变电所毕业设计

1、 变电所毕业设计辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 原始资料分析 1.1 变电所概况一、设计题目 北新220kv降压变电所电气部分设计 二、变电所概况介绍：1、本变电所位于某工业区附近，主要向工业区供电。此外一部分是城市公共负荷，部分工业区属于重要负荷，由于重要负荷逐年增加，变电所的设计容量设计时，要给予适当考虑。1、电压等级为220/60kv。2、本变电所进线2回，出线12回，转送线路每回带负荷6000kw， cos=0.8 3、地区年平均温度10，最高温度40，最低温度-11.5 4、所址地势平坦，交通方便，出线走廊宽阔。 三 变电所60kv负荷表以上各负荷共计有、类负荷占总符合的 65

2、；负荷同时系数0.9，线损率为5 1北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计四、电力系统接线方式如图所示 2辽宁工程技术大学毕业设计（论文）2 主变压器的选择 2.1 变电所主变压器容量和台数的确定 2.1.1 主变压器容量的确定 1.主变压器容量一般按照变电所建成后5-10年的规范负荷选择，甚至要考虑到远期10-20年的负荷发展，对于城市郊区的变电所，主变压器的容量应当与整个城市的规划相结合。2.根据变电所所带的负荷的性质和电网结构，可以确定变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，其变压器还应有一定的过负荷能力，以保证对于一二级重要负荷的供电可靠性。一般而言，当变电所的某一台主变压器停运

3、时，剩余变压器的容量应当能够保证所有全部负荷的70-80。3.对于同一电压等级的变压器而言，容量的级别不宜太多，应当从全网出发，推行系列化，标准化。 2.1.2 主变压器台数的确定 1.对于大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已经构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。2.对于地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时，应考虑装设三台变压器的可能性。3.对于规划只装设两台主变的变电所，其变压器应按大于变压器容量的1-2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 2.2 主变压器形式的选择 2.2.1 相数的选择 1.主变压器可以选择三相或是单相的，主要考虑变压器的制造条件，对于可

4、靠性的要3北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计求以及运输条件等因素。2.不受运输条件限制时，在330kv及以下的变电所均应选用三相变压器。3.对于500kv电压等级的变电所，除了需要考虑运输条件之外，还应当根据所供负荷和系统情况，分析一台变压器故障或者停运检修时对于系统可能产生的影响。 2.2.2 绕组的选择 对于深入引进至负荷中心，具有直接从高压降为低压供电条件的变电所，为了简化电压等级或减少重复降压容量，可以采用双绕组的变压器。而我们将要建设的北新一次降压变电所只有两个电压等级，即220kv和60kv，所以可以按照一般性的原则采用双绕组的三相变压器。 2.3 变压器型号及相关参数

5、 鉴于本变电所为一般性地区变电所，我们选用两台变压器，其型号及相关参数如下： 4辽宁工程技术大学毕业设计（论文）3 电气主接线的选择 变电所的电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定对于电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟订将会产生直接的影响。 3.1 设计条件 待设计的变电所是系统之中的一个重要的地区性变电所，由设计任务书可以知道本变电所220kv高压侧有电源线2条，66kv低压侧有出线12回，主变压器的容量在前面已经确定为

6、120000kva，有两台。 3.2 主接线的设计原则 3.2.1 考虑变电所在电力系统中的地位和作用 变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不相同。 3.2.2 考虑近期和远期的发展规模 变电所主接线设计应该根据510年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布，负荷的增长速度以及地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能的运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回路数。 3.2.3 考虑负荷的重要性分级和出线回路数的多少

7、对主接线的影响 对于一级负荷必须有两个独立的电源供电，且当一个电源失去电源后，应当保证全部一级负荷的不间断供电，对于二级负荷，一般要求有两个电源供电，且当一个电源失去后5北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计能够保证大部分二级负荷的供电。三级负荷一般只要求有一个电源供电。 3.2.4 考虑主变压器的台数对主接线的影响 变电所主变的台数和容量，对于变电所主接线的 选择将产生直接的影响。通常对于大型的变电所而言，由于其传输容量大，对供电可靠性的要求高，因此，其对吓唬接线的可靠性、灵活性要求低。 3.2.5 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响 发送变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负

8、荷的突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所 不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。 3.3 主接线设计的基本要求 主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求： 3.3.1 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，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。3.尽量避免发电厂或变电所全部停运的可能性。4.大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求 3.3.2 主接线的

