某220kv变电站电气部分初步设计终稿打印版

1、 . . . 目录1引言与原始资料分析21.1引言21.2原始资料与其分析21.2.1原始资料21.2.2设计容要求与设计成果32主接线的选择32.1概述32.2主接线的选择42.2.1单母分段42.2.2双母接线42.2.3双母线带旁路母线接线53主变压器的选择64短路计算74.1短路计算的假设84.2各短路点短路计算95导体和主要电气设备的选择145.1概述145.2断路器的选择145.2.1 220KV侧断路器145.2.2 110KV侧断路器165.2.3 10KV侧断路器175.3隔离开关选择计算175.3.1 220K侧隔离开关175.3.2 110K侧隔离开关185.3.3 10

2、KV侧隔离开关195.4互感器的计算选择195.4.1 220KV侧电流互感器选择195.4.2 110KV侧电流互感器选择205.4.3 10KV侧电流互感器选择225.5电压互感器的计算选择225.6限流电抗器的选225.6.1额定电压和额定电流的选择225.6.2热稳定和动稳定的校验235.7高压熔断器的选择235.8母线的选择245.8.1 220KV侧母线的选择245.8.2 110KV侧母线的选择245.8.3110kv侧桥导体选择256继电保护设计256.1变电所主变保护的配置256.2 220KV、110KV、10KV线路保护部分267防雷设计277.1避雷针的配置原则277.

3、2避雷器的配置原则287.3计算与选择288电气总平面布置与高压配电装置的选择298.1电气平面布置298.2高压配电装置的选择29结束语31致31参考文献32附录：3342 / 44某220KV变电站电气部分初步设计作者 周立钧 指导教师 贾红芳 讲师（师学院信息学院， 524048）摘要：本设计讨论的是220kV变电站电气部分初步设计，首先对原始资料进行分析，然后进行负荷计算、主接线和主变压器的选择确定，再在此基础上进行短路计算，导体和电气设备的选择校验和确定，最后进行防雷接地设计与配电装置的选择。关键词：变电站；短路电流；设备选择Electrical part of a

4、0;preliminary design of 220KV SubstationZhou lijunSchool of Information Science and Technology，Zhanjiang Normal College，Zhanjiang，524048 ChinaAbstract：This design discussion is part of the preliminary design of 220kV electrical substation，First, the analy

5、sis of raw data，and then the load calculation，the main transformer primary wiring and select OK，againin this short-circuit calculations on the basis of，the choice of conductors and electrical equipment calibration and de

6、termination，finally, lightning protection and grounding equipment design and selection ofdistribution.Key words:Transformer substation ，Short-circuit current ，Equipment selection1引言与原始资料分析1.1引言变电所起着变换和分配电能的作用，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，所以必须保证其安全可靠和稳定运行。本设计为220KV变电所电气部分设计，其设计的主要容包括：电气主接线

7、、主变压器的选择、短路计算、电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和防雷设计等。变电站工程责任重大，设计工作尤其重要，不容纰漏，故必须细心、严谨对待。1.2原始资料与其分析1.2.1原始资料根据电力系统规划需新建一座220kV区域变电所。该所建成后与110kV和220kV电网相连，并供给近区用户供电。（1）按规划要求，该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。220kV出线6回（其中备用2回），110kV出线10回（其中备用2回），10kV出线12回（其中备用2回）。（2）110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为80000kVA，其它作为一些地区变电所进线，其它地区变电所

8、进线总负荷为100MVA。10kV侧总负荷为35000kVA，类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。（3）各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：220kV侧 小时/年110kV侧 小时/年10kV侧 小时/年（4）220kV和110kV侧出线主保护为瞬时动作，后备保护时间为0.15s，10kV出线过流保护时间为2s。（5）系统阻抗：220kV侧电源近似为无穷大系统，归算至本所220kV母线侧阻抗为 (=100MVA)，110kV侧电源容量为500MVA，归算至本所110kV母线侧阻抗为（= 100 MVA）。（6）该地区最热月平均温度为28&#

