330kV变电站电气部分设计

kV变电站电气部分设计摘要变电站在我国正在不断的更新建设中，对于我们中国这样的能源消耗大国来讲，电力水平的发展决定了我们的资源消耗，据可靠数据显示我们的电力消费水平位居世界第二。然而二次能源和一次能源的分配使用很不均匀，造成了环保等问题。伴随着现代化经济建设和社会发展的速度加快，无论是普通居民还是工业工厂的用电量都大幅度的增加，这也要求国家电网等相关部门要及时改善供电质量，加大供电产量。与此同时，加快城市电网和农村电网的建设、改造和合理布局建设成为改善当前电力水平的迫切需要。但由于各种环境和地理因素，这项工程也面临着各种困难，所以攻破这些阻碍因素和难题是解决当前矛盾的一大难题。在我国西北部，主要分布着煤炭资源，而电力消费也就是这些能源的消费却在东部和中部地区，这种资源分布和消耗的不均衡矛盾也在很大程度上造成了综合资源的浪费。而要解决这一矛盾就要把资源就地开发利用，对于电力来说可以远距离传输，将其通过输电线路传送到能源消耗地。这就需要大型的变电站担任这样的重任，起着传输电力的作用，将能源合理优化配置到全国各地。在本设计中根据供电需求，提出可靠、经济、合理的最佳供电方案。并完成环保性和经济性分析。关键词：330kV变电站、负荷计算、设备选择、继电保护ABSTRACTSubstationisconstantlybeingrenewedandconstructedinourcountry.ForabigenergyconsumingcountrylikeChina,thedevelopmentofpowerleveldeterminesourresourceconsumption.Accordingtoreliabledata,ourpowerconsumptionlevelrankssecondintheworld.However,thedistributionanduseofsecondaryenergyandprimaryenergyareveryuneven,whichcausesenvironmentalproblems.Withtheaccelerationofmoderneconomicconstructionandsocialdevelopment,thepowerconsumptionofbothordinaryresidentsandindustrialfactorieshasincreasedsubstantially,whichalsorequiresrelevantdepartmentssuchastheStateGridtoimprovethequalityofpowersupplyintimeandincreasetheoutputofpowersupply.Atthesametime,acceleratingtheconstruction,transformationandrationaldistributionofurbanandruralpowergridshasbecomeanurgentneedtoimprovethecurrentpowerlevel.However,duetovariousenvironmentalandgeographicalfactors,theprojectisalsofacingvariousdifficulties,sobreakingthroughtheseobstaclesanddifficultiesisamajorproblemtosolvethecurrentcontradictions.InthenorthwestofChina,coalresourcesaremainlydistributed,whileelectricityconsumption,thatis,theconsumptionoftheseenergyresources,isintheeasternandcentralregions.Theunevencontradictionbetweenthedistributionandconsumptionoftheseresourcesalsocausesthewasteofcomprehensiveresourcestoalargeextent.Tosolvethiscontradiction,resourcesshouldbeexploitedandutilizedinsitu.Forelectricity,itcanbetransmittedoveralongdistanceandtransmittedtotheenergyconsumptionareathroughtransmissionlines.Thisrequireslargesubstationstoundertakesuchanimportanttask,playtheroleofpowertransmission,andrationallyoptimizetheallocationofenergytoallpartsofthecountry.Inthisdesign,accordingtothedemandofpowersupply,thebestreliable,economicalandreasonablepowersupplyschemeisputforward.Accordingtopowerloaddata,330kVsubstationisdesigned,includingmainwiringdesign,loadcalculationandtransformerselection,shortcircuitcalculation,primaryequipmentselectionandlightningprotectionsystemdesign.Inthedesign,themaintransformerisselectedbycalculatingtheloadofthetransformerinthesubstation.Themainwiringmodeisdeterminedfromthepointofviewofeconomyandreliability.Shortcircuitcalculationiscarriedout.Theelectricalequipmentincludes330kVequipment,220kVequipmentand10kVequipmentselectionandverification.Andcompleteenvironmentalprotectionandeconomicanalysis.Keywords:330kVsubstation,loadcalculation,equipmentselection,relayprotection目录摘要 1ABSTRACT 2第一章绪论 11.1选题的背景及意义 11.2国内外研究现状 11.3主要设计原则 2第二章变电站的原始资料 42.1变电站的规模 4a2.2变电站的基本数据 42.2.1330kV侧基本数据 42.2.2220kV侧基本数据 42.2.310kV侧和站用负荷基本数据 42.3环境情况 错误!未定义书签。2.4系统情况 错误!未定义书签。