110kV降压变电所电气部分毕业设计

年4月19日110kV降压变电所电气部分毕业设计文档仅供参考，不当之处，请联系改正。摘要在电力系统中，变电所起着十分重要的作用。为达到地区供电负荷要求，实现安全可靠供电，需要根据5-电力系统发展的规划合理设计变电所。本次设计任务为庄河110KV降压变电所电气部分设计。文中阐述了变电所电气部分设计的基本原则、方法及结论。设计主要内容包括：根据10KV侧负荷进行负荷计算及无功补偿，选择54台BGF10.5-100-1W型电容器；根据系统容量选择2台变压器并联运行，型号为SFSZ7-15000/110三相双绕组变压器；经过方案比较，确定电气主接线方式高压侧为双母线接线方式，低压侧为单母线分段的接线方式；确定三个短路点并进行短路电流计算；进行断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等设备的选择，并利用短路计算的结果对所选设备进行校验；配电装置的选择满足长期运行的要求；选择避雷装置，保证所设计变电所在安全范围内。为了详细说明，本设计绘制了电气主接线图。关键词：主变压器；电气主接线；短路计算

AbstractInpeople'ssociallife,electricityplaysaveryimportantrole.Toachieveareapowersupplyloaddemand,safeandreliablepowersupply,It'sespeciallyimportanttodesignthesubstationaccordingtothe5-10yearselectricalsystemdevelopmentplanning.Thisdesignis110KVzhuanghesubstationsstep-downdesign.Inthisessay,wewilltalkaboutthebasicprincipleandmethodofdesign,thebasicangcalculatingmethodsandsteps.Designincluding:Accordingtotheconsumers10KVlateralloadcalculationandchooseBGF10.5-100-1Wtype54setsofreactivepowercompensationcapacitor;Accordingtothesamecapacity2choicesforparalleloperationmodelSFSZ7-15000/110three-phasemaintransformerwindingtransformerdouble;Bycontrastmethodtodeterminethemainelectricalwiring,singlegeneratrixofthebridgesectionoftheconnectionmode;Determingingthreeshort-circuitpointandshort-circuitcurrentcalculation;Choicingtherightcircuitbreaker,isolatingswitch,voltagetransformer,currenttransformerandotherequipment;Usingtheshortcircuitcalculationresultsofselectedequipmentcalibration;Distributiondeviceseletionmeetlong-termoperationinspection;Selectingtheavoidthunderdevicetoguaranteethesubstationinsafedesignrange.Inordertoelaboratethedesign,thisessayincludesthemainelectricalacircuitdiagram.Keywords：themaintransformer;electricalconnection;short-circuitcalculation

目录第1章绪论 11.1变电所设计的目的和意义 11.2设计背景及主要内容 1第2章负荷计算和无功补偿 22.1负荷计算 22.2无功补偿 2第3章主变压器的选择 43.1概述 43.2变压器台数的选择 43.3主变压器的选择 5第4章电气主接线方案的确定 74.1概述 74.2主接线的接线方案 84.3主接线方案的确定 10第5章短路电流计算 15.1概述 15.2短路计算 1第6章电气设备的选择与校验 76.1高压进线线路的选择 76.2高压断路器的选择 76.3高压隔离开关的选择 96.4高压熔断器的选择 106.5低压断路器隔离开关及熔断器的选择 116.6电流互感器的选择 116.7电压互感器的选择 136.8开关柜的选择 146.9母线的选择 15第7章主变压器继电保护的设计 177.1继电保护的概述 177.2瓦斯保护 187.3纵联差动保护 197.4过电流与速断保护整定值的计算 207.4.1过电流整定值计算 207.4.2速断保护整定值计算 22第8章防雷保护的设计 238.1概述 238.2主变中性点放电间隙保护 258.3避雷器参数计算与选择 258.4避雷针设计 26第9章结论 28参考文献 29致谢 30附录 31绪论变电所设计的目的和意义随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造，拉动内需的发展计划，110kV变电所的建设迅猛发展。农村自身的特点也给农网和变电所建设带来一定困难。如何设计农网110kV变电所，是农网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。变电所电气部分是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、继电保护和自动装置的确定，是变电所电气部分投资大小的决定性因素。设计背景及主要内容随着工业的发展与工业区的开发，对电力电量的需求也相应的增加，为了满足市区生产和生活的供电要求，决定要庄河新建一所110KV降压变电所。本变电所位于市城郊,场地开阔,为非强地震区，输电线路走廊宽阔，有利于线路架设和电气设备的安装。气象条件：年最高气温39度，最低气温-18度。变电所建成后可承担庄河大部分用电负荷，提高庄河的供电网络可靠性、形成合理的环网和分段、改进电能质量和降低网损。设计的主要内容分以下几个步骤：1）负荷的分析及主变的选择；2）无功补偿的确定；3）电气主接线方案的确定；4）选取短路电流点，进行短路电流计算；5）主要电气设备的选择；6）防雷保护的设计和继电保护设计；7）绘制工程图纸。