220kv变电站电气部分设计说明书

1、220kv 变电站电气部分设计说明书第 1 章 原始资料分析1、建设规模：该电力系统需建一座 220kv降压变电站，建成后与110kv和220kv电网相连，规划装设两台容量为120MV妊变压器。该所有220kv、 110kv 和 10kv 三个电压等级，220kv 侧出线 6 回，110kv 侧出线 8 回， 10kv 侧出线 12 回。根据建厂规模，对本电所的电气主接线进行设计，确定 23种方案，进行技术和经济比较，确定最佳方案。2、该地区负荷情况：110kv 有两回出线供给远方大型冶铁厂，其容量为40MVA 10kv侧总负荷为30MVA根据负荷情况，确定主变压器台数及容量。3、各级电压侧功

2、率因数和最大负荷利用小时数为：220kv 侧T=3800小时/ 年110kv侧T=4200小时/年10kv 侧T=4500小时/ 年根据最大负荷利用小时，可查表得出导体经济电流密度，进而按经济电流密度进行母线截面的选择。4、系统阻抗：220kv 侧电源近似为无穷大容量系统，归算至本所220kv母线为 0.16 (S=100MVA, 110kv侧电源侧容量为 1000MVA 归算至本所110kv母线侧阻抗0.32 (S=100MVA, 10kv侧无电源。计算短路电流，对主要电气设备和导体进行选择。5、该地区最热平均温度为28 度，年平均气温16 度，绝对最高温度为 40 度，土壤温度为18 度海

3、拔 153 米。根据以上数据对导体及母线进行选择。6、该变电所位于市郊荒土地上，地势平坦，交通便利，环境污染小。根据变电所配电系统和配电装置的设计原则，对配电所进行高压配电系统设计，接近负荷中心，则要求供电的可靠性，调度的灵活性更高，有10kv 电压送电，该负荷侧可采用双回路供电。第 2 章 电气主接线的设计电气主接线又称为一次接线或电气主系统，代表了发电厂和变电所电气部分的主体结构，直接影响着配电装置的布置、继电保护配置、自动装置和控制方式的选择，对运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。2.1 电气主接线设计要求（ 1）可靠性（2）灵活性（3）经济性2.2 主接线的基本接线形式及其特点

4、1、 有母线型的主接线（ 1）单母线接线优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、经济性好，缺点：可靠性差。调度不方便适用围： 一般只适用于一台发电机或一台主变压器的以下三种情况：610kV配电装置的出线回路数不超过 5回；3563kV配电装置的出线回路数不超过 3回；110220kV配电装置的出线回路数不超过两回。（ 2）双母线接线. 专业.专注.其优点主要有：检修母线时不影响正常供电；检修任一组 母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属回路和与此隔离开关 相连的该组母线，其他回路均可通过另一组母线继续运行；工 作母线发生故障后，所有回路能迅速恢复供电；检修任一出线 断路器时，可用母联断路器代替检

5、修的断路器，回路只需短时停 电；调度灵活；扩建方便缺点：在倒母线的过程中，易发生误操作；检修任一回路 的断路器或母线故障时，仍将短时停电；所使用的设备多，配 电装置结构复杂，所以经济性差。2、无母线型主接线（1）桥型接线（2）多角形接线（3）单元接线2.3电气主接线的确定方案一：220KV 110KV侧双母线带旁路母线接线，10KV侧单 母线分段接线。220k*10kv方案一方案二：220KV侧双母线带旁路接线，110KV 10KV侧单母线 带旁路母线接线。r r. r2二方案三：220KV侧双母线带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV 侧单母线分段接线。.专业.专注.220k v1 Ok

6、v电气主接线方案比较项目可靠性 灵活性 经济性方案方案一：220KV、可靠性局110KV侧双母线接线、10KV侧单母线分段接线1 .检修、调设备相对不 试相对灵多，投资不大， 活；经济性较好。2 .各电压级接线都便于扩建和发展。方案二：220KV侧双母线带旁路接线，1.可靠性较高；1.灵活性较好；1.设备相对 多，投资较大；2.旁路系统 造价昂贵，同110KV 10KV侧单母 2.单 母线带2扩建方便 线带旁路母线接线。 旁路母线接,线，检修母线或母线故障期时使配电装置运行复杂化方案三：220KV侧双母线带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV 侧单母线分段接线。间中断供电。1. 可靠性高；