9、灵活性 1.调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。6辽宁工程技术大学毕业设计（论文）2.检修时，可以方便的停运断路器，母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。3.扩建时，可以容易的从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量少。 3.3.3 经济性主接线在满足可靠性，灵活性要求的前提下作到经济性 3.3.3.1 投资省（1） 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流互

10、感器、避雷器等一次设备。（2） 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。（3） 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。（4） 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kv及以下终端或分支变电所可采用简易电器。 3.3.3.2 占地面积小 主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。3.3.3.3电能损失少 经济合理的选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自藕变压器）容量、数量，要避免因两次变压而增加的电能损失。此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂，变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。 3.4 220kv主接

11、线方案 依据以上原则及要求，对于220kv高压侧初步拟定两种主接线方案，第一种为单母线接线，第二种方案为单母线分段接线。 3.4.1 两种方案的比较7北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 第一种方案：单母线接线 优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用套配电装置。 缺点：不够灵活可靠；任一元件（母线及母线的隔离开关）故障或检修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分开后才能恢复非故障段的供电。 第二种方案：单母线分段接线： 优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电

12、源供电。2）当一段母线发生故障是，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。（1） 缺点1）当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。2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。3）扩建时需要向两个方向均衡扩建。（2） 使用范围1）610kv配电装置出线回路为6回以上时2）3563kv配电装置出线回路为48时3）110220kv配电装置出线回路为34时 3.4.2 220kv母线主接线的确定 8辽宁工程技术大学毕业设计（论文）方案一：供电性较好，能满足负荷要求，投资少，所用的设置少，投资费用低，但是操作复杂，不够灵活。方案二：

13、供电可靠性好，操作方便、灵活，接线简单、清晰，能够满足负荷要求，保护配置方便。通过对于上述两个电气主接线方案的分析比较，结合设计任务数中给定的基本条件：220kv进线两回，并且负荷重要的原则，最后确定220kv侧主接线为方案二单母线分段接线方式。由任务书可知，本变电所的重要负荷占65%，所以电源供给非常重要，我们采用双母线接线方式可以保证供电的可靠性。又根据年运行情况，可以利用节假日休息或是停电机会对母线及母线侧的隔离开关进行检修，这样又大大提高了供电的可靠性，所以高压侧我们选用单母线分段接线作为主接线。 3.5 60kv侧主接线方案 3.5.1 两种方案的比较 66kv低压侧的主接线拟定两种

14、方案，第一种方案为双母线接线，第二种方案为双母线带旁路母线接线。第一种方案：双母线接线 双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继续电保护的要求，一般某一回路固定与某仪组母线连接，以固定连接的方式运行。 优点：1、供电可靠性高。通过两组隔离开关的导闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能够迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2、调度灵活。用断路器把母线连接后，对于重要的用户可以从不同母线引出两个回路， 各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能够灵活的适应系统中各种运行方9北新220/60

15、kv一次降压变电所电气部分设计式调度和潮流变化的需要。3、扩建方便。向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。当有双回架空线路时，可以顺序布置，以致连接不同的母线段时，不会如单母线分段时那样导致出线交叉跨越。4、便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可以将该回路分开，单独接至一组母线上。5.母线轮流检修而不要中断供电；检修任何一条回路的母线隔离开关时，只要断开这一回路；工作母线发生故障时，装置能够迅速的恢复正常工作；有较高的可靠性和灵活性。 缺点：在母线的操作过程之中，使用隔离开关的操作比较复杂，比较容易造成误操作；当本回断路器故障时本线路

16、必须停电。 缺点：1、增加了一回母线使每回路就需要增加一组母线隔离开关。2、当母线故障或是检修时，隔离开关作为导闸操作电器，容易误操作。 为了避免误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。3、当一段母线故障或是检修时，该段母线线路及主变都要在检修期间停电。 适用范围：当出线回路数或母线上电源较多时，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线或是母线设备故障检修时不允许影响对用户的供电。系统运行调度对接线的灵活性有一定的要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：1）、6-10kv配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；2）、35-63kv配电装置，当出线回路数超过8回时，或者连

