和平220KV一次降压变电所电气部分初步设计

1、沈阳工程学院毕业设计（论文）I中文摘要电力系统专业的毕业设计是一次比较综合的训练，它是我们将在校期间所学的专业知识进行理论与实践的很好结合，运用理论知识和所学到的专业技能进行工程设计和科学研究，提高分析问题和解决问题的能力。在完成此设计过程中，我们可以学习电力工程设计、技术问题研究的程序和方法，获得搜集资料、查阅文献、调查研究、方案比较、设计制图等多方面训练，并进一步补充新知识和技能。本毕业设计论文是 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计。为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变电所能够长期可靠供电。根据毕业设计任务书的要求，综合所学

2、专业知识及变电所设计等书籍的有关内容，设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。在此期间，遇到的种种问题均通过反复比较、验算，并请教老师得以解决。毕业设计论文由设计说明书、设计计算书、一套图纸（电气主接线图、总平面布置图、配电装置断面图、防雷保护图）组成。内容较为详细，对今后扩建有一定的参考价值。近年来，电力在世界各国能源和经济发展中的作用日益增长，它已成为现代社会实用最广、需要最快的能源。变电所的合理设计与建设是一个极其重要的组成部分。本次设计是通过本人的精心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致

3、的考虑工程设计的可靠性、经济性、灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。通过完成此毕业设计论文，进一步领会我国电力工业建设的政策观念和经济观点，培养对工程技术、经济进行较全面的综合分析能力。由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给予指点和更正。关键词 电力系统，变电所，短路电流，电气设备和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计IIAbstractThe professional graduate in system in electric power design is once more synthesize of training, it is we w

4、ill during the period of school a profession for learning knowledge proceed theories and practice very good combination, make use of the theories knowledge proceeds with a profession for learning technical ability engineering design with science study, increase analyze problem with problem-solving a

5、bility.In complete this design process, we can study the electric power engineering the design, investigative procedure in problem in technique with method, be collected information, checked the cultural heritage, investigate the research, project comparison and design the various training in etc. i

6、n graphics, combine further complement the new information knows with technical ability.This graduate design thesis is a 220/60 KVs a declining to press to change to give or get an electric shock an electricity parts of first steps design.For the sake of dependable that guarantee the power supply wi

7、th a request that contented long-term burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can long-term dependable power supply.Design the request of the mission book according to the graduate, synthe

8、size a programming for learning profession knowledge and changing giving or get an electric shock the designed waiting dogs- ear relevantly contents, designing in the process completing lord changing choice, electricity lord connecting linear draw- up, short circuit computing, electricity equipments

9、 choosing, going together with electricity equiping, after give or get an electric shock the protection with the programming of the automatic device with defend protective programming in thunder etc. main work.Here period, all kinds problems that meet all passes to compare, check to calculate again

10、and again, and ask the can solution in teacher.Graduate to design the thesis from design the manual, design calculation book, a set of diagrams paper( the electricity lord connects the line diagram, total flat surface arranges the diagram and go together with electricity equip cross section diagram,

11、 defend thunder protection diagram) constitute.The contents is more detailed, to from now on extend to consults certainly value.For this year, electric power is in international community energy with economy develop of the function increases increasingly, it have become modern the society is practic

12、al the most widely and need the quickest energy.Change the reasonable design that give or get an electric shock are a with developments very constituting the part importantly.This design is at guiding teacher descend, passing oneself of design what argument complete with meticulous care.Whole design

13、 process inside, completely dependable, economic, vivid.etc. many factors that meticulous consideration engineering design, end complete this design project.Pass to complete this graduate design the thesis, further appreciating the our country the 沈阳工程学院毕业设计（论文）IIIpolicy idea of electric power indus

14、try developments with the economic standpoint, educates to proceed to the engineering technique, economy more completely to synthesize the analytical skill.Because time strain with ability limited, this thesis inside difficult do not need to will appear the lapse with mistake, hope the teacher give