第三章负荷计算及变压器选择 63.1负荷计算 63.1.1站用负荷计算 63.1.210kV侧负荷计算 63.1.3220kV侧负荷计算 63.2主变压器选择 73.2.1主变压器型式和结构的选择原则 73.2.2主变压器台数的选择 83.2.3主变压器容量的选择 83.2.4主变压器型式的选择 93.3站用变压器的选择 103.3.1站用变台数的确定 103.3.2站用变容量的确定 103.3.3站用变型式的选择 10第四章电气主接线的设计 124.1电气主接线的基本要求 124.1.1电气主接线的概念 124.1.2可靠性 124.1.3灵活性 124.1.4经济性 134.2电气主接线的一般接线形式 134.2.1一个半断路器接线 144.2.2单母线接线 144.2.3单母线分段接线 154.2.4双母线接线 154.2.5双母双分段接线 154.3主接线方案的选择 164.3.1330kV侧电气主接线的选择 164.3.2220kV侧电气主接线的选择 184.3.310kV侧电气主接线的选择 204.4经济性分析 21第五章短路电流计算 245.1短路电流计算 245.2短路电流和短路容量 245.3短路电流将引起下列严重后果 245.4限制短路电流的措施 255.5短路电流计算的目的和条件 255.6计算过程 265.7短路电流汇总 36第六章电气设备的选择 386.1电气设备选择的一般原则 386.2电气设备的选择 406.2.1高压断路器的选择 406.2.2隔离开关的选择 446.2.3电流互感器的配置和选择 476.2.4电压互感器的配置和选择 516.2.5母线的选择 546.2.6母线选择的计算 566.2.7330kV出线的选择及校验： 596.2.8220kV出线的选择及校验 606.2.910kV电缆的选择及校验 616.3支持绝缘子的选择 616.3.1支持绝缘子的选择标准 616.3.2支持绝缘子选择计算 616.3.3穿墙套管的选择 62第七章变电站的继电保护 637.1主变压器的保护 637.2差动保护定值计算于校验 647.2.1基准测的确定 647.2.2整定差动保护一次侧电流 667.3过电流保护定值计算与校验 677.3.1整定动作电流 677.3.2灵敏度校验 687.4过负荷保护定值计算 687.4.1整定过负荷电流 687.4.2动作时限整定 69第八章变电站防雷保护设计 708.1防雷保护的设计 708.2主变中性点放电间隙保护 错误!未定义书签。8.3避雷器的选择 708.3.1330kV母线接避雷器的选择及校验 708.3.2220kV母线接避雷器的选择及校验 718.3.310kV母线接避雷器的选择及校验 718.4避雷针的选择 72第九章变电站的环保性分析 759.1环保的重要性 759.2绿色节能变电站的设计理念 759.3环保的必要性 759.4绿色变电站的设计要点 76工作总结 错误!未定义书签。致谢 错误!未定义书签。参考文献 79第一章绪论1.1选题的背景及意义出线回路少，所以电气主接线多以角形接线的方式为主，而现在随着接线方式的改进和出线回数的增加，一个半断路器接线方式成为330kV电压等级的主流接线方式。自2000年以后我国经济飞速发展，与此同步增长的就是能源消耗，这其中以电力消耗为主题。所以增加电力行业的投资，为百姓和商户提供可靠优质的电力资源是经济可持续发展的一大保障。这就要求我们电力行业加快建设，改善目前供电的不良因素。建设容量更大可靠性更高的大中型变电站进而来保障用电的可靠性。经济和综合国力的提高，也对我国的电力行业技术水平提出了更高的要求，智能化的=管理和控制是电力行业也是变电站的发展所趋，智能监控、调度、分析电力故障等问题是将来所有变电站的技术要求。这样不仅可以节约人力，降低成本，还能在第一时间处理电力调度问题，也提高了一线工作人员的安全系数。这种发展模式是大势所趋，也是必行之路。符合节约资源，降低成本，增加可靠性的技术要求。而电气主接线的确定是变电站设计的重要环节，它直接影响着变电站电气设备的型号选择、投资占比、供电的可靠性。所以变电站的设计要本着大局观，全方位多角度的分析，最终选定最合理的设计方案，来确保变电站的最大综合效益。1.2国内外研究现状在国内，自20世纪90年代以来，变电站自动化技术，一直是我国电力行业的热点技术之一,目前全国已投入运行的，10kV变电站约20000座(不包括用户变)，而且每年新增变电站的数量约为3%～5%，而我们的设计也是按其要求采用了自动化系统模式，从而实现无人值班[4]。目前国内外主流厂家均采用了此类结构模式，而智能变电站是如今发展的主流智能变电站技术很多，有些已成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段如,一次设备智能化的实践：目前已有应用，如淮北桓潭110kV智能变电站,二次功能网络化的实践[6]。目前已有工程应用，如洛阳金谷园110kV数字化变电站,设备状态检修的实践,智能一次设备状态检修的实践，继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在开展研究,站内智能高级应用方案研究,智能告警及分析决策经济运行与优化控制等，正在研究阶段,分布协同智能控制与智能保护研究,目前正在研究阶段,主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统,目前正在研究阶段,GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统,智能变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件,研究、实施示范智能变电站是我们正在走的路[4]。要达到计量、设计、施工、装置通用配置规范统一一体化全国一个标准，避免不同厂家生产的元器件使用时不兼容，造成技术上的缺陷。我国在智能电气设备的检测、信息一体化、统一配置、平台开发等方面还存在诸多不足之处，致使智能变电站的投产也受阻碍，发展改善速度较缓慢。1.3主要设计原则变电站设计的原则是：技术上确保安全可靠又在该领域领先、投资占比合理、标准与行业统一符合国家相关要求、运行高效。因此，在设计当中，要综合分析设计方案的统一性、适应性、灵活性、先进性、可靠性和经济性。综合分析后得出合理的设计方案。统一性：所有的变电站建设标准统一，基建和生产运行的标准符合国家要求，外部设计符合国家标准[20]。适应性：综合考虑各地区的实际情况，对不同规模、型式、外部、典型设计模块间接口灵活，扩建方便，组合型式多样[20]。先进性：方案和设备的先进性、最领先的水平，占地面积少、注重环保和可持续发展[20]。在设计中要树立大局观意识、企业意识，要坚持“基建为生产服务”、“以人为本”和“可持续发展”：、“人与自然和谐发展”的绿色理念。针对我国现状考虑，实行“节约占地、节约投资、提高效率、降低运营成本”的理念和方法。

第二章变电站的原始资料2.1变电站的规模本330kV变电站是区域性变电站，用于工业、农业和民用电。变电站占地面积为120m×90m=10800m22.2基本数据2.2.1330kV负荷参数负荷名称最大负荷最小负荷功率因数回路数出线方式总负荷0.85 5架空线2.2.2220kV侧基本数据数据如下表：表2-2220kV侧负荷参数负荷名称最大负荷最小负荷功率因数回路数出线方式总负荷200MW150MW0.856架空线2.2.310kV侧和站用负荷基本数据10kV电压等级：最大负荷18MW，最小负荷15MW，功率因数＝0.8,电缆馈线8回； 表2-310kV侧负荷参数负荷名称最大负荷最小负荷功率因数回路数出线方式总负荷18MW15MW0.88电缆馈线站用负荷为动力负荷和照明负荷，最大负荷为686kVA，同时系数为0.85,功率因数为0.85[1]。第三章负荷计算及变压器选择3.1负荷计算负荷计算是选择设备的先决条件。计算出正确的负荷,负荷计算公式为：Sc3.1.1站用负荷计算站用负荷按照总符合的0.2%来计算：S站=686KVA=0.686MVA3.1.210kV侧负荷计算根据已知公式（3-1）得：S10kV=0.8×=18.9MVA3.1.3220kV侧负荷计算根据已知公式（3-1）得：S220kV=0.85×=210MVA3.2主变压器选择变压器是向系统和用户传送其他电源系统传送来的电能。它也连接不同的电压等级，起着关键作用。所以对主编的选择要符合用电配电的实际情况。