某地区220KV降压变电站电气设计

1、攀枝花学院本科毕业设计（论文） 某地区 220kv 降压变电站电气设计 学生姓名： 廖 润 学生学号： 200910502038 院（系）： 电气信息工程学院 年级专业： 电气工程与自动化 指导教师： 帅定新 副教授 助理指导教师： 二一三年六月 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要 i 摘 要 随着国民经济的快速增长，电力系统得到了空前的发展。搞好电力系统建 设，提高电能的质量，实现电能的优化分配，降压变电站的设计显得很重要。 本次设计是 220kv 降压变电站电气部分设计，根据原始资料，对电力用户类型 进行分析，计算负荷大小，确定变压器容量、台数及其其它参数。拟订电气主 接线方案，通过技

2、术经济对比，择出最佳方案。计算短路电流，通过分析计算 选择电器设备，并进行动热稳定校验。采取相应的继电保护措施，并对变电站 进行必要的防雷设计。 关键词 变电站，负荷，变压器，主接线。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） abstract ii abstract with the rapid growth of national economy, power system, obtained the unprecedented development. the construction of the power system, improve the quality of electric ene

3、rgy, to achieve the optimal allocation of electricity, step-down substation design is very important. this design is a 220 kv step-down transformer substation electrical part design, according to the original data, analysis of power user type, size, computational load transformer capacity, sets and

4、other parameters. to formulate the main electrical wiring scheme, through technical and economic comparison, choose the best solution. short circuit current calculation, electrical equipment through the analysis of calculating and selecting, the thermal stability of hand action to check. correspondi

5、ng protection measures are taken, and the substation lightning protection design should be made. key words substations, loads, transformers, main wiring. 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 目 录 摘摘 要要.i i abstractabstract.iiii 绪论绪论.1 1 1 1 原始资料原始资料.2 2 2 2变压器的选择变压器的选择.3 3 2.12.1 概述概述.3 3 2 23 3 主变压器容量的选择主变压器容量的选择.3

6、3 3 3 电气主接线设计电气主接线设计.4 4 3 31 1 概述概述.4 4 3 33 3 110kv110kv 侧接线的选择侧接线的选择 .5 5 3 34 4 10kv10kv 侧接线的选择侧接线的选择 .6 6 4 4 短路电流计算短路电流计算.8 8 4 42 2 计算电抗计算电抗.8 8 421220kv 侧短路电流计算 .10 422 110kv 侧短路电流计算 .11 423 10kv 侧电流短路计算 .13 5 5 主要电气设备的选择主要电气设备的选择.1616 5 51 1 电器设备选择要求电器设备选择要求.1616 5 52 2 母线的选择母线的选择.1616 521

7、220kv 母线的选择 .16 522 110kv 侧母线选择 .17 523 10kv 侧母线的选择 .18 5 53 3 断路器和隔离开关的选择断路器和隔离开关的选择 .1818 531 220kv 侧母线断路器和隔离开关的选择 .18 532 110kv 侧断路器和隔离开关的选择 .19 533 10kv 侧断路器的选择 .20 5 54 4 电流互感器选择电流互感器选择.2121 5 55 5 电压互感器选择电压互感器选择.2121 6 6 继电保护设计继电保护设计.2323 6 61 1 概述概述.2323 6 62 2 继电保护具体配置继电保护具体配置.2323 7 7 防雷防雷设

8、设计计.2626 7.17.1 避雷针的布置及保护范围计算避雷针的布置及保护范围计算.2626 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 7.27.2 各电压等级的避雷器选择各电压等级的避雷器选择.2727 7 73 3 变压器和母线避雷器的最大电气距离变压器和母线避雷器的最大电气距离 .3030 7.7. 4 4 防雷接地防雷接地.3131 结论结论.3232 参考文献参考文献.3333 致谢致谢.3434 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 绪 论 1 绪论 电能的发现与应用是第二次工业革命的主要标志，将人类社会推入电气时 代，从此改善人们的生活。日渐成为科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。

9、电能与其他能量之间转换十分方便，容易进行大量生产、远距离输送和控制。 但是电能不能大量储存，其生产、输送、分配、使用是同时进行的。 最近二十年国内外对电力系统开展解除管制，实现电力市场的改革，目前 国内外正在广泛研究在电力市场环境下电力系统运行的基本要求及其间的关系 问题。随着国民经济的快速增长，电力系统得到了空前的发展。但是电力系统 的发展速度没有完全跟上经济的快速增长的步伐，导致电能供不应求，全国凸 显缺电的情况。这使人们对电能的利用越来越重视。我国电力建设这些年，系 统容量越来越大，对电力设备要求也越来越高。顺应国民经济的发展，搞好电 力系统建设，显得十分重要。 在电力系统中，发电厂将天