17、接的电源较多、符合较大时。3）、110-220kv配电装置出线回路数为5回及其以上时，或当110-220kv配电装置，在系统中居于重要地位，出线回路数为4回及以上时。 第二种方案：双母线带旁路接线 10辽宁工程技术大学毕业设计（论文）优点：双母线带旁路母线接线，除了具备双母线接线的全部优点之外，还有供电可靠性更高，更灵活，当出线断路器故障或是检修是可以用旁路代替其工作，实现线路的不间断供电。缺点：使用设备增多，投资上增加高了。 3.5.2 66kv侧主接线的确定 第一种方案：供电可靠性好，能满足负荷要求，操作方便但是不够灵活，所用设备少，投资费用较低。第二种方案：供电可靠性非常高，能够满足负荷

18、要求，操作方便、灵活，可以保证重要负荷的连续供电，所用设备相对要多，使得投资加大了。通过两个方案的比较，最后66kv侧采用方案一双母线带旁路接线的接线方式。虽然投资上有一点高，但是基于本变电所的重要性，对于供电可靠性的要求比较高，我们认为所选用的双母线带旁路接线的方案是合理的。3.6 变电所主接线形式的确定 经过前面的分析比较得：220kv高压侧采用双母线接线方式，66kv低压侧采用双母线带旁路母线接线方式。 本变电所的一次主接线形式如下图所示：11 12辽宁工程技术大学毕业设计（论文）4 短路电流计算 4.1 短路电流计算的目的 1.电气主接线的比较2.选择导体和电器3.确定中性点接地方式4

19、.计算软导线的短路摇摆5.确定分裂导线间隔棒的间距6.验算接地装置的接触电压和跨步电压7.选择继电保护装置和进行整定计算 4.2 短路计算条件和原则 1.正常工作时，三相系统对称运行。2.所有电源的电动势相位角相同。3.系统中的同步和异步电机均为理想电机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应的影响；转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差1200 电气角度。4.电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。5.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，50%负荷接在系统侧。6.同步发电机都具有自动调整励磁装置。7.短路发生在短路电

20、流最大值的瞬间。8.不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。9.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，元件的电阻都略去不计。10.元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。11.输电线路的电容略去不计。12.用概率统计法指定短路电流运算曲线。13北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 4.3 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流，应按本工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后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。

21、2选择导体和电器用的短路电流，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。3.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点。对带电抗器的610kv出线与厂用分支线回路，除母线与母线隔离开关之间阁板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4.导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一按三相短路验算。若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。 4.4 计算步骤 1.画等值电抗

22、图2.首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻。3.选取基准容量和基准电压。4.计算各元件的电抗标么值。5.选择计算短路点。6.绘画等值电抗图7.求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。8.各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。9.列出短路电流计算数据表。14辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 4.5 参数计算 取基准容量sb=100mva，基准电压ub=u计算用公式：发电机的电抗：xbg*=100*s n变压器的电抗： xk%*bt*=100s n线路的电抗： xbl*=x1l* n标么值转化为有名值：i=ib*3*u2或i=ins*av*u2av 15 北新220/60kv

23、一次降压变电所电气部分设计5 电气设备的选择 5.1 高压断路器的选择 5.1.1 断路器的作用和分类 5.1.1.1作用 高压断路器是电力系统之中最为重要的控制和保护电器。由于它具有完善的灭弧装置，不仅可以用来在正常情况下接通和断开各种负荷电路，而且在故障情况下能够自动迅速地开断故障电流，还能实现自动重合闸功能。5.1.1.2分类 我国目前电力系统中使用的高压断路器，按地点不同可以分为屋内和屋外两种；另外，根据断路器所采用的灭弧介质和作用原理的不同，又可以分为以下几种类型：1.多油（或少油）断路器2.空气断路器3.sf6断路器4.真空断路器5.自产气断路器 5.1.2 高压断路器按照下列项目

24、选择和校验 1.形式和种类2.额定电压3.额定电流4.开断电流5.额定关合电流6.短路动稳定7.短路热稳定性 5.1.3选择项目的具体说明16辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1.按照种类和形式选择：高压断路器种类和形式的选择，除了满足各项技术条件和环境条件之外，还应考虑便于安装调试和运行维护，并经技术经济比较后才能确定。根据我国当前生产和制造情况，电压等级为6220kv的电网均可以选用少油断路器、真空断路器和六氟化硫断路器，而330500kv的电网一般采用六氟化硫断路器。2.按照额定电压选择：高压断路器的额定电压应当大于或等于所在电网的额定电压，即ueuew 3.按照额定电流选择：高压断路器