7、2. 有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障1. 各电压级接线方式灵活性都好；2. 各 种 电 压级接线都综合考虑三种电气主接线的可靠性，灵活性和经济性，结合 实际情况，确定第一种方案为设计的最终方案。1. 设 备 相 对 多， 投资较大；2. 母线采用双母线带旁路，占地面积增时，不致使该便于扩建和加。侧停电，提高发展。了可靠性。. 专业.专注.第 3 章 主变压器的选择3.1 主变压器台数和容量的确定1、 主变压器台数的确定由原始资料可知，本次设计的变电所是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主，把所受的功率通过主变传输至110KV及 10KV母线上。若全所停电后，将引起下一

8、级变电所与地区电网瓦 解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的 可靠性。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%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。2、 主变压器容量的选择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%该变电所是按70验部负荷来 选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：E se = 2 ( 0.7PM) = 1.4PM 。当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%， 则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV母线的负荷不需

9、要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。其中，中压侧及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：Se = 0.7 (SU +SHI)。3.2 主变压器型式的选择1、 主变压器相数的的选择本次设计的变电所，位于市郊区，稻田、丘陵，交通便利，不受运输的条件限制，而应尽量少占用稻田、丘陵，故本次设计 的变电所选用三相变压器。2、绕组数量选择在变电所需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。所以，选择普通三绕组变压器。3、调压方式的选择由于该变电所的电压波动较

10、大，故选择有载调压方式4、连接组别的选择变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35KV 以下电压，变压器绕组多采用连接。所以变压器绕组的连接方式为丫/丫 /。5、容量比的选择由原始资料可知，110KV中压侧为主要受功率绕组，而 10KV 侧主要用于所用电以及无功补偿装置，所以容量比选择为：100/100/50 。6、主变压器冷却方式的选择自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量大。所以，

11、选择强迫油循环风冷却。3.3 主变压器的选择结果根据以上条件选择，确定采用型号为SFPSZ7-120000/220的220KV三绕组有载调压电力变压器，具体参数如下型号SFPSZ7-120000/220联接组标号YN， yn， d11空载电流%0.7空载损耗(kw)140额定电压(KV)高压中压低压220±8X 1.25%12110.5额定容量MVA12012060阻抗电压高中13.5高低22.4中一低7.4型号中个符号表示意义：S:三相F :风冷却P :强迫油循环 S :三绕组Z :有载调压9：性能水平号120000 ：额定容量220 ：电压等级第四章 短路电流计算4.1 短路计算

12、的目的及假设1、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节。其计算目的是：（1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。（2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。（3）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。2、短路计算基本假设（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）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

13、电弧阻抗和变压器的励磁涌流；第 5 章 导体和电气设备的选择5.1 断路器的选择 高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35220KV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10KV 电压等级。1、高压断路器的选择原则额定电压额定电流开断电流短路关合动稳定电流U N U NS I al I maxNbr zki Ncl ichiesish热稳定I t2t Qk2、断路器的选择结果电压等级220KV110KV10KV10KV 出进线线型号LW2-220/25

14、00LW14-110/2000ZN41AZN12 10-12/ 12504000额定电压2201101210（ KV）额定电流（ A）2500200040001250开断电流4031.55031.5（ KA）额定关合电1008012580流（KA）动稳定电流1008012580（ KA）额定短时耐40(4S)31.5(3S)50(3S)31.5(4S)受电流（KA）全开断时间0.05（ S）5.2 隔离开关的选择0.050.10.051、隔离开关的选择原则隔离开关与断路器相比，项目相同。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关合电流的校验。2、隔离开关的选择结果电压等