15、to point out with make correction.Key word electric power system substation short circuit computing electricity equip和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计目录目录中文摘要 .IABSTRACT .II第一篇 说明书 .1第一章变电所原始资料分析 .11.1 设计题目 和平 220KV 一次降压变电所电气部分初步设计.11.2 变电所条件 .11.3 变电所 60KV 侧负荷表及电力系统接线图 .1第二章 主变压器的选择 .32.1 主变压器台数的确定 .32.2

16、 主变压器容量及型式的确定 .3第三章 电气主接线的选择 .43.1 设计原则 .43.2 设计的基本要求 .43.2.1 可靠性.43.2.2 灵活性.43.2.3 经济性.43.3 变电所电气主接线的选择 .53.3.1 220KV 侧主接线的选择 .53.3.2 60KV 侧接线的选择 .6第四章 短路电流的计算 .84.1 短路电流计算的目的 .84.2 短路的基本类型 .84.3 短路电流计算的基本假定 .84.4 一般规定 .84.5 计算步骤 .94.5.1 画等值电抗图.94.5.2 选择计算短路点.94.6 计算方法 .94.6.1 标么值法.94.6.2 网络变换.94.6

17、.3 三相短路电流周期分量的计算.10第五章 主要电气设备的选择 .115.1 一般原则 .115.2 高压断路器的选择 .115.3 隔离开关的选择 .115.4 电压互感器的选择 .12沈阳工程学院毕业设计（论文）5.5 电流互感器的选择 .135.6 母线的选择 .155.6.1 母线的选择包括母线材料和母线截面的选择.155.6.2 导体截面选择和校验.155.7 避雷器的选择 .15第六章 配电装置的设计 .176.1 电气布置 .176.2 配电装置设计原则 .176.3 配电装置型式的选择 .176.3.1 屋外配电装置的特点.176.3.2 屋外配电装置的种类.186.3.3

18、屋外配电装置的最小安全净距.186.3.4 屋外配电装置的若干问题.18第七章 继电保护及自动装置设计 .197.1 继电保护配置的作用和要求： .197.2 变压器保护的配置 .197.3 母线保护和断路器失灵保护 .207.3.1 母线保护配置原则.207.3.2 双母线保护.217.3.3 断路器失灵保护.217.4.1 220KV 侧线路保护 .227.4.2 60KV 侧线路保护 .227.5 自动装置的规划设计 .237.5.1 电力系统自动装置的设计.237.5.2 合闸装置应按下列规定装设.237.5.3 自动重合闸装置应符合以下要求.247.5.4 备用电源和备用设备自动投入

19、.24第八章 防雷保护规划设计 .268.1 变电所的保护对象 .268.2 配电装置的防雷保护 .268.3 防雷设计要求和所需资料 .268.3.1 雷电过电压保护情况.268.3.2 防雷保护设计所需资料.268.3.3 避雷针的选择.26第二篇 计算书 .27第一章 主变压器选择的计算部分 .27第二章 短路电流计算过程 .29 2.1 系统的等值电抗.292.2 短路计算 .29和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计第三章 电气设备的选择计算及校验 .333.1 高压断路器的选择计算 .333.1.1 220KV 侧断路器的选择 .333.1.2 60KV 侧断路器的

20、选择 .343.2 隔离开关的选择计算.353.2.1 220KV 隔离开关的选择 .353.2.2 60KV 侧隔离开关的选择 .363.3 电压互感器的选择计算 .373.4 电流互感器的选择 .383.4.1 220KV 侧电流互感器的选择 .383.4.2 60KV 侧电流互感器的选择 .393.5 母线的选择计算 .403.6 避雷器的选择.41第四章 防雷保护计算 .434.1 避雷针的定位 .434.2 变电所避雷针布置图 .434.3 保护范围计算 .43结 论 .45致 谢 .46参考文献 .47附录 .48 沈阳工程学院毕业设计（论文）- 1 -第一篇 说明书第一章变电所原