25、的额定电流应该大于或等于流过它的最大持续工作电流，即ieigmax4.按照额定短路开断电流选择：在给定的电网电压下，高压断路器的额定短路开断电流应该满足iebrizt其中，izt为断路器实际开断时间tks的短路 电流周期分量有效值。断路器的实际开断时间等于继电保护主保护动作时间与断路器的固有分闸时间之和。5.按照额定短路关合电流选择：为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器的额定短路关合电流应该不小于短路冲击电流的幅值，即：iegiimp6. 短路动稳定校验：高压断路器的额定峰值耐受电流应该不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值，即： idwiimp7.短路热稳定校验：高压断路器的额定短

26、时耐受热量应该不小于短路周期 ir2*trqd17北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 5.2 隔离开关的选择 隔离开关是发电厂和变电所中常用的开关电器，但是它与断路器不同。其差别是隔离开关没有专门设置的灭弧装置，所以不能用来切断或是接通电路中的负荷电流，更不能用来切断和接通短路电流。 5.2.1 隔离开关的用途与分类 1. 隔离开关的用途主要有以下几个方面：（1） 在电路中起隔离电压的作用，以保证检修工作的安全。在检修某一设备或是电路的某一部分之前，事先把该设备或该部分电路两侧的隔离开关切断，把两侧的电压隔离，造成电路中的明显断点，再在停电检修的设备或部分电路上加装接地线，就能确保

27、检修工作的安全。隔离开关用于检修工作时，称为“检修电器”。（2） 用隔离开关配合断路器，在电路中进行导闸操作。隔离开关用于导闸操作时。称为“操作电器”。（3） 用来切合小电流电路，如：空载母线、电压互感器、避雷器、较短的空载线路及一定容量的空载变压器等。（4） 在某些终端变电所中，快分隔离开关与接地开关相配合，可以代替断路器的工作。2.隔离开关的分类：在发电厂中使用的隔离开关的种类和形式有很多，其主要分类包括：（1）（2） 按照装置地点的不同，可以分为屋 按照主刀闸和动触头的运动方式不同，可分为单柱剪刀式（剪刀式的动触头分、合闸时做直线上下运动），单柱上下伸缩式（分、合闸时动触头用折架臂带动，

28、作上下运动，运动轨迹为弧线形），双柱水平伸缩式（动触头用折架臂带动作水平方向的运动，运动轨迹为近似水平直线形），双柱合抱式（动触头作圆弧形水平运动，三柱形中柱旋转式18辽宁工程技术大学毕业设计（论文）（动触头作圆弧形水平运动），悬吊式（属于单柱式隔离开关的一种，静触头用一个瓷绝缘柱支持，动触头悬吊着，分、合闸时上下运动）等等。 5.2.2 隔离开关的选择 在发电厂和变电所种选用什么形式的隔离开关具有重要的意义。因为隔离开关的选型不仅会影响配电装置的总体布置方式，架构形式及其占用土地的面积，而且已经选定的隔离开关工作是否可靠，会影响发电厂和变电所电气部分的安全运行。在隔离开关选型时必须分析各种形

29、式隔离开关的结构特点和在运行实践中表现出来的优缺点。 隔离开关应该根据下列条件进行选择和校验：1.型式和种类2.额定电压3.额定电流4.短路动稳定 满足动稳定条件，即：idwich5.短路热稳定 满足热稳定条件，即：ir.trq 2k 5.3 电流互感器和电压互感器的选择 5.3.1 互感器的作用 互感器是发电厂和变电所中使用的重要高压电器。互感器包括电流互感器和电压互感器两大类。互感器是交流电路中一次系统和二次系统间的联络元件，分别用来相测量、控制和保护设备提供电压和电流信号，以便正确地反映电器设备的正常运行和事故情况。测量仪表测量的准确性和继电保护动作的可靠性，在很大程度上与互感器的性能有

30、关，因此，应当正确的选择和使用互感器。 19北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计5.3.2 互感器的用途 1.将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和保护装置标准化，也可以使二次设备的绝缘水平能按低电压设计。 2.所有二次设备可以用低电压、小电流的电缆（或光缆）连接，使屏内布线简单，安装方便，同时，便于集中管理，可以实现远方控制与测量。3.使二次侧的设备不受一次回路的限制，对二次设备维护、调换以及调试时，不需要中断一次系统的运行，仅适当改变二次接线即可实现。4.使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧要有一点接地，以保证二次系统设备和工作人员的安全。 5.3