15、级型号220KV110KV 10KV 进 10KV出线线GW6-220 GW5-110/ GN10-10GN24-10ID/（D） / 2000T/ 400010002500额定电压（KV）额定电流（A）热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）2201102500200040（ 3S）40（ 4S）1001001010400063080（ 5S）31.5（ 4S）160805.3 电流互感器的选择1、电流互感器的选择原则（1）根据安装地点和安装方式来选择电流互感器的型式。620KV配电装置，可选用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器；35KV及以上配电装置，一般选用油浸装箱式绝缘结构的电流互感

16、器，有条件时应选用套管式电流互感器（ 2）按一次回路额定电压和电流选择，应满足：U N U NSI al KI N1 I max（ 3） 二次额定电流选择：二次额定电流选择一般选用5A， 弱电系统中选用1A。（ 4）根据二次负荷的要求，选择电流互感器的准确度级电流互感器的准确度级不得低于所供测量仪表的准确度级，以保证测量的准确度。(5)额定容量的选择为保证互感器的准确度级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量SN2,即：S2 SN2(6)热稳定检验电流互感器热稳定能力常以1s允许通过的热稳定电流的峰值22与一次额定电流之比来表示，应满足条件为：1tt或KtIN1Qk式中，Kt

17、t时间的热稳定倍数，t=1s(7)动稳定校验电流互感器的动稳定能力，常以部允许通过极限电流的的倍数峰值与一次额定电流之比来表示，应满足条件为：ies或Kes? 2IN1 ish2、电流互感器的选择结果电压等级型号额定电流准确级1S热稳定电流比(A)倍数220KVLCW12204X 300/50.560110KVLCWD1102 X 600/50.53510KV进线LZZBJ9-1000/50.5801010KV出线LDZJ1-10800/50.5505.4 电压互感器的选择一、电压互感器的选择原则1 .按装置种类和型式选择对于320KV屋配电装置，宜采用油浸绝缘结构，也可采用树 脂浇注绝缘结构

18、的电压互感器；110KV及以上配电装置，宜采用电 容式电压互感器。2 .按一次回路电压选择电压互感器一次绕组所接电网电压应在US应满足：1 .IUni Us 0.9Uni3 .按二次回路电压选择电压互感器的二次侧额定电压应满足保护和测量使用标准仪表的要求，可按下表选择接线型式YyYNynd电网电压(KV)335110J 500J360315型式单相式单相式单相式三相五柱式基本二次绕 组电压（V）100100/100/100辅助二次绕 组电压（V） 无此绕组100100/100/3 （相）.专业.专注.额定变比（KS220kVTYD220/ 网0.00750.0075H注：J一是指中性点直接接地

19、系统4 .电压互感器的准确级用于变压器，所用馈线，出线等回路中的电度表，供所有计算电费的电度表，其准确等级要求为 0.5级，供运行监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级要求一般为1级.二、电压互感器的选择结果电压等级设备型号110kVTYD110/ 730.015H110 0.13/, 3/0.1KV10kV JDZX1 - 10B10 0.1 0.1 .3 : . 3 : 3型号中各字母表示含义：TYD220/ <3- 0.0075中:T一成套式，丫一电容式，D一单相 0.0075H5.5母线的选择1、母线的选择原则(1)母线材料及截面形状的选择载流导体一般选用铝质材料

20、。对于持续工作电流较大且位置特 别狭窄的发电机、变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀的场 所才采用铜导体。矩形导体一般只用于35KV及以下电流在4000A及以下的配电 装置中；梢形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数小，一 般用于40008000A的配电中。管形导体用于110V及以上配电装 置，可用于8000A以上的配电中。1)按长期工作电流选择时,IalI max I alKIn(2)母线截面的选择 2)热稳定校验：所选母线截面S,应满足的条件为：S Smin C2、220KV母线的选择:正常工作最大持续电流：Iwmax 1.05 120330.66(A).3 220查经济电流密度曲线，当

