220kv降压变电站电气部分初步设计文档

.220kV降压变电所电气部分初步设计方案第1章主变压器的选择1.1主变压器选择的相关原则1.1.1DJ2-88规程中关于变电所主变压器选择的规定<1>主变压器容量和台数的选择,应根据《电力系统设计技术规程》SDJ161-85有关规定和审批的电力系统规划设计决定进行。凡装有两台<组>及以上主变压器的变电所,其中一台<组>事故停运后,其余主变压器的容量应保证该所全部负荷的70%,在计及过负荷能力后的允许时间,应保证用户的一级和二级负荷。<2>与电力系统连接的220～330kV变压器,若不受运输条件的限制,应选用三相变压器。500kV主变压器选用三相或单相,应根据变电所在系统中的地位、作用、可靠性要求和制造条件、运输条件等,经经济技术比较确定。当选用单相变压器组时,可根据系统和设备情况确定是否装备用相；此时,也可以根据变压器的参数、运输条件和系统情况,在一个地区设置备用相。<3>对深入市区的城市电力网变电所,结合城市供电规划,为简化变压器层次和接线,也可采用双绕组变压器。<4>主变压器的调压方式的选择,应符合《电力系统设计技术规程》SDJ161的有关技术规定。1.1.2主变压器选择的一般原则1.主变压器台数的确定为保证供电的可靠性,避免一台主变压器故障或检修时影响供电,变电所一般装设两台主变压器,但一般不超过两台变压器。当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保障供电时,可装设一台主变压器。当变电所装设两台以及以上主变压器时,每台容量的选择应按照其中任意一台主变压器停运时,其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或为变电所全部负荷的60%～75%。通常一次变电所采用75%,二次变电所采用60%。2.变压器型式的选用⑴变电所的主变压器一般采用三相变压器,如因制造和运输条件限制,在220KV的枢纽变电所中,一般采用单相变压器组。当装设一组单相变压器时,应考虑装设备用相。当主变压器超过一组,且各组容量满足全所负荷的75%要求时,可不装备用相。-1-/44

XX工程学院毕业设计⑵变电所中的主变压器在系统中有调压要求时,一般采用有载调压变压器。有载调压变压器可以带负载调压,有利于变压器的经济运行。因此,在新设计的变电所中,大都采用这种型式的变压器。⑶与两个中性点直接接地系统连接的变压器,除低压负荷较大或与高中压间潮流不定的情况外,一般采用自耦变压器,但仍需作技术经济比较。3.主变容量的选择⑴为了正确的选出变压器的额定容量,要绘制变电所的年及日负荷曲线,并从该曲线得出变电所的年及日最高负荷和平均负荷。⑵主变压器的容量确定应根据电力系统5～10年的发展规划进行选择,因此,为了确定合理的变压器容量,必须尽可能把5～10年负荷发展规划做得正确,这是最根本的。⑶变压器的最大负荷按下式确定为PKP<1-1>M0式中P——变电所的最大负荷MK——负荷同时系数0∑P——按负荷⑷对两台变压器的变电所S0.7P等级统计的综合用电负荷,变压器的额定容量可按下式确定为<1-2><1-3>eM即按70%的全部负荷选择,因此变电所的总安装容量为S2(0.7P)1.4PeMM当一台主变压器停运时,可保证对70%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。Se=0.6PM,则当一台变压器停运时,可保证对荷能力为40%,则可保证对84%负荷的供电。由于一般变电所中,大约有25%的在事故状态下可以切除,因此,采用Se=0.6PM,对变电所保证重要负荷来说时可行的。若取60%的负荷供电,考虑变压器的过负非重要负荷,1.2主变压器的选定1.2.1主变压器台数的确定根据对原始资料的分析得知：本所电压等级为220/60kV,位于工业区附近,主要向工业区供电,另带4个二次变电所,其中重要负荷占55%；另外,本所与一电力系统和2个发电厂相连接；说明本所在系统中占主要位置,属于枢纽变电所。另由于本所地理位置平坦、交通便利,可选用双绕组三相变压器。为满足上述相关要求,本次设计变电所主变压器采用两台双绕组三相变压器。1.2.2主变压器容量的确定通过对原始资料的分析,根据远期负荷及经济发展的要求,同时考虑负荷的同时系数

.和线损率等因素,可由公式S0.95(15%)P<1-4>COS分析原始资料P=115000KW,cosφ=0.95,线损率为5%,负荷的同时系数为0.9。将以上数据代入公式可得变压器的最大负荷容量为SkVA114394.74max由《规程》得max若选两台容量为90000kVA的变压器kVAS70%S80076.32e,当一台停运时,仍能保证70%的重要负荷供电。1.2.3主变压器型号的确定查《电力设备手册》确定两台主变压器为220/60kV级,容量为90000kVA双绕组有载调压变压器；其型号为SFPZ7—90000/220。,两台变压器全部投入。当其中一台停运检修时,考虑变压器的过负荷能力,另一台完全能达到保证全部负荷供电的70%。正常运行时1.2.4主变压器的技术参数表1—1SFPZ7—90000/220型变压器参数额定容量电压组合<KV>连接组阻抗电压<%>高压低压别型号<KVA>SFPZ7—90000/22090000230±8×1.5%69YN,d1113.36空载损耗<KW>负载损耗<KW>外形尺寸[mm]总重量生产厂<长×宽×高><t>1043598050×5045×7350158.2变压器厂1.2.5变压器参数的含义：SF/SPSZL7——90000/220高压绕组额定电压等级,KV额定容量,KVA性能水平代号导线材质〔铜线不标调压方式〔无励磁调压不标,Z有载调压绕组数〔双绕组不标,S三绕组循环方式〔自然循环不标,P强迫油循环冷却装置种类〔F：风冷S：水冷相数〔S：三相-3-/44

XX工程学院毕业设计第2章电气主接线的选择变电所电气主接线是指变电所的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电所的主接线是电力系统接线组中的一个重要组成部分。主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。2.1主接线设计的相关原则和基本要求2.1.1主接线的设计原则⑴考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所,由于它们在电力系统中的地位和作用不同,对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。⑵考虑近期和远期的发展规模变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况的潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。⑶考虑负荷的重要性分级和出线回路数多少对主接线的影响对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个电源失去后,应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷,一般要有两个电源供电,且当一个电源失去后,能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需一个电源供电。⑷考虑主变台数对主接线的影响变电所主变的台数和容量,对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所,由于其传输容量大,对供电可靠性的要求高,因此,对其主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所,其传输容量小,对主接线的可靠性、灵活性要求低。⑸考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响发、送、变的备用容量是为了保证供电的可靠性,适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无有所不同,例如,当断路器或母线检修时,是否允许线路、变压器停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量,都直接影响主接线的形式。2.1.2主接线设计的基本要求根据我国能源部关于《220～500kV变电所设计技术规程》SDJ2—88规定：变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位,变电所的规划容量、负荷变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求。⑴可靠性性质、线路、检修