10、然的一次能源转变成电能，通过变换、输送、 分配等一系列连贯步骤，将电能安全、优质、可靠、经济的输送到各个用电设 备变电站是电力系统中的一个非常重要的环节，其功能是变换电压等级、汇集 分配电能的作用。变电站分为升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站通 常靠近发电厂，升高电压等级，减少输送过程中的损耗，远离负荷。而降压变 电站是将输送进来的电压根据负荷需要，降低变换成不同等级供负载使用，靠 近负荷中心。其主要包括变压器、母线、线路开关设备、建筑物及电力系统安 全和控制所需的设施。 我国电力经过多年的发展，变电站的设计呈现出了一些新的趋势。随着电 气设备制造水平提高，新材料的采用，电器设备的可靠性

11、大大增加，变电站的 接线方式将越加简单。当变电站的接线方式变的简单后，变电站的布局和建筑 结构也会变得更加简化，将大大减少土地资源的占用。面对现在紧张的土地资 源，地面变电站有向向底下变电站发展的趋势。由于工业、制造业的发展，高 性能、新型的电气一次设备将被大量采用，这将变电站设计的电气设备推向更 高的层次。计算机网络技术和通讯技术的突飞猛进，和引进国外先进的网络技 术，这将使变电站向变电站综合自动化发展，在节约运行和维护成本的同时提 高电能质量和供电可靠性。这一系列的新趋势表明，未来变电站将被设计为占 地面积小，运行将更加可靠、灵活、经济的智能变电站。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 原

12、始资料 2 1 原始资料 1、该变电所在某地区郊外，各个地理条件佳。 2、电源： 待建变电所由一个 220kv 水电站和一个 220kv 火电站供电。 3、负荷情况： （1）110kv 负荷：轧铁厂，最大负荷为 36mw ，功率因数为 0.95，以两回线送 出。 铝厂，最大负荷为 30mw，功率因素为 0.95，以两回线送出。 （2）10kv 负荷如下表，初步估计 10 年内年增长率为 5%。 序号用户最大负荷 mw cos回路数负荷性质 1印刷厂160952i 2机械厂240952i 3建材厂080952i 4汽车厂190952i 5电机厂150952i 6木材加工 厂 210952i （3

13、）最大负荷利用小时数 5500h，同时率取 0.9 4、气象及地质条件 ：温度情况：最高 43 度，最低 1 度，平均 30 度。 平均雷电日：40 日/年，土壤电阻率：500/m，5 级以下地震，海拔 600m 无 污染影。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 变压器的选 择 3 2变压器的选择 2.1 概述 电力系统中, 主变压器用于向电力系统或用户输送功率的. 主变压器的台 数和容量直接影响配电装置结构和主接线形式。容量的确定根据传递容量的原 始资料和电力系统的 510 年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、接入系统 的的紧密程度以及电压等级等因素综合分析作出合理选择。若变压器的容量选

14、得太大、台数过多，不仅投资费用增加，而且占地面积也会增加，同时也增加 了运行损耗，设备不能得到充分发挥；若容量选得过小，将不能变电站负荷的 需要。 2.2 主变压器台数的选择 一般应按 510 年规划负荷来选择变电站主变压器容量。考虑电力发展规划、 负荷的类型、电网结构等综合条件确定变压器的容量。重要变电站，当需要一 台主变压器停运时，在计及过负荷能力允许时间内，其余变压器容量应满足 1 类和 2 类负荷的供电；一般性变电站，考虑当一台主变压器停运时，其余变压 器容量应能满足所有负荷的 70%80%。 对于在中、低压侧已形成环网的枢纽变电站情况下，变电站一般设置两台 主变压器；为提高供电可靠性

15、，地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电 站可设 3 台主变压器， 。 对资料进行分析，该变电站肩负重要的变电工作，负荷为类负荷，因此 该变电站供电可靠性十分重要，为保证供电可靠性，避免一台主变故障或检修 时影响供电， 可得选择两台主变压器为宜。 23主变压器容量的选择 机组单元连接的主变压器容量 300mw 及以下和 330kv 及以下的电力系统中， 适合选用三相变压器。 变压器容量应根据电力 510 年发展规划进行选择，变电所最大负荷： p=36+30+1.6+2.4+0.8+1.9+1.5+2.1+(1.6+2.4+0.8+1.9+1.5+2.1)5%100.9=81. 45mw 因此