21、J 0.92(A/mm2),贝U Sj -IwaxJTmax =3800h时，经济电流密度330.662359.41(mm )。0.92选择LF21圆管形铝镒合金导体作为母线导体尺导体导体最高寸D1 截面允许温度/( mm2) 为下值时D2(mm)的载流量(A)70 c 80 C截面系惯性惯性矩数 半径 J(cm4)W(cm3) rj (cm)质量(kg/m)(|)60/5391240 10727.292.0221.91.471543、110KV母线的选择结果正常工作时最大长期工作电流：Iwmax 1.05120661.33(A).3 110查经济电流密度曲线，当Tmax =4200h时，经济

22、电流密度J 0.88(A/mm2),则 Sj66 751.51(mm2)。' j J 0.88选择LF21圆管形铝镒合金导体作为母线，数据如下表所示：导体尺寸D1导体截面(mm2)D2(mm)导体最高允许温度为下值时的载流量(A)70 c 80 C截面系数W(cm3)惯性惯性矩质量半径J(cm4)(kg/m)rj (cm)2.60 80/9541900 154517.32.6969.472 4、 10KV母线的选择结果正常工作最大长期工作电流：Iwmax 1.05七3500(A)当Tmax=4500h时 ，J 0.85(A/mm2), 则Sj3500 4117.6(mm2)。J 0.8

23、5选择梢形铝导体作为母线，具技术数据如下表所示:导体尺寸h/双导体截面导体最高允许温度b(mm) 175/ 80(mm2)4880为下值时的载流量(A)6600截面系数W(cm3)25第 6 章 高压配电系统及配电装置设计6.1 配电装置的要求配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量装置，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置，是发电厂和变电站的重要组成部分，其作用是在正常情况运行下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此，配电装置应满足基本要求。（1）保证运行可靠（2）便于操作、巡视和检修（ 3）保证工作人员安全（4）力求提高经济性

24、（5）具有扩建可能6.2 配电装置的分类配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋配电装着和屋外配电装置；按其组装方式，又可分为装配式和成套式。（ 1）屋配电装置的特点：由于允许安装净距小和可以分层布置而使占地面积较小维修、巡视和操作在室进行，减小维护工作量房屋建筑投资较大，建设周期长，（2）屋外配电装置的特点：土建工作量和费用较小，建设周期 短扩建比较方便相邻设备之间距离较大，便于带电作业； 占地面积大受外界环境影响（ 3）成套配电设备的特点：电气设备布置在封闭或半封闭的金属中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；大 大减少现场安装工作量，缩短建设周期，也便于扩建和搬迁； 运行可靠性

25、高，维护方便；耗用钢材较多，造价较高。6.3 配电装置的应用35kV及以下的配电装置多采用屋配电装置，110kV及以上的配电 装置大多采用屋外配电装置；6.4 屋配电装置的布置原则1、总体布置尽量将电源布置在每段母线的中部，使母线截面通过较小电流同一回路的电器和导体应布置在一个间隔，以保证检修和限制 故障围较重的设备（如电抗器）布置在下层，以减轻楼板的荷 重并便于安装。充分利用间隔的位置。设备对应布置，便于 操作。有利于扩建。2、屋配电装置的设备布置母线及隔离开关母线通常装在配电装置的上部，一般呈水平布置、垂直布置和直角三角形布置。水平布置不如垂直布置便于观察，但建筑部分简单，可降低建筑物的高

26、度，安装比较容易，因此在中、小容量变电所的配电装置中采用较多垂直布置时，相间距离可以取得较大，无需增加间隔深度；支柱绝缘子装在水平间隔板上，绝缘子间的距离可取较小值。因此，垂直布置的母线结构可获得较高的机械强度；但垂直布置的结构复杂，并增加建筑高度。垂直布置可用于20kV以下、短路电流很大的配电装置中。直角三角形 布置的结构紧凑，可充分利用间隔的高度和深度，但三相为非对称布置，外部短路时，各项母线和绝缘子机械强度均不相同。这种布置方式可用于635KV大、中容量的配电装置中。在负荷变动或温度变化时，硬母线将会胀缩，如母线很长，又是固定连接，则在母线、绝缘子和套管中可能会产生危险的应力。为了将它消