不然将致使电能的传输浪费和使用浪费。而对于主变的台数和容量的选择除了依据原始资料外还应考虑到该地区未来几年的发展需求，结合实际因素，选择最佳的主编。这也会对电气主接线的形式直接影响。如果所选变压器容量远远高于实际所需，这样使投资大幅度增加，同时在运行上也造成了不必要的电能浪费。反之，容量选的太小，则有“封锁”发电机剩余功率的输出现象出现，也有可能变电站实际输出功率小于负荷需求的功率。满足不了用户需求。这种现象是技术的缺陷，不能实际应用。3.2.1主变压器型式和结构的选择原则（1）绕组电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式,按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式,在发电厂或变电站中采用三绕组变压器一般不多于3台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复来和困难[1]。（3）绕组接线组别的确定对于三绕组的变压器来说，其接线组别须和系统电压相位保持一致，否则导致其不能并列运行，常用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”[3]。（4）调压方式调压方式直接关系到变电站的供电质量，对供电电压的要求是必须维持在某一允许范围内，而调压是通过改变主变的分接位置，改变变压器高变比，达到电压调整的目的[9]。（5）冷却方式容量在350MVA及以上的大容量变压器一般采用强迫油循环导向冷却[1]。3.2.2主变压器台数的选择变压器台数选择原则如下：(1)供电的可靠性是对电力网络的必然要求，所以为了避免因主变因故停运而造成大面积用户停电的现象发生，但由此带来的投资更大，接线更复杂，占地也增多，综合的来讲，降低了整体的效益，也给后期的运行和维护管理带来了很多麻烦，所以这种选择方案并不常见。3.2.3主变压器容量的选择主变压器容量必须满足电网中各种可能的运行方式时的最大负荷的需要，并且要考虑到负荷的发展规划，使所选变压器容量切合实际的需要，如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，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[1]。还有该地区未来几年的发展规划与用电需求的关系来选择合适容量的主变，本设计中参照这个标准选择两台容量略小于最大计算负荷的变压器。S总=S站+S10kV+S220kV=0.686MVA+18.9MVA+210MVA=229.59MVASN≫0.70×229.59MVA=160.713MVA3.2.4主变压器型式的选择资料显示，330kV及以上电压等级的变压器都采用星型接线（Y）。220kV同上，所以选择变压器绕组接线方式为Y／Y／△接线。综合上面计算所求得的主变压器容量，以及绕组方式选择的原则，考虑到该变电站未来的负荷发展，因为电压等级较高，查询资料找到山东泰安变压器公司生产的的330kV变压器成型产品，故选择可满足发展需要容量合理的俩台一样的主变，其技术数据如下表表3-1:表3-1主变压器技术参数项目技术参数备注主变压器型号三相、三绕组、有载调压、油浸、风冷、自耦电力变压器OSFPS-240000/330额定容量240MVA容量比240/240/240MVA电压比345/231/11kV电压比及短路阻抗应根据实际工程选择短路阻抗Uk1-2%=24Uk1-3%=14Uk2-3%=8连接组别YNyn0dll调压方式有载调压冷却方式ONAF或ODAF中性点接地方式及绝缘水平直接接地高、中及中性点均副套管式电流互感器3.3站用变压器的选择3.3.1站用变台数的确定对大规模较大比较重要的中型变电站，一般通常为了提高供电的可靠性装设两台站用变压器，因为站用负荷也很重要，为提高站用电的可靠性和灵活性，装设两台站用变压器，并采用明备用的方式，一台正常工作时，另一台不工作，而当一台发生故障时，备用变立刻投入工作，保证了可靠性[1]。3.3.2站用变容量的确定一般考虑所用负荷为变电站总负荷的0.1%～0.5%。这里取0.2%计算，0.686MVA。即686kVA。SN站=686kVA3.3.3站用变型式的选择出于环保节能，绿色健康的理念，结合当前的市场主流。干式变压器正在逐步取代传统的老式变压器，且干式变压器不需要变压器油，符合绿色发展理念的要求，价格合理，技术领先，遂在本次设计中选用俩台一样的干式变压器[5]。表3-2型号电压组合连接组标号空载损耗（W）负载损耗(W)短路阻抗（%）高压（kV）分接范围低压（kV）SC8-1000/1011±50.4Y,yn0或D,yn11220075006第四章电气主接线的设计选择合理正确的接线方式是接下来一系列施工和设备选型的重要参考依据。通过主接线可以了解到设备与电力系统的连接情况。总的来说，分析好设计的最初要求，工作要求即供电要求，既要满足技术要求，又要经济合理还要考虑到将来发展的扩建需要。4.1电气主接线的基本要求电气主接线设计的基本原则为：主要围绕设计任务书来制定主接线，同时参照国家现行的“安全可靠、经济适用、符合国情”的电力建设方针，严格按照技术规定和标准，结合工程实际的具体特点，保证设计方案的可靠性、灵活性和经济性三个方面[1]。4.1.1电气主接线的概念4.1.2可靠性（1）检修断路器时，不影响对电力系统的供电[20]。（2）断路器或母线故障以及母线检修时，减少停电范围和停电时间，并确保对重要负荷不断电[20]。（3）尽量避免变电所全部停运的发生[20]。4.1.3灵活性（1）调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调度电源来满足负荷要求，满足电力系统在事故、检修以及特殊运行三种方式下的系统调度要求[8]。（2）检修时，可方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而正常维持系统供电[8]。（3）扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终接线，且保证接线的简单[8]。4.1.4经济性（1）性价比高简单适用的主接线可节省断路器等一次设备的使用数量，主接线要有限制短路电流的作用，以便于选择价廉的电气设备，在满足系统安全运行及继电保护要求前提下，对于10kV电压等级可采用技术参数不高的简易电器[9]。（2）节省耕地合理的主接线可以优化配电装置布置，从而减少占地面积[9]。（3）电能损耗少经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，减少电能损失[9]。（4）可持续发展性保证变电站电气主接线具有继续发展和未来发展扩建的可靠性[9]。4.2电气主接线的一般接线形式母线可以让接线变得简单清晰，系统运行方便，同时也有利于输电线路的安装和后续发展的扩建。这些年来，电力系统发展迅速，改变很大，为了更好的适应当前电力局势的发展和用户需求，电力系统自动化水平逐年改进提高，下面主要介绍在本次设计中用到的接线方式[12]。4.2.1一个半断路器接线一台半断路器接线是指一个回路由三台断路器连接，每台断路器俩侧装设隔离开关,一台半断路器又称3/2接线，每2条回路公用3个断路器,每串中间的断路器称为联络断路器，与其他接线相比，它具有很高的可靠性和灵活性[7]。通常有俩条原则。适用于：330～500kV配电装置中，进出线为6回及以上，配电装置重要地位，宜用一台半断路器接线[1]。4.2.2单母线接线单母线接线里然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，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，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器[1]。