16、选择容量为 90mva 的 swds-90000/220 变压器，短路电压（%）高中： 24.56 高低：13.94 中低：8.6 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 电气主接线设 计 4 3 电气主接线设计 31 概述 电气主接线的选择应符合以下要求: (1)可靠性:选择的主接线应保证对负荷供电的可靠性,尤其是保证重要负荷 的供电 (2)灵活性:选择的主接线应能适应各种工作情况,尤其当工作情况发生变化 或者一部分设备需要检修时,通过倒换开关做到灵活调度,保证持续向用户供电 在扩建时也能很方便的完成。 (3)经济性：在保证向用户供给符合质量的电能，而且能够适应各种的运行 方式的情况下，主接线的

17、设计应简单，投资少，运行管理费用低，一般情况下， 应考虑节约电能和有色金属的消耗量。 变电站的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回 路数等条件和具体情况确定。变电站的高压侧应尽可能采用断路器数目较少的 接线，以节省投资。 32 220kv 侧主接线的选择 方案一 采用单母分段接线 优点：单母线分段接线可以使母线故障的影响范围减小，提高供电 的可靠性。 当一段母线有故障时，分段断路器在继电保护的配合下自动跳闸，切除 故障，使非故障母线保持正常供电。对于重要用户，可以从不同的分段 上取得电源，保证不中断供电。 缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接 在该分

18、段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段 单回路供电的用户停电。 （2）任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。 单母线分段接线，虽然较单母线接线提高了供电可靠性和灵活性，但当 电源容量较大和出线数目较多，尤其是单回路供电的用户较多时，其缺 点更加突出。因此，一般认为单母线分段接线应用在 610kv，出线在 6 回及以上时，每段所接容量不宜超过 25mw；用于 3566kv 时，出线回 路不宜超过 8 回；用于 110220kv 时，出线回路不宜超过 4 回。 方案二 采用双母线接 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 电气主接线设 计 5 与单母线相比，双母线接线具有以下优点

19、： (1)供电可靠、检修方便。 (2)调度灵活。当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组 母线，就可迅速恢复供电。 (3)扩建方便。向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和 负荷。 缺点： (1)所用设备多（特别是隔离开关） 。 (2)配电装置复杂，经济性差。 (3)在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，且对实现自动化不 便；尤其当母线系统故障时，须短时切除较多电源和线路，这对重要的大型电 厂和变电站是不允许的。 由于双母线有较高的可靠性，广泛应用于以下情况：进出线回路数较 多、容量较大、出线带电抗器的 610kv 配电装置；3560kv 出线回路数超过 8 回

20、，或者连接电源较大、负荷较大时；110kv 出线数 6 回及以上时；220kv 出线 数为 4 回及以上时。 方案三 采用双母线分段接线 优点：双母线分段接线具体双母线接线的优点而且比双母线接线的可靠性 更高。任何时候都有备用母线，有较高的可靠性和灵活性。 缺点：投资大。 较多用于 220kv 配电装置，1014 回进出线时采用三分段，15 回及以上时 采用四分段。 因此，为保证供电可靠性，方案一的的可靠性不够，方案三的可靠性极高， 但是投资费用大。综合考虑，选择方案二较为适宜。 33 110kv 侧接线的选择 方案一：选择单母线分段接线 优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍

21、可继续工作， 缩小母线故障影响范围。对于双回路线路供电的重要用户，可将双回路接于不 同的母线段上，保证重要用户的供电。 缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在此段的所有回路减少了系统 的供电量，并使该回路的用户停电。 方案二：选择分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段 优点：有较大的可靠性和灵活性，且检修进、出线断路器时可不中断该回 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 电气主接线设 计 6 路的供电 缺点：投资增大，经济性差 方案三：采用双母线接线 优点：供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组母线，一组母线故障后能 够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时， 可将其接

22、至备用母线，不直接影响工作母线的正常运行。 缺点：投资大，由于线路较为复杂，在隔离开关的倒换操作中很容易出现 误操作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资。 比较结论： 由于此电压侧有 1 回路的一类负荷，1 回路的二类负荷，选择方案一可靠 性太差，而采用双母线接线方式投资较大，经济性差。折中考虑可靠性与经济 性，故选择分段断路器兼作旁路断路器的单母线分段的接线法。 34 10kv 侧接线的选择 方案一：采用单母线接线 优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作 人发生误操作的可能性就要小。 缺点：可靠性和灵活性差。当电源线路，母线或者母线隔离开关发生故障 或

23、者检修的时候全部回路停止供电，造成很大的经济损失。 方案二： 采用单母线分段接线 优点：母线发生故障时，仅故障母线停止供电，非故障母线仍可继续工作， 缩小母线故障影响范围。对于双回路线路供电的重要用户，可将双回路接于不 同的母线段上，保证重要用户的供电。 缺点：当一段母线故障或检修时，必须断开在此段的所有回路减少了系统的 供电量，并使该回路的用户停电。 方案三：采用双母线接线 优点：供电可靠，可以不停电而轮流检修每一组母线，一组母线故障后能 够通过隔离开关的轮换操作来迅速恢复供电。当个别线路需要单独进行试验时， 可将其接至备用母线，不直接影响工作母线的正常运行。 缺点：投资大，由于线路较为复杂