27、除，必须按规定加装母线补偿器。不同材料的导体相互连接时，应采取措施，防止产生电化腐蚀。母线隔离开关，通常设在母线的下方。为了防止带负荷误拉隔离开关引起飞弧造成母线短路，在双母线布置的屋配电装置中，母线与母线隔离开关之间宜装设耐火隔板。两层以上的配电装置中，母线隔离开关宜单独布置在一个小室。为了确保设备及工作人员的安全，屋配电装置应设置防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地开关、误拉合断路器、误入带电间隔等（五防）电气误操作事故的闭锁装置。断路器及其操动机构断路器通常装设在单独的小室。断路器的操动机构设在操作通道。手动操作机构和轻型远距离控制的操动机构均装在壁上，重型远距离的操动机构则落地

28、装在混 凝土基础上。互感器和避雷器 电流互感器无论是干式或油浸式，都可和断路器放在同一小室。穿墙式电流互感器应尽可能作为穿墙套管使用。电压互感器都经隔离开关和熔断器（110KV及以上只用隔离开关）接到母线上，须占用专用的间隔。当母线上接有架空线路时，母线上应装避雷器。由于避雷器体积不大，通常与电压互感器共占用一个间隔（相互之间应以隔层隔 开），并可共用一组隔离开关。（ 4）配电装置室的通道和出口：配电装置的布置应便于设备操作、检修和搬运，故需设置必要的通道。长度小于7m时，可设置一个出口；长度大于 7m时，应有 两个出口（最好设在两端）；当长度大于 60m时，在中部适当的 地方再增加一个出口。

29、配电装置室出口的们应向外开，并应装弹簧锁；相邻配电装置室之间如有门时，应能向两个方向开启。（ 5） 配电装置室的采光和通风。配电装置室可以开窗采光和通风，但应采取防止雨雪、风沙、污秽和小动物入室的措施。配电装置室应按事故排烟要求，装设足够的事故通风装置。6.5 本设计中配电装置的确定本变电所三个电压等级：即 220kV、110kV、10kV,根据电力工程电气设计手册规定，110kV 及以上多为屋外配电装置，35kV及以下的配电装置多采用屋配电装置，故本所220kV、 110kV 侧采用屋外配电装置，10kV采用屋配电装置。1、220kV采用屋外高型配电装置。 它的主要优点是节约用地的效果显著，

30、 其占地面积约为普通中型的50%左右；布置紧密，可节省较多的电缆、钢芯铝绞线及绝缘子串。对于双母线带旁路母线的高型配电装置，采用三框架双列式布置，将两组主母线及其隔离开关上下重叠布置，旁路母线设在主母线两侧，与上层主母线并列布置，其构架与主母线构架合并，构成三框架结构，断路器为双列布置。2、110kV采用分相中型配电装置。 将母线隔离开关直接布置在各相母线的下方。分相中型配电装置硬管母线配合剪刀式（或伸缩式）隔离开关方案，布置清晰、美观，可省去大量构架，较普通中型配电装置节约用地，节省钢材，运行维护和安装检修均比较方便，并具有较高的可靠性和较强的抗震能力。3、10kV采用屋两层式配电装置。与屋

31、外配电装置相比较，在经济上两者总投资基本接近，因屋式电气投资较屋外式略少，而土建投资又稍高于屋外式；但屋式具有节约用地、便于运行维护、防污性能好等优点，因此一般采用屋配电装置。布置型式采用两层式，所用设备分别布置在两层中，第一层布置断路器，第二层布置母线、隔离开关等较轻设备，这种布置方式与三层式相比，其造价较低、运行和检修较方便，但占地面积有所增加，根据本变电所的具体情况，选择两层式布置合理。. 专业.专注.7.1 概述一、直击雷过电压保护变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针、避雷线、避雷带 和钢筋焊成网状。（一）直击雷的保护围和措施：1 、保护围：包括屋外配电装置、主控楼、变压器、构架及高压