负荷计算和无功补偿负荷计算表2.110kV侧负荷序号负荷名称最大负荷（MW）功率因素出线出线回数负荷组成(%)线路长度(km)近期远期一级二级三级1机械厂1.820.8架空1156025152食品厂1.120.8架空1103060203汽配厂1.220.8架空1204040184城区1.920.8架空1204040195工业园1.820.8架空1304030156自来水厂0.50.80.8架空1305020167生活区0.510.8架空13070188转供电0.81.80.8架空12080209发展线11.50.8架空12060201910发展线21.50.8架空120602018由表2.1可进行负荷计算总的有功功率=2+2+2+2+2+0.8+1+1.8+1.5+1.5=16.6MWP==0.85*16.6MW=14.11MW总的无功功率=0.75×16.6=12.45Mvar=0.85×12.45=10.58Mvar总的视在功率=17.636Mva试中：为同时系数，取0.85。无功补偿无功补偿的目的：无功补偿的原因是系统功率因数低，降低了发电机和变压器的出力，增加了输电线路的损耗和电压损失。本次设计要求用户的功率因数不低于0.9，因此，必须采取措施提高系统功率因数。当前提高功率因数的常见的办法是装设电容器补偿无功。计算补偿前的自然功率因数,考虑变压器损失。（2-1）（2-2）试中各参数如下所示：为变压器有功功率损失；变压器在额定负载下无功功率损失的增量为变压器空载有功功率损失；变压器在一定负载下的铜耗；计算负荷的视在容量；变压器的额定容量；变压器的无功功率损失；变压器的空载无功功率损失；经计算加上变压器损失后的总的无功功率，有功功率和视在功率：（2-3）（2-4）补偿后的功率因数取=0.9，所需补偿的无功功率如下：（2-5）计算补偿电容器的个数（，型号为BGF10.5-100-1W） （2-6）按照三的整数倍取，实际的补偿容量如下。Mvar（2-7）补偿后实际的功率因数为（2-8）经比较大于0.9因此合理。补偿后的视在功率=15.53MVA.主变压器的选择概述在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不但增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电因此后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。变压器台数的选择1）应满足负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应选用两台变压器，以便当一台故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。对只有少量二级而无一级负荷的变电所，如低压侧有与其它变电所相联的联络线作为备用电源时，亦可只采用一台变压器。2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，无论负荷性质如何，均可选用两台变压器。3）除上述情况外，一般供三级负荷的变电所可只采用一台变压器。但集中负荷较大者，虽为三级负荷，亦可选用两台变压器。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。从可靠性的计算结果表明，降压变电所中设置两台变压器，不间断的供电是有保证的。综合上述条件，确定变压器台数为2台。主变压器的选择根据中国国家标准GB1094《电力变压器》确定采用R10容量系列。变电所补偿后的视在功率=15.53MVA.一台变压器的初选容量S=80%SΣ=0.80×15.53=12.52MVA综合上述各种因素，确定该站主变压器采用2台15MVA的变压器。当前中国电力系统基本都是三相制接线，故为了能接入系统运行，并能保证系统的安全稳定运行。因此该站选择三相供电。结合该地区的实际情况，故采用双卷变压器，电压等级为110KV与10KV。为了保证10KV供电系统电压质量，本站采用有载调压方式，这样能够达到随时调整电压的目的。冷却方式采用自冷型冷却方式。变压器110KV侧中性点经隔离开关接地，同时装设避雷器保护。在具有三种电压等级的变电所，如经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，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相正确两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。1）自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，而且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，因此，当高压侧发生过电压时，它有可能经过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。而自耦变压器的变化较小，由原始资料可知，该所的电压波动为±8%，故不选择自耦变压器。2）分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，因此分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。3）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。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。因此，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却；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。可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，维护工作量较大。因此，选择强迫油循环风冷却。综合上述几种情况，结合厂家的一些产品情况，故本站的主变压器选用的型号：SFSZ7-15000/110。选两台15MVA的变压器主变压器：2×15MVA铜线三绕阻有载调压三相电力变压器电压等级：110kV/10KV表3.1变压器参数额定容量kVA连接组标号空载损耗kW负载损耗kW空载电流%阻抗电压%15000YN,d1171.22501.317~18电气主接线方案的确定概述主接线是变电所电气设计的首要部分，它是由高压电器设备经过连接线组成的接受和分配电能的电路，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，而且对电气设备选择、配电装置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须正确处理好各方面的关系。中国《变电所设计技术规程》SDJ2-79规定：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、设备特点及负荷性质等条件确定，而且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。