21、始资料分析1.1 设计题目 和平 220KV 一次降压变电所电气部分初步设计1.2 变电所条件1 待设计变电所进线为双回线路，转供线路为两回，出线为 14 回，电压等级为 220/60KV2 变电所地区年平均温度 18，最高温度 39，最低温度-193 本变电所地势平坦，平均海拔 350 米， 4 交通方便，出线走廊宽阔。1.3 变电所 60KV 侧负荷表及电力系统接线图最大符合（KW）序号负荷名称近期远期功率因素出线方式出现回路数附注1电机厂600080000.95架空2有重要负荷2家用电器厂600080000.95架空1类负荷3矿山机械厂10000120000.95架空2有重要负荷4市区一

22、号600080000.95架空2有重要负荷5市区二号8000100000.95架空2有重要负荷6市区三号8000120000.95架空2有重要负荷7市区四号8000160000.95架空2有重要负荷8卷烟厂8000100000.95架空1类负荷和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计待设变电所转供线电力系统沈阳工程学院毕业设计（论文）- 3 -第二章 主变压器的选择2.1 主变压器台数的确定在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电压、进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。为保证供电的可靠性和经济性，变电所

23、一般装设两台主变压器。故本变电所选择两台主变。2.2 主变压器容量及型式的确定（1）主变容量和台数的选择，应根据电力系统设计技术规程SJD288 有关规定和审批的电力规划设计决定进行。凡有两台及以上主变的变电所其中一台事故停运后，其余主变的容量应保证供应该所全部负荷的 70%，若计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级负荷和二级负荷。 （2）变电所中的主变压器在系统调压有要求时，一般采用有载调压变压器，对于新建的变电所，从网络经济运行的观点考虑，应注意选用无载调压变压器。（3）具有直接由高压降为低压供电条件的变电所，为简化电压等级，减少重复降压容量，可采用双绕组。 根据本变电所实际情况，

24、交通便利，只有两个电压等级 220/60KV，故选择采用三相双绕组变压器。（4）主变调压方式的选择，应符合电力系统设计技术规程SDJ-161 的有关规定。根据计算，确定选择两台容量为 90000KVA 的变压器，其型号为 SFPZ490000/220。和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 4 -表 11 主要参数额定容量（KVA）90000额定电压（KV）高压 2208*1.5%低压 69连接组标号YN，d11空载电流（%）0.8空载损耗（KW）102负载损耗（KW）369.9阻抗电压（%）13.5冷却方式ODAF 和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计-

25、4 - 第三章 电气主接线的选择电气主接线是多种主要电气设备（如发电机、变压器、开关、互感器、线路、电容器、电抗器、母线、避雷器等）按一定顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总电路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连结图，称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行以及对电气设备选择、配电装置布置、继电保护拟定等都有着密切的关系。由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的，所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身，同时也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线设计是一个综合性问题。3.1 设计

26、原则根据35-110KV 变电所设计技术规程SJD288 规定，变电所电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位、电压等级、回路数、所选设备特点、负荷性质等因素确定，满足运行可靠性，简单灵活，操作方便，节约投资等要求。3.2 设计的基本要求3.2.1 可靠性（1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。（2）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。（3）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。3.2.2 灵活性主接线的灵活性有以下几方面的要求：（1）调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方

27、式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。（2）检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致于影响对用户的供电。3.2.3 经济性（1）投资省a、主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。b、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。（2）占地面积小沈阳工程学院毕业设计（论文）- 5 -主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。（3）电能损失小经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。3.3 变电所电气主接线的选择3.3.1 220KV 侧主接线的选择 根据变电所设计等书籍中关于接线形