32、屋配电装置等。2、保护措施：采样设置避雷针和避雷线进行保护。见下表所示：变电站进行防雷保护的对象和措施第 7 章 防雷设计序号 建筑物及构筑名称1 110KV及以上配电装置2 变压器3 屋外组合导线及母 线桥4 主控楼5 屋配电装置建筑物的结构特点钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构防雷措施在构架上装设避雷针或装设独立避雷针装设独立避雷针装设独立避雷针钢筋焊接成网并接地二、雷电侵入波保护由于雷电侵入波在电气设备上产生的过电压很高，一般为电气设备额定电压的8-12 倍， 为防止雷电波产生的过电压损坏电气设备，本设计变电所配电装置对雷电波的过电压保护是采用氧化锌避雷器及与其相配合的进线保护

33、段待保护措施。220KV及以下的配电装置电气设备绝缘与避雷器通过雷电流 为5KA幅值的残压进行配合。进线保护段的作用，在于利用其阻抗来限制雷电流幅值和利用其电晕衰耗来降低雷电波陡度，并通过进线段上避雷器的作用，使之不超过绝缘配合所要求的数值。7.2 避雷针和避雷器的配置原则一、避雷针的配置原则：1、电压110KV及以上的配电装置，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及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

34、压器的门型构架上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形构架距变压器较近，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。二、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、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及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、110KV- 220KV线路侧一般不装设避雷器。7.3 避雷针

35、的选择一、多支避雷针保护围的确定方法1、将多支避雷针的多边形，划分成若干个三支避雷针的三角形，划分时必须是相邻近的三支避雷针。2、每三支避雷针，其相邻两支保护围的一侧最小宽度bx>0时，. 专业 .专注 .则全部面积才能受到保护。3、多支避雷针的外侧保护围，应分别按不等高(或等高)两针保 护围的方法确定。二、本变电站避雷针的选择结果在对较大面积的变电所进行保护时 ,采用等高避雷针联合保 护要比单针保护围大。因此，为了对本站覆盖，采用四支避雷针。 被保护变电所总长120m,宽90m,查手册，门型构架高20m.避雷针的摆放如图所示。120m.专业.专注.90m1ID12 = D34 =90m

36、;D23= D14 = 120m,Dmax = 150mDh0 = h y所以，需要避雷针的高度h为：h = 20+ 150/7 = 41.4m 四只避雷针分成两个三只避雷针选择.验算：首先，验算123号避雷针对保护的高度：1、2号针之间的高度:h0 =41.4 90/7 =28.5m> 20m2、3号针之间的高度:h0 =41.4 -120/7 =24.3 > 20m1、3号针之间的高度:h0 =41.4 - 150/7 = 20m由上可见，对保护物的高度是能满足要求的。对保护宽度：1、2 号针的保护宽度：bx = 1.5 ( h0 - hx) =1.5(28.5 20) = 1

37、2.75m> 02、3 号针之间的宽度：bx = 1.5 ( h0 - hx) =1.5(24.3 20) = 6.45m> 0可见，保护的宽度能满足要求，所以，123针是满足要求的由于4针的摆放是长方形，所以，134针满足要求。经过计算，本变电站采用四支h=42m的等高避雷针进行保护7.4 避雷器的选择一、避雷器类型的选择由于金属氧化物避雷器(简称MOA 一般是无间隙避雷器，与 阀式避雷器相比，它没有灭弧和工频续流的问题，且具有优异的 非线性伏安特性，因此，本次设计选用 ZnO避雷器。二、ZnO避雷器的选择原则1、避雷器额定电压的选择：Un kUT式中，k一切除短路故障时间系数，

38、10S以取k=1.0,2h以取k=1.3; Ut一暂时过电压,kv.2、避雷器最大持续运行电压Uc的选择。一般情况下Uc= (0.760.8) Un, Uc不得低于以下规定值：直接接地：Uc Um/73非直接接地：10S切除故障：Uc Um/V32h 切除故障：Uc l.lUm (310kv) ; Uc Um (35 63kv)三、避雷器的选择结果1.220kv 侧：选用 Y10W-192/ 500 型校验：1)额定电压：Un kUT由于在10S以切除故障，故K=1.0,对于110kv220kv直接接地系统，Ut 1.4Um/石，则 Un 1.0 X1.4 X220/73192kv>1.