适用范围：110～220KV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回时选用[1]。4.2.3单母线分段接线用断路器，把单母线接线的母线分段后，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[1]。适用范围：110～220KV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回及以上时选用[1]。4.2.4双母线接线双母线接线具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，俩母线间由母联断路器连接，当一条母线故障或者检修另一条母线时，不会使用户停电，常用于110～220KV电压等级的电力网络中，出线回路（110KV)5回（220KV）时，一般应装设专用的旁路母线，即双母带旁路的接线方式[15]。适用范围：6～10KV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时选用[15]。4.2.5双母双分段接线这种接线方式将俩段母线分成四段母线，将每两段母线用母联断路器链接，和隔离开关的配合工作切除故障短，保持非故障短的正常供电。检修母线时，仍可通过倒闸操作使另一母线保持并列运行。适用范围：与双母分段类似，多用于220kV配电装置，当进出线数为10～14回时采用三分段，15回及以上时采用四分段[16]。4.3主接线方案的选择4.3.1330kV侧电气主接线的确定330KV主接线的选择既考虑上述主要原则，同时结合国内长期运行的实践经验，确定其主接线形式为3/2断路器接线，因为其具有很高的可靠性，且目前我国330KV及以上系统广泛采用，实践证明其有很高的可靠性和运行灵活性。如下图：图4-1一台半断路器接线图4-2双母线分段接线项目和方案方案一方案二技术（1）任意母线故障或检修，均不停电；（2）当同名元件接于不同串时，即一进一出；两组母线故障或一组故障、一组检修，功率仍能传输；（3）任意断路器检修均不停电，同时可以检修多台断路器；（4）灵活性高；（5）扩建方便。（1）330kV侧选用双母线通过母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；（2）330kV侧一组母线故障后，能迅速恢复供电；（3）灵活性高；（4）运行简单，操作方便；（5）扩建方便。经济设备相对较多、投资较大。设备相对较多、占地面积增加。综合多方面考虑，结合技术需要，此330kV变电站的重要地位，担负着另外俩个电压级变电的任务，选择方案一，一台半断路器接线[1]。4.3.2220kV侧电气主接线的确定根据原始资料220kV侧架空线6回，则地位尤为重要。结合上面的接线方式有俩种较为合适的接线方式可选择。如下图：图4-3双母双分段接线图4-4双母线接线表4-2项目和方案方案一方案二技术（1）供电可靠：通过俩组母联断路器的倒换操作，将线路划分为四段，供电更可靠；（2）检修任一回路时，检修方便，停电范围更小，缩小到四分之一停电范围；(3)调度更灵活，四条线路随意组合搭配，使调度更加灵活；（4）扩建更为方便，向双母线俩侧任意扩建，均不会影响俩组母线的电源和负荷的自由分配。（1）供电可靠：通过俩组母线隔离开关的倒换操作，一组母线故障后能迅速恢复供电；（2）检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路，停电范围二分之一，检修方便；(3)调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，灵活调度；（4）扩建方便，向双母线俩侧任意扩建，均不会影响俩组母线的电源和负荷的自由分配。经济相对双母接线，母联断路器使用数量多了一台，投资有所增加相对双母双分段来讲较少从技术层面分析，方案一的综合供电可靠性和投资的经济性较方案二更合理。虽然方案一的经济投资略高于方案二，但是考虑到变电站的长期发展和运行，这点价格差距是微不足道的。经综合分析，决定选第一种方案为本次设计的最终主接线方案。综上所述，选用双母双分段的接线方式[1]。4.3.310kV侧电气主接线的确定地位不是很重要。可以选择接线简单，经济可靠的接线方式。图4-5单母线分段接线项目和方案方案一方案二技术（1）接线简单、母线便于向俩端延伸，扩建方便；（2）可靠性高，用分段断路器进行分段，提高了供电的可靠性和灵活性；当一段母线发身故障时，分段断路器自动隔离故障，保证正常段母线的供电；（3）调度方便，电源能分列运行。（1）接线简单、母线便于向俩端延伸，扩建方便；（2）但可靠性差、母线或母线隔离开关检修时所有回路都要停止运行，造成全站长期停电；（3）调度不方便，电源只能并列运行不能分列运行，发生短路时，短路电流较大。经济设备少、经济性略多余单母线接线设备少、经济性好。显然方案二更可靠，在设备上只多了一台母联断路器，投资没有显著差别，选方案一，单母线分段接线[1]。最终方案：方案一[1]。4.4经济性分析表4-4主接线方案比较电压等级方案一方案二330kV侧一台半断路器接线双母分段接线220kV侧双母双分段接线双母线接线10kV侧单母分段接线单母线接线表4-5方案一主要设备价格单位：万元主要设备数量设备购置费安装工程费合计装置性材料安装小计主变23125.925.631.5343.5站用变2632.24.56.769.7隔离开关35+20+16=717.14.36.811.118.2断路器15+8+8=3125.32.95.48.333.6母联断路器36.63.02.15.111.7电流互感器292.94.52.87.210.1电压互感器212.14.72.67.39.4设备总价496.2表4-6方案二主要设备价格单位：万元主要设备数量设备购置费安装工程费合计装置性材料安装小计主变23125.925.631.5343.5站用变2632.24.56.769.7隔离开关17+20+8=454.52.74.3711.5断路器6+7+8=2117.21.93.75.622.8母联断路器12.21.01.12.14.3电流互感器262.64.12.56.69.2电压互感器181.84.12.36.48.2设备总价469.2对比俩方案，可见经济差异并不大。方案一的主要设备投资比方案二多496.2-469.2=27万元第五章短路电流计算5.1短路电流计算完成阻抗值的归算是计算出正确短路电流的先决条件，本设计中的短路电流都按发生三相短路时计算[4]。5.2短路电流和短路容量电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生正常连接(短路)时流过的电流叫短路电流，在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路，三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路，其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路，在中性点直接接地的电力网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%，在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路[9]。W5.3短路电流将引起下列严重后果(1)发生短路时，往往都会有电弧产生，电弧能烧坏故障元件本身，也会对其它电器元件造成损坏，甚至威胁人身安全[8]。