28、式适用范围规定可知，220KV 配电装置出线回路不超过两回时，可选用单母线、单母线带旁路接线，也可使用桥式接线。下面选取单母线分段和内桥接线两种方案进行介绍和比较，从而选择最佳方案作为本变电所侧一次主接线。方案一单母线带旁路接线，方案二双母线接线。图3-1 单母线分段接线图3-2 双母线接线和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 6 -表 31 220KV 侧主接线方案比较方案一：单母线分段方案二：双母线接线特点单母分段按可进行分段检修，对于重要负荷可以从不同段引出两个回路，使重要负荷有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护装置的作用下能自

29、动将故障切除，因而保证了正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电。可以轮流检修母线而不影响供电，检修任一母线的隔离开关时，只停该回路。当某一回路的一组母线隔离开关发生故障时，只要将该隔离开关所在的回路和所连接的母线停电，就可以对该隔离开关进行检修，不影响其它回路。母联断路器故障，将造成配电装置全停。在检修任一进出线回路的断路器时，将使该回路停电。可靠性方案一 当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电保护装置的作用下能自动将故障切除，因而保证了正常段母线不间断供电和不致使重要负荷停电。经济性单母线分段接线比双母线接线少用了一组母线、一组断路器以及两组隔离开关，投资相对减少，配电装置的占地面积也

30、大大减少。灵活性方案一比方案二投切变压器时，倒闸操作方便。综上述，方案一比方案二灵活，供电可靠，占地小，投资少，利于长远发展。考虑综合因素，选方案一：单母线分段接线为本变电所一次侧主接线。3.3.2 60KV 侧接线的选择由于 60KV 侧进出线数共 16 回，查找规程，可选用双母线，而当配电装置的进线和出线总数为 1216 回时，在一组母线上设置分段断路器，且采用双母线的 60KV 配电装置一般设置旁路母线，且出线超过 11 回可装设专用旁路断路器。故本变电所二次侧采用双母线分段带旁路，设置专用旁路断路器的接线方式。两种方案特点：方案一接线方式的特点是：两组母线同时工作，并通过母联断路器并联

31、运行，可以轮流检修母线而不致使供电中断。检修任一回路的隔离开关，只停该回路，不影响其他回路供电，且母线故障后，可迅速恢复供电，调度灵活，各电源和各负荷回路可以任意分配到某一组母线上，有利于扩建和便于试验方案二接线方式的特点是：在检修母线时，可以轮流检修而不致供电中断，检修任一回路母线隔离开关时，只停该回路，双母线一组母线发生故障，将被切除的回路倒换到另一组母线上，继续供电，但增加母线长度隔离开关数目，使配电装置构架增加，占沈阳工程学院毕业设计（论文）- 7 -地面积增加，投资较多。方案一双母线分段带旁路接线图 33 双母线分段带旁路接线方案二双母线接线图 34 双母线接线综上述，本变电所主接线

32、选择：一次侧采用单母线接线，二次侧采用双母线分段带旁路接线。和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 8 -第四章 短路电流的计算4.1 短路电流计算的目的（1）电气主接线的选择（2）选择导体和电气设备，保证设备在正常运行情况下，都能正常工作，保证安全可靠，而且在发生短路时保证不损坏。（3）选择断电保护装置。4.2 短路的基本类型三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，其中三相短路是对称短路。为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短路电流值。Ich：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。I：超瞬变或次暂态短路电流

33、的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值。I：稳态短路电流有效值。4.3 短路电流计算的基本假定（1）正常运行时，三相系统对称运行。（2）所有电源的电动势相位角相同。（3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁蕊的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。（4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。（5）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。（6）元件的计算参数取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。（7）输电线路和电容略去不计。4.4 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，应按本设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最大短

34、路电流的接线方式。而不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）选择导体的电器时，对不带电抗器的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时沈阳工程学院毕业设计（论文）- 9 -短路电流为最大的地点。（4）导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，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。4.5 计算步骤4.5.1 画等值电抗图（1）首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，