39、4 x 220/ V3=177.829kv .满足条件2)持续运行电压：Uc Um/H146KV220/#=127.021kv满足条件2.110kv 侧：选用 Y10W-100/ 248 型校验：1)额定电压：Ut 1.4Um/收100kv>1.4 X 110/石=63.51kv.满足条件2）持续运行电压：Uc Um/百，.TSkvAllO/T3=63.51kv .满足条件3.10kv 侧：选用 Y5WZ-177 45 型校验：1）额定电压：Un i.iUm, 17kv>1.1 X10=11kv.满足条件2）持续运行电压：Uc Um/V3, 13.6KV>10/ T3=5.7

40、74KV.满足条件避雷器的选择结果如下表：系统额定电压（KV）22011010避雷器型号Y10W-192/ 500Y10W-100/ 248Y5WZ-1 45避雷器额定电压（KV）19210017避雷器持续运 行电压（KM1467313.6型号中各字母含义：Y10W-192/ 500: Y-瓷套金属氧化物避雷器，10-金属氧化物避雷 器的标称放电电流，单位KA W-无间隙，192-避雷器的额定电压, KV;500-避雷器标称放电电流下的残压，KVY5WZ-17 45中：Z-用于发、变电站第 8 章 继电保护配置8.1 概述一、继电保护的作用1、自动快速有选择地将故障元件切除，保证其他非故障元件

41、迅速恢复正常运行。2、反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，动作于发信号、减负荷或跳闸，此时一般不需要保护迅速动作，而且根据电力系统及其元件的危害程度有一定延时，以免不必要的动作或由于干扰引起的误动作。二、对继电保护的基本要求选择性；速动性；灵敏性；可靠性。8.2 主变压器保护一、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及油面的降低，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，以及发生匝间短路时，其保护瞬时动作，跳开各侧电源断路器。二、主变压器的后备保护

42、1、过流保护为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，所以需装设过电流保护。2、过负荷保护变压器的过负荷电流，大多数情况下三相都是对称的，因此只需装设单相式过负荷保护。3、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。8.3 线路及母线保护一、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

43、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：反映线路两端电气量的保护，能准确地区分部与外部故障，不需要与相邻线路的保护在整定值上配合，因此可以实现全速启动。2、距离保护：反映保护安装处到故障点之间的距离，并根据距离的远近确定动作时限的一种保护装置。3、零序电流保护：中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。二、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 配置如下：距离保护和零序电流保护（中性点直接接

44、地系统），分别反应相间及接地故障，在35kV及以上运行方式较为复杂的多电源系 统，通常采用性能较为完善的距离保护。三、10KV线路保护配置两段式是电流保护，包括限时电流速断保护和定时限过电流保护，由于电缆线路较短，不设置瞬时电流速断保护。四、母线保护母线保护主要是反应单相接地故障而配置的，该所地位重要，采用专用的母线保护，保护配置为电流差动保护和电流相位保护。互补缺点，完成对母线保护选择性、快速性、灵敏性的要求。. 专业.专注.第9章短路电流计算书三相短路电流计算等值电路图1 .基准值在短路计算的基本假设前提下，选取Sb = 100MVA, Uv为各级电压平均值(230, 115, 10.5k

45、v)2 .系统电抗由原始材料可知，在 S=100MVAFXs1=0.32, Xs2=0.163计算变压器各绕组电抗阻抗电压高一中高一低中一低14.4247.6各绕组等值电抗Uk12%=14.4%, UK13% = 24% , Uk23%=7.6%Uk1% =0.5 (U12% + UK13%Uk23%) =0.5 (14.4+ 247.6) =15.4Uk2% =0.5 (Uh% + Uk23%UK13%) =0.5 (14.4+7.624) =1 &% =0.5 (UK13% + U k23%U12%) =0.5 (24+7.6 14.4) =8.6各绕组等值电抗标么值为：Vs1%