.所谓可靠性时指主接线能可靠的工作,以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期的运行实践的考验,对以往所采用的主接线经过优选,现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件,包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。评价主接线可靠性的标志是：①断路器检修时是否影响供电；②线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和停运时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。③变电所全部停电的可能性。④有些国家以每年用户不停电的时间的百分比表示供电的可靠性,先进的指标都在99.9%以上。⑵灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求：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扩建量最小⑶经济性经济性主要是投资省要求。可以容易的从初期过渡到终期接线,使在扩建时,无论一次和二次设备改造。、占地面积小、能量损失小。2.2本所主接线设计的方案2.2.1220kV侧的接线方式的确定本次设计220kV侧,进线只有2回,而本所的主变器压也只有两台,根据原始条件可选择变器压——线路接线及桥式接线,故拟定以下两种方案。方案一：变器压——线路接线图2-1线路变器压组接线变压器——线路接线是最简单的接线,适用于进线回路较少的典型变电所接线,这种接线方式在当今只有两回进线两台变压器的变电所中广泛使用。方案二：桥式接线当只有两个变压器——线路接线的回路时,在其中间加一个连桥,则成为桥式接线。桥式接线中,4个回路只有3台断路器,是需要断路器较少的一种接线,但是其灵活性较差,只能适用于小型变电所和发电厂。按连接桥断路器的位置可分为桥和外桥两种接线。图2-2外桥接线表2-1两种方案的比较线路变器压组外桥-5-/44

XX工程学院毕业设计特点就其特点而言,线路——变压器组接线简单,是最简单的接线方式,外桥是在其基础上在线路断路器的外侧安装一连桥。线路——变压器组无论是线路或变压器发生故障,该线路均停止运行。而外桥接线,当线路故障时与之相连的两个断路器断开,从而影响一回未发生故障的线路,当变压器发生故障时仅线路变压器断开,不影响其它回路运行。可靠性经济性灵活性桥形接线要比线路变压器组可靠线路变压器组比外桥接线经济外桥接线要比线路变压器组倒闸操作方便通过以上论述,我们得到方案一较经济简单、方案二灵活可靠。在本次设计中进线只有2回,主变也只有两台,作为主变压器它是变电所中的主要元件,其的变压器在正常情况下可以作到10年不出故障和大修,这说明主变的可靠性非常高,不必考虑变压器的故障维护的时间。如果是其中一条线路故障停运,那么一台主变可保证对70%的负荷供电,考虑到短时的过载情况可保证对98%的负荷供电。同时,考虑到到短路电流的问题,方案一限制短路电流的能力可远远高于方案二。综上,可以看出选用方案一远比方案二利益要大的多,并且方案一是现今中型变电所的主流接线方式,故在本次设计中高压进线侧主接线采用线路——变压器组接线方式。可靠性是最高的,现今2.2.260kV侧的接线方式的确定本次设计变电所的60kV侧出线为14回,出线回路闸操作简单和接线的经济性,可选用双母接线和双母带旁路接线的方式。方案一：双母线接线数较多,为考虑其运行的可靠性、倒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,都装有一台短路器,有两组母线隔离开关,可分别与两组母线连接。两组母线之间的联络,通过母线联络短路器<简称母连短路器>来实现。如下图2-3所示,有两组母线后,使运行的可靠性和灵活性大为提高。图2-3双母线接线方案二：双母带旁路接线双母线可以带旁路母线,用旁路断路器代替检修中的回路停电。图2-4为双母线带专用旁路接线。带有专用旁路断路器的接线,多装了价高的断路器和隔离开关,增加了投资,然而这对于接入旁路的线路数较多,且对供殊需要的场合是十分必要的。断路器工作,使该回路不致回路电可靠性有特图2-4双母带旁路接线表2-1-2两种方案的比较双母线双母带旁路

.1.供电可靠2.调度灵活3.扩建方便较高特点倒闸操作灵活可靠性高经济性投资大、设备多、占地大投资大、设备增多、占地大倒闸操作灵活灵活性操作复杂通过以上论述对比,我们得到方案一较经济简单、方案二灵活可靠。在本次设计中60kV侧出线有14回,可以说出线回路数较多。综上,可以看出选用方案一远比方案二利益要大的多,并且方案一是现今中型变电所的主流接线方式,故在本次设计中高压进线侧主接线采用线路——变压器组接线方式。第3章短路电流计算所谓短路是指相与相之间通过电弧或其它较小阻抗的一种非正常连接,在中性点直接接地系统中或三相四线制系统,单相或多相接地。3.1短路发生的原因产生短路的主要原因是电气设备载部分流的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多是设备的过电压、直接遭受雷击、绝缘材料旧、绝缘缺陷未及时发现和消除,此外,如输电线路断线、线路倒杆、倒塔也能造成短路事故。3.2短路的种类三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地和两相接地短路。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,可三相短路之间的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,三相电压和电流有的相位差也不相等。运行经验表明：在中性点直接接地系统中,最常见的短路是单相短路,约占短路故65%～70%；两相短路约占10%～15%；两相接地短路约占10%～20%；三相短路约占5%。虽然,三相短路所占比例较小,但是三相短路的短路电流最大,相对成的后果也是最为严重的。所以,在本次设计中短路电流的分析和计算中只要求计算三相短路即可,如三相短路情况下满足设计要求,那出现其它形式的短路也能够满足本设计的要求。效值也不相等,相与相之间障的破坏和造-7-/44

XX工程学院毕业设计3.3短路计算的目的1.电气主接线的比连；2.选择导体和电器；3.确定中性点接地方式；4.计算软导线的短路摇摆；5.确定分裂导线的间隔棒的间距；6.验算接地装置的接触电压和跨步电压；7.选择继电保护装置和进行整定计算；3.4短路计算的一般规定1.验算导体和电器的动、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流,应按本工程的设计规划容量计算,并考虑电力系统的远景规划〔一般为本期工程建成后的5～10年。2.确定短路电流时,应按可能发生的最大短路电流的正常接线方式。而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。3.选择导体和电器用的短路电流,在电气连接网络中,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。4.选择导体和电器时,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短路电流的最大地点。5.对带电抗器的6～10kV出线与厂用分支线回路,除其母线与母线隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器前外,其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。6.导体和电抗器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流,一般按三相短路验算。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。3.5短路计算点的选择在正常接线方式时,通过电气设备的短路电流为最大的地点,称为短路计算点。在本次设计中,短路点选择4点,分别为：K点为单台主变运行时220kV侧进线断路器的下侧发生1三相短路；K为220kV侧进线断路器的上侧发生三相短路；K点为60kV侧母线上发生三相23短路；K点为当两台主变同时运行时,另一台主变的220kV进线侧断路器的下侧发生三相短4路。220kV高压侧为线路——变压器组的接线方式,其短路计算点应选在任一台主变压器的进线断路器的上下两侧,即K、K、K点。其目的是验算当高压侧发生短路情况时,流过124断路器的短路电流,为选择进线断路器提供依据；60kV侧为双母线接线,其短路计算点就选择在双母线上即K点。其目的是验算当两台主变全部运行时60kV母线上短路时短路电流3的情况<也可视为母连断路器上短路>,即为选择母连断路器提供可靠依据。3.6短路电流的计算结果表3-1K1点三相短路计算数据