35、各元件电阻。（2）选取基准容量和基准电压。（3）计算各元件的电抗标么值。4.5.2 选择计算短路点（1）求各短路点在系统最大运行方式下的各点短路电流。（2）各点三相短路时的最大冲击电流和短路容量。（3）列出短路电流计算数据表。4.6 计算方法本设计利用分布系数法进行网络化简，求出转移电抗；应用导体和电器选择设计技术规定SDGJ 14-86 所提供的运算曲线求取短路电流。计算时取基准容量 SB=100MVA 基准电压 UB=UAV ；4.6.1 标么值法发电机电抗：XG=X （4.1）NBSS线路电抗：XL*=0.4L （4.2）2NBUS变压器电抗：X*= （4.3）NBKSSU100%短路电

36、流周期分量有效值：IK*= （4.4）*1X冲击电流：ich=2.55I11 （4.5）和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 10 -4.6.24.6.2 网络变换 如下图： 图 41 网络变换图（1） /Y 变换 （4.6 XX =(X +X +X ) （4.7 XX =(X +X +X ) （4.8）12232131223X XX =(X +X +X )（2）Y/变换 （4.9）1313132X +X +X XX =X （4.10）1212123X +X +X XX =X （4.11） 2323231X +X +X X

37、 X =X4.6.3 三相短路电流周期分量的计算（1） 无限大电源供给的短路电流当供电电源为无穷大或者计算电抗 Xjs3.45 时，不考虑短路电流周期分量的衰减。（2）有限电源供给的短路电流先将电源对短路点的等值电抗 X*归算到以电源容量为基准的计算电抗 Xjs，然后按Xjs值查相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算数字表，即可得到短路电流周期分量的标幺值。沈阳工程学院毕业设计（论文）- 11 -第五章 主要电气设备的选择正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省

38、投资，选择合适的电器。5.1 一般原则（1）应满足正常工作状态下的电压和电流的要求。（2）应满足安装地点和使用环境条件要求。（3）应满足在短路条件下的热稳定和动稳定要求。（4）应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质。5.2 高压断路器的选择 （1）断路器额定电压 Ue 大于电网电压 Ug，UeUg（2）高压断路器的额定电流 Ie 应大于或等于它的最大持续工作电流 Igmax，IeIgmax（3）型式和结构（2） 动稳定校验断路器的极限通过电流峰值 idw 应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流 ich3即idwich3.（3） 热稳定校验高压断路器的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热

39、量（4） 开断电流能力校验断路器的额定开断电流 Ibr应大于短路电流的有效值 I11 ，即 Ibr I11. （5） 关合能力校验断路器的额定关合电流 Ip,应大于冲击电流 ich3,即 Ip ich3.本变电所 220KV 侧选用型号为 LW(OFPT(B)-220 的断路器, 60KV 侧选择型号为LW(OFPT(B)-63 断路器。5.3隔离开关的选择隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器的开断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。和平 220/60KV 一次降压变电

40、所电气部分初步设计- 12 -（1）隔离开关额定电压 Ue 大于电网电压 Ug，UeUg（2）隔离开关的额定电流 Ie 应大于或等于它的最大持续工作电流 Igmax，IeIgmax（3）型式和结构（4）动稳定校验隔离开关的极限通过电流峰值 idw 应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流 ich3即 idwich3.（5）热稳定校验隔离开关的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热量本变电所 220KV 出线侧选择型号为 GW4-220 的隔离开关，220KV 母线侧选择型号为 GW6-220 的隔离开关，60KV 侧选择型号为 GW4-63 的隔离开关。其主要参数如表 51 所示。表 5