9、176;C，年平均气温16°C，绝对最高气温为40°C，土壤温度为18°C。（7）该变电所位于市郊生荒土地上，地势平坦、交通便利、环境无污染。1.2.2设计容要求与设计成果（1）主接线设计：分析原始资料，根据任务书的要求拟出各级电压母线接线方式，选择变压器型式与连接方式，通过技术经济比较选择主接线最优方案。（2）短路电流计算：根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流计算结果。（3）主要电气设备选择：（4）电气设备配置（5）其它设计(a）进行继电保护的规划设计。（简略）(b）进行防雷保护的设计。(c) 220kV高压配电装置设计。

10、（6）设计成果（1）编制设计说明书。（2）绘图若干。(a)绘制变电所电气主接线图。(b)绘制220kV或110kV高压配电装置平面布置图。(c)绘制220kV或110kV高压配电装置断面图（进线或出线）。2主接线的选择2.1概述主接线的确定对电力系统整体与变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须必须保证主接线各方面的性能。2.2主接线的选择变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点与负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。按规划要求，该所有220k

11、V、110kV和10kV三个电压等级。220kV出线6回（其中备用2回），110kV出线10回（其中备用2回），10kV出线12回（其中备用2回）。220kV侧接其他系统，电压等级比较高。110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，为重要的负荷。10kV侧类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。因此可靠性要求比较高，因此应该选用可靠性高的主接线方式，考虑到以后扩建的方便也应选用方便扩建的方案。综上所述，有两组方案可供参考：方案一、220KV侧采用双母线带旁路接线，110KV侧采用双母线接线，10KV侧采用单母线分段接线方式。方案二、220KV侧、110

12、KV侧均采用双母线带旁路接线，10KV侧采用双母线接线方式。2.2.1单母分段用断路器，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切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，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停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建。 单母分段适用于：110KV220KV配电装置出线为34回，变电站有两台变压器时的610KV配电装置。本设计中：220KV出线为6回，110KV出线为10回均超过4回故不考虑该接线方法；10KV可以考虑该接线

13、方式。2.2.2双母接线双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。每一电源和出线的回路都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线相连。每组母线之间的联络，通过母联开关来实现。它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，则该回路在检修期需要停电。双母接线广泛用于：进出线回路数较多、容量较大、出线带电抗器的610KV配电装置，110KV出线数为6回与以上时，220KV出线数为4回与以上时。本设计中：220KV、110KV与10KV均可以考虑该接线方式。2.2.3双母线带旁路母线接线双母线带旁路接线，其可靠性更高，用

14、旁路断路器代替检修中的同路断路器工作，是该回路不致停电。两种方案都能满足可靠性的要求，方案2比方案1的可靠性要高，灵活性方面方案1比方案2高一点。下面进行经济性比较。表2-1 主接线方案经济比较表：方案1方案2母线数220kv33110kv2310kv12断路器数220kv99110kv131310kv1515隔离开关数220kv3232110kv384810kv3038从上面的主接线方案的初步经济计算，方案1比方案2 的投资要少。母线少出2条，断路器一样，而隔离开关少了18个，从可靠性，灵活性，还有经济性考虑，应该选择方案1 。所以，变电所中所选主接线方式为：220KV侧双母线带旁

15、路接线，110KV侧双母线接线，10KV侧单母分段接线。图2-1 双母带旁路接线 图2-2 单母分段接线3主变压器的选择主变压器容量和台数的选择，应根据现行的有关规定和审批的电力系统规划设计决定。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以与扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%以上的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。主变容量一般按变电所建成近期负荷，510年规划负荷选择。当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间，应保证

16、用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%80%。该变电所的电源引进线是220KV侧引进。其中，中压侧与低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：= 180+35=215MVA （3-1）=215*0.8=172MVA （3-2）MVA (3-3)因为 172>80+35*0.6=101所以 按故障时满足负荷80%选取主变压器当不受运输条件限制时，在330KV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以与设计变电所的实际情况来选择。本设计中的变电所，位于市郊荒地，地势平坦、交通便利

17、，不受运输的条件限制，故本设计的变电所主变压器选用三相变压器。在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。该设计中110KV侧电源容量为500MVA，有大型冶炼厂，所以电压波动较大，故选择有载调压方式的变压器。当变压器容量达100MVA时，常用强迫油循环冷却方式。综上所述变压器应选择：三相三绕组强迫油循环有载调压的变压器，型号为变压器厂的：SFPSZ-180000/220。型号中各符号表示意义：从左至右S三相；F风冷却；P强迫油循环；S三绕组；Z有载调压；180000额定容量；