(2)巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏，另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏[8]。(3)短路也会使系统电压大幅度降低，靠近短路点处的电压降低得更多，导致该区域附近的用户用电质量下降严重的将导致该区域无法用电，甚至也造成某些工厂车间产出不合格产品等[9]。(4)电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户，短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大[8]。5.4限制短路电流的措施无非从降低设备和线路发生故障的机率和当发生故障时第一时间找到故障点并切除故障点，保证正常线路的工作。合理的选择恰当的线路保护措施和配套的继电保护设备都能限制短路电流带来的危害[1]。5.5短路电流计算的目的和条件(1)短路电流计算：短路计算是设计中的一个重要环节，其计算的目的主要有以下几个方面[9]。1）电气主接线的比较。2）选择相应的导体和电器设备[9]。3）在设计屋外高型配电装置，校验软导线的相间和相对地的安全距离[9]。4)在后面的继保选择和整定计算时，需以各种短路电流的计算为依据[9]。(2)短路电流计算条件的基本假定：1）正常工作时为三相系统对称运行。2）所有电源的电动势相位相角相同。3）电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行[5]。4）短路发生在短路电流为最大值的瞬间[5]。5）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流[5]。6）元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围[5]。5.6计算过程图5-1系统等值电路图对OSPFS-240000/330主变压器：Uk1%=1/2[Uk(1-2)%＋Uk(1-3)%－Uk(2-3)%]=1/2(24＋14－8)=15Uk2%=1/2[Uk(2-3)%＋Uk(2-1)%－Uk(1-3)%]=1/2(24＋8－14)=9Uk3%=1/2[Uk(3-1)%＋Uk(3-2)%－Uk(1-2)%]=1/2(14＋8－24)=-1X4＝X5＝x2X6＝x3d1短路时(330KV母线)等效阻抗图转化为等效阻抗图再转化为等效阻抗图再转化为等效阻抗图有名值Ksh＝1.8。d2路时(10.5kV母线)等效阻抗图转化为再转化为等效阻抗图再转化为等效阻抗图X13＝Ｘ4//X6＝＝＝-0.0045X12＝Ｘ1//X3＝＝X14＝X2＋X12＝0.0375-0.0045＝0.033X15＝X5＋X13＝X14＝0.033X∑＝X16＝X14//X15＝＝＝0.0165I*＝＝＝60.61短路电流有名值I＇＝I**＝60.61*＝10.14KAish＝ＫshI＇＝*1.8*10.14＝25.81KAKsh＝1.8。全电流最大有效值Ish＝10.14*1.51＝15.31KA短路容量S＇＝*10.14*345＝6059.06MVAd3路时(220KV母线等效阻抗图转化为等效阻抗图再转化为等效阻抗图再转化为等效阻抗图X17＝Ｘ2//X1＝＝＝0.0234X18＝Ｘ4//X5＝＝＝0.0234X19＝X3＋X17＝－0.0042＋0.0234＝0.0192X20＝X6＋X18＝X19＝0.0192X∑＝X21＝X19//X20＝＝＝0.0096I*＝＝＝104.17短路电流有名值I＇＝I**＝104.17*＝17.43KAish＝ＫshI＇＝*1.8*17.43＝44.36KAKsh＝1.8。全电流最大有效值Ish＝17.43*1.51＝26.32KA短路容量S＇＝*17.43*345＝10415.12MVA5.7短路电流汇总表5-1短路类型三相短路短路点d1d2d3短路点平均电压（kV）34511231短路电流周期分量起始有效值I（kA）13.9210.1417.43/短路电流冲击值（kA）35.4225.8144.36短路电流最大有效值（kA）21.0215.3126.32第六章电气设备的选择6.1电气设备选择的一般原则1、满足未来发展。(1)符合当地环境。(2)技术领先。(3)总体兼容。(4)选用国标型产品，便于后期运维[9]。2、技术要求：(1)电压所选电器的允许最高工作电压Umax不低于该回路的最高运行电压Ugmax,即Umax≥Ugmax(2)电流所选电器的额定电流Ie不低于

所在回路在最大运行方式下的持续工作电流Igmax，即IeII3、设备校验的一般原则：(1)电器设备检验应按短路电流最大情况校验，包括热稳定校验和动稳定校验[15]。(2)有熔断器保护的电器不需要校验其热稳定性，动稳定要校验[15]。It2tQdt——在计算时间ts内，短路电流的热效应（kA2.s）[21]It——t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA）[21]t——设备允许通过的热稳定电流时间（s）[21]。tpr——继电保护装置后备保护动作时间（s）[21]。动稳定校验公式：或(4-3)、——电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有效值[5]。1)带有熔断器的电气设备，熔断时间保证热稳定[12]。2)装有限流电阻的熔断器保护的设备[12]。3)在电压互感器回路中装设的裸导体和电气设备不需要校验其动、热稳定[12]。(4)环境条件1)日照：太阳照射会导致室外电气设备温升。但高压电器的发热实验是在避免阳光直射的条件下进行的。如果制造部门未能提出产品在日照下额定载流量下降的数据，在设计中可暂时按电器额定电流的80%选择电气设备。2)风速：一般高压电器的使用条件为风速不大于35m/s。对于最大风速超过35m/s的地区，则应采取适当的防风措施来保证配电装置的正常。3)湿度：按设计施工地区当年的最大湿度选取。4)污秽：污秽对电气设备有着不同程度的危害，主要由污秽物质的导电性、吸水性、附着力、数量和距离设备的距离等因素决定其危害程度。2级及以上污秽区的63~110kV配电装置采用屋内型。5)海拔：特殊地区的电器应采用高原型产品。6)地震：结合当地地形，历史数据，地缘数据等配备适当的防地震性产品。一般的电力产品都至少可以满足抗8级地震的技术标准。在安装时，应考虑支架对地震力的放大作用。根据有关规程的规定，地震基本烈度为7度及以下地区的电器可不采取防震措施。6.2电气设备的选择6.2.1高压断路器的选择高压断路器，顾名思义，断路指的就是控制高压电路的开断。它可以切断短路电流。在正常工作的时候，就像普通开关一样实现电路的开和关，在高压电路中叫做就是出线和电网电源连接在一起。选择高压断路器时应满足以下几点：(1)正常运行时应为良导体，能长期通过负载电流，当发生短路现象时，在一定时间内允许通过短路电流，且热稳定和动稳定不被破坏。(2)在跳闸后有良好的绝缘性，实现带电隔离。(3)开断能力强、分断时间短。(4)机械寿命和电气寿命符合实际需求，产品综合参数符合国标，安装检修方便。本次设计所选断路器，严格参照以上标准，尽可能采用同一型号断路器，采购方便，安装简单，后期运维也方便。