.热效应时间电流周期分量有冲击电流<s>效值<kA><kA>kA2s0243.9564.1664.26410.08869.129表3-2K2点三相短路计算数据时间电流周期分量有冲击电流热效应<s>效值<kA><kA>kA2s021.1.2.7874.66741.表3-3K3点三相短路计算数据时间电流周期分量有冲击电流热效应<s>效值<kA><kA>kA2s026.6296.73216.904180.82146.732K表3-4点三相短路计算数据4时间电流周期分量有冲击电流热效应<s>效值<kA><kA>kA2s023.2343.3188.24743.85343.318由上述列表可知：当一台主变单独运行时,其220kV侧断路器母线侧发生三相短路时短路情况最为严重,在选取高压侧设备时可用点的短路数据进行校验。选取的60KV侧K(3)1设备可按点短路参数进行校验。K(3)3第4章变电所电气设备的选择在各级电压等级的变电所中,使用着各种电气设备,诸如变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、调相机等,这些设备的任务时保证变电所安全、可靠的供电,因为选择电气设备时,必须考虑电力系统在正常运行和故障状态下的工作情况。所谓电气设备选择,则是根据各种电气设备在系统中所处的地位和完成的任务来确定它的型式和参数。电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的前提下,适当地留有裕度,力求在经济上进行节约。-9-/44

XX工程学院毕业设计4.1电气设备选择的一般原则尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件不同,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠的工作,必须按照正常工作条件进行选择,并按短路状态来效验热稳定和动稳定。4.1.1按正常工作条件选择电气设备1.额定电压电气设备所在电网的运行电压因调压和负荷的变化,有时会高于电网的额定电压,故所选设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。通常,规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15倍,而电气设备所在的电网运行电压波动,一般不超过电网额定电压的1.15倍。因此,在选择电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压U的条件选择,即NSUUN〔4-1NS2.额定电流电气设备的额定电流I是指在额定温度下,电气设备的长期允许电流。I通常应不小NN于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流I,即maxI或IImax〔4-2Ny由于电发机、调相机和变压器在电压降低5%时,出力保持不变,故其相应回路的I应max为发电机、调相机和变压器的额定电流的1.05倍；若变压器可能过负荷运行时,I应按max过负荷确定<1.3～2倍变压器额定电流>。按《交流高压电器的长期工作时的发热》的规定,断路器、隔离开关、设备在环境最高温度为+40℃时,允许按额定电流持续工作。当安装地点的环境温度高于+40℃而低于+60℃时,每增高1℃,建议额定电流减少1.8%；当低于+40℃时,每降低1℃,建议额定电流增加0.5%,但总的增加值不得超过额定电流的20%。电抗器等电器4.1.2按短路状态进行校验当电气设备和载流导体通过短路电流时,会同时产生电动力和发热两种效应,一方面使电气设备和载流导体受到很大的电动力作用,同时又使它们的温度急剧升高,这可能使电气设备和载流导体的绝缘受到损坏。为此,在进行电气设备和载流导体的选择时,必须对短路电流电动力和热发计算,以验算动稳定和热稳定。1.短路热稳定效验短路电流通过电气设备时,电气设备各部件温度<或发热效应>应不超过允许值。满足热稳定的条件为I2tQtk〔4-3式中Q----短路电流的热效应；k

.I----设备给定的ts允许的热稳定电流有效值。t2.电动力稳定效验电动力稳定效验是电气设备承受短路电流机械效应的能力,亦称动稳定。满足动稳定的条件为iish〔4-4es式中i----短路冲击电流的幅值；shi----设备允许通过的动稳定电流的幅值。es3.短路电流计算的条件为使所选电气设备和载流导体具有足够的可靠性、经济性和合理性,并在一定时期适应电力系统发展的需要,作验算用的短路电流应按下列条件确定。⑴容量和接线。按本工程设计最终容量计算,并考虑电力系统远景发展规划〔工程建成后5～10年；其接线应采取可能发生最大短路电流的正常接线方式,但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。三相短路验算,若其他种类短路较三相短路严重时,则应按最严重⑵短路种类。一般按的情况验算。⑶计算短路点。选择通过电器设备的短路电流为最大的在电气设备前后短路时的短路电流,同时要强调的是流过所要校验设备部的短路电流,而那些点为短路点。先考虑分别非流到短路点的总电流。4.2高压断路器的选择高压断路器是电厂和变电站电气主系统的重要正常运行倒换运行方式,把设备或线路接入电网或退出运行,起控制作用,当设备生故障时,能快速切除故障回路,保证无故障部分正常运行,起保护作用。〔1型式。除满足各项技术条件和环境条件外,还应考虑安装调试和运行维护的方便。一般6～35KV选用真空断路器,35～500kV选用SF6断路器。〔2额定电压的选择为UU。开关电器。高压断路器的主要功能是：或线路发NNS〔3额定电流的选择为IIn检验为I(或I'')Itmax〔4额定开断电流的NbrI----断路器实际开断时间s的短路电流t式中周期分量。t实际开断时间tK,为继电保护主保护动作时间与断路器固有分闸时间之后。tQ〔5热稳定校验应满足I2tK〔6动稳定校验应满足iiessh通过以上技术条件,和短路计算拟定断路器型号为：单柱双断口共用一台液压机构,可分相操作的LW6220和三相组装在一个框架上的LW963两种型号。其技术数据如下：表4-1LW6-220高压断路器技术参数安装地点型号220KV侧LW6-220220额定开断电流<kA>额定关和电流<kA>动稳定电流<kA>40100100额定电压-11-/44

XX工程学院毕业设计最高工作电压<kV>额定电流<kA>252热稳定电流<kA>403150表4-2LW9-63高压断路器技术参数60KV侧额定开断电流<kA>安装地点型号25636325LE0-6363额定关和电流<kA>动稳定电流<kA>热稳定电流<kA>额定电压最高工作电压<kV>额定电流<kA>72.51250通过相关的校验得出所选择的断路器符合其正常运行及故障情况时的技术条件要求,其数据对比如下：表4-3220KV侧高压断路器LW6-220的参数与计算数据对比计算数据LW6-220UIUI220kV220kV3150A40kANsNN273.2A3.956kA10.088kAmaxIINbriiNc1100kAshI2ttQkA269.129〔s4024=6400〔kAs2kii10.088kA100kAshes表4-460KV侧高压断路器LW9-63的参数与计算数据对比计算数据LW9-63UIUI60kV63kV1250A25kA63kANsN866.1A6.629kA16.904kAmaxNIINbriiNc1shI2ttsQkA2180.821〔s2524=2500〔kA2kii16.904kA63kAshes4.3隔离开关的选择隔离开关的选择主要以额定电压、额定电流为依据,并需进行动、热稳定的校验。但由于隔离开关不能开断负荷电流和短路电流,故不需校验断流容量。其算法与断路器是相