31、.3 电流互感器的选择 5.3.3.1 选择依据 电流互感器应按下表技术条件选择，按表中使用环境条件校验：注意：屋内时，风速和污秽可以不校验，屋外时，湿度可以不必校验。（1） 形式选择：35kv及其以上的配电装置一般采用油浸瓷箱式结构的独立式电流互感器，常采用l(c)系列。树脂浇注绝缘的lz系列只适用于35kv屋内配电装置。在有条件时，如回路中有变压器套管、穿墙套管，应当优先采用套管电流互感器，以节约投资，减少占用的土地面积。20辽宁工程技术大学毕业设计（论文）（2） 一次额定电流的选择：a.当电流互感器用于测量时，其一次额定电流应该尽量选择得比回路中的正常工作电流大1/3左右，以保证测量仪表

32、的最佳工作，并且在过负荷时使仪表有适当的指示。b.电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可以按变压器额定电流的1/3进行选择。 总之，一次回路的额定电压和电流应当满足：un>uns,in>imax. （4）二次额定电流的选择：强电系统用5安培。 （5）电流互感器的校验： 热稳定校验：电流互感器的热稳定能力以1s允许通过的一次额定电流倍数kt表示， 校验公式为：（kt*ie1）2*1qd 动稳定校验：电流互感器流过短路电流时，不仅在电流互感器内部产生作用力，而且由于邻相之间电流的相互作用会使绝缘瓷帽上也受到外力的作用。所以应当对不同类

33、型的电流互感器分别进行内部动稳定和外部动稳定校验。对于有些电流互感器是油浸式的，没有相间距离、瓷帽端部或接地端的允许应力fy等参数，只要校验其内部动稳定即可。按照此原则，我们只需要校验内部动稳定即可。校验公式为：iim2ie1*kdw(6)所选电流互感器的技术参数表： 220kv侧电流互感器的技术参数 220kv侧电流互感器的技术参数21北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 5.3.4 电压互感器的选择 5.3.4.1 选择依据电压互感器应按下表技术条件选择，按表中使用环境条件校验：注意：屋内时，风速和污秽可以不校验，屋外时，湿度可以不必校验。（2）形式选择：a.35-110kv配电

34、装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器。b.220kv及其以上配电装置，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。c.接在110kv及其以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通讯时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容器式电压互感器。 （3）按一次回路电压选择：为了保证电压互感器的安全运行和在规定的准确级下运行，电压互感器 一次绕组所接电网电压应满足下列条件：1.1ue1>u1>0.9ue1式中：u1为电网电压，22辽宁工程技术大学毕业设计（论文）ue1为电压互感器一次绕组额定电压。 （4）接线方式的选择：在满足二次电压和负荷要求的条件下，电压互感器应该尽量采用简

35、单接线。 (5)所选电压互感器（油浸式）技术参数： 5.4 母线的选择 5.4.1 导线选择的一般要求 1.配电装置中导线的选择，应该根据环境条件（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构形式。 2.在空气中含盐量较大的地区或是周围气体对铝有明显腐蚀的场所，应尽量选用防腐蚀型铝绞线。3.当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。当电压较高时，为了保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电晕的要求，可以增加导线外径或是增加每相导线的根数。4.对于220kv及其以下的配电装置，电晕对于选择导线的截面一般不起决定作用，故可

36、以根据负荷电流选择导线的截面。导线的结构形式可采用单根钢芯铝绞线或是由钢芯铝绞线组成的复导线。5.对于330kv及其以上的配电装置，电晕及无线电干扰则是选择导线截面和导线结构形式的控制条件。扩径导线具有单位质量轻、电流分布均匀、结构安装上不需要间隔棒、金具连接方便等优点，而且没有分裂导线在短路时引起的附加张力。故330kv配电装置中23北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计的导线适宜采用空心扩径导线。6.对于500kv配电装置，单根空心扩径导线已经不能满足电晕等条件的要求，而分裂导线虽然具有导线拉力大、金具结构复杂、安装麻烦等缺点，但是因为它能够提高导线的自然功率和有效地降低导线表面的