24、，隔离开关的倒换操作中很容易出现误 操作，还需在隔离开关与断路器之间加装连锁装置，增加投资。 比较结论：由于此电压侧有 2 回路的二类负荷，选择方案一可靠性太差， 而采用双母线接线投资较大，经济性差。折中考虑可靠性与经济性，故而选择 单母线分段的接线方法. 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 电气主接线设 计 7 选择结果总图如下： 图 3.1 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 8 4 短路电流计算 41 概述 短路的原因有：电气设备或载流部分的绝缘破坏。大气过电压(雷过电压)， 操作过电压。绝缘陈旧老化和机械损伤以及设计、安装、运行维护不良。设备 缺陷未发现和未及时消除。输电

25、线路断线倒杆事故，树枝引起接地等。运行人 员不遵守操作和安全工作规程而造成误操作。 小动物及鸟类造成接地或相间短 路等。 三相系统中短路的类型有：三相短路、两相短路、单相接地和两相接地短 路。 三相短路为对称短路，短路电流交流分量是对称的，只是线路中的电流增 大、电压降低而已，而电流和电压之间的相位差一般也较正常工作情况是为大。 在对称三相系统中，三相阻抗相同，三相电压和电流的有效值相等。因此对于 三相系统三相短路的分析计算，可只分析和计算其中一相。 两相短路、单相接地和两相接地短路，以及单相断线和两相断线均为不对 称故障。当电力系统发生不对称故障时，三相阻抗不同，三相电压和电流有效 值也不相

26、等，相与相之间的相位差也不相等。为了保证电力系统的安全运行， 在选择电气设备时都要用可能流经设备的最大短路电流进行热稳定和动稳定效 验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路电流引起的发热和电动力的巨大 冲击。 短路电流计算可用于选择继电保护装置和整定计算；电网接线和发电厂、 变电所电气主接线的比较、选择；确定送电线路对附近通信线路电磁危害的影 响。 42 计算电抗 选取，计算电抗：mva sb 100 03 . 0 230 100 404 . 0 2 1 xl 02 . 0 230 100 30 4 . 22 o xl 01 . 0 230 100 154 . 0 23 xl 攀枝花学院本科毕

27、业设计（论文） 4 短路电流计算 9 11 . 0 90 100 100 (%) 17 . 0 90 100 100 (%) 01 . 1 2/)56.246 . 894.13(%) 61 . 9 2/)6 . 894.1356.24(%) 95.142/)6 . 894.1356.24(%) 04 . 0 370 100 100 02.14 06 . 0 240 100 100 14 100 (%) 06 . 0 85 . 0 /240 100 171 . 0 08 . 0 85 . 0 /160 100 148 . 0 2 23 1 21 3 2 1 65 4321 6*5* 4*3*2*

28、1* u x u x u u u xx s su xxxx xx xxxx k k k k k tt n bk tttt gg gggg 图 4.1 05 . 0 2/ )04 . 0 05. 0( 02 . 0 2/03. 0 04 . 0 4/ )06 . 0 08. 0( 3 2 1 x x x 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 10 图 4.2 421 220kv 侧短路电流计算 当短路点为 k1 时， 07 . 0 06 . 0 01 . 0 05 . 0 01 . 0 05 . 0 08 . 0 05 . 0 01 . 0 06 . 0 01 . 0 06 . 0

29、5 4 x x 则简化电路如下： 图 4.3 60 . 0 85 . 0 100 1604 08 . 0 1 xjs 查表得： 7.1 * i 75 . 1 *1 . 0 iz 63 . 1 *2 . 0 iz 72 . 1 *6 . 0 iz 83 . 1 *1 iz 05 . 2 *2 iz 31 . 2 *4 iz 有名值： ka i 21 . 3 85 . 0 2303 640 7 . 1 ka iz 31 . 3 85 . 0 2303 640 75 . 1 *1 . 0 ka iz 08 . 3 85. 02303 640 63 . 1 *2 . 0 ka iz 25 . 3 85

30、 . 0 2303 640 72 . 1 *6 . 0 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 11 ka iz 46 . 3 85 . 0 2303 640 83 . 1 *1 ka iz 87 . 3 85 . 0 2303 640 05 . 2 *2 ka iz 37 . 4 85 . 0 2303 640 31 . 2 *4 40 . 0 85 . 0 100 2402 07 . 0 2 xjs 查表得： 67 . 2 * i 60 . 2 *1 . 0 iz 20 . 2 *2 . 0 iz 94 . 1 *6 . 0 iz 01 . 2 *1 iz 10 . 2 *2 i