18、220电压等级。参数如表3-1表3-1 主变压器的参数表型号SFPSZ9-180000/220联接组标号YN，yn，d11空载电流%0.50空载损耗(kw)200额定电压(KV)高压中压低压220±8×1.25%12111额定容量MVA18018090阻抗电压高中高低中低14248.14短路计算电力系统设计中必须考虑到可能发生的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各种型式的短路，各种短路故障中又以三相短路时的短路电流最大，危害最大。因此，我们采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。4.1短路计算的假设1、正常工作时，三相系统对称运行；2、所有电

19、源的电动势相位角一样；3、电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5、元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，与不计负荷的影响；6、系统短路时是金属性短路。短路计算一般采用标幺值进行计算，基准值为：=100MVA,=。图4-1 短路点假设图由原材料可知： =0.015,=0.36变压器各绕组阻抗如表面4-1表4-1 主变压器阻抗电压参数表阻抗电压高中高低中低14248.1= （+）= （14+ 248.1）=14.95 (4-1)= （+）= （14+8.124）=-0.95 (4-2) = （+）= （24+8

20、.114）=9.05 (4-3)所以：X1 =×0.0831 (4-4)X2 =×0.0053 (4-5)X3 =×0.1006 (4-6)4.2各短路点短路计算1、d1点短路10KV母线侧没有电源，无法向220KV侧提供短路电流，即可略去不计，等值电路可图4-1化简为：图4-2 220KV侧短路等效电抗图则短路电流Id1* + 69.1736 (4-7)换算到220KV短路电流有名值I = Id1*=69.1736×=17.3646KA （4-8）根据电力工程电气设计手册有电流冲击系数= 1.8 当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值= =

21、1.51*I = 1.51×17.3646KA= 26.2205KA（4-9）当不计周期分量衰减时冲击电流= =44.2031KA（4-10）短路容量 S = I = ×230×17.3646 = 6917.5649MVA（4-11）2、d2点短路如d1处短路类似，10KV母线侧因没有电源，无法向110KV侧提供短路电流，即可略去不，则图4-1可化简为：图4-3 110KV侧短路等效电抗图则短路电流Id2*=+=21.3307 （4-12）换算到110KV短路电流有名值I = 21.3307×= 10.7092KA （4-13）根据电力工程电气设计手册的

22、相关规定取电流冲击系数= 1.8 当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值= = =1.51×10.7092KA= 16.1710KA（4-14）当不计周期分量衰减时冲击电流= =×1.8×10.7092KA= 27.2612KA（4-15）短路容量 S = I = ×115×10.7092= 2133.1211MVA（4-16）3、d3点短路：因为220KV侧和110KV侧均对10KV侧提供电流，则图4-1可化简为：图4-4 10KV侧短路等值电抗图X1=（XS1+X1）=0.015×0.0831=0.0566 （4-17）

23、X2=（XS12+X2）=0.36×0.0053=0.3574 （4-18）X3=X3 =×0.1006=0.05003 （4-19）如图4-5图4-5 10KV侧短路电抗等效图三角形电阻（电抗）=星形电阻（电抗）两两相乘之和/星形不相邻电阻（电抗）星形电阻（电抗）=三角形相邻电阻（电抗）的乘积/三角形电阻（电抗）之和X13=X1+X3+=0.0566+0.05003+= 0.1145 （4-20）X23=X2+ X3+ =0.3574+0.05003+ = 0.7233 （4-21）Id3*= = =10.116 （4-22）换算到10KV侧有名值I = 10.116&#

24、215;=55.6262KA（4-23）短路电流全电流最大有效值与冲击值= = 1.51×55.6262KA=83.9955KA（4-24）= 141.8467KA（4-25）短路容量：S = I = ×10.5×55.6262=1011.618MVA（4-26）表4-2：各短路点的参数值短路点的编号基准电压（KV）基准电流（KA）额定电流（KA）短路电流标幺值短路电流有名值IKA稳态短路电流标幺值稳态短路电流有名值短路电流冲击值(KA)短路全电流最大有效值 (KA)短路容量S（MVA)表达式平均值I*I*2.55I1.51IId1 2300.250.2569.1

