定校验；穿墙套管应按额定电压、额定电流和类型选择，按短路条件校验动、热稳定。 户外式不用校验热稳 支柱绝缘子： 型号 ZS220 ZS220 ZD10（户内） ZPD ZS10（户外） 穿墙套管 型号 CMWF220 额定电压 20 kV 额定电流 8000A 机械破坏负荷 39200N 电压等级 220 kV 110 kV 10kV 10 kV 机械破坏负荷 19600N 19600N 备注 XP16 型 盘型悬式瓷绝缘子 5.85.8高压熔断器的选择高压熔断器的选择 5.8.1选择的技术条件 第 18 页 220kV 降压变电所设计19 选择的技术条件： （1）电压：UgUn 限流式高压熔断器不宜使用在工作电压低于其额定电压的电网中， 以免因过电压而 使电网中的电器损坏，故应为 Ug=Un (2)电流：IgmaxI f2nIfln I f2n:熔体的额定电流 I fln ：熔断器的额定电流 (3)根据保护选择性的要求校验熔体额定电流应保证前后两级迷断器之间，或熔断 器与电源侧断电保护之间，以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。 (4)断流容量： I ch(I )IKcl I Kcl:熔断器的开断电流 I ch ：三相短路冲击电流的有效值 保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压和断流容量选择。 5.8.2选择结果 选择结果如下： 型号 RN 2 额定电压 10kV 最大切断电流 50KA 备用 保护屋内 TV 第六章第六章配电装置的规划配电装置的规划 6.16.1配电装置的设计原则配电装置的设计原则 高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济条件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；积极谨慎地采用新布置、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，维护方面。 变电的配电装置形式选择， 应考虑所在地区的合理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，通过制定技术经济比较予以确定。在选择配 电装置形式时，必须满足下列四点要求： （1） （2） （3） 节约用地 运行安全和操作巡视方便 便于检修和安装 第 19 页 220kV 降压变电所设计20 （4）节约材料，降低造价 6.26.2不同电压等级配电装置的选择不同电压等级配电装置的选择 6.2.1220kV 侧 现有 220kV 配电装置分普通中型布置和分相中型布置两种：对于普通中型布置，其 母线下不布置任何电气设备， 而分相中型布置的特点是将纬线隔离开关直接安装在各相 母线的下面。 普通中型配电装置，其电气设备都安装在地面支架上，施工、运行和检修都比较方 便。所以使用广泛，各方面的经济较为丰富；但占地面积过大。从 70 年代以来，通过 配电装置布置的不断革新，普通中型布置已逐渐被其它各型占地较少的配电装置所取 代，从而大大限制了它的使用范围。 图 21 示单母线分段带旁路母线普通中型配电装置单列布置典型设计，该型布置 以 8 个间隔计，占地面积为 13.1 亩，适于在主变压器不能停运，要求带旁路的变电工 程中使用。 6.2.2110kV 侧 110kV 侧多采用半高型配电装置 半高型配电装置是将母线及母线隔离开关抬高，将断路器、电流互感器等电气设备 布置在母线的下面。该型配电装置具有布置紧凑清晰、占地少、钢材消耗与普通中型接 近等特点，且除上方有带电母线外，其余布置情况均与中型布置相似，能适应运行、检 修人员的习惯与需要。因此，自 60 年代开始出现以来，各地区采用较多，并在工程中 提出了多种布置方式，使半高型配电装置的设计日趋完善，且具备了一定的运行检修经 验。 双母线带旁路母线的半高型配电装置有田字形，品字形和管形母线三咱布置。 110kV 选用软导线，且本所震性大，故不用管形母线布置；田字型耗钢大，从经济 性角度考虑，不采用田字型布置；因此，选择品字型布置。该布置将一组主母线及母线 隔离开关抬高，另一组主母线与旁路母线分别设在升高主母线的两侧，两者高度有等高 及不等高两种。由于品字型构架的结构比较简单，可以节省钢材，且有一组母线的全部 隔离开关为中型布置，所以安装检修和运行、巡视都比田字形方便。但因一组主母线降 压后，设备搬运道路要移出架构，占地面积略有增加。 第 20 页 220kV 降压变电所设计21 图 22 示出变电所品字型半高型配电装置布置。高位隔离开关横梁上未设检修平 台，进出线门型架采用单杆打拉线结线。该布置占地面积为普通中型的 51%，耗钢量为 普通中型的 85%。 6.2.310kV 侧 10kV 配电装置一般均为屋内布置， 当出线不带电抗器时， 一般采用成套开关柜单层 布置， 由于受国产开关柜规格的限制， 这种布置仅用于中小型变电所及单机容量为 12MW 及以下的小型发电厂，当出线带电抗器时，一般采用三层或二层装配式布置。 图 23 为采用 GG1A 型固定式开关柜的单层单母线分段单列布置 10kV 屋内配电 装置。 第七章第七章防雷保护规划设计防雷保护规划设计 7.17.1变电所的保护对象变电所的保护对象 A 类：电工装置 B 类：需要采取防雷措施的建筑物和构筑物 7.27.2电工装置的防雷保护电工装置的防雷保护 （1）电压为 110KV 以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置的构架上，对于 35-60KV 的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针保护。 （2）电压为 110KV 及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置 的出线门型构架上。 （3）在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。 （4）主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下： 若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地。 若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地。 若结构为非导体的屋顶时，采用避雷带保护，该避雷带的网格为 8-10m。每隔 10-20 设引下线接地。 第 21 页 220kV 降压变电所设计22 7.37.3防雷设计要求和所需资料防雷设计要求和所需资料 7.3.1雷电过电压保护主要的情况 （1）防止雷电直击于电气设备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护。 （2）对于 60KV 及以下的电气设备，应尽量减小感应过电压， 一般电气设备应远离 可能遭到直击雷的设备或物体，增大电气设备对地电容或采用阀型避雷器保护。 （3）防止从线路侵入的雷电波过电压对电器设备的危害，一般采用避雷器、间隙、 电容器和相应的进线保护段进行保护。 7.3.2防雷保护设计所需资料 （1）要求变电所附近气象资料 （2）要求变电所主接线图及电器设备布置图 （3）其它需要保护的设备和设施 （4）变压器入口电容 7.47.4防雷保护措施防雷保护措施 （1）在变电所的四角分别安装一支 15 高的避雷针。 （2）在 60KV 连接跨条上安装一组避雷器。 （3）在 10 KVI、段母线分别安装一组避雷器。 （4）在主变中性点安装一台避雷器。 （5）在 60KV 电源进线，采用避雷线保护。 第八章第八章继电保护和自动装置的规划设计继电保护和自动装置的规划设计 继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求。当确定 其配置和构成方案时，应综合考虑以下几个方面： 1、电力设备和电力网的结构特点和运行特点。 2、故障出现的概率和可能造成的后果。 3、电力系统的近期发展情况。 4、经济上的合理性。 第 22 页 220kV 降压变电所设计23 5、国内和国外的经验 8.18.1继电保护的配置继电保护的配置 8.1.1变压器的保护 （1）配置原则 a.反映变压器内部故障的油面降低的瓦斯保护 b.相间短路保护 反映变压器绕组和引出线的相间短路的纵差保护或速断保护， 对其中性点直接接地 侧绕组和引出线的接地短路，以及绕组间适中中能起保护作用，如果变压器的纵差动保 护对单相接地适中的灵敏性不符合要求，可增设零序差动保护。 c.后备保护 d.中性点直接接地电网中，降压变电所的变压器两侧应装设零序电流保护，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。 e.过负荷保护 （2）待设变电所主变保护配置 主保护：纵联差动保护，瓦斯保护。 后备保护：复合电压闭锁过流保护，过负荷保护。 8.1.2母线保护 （1）配置原则 a.35-60KV 电力网中，主要变电所的 35-60KV 双母线或分段单母线需快速而有选择 地切除一段或一组母线上故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电。 b.对于双母线并联运行的发电厂或变电所，当线路保护在某些情况下，可能失去选 择时，母线保护应保证先跳开母联断路器，但不能影响系统稳定运行。 c.对 3-10KV 分段母线，宜采用不完全电流差动式母线保护，保护仅接入有电源支 路的电流，保护由两段组成：其第一段采用无时限或带时限的电流速断保护，当灵敏系 数不符合要求时，可采用电流闭锁，电压速断保护，第二段采用过电流保护，当灵敏系 数不符合要求时，可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路，以降低保护的起动电 流。 （2）待设变电所母线保护配置 a.10KV 母线分段断路器第一段采用带时限的电流速断保护，第二段采用过电流保 第 23 页 220kV 降压变电所设计24 护。 8.1.3线路保护 （1）配置原则 a.单侧电源线路，可装设一段或两段式电流电压速断保护和过电流保护。 b.复杂网络的单回线路，可装设一段或两段式电流，电压速断保护和过电流保护， 必要时，保护应具有方向性宜采用距离保护。电缆及架空短线路，如采用电流电压保护 不满足选择性、灵敏性和速动性要求时，宜采用导引线或光纤通道等纵联保护作为全保 护，以带方向或不带方向的电流保护作为后备保护。 （2）待设变电所线路保护配置 a.10KV 线路采用两段式电流速断保护。 b.60KV 线路采用两段式电流速断保护和过电流保护。 8.1.4电力电容器的保护 （1）配置原则： 对3KV及以上的并联补偿电容器组的下列故障及异常运行方式应按规定装设相应的 保护。 a.电容器组和断路器之间连接线短路。 b.电容器内部故障及其引出线短路 c.电容器组中，某一故障电容器切除后所引起的过电压 d.电容器组的单相接地故障 e.电容器组过电压 f.所联接的母线失压 （2）待设变电所电力电容器保护配置 限时速断过电流，相间过电压，相间低压保护，零序过电压保护。 8.28.2自动装置的配置自动装置的配置 8.2.1配置原则 （1）3KV 及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，如用 电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸装置。 （2）低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。 8.2.2自动重合闸的作用 （1）提高供电可靠性，对单侧电源尤为显著。 （2）高压输电线路上采用自动重合闸，可提高并列运行的稳定性。 （3）可暂缓或不架双回线路，节约投资。 第 24 页 220kV 降压变电所设计25 （4）可纠正断路器或继电保护引起的误动。 8.2.3自动重合闸装置应符合的基本要求 （1） 自动重合闸一般由控制开关位置与断路器位置不对应的原理启动，或用保