41、1 断路器主要参数型号LW(OFPT(B)-220LW(OFPT(B)-63额定电压(KV)22063最高工作电压(KV)25272.5额定电流(A)12501250额定短路开断电流(KA,有效值)31.525额定短路关合电流(KA,峰值)80633S 额定短时耐受电流(KA,有效值)31.525额定峰值耐受电流(KA,峰值)8063分闸时间(MS)3030表 52 隔离开关主要参数型号GW4-220GW6-220GW4-63额定电压(KV)22022063最高工作电压(KV)25225272.5额定电流(A)1250125012503S 热稳定电流(KA,有效值)31.531.520动稳定电

42、流(KA,峰值)808050分闸时间(S)0.030.030.035.4 电压互感器的选择（1）按额定电压选择选择原边额定电压 Ue1要与接入的电网电压相适应，即要求电压互感器原边所接受的沈阳工程学院毕业设计（论文）- 13 -电网电压应满足下列条件：1.1Ue1U10.9Ue1其中：U1 电网电压Ue1 电压互感器一次绕组额定电压（2）按准确级和容量选用于电度计量的电压互感器，准确度不低于 0.5 级，用于电流、电压测量的准确度不应低于 1 级，用于继电保护不应低于 3 级。（3）结构种类选择60KV 及以上可选串级式电压互感器。110KV 及以上可选用电容分压式电压互感器。本变电所 220

43、KV 侧选择型号为 JDCF-220（GYW2）的电压互感器。60KV 侧选择型号为JDCF-63 的电压互感器表 53 220KV 侧电压互感器型号JDCF-220（GYW2）额定电压比（KV）1 . 0/31 . 0/31 . 0/3200测量0.2 级 0.5 级100 100二次绕组额定输出（KV）保护3P 级 3P 级250 500额定输出（VA） 300剩余电压绕组 准确级 3P表 54 60KV 侧电压互感器型号JDCF-63额定电压比（KV）31 . 0/31 . 0/31 . 0/366二次绕组测量保护剩余准确级0.2 0.5 3P3P额定输出 (VA)50 10040010

44、0极限输出（VA）2000频率（HZ）505.5 电流互感器的选择（1） 按一次额定电压选择:UeUg （2） 按原边额定电流选择：IelIgmax（3） 设备种类、结构和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 14 -（4）按准确度级和副边负荷选择额定电流为了保证测量仪表的准确度，电流互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互感器二次侧所接负荷 S2 应不大于该准确级所规定的额定容量 Se2。（5）动稳定校验电流互感器的极限通过电流峰值 idw 应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流 ich3即 idwich3.（6） 热稳定校验电流互

45、感器的短时允许发热量应不小于短路期内短路电流发出的热量本变电所 220KV 侧选择型号为 LB6-220 的电流互感器，60 侧选择型号为 LCWB5-63 的电流互感器。表 55 220KV 侧电流互感器参数表型号LB6-220额定电压（KV）220最高工作电压（KV）252额定一次电流（A）300额定二次电流（A）5级次组合0.5/10P/10P/10P/10P/10P额定输出 COS=0.8 （KVA）0.5 级 3010P 级 60额定短时热电流（KA/S）31.5/1动稳定电流（KA）80表 56 60KV 侧电流互感器参数型号LCWB5-63额定电流比（A）900/5准确级0.5B

46、额定输出 COS=0.8 （KVA）0.5 级 1K1，1K2 300.5 级 1K1，1K3 50B 2K1，2K2，3K1，3K2 50额定 1S 短时热电流（KA）25沈阳工程学院毕业设计（论文）- 15 -额定动稳定电流（KA）62.55.6 母线的选择5.6.1 母线的选择包括母线材料和母线截面的选择（1）电流分布良好。（2）散热良好。（3）有利于提高电晕超始电压。（4）安装检修方便，连接简单。5.6.2 导体截面选择和校验（1）按经济电流密度选择对于全年平均负荷较大，母线较长，传输容量也较大的回路，均应按经济电流密度选择。S= S：经济截面 Ig；工作电流 A J：经济电流密度JI