25、7317.36469.17317.36444.20326.2216917.565d21150.50.521.33010.70921.33010.70927.26116.1712133.121d310.55.55.510.11655.62610.11655.626141.84783.9961011.6185导体和主要电气设备的选择5.1概述电气设备的选择是变电所设计的主要容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，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，并注意节约投资，选择合适的电气设备。做到技术先进、经济合理、安全可靠

26、、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。5.2断路器的选择本设计任务中考虑到检修、维护方便，220KV与110KV均选同型产品5.2.1 220KV侧断路器（1）额定最高电压选择：= 220KV×1.15 = 253KV（2）额定电流选择：考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的=1.05即：= 0.4958KA（5-1）根据以上数据可以初步选择LW6220型SF6断路器其参数6如下：表5-1 LW6-220型断路器参数表额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流额定关合电流峰值动稳定电流峰值4s热稳定电流额定开断时间额定闭合时间固有分闸时间

27、燃弧时间220KV25KV2500A50KA100KA100KA50KA0.06s0.09s0.036s0.05s（3）按开断电流选择：传统电磁式保护装置启动和执行机构时间之和一般为0.050.06S，则：=+=0.05+0.036=0.0860.1S当开断时间较短（）时，需计与非周期分量，用短路全电流进行校验，即（5-2） 式中：开断瞬间短路电流周期分量有效值，当开断时间小于0.1秒时，I”非周期分量衰减时间常数，=，、分别为电源至短路点的等效总电抗和总电阻。所以当开断电流小于0.1S时，I”，=，、分别为电源至短路点的等效总电抗和总电阻，忽略电阻，趋于无穷，故I”。所以：=I”= 17.3

28、646KA 即17.3646KA（4）按短路关合电流选择：= 44.2031KA 即44.2031KA（5）校验热稳定，由原材料有后备保护为0.15S= += 0.036 + 0.05= 0.086S （5-3）= +=0.086+0.15=0.2366s （5-4）= I”2× = 17.36462×0.2366 = 71.3418KA2S（5-5）= t = 502×4 = 10000KA2S（5-6）即<，满足要求（6）检验动稳定：= 44.2797KA,即：100KA44.2797KA,满足要求计算表明选择LW6-220型断路器符合要求，故选择LW6

29、-220型断路器。5.2.2 110KV侧断路器考虑到2台主变与一定的交换功率（1）额定最高电压： = 1.15×110 = 126.5KV；（2）额定电流：= 0.992KA（5-7） 根据以上数据可以初步选择LW14110高压六氟化硫断路器，其参数6为：表5-2 LW14-110型断路器参数表额定工作电压最高工作电压额定工作电流额定开断电流额定关合电流峰值动稳定电流峰值3s热稳定电流额定开断时间额定闭合时间固有分闸时间燃弧时间110KV126KV2500A100KA80KA80KA31.5KA0.06S0.09S0.03S0.05S（3）按开断电流选择：传统电磁式保护装置启动和执

30、行机构时间之和一般为0.050.06S，则：=+=0.05+0.03=0.080.1S所以采用公式5-2当开断电流小于0.1S时，I”，=，、分别为电源至短路点的等效总电抗和总电阻，忽略电阻，趋于无穷，故I”。所以：=I”=10.7092KA 即10.7092KA（4）短路关合电流： = 27.2612KA 即27.2612KA；（5）检验热稳定取后备保护为0.15S= += 0.03+0.0 5 = 0.08S (5-8)= +=0.08+0.15=0.23S (5-9)= I”2×= 10.70922×0.23= 26.378KA2S(5-10)= t = 31.52&

31、#215;3 = 2976.75KA2S (5-11)即<，满足要求（6)检验动稳定：=30.115KA,即：80KA30.115KA,满足要求计算表明选择LW14110高压六氟化硫断路器能满足要求，故110KV侧采用LW14-110型断路器。5.2.3 10KV侧断路器（1）额定最高电压：= 1.15×10KV = 11.5KV；（2）额定电流：= 5.4561KA(5-12)按上面计算开断电流的方法，开断电流一般都在50KA以上，查资料所得结果，均没有满足电流要求的的断路器，故10KV侧必须安装限流电抗器。5.3隔离开关选择计算为了维护与操作方便，同理220KV、110KV