1、330kV断路器的选择（1）额定电压：Un≥Sn=330kV（2）额定电流：In≥Imax位变电站最大长期工作电流Imax＝＝＝881.79A（3）开断电流：Iekd即：Iekd≥13.92,符合（4）短路开断电流：Ies≥I即：Ies≥35.42（表6-1线路参数统计表电压等级（kV）短路点编号工作电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击（kA）3S热稳定电流（kA）330d13301175.7313.9235.42(5)根据上述参数参照设备手册可选出断路器型号为：SFMT-300,具体参数见设设备型号短路点编号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）3S热稳定电流（kA）SFMT-300d133025004010040表6-2高压断路器选择表(6)校验：1）Ue=330kV=UN2）I=2500A>1175.73A3）开断电流校验：330kV侧母线三相稳态短路电流I"=13.92KA[4]。SFMT-300断路器的额定开断电流等于40KA，符合要求[5]。2、220kV侧断路器的选择（1）Un≥Sn=220kV[4]。（2）In≥ImaxImax＝＝＝1322.69（A）[4]。（3）开断电流：Iekd即：Iekd（4）短路开断电流：Ieg≥I即Ieg≥44.36（表6-3线路参数统计表电压等级（kV）短路点编号工作电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击（kA）3S热稳定电流（kA）220d32201322.6917.4344.36(5)根据上述参数参照设备手册可选出断路器型号为：LW7-220,具体参数见设备选择一览表。设备型号短路点编号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）3S热稳定电流（kA）LW7-220d322031504010040表6-4高压断路器选择表(6)校验：1）Ue=220kV=UN2）I=3150A>1322.69A3、10（1）额定电压：Un≥Sn=10.5kV（2）额定电流：In≥Imax位变电站最大长期工作电流Imax＝＝＝39.61（A）[4]。（3）开断电流：Iekd即：Iekd（4）短路开断电流：Ieg≥I即：Ieg≥25.81（表6-5线路参数统计表电压等级（kV）短路点编号工作电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击（kA）3S热稳定电流（kA）10.5d210.539.6110.1425.81(5)选LW7-220参数见表。设备型号短路点编号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）3S热稳定电流（kA）LW3-10d210.563012.531.512.5表6-6高压断路器选择表(6)校验：1）Ue=10.5kV=UN2）I=630A>39.61A6.2.2隔离开关的选择(1)隔离电压，检修电气设备时，用隔离开关将被检修的设备与电源电压隔离，以确保检修的安全[18]。(2)倒闸操作，入备用母线或旁路母线以及改变运行方式时，常用隔离开关配合断路器，协同操作来完成[18]。(3)分合小电流，为隔离开关具有一定得分、合小电感电流和电容电流的能力，故一般可用来进行以下操作，分、合避雷器、电压互感器和空载母线，分、合励磁电流步超过2A的空载变压器，合电容电流不超过5A的空载线路[18]。短路电流计算可得：表6-7短路电流计算结果表短路点编号额定电压（kV）工作电流（A）短路电流周期分量起始有效值（kA）短路电流冲击值（kA）d1330881.7913.9235.42d210.539.6110.1425.81d32201322.6917.4344.361、330kV(1)额定电压：Ue=330kV，符合[4]。(2)额定电流：IeIgmax(3)电气设备手册选择GW6-330GD/2500型隔离开关，技术数据见下表：表6-8GW12-330D/3150隔离开关参数型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流Igf3秒热稳定电流(kA)GW12-330D/3150315010040(4)校验：1)电压校验：Ue=330kV=UN2)电流校验：Ie2、220kV(1)额定电压：Ue=220kV，符合[4]。(2)额定电流：Ie由短路电流计算知：Igmax=1322.69A，符合(3)表6-9型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流Igf(kA)4秒热稳定电流(kA)GW7-220DW/3150315012550(4)校验：1)额定电压：Ue=330kV=UN2)额定电流：I=2500A>881.79AGW7-220DW/3150隔离开关的4秒热稳定电流：ItIt2t=502×Qdt<I3、10kV隔离开关的选择(1)额定电压：Ue=10kV，符合[4]。(2)额定电流：隔离开关的额定电流由短路电流计算知：Igmax=39.61A，符合(3)根据电气设备手册选择GW6-330GD/2500型隔离开关，表6-10型号技术参数额定电流I（A）极限通过电流Igf(kA)3秒热稳定电流(kA)GW9-10G/6306305020(4)校验：1)额定电压：Ue=10.5kV=UN2)额定电流：I6.2.3电流互感器的配置和选择（1）它不仅在测量回路中装设，也经常为了保护作用将其安装在断路器回路、母线出口和发电机出口处还有输电线路的出口处等。配置原则分为两相配置和三相配置。（2）其中能起到的作用是过负荷保护、差动保护和接地保护。（3）电流互感器，在发生故障时能承受一定的冲击电流，但如果把电流互感器安装的太过于靠近母线，有可能造成闪络伤害母线，影响电力系统的稳定性。所以装设电流互感器时要严格按照相关要求和现行的技术标准来执行。（4）参数选择：表6-11电流互感器选择技术依据项目参数技术条件正常工作条件一次回路电流，一次回路电压，二次回路电流，二次侧负荷，准确度等级，暂态特性，二次级数量，机械荷载短路稳定性动稳定倍数，热稳定倍数承受过电压能力绝缘水平，泄露比环境条件环境温度，最大风速，相对湿度，污秽，海拔高度，地震裂度上表中，针对电气设备装设在屋内的情况可以不考虑风速和污秽的影响。相似道理，由于设备在屋外不可避免要有雨淋等湿度性因素的存在，在设备出厂前早已经通过湿度测试，除极特别恶劣环境不用针对性说明适度的检验。当参考上术参数时，还应该按照以下说明进行：1）当电流互感器用作测量时，通常在二次侧有俩个额定电压量程，分别为1A和5A。分别适用于弱电系统和较强电系统。2）电流互感器额定二次负荷标准值因需求不同而设置的量程有所不同，按国标的规定，通常有以下数值供选择：5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。以5A为例，所对应的负荷阻抗为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、2.4、3.2、4.0，当一个二次绕组的容量不能满足要求时，可将两个二次绕组串联使用。3）二次级的测量量程选择按照实际工程需要来选择。但大多数情况测量用电流互感器和保护用电流互感器所选量程不同。4）型式选择由于初建比较重要的高电压等级变电站，由于配备了性能良好的断路器，所以在电流互感器的选择上准确度满足测量和保护要求的前提下，可以选择价格不高的电流互感器。降低总体成本。本次设计中的一次侧电流都较大，所以对于绕组数的选择均选择多匝式。5）一次额定电流和电压的选择选取时尽量保留相对于正常工作回路30%的裕度，满足UN≥U（4）准确度等级和额定容量的选择准确度直接关系到二次侧读数的准确性，按照常规要求电流互感器的准确度等级不得低于所供测量仪表的准确度等级。对于重要回路要求准确度等级较高的计量，如发电机、变压器、调相机和电网供电等。此外，高精度的互感器常指0.2~0.5级的。还有1.0、1.5、2.5等级别。即，式中：、分别为二次侧回路中所接仪表和继电器的电流线圈电阻（忽略电抗）[22]。It22）动稳定校验包括由同一箱的电流相互作用产生的内部点动力校验，内部动稳定校验式为[4]。