1.可靠性安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。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，并要求保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电；（3）尽量避免变电所全部停运的可靠性。2、灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。（1）为了调度的目的，能够灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求；（2）为了检修的目的：能够方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电。（3）为了扩建的目的：能够容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在一次和二次设备装置等所需的改造为最小。3、经济性主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。（1）投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分支变电所推广采用质量可靠的简单电器。（2）占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布置。（3）电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。主接线的接线方案电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。而本所各电压等级进出线均超过四回，采用有母线连接。1、单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，可是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均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段分开后，才能恢复非故障段的供电，而且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。单母接线适用于：110～200KV配电装置的出线回路数不超过两回，35～63KV，配电装置的出线回路数不超过3回，6～10KV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式，故不选择单母接线。2、单母线分段接线用断路器，把母线分段后，对重要用户能够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。可是，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内停电，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：110KV～220KV配电装置的出线回路数为3～4回，35～63KV配电装置的出线回路数为4～8回，6～10KV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。图4.1单母线分段这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为35～110KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。3、双母接线它具有供电可靠、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，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，110K～220KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，110KV～220KV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（110KV）或5回（220KV）时，一般应装设专用旁路母线。4、双母线分段接线双母线分段，能够分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常见传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，可是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。图4.2双母线接线主接线方案的确定主接线设计高压侧接线的选择，由设计任务书给定的负荷情况，该变电所主接线采用110KV均采用双母带接线，使检修或故障时，不致破坏双母线接线的固有运行方式，及不致影响供电可靠性，最终确定了110KV侧接线选择双母线接线；低压侧接线方式的选择。单母线分段是借助于断路器，进行分段，当母线故障时，经倒闸操作可切除故障段，保证其它段继续运行，当母线检修时可分段进行，这能始终保证一台主变的供电，当进线电源一回发生故障，经过倒闸操作可保证两台主变的供电，单母线分段的接线能够作分段运行，也可做并列运行，采用分段运行时，各段相当于单母线运行状态，各段母线所带的主变压器是分列进行，互不影响任一母线故障或检修时，仅停止该段母线所带变压器的供电，两段母线同时故障的机率很小，能够不予考虑，采用并列运行时，电源检修无需母线停电，只需断开电源的断路器及其隔离开关就能保证两台主变压器的供电，对本站10KV8回供电（大于4回路）较为适合。经过对单母线分段接线与双母线接线的比较，经权衡考虑，单母线分段接线具有占地面积小、投资少、供电可靠性高的优点，最终确定了10KV侧接线选择单母线分段形式。10KV采用单母线分段，能够使重要负荷的供电从不同的母线分段取得，可靠性较高。短路电流计算概述在电力系的电气设备，在其运行中都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发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：基准容量：Sj=100MVA；基准电压：Vg（KV）10.5115230。短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2）给系统制订等值网络图，图6.1；3）选择短路点；4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：Id*=Id*×Ij;有名值：Idi=Id×Ij；5）计算短路容量，短路电流冲击值,短路容量：S=VjI˝;短路电流冲击值：Icj=2.55I˝6）列出短路电流计算结果。