32、都选用同类型的隔离开关。5.3.1 220K侧隔离开关（1）额定最高电压选择：= 220KV×1.15 = 253KV（2）额定电流选择：考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的=1.05即：= 0.4958KA(5-13)根据以上数据，可以初步选择户外GW7220D型，隔离开关，其参数如下表5-4表5-4 GW7-220D型隔离开关参数表额定电压最高工作电压额定电流动稳定电流峰值热稳定电流4S220KV252KV1600A80KA23.7KAGW户外型隔离开关D带接地开关（3）校验热稳定：= += 0.036 + 0.05= 0.086S (5-14)= +=0.

33、086+0.15=0.2366S (5-15)= I”2× = 17.36462×0.2366 = 71.3418KA2S(5-16)= t = 23.72×4 = 2246.76KA2S (5-17)即<，满足要求（4）检验动稳定：= 44.2797KA,即：80KA44.2797KA,满足要求由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。计算表明，选择GW7220D型隔离开关能满足要求，故选择该设备。5.3.2 110K侧隔离开关（1）额定电压：= 1.15×110 = 126.5KV（2）额定电流：= 0.992K

34、A(5-18)根据以上计算数据可以初步选择户外GW5110型隔离开关，其参数如下：表5-5 GW5-110型隔离开关参数表额定电压最高工作电压额定电流动稳定电流热稳定电流4S110KV126KV2000A100KA31.5KA（3）检验热稳定:= += 0.036 + 0.05= 0.086S (5-19)= +=0.086+0.15=0.2366S (5-20)= I”2× = 10.70922×0.2366 = 27.1349KA2S(5-21)= t = 31.52×4 = 3969KA2S (5-22)即<，满足要求（4）检验动稳定：=100KA,

35、=27.2612KA即: 满足要求上述计算选择GW5110型户外隔离开关能满足要求，故选择该设备。5.3.3 10KV侧隔离开关（1）额定最高电压：= 1.15×10KV = 11.5KV；（2）额定电流：= 5.4561KA(5-23)查资料所得结果，均没有满足电流要求的的断路器，故10KV侧必须安装限流电抗器。方能进行断路器和隔离开关的选择。5.4互感器的计算选择5.4.1 220KV侧电流互感器选择（1）一次回路额定电压和电流的选择。一次回路额定电压和电流应满足测量用电流互感器的一次额定电流不应低于回路正常最大负荷电流，且应尽可能比电路中的正常工作电流大左右，以保证测量仪表在正

36、常运行时，指示在刻度标尺的最佳位置，并且过负荷时能有适当指示。= 220KV×1.15 = 253KV= 0.4958KA（3）准确级的选择。按电力工程电气设计手册准确级的规定，本变电站所处位置和所接负荷比较重要，宜选用0.5级以下的级别。按上面的计算要求，初步选用电流互感器：LB-220技术参数如下表表5-6 LB-220技术数据型号额定电流比1s热稳定倍数动稳定倍数LB-2202600/53070（4）热稳定校验。只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验。电流互感器热稳定能力常以一次额定电流的倍数来表示，热稳定校验式为：上面计算得：=71.3418S（2）动稳定校验。多

37、匝式一次绕组主要经受部电动力。公式为：由上面计算得：= 44.2031 KA=A为动稳定电流倍数。该设备的动稳定电流为所以安要求 。5.4.2 110KV侧电流互感器选择按照220kv侧的电流互感器选择的方法进行选择（1）一次回路额定电压和电流的选择。= 110KV×1.15 = 126.5KV= 0.992KA（3）准确级的选择。选用0.5级以下的级别。按上面的计算要求，初步选用电流互感器：LB1-110技术参数如下表表5-7 LB-110技术数据型号额定电流比1s热稳定倍数动稳定倍数LB1-1101200/53592（4）热稳定校验：上面计算得：=26.378S（2）动稳定校验。