.同的。通过短路计算初步拟定隔离开关为：双柱三相立开式GW12-220D<W>和双柱GW5-60GD两种型号。其技术参数如下：表4-5GW12-220D<W>隔离开关技术参数安装地点型号额定电压<kV>最高工作电压<kV>220KV侧额定电流<kA>GW12-220D<W>动稳定电流<kA>160010040220252热稳定电流<kA>表4-6GW5-60GD隔离开关技术参数60KV侧额定电流<kA>安装地点型号额定电压<kV>最高工作电压<kV>125050GW5-60GD60动稳定电流<kA>热稳定电流<kA>1669通过相关的校验得出所选择的隔离开关符合其正常运行及故障情况时的技术条件要求,其数据对比如下：表4-7220kV侧隔离开关GW12-220D的参数与计算数据对比计算数据GW12-220DUIUI220kV220kV1600ANsN273.2AmaxNI2ttkA269.129〔s402kAs4=6400〔2Qkii10.088kA100kAshes表4-860kV侧隔离开关GW5-60GD的参数与计算数据对比计算数据GW5-60GDUIUI60kV63kV1250ANsN866.1AmaxNI2ttkA2180.821〔s162kAs4=1024〔2Qkii16.904kA50kAshes4.4电流互感器的选择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、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。-13-/44

XX工程学院毕业设计一般常用型式为：低压配电屏和配电装置中,采用LQ线圈式和LM母线式；6～20kV户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；35kV及以上的电流互感器多采用油侵式结构。在条件允许时,如回路中有变压器套管、穿墙套管,应优先选用套管电流互感器,以节省占地和减小投资。2.按额定电压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。3.按额定电流选择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。电流互感器的二次额定电流,可根据二次负荷的要求分别选择5A或1A等。为了保证测量仪表的最佳工作状态,并且在过负荷时使仪表有适当的指示,当TA用于测量时,其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/34.按准确度等级选择电流互感器的准确度等级应符合其二次测量仪表、继电保护等的要求。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,以保证过电流时的测量准确度的要求。根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢,对互感器保证误差的条件提出了不同的要求。在大多数情况下,继电保护动作时间相对来说比较长,对电流互感器规定稳态下的误差就能满足使用要求,这种互感器称为一般保护用电流互感器,适合与电压等级较低的电力网。如果系统要求继电保护实现快速动作时,应选用铁芯带有小气隙的暂态特性好的电流互感器,因为它能保证其暂态误差在规定的围。5.校验二次负荷的容量为保证电流互感器工作时的准确度符合要求,电流互感器的二次负荷不超过〔某准确度下允许的最大负荷。电流互感器的二次总负荷包括二次测量仪表、继电器电流线圈、二次电的部分电阻。当电流互感器的二次负荷不平衡时,应按最大一相的二次负荷校验。6.校验热稳定电流互感器的热稳定能力用热稳定倍数Kr表示,热稳定倍数缆和接触电阻Kr等于互感器1s热稳定电流与一次额定电流I之比,故热稳定条件为N1KIQ2k<4-5>rN1式中Q----短路热效应。k7.校验动稳定电流互感器的部动稳定能力用动稳定倍数Kd表示,动稳定倍数Kd等于互感器部允许通过的极限电流〔峰值与一次额定电流IN1之比。故互感器部动稳定条件为K2Iish<4-6>dN1式中i----通过电流互感器一次侧绕组的最大冲击电流。sh此外,还应校验电流互感器的外部动稳定〔即一次侧瓷绝缘端部受电动力的机械动稳

.定。电流互感器外部动稳定条件为FFy<4-7>max式中F----电流互感器一次侧端部允许作用力；yF----电流互感器一次侧瓷绝缘端部所受最大电动力。max根据上述技术要求及结合本次设计的现有条件和要求,选取LCWB7-220W1和LCWB5-63型两种型号,其技术参数如下：表4—9220kV侧电流互感器技术数据表安装地点220KV侧额定变流比<A>2X600/5型号LCWB7—220W1二次组合B1/B2/B1/B1/0.5220252额定电压<kV>动稳定倍数2X552X21最高工作电压<kV>1S热稳定倍数表4—1060kV侧电流互感器技术数据表60kV侧额定变流比<A>安装地点型号2X600/50.5/B1/B180LCWB5—63二次组合动稳定倍数1S热稳定倍数6369额定电压<kV>最高工作电压<kV>31.5通过相关的校验得出所选择的电流互感器符合其运行时的技术条件要求,其数据对比如下：表4—11220kV电流互感器的技术数据与计算数据比较表计算数据电网电压Ue=220kV工作电流Imax=237.2A准确度级：0.5LCWB7-220W1的技术数据额定电压Ue=220kV长期最大一次额定电流I1e=2*600A准确度：B1/B1/B2/B1/0.5短路冲击电流i⑶ch=10.088kA热效应QK=69.129kA2.S动稳定电流倍数55kA热稳定：Qz=2540.1kA2.S表4—1260kV电流互感器的技术数据与计算数据比较表计算数据电网电压U=60kVewLCWB5—63的技术数据额定电压U=60kVe额定电流I=2X600A<400>长期最大工作电流I=866.1Agmax准确度级：0.5,1e准确度：0.5/B/B11动稳定电流80短路冲击电流i⑶=16.904kAch热效应Q=180.821kA2.Sd热稳定数据992.25kA2.S4.5电压互感器的选择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户配电装置中多采用油侵或树脂浇注绝缘的电式磁电压互感器；35kV配电装置中宜选用电式磁电压互感器；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-15-/44途的不同,确定单相式、三相式、三相五柱式、一个

XX工程学院毕业设计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.按额定电压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。通常,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100/3V。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100/3；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.按容量和准确度级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,要求互感器二次最大一相的负荷S,不超过设计要求准确度级的额定二次负荷S,而且S应该尽量接近S,2因S过小也会使误差增大。22N22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。然后计算各相负荷,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。电压互感器不校验动稳定和热稳定。为满足上述要求,对于60kV配电装置采用JCC1—60W2型电压互感器；220kV采用JCC1—220型串级磁绝缘式电压互感器。为检查和监视一次回路单相接地,所有电压互感器选用具有第三绕组的单相电压互感器组。表3-13电压互感器有关技术数据表额定容量〔VA型式额定变比最大容量〔VA20000.5级1级3级220/3/0.1/3/0.1JCC1--220JCC5—60W2500100060/3/0.1/3/0.1/325020004.6避雷器的选择避雷器保护及配置〔一避雷器的参数及配置电气设备的绝缘配合基于避雷器的保护水平,设备所承受的雷电过电压和操作过电压均由避雷器来限制,即选用设备的绝缘决于避雷器的保护性能。1.避雷器的参数普通阀型避雷器有FS型和FZ型两种。FS型主要使用于配电系统,FZ型使用于发电厂和变电所。FZ型避雷器均由结构和性能标准化的单件组成,其单件的额定电压分别为3、6、水平取