短路计算在短路计算的基本假设前提下，选取Sj=100MVA，VB为各级电压平均值（230，115，10.5kv）。1.系统电抗在Sj=100MVA下,Xs1＝0.36;Xs2＝0.015。2.计算变压器各绕组电抗表5.1阻抗电压％高－中高－低中－低12228各绕组等值电抗Vs(1-2)％＝12％，Vs（1-3）％＝22％，Ｖs（2-3）％＝8％Vs1%=Xs1（Vs(1-2)%+Vs(1-3)%－Vs(2-3)%）=Xs1（12+22－8）=13Vs2%=Xs2（Vs(1-2)%+Vs(2-3)%－Vs(1-3)%）=Xs2（12+8－22）=－1Vs3%=Xs3（Vs(1-3)%+Vs(2-3)%－Vs(1-2)%）=Xs3（22+8－12）=9各绕组等值电抗标么值为：X1=×＝0.072，X2＝×＝－0.0055，X3＝×＝0.1220KV220KV110KVXs2Xs1S1X1X2X310KVS2d1d2d3图5.1等值电路图3.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5.2。110KV110KV10KVXs2Xs1S1X1X2d1S2图5.2d1点短路等值电路图则短路电流Id1＝＝+＝69.209换算到220KV短路电流有名值I″=Id1=69.209×=17.374KA取电流冲击系数Kch=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Ich=1.8I″=1.51I，Icj=1.51×17.374=26.235KA。冲击电流ich=26.235×1.87I″=2.55I″=2.55×17.374=44.304KA，短路容量S=1.73×230×17.374=6921MVA。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5.3110KV110KV10KVXs2Xs1S1X1X2S2d2图5.3d2点短路等值电路图则短路电流流Id2==+=23.503KA换算到110KV短路电流有名值I″=23.503×=11.80KA，取电流冲击系数Kch=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：Ich=Kch2I″=1.82I″=1.51I″，Ich=1.51×11.80=17.818KA。冲击电流icj=Ich×1.87I″=2.55I″=2.55×11.80=30.09KA短路容量S=icjVBI″=30.09×115×11.80=2350MVAc）d3点短路Xs2Xs1SX1Xs2Xs1SX1X2d3S2d1D图5.4等值电路图简化图X1=（（S1S2S1S2d3X1X2X3S1S2d3X13X23X13=X1+X3+=0.357+0.05+=0.757X23=X2+X3+==0.108Id3===10.58KA换算到10KV侧有名值I″=Id3×5.49=10.58×5.49=58.178KA短路电流全电流最大有效值及冲击值Ich=1.51I″=1.51×58.178=87.848KA表5.2参数表短路点的编号基准电压VaV（KV）基准电流Ij（KA）额定电流IjIn（KA）短路电流标么短路电流有名稳态短路电流标么值稳态短路电流短路电流冲击短路容量d12300.250.2569.20917.37469.20917.37444.30426.2356921d21150.50.523.50311.8023.50311.8030.0917.8182350d310.55.55.510.5858.17810.5858.178148.35487.8481058Icj=2.55I″=2.55×58.178=148.354KA短路容量：S=VBI″=1.73×10.5×58.178=1058MVA。电气设备的选择与校验高压进线线路的选择高低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。电力电缆及控制电缆全部选用铜芯电缆。控制电缆全部选用阻燃型电缆。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接点引入线均采用屏蔽电缆。户内采用电缆沟及穿管明敷方式，户外采用电缆沟敷设方式。架空线的主要优点：设备简单，造价低：有故障易于检修和维护：利用空气绝缘，建造比较容易。为了加强铝线的机械强度，采用多股绞线，用抗张强度为120kg/的钢作为线芯，把铝线绞在芯子外面,作为导线的导电部分，称为钢芯铝线。LG型铝绞线在35KV以上架空线路用得较多，在需要高机械强度的地方，如跨越时则用加强型LGJ。因此110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。LG型铝绞线在35等级较合适，因此110KV进线选用LGJ-240/30型号的架空线。高压断路器的选择高压断路器除在正常情况下通断电路外，主要是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的安全运行。常见的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器，一般6～35kv选用真空断路器，35～500kv选用SF6断路器.高压断路器的主要参数有如下几点。额定电压：额定电压是指断路器正常工作时的线电压；额定电流：是指环境温度在40度时，断路器允许长期经过的最大工作电流；额定断开电流：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量：开断能力常见断流容量表示；热稳定电流：热稳定电流是表示断路器能承受短路电流热效应的能力；动稳定电流或极限经过电流：表示能承受短路电流所产生的电动力的能力；断路器的分、合闸时间：表示断路器的动作速度。按工作环境选择：选择户外或户内，若工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择：应该大于或等于所在电网的额定电压，即：；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即：;校验高压断路器的热稳定性：；校验高压断路器的动稳定性：；校验高压断路器的断流容量（或开断电流）：断流容量按校验；校验短路关合电流：。选择时，除按一般原则选择外，由于断路器还有切断短路电流，因而必须校验短路容量，热稳定性及动稳定性等各项指标。最大长期工作电流为短路电流热效应为1662.02由于>1S，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应Qd=Qk=1662.02冲击电流==36.5854Ka（1）按电压选择：断路器的工作电压，满足工作要求（2）最大长期工作电流选择：满足要求。（3）动稳定校验：满足动稳态要求。（4）按额定开断电流校验：16.2602kA满足要求。（5）额定关合电流校验：,满足要求。