38、多匝式一次绕组主要经受部电动力。公式为：由上面计算得：= 27.621 KA=A为动稳定电流倍数。该设备的动稳定电流为所以安要求 。5.4.3 10KV侧电流互感器选择按照220kv侧的电流互感器选择的方法进行选择，这里只选择最大负荷侧的电流互感器。根据原始资料，该回最大的负荷为：2.5MVA。则该侧最大工作电流为 = = 151.55A最大工作电流的120%为181.86A选用LA-10型电流互感器，技术参数如下表5-8 LA-10技数参数型号额定电流比(A)准确级1s热稳定倍数动稳定倍数LA-10200/50.590160按上面的校验方法校验，结果合要求。5.5电压互感器的计算选择电压互感

39、器的选择应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，在635KV屋配电装置中，一般采用油浸式或浇注式电压互感器；110220KV配电装置当容量和准确级满足要求时，宜采用电容式电压互感器，也可采用油浸式。根据本变电站的条件选择如下表5-8 电压互感器选择安装地点型号额定电压二次负荷初级绕组次级绕组0.5级1级3级220KVJCC-2202200VJCC-1101100.1500100010KVJDF-10100.1255.6限流电抗器的选5.6.1额定电压和额定电流的选择限流电抗器的额定电压和额定电流需满足，当分裂电抗器用于发电厂的发电机或主变压器回路时，一般按发电机或主

40、变压器额定电流的70%选择，当无负荷资料时，一般也按主变压器额定容量的70%选。= 5.4561KA70%=3.8193KA选择电抗器XKK-10-4000-10技术参数如下：表5-9 XKK-10-4000-10参数型号额定电压（KV）额定电流（KA）电抗器（%）额定电感（mH）动稳定电流峰值（KA）4s热稳定流（4s）XKK-10-4000-10104000100.459204805.6.2热稳定和动稳定的校验普通电抗器和分裂电抗器的动、热稳定校验一样，均应满足，根据上面的技术参数，满足动热稳定。5.7高压熔断器的选择选择最大一回出线的高压熔断器根据原始资料，该回最大的负荷为：2.5MVA

41、。则该侧最大工作电流为： =151.55A熔断器的额定电压应大于或等于线路工作电压，电流应大于工作电流，初选定RN1-10/200型的高压熔断器。技术参数如下：表5-10 RN1-10/200参数型号额定电压额定电流开断容量（不少于）最大开断电流熔管数RN1-10/20010KA200A200MVA12kA15.8母线的选择导体截面可按长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大（通常指5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机、变压器的连接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，故可按长期允许电流来选择。2、按经济

42、电流密度选择按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低。不同种类的导体和不同的最大负荷利用小时数将有一个年计算费用最低的电流密度，称为经济电流密度J。导体的经济截面为 (5-24)应尽量选择接近上式计算的标准截面，为节约投资允许选择小于经济截面的导体。按经济电流密度选择的导体截面的允许电流还必须满足。5.8.1 220KV侧母线的选择短路计算求得：I=17.373KA1）最大负荷持续工作电流=0.992kA2）根据此侧的Tmax3600h/y与经济电流密度表，选择经济电流密度J=0.91A/m2 则导体的经济截面为 Sj=1001 按以上计算选择和设计任务要求可选择2×L

43、GJ-400型钢芯铝绞线，其集肤系数Kf=1，最高允许温度为70，长期允许载流量为1920A。5.8.2 110KV侧母线的选择短路计算求得：I=11.81KA3）最大负荷持续工作电流Igmax=1984A4）根据此侧他Tmax4600h/y与经济电流密度表，选择经济电流密度J=0.83A/m2 则导体的经济截面为Sj=2390 按以上计算数据可以选择2×LGJ-800/100型的钢芯铝铰线,最高允许温度+70，kf =1.2，长期允许载流量为1402A，5.8.3110kv侧桥导体选择短路计算求得：I=58.176KA，则10kv侧桥导体三相短路电流应为58.176KA。