.10、15、20kV和30kV。因此,可由不同单件组成各种电压等级的避雷器,如FZ—35型避雷器是由两个FZ—15型避雷器串联而成。避雷器的主要技术参数如下：⑴额定电压。避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统的电压等级相同。⑵灭弧电压。灭弧电压是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时,根据灭弧条件所允许加至避雷器的最高工频电压。对35kV及以下的避雷器,其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的100%～110%；对110kV及以上中性点接地系统的避雷器,其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的80%。⑶工频放电电压。对工频放电电压要规定其上、下限。工频放电电压太高则意味着冲击放电电压也高,将使其保护特性变坏；工频放电电压成不能可靠地切断工频续流。⑷冲击放电电压。冲击放电电压是指预放电电压时间为1.5～20s的冲击放电电压,与5kA〔对330kV为10kA下的残压基本相同。⑸残压。在防雷计算中以5kA下的残压作为避雷器的最大残压太低,意味着灭弧电压太低,将会造⑹保护比。保护比等于残压与灭弧电压之比。保护比越小说明残压越低或灭弧电压越高,其保护特性越好。FZ和FCD系列避雷器的保护比约在2.3～2.6围,FCZ系列避雷器的保护比则为1.7～1.8。⑺直流电压下的电导电流。判断间隙分路电阻的性能。若电导电流太大,则意味着避雷器受潮；电导电流太大的投入运行,可能会造成炸毁事故,所以要求其电导电流必须在规定的围。运行中的避雷器,通常用测量直流电压下的电导电流的方法来避雷器2.避雷器的配置阀型避雷器的安装位置和组数,应根据电气设备的雷电冲击绝缘水平和避雷器特性以及侵入波陡度,并结合配电装置的接线方式确定。避雷器至电气设备的允许距离还与雷雨季节经常运行的进线路数有关。进线数越多则允许距离可相应增大。断路器、隔离开关、耦合电容器的绝缘水平比变压器为高。因此,避雷器至这些设备的最大允许距离可增大。避雷器的配置原则如下：⑴配电装置的每组母线上,一般应装设避雷器。⑵旁路母线上是否需要装设避雷器,应视在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要求而定。⑶330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装置避雷器,并应尽可能靠近设备本体。⑷220kV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。⑸三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。⑹自耦变压器必须在其两个自耦绕组出线上设置避雷器,并应接在变压器与断路器之间。⑺下列情况的变压器中性点应装设避雷器：-17-/44

XX工程学院毕业设计1直接接地系统中,变压器中性点为分级绝缘切且装有隔离开关时。2直接接地系统中,变压器中性点为全绝缘,但变电所为单进线且为单台变压器运行时。3不接地和经消弧线圈接地系统中,多雷区的单进线变压器中性点上。⑻连接在变压器低压侧的调相机出线处宜装设一组避雷器。⑼发电厂变电所35kV及以上电缆进线段,在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。⑽直配线发电机和变电所10kV及以下,进线段避雷器的配置应遵照《电力设备过电压保护设计技术规程》执行。⑾110kV、220kV线路侧一般不装设避雷器。⑿SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。如上所述本次设计选用FCZ2-220JN和FCZ4-66两种型号的避雷器,分别安装在220kV和60kV侧,其技术参数如下：表4-14避雷器型号及技术数流残压额定电压灭弧电压工频电压〔kV型号〔kV不大于〔kV有效值〔kV不小于不大于5KA10KA570205FCZ2-220JNFCZ4-6622066200693401173905201784.7220kV侧进线及60kV侧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,所以不必校验其机械强度。对于本次设计220kV侧主接线为线路——变压器单元接线,60kV采用双母线接线。故220kV侧没有母线,但其距电源为50km,可选择变电所的架空进线,60kV侧为软母线。其全部为裸导体。软导线常用的有钢芯铝绞线、组合导线、分裂导线和扩径导线,后者多用于330kV及以上的配电装置。1.下面以软母线为例,说明选择和校验的过程和方法。对年负荷利用小时数大〔通常指T5000h,传输容量大,长度在20m以上的导体,如发max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,可按长期允许电流来选择。⑴按导体长期发热允许电流选择计算式为：KIIal〔4-8max式中I——导体所在回路中最大持续工作电流,A。max——在额定环境温度250C时导体允许电流,A。Ial0K——与实际环境温度和海拔有关的综合校正系数,可查表得。

.⑵按经济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种类的最大负荷利用小时数T,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。各种max铝导体的经济电流密度可查《发电厂电气部分〔第三版》第201页图6-17获得。导体的经济截面S即jSImax〔mm2J〔4-9J式中J----经济电流密度,A/mm2。⑶热稳定校验应满足条件QSmaxmm〔4-10k2C式中C----母线的热稳定系数,可由相应表查出；Q----短路电流的热效应,kA2s；k----满足热稳定的最小截面,mm2。Smin2.经过选择和校验,本设计选用母线的结果如下：表4-15进线及母线的选定安装地点220kV侧60kV侧额定电压进线<母线>型号截面面积载流量220kV60kVLGJ-300300mm2500mm2690A932ALGJQ-500第5章配电装置设计5.1室外配电装置的安全净距一、概述配电装置是按主接线要求由开关设备、保护器电、测量仪表、母线和必要的辅助设备等组成。它的主要作用是：接受电能,并把电能分配给用户。1.分类及特点按电气设备安装地点不同,配电装置可分为屋式和屋外式。按其组装方式,又可分为：如在现场组装配电装置的电气化设备,称为装配式配电装置；若在制造厂把属于同一回路的开关电器、互感器等电器设备装配在封闭或不封闭的金属柜中,构成一个独立的单元,成套供应,则称为成套屋配电装置的特点：①占地面积小；②不受气候影响；③外界污秽空气对电气设备影响小；④房屋建筑投资较大。屋外配电装置的特点：①土建量和费用小,建设周期短；②扩建方距较大,便于带电作业；④占地面积小；⑤受外界气候影响,设备运行条件差；⑥外界气象变化影响设备的维修和操作配电装置。高压开关柜、低压配电盘和配电箱等均是成套配电装置。便；③相邻设备间。-19-/44