31、z 20 . 2 *4 iz 有名值： ka i 78 . 3 85 . 0 2303 480 67 . 2 ka iz 69 . 3 85 . 0 2303 480 6 . 2 *1 . 0 ka iz 12 . 3 85 . 0 2303 480 20 . 2 *2 . 0 ka iz 75 . 2 85 . 0 2303 480 94 . 1 *6 . 0 ka iz 85 . 2 85 . 0 2303 480 01 . 2 *1 ka iz 98 . 2 85 . 0 2303 480 10 . 2 *2 ka iz 12 . 3 85 . 0 2303 480 20 . 2 *4

32、短路电流叠加： ka i 99 . 6 78 . 3 21 . 3 * ka iz 00. 769 . 3 31. 3 *1 . 0 ka iz 20 . 6 12 . 3 08 . 3 *2 . 0 ka iz 00 . 6 75 . 2 25 . 3 *6 . 0 ka iz 31 . 6 85 . 2 46 . 3 *1 ka iz 85 . 6 98 . 2 87 . 3 *2 ka iz 49. 712 . 3 37 . 4 *4 ka iish 79.1799 . 6 28 . 128 . 1 * 422 110kv 侧短路电流计算 当短路点为 k2 时，电路简化为如下： 攀枝花学

33、院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 12 图 4.4 电路进一步简化如下图：22 . 0 08 . 0 08. 007 . 0 08 . 0 07 . 0 25 . 0 07. 0 08 . 0 08 . 0 08 . 0 08. 0 7 6 x x 图 4.5 88 . 1 85 . 0 100 1604 25 . 0 1 xjs 查表得： 68 . 0 * i 68. 0 *1 . 0 iz 57 . 0 *2 . 0 iz 57 . 0 *6 . 0 iz 58 . 0 *1 iz 58 . 0 *2 iz 60 . 0 *4 iz 有名值计算： ka i 57 . 2 85 .

34、0 1153 640 68 . 0 * ka iz 57. 2 85 . 0 1153 640 68 . 0 *1 . 0 ka iz 15. 2 85 . 0 1153 640 57 . 0 *2 . 0 ka iz 15 . 2 85 . 0 1153 640 57 . 0 *6 . 0 ka iz 19 . 2 85 . 0 1153 640 58 . 0 *1 ka iz 19 . 2 85 . 0 1153 640 58 . 0 *2 ka iz 26 . 2 85 . 0 1153 640 60 . 0 *4 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 13 24 . 1 8

35、5 . 0 100 2402 22 . 0 2 xjs 查表得： 80. 0 * i 78 . 0 *1 . 0 iz 78 . 0 *2 . 0 iz 80 . 0 *6 . 0 iz 85 . 0 *1 iz 86 . 0 *2 iz 86 . 0 *4 iz 有名值计算： ka i 27 . 2 85 . 0 1153 480 80 . 0 * ka iz 21. 2 85 . 0 1153 480 78 . 0 *1 . 0 ka iz 21 . 2 85 . 0 1153 480 78 . 0 *2 . 0 ka iz 27 . 2 85 . 0 1153 480 80 . 0 *6

36、 . 0 ka iz 41 . 2 85 . 0 1153 480 85 . 0 *1 ka iz 44 . 2 85 . 0 1153 480 86 . 0 *2 ka iz 44 . 2 85 . 0 1153 480 86 . 0 *4 短路电流叠加： ka i 84 . 4 27 . 2 57 . 2 * ka iz 78 . 4 21 . 2 57 . 2 *1 . 0 ka iz 36 . 4 21 . 2 15 . 2 *2 . 0 ka iz 42 . 4 27 . 2 15 . 2 *6 . 0 60 . 4 41 . 2 19. 2 *1 iz ka iz 67 . 4 4

37、4 . 2 19 . 2 *2 ka iz 70 . 4 44. 226 . 2 *4 ka iish 32.1284 . 4 28 . 128 . 1 * 423 10kv 侧电流短路计算 当短路点为 k3 时，电路简化如下图： 图 4.6 因此电路进一步化简为： 35 . 0 08 . 0 14 . 0 07 . 0 14 . 0 07 . 0 38 . 0 07 . 0 14 . 0 08 . 0 14 . 0 08 . 0 9 8 x x 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 14 图 4.7 86 . 2 85 . 0 100 640 38 . 0 1 xjs 查表得：