37、电场强度，所以500kv配电装置适宜采用由空心扩径导线和铝合金绞线组成的分裂导线。根据上述要求，结合中江变电所的实际电压等级等情况，我们适宜采用单根钢芯铝绞线作为变电所的母线。 5.4.2 导线的截面的选择和校验 屋外配电装置中的软导线可按下列条件分别进行选择和校验：1. 按回路持续工作电流选择2. 按经济电流密度选择3. 按短路热稳定和动稳定校验4. 按电晕电压校验5. 按电晕对无线电的干扰校验（对于超高压而言） 5.4.3 选定母线的型号及参数表 1） 220kv高压侧母线型号及参数（长期允许载流量（a）： 2） 66kv高压侧母线型号及参数（长期允许载流量（a） 24辽宁工程技术大学毕业

38、设计（论文）说明：以上为根据经济电流密度法所选择的母线型号及其参数，经动短路稳定和热稳定校验均能够满足要求，具体计算过程见设计计算书。 5.5 避雷器的选择 5.5.1 避雷器的作用和类型 避雷器的作用是用来限制作用于设备上的过电压，以保护电气设备的。避雷器的类型主要有：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种避雷器与被保护设备并联安装在被保护设备附近，当过电压超过一定值是，避雷器先放电，从而限制了被保护设备的过电压值。避雷器的保护性能对被保护设备绝缘水平的确定有着直接的影响，因此，正确的选择避雷器具有重要的意义。 5.5.2 各种类型说明 1）保护间隙不宜用于保护具有较平坦安秒特

39、性的电气设备，如：变压器，电缆等。2）管型避雷器放电特性受大气条件的影响较大，目前只用在线路保护以及发、变电所的进线保护。3）阀型避雷器可以分为普通型和磁吹型。但是磁吹型多用作限制内过电压的备用措施。普通型的有fs和fz两种，fs型适用于配电系统，fz型适用于变电所。 5.5.3 各型避雷器的应用范围 在选择避雷器型式时，应该考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，可以按下表选择：各型避雷器的应用范围 25北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 5.5.4 所选避雷器的特性 根据上表，我们拟选用fz型号避雷器（电站用）普通阀型避雷器，用于变电所的配电装置中： 26辽宁工程技术大学毕业设计（

40、论文）fz型避雷器的电气特性 本变电所电气设备选择结果及安装位置一览表: 27北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 28 辽宁工程技术大学毕业设计（论文）6 配电装置的设计 6.1 配电装置的作用 配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按照电气主接线的要求，由开关设备、载流导体、保护和测量电器及其他必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能的装置。 6.2 配电装置的类型及特点 6.2.1 类型 按照电器设备装置地点不同，可以分为屋内配电装置和屋外配电装置；按照组装方式不同，又可以分为装配式配电装置和成套配电装置。6.2.2 特点 （1）屋内配电装置的特点：a.由于允许的安全净距小

41、和可以分层布置，占地面积较小b.维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响c.能够有效地防止污染，减少事故和维修的工作量d.房屋建筑投资较大。（2）屋外配电装置的特点：a.不需要建筑房屋，土建工程量和费用较小，建筑周期短b.相邻设备之间的距离可以增大，使运行安全，便于带电作业c.扩建方便d . 占地面积较大e.受环境影响，使设备的运行、维修和操作条件较差。（3）成套配电装置的特点：a.电气设备布置在封闭或半封闭的金属壳内，结构紧凑，占地面积小b.安装方便，利于扩建和缩短建设周期29北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计c.运行可靠性高，维护方便d.耗用钢材较多，造价较高。 6.3 配电装

42、置的设计和安装应满足入下基本要求 1.必须贯彻执行国家的基本建设方针和技术经济政策；2.合理选用设备，在布置上力求整齐、清晰，满足设备和人身的安全要求，保证运行的可靠性；3.保证操作维修的方便性； 4.在保证安全的前提下，采取有效措施减少钢材、木材和水泥的消耗，努力降低造价，节省占地面积；5.便于安装和扩建。 6.4 本设计选用的隔离开关的形式特点及适用范围 特别地，gw6系列单柱隔离开关，为对称剪刀式结构，分闸后形成垂直方向的绝缘断口，分、合闸状态清晰，十分利于巡视。适用于软母线及硬母线，该种隔离开关通常在配电装置中作为母线隔离开关，具有占地面积小的优点，尤其在采用双母线接线的配电装置中，其