44、1)按最大工作持续电流：Idmax= = 10.91ka据此侧他Tmax4000h/y与经济电流密度表，选择经济电流密度J=0.86A/m2 则导体的经济截面为 Sj =5347按以上计算数据可以选择圆管形导体，其截面为5450 ，允许电流为5.52KA。(2)根据此侧Tmax4000h/y与经济电流密度表，选择经济电流密度J =0.87A/m2  即：Sj = Igmax/J =10.912/0.87 =12.543mm2选择槽形铝导体。截面尺寸h/b/c/r=250/115/12.5/16，允许载流量为11200，双槽导体截面为10900 mm2。6继电保护设计6.1变

45、电所主变保护的配置电力变压器是电力系统的重要电气设备之一，它的安全运行直接关系到电力系统的连续稳定运行，特别是大型电力变压器，由于其造价昂贵，结构复杂，一旦因故障而遭到损坏，其修复难度大，时间也很长，必然造成很大的经济损失。所以，本设计中主变保护配置如下：1、主变压器的主保护（1）瓦斯保护对变压器油箱的各种故障以与油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。（2）差动保护对变压器绕组和引出线上发生故障，以与发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。2、主变压器的后备保护（1）过流保护为了反应变压器外部

46、故障而引起的变压器绕组过电流，以与在变压器部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。而本次所设计的变电所，电源侧为220KV和110KV，主要负荷在10KV侧，即可装设两套过电流保护，一套装在中压侧110KV侧并装设方向元件，电源侧220KV侧装设一套，并设有两个时限ts和t，时限 定原侧为tt+t，用U切除三侧全部断路器。3、过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下都是三相对称的，因此只需装设单相式过负荷保护，过负荷保护一般经追时动作于信号，而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器。4、变压器的零序过流保护对于大接地电流的电力变压器，一般应装设零序电流保护，用

47、作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护，一般变电所只有部分变压器中性点接地运行，因此，每台变压器上需要装设两套零序电流保护，一套用于中性点接地运行方式，另一套用于中性点不接地运行方式。6.2 220KV、110KV、10KV线路保护部分1、220KV线路保护 220KV线路的安全运行，对整个电力系统有着相当重要的影响，所以，本工程为220KV线路配置的保护如下： （1）光纤纵联差动保护 （2）距离保护 （3）零序过流保护 （4）过电流保护 2、110KV线路保护 由于110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其他作为一些地区变电所进线，所以稳定性要求较高，所以，110KV线路保护

48、配置如下： （1）距离保护 （2）零序方向保护 （3）过电流保护 3、10KV母线保护对于10KV母线接线方式为单母线分段，可以配置的保护主要有：过流保护，带时限跳分段开关，并利用装在变压器，断路器的后备保护来切除故障。 4、10KV出线保护 （1）电流保护：线路故障瞬时跳开所在线路的断路器 （2）过电流保护 （3）过负荷保护7防雷设计变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。7.1避雷针的配置原则1、电压110KV与以上

49、的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000n米的地区，宜装设独立的避雷针。2、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10n。3、35KV与以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4、在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在装置中距离很难达到不小于15M的要求。7.2避雷器的配置原则1、配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2、旁路母线上是否应装设避雷器，应看旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3

50、、220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备本体。4、220KV与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避雷器。5、三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。6、110KV220KV线路侧一般不装设避雷器。7.3计算与选择1、220KV避雷器（1）避雷器的灭弧电压： (7-1)（2）避雷器的工频放电电压：，直接接地110220KV，K0=3(7-2)（3）避雷器的残压： （7-3)（4）避雷器的冲击放电电压：(7-4)根据以上计算数据选取FZ-220J型阀型避雷器能满足要求。2、110KV避雷器（1）避雷器的灭弧电压：(7-5)（2）避雷器的工频放电电压：，直接接地110220KV，K0=3(7-6)（3）避雷器的残压：(7-7)（4）避雷器的冲击放电电压：(7-8)根据以上计算数据选取FZ-110J型阀型避雷器能满足要求。3、10KV避雷器（1）避雷器的灭弧电压：(7-9)（2）避雷器的工频放电电压：(7-10)（3）避雷器的残压：(7-11)（4）避雷器的冲击放电电压：(7-12)根据以上计算数据选取FZ-10型阀型避雷器能满足要求。如表7-1表7-1 各级电压等级避雷器参数如下表：型号额定电压有效值KV灭弧电压KV工频放电电压有效值KV冲击放电电压峰