46、SjXi = 777 x 士 =0.154 x 0.833 =0.128100 SNX2 =Vs2% Sjx 100 SN= -0.01 x 0.833 = 0.008X3 =Vs3% Sjx 100 SN=0.086 X 1.667 =0.1434.各短路点短路计算a) 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，等值电路可化间为图一则短路电流Id1 = 6.25+2.63 =8.88Xs2 Xs1 g(X1 X2)换算到220KV短路电流有名值I = Id 1 SB =8.88 X00= 2.23KA3 Vb3 230根据相关规定，取电流冲击系数Kmp

47、= 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I imp= 1.52 X2.23= 3.388KA冲击电流 iimp=kimpI =X1.8I = 2.55 I = 5.687KA 短路容量 S = U avI = X 230X 2.23 = 888.34MVA b) 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，等值电路可化间为图二则短路电流Id2 =工 -1=3.125+4.545=7.67Xs1 Xs2 1(X1 X2)换算到110KV短路电流有名值I = Id 2 SB = 7.67 X ；00 = 3.851KA,3 V

48、b3 115短路电流全电流最大有效值I mp = 1.52 乂 3.851= 5.854KA冲击电流 i mp=kmpI = 9.82KA短路容量 S =UavI =X 115X3.851=767.04MVAc) d3点短路等值电路图可化简为图三X1= (Xsi+1X2) =0.32- X 0.008=0.316 22X2= (XS+-X1) =0.16+- X 0.128=0.224 22X3=lx =1 X 0.143=0.072 (如图四)，星形变换成三角形(如图五) 22.专业.专注.X13= X1 + X3 + X1 X3 = 0.316+0.072+0.1= 0.488X2X23=

49、 X2+ X3+ X2 X3 = 0.224+0.072+0.= 0.374X1.11_ _ _Id 3 = =2.049+2.882 =4.931X13 X23换算到10KV侧有名值I = Id 3XSB100-p- = 4.931 Xp=27.114KA3VaV3X 10.5短路电流全电流最大有效值及冲击值I imp = 1.52I = 1.52 X 27.114 =41.213KAimp= 2.55I = 2.55 X 27.114 = 69.14KA短路容量：S = UavI = X10.5 X27.114=493.1MVA短路点基准电压短路电流I /冲击电流短路容量S（ kv）（ K

50、A）ich(KA)（ MVA）d12302.235.687888.34d21153.8519.82767.04d310.527.11469.14493.1. 专业.专注.第10章电气设备的校验10.1 断路器的校验 一、220kV主变、出线侧1、主变断路器的校验：流过断路器的最大持续工作电流120Iwmax 1.05 330.66 A3 220(1)额定电压选择：UN UN net 220KV (2)额定电流选择:Iekd AidIN Iwmax330.66A (3)额定开断电流选择:选择LW2- 220/2500,其技术参数如下表:额定最高额定额定开额定关4s热额定动固有.专业.专注.型号电

51、压电压(A)(kv) (kv)(kA)(峰流(kA)流(峰闸时值)值)间(kA)(kA)(s)LW2-220/2500 220 2522500 40100401000.05工作 工作 电 流 断电流 合电流 稳定电 稳定电 分1、主变断路器的校验:流过断路器的最大持续工作电流:Iwmax 1.051203 110661.33 A(1 )额定电压：UN UNnet 110kV (2)额定电流IN Iwmax 661.33A (3)额定开断电流：In.ocAI P=3.851kA选择 LW1t 110/2000,技术数据如下表所示:型号额定 工作 电压 (kV)最局 工作 电压 (kV)额定电流(A)额定开断电流(kA)额定关合电流(峰值 )(kA)3s热稳定电流(kA)额定动稳定电流(峰值 )(kA)全开 断时 间(s)LW14-110/2000 110200031.58031.5800.05(4)热稳定校验：It2t QK31.52 32976.75(kA)2 s设主保护和后备保护的动作时间为0s和1.5s ,则热稳定计算时间：tK 1.5 °.051