47、g查 1995 年电力部颁发的经济电流密度表（2）按短路热稳定检验S fdzktCI其中 S: 所选导体截面 mm2C: 热稳定系数Kf: 集肤效应系数本变电所 220KV 侧选择母线型式为 LGJ-240/30 型钢芯铝绞线，60KV 侧选 LGJ-88/55型钢芯铝绞线。5.7 避雷器的选择5.7.1 避雷器的设计原则（1）配电装置的每组母线上应装设避雷器。（2）110-220KV 线路侧一般不装设避雷器。避雷器也是目前广泛使用的，但它存在着各种电压作用下的老化问题，寿命和热稳定问题，在价格上同磁吹阀型避雷器相比没有明显的优越性，在特殊情况下才被使用。管型避雷器由于动作时形成截波对变压器的

48、纵向绝缘不利，所以不被采用。FZ 避雷器的造价远远低于 FC2 避雷器，两者的工作能力相差不大，考虑经济利益，本设计全部选用 FZ 避雷器。本变电所 220KV 侧选择型号为 FZ-220J 的避雷器，60KV 侧选择型号为 FZ-60 的避和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 16 -雷器，变压器中性点选择 XING 型号为 FZ110 的避雷器。表 57 220KV 侧避雷器参数表型号额定电压有效值（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值8/20S 雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV65271

49、5表 58 60KV 侧避雷器参数表型号额定电压有效值（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值8/20S 雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-606070.5140KV173KV227250表 58 变压器中性点避雷器参数表型号额定电压有效值（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值8/20S 雷电冲击波残压峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415沈阳工程学院毕业设计（论文）- 17 -第六章配电装置的设计配电装置是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成

50、，用来接受和分配电能的装置。6.1 电气布置 在 220KV 变电所设计中，电气布置的设计是比较关键的一步，在布置中要考虑主接线所确定的形式和间隔，考虑变压器设置地点，考虑避雷设备的设置，控制电缆的走向进行总体布局。在布置中要考虑监视、运行方便、占地面积小、节约控制电缆、出线合理等要求。电工建筑物总平面布置的基本要求：（一）满足电气生产工艺流程要求。（二）慎重确定最终规模，妥善处理分期建设。（三）布置紧凑合理，尽量节约用地。（四）结合地形地质，因地制宜布置。（五）符合防火规定，预防火爆事故。（六）注意风象朝向，有利环境保护。（七）控制噪声。（八）合理分区，方便管理。（九）有利于交通运输及检修活

51、动。（十）工建筑物与外部条件相适应。6.2配电装置设计原则查高压配电装置设计技术规程高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，并应根据电力系统条件，自然环境特点和运行，检修等要求，合理地制订布置方案和选用设备，并积极慎重地采用新布置，新设备和新材料，使设计做到设计先进，经济合理，运行可靠，维护方便。6.3 配电装置型式的选择配电装置型式的选择，应考虑所在地的地理情况及环境要求，通过技术比较确定，一般情况下，在大、中型发电厂和变电所中，35KV 及以下的配电装置宜采用屋内式，110KV 以上多为屋外式，故本变电所设计采用屋外式配电装置。6.3.1 屋外配电装置的特点和平 220/60KV

52、 一次降压变电所电气部分初步设计- 18 -（1） 土建工作量和费用较小，建设周期短。（2） 扩建比较方便。（3） 相邻设备之间距离较大，便于带电作业。（4） 占地面积较大。（5） 受外界环境影响，设备运行的条件较差，须加强绝缘。（6） 不良气候对设备维修和操作有影响。6.3.2 屋外配电装置的种类 根据电器和母线的布置高度，屋外配电装置可分为：高型、半高型、中型。中型配电装置按照隔离开关的布置方式又分为普通中型和分相中型两种。6.3.3 屋外配电装置的最小安全净距 表 61 屋外配电装置的最小安全净距 单位（MM）符号适用范围220KV60KVA1带电部分至接地部分之间1800650A2不同