（6）热稳定校验：=4s>1s，故不计非周期热效应1662.02满足热稳定要求根据上述分析并查资料可得高压断路器参数如表6.1所示。表6.1110KV高压断路器选择型高压六氟化硫断路器计算数据110kV110kV299.82315016．2602kA40kA36.5854kA100kA1662.02（）404=6400（）36.5854kA100kA高压隔离开关的选择高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情况下断开或接通高压线路的输电设备，以及对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。形式结构：高压隔离开关一般有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一般配有独立的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一般都设有机械连锁装置，确保两者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关根据不同的安装场所有各种不同的安装方式。选择条件：海拔高度不大于1000米为普通型，海拔高度大于1000米为高原型；地震烈度不超过8度；环境温度不高于+400C，户内产品环境温度不低于-100C，户外产品环境温度不低于-300C；户内产品空气相对湿度在+250C时其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些产品要求空气相对湿度不大于85%）；户外产品的覆冰厚度分为5毫米和根据设计条件，选择户外型高压隔离开关，它可用于户外有电压无负载时切断或闭合6-500KV电压等级的电气线路。户外型高压隔离开关一般由底座、支柱绝缘子、主刀闸、接地刀闸、动触头和操动机构等组成，单相或三相连联动进行操作。户外隔离开关可安装在户外支架或支柱上，也可安装在户内。（1）按电压选择：隔离开关的工作电压，满足要求。（2）最大长期工作电流选择：满足要求。（3）动稳定校验：36.5854kA满足动稳态要求。（4）热稳定校验：=4s>1s，故不计非周期热效应1331.6488满足热稳定要求。根据上述条件和要求并查可得高压隔离开关参数如表6.2所示。表6.2110KV侧的高压隔离开关选择GW4-110型计算数据110kV110kV299.821250A1331.6488（）31.54=3969（）36.5854kA80kA高压熔断器的选择高压熔断器是一种过流保护元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障保护设备的目的。电流越大，熔断时间越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合保护选择性的要求。高压熔断器的选择：按环境选取户内户外型；熔断器额定电压要等于或高于电网电压；电流选择包括熔断器熔管的额定电流和熔体的额定电流，熔管的额定电流要大于或等于熔体的额定电流，熔体的额定电流（K为可靠系数，取1.5~2.0）；熔断器开断电流校验或；熔断器选择性校验根据制造厂提供的安秒特性曲线上查出。RW6-110型高压熔断器主要是由上下棒形绝缘子、接触导电系统、并联的主副熔丝管以及推杆等部分组成，用于110KV线路和变压器的短路及过负荷保护。RW3-10型高压熔断器是由绝缘子、接触导电系统及熔丝管等部件组成，用于10KV输电线路和变压器的短路与过负荷保护。经过计算查表，110KV侧的高压熔断器选择RW6-110型熔断器。10KV侧的高压熔断器选择RW3-10型熔断器。低压断路器隔离开关及熔断器的选择断路器、隔离开关、熔断器的选择方法与高压侧的相同，型号如下：低压断路器型号为HB10-25，隔离开关型号为GW9-10G,熔断器的型号为RW3-10。电流互感器的选择电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以分别向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器一次侧匝数少，串接在主电路中，二次线圈与负载的电流线圈串联，接近短路状态。1型式的选择根据安装的场所和使用条件，选择电流互感器的绝缘结构（浇注式、瓷绝缘式、油侵式等）、安装方式（户内、互外、装入式、穿墙式等）、结构型式（多匝式、单匝式、母线式等）、测量特性（测量用、保护用、具有测量暂态的特性等）。6～20kv户内配电装置和高压开关柜中，常采用LD单匝贯穿式或复杂贯穿式2额定电压和额定电流的选择，电流互感器的额定电压不小于装设电流互感器回路所在电网的额定电压，。电流互感器的一次额定电流不小于装设回路的最大持续电流，。3准确级和额定容量的选择，用于电能计量的电流互感器，准确度级不应低于0.5级。用于继电保护的电流互感器，误差应在一定的限值内，以保证过电流时的测量准确度的要求。为保证电流互感器工作时的准确度符合要求，即二次侧总容量应不小于该精度等级所规定的额定容量4热稳定和动稳定的校验电流互感器的热稳定能力用热稳定倍数表示，热稳定倍数等于互感器1s热稳定电流与一次额定电流之比，故热稳定条件为：式中短路热效应。电流互感器的内部动稳定能力用动稳定倍数表示，动稳定倍数等于互感器内部允许经过的极限电流（峰值）与一次额定电流之比。故互感器内部动稳定条件为：式中经过电流互感器一次侧绕组的最大冲击电流。（1）按电压选择：电流互感器的工作电压=110kV，满足要求。（2）最大长期工作电流选择：满足要求。（3）动稳定校验：,满足动稳态要求。（4）热稳定校验：=4s>1s，故不计非周期热效应1662.02满足热稳定要求。表6.3110kV侧电流互感器参数计算数据LCWD-110110kV110kV299.82A121662.02（）（751.2）=8100KA36.5854220.584kA低压侧计算与高压侧相同：表6.410kV侧电流互感器参数计算数据LMC-1010kV10Kv33984000A425.35（）（754）=90000()7.8265kA735.28kA电压互感器的选择电压互感器一次侧是并接在高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗很大，因而，它的接入对被测电路没有影响，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。1型式的选择，根据电压互感器安装的场所和使用条件，选择电压互感器的绝缘结构和安装方式。一般6～20kv户内配电装置中多采用油侵或树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器；35kv配电装置中宜选用电磁式电压互感器；110kv及其以上的配电装置中尽可能选用电容式电压互感器。在型式选择时，还应根据接线和用途的不同，确定单相式、三相式、三相五柱式、一个或多个副绕组的不同型式的电压互感器。