43、省地效果最为显著。30辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 6.5 本变电所配电装置类型的确定 根据配电装置设计安装的基本要求，结合电气设备选择中所选设备的结构特点，特别是所选隔离开关的类型，我们可以将本变电所220kv侧采用屋外（分相）中型配电装置、60kv侧采用屋外普通中型配电装置。 6.6 屋外中型配电装置 在屋外中型配电装置中，所有的电气设备都安装在地面设备支架上。中型配电装置大多采用悬挂式软母线（或者用硬母线和支撑绝缘子组成），固定在母线支架上，母线所在的水平面高于开关电器所在的水平面。 6.7 屋外配电装置的安全净距 1.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

44、的安全距离、电气绝缘等因素决定的。各种间隔距离中最基本的是空气中的最小安全净距，即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，无论在正常或是 过电压的情况下，都不至于发生空气绝缘的击穿。其余的b、c、d、e值都是在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。2屋外配电装置的安全净距（mm） 31北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计注：220j是指中性点直接接地的电网。 6.8 屋外高压配电装置的若干问题 6.8.1 母线及构架 （1）屋外配电装置的母线可以分为软母线和硬母线两种。而我们采用的钢芯

45、铝绞线为软母线，三相可以呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在门形母线构架上。（2）屋外配电装置的构架：可以由钢或是钢筋混凝土制成。a.钢构架强度大，可以按照任何负荷和尺寸制造，便于固定设备，抗震能力强，运输方便，但是金属消耗量大，需要经常维修。b. 钢筋混凝土构架可以节约大量钢材，经久耐用，维护简单。c.以钢筋混凝土环形和镀锌钢梁组成的构架，兼有以上二者的优点，已经在我国220kv及其以下各种配电装置中广泛应用。因此，我们使用第三种构架。 6.8.2 电力变压器 主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m。32辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 6.8.3 电器的布置 （1）断路器有低式和高式两种布置。

46、低式布置的断路器安装在0.51.0m的混凝土基础上，优点是检修方便、抗震性能好，但是低式布置必须设置围栏，会影响通道的畅通。所以我们可以采用高式布置，即将断路器安装在高约2.0m的混凝土基础上。基础高度应该满足：a.电气支柱绝缘子最低裙边的对地距离为2.5mb.电器之间的饿连线对地距离应该符合c值的要求。（2）隔离开关和电流互感器、电压互感器等均采用高式布置，对于其支架高度的要求与断路器相同。（3）避雷器也有低式和高式两种布置：110kv以上的阀型避雷器由于器身较长，多落地安装在0.4m的基础上。我们所选就是阀型避雷器，故可以按此布置。 6.8.4 分相布置的优点 它与普通中型配电装置相比，不

47、同点是将断路器一侧的母线隔离开关分解为a、b、c三相，每一相隔离开关直接布置在各相母线的下部，母线引下线直接从分相隔离开关支柱引至断路器，从而取消了复杂的双层构架，布置更加清晰。悬式绝缘子串数量减少了二分之一，使正常的检修和维护工作量相应减少。 6.8.5 道路设置 屋外配电装置适宜设置环形道路或具备回车条件的道路。道路路面的宽度一般为3.5m，转弯半径不小于7m。对于220kv的变电所可以设置为45m。 6.8.6 中型配电装置的有关尺寸（mm）33北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计 6.8.7 间隔问题 变电所高压侧采用软母线配单柱式隔离开关的分相中型布置。为了提高分相中型布置

48、节约用地效果，对于分相布置的一组隔离开关选用gw6型单柱式隔离开关，使间隔宽度从15m压缩到13m.为了配合13m的间隔宽度，其他不是分相布置的隔离开关，采用相间距离较小为3m、断开后动触头不带电的三柱式隔离开关。变电所低压侧采用软母线配v型隔离开关的普通中型布置，间隔宽度取为6.5米。 34辽宁工程技术大学毕业设计（论文）7 继电保护和自动装置的规划设计 7.1 总则 继电保护和安全运行的自动装置应该符合可靠性、选择性、速动性和灵敏性的要求，当确定继电保护装置的构成方案时，应该考虑以下几个方面的问题：1.电力设备和电力网的结构特点和运行特点；2.各种故障可能出现的概率和可能出现的结果；3.电