53、相的带电部分之间2000650B1带电作业时带电部分至接地部分之间25501400B2网状遮拦至带电部分之间1900750C无遮拦裸导体至地面之间43003100D平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间380026006.3.4 屋外配电装置的若干问题（1）母线及构架本变电所母线选用软母线钢芯铝绞线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的档距，但档距越大，导线弧垂越大。（2）电缆沟和通道屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间，大型变电所的纵向电缆沟因电缆数多，一般分为两路，大中型变电所内一般应铺设 3M 宽的环行

54、道。沈阳工程学院毕业设计（论文）- 19 -第七章 继电保护及自动装置设计7.1 继电保护配置的作用和要求：电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果：1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏；2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量；4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解。电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属

55、于不正常运行状态。系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。造成电能质量的破坏，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生事故的可能性外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性的切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。这种保护装置就是继电保护装置，其能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是：1.自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于

56、继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行；2.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误操作。电力系统对继电保护的要求是：选择性、速动性、灵敏性和可靠性。7.2 变压器保护的配置7.2.1 变压器保护的配置原则变压器一般应装设下列继电保护装置1.反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护，容量为 800KVA 及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当油箱内不故障产生清为瓦斯或油面下降时，保护装置应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时

57、，瓦斯保护宜动作于断开变压器各电源侧断路器。和平 220/60KV 一次降压变电所电气部分初步设计- 20 -2.相间短路保护反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护火电流速断保护，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匝间短路也能起保护作用。容量为 6300KVA 一下并列运行的变压器，以及 10000KVA 一下单独运行的变压器加装电流速断保护（本设计不加装电流速断保护）容量为 6300KVA 及以上，厂用工作变压器和并列运行的变压器，应装设纵联差动保护，对所有升压变压器及 15000KVA 及以上的降压变压器，一般宜采用三相三继电器式接线。3.相间后备保护 为了防止外部

58、短路所引起的过电流合作为变压器的后备保护，在变压器上可装设过电流保护。对于单侧电源的双卷降压变压器，如高压侧中性点有可能直接接地运行，为防止高压侧电网中发生接地故障时导致保护非选择性动作，供高压侧过电流保护用的电流互感器二次线圈可接成三角形。4.中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。110KV 及以上中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧获三侧电源的升压变压器或降压变压器上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。 （110KV 及以上中性点直接接地采用分级绝缘）5.过负荷保护对于 400KV 及以上的变压器，当数台并列

59、运行或单独运行并作为其他负荷的后备电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护，过负荷保护迎接于一相电流上，带有时限动作与信号。6.过电流保护过激磁保护适用于 500KV 及以上的大容量的变压器，本设计不加装此保护。通过以上的分析可以确定变压器应加装的保护及保护安装位置，见表 7-1。表 7-1 变压器保护及其安装位置7.3 母线保护和断路器失灵保护7.3.1 母线保护配置原则母线故障是电气设备最严重的 故障之一，它将使连接在母线上的所有元件被迫停电，保护类型安装位置瓦斯保护变压器油枕和油箱间纵联差动保护变压器两侧过电流保护电源侧零序电流保护变压器中性点接地侧过负荷保护高压侧沈阳工程学院毕业设

60、计（论文）- 21 -当未装设专用的母线保护时，如果母线故障，只能依靠相邻元件保护的后备保护作用切除，这将延长故障切除时间，并往往会扩大停电范围，对高压电网安全运行不利，因此，35500KV 的发电厂或变电所母线上，在下列情况下，应装设专用的母线保护装置。1.110KV 及以上双母线。2.110KV 及以上单母线，重要发电厂或 110KV 及以上重要变电所的 3566KV 母线需按照装设全线速动保护的要求，必须快速切除母线上的故障时，应装设。专用保护应根据母线的重要程度应满足以下要求：对于双母线并列，母线保护应保证先跳开母联断路器，以防止失去选择性。对于平行线接于不同的母线，当母线保护动作时，