接在110kv及以上线路侧的电压互感器，当线路上装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。2额定电压的选择，为保证测量准确性，电压互感器一次额定电压应在所安装电网额定电压的90%～110%之间。电压互感器二次额定电压应满足测量、继电保护和自动装置的要求。一般，一次绕组接于电网线电压时，二次绕组额定电压选为100V；一次绕组接于电网相电压时，二次绕组额定电压选为V。当电网为中性点直接接地系统时，互感器辅助副绕组额定电压选为100/V；当电网为中性点非直接接地系统时，互感器辅助绕组额定电压选为100/3V。3容量和准确度级的选择，电压互感器按容量和准确度级的原则与电流互感器的选择相似，要求互感器的额定二次容量，不超过电压互感器的二次负荷（），而且二者要尽量接近，因过也会使误差增大。统计电压互感器二次负荷时，首先应根据仪表和继电器电压线圈的要求，确定电压互感器的接线，并尽可能将负荷分配均匀。为满足准确级的要求在计算各相负荷，取其最大一相负荷与互感器的额定容量比较。在计算各项负荷时，要注意互感器与负荷的接线方式。4电压互感器不校验动稳定和热稳定。表6.5110kV侧电压互感器参数型号额定变比额定容量准确等级最大容量JCC2-1101级500VA3级1000VAVA表6.510kV侧电压互感器参数型号额定变比额定容量准确等级最大容量JSJW-101级200VA3级480VA960VA开关柜的选择选择开关柜需要满足5个条件：1开关柜的最高电压应不小于所在回路的系统最高电压。2开关柜额定电流不小于回路的最大持续工作电流。3开关柜中的断路器，负荷开关，熔断器要满足电气设备选择的要求。4开关柜的绝缘应能长期耐受设备的最高电压。5开关柜接线端子静态拉力额定值应大于电器引线正常运行和短路的最大作用力。除此之外还应考虑环境影响，例如：温度，湿度，海拔高度，地震等一系列影响。10KV开关柜选用全工况“五防”型XGN2-12Z（Q）箱型固定式金属封闭开关柜，柜中配真空断路器。主变进线柜、分段柜额定电流为3150A、额定开断电流为40KA。馈线柜、电容器柜、接地变柜额定电流为1250A，额定开断电流选用31.5KA。馈线回路的电流互感器选用三相加零序配置，互感器变比600/1A。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-09；开关柜额定电流1250A。内装：ZN28-12Q，1250A，31.5KA真空开关，配CT19II型弹簧机构；分合闸直流110V，三相电流互感器LZZBJ-10Q600/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10D/1250A一组。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-121；开关柜额定电流3150A。内装：ZN28-12Q，3150A，40KA真空开关，配CT19III型弹簧机构；分合闸直流110V，三相电流互感器LMZB3-10Q3000/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A一组。用于电源进线。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-132；开关柜额定电流3150A。内装：三相电流互感器LMZB3-10Q，3000/1/1A10P25/0.5S，15VA/10P25，15VA/0.5S，其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A一组。附带电显示装置一组，用于架空电源进线。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-64；内装：电压互感器JDZX11-1010/√3:0.1/√3:0.1/3KV；70VA/0.5；120VA/3P，熔断器RN2-101.0A：氧化锌避雷器HY5WZ-17/45；V1mA≥23KV，附放电记录器隔离开关GN30-10D/1250A一组；附带电显示装置一组。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-131；开关柜额定电流3150A。内装：三相电流互感器LMZB3-10Q3000/1/1A10P25/0.5；15VA/10P25；15VA/0.5其中0.5S级带中间抽头，隔离开关GN30-10/3150A一组。附带电显示装置一组，用于母线分段隔离。固定式封闭开关柜XGN2-12Z（Q）-12；开关柜额定电流3150A。内装：真空开关，ZN28-12Q，3150A，40KA，配CT19III型弹簧操动机构；分合闸直流110V，隔离开关GN30-10/3150A一组。附带电显示装置一组，用于母线分段断路器。母线的选择一般来说，母线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分。载流导体可构成硬母线和软母线。软母线是钢芯铝绞线（有单根、双分裂和组合导线等方式），因其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，因此不必校验其机械强度。母线的选择1型式：一般采用铝材，只有当持续工作电流较大且位置特别狭窄的场所，或者腐蚀严重的场所，才选用铜材。35kV及以下且正常工作电流不大于4000A时，宜选用矩形导体；在4000～8000A时，一般选用槽形导体；8000A以上的工作电流选管形导体或钢芯铝绞线构成的组合导线。2按导体长期发热允许电流选择。(6-1)式中导体在回路中最大工作持续电流，A；在额定环境温度时导体允许电流，A；K与实际环境和海拔有关的综合校正系数，可查表得出，K=0.83。则可求得：3按经济电流密度选择。在选择导体截面时，除配电装置的汇流母线外，长度在20m以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择，先求出经济截面即(6-2)式中J经济电流密度，，可由相应曲线查出为0.75。4热稳定校验应满足条件(6-3)式中C母线的热稳定系数，可由相应表查出C=99；短路电流的热效应，；满足热稳定的最小截面，；5动稳定校验应满足条件(6-4)式中母线材料的允许应力；母线材料所受的最大应力。若每相采用多条矩形母线时，其母线导线所受的最大应力应为相间最大应力与条间最大应力之和。6电晕电压校验。电晕放电会造成电晕损耗、无线电干扰、噪声和金属腐蚀等许多危害。一般来说，110kV及以上的母线应进行电晕电压校验。110-220kV裸母线在晴天不发生可见电晕的条件是：电晕临界电压应大于最高工作电压，即≥(6-5)经过上述计算，可确定选用矩形铝母线，导体截面为,最大载流量为4650A，肌肤效应系数为1.70。