38、44 . 0 * i 44 . 0 *1 . 0 iz 37 . 0 *2 . 0 iz 37 . 0 *6 . 0 iz 37 . 0 *1 iz 37 . 0 *2 iz 37 . 0 *4 iz 有名值计算： ka i 21.18 85 . 0 5 . 103 640 44 . 0 * ka iz 21.18 85 . 0 5 . 103 640 44 . 0 *1 . 0 ka iz 32.15 85 . 0 5 . 103 640 37 . 0 *2 . 0 ka iz 32.15 85 . 0 5 . 103 640 37 . 0 *6 . 0 ka iz 32.15 85 . 0

39、 5 . 103 640 37 . 0 *1 ka iz 32.15 85 . 0 5 . 103 640 37 . 0 *2 ka iz 32.15 85 . 0 5 . 103 640 37 . 0 *4 98 . 1 85 . 0 100 480 35 . 0 2 xjs 查表得： 51 . 0 * i 48 . 0 *1 . 0 iz 48 . 0 *2 . 0 iz 51 . 0 *6 . 0 iz 52 . 0 *1 iz 52 . 0 *2 iz 52 . 0 *4 iz 有名值计算： ka i 84.15 0.8510.53 480 51 . 0 * ka iz 90.14 0

40、.8510.53 480 48 . 0 *1 . 0 ka iz 90.14 0.8510.53 480 48 . 0 *2 . 0 ka iz 84.15 0.8510.53 480 51 . 0 *6 . 0 ka iz 15.16 0.8510.53 480 52 . 0 *1 ka iz 15.16 0.8510.53 480 52 . 0 *2 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 短路电流计算 15 ka iz 15.16 0.8510.53 480 52 . 0 *4 短路电流叠加： ka i 05.3484.1521.18 * ka iz 11.3290.1421.18 *1 .

41、 0 ka iz 22.3090.1432.15 *2 . 0 ka iz 16.3184.1532.15 *6 . 0 ka iz 47.3115.1632.15 *1 ka iz 47.3115.1632.15 *2 ka iz 47.3115.1632.15 *2 ka iish 68.8628 . 1 * 短路电流表如下： 短路点 k1k2k3 (ka) i * 6.994.8434.05 (ka) iz*1 . 0 7.004.7832.11 (ka) iz*2 . 0 6.204.3630.22 (ka) iz*6 . 0 6.004.4231.47 (ka) iz *1 6.31

42、4.6031.47 (ka) iz *2 6.854.6731.47 (ka) iz *4 7.494.7031.47 (ka) ish 17.7912.3286.68 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 16 5 主要电气设备的选择 51 电器设备选择要求 （1） 所选电气设备求技术先进，安全适用，经济合理，贯彻以铝代铜， 节约占地等国策。 （2） 在选择电气设备时，应接正常工作条件进行选择，并按短路情况 校验其动稳定和热稳定。迟钝满足正常运行，检修和短路情况的要求。 （3） 验算电气设备稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，按 本 工程的设计规则容量计算，并考虑

43、电力系统的运景以展规划。按可能发生最大 短路电流的正常接线方式进行计算。 （4） 为了便于维修，减少备品，备件的型号，设计时同一电压等级下的 电气设备尽量采用同一品种。 （5） 所选的电气设备，应按当地的气温，风速，覆冰，海拔等环境条件 校核。 52 母线的选择 521 220kv 母线的选择 由最大符合利用小时数 5400h，查得电流经济密度为9 . 0 ji a u p i e 225 95 . 0 2203 45.81 cos3 max max mm j i i s 2 max 250 9 . 0 225 因此，查表选择导线型号为 lgj70 型。该导线允许的最大电流为 275a 修正计

44、 算：94 . 0 2570 3070 k 满足要求aaki al 225 5 . 25827594 . 0 热稳定校验：短路持续时间 ： stttt ainprk 27 . 08 . 05 . 0 主保护动作时间 pr t 固有分闸时间 in t 燃弧时间 a t 周期分量热效应： k t t p tiiiq k k 2 2 22 10 12 1 由短路电流计算可知： =6.99ka i * kai k t 31 . 6 2 kai k t 85 . 6 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 17 skaqp 2222 32.8285 . 6 31 . 6 1099 .