XX工程学院毕业设计大中型变电所中35kV及以下的配电装置,多采用屋配电装置；110kV及以上多为屋外配电装置。在特殊情况下,如当大气中含有腐浊性气体或处于严重污秽地区的35～110kV也可以采用屋配电装置。在农村或城市郊区的小容量6～10kV也广泛采用屋外配电装置。2.基本要求配电装置是变电所的重要组成部分,为保证电力系统安全经济的运行,配电装置应满足以下基本要求：⑴配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。⑵保证运行的可靠性。⑶满足电气安全净距要求,保证工作人员和设备的安全。⑷便于检修、巡视和操作。⑸节约占地,降低造价,合理。⑹安装和扩建方便。二、屋外配电装置的安全净距安全净距是从保证电气设备和工作人员的安全出发,考虑气象条件及其它因素的影响与接地部分之间应保持的所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分最小空气间隙。表5-1屋外配电装置安全净距：额定电压〔KV符适用围3～15～3560110J110220J330J500J号1020至接地1.带电部分部分之间2.网状和板状遮拦A20030040065090010001800250038001向上延伸线距地2。5m处,与遮拦上方带电部分之间1.不同相的带电部分之间A2.断路器和隔离开20030040065010001100200028004300关的断口两侧引线2带电部分之间1.设备运输时,其外廓至无遮拦带电部分之间2.交叉的不同时停B电检修的无遮拦带950105011501400165017502550325045501电部分之间3.栅状遮拦至绝缘体和带电部分之间4.带电作业时的带

.电部分至接地部分之间网状遮拦至带电部分B300400500750100011001900260039002之间1.无遮拦裸导体至地面之间C2.无遮拦裸导体至270028002900310034003500430050007500建筑物、构筑物顶部之间1.平行不同时停电检修无遮拦带电部D和带电部分物、构筑物的边缘部分之间与建筑220023002400260029003000380045005800配电装置的整个结构尺寸,是综合考虑设备外形尺寸、检修和运行的安全距离等因素而决定的。对于敞露在空气中的配电装置,在各种间隔距离中,最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距,即A和A值。在这一间距下,无12论为正常工作电压或出现外过电压时,都不致使空气间隙击穿。A值可根据电气设备标准试验电压和相应电压与最小放电距离试验曲线决定,其它电气距离是根据A值并结合一些实际因素确定的。安全净距可分为A、B、C、D、E五类。屋配电装置的安全净距不应小于下表1所列数值。屋电气设备外绝缘体最底部位距地小于2.3米,应装设固定遮拦。屋外配电装置安全净距不应小于表2所类数据。屋外配电装置使用软导线时,还应考虑软导线在短路电动力、风摆、温度等因素作用下使相间及对地距离的减小。屋外电气设备外绝缘体距地小于2.5米时,应装设固定遮拦。〔注：J系指中性点接地系统5.2室外配电装置根据电气设备和母线的布置高度,屋外配电装置可分为低型、中型、半高型和高型等。在低型和中型屋外配电装置中,所有电气设备都装在地面设备支架上。低型的主母线一般都由硬母线组成,而母线与隔离开关基本布置在同一水平面用悬挂式软母线,母线所在水平面高于电气设备所在水平面,但近年来硬母线采用日益增多。在半高型和高型屋外配电装置中,电气设备分别装在几个水平面,并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的,称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置,则称为半高型配电装置。高型布置中母线、隔离开关位于断路器之上,主型的高度则处上。中型配电装置大都采母线又在隔离开关之上,整个配电装置的电气设备形成了三层布置,而半高于中型和高型之间。我国目前采用最多的是中型配电装置,近年来高型由于运行、维护、检修都不方便,只是在山区及丘陵地带,当布置受到地形条件限制时才采用。型配电装置的采用也有所增加,而高-21-/44

XX工程学院毕业设计屋外高压配电装置的若干问题1.母线及构架屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝绞线,扩径软管母线和分裂导线,三相呈水平布置,用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。硬母线常用的有矩形、管形和组合管形。矩形用于35kV及以下的配电装置中,管形则用于66kV及以上的配电装置中。管形母线一般安装在支柱式绝缘子上,母线不会摇摆,相间距离可缩小,与剪刀式隔离开关配合可节省占地面积；管形母线直径大,表面光滑,可提高电晕起始电压。屋外配电装置的构架,可由钢或钢筋混凝土制成。钢构架强度大,可以按任何负荷和尺寸制造,便于固定设备,抗震能力强,方便,但金属消耗量大,需要经常维护。钢筋混凝土构架可以节约大量钢材,也可以满足各种强度和尺寸的要求,经久耐用,维护简单。以钢筋混凝土环形和渡锌钢梁组成的构架,兼有二者的优点,目前,以在我国220kV以下的各种配电装置中广泛采用。采用软母线的220kV普通中型配电装置的相间距离为4m,边相对架构中心线之间的距离为3m,间隔距离为14m。2.电力变压器变压器基础一般做成双梁形并辅以铁轨,轨距等于变压器的滚轮中心距。单个油箱油量超过1000kg以上的变压器,按照防火要求,在设备下面需设置储油池或挡油墙,其尺寸应比设备外廓大1m,储油池一般铺设厚度不小于0.25的卵石层。主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m。当变压器油量超过2500kg以上时,两台变压器之间的防火距离不应小于5～10m,如布置有困难,应设防火墙。3.电器的布置按照断路器在配电装置中所占据的位置,可分为单列、双列和三列布置。断路器的排列方式,必须根据主接线、场地地形条件、总体布置和出线方向等多种因素合理选择。断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器安装在0.5～1m的混凝土的基础上,其优点是检修比较方便,抗震性能好,但低式布置必须设置围栏,因而影响通道的畅通。高式布置断路器安装在高约2m的混凝土基础上,基础高度应满足：边的对地距离为2.5m；②电气间的连线对地距离应符合C值的要求避雷器也有高式和低式两种布置。110kV以上的阀形避雷器由于器身细长,多落地安装在0.4m的基础上。110kV及以下的氧化锌形体矮小,稳定度好,一般采用高式布置。①电气支柱绝缘子最低裙。避雷器表5-2设备对相间距离的要求：220kV设备类型要求相间距离〔m少油短路器33334空气短路器单柱式隔离开关多柱式隔离开关双柱式隔离开关4.电缆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,因电缆量多,一般分为两路。采用弱电控制和晶体管继电保护时,为了抗干扰,要求电缆沟采用辐射形布置。本次设计室外配电装置采用普通中型布置。第6章继电保护及其自动装置的规划在220kV变电所一次设计中,要求对220kV侧和60kV侧设置继电保护装置进行全面的规划设计,即所谓继电保护的配置。继电保护的配置不要求对所有的继电保护装置进行整定计算,而只是指出要设置的那些保护装置便可以了,以便对继电保护计算提供依据。6.1220kV及中性点直接接地电网线路保护配置220kV及中性点直接接地电网线路保护配置原则1.在220kV中性点直接接地电网,线路得相间短路及单相接地短路保护均应动作于短路器跳闸。在下列的情况下,应装设一套全线速动保护:⑴根据系统稳定要求有必要时。⑵线路压>,且其他保护不能无时限和有⑶如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后,不仅改善整个电网保护的性能时。对220kV线路,符合下面条件之一时,可装设⑴根据系统稳定要求。⑵复杂网络中,后备保护整定配需要装设全线速动保护的电缆短线路及架空短线路,可采用倒引线保护或光纤通道的纵联保护作为主保护,另装设多段式电流电压保护或距离保护作为后备保护。220kV线路宜采用近后备方式。但某些线路,如能备,则宜采用备,或同时采用远近结合的后备方式。发生三相短路时,如使发电厂厂用母线电压低于允许值<一般约为70%额定电选择地切除短路时。善本线路保护性能,而且能够改二套全线速动保护:合有困难时。对于实现远后远后220kV线路保护可按下列原则配置:⑴反映接地短路的保护配置对220kV线路,当接地电满足装设一套或二套全线速动保护的条件,则除装设全线速动保护外,还应装设接地后备保护,宜装设阶段式反时限零序电流保护;也可采用接地距离保护,并辅以阶段式或反时限阻不大于100时,保护应能可靠地,有选择地切除故障。如已零序电流保护。⑵反映相间短路的保护装置对于220kV线路,首先考虑是否装设全线速动保护。如装设全线速动保护。则除此,还要装设相间短路后备保护<如相间距离后备保护>和辅助保护<如电流速短保护>。对单侧电源单回220kV线路,如不装设全线速动保护,可装设三相多段式电流电压保护-23-/44