主变压器继电保护的设计7.1继电保护的概述1、系统继电保护及自动装置继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电所继电保护结合中国当前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电所综合自动化水平。2、继电保护配置原则根据GB14285《继电保护和安全自动装置技术规程》中有关条款《继电保护二十五项反事故措施要点》、《电力系统继电保护》教材。3、220千伏系统220千伏线路配置高频距离保护，要求能快速反应相间及接地故障，对于220千伏双母线接线，配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护，每条线路配置功能齐全，性能良好的故障录波装置。4、110千伏系统110千伏线路配置阶段式距离保护，要求能反应相间及接地故障，对于110千伏双母线接线，配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护，每条线路配置功能齐全，性能良好的故障录波装置。5、主变压器保护电力变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备,它的故障将对供电可靠性和系统正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的设备,,因此必须根据变压器的保护的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路；油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低。对于上述故障和不正常工作状态变压器应装设如下保护：1)、为反应变压器油箱内部各种短路和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器,应装设瓦斯保护。2)、为反应变压器绕组和引线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器,以及6.3MVA及以上的所用变压器,应装设纵差保护。3)、为反应变压器外部相间短路引起的过电流和同时作为瓦斯、纵差保护(或电流速断保护)的后备应装设过电流保护.例如,复合电压起动过电流保护或负序过电流保护。4)、为反应大接地电流系统外部接地短路,应装设零序电流保护。5)、为反应过负荷应装设过负荷保护。现代生产的变压器，虽然结构可靠，故障机会较少，但实际运行中仍有可能发生各种类型故障和异常运行。为了保证电力系统安全连续地运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据变压器容量的大小、电压变压器保护的配置原则。变压器一般应装设以下保护：瓦斯保护、纵差动保护、短路保护、后备保护、，过负荷保护。7.2瓦斯保护容量为800KVA级以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护，当有内部故障时产生经微瓦斯后油面下降时保护应瞬时动作于信号，当产生大量瓦斯时，瓦斯保应动作与断开变压器各电源侧断路器。(一)瓦斯保护装置：瓦斯继电器又称气体继电器，瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中，油箱内的气体经过瓦斯继电器流向油枕。当前，国内采用的瓦斯继电器有浮筒挡板式和开口杯式两种型式。在本设计中采用开口杯式。（二）瓦斯保护的整定：（1）、一般瓦斯继电器气体容积整定范围为250—300m，变压器容量在10000KVA以上时，一般正常整定值为250cm2，气体容积值是利用调节重锤的位置来改变。（2）、重瓦斯保护油流速度的整定重瓦斯保护动作的油流速度整定范围为0.6—1.5m/s，在整定流速时均以导油管中的流速为准，而不依据继电器处的流速。根据运行经验，管中油速度整定为0.6—1.5时，保护反映变压器内部故障是相当灵敏的。可是，在变压器外部故障时，由于穿越性故障电流的影响，在导油管中油流速度约为0.4—0.5。因此，本设计中，为了防止穿越性故障时瓦斯保护误动作，可将油流速度整定在1S左右。7.3纵联差动保护瓦斯保护只能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器能够在电源侧装设电流速断保护。可是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当其灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器的全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵联差动保护。瓦斯保护职能反应变压器油箱内部的故障，而不能反应油箱外绝缘套管及引出线的故障，因此，瓦斯保护不能作为变压器唯一的主保护，对容量较小的变压器可在电源侧装设电流速断保护，可是电流速断保护不能保护变压器的全部，故当灵敏度不能满足要求时，就必须采用快速动作并能保护变压器全部绕组，绝缘套管及引出线上各种故障的纵差动保护。在本设计中，采用由BCH-2继电器起动的纵联差动保护。表7.1变压器纵联动保护参数计算结果名称各侧数值额定电压220KV110KV10KV额定电流40000/(31/2×220)＝419.90KA40000/(31/2×110)＝209.95KA40000/(31/×10)＝2309.5KA电流互感器一次电流计算值31/2×419.90=727.20KA31/2×209.95=363.6KA31/2×2309.5=4000KA确定保护的动作电流：（1）、躲过励磁涌流：IDZ=Kk×Ie=1.3×419.90=545.87A；（2）、躲过外部短路时的最大不平衡电流：IDZ=Kk×Ibpmax=Kk×(KTXKfzqKi+△U+△fza)×Idmax=1.3×(1×1×0.1+0.05+0.05)×8790=2285.4A；折算至高压侧得：2285.4×（10/220）＝103.85A；(3)、躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：IDZ=1.3×Ie=1.3×419.90=545.87A，综上保护基本侧的动作电流为：549.87A；为了防止外部短路引起的过电流和作为变压器差动保护、瓦斯保护的后备，变压器应装设后备保护。后备保护的方案有过电流保护、负荷电压起动的过流保护、负序过电流保护和低阻抗保护等。当前，已广泛采用复合电压起动的过流保护作为变压器的后备保护。故在本设计也采用复合电压起动的过流保护。电流继电器一次动作电流按躲过变压器额定电流整定：Kk=1.2Kh=0.85IDZ=(Kk/Kh)×IBe=1.2/0.85×419.90=592.8A。对于降压变电所低压继电器一次动作电压，应按最低工作电压整定。UDZ=Ugmin/KkKh=09×220/1.2×1.15=143.48A。负序电压继电器的一次动作电压，应按躲过正常运行时的不平衡电流整定取UDZ=0.06UE=6.6KV。