49、力系统近期的发展情况；4.经济的合理性；5.近年来国内外的发展经验。 7.2 一般规定 1.电力系统中的电力设备和线路，应装设用于故障和异常运行时的保护装置，电力设备和线路不光要有应对故障和异常运行的主保护，必要时可以增设辅助设备；2. 继电器应当满足可靠性、灵敏性、速动性和选择性；3.制定保护的配置方案时，对于稀有的故障类型，应该根据对于电力网的影响程度和后果而采取相应的措施，保护要能够按要求切除故障；4.在各保护装置接于电流互感器、电压互感器等的二次绕组本身时，应该考虑到既能够尽量消除死区，同时又要尽可能减轻本身故障所产生的影响；5.当采用后备方式时，变压器或是电抗器后面发生短路，以及在电

50、路助增作用很大的相邻线路上发生短路的情况下，如果为了满足相邻保护区末端短路时的灵敏性的要求，将使保护过分复杂或在技术上难以实现，可以缩小后备作用的范围；6.电力设备或电力网的保护配置，除了预先规定以外，都不允许系统因震荡引起误动作；7.正常情况下，当电压互感器的二次回路或其他故障能使保护误动作时，应该装设线路闭锁或采取其他措施。 35北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计7.3 安全自动装置 7.3.1 一般规定 1.在电力系统中，应装设安全自动装置，以防止系统稳定破坏或事故扩大 时造成大面积停电，或对重要用户供电的长时间中断。2.电力系统安全自动装置，是指在电力网中发生故障或是异常运

51、行时，起控制作作用的自动装置；3.安全自动装置应该满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性的要求。 7.3.2 自动投入装置 备用电源和备用设备的自动投入装置（简称为bzt）的配置原则：1.用于发电厂的厂用电和变电所的所用电中；2.用于由双电源供电的变电所，其中一个电源平常处于断开状态必要时作为备用。7.4 继电保护的配置 在220kv变电所一次设计中，要求对220kv侧设置那些继电保护装置进行全面的规划设计，即所谓继电保护的配置。继电保护的配置不要求对所有的继电保护装置进行整定计算，而只是指出要设置哪些保护配置便可以了，以便对继电保护计算提供依据。在继电保护的配置中，应该采用规定的符号标注在图纸中

52、，进行继电保护的配置，要绘制出主接线图，并且把各条进出线的继电保护配置，用规定符号标注在进出线右边。 7.5 继电保护配置符号36辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7.6 本变电所的保护配置 37北新220/60kv一次降压变电所电气部分设计7.6.1 电力变压器的保护 电力变压器在电力系统中的地位非常重要，它的故障对于供电的可靠性和系统的正常运行将会带来严重的后果。由于大部分安装在户外，受自然条件的影响比较的大，同时受到连接负荷的影响和电力系统短路故障的威胁，变压器在运行中可能出现各种类型的故障和不正常运行状态。因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好，动作可靠的保护。变压器的故障可

53、以分为内部故障和外部故障。内部故障指得是变压器油箱内绕组之间发生的相间短路，一相绕组之中发生的匝间短路，绕组与铁心或是引出线与外壳之间发生的单相接地短路。外部故障指的是油箱外部引出线之间发生的各种相间短路，引出线因为绝缘套管闪络或破碎通过油箱外壳发生的单相接地短路。变压器发生故障，必将对电网和变压器带来危害，必须将其从电力系统之中切除掉。变压器的不正常运行状态主要是指过负荷、油箱漏油造成的油面下降以及 外部短路引起的过电流。为了保证电力系统安全稳定运行，并将故障或不正常运行状态的影响限制在最小的范围之内，按照gb14258-1993继电保护和安全自动装置技术规程的规定，变压器应该装设以下保护装

54、置。7.6.1.1变压器的瓦斯保护 在变压器的本体与油枕之间通道上装设瓦斯保护，其作用是当变压器发生轻微故障时，瓦斯继电器油面降低，发出信号，当变压器内部发生严重故障时，将会产生出大量的气体，发出跳闸脉冲信号。7.6.1.2纵差保护或电流速断保护 对于变压器引出线、套管及内部的短路故障，应该按照下列规定，装设相应的保护作为主保护，保护瞬时动作于断开变压器各侧的断路器。对于6.3mva以及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器，以及2mva及以上用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器，应该装设纵差保护。7.6.1.3过电流保护 对于由变压器外部相间短路引起的变压器过电流，应该装设相应的保护作为后备保护，保护动作之后，应该带时限动作于跳闸。其中：（1）过电流保护适宜用于降压变压器，（2）复合电压启动的过电流保护适宜用于升压变压器