45、6 12 2 所以 ss tk 12 qq pk 正常运行时导体的温度：查表得 cqw 0 42)/(32 . 0 216 10ma j w )/(46 . 0 1216 210ma q s a j w k h 查表得： 满足热稳定要求。cc qh 20061 522 110kv 侧母线选择 mm j i i s 2 max 9 . 404 9 . 0 64.364 因此，选择导线型号为 lgj-120。其最大容许电流为 380a 。 修正计算：94 . 0 2570 3070 k 不满足要求。因此选择导线型号为 lgjaaki al 64.364 2 . 35738094 . 0 150，其

46、最大容许电流为 445a。满足要求。aaki al 64.364 3 . 41844594 . 0 热稳定校验：短路持续时间 ： stttt ainprk 27 . 08 . 05 . 0 主保护动作时间 pr t 固有分闸时间 in t 燃弧时间 a t 周期分量热效应： k t t p tiiiq k k 2 2 22 10 12 1 由短路电流计算可知： =4.84ka i * kai k t 60 . 4 2 kai k t 67 . 4 skaqp 2222 69.4267 . 4 60 . 4 1084 . 4 12 2 所以 ss tk 12 qq pk 正常运行时导体的温度：查

47、表得 cqw 0 61)/(46 . 0 216 10ma j w )/(51 . 0 1216 210ma q s a j w k h 查表得： 满足热稳定要求。cc qh 20081 a u p i e 64.364 95 . 0 1103 66 cos3 max max 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 18 523 10kv 侧母线的选择 因此选择 638 的矩形铝导a u p i e 95.938 95 . 0 103 45.15 cos3 max max 体，起平放允许的最大电流为 1038a。温度休整计算： 94 . 0 2570 3070 k 满足长期最

48、大工作电流要求aaki al 95.93872.975103894 . 0 mm j i i s 2 max 9 . 404 9 . 0 64.364 热稳定校验：短路持续时间 ： stttt ainprk 27 . 08 . 05 . 0 主保护动作时间 pr t 固有分闸时间 in t 燃弧时间 a t 周期分量热效应： k t t p tiiiq k k 2 2 22 10 12 1 由短路电流计算可知： =34.05ka i * kai k t 47.31 2 kai k t 47.31 skaqk 2222 44.179447.3147.311005.34 12 2 所以 ss tk

49、 12 qq pk 正常运行时导体的温度：查表得 cqw 0 75)/(71 . 0 216 10ma j w )/(74 . 1 1216 210ma q s a j w k h 查表得： 满足热稳定要求。cc qh 200160 母线选择结果: 母线选择220kv 侧110kv 侧10kv 侧 型号 lgj70lgj150lmy638 53 断路器和隔离开关的选择 531 220kv 侧母线断路器和隔离开关的选择 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 19 已知：=220kv = sn u imax ka un 225 . 0 95 . 0 2203 45.81 cos

50、3 45.81 高压断路器的额定电压和电流选择满足 的要求 unusniin max 初步选定型号:lw6-220/3150 skaqk 2222 32.8285 . 6 31 . 6 1099 . 6 12 2 热稳： 8 . 29763 5 . 31 22 tiska 2 满足要求 qk ti 2 ka 5 . 31 esi 满足要求ka ish 79.17 ii shes 因此选择 lw6-220/3500 型号断路器。 220kv 隔离开关选择： 根据 要求： unusniin max 初步选定 gw =220 型隔离开ka un i 225 . 0 95 . 0 2203 45.81

51、 cos3 45.81 max 4 关skaqk 2222 32.8285 . 6 31 . 6 1099 . 6 12 2 75003502 2 tiska 2 满足要求 qk ti 2 最终选定要求：gw -220 型隔离开关 4 532 110kv 侧断路器和隔离开关的选择 kv un 110 = imax a un 64.364 95 . 0 1103 66 cos3 66 高压断路器的额定电压和电流选择满足 的要求 unusniin max 初步选定型号:sw4-110/1000 skaqk 2222 69.4267 . 4 60 . 4 1084 . 4 12 2 攀枝花学院本科毕

52、业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 20 热稳定校验： 3000t i 2 ska 2 满足要求 qk ti 2 开断电流校验：ka 5 . 31 esi 满足要求最终选择 sw4-110/1000 型号断路器。ka ish 32.12 ii shes 根据 要求，初步选定 gw =220 型隔离开关 unusniin max 4 skaqk 2222 69.4267 . 4 60 . 4 1084 . 4 12 2 ka 75003502 2 ti 2 满足要求 qk ti 2 最终选：gw -220 型隔离开关 4 533 10kv 侧断路器的选择 已知：=10kv = sn u i

53、max a un 95.938 95 . 0 103 45.15 cos3 45.15 高压断路器的额定电压和电流选择满足 的要求 unusniin max 初步选定型号:sn10-10/2000 skaqk 2222 44.179447.3147.311005.34 12 2 热稳：ka 56243 3 . 43 22 ti 2 s 满足要求 qk ti 2 ka130 esi 满足要求。因此最终选择断路器为：sn10-ka ish 68.86 ii shes 10/2000 隔离开关的选择：10kv 侧不需要隔离开关。 短路器和隔离开关的选择结果如下表： 设备名称220kv 策110kv