XX工程学院毕业设计作为本线路的主保护及后备保护,如不能满足灵敏性及速动性的要求时,则应装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保护。对双侧电源单源单回,如不装设全线速动保护,应装设相间距离保护作为本线路的主保护及后备保护。正常运行方式下,保护安装对短路,电路速短保护的灵敏系数在1.2以上时,可装设电流速短保护作为辅助保护。对于平行线间的相间短路,一般可装设横差动电流方向保护或电流平衡保护作为主保护。当灵敏度和速动性不能满足要求时,应在每一回线路上装设纵联保护作主保护,装设带方向后不带方向元件的多段式电流保护或距离保护作后备保护,并作为单回线运行时的主保护和后备保护。当采用近后备保护方式时,后备保护分别接于每一回线路上;当采用远后备方式时,则应接入双回线路的电流。对于平行线路的接地短路宜装设零序横差动保护作为主保护;装设接于每一回线路的带方向或不带方向的多段式零序电流保护作为后备保护,当作远后备保护时,可接两线路零序电流之和,以提高灵敏度。2.短线路纵差保护的整定计算3～4km及以下的短线路〔包括110kV及以上电压等级,无论是采用电流电压保护还是采用距离保护,常常都不能满足选择性、灵敏性和速动性的要求。在这种线路上经常需要采用纵差保护以适应系统运行的需要。发电厂厂用电源线〔包括带电抗器电源线,一般距离较短,宜装设纵差动保护。变压器保护的配置变压器是电力系统普遍使用的重要电气设备。它的安全运行直接关系到电力系统供电和稳定运行,特别是大容量变压器,一旦因故障损坏造成的损失就更大。因此必须真对变压器的故障和异常工作情况,根据其容量和重要程度,装设动作可靠,性能良好的继电保护装置。一般包括：⑴反映部短路和油面降低的非电量〔气体保护,又称瓦斯保护。⑵反映变压器绕组和引出线的多相短路及绕组匝间短路的差动保护,或电流速断保护。⑶作为变压器外部相间短路和部短路的后备保护的过电流保护〔或带有复合电压起动的过电流保护或负序电流保护或阻抗保护。⑷反映中性点直接接地系统中外部接地短路的变压器零序电流保护。⑸反映大型变压器过励磁的变压器过励磁保护及过电压保护。⑹反映变压器过负荷的变压器过负荷。⑺反映变压器非全相运行的非全相保护。1.纵联差动保护纵联差动保护是变压器的主保护之一。对6.3MVA及以上厂用工作变压器和并列运行的变压器。10MVA及以上厂用备用变压器和单独运行的变压器,应装设纵联差动保护。对高

.压侧电压为330kV及以上变压器,可装设双重差动保护。2.变压器相间短路的后备保护为防止外部相间短路引起的变压器过电流及作为变压器主保护的后备,变压器配置相间短路的后备保护。保护动作后,应带时限动作于跳闸。⑴相关的规程规定：1过电流保护宜用于将压变压器。2复合电压〔包括负序电压及线路电压起动的过电流保护,宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流保护不符合灵敏性要求的降压变压器。3负序电流和单相式低压启动的过电流保护,可用于63MVA及以上升压变压器。⑵外部相间短路保护应装于变压器下列各侧,各相保护的接线,宜考虑能反映电流互感器与断路器之间的故障。其中对双绕组变压器,应装于主电源侧,根据主接线情况,保护可带一段或两段时限,较短的时限用于缩小故障影响围；较长的时限用于断开变压器各侧断路器。3.变压器接地短路后备保护在中性点直接接地系统中,接地短路是常见的故障形式,所以处于该系统中的变压器要装设接地保护,以反映变压器高压绕组、引出线上的接地短路,并作为变压器主保护和相邻母线、线路接地保护的后备保护。电力系统接地保护时,国,在220kV系统中,广泛采用中性点绝缘水平较高的分级绝缘变压器,其中性点可接地运行或不接地运行。如果中性点绝缘水平较低,则中性点必须直接接地运行。4.变压器过负荷保护对于6.3MVA及以上电力变压器,当数台并列运行或单独运行,并作为其他负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况,装设过负荷保护。对自耦变压器和多绕组变压器,保护应能反映公共绕组及各侧过负荷的情况。过负荷保护采用单项式,带时限作用于信号。在无经常值班人员的变电所,必要时,过负荷保护可动作于跳闸或断开部分负荷。5.变压器非电量保护主要包括瓦斯保护、温度及压力保护由于非电量保护动作量不需电气量运算。通常根据运行经验、测试等方法获得。其配置原则为：⑴瓦斯保护。瓦斯保护是油侵式变压器的主保护之一。当变压器或油面下降时,应瞬时动作于信号；当变压器壳故障产生大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器。非电量保护变压器等。壳故障产生轻微瓦斯带负荷调压的油侵式变压器的调压装置,也应装设瓦斯保护。轻微瓦斯动作于信号,大量瓦斯动作于断开变压器各侧断路器。⑵变压器温度及压力保护。对变压器温度及油箱压力升高和冷却系统故障,应按现行电力变压器标准的要求,装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。-25-/44