ies≥ish式中ies、Kes—电流互感器的动稳定电流及动稳定电流倍数，由制造厂提供Fal≥0.5×1.73×101、330KV（1）额定电压：UN=330kV，符合要求[4]（2）额定电流：Igmax（3）选择：表6-12LB-330GY电流互感器参数[4]。型号技术参数电流比级次组合KKtLB-330GY1200/10.2/10P15/10P2013575/1s(4)校验：通过以上校验可知，选择LB-330GY型电流互感器符合要求[4]。2、220KV电流互感器选择（1）额定电压：UN=220kV，符合要求（2）额定电流：Igmax（3）选择：表6-13LB-220W电流互感器参数[4]。型号技术参数额定一次电流（A）级次组合热稳定Kd动稳定KtLB-220W2×1000/50.2/10P15/10P2045115/1s通过以上校验可知，选择LB-220W型电流互感器符合要求[4]。3、10kV电流互感器选择(1)额定电压：U(2)额定电流：Igmax=1.05S(3)表6-14LDZB6-10型电流互感器参数[4]。型号技术参数额定电流额定电压（KV）动稳态电流（KA）热效应(KA∙S2LDZB6-1040010801989.5(4)校验：通过以上校验可知，选择LDZB6-10型电流互感器符合要求[4]。6.2.4电压互感器的配置和选择(1)母线，除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器用于同步、测量仪表和保护装置[13]。(2)线路，35KV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，装有一台单相电压互感器[13]。(3)发电机，一般装2-3组电压互感器，一组（三只单相、双绕组）供自动调节励磁装置，另一组供测量仪表、同期和保护装置使用，该互感器采用三厢五柱式或三只单相接地专用互感器，其开口三角形绕组供发电机在未并列之前检查是否有接地故障之用，当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用[13]。选择可以参照下表技术要求：(1)参数选择表6-15技术参数项目参数技术条件正常工作条件一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确度等级、机械荷载承受过电压能力绝缘水平、泄露比距环境条件环境温度、最大风速、相对湿度、污秽、海拔高度、地震裂度上表要求中，在屋内使用时，最大风速和污秽不用校验，在屋外使用时，相对湿度不用校验。(2)型式选择1）6～20kV配电装置一般采用油浸绝缘结构，在高压开关柜中或在布置地位狭窄的地方，可采用树脂浇注绝缘结构，当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器[9]。2）35～110kV配电装置一般采用油浸绝缘结构电磁式电压互感器[3]。3）对于电压互感器安装在110kV电压等级及以上线路时，且线路配备电力载波通信时，如遥感遥测和遥信，此时为了提高工作可靠性应当使电压互感器与电容耦合，此时可以选用电容式电压互感器[13]。4）有时候在可能会发生爆炸危险的装设场所和地点可以选用特殊的电压互感器[13]。（3）三项式电压互感器和利用三台单相的三绕组电压互感器组成一台三相三绕组的电压互感器原理一样[4]。最终的接线方式都是YNynd11。而应用最广泛的接线方式是YNyd11，被用于各种电压等级的接线，多设置二次绕组，用来测量相间和相对地的电压，开口三角形的辅助绕组，用作中性点不接地系统中的绝缘监视仪表、继电器使用，也用来接地保护使用[13]。(4)电压选择而二次绕组额定电压通常用于供额定电压为100V的仪表使用，也用于继电器的电压绕组[22]。（5）准确度等级及容量的选择即，而二次负荷(4-10)式中，、、、分别为各仪表的视在功率、有功功率、功率因数[22]。330kV侧：选定型号为TYD330表6-16TYD-330的技术数据型式额定变比在下列准确等级下额定容量，VA最大容量，VA连接组0.2级0.5级3P电容(屋外式)TYD33033000031501501002000220kV侧电压互感器的选择：选定型号为表6-17TYDL-220的技术数据型式额定变比在下列准确等级下额定容量，VA最大容量，VA连接组0.5级1级3级电容(屋外式)TYDL-220150220440120010kV侧电压互感器的选择：JDZ(X)F7-10型电压互感器表6-18JDZ(X)F7-10的技术数据型式额定变比在下列准确等级下额定容量，VA最大容量，VA连接组0.2级0.5级6p(户外式)JDZ(X)F7-10100002030504006.2.5母线的选择母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电站及输电线路中，所用导体有裸导体，硬锅母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同[1]。敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验[1]。(1)裸导体的选择和校验1)型式：载流导体一般采用招质材料，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，以及对招有较严重的腐烛场所，可选用铜质材料的硬裸导体,回路正常工作电流在400A及以下时，一般选用矩形导体在400～800A时，一般选用槽形导体[1]。2)配电装中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导体的载面和导体的结构型式[1]。3)当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择导线的截面积，对220KV及以下配电装置，电晕对选择导体一般不起决定作用，故可采用负荷电流选择导体截面[1]。(2)母线及电缆截面的选择除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择[1]。1)按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不不大于导体长期发热的允许电流Iy即：I2)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錄费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度一经济电流密度[4]Sj=IgmaxJJ取0.9(A/mm2)3)热稳定校验，按上述情况选择的导体截面，还应校验其在短路条件下的热稳定[1]。4)动稳定校验：动稳定必须满足下列条件[1]。即：δmax≤δy厂母线材料的允许应力（硬铅δy为69×106Pa硬铜为δy为137×106Pa，铜δ6.2.6母线选择的计算1、330kV（1）按照最大电流选择。（2）额定电流[1]。IIgmax实际环境温度为25℃，Kθ根据Igmax≤K导体截面积mm单条双条三条截面系数（W）平放竖放平放竖放竖放平放64×6.5=416949113512111319--26.62）热稳定校验：公式： 则S=402≥13920/87×3.45=297.12 3）动稳定校验：可知单条平放矩形母线的截面系数[1]。W=0.167=0.167×6.5×64，，，于是δ2、220kV（1）按照最大电流来选择。（2）额定电流。IIgmax根据Igmax≤K220kV侧导体截面积mm单条双条三条截面系数（W）平放竖放平放竖放竖放平放53×5.3=280.945194916232015--2.492）热稳定校验：公式： 则S=280.9≥17430/93×2.05=264.423）动稳定校验：可知单条平放矩形母线的截面系数[1]。