在中性点直接接地的变压器上，一般应装设反应接地短路的保护作为变压器的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护。如果变压器中性点直接接地运行，其接地保护一般采用零序电流保护，保护接于中性点引出线的电流互感器上。因此在本设计中变压器的接地保护采用零序电流保护。过负荷保护反应变压器对称负荷引起的过流保护。保护用一个电流继电器接于一相电流上，经延时动作于信号。对于两侧有电源的三绕组降压变压器，三侧均应装设保护。过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定电流整定，即：IDZ=Kk/Kk×IeB式中Kk取1.05Kb取0.85高压侧：IDZ=（1.05/0.85）×40000/（31/2×30）=518.70KA中压侧：IDZ=（1.05/0.85）×40000/（31/2×115）=259.35KA低压侧：IDZ=（1.05/0.85）×40000/（31/2×10.5）=2852.87KA7.4过电流与速断保护整定值的计算7.4.1过电流整定值计算计算变压器过电流的整定值式中——继电保护动作整定值（A）；——保护装置的可靠系数；——接线系数；——电流互感器电流比；——线路最大负载电流（A）；——继电器返回系数；——继电器返回电流，电流互感器开始释放的最大电流（A）；——继电器起动电流，电流继电器开始吸合的最小电流（A）;DL型继电器的一般要求在0.85-0.9。若返回系数小于0.85，说明继电器传动部分有油污，应清洗加油，以减少摩擦阻力矩，如果清洗加油后，仍达不到0.85以上，应考虑更换电流互感器。其中电流互感器电流比为500/5其过电流整定值计算如下所示：电流整定值：，过电流保护继电器选用DL-11/11型。（1）.过电流保护动作时限（2）．灵敏度的校验。变压器过电流保护的灵敏度，按变压器低压侧母线在系统最小运行方式下运行，发生两相短路来检验，其灵敏度也与线路过电流保护要求相同，即，个别情况下，允许。即（灵敏度合格）。对于小容量的变压器，可装设电流速断保护和气体保护一起构成变压器主保护。变压器电流速断保护的工作原理与输电线路的相同，只是将保护设备换成变压器保护而已。保护的原理接线图如附录Ⅱ。保护动作电流的整定值有两个原则：躲过变压器二次测母线上Ｋ1处故障时流过保护的最大短路电流，即，式中－可靠系数，取1.2－1.3。躲过变压器空载合闸时的励磁涌流。一般取，式中－保护安装侧变压器的额定电流，保护动作电流取上述两者中最大者，保护的灵敏度按保护安装出Ｋ2点故障时流过保护的最小两相短路电流校验，即要求：变压器电流速断保护具有接线简单、动作迅速等优点，可是由于不能保护变压器的全部，且范围随系统运行方式及类型的变化而变化，因此，只能在容量较小的变压器中，与气体保护构成变压器的主保护。图7.1电流速断保护原理接线图图7.2电流速断保护原理接线图展开式7.4.2速断保护整定值计算；式中——电流继电器速断保护动作电流（A）；——保护装置可靠系数，取=1.2；——接线系数，取=1；——电流互感器电流比，=500/5=100；——线路末端最大短路电流，即三相金属性短路电流稳定性（A）；取，对于电力系统末端供配电电力变压器的速断保护，一般取额定电流的2-3倍。则；速断保护动作电流整定值为1.4A；动作时限为0s;灵敏度校验公式：；取；；15>2(满足要求) 防雷保护的设计概述电气设备在运行中承受的过电压，有来自外部的雷电过电压和由于系统参数发生变化时电磁能量产生振满和积聚而引起的内部过电压两种类型。按其产生原因，它们又可分为以下几类：直击雷过电压雷电过电压感应雷过电压侵入雷电流过电压长线电容效应工频过电压不对称接地故障甩负荷消弧线圈补偿网络的线性谐振过电压暂时过电压线性谐振传递过电压线路断线谐振过电压铁磁谐振电磁式电压互感器饱和电压内过参数谐振—发电机同步或异步自励磁电压开断电容器组过电压操作电容负荷过电压开断空载长线过电压关合（重合）空载长线过电压开断空载变压器过电压操作过电压操作电感负荷过电压开断并联电抗器过电压开断高压电动机过电压过电压间歇电弧过电压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，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，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变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线。对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。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。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。主变中性点放电间隙保护为了保护变压器中性点，特别是不接地高压器中性点的绝缘，一般在变压器中性点上装设避雷器外，还需装设放电间隙，直接接地运行时零序电流保护起作用，动作接地变压器，避雷器作后备；变压器不接地时，放电间隙和零序过电压起保护作用，大气过电压时，线路避雷器动作，工程过电压时，间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低，无法与放电间隙无法配合，故选用阀型避雷器。避雷器参数计算与选择一、220KV避雷器避雷器的灭弧电压：；避雷器的工频放电电压：，直接接地110~220KV，K0=3，；避雷器的残压：；避雷器的冲击放电电压：。。根据以上计算数据选取FZ-220J型阀型避雷器能满足要求。二、110KV避雷器避雷器的灭弧电压：，避雷器的工频放电电直接接地110~220KV，K0=3。。。。。。避雷器的残压：，避雷器的冲击放电电压：，根据以上计算数据选取FZ-110J型阀型避雷器能满足要求。三、10KV避雷器（1）避雷器的灭弧电压：.。（2）避雷器的工频放电电压：（3）避雷器的残压：（4）避雷器的冲击放电电压：根据以上计算数据选取FZ-10型阀型避雷器能满足要求。以上选择各级电压等级避雷器参数如下表9.1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冲击放电电压峰值(1.5/20μs及1.5/40μs)不大于KV8/20μs雷电冲击波残压峰值不大于KV不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448536620652715FZ-110J110100224268326326358FZ-101012.72631454550由于本次所设计选择变压器为分级绝缘，即220KV中性点绝缘等级为110KV，110中性点绝缘等级为10KV，因此220KV中性点应与中性点绝缘等级相同的避雷器，故220KV中性点装设FZ-110，110中性点装设FZ-40避雷器。避雷针设计避雷针的保护原理是当雷云放电时使地面电