XX工程学院毕业设计6.1.3母线保护及断路器失灵保护1.母线保护母线是电力系统汇集和分配电能的重要元件,母线发生故障,将使连接在母线上的所有元件停电若在枢纽变电所母线上发生故障,甚至会破坏整个系统的稳定,使事故进一步扩大,后果及为严重。对母线保护的要求是：必须快速有选择地切除故障母线；应能可靠方便地适应母线运行方式的变化；接线尽量简化。母线保护的接线方式,对于中性点直接接地系统,为反映相间短路和单相接地短路,须采用三相式接线；对于中性点非直接接地系统只需反映相间短路,可采用两相式接线。母线保护大多采用差动保护原理构成,动作后跳开连接在该母线上的所有断路器。按构成原理的不同,母线保护主要分类如下。⑴完全电流差动母线保护即在母线所有连接元件中装设具有相同变比和特性的电流互感器,将它们的二次线圈同极性端连在一起,然后接入电流型差动继电器,此类保护要求电流互感器和电流继电器的阻要小,否则会造成外部故障时保护的误动作。故该类保护又称低阻抗式母差保护。流差动母线保护的原理的对象不同而已。⑵电压差动母线保护,与线路纵联差动保护十分相似,两种保护只是被保护若将电流型差动继电器〔阻很小,约几欧换成阻很高,约2.5～7.5k的电压继电器,即构成电压差动母线保护也称作高阻抗式母差保护。这种保护实际上是利用差动回路阻抗变化的特征,有效的防止区外短路因电流互感器严重饱和造成保护误动作。这种保护方式接线简单、动作速度快,使用于外部短路电流大、电流互感器铁芯易于饱和的场所。⑶具有比率制动特性的电流差动母线保护这种保护,因差动回路总电阻约200,故又称作中阻抗式母差保护。它与低、高阻抗式母差保护相比具有下列特点：①减小了外部短路时的不平衡电流；②防止部短路时可能了母线故障动作的灵敏出现的过电压；③采用比率制动特性保证了动作的选择性并提高性。2.断路器失灵保护高压电网的保护装置和断路器都应采取一定的后备保护,以便在保护装置拒动或断路器失灵时,仍能可靠切除故障。对于重要的220kV及以上主干线路,针对保护拒动通常两套主保护；针对断路器拒动,则装设断路器失灵保护主要由起动元件、时间元件、闭锁元件和出口回路组成。为了提高保护动作的可靠性,起动元件必须同时具备两个条件才能起动。其中：⑴故障元件的保护出口继电器动作后不返回；断路器失灵保护。⑵在故障元件的保护围短路依然存在,即失灵判别元件起动。当母线上连接元件较多时,失灵判别元件可采用检查母线电压的低电压继电器,动作电压按最大运行方式下线路末端短路时保护应有足够的灵敏性整定；当母线上连接元件较少时,可采用检查故障电流的电流继电器,动作电流在满足灵敏性的情况下,应尽可能大于

.负荷电流。由于断路器失灵保护的时间元件在其他保护动作后才开始计时,动作延时按躲过断路器的调闸时间与保护时间的返回时间之和整定,通常取0.3～0.5s。当采用单线分段或双母线时,延时可分为两段,第Ⅰ段以短时限动作于分段断路器或母联断路器；第Ⅱ段在经一时限动作跳开有电源的出线断路器。第7章防雷保护及其配置变电所〔特别是高压大型变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。输电线路的雷害事故相对来说影响面还比较小,而且现代电网大多具有备用供电电源,所以输电线路的雷害往往只导致电网工况的短时恶化；变电所的雷害事故就要严重得多,往往导致大面积停电。其次,变电设备〔其中最主要的是电力变压器的绝缘水平往往低于线路绝缘,而且不具备自恢复功能,一旦因雷电过电压发生击穿,后果十分严重。不过另一方面,变电所的地域比较集中,不像线路那样绵绵延伸,因而也比较容易加强集中保护。总之,变电所的防雷保护与输电线路相比,要求更严格、措施更严密、可靠。变电所中出现的雷电过电压有两电过电压波。由于在介绍直击雷的防护。个来源：①雷电直击变电所；②沿输电线路入侵的雷前面我们已经对避雷器进行了选取,这里便不在敷述；在这里我们只着重7.1避雷针及其保护围避雷针是防止直击雷过电压的有效措施。避雷针的保护围是根据模拟试验和运行经验气设备围是指雷击几率在0.1%左右的空间围而来确定的,因为雷电放电路径受多种偶然因素影响,因此要保证被避雷针保护的电绝缘对不受到雷击是不现实的,一般避雷针的保护言的。避雷针保护围的计算1.单只避雷针的保护围1⑴当h时rhhphp〔7-1h2xxxa式中r----避雷针在h水平面上的保护半径〔m；x----避雷针高度〔m；xhh----被保护物的高度〔m；xh----避雷针保护的有效高度〔m；ap----避雷针高度影响系数,当30m时,ph1。-27-/44

XX工程学院毕业设计当120mh30m时,p5.5；若,暂按计算。h120mh120mh1⑵当h时r(1.5h2h)p〔7-2h2xxx2.两只等高避雷针保护围⑴两针外侧的保护围按单只避雷针的计算方法确定；⑵两针间的保护最低点高度h按下式计算：hhD/7p00式中h----两针间保护最低点的高度〔m；0D----两针间的距离〔m。⑶两针间h水平面上保护围的一侧最小宽度b按下式计算：xx当hh/2时,b(hh)x0x0x当hh/2时,b1.5h2hx当D7hp时,b0x0x0ax避雷针接地的主要要求：1.独立避雷针〔线宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区,其工频接地电阻不宜超过10。当有困难时,该接地装置可与主接地网连接。但为了防止经过接地网反击35KV及以下设备,要求避雷针与主接地网的地下连接点至35KV及以下设备与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。经15m长度,一般能将接地体传播的雷电过电压衰减到对35KV及以下设备不危险的程度。2.独立避雷针不应设在人经常通过的地方,避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m,否则应采取均压措施,或铺设烁石或沥青地面。3.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•m土壤率大于1000的地区,宜装设独立避雷针。否则,应通过计算,采取降低接地电阻或加强绝缘等措施,防止造成反击事故。63KV的配电装置,允许将避雷针装在配电装置的构架•或房定上,但在土壤电阻大于500的地区,宜装设独立避雷针。m35KV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,雷击时宜引起反击。装在架构上的避雷针应与接地网连接,并应在起附近装设集中接地装置。装有避雷针的构架上,接地部分与带电部分间的空气中距离不得小于绝缘子串的长度；但在空气污秽地区,如有困难,空气中间距离可按非污秽地区标准绝缘子串的长度确定。避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点,沿接地体的长度不得小于15m。在变压器的门型架构上,不应装设避雷针、避雷线。这是因为门型架构距离变压器教近,装设避雷针后,架构的集中接地装置距变压器金属外壳接地点在地中距离很难达到不

.小于15m的要求。4.110kV及以上配电装置,可将线路的避雷线引到出线门型架构上,土壤电阻率大于•1000的地区,应装设集中接地装置。m•m35、63kV配电装置,在土壤率不大于500的地区,允许将线路的避雷线引接到出•在土壤电阻率大于500的地区,避雷线应架设m线门型架构上,但应装设集中接地装置。到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电装置的一档线路的保护,可采用独立避雷针,也可在线路终端杆塔上装设避雷针。第2部分计算书第8章主变压器的选择8.1主变压器的选择表8-1变电所60kV的用户负荷表序最大负荷〔KW功率出线出线附注负荷名称号近期远期因数方式回数123化工厂建材厂机械厂20000240000.95架空85000.95架空75000.95架空211600050004拖拉机厂1000012000