W=0.167=0.167×5.3×53，，，于是δ动稳定满足要求[1]。3、10kV（1）按照最大电流来选择。（2）额定电流[1]。IIgmax=1.05s根据Igmax≤K0kV侧导体截面积mm单条双条四条截面系数（W）平放竖放平放竖放平放竖放175×15=26252063224231523426456049604.692）热稳定校验： S则S=2625≥3）动稳定校验。W=0.167=0.167×125×15，，，于是δ由以上计算结果符合要求[1]。6.2.7330kV侧的出线选择及校验：表6-22导体的经济电流密度导体材料最大负荷利用小时数3000以下3000～50005000以上铝导体铜导体1.653.01.152.250.91.7535kV以下铝芯电缆1.921.731.54铜芯电缆2.52.252.01）按经济电流密度选择导体截面积由最大负荷小时数=6000，该电压等级选择铝导体，查上表可知：=0.9（经济电流密度）Sj=I2）热稳定校验：S满足SS=1200mm26.2.8220kV出线的选择及校验1）按经济电流密度选择导体截面积。由最大负荷小时数=4500，查上表可知：=1.15（经济电流密度）[1]。Sj=IgmaxJ2）热稳定校验：Stdz为主保护动作时间加短路器全分闸时间，取tdz=3.2s，查书得，C=89SS=1200mm2>6.2.910kV电缆的选择及校验1）按额定电压[1]。U2）按最大持续工作电流选择。Igmax=39.61A，当电缆截面积为200时，载流量Iy=240A，有原始资料知道，最高温度40℃，平均温度25℃，所以温度修正系数为K=1，3）热稳定校验：

Stdz为主保护动作时间加短路器全分闸时间，取=2.5s，查书得，C=97，满足SS=200mm26.3支持绝缘子的选择6.3.1支持绝缘子的选择标准1）型式用于屋外时，可根据工程实际采用棒式支柱绝缘子[9]。2）额定电压选择无论支持绝缘子或套管均要负荷产品额定电压大于或等于所在电网电压要求，UN≥6.3.2支持绝缘子选择计算330kV的ZS-330绝缘子：表6-23ZS-330绝缘子的技术数据型号额定电压，kV绝缘子高度，mm机械破坏负荷，kgZS-3303302100250、400220kV侧根据条件选取ZS-220绝缘子：表6-24ZS-220绝缘子的技术数据型号额定电压，kV绝缘子高度，mm机械破坏负荷，kgZS-2202202100250、40010kV侧根据条件选取ZS-10支柱绝缘子：表6-25ZS-10支柱绝缘子的技术数据型号额定电压，kV绝缘子高度，mm机械破坏负荷，kgZS-10102105006.3.3穿墙套管的选择1）型式：采用铝导体或铜导体替换。2）电压：U3）电流：I由于220kV和330kV电压等级较高且在室外无穿墙，只需要考虑10kV侧。10kV侧选择：母线的额定电压：UN=一次回路电流：根据条件选取穿墙套管，其技术数据见下表表6-26穿墙套管的技术数据型号额定电压，kV额定电流，A机械破坏负荷，kg1020002000第七章变电站的继电保护电力变压器是电力系统的心脏，变压器是电源模块，充当着电源的作用。确保变压器安全稳定的运行是保障电力系统可靠性的必要前提。一旦因故障或者其他原因导致变压器停止工作将给整个地区的电力网络造成瘫痪性的后果。所以清楚的了解变压器常见的故障类型和产生故障的原因，并能及时排除故障解决问题对提高变电站的运行可靠性至关重要。本次设计的变电站是330kV的降压变电站，很重要，确保安全稳定的运行是保证供电可靠的必然。（1）变压器的不正常运行情况主要有[1]。1)短路过电流，过负荷电流[4]。2)油箱气密性不好，发生漏油和升华而造成的油量减少[4]。3)中性点电压升高和外加高电压而引起的过励磁现象[4]。上述的几种故障类型在变压器运行时，不可避免的会发生，所以对主变安装合适的继电保护措施很有必要，保证了电力产品不被损坏，也确保了系统的稳定性，下面就选择主变的保护方法[4]。7.1主变压器的保护过负荷造成的过电流等众多故障。结构非常复杂，运输不便，一旦发生破坏性损坏时造成的不单单是变压器本身的经济损失，由此造成的周围甚至地区性通电给居民和工业生产造成巨大经济损失。7.2差动保护计算和校验差动保护是变压器的主保护之一，其是根据被保护的电气设备的进线和出线两端的电流差的变化所构成的保护，它可以快速的切断两个保护区内故障（短路故障），保护时限为0s[4]。7.2.1确定基准测S高压侧（HU低压侧（LU(1)整定计算变压器各侧额定电流。II(2)整定计算电流互感器变比高压侧，N低压侧。N(3)电流互感器的标准变比[1]。电流互感器二次侧电流始终设定为5A，所以可知[1]。高NTA低NTA∙L(4)整定计算电流互感器二次连接臂电流[4]。高压侧，I低压侧，I式中Kcon—接线系数[4]（5）确定基准侧I故选低压侧为基准侧[4]。表7-1变压器差动保护整定结果测量数据名称330kV高压侧10kV低压侧变压器额定电流（kA）0.4213.86变压器连接方式Y△电流互感器接线方式△Y电流互感器的计算变比145.492772电流互感器的标准变比1002000电流互感器二次连接臂电流（A）7.2712.00基准侧确定非基准侧基准侧7.2.2整定差动保护一次侧电流变压器差动保护的动作电流按照三个原则来整定计算[4]。1）按照躲过变压器的励磁涌流来说，公式为[4]。Iset=K式中Krel——可靠系数，取1.3[4]Kμ——励磁涌流最大倍数（即励磁涌流与变压器额定电流的比值），取1[4]IN可得[1]。2）按照躲过电流互感器二次回路发生断线时的差动回路电流来说，公式为，Iset=KIL∙max将数据依次代入公式（5-11），可得[4]。3）按躲过最大不平衡电流来计算，公式为[4]。Iact=Krel可得：Iunb∙max=(1×0.5×0.1+0.05+0.05)×13920=2088(A将（5-14）数据代入（5-12）可得[4]。Iact=KrelIunb取18018A作为差动保护基准侧的一次动作电流[4]。7.3过电流保护定值计算与校验过电流保护是反映变压器内部故障的后备保护，作用是阻止变压器外部短路,一般将过流保护装置安装在变压器的电源侧，目的是防止内部故障或者差动保护失效时，更好的让变压器两侧的断路器及时跳闸[4]。7.3.1整定动作电流整定按照：I式中Krel——可靠系数，取1.2-1.3，本设计中取1.3[4]Kre——返回系数，取0.85-0.95，本设计中取0.85[4]IL∙max——变压器可能出现的最大负荷电流，本设计取变压器的额定电流，即13860将各数计算可得，Iset=K7.3.2灵敏度的校验变压器发生低压母线故障时，按照出现的最小短路电流的二次值[4]。KI式中Iset--躲过变压器可能出现最大负荷的启动电流[4]Kcon-IK23-将各项数据，依次代入上面公式中得[4]。K7.4过负荷保护定值计算因为变压器三相是对称的，所以我们只需要将过负荷保护作用到一个电流继电器和一相电流上，就能实现信号发出的功能[4]。7.4.1整定过负荷电流过负荷保护的继电器不管装在哪一侧，在相同的时间均可使得继电器作用于信号，动作于跳闸或者断开负荷部分的动作电流整定式为[4]。II=17121.181200=14.27A，符合[4]7.4.2动作时限整定过负荷保护的动作时限的整定，按照躲过的允许短时最大负荷的时间来算，一般时间范围为9—15s，本设计中取12s[4]。第八章变电站防雷保护设计8.1防雷保护的设计现发电厂等重要场合都采用装设避雷针来保护重要设备和建筑物等。而应对点点入侵波通常采用避雷器和在导电线路周围假设避雷线来引走雷电波。但是这俩种保护方式并不能完全避免雷电的入侵和伤害。下这里需要注意的是避雷针的高度必须高于被保护物体，且只有避雷针高于被保护物体