54、侧10kv 侧 断路器 lw6-220/350sw4-110/100sn10-10/2000 隔离开关 gw4-220gw4-220 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 21 54 电流互感器选择 在高压电网中，为了测量和继电保护的需要应用互感器。互感器的 作用是： 把高电压和大电流按比例转换成低电压和小电流，以便提供测量 和继电保护所需参数。 把电网处于高电压的部分和处在低压的测量仪表和继电保护装置 隔离开，以保证人员和设备的安全。 主变压器 220kv 侧电流互感器 选用：lcw-220 型，ki=300a/5a,级次 0.5/5p/5p,每相四只串联使用。 其热稳定

55、倍数为 60，动稳定倍数为 60，热稳定和动稳定的计算校验结果 如下： 1280025456603002 1016 . 4 65 . 1 502010 4 . 321)30060( 7272 主变压器 110kv 侧电流互感器 选用 lcwd-110 型，ki=400a/5a,级次 0.5/5p，热稳定倍数为 75，动 稳定倍数为 150，用于继电保护和测量仪表回路。热稳定和动稳定的校 验结果如下： 7880848531504002 1034 . 1 4 . 1309010901)40075( 7272 主变压器 10kv 侧电流互感器 选用 ldzj1-10 型，ki=1200a/5a，热稳

56、定倍数为 50，动稳定倍数为 90， 校验结果如下： 330001527359012002 1093.2025 . 1 12940103601)120050( 7272 4、220kv 侧进出线电流互感器 选用 lclwd-220 型，ki=600a/1a 5、110kv 侧出线电流互感器 选用 lcw-110 型，ki=100a/1a 6、10kv 侧出线电流互感器 选用 la-10 型，ki=100a/5a 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 主要电气设备的选 择 22 55 电压互感器选择 220kv 侧选用 jcc220 型单相、串级式三绕组户外式电压互感器， 额定电压比为，共三台。v

57、vv100 3 100 3 220000 110kv 侧母线上选用 jcc-110 型电压互感器，额定电压比为 。可供绝缘监视使用，共三台。vvv 3 100 3 100 3 110000 10kv 侧母线上选用的是 jsjw-10 型电压互感器，可供绝缘监视用， 随配套开关柜安装。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 继电保护设计 23 6 继电保护设计 61 概述 继电保护配置的一般原则： 电力系统断继电保护设计与配置是否合理直接影响电力系统的安全运行。 若设计与配置不当，在出现保护不正确动作的情况时，会使得事故停电范围扩 大，给国民经济带来程度不同的损失，还可能造成设备或人身安全事故。因

58、此， 合理地选择继电保护的配置方案正确地进整定计算，对保护电力系统安全运行 具有十分重要的意义。 选择继电保护配置方案时，应尽可能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和 速动性的要求。当存在困难时允许根据具体情况，在不影响系统安全运行的前 提下适当地降低某些方面的要求。 选择继电保护装置方案时，应首先考虑采用最简单的保护装置，以求可靠 性较高、调试较方便和费用较省。只有当最简单的保护装置满足不了四个方面 的基本要求时，才考虑近期电力系统结构的特点、可能的发展情况、经济上的 合理性和国内外已有的成熟经验。 所选定的继电保护配置方案还应能满足电力系统和各站、所运行方式变化 的要求。所有电力设备和输电线路

59、均应装设反应于短路故障和异常运行状况的 继电保护装置。一般情况下应包括主保护和后备保护。主保护是能满足从稳定 及安全要求 出发，有选择性地切除被保护设备或全线路故障设备或线路的保护。 后备保护可包括近后备和远后备两种作用。主保护和后备保护都应满足电力 装置的继电保护和自动装置设计规范所规定的对短路保护的最小灵敏系数的 要求。 为了反映电力系统故障和不正常工作状态，保证变电所及电力系统安全运 行，在变电所各元件上应安装好继电保护装置。 62 继电保护具体配置 (1)主变压器: 1)瓦斯保护：瓦斯保护作为变压器的主保护，它主要反应变压器壳内故障 及油面的降低。轻瓦斯应动作于信号，重瓦斯应动作于条开

60、电源侧的短路器。 2)纵联差动保护：纵差动保护也作为变压器的主保护，它主要反应变压器 绕组、套管及引出线上的故障。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 继电保护设计 24 3)反备保护：高、中压侧设复合起动过电流保护，低压侧装设过电流保护。 4)变压器中性点设零序过电流保护。 5)在高、中压侧绕组装设过负荷保护，动作于信号。 6)温度保护。 (2)母线保护: 1)220kv 母线采用完全电流差动母线保护 ； 2)110kv 母线采用电流相位比较式保护； 3)10kv 母线采用两相两段式不完全母线差动保护 。 (3)220kv 线路保护： 1）高频闭锁距离保护，瞬时切除全线上任何一处故障； 2）