【《750kv变电站电气一次设计》15000字（论文）】

第64页共67页750kv变电站电气一次设计摘要随着国家经济的不断发展，电力可靠性的要求变得越来越高，电力传输不仅仅要求容量也要求质量，因此先进、经济合理的变电站设计显得尤为重要。本文根据任务书的要求，运用大学所学的电气知识，对西安北750kv变电站电气一次系统进行详细设计。首先分析原始资料可知，所建变电站主变台数为2台，型号为OSFPS7-2100000kVA/750kV型变压器；根据周围负荷情况综合实际情况进行了一次主接线设计，其中750kV侧选用一台半断路器接线方式，330kV侧选用双母分段接线方式，66kV侧为单母分段接线。其次选择不同电压等级的母线处作为短路点，然后作详细的短路电流计算，将短路电流计算的结果作为后期的设备选型和校验的重要依据。同时也作为保护整定计算的依据，在二次部分做了变压器保护和部分线路保护。最后，根据实地环境情况设计了避雷和接地内容，并用AutoCAD软件绘制了电气一次主接线、二次设备展开图、二次保护原理图、断面图。关键词：750kV;变电站设计；电气主接线；短路计算；目录西安北750kV变电站电气一次部分设计 131.1变电站的作用 31.2国内外变电站及其设计的发展趋势 31.3选题目的及意义 32电气主接线设计和变压器选择 32.1电气主接线概述 32.2主接线的基本接线方式选择 42.3主接线方案的比较选择 42.4主变压器选择的一般原则 52.5主变压器型式选择 52.6主变压器的选择结果 52.7变电站站用变选择 62.7.1站用变的选择 63短路电流的计算 73.1概述 73.2短路电流计算相关内容 73.2.1短路电流计算的目的 73.2.2短路电流计算的一般规定 73.3变压器电抗标幺值计算 73.3.1变压器参数的计算 83.3.2主变压器参数计算 83.3.3站用变压器参数计算 93.4各短路点的短路计算 93.4.1点短路计算 93.4.2点短路计算 93.4.3点短路计算 104电气设备的选择 114.1概述 114.2电气设备选择的技术条件 124.2.1按正常工作条件选择电气设备 124.2.2按短路条件校验设备的动稳定和热稳定 124.3断路器的选择 134.3.1330kV侧断路器的选择 134.3.266kV侧断路器的选择 144.3.3750kV侧断路器的选择 154.4隔离开关的选择 174.4.1330kV侧隔离开关的选择 174.4.266kV侧隔离开关的选择 184.4.3750kV侧隔离开关的选择 194.5电流互感器的选择 204.5.1电流互感器配置 204.5.2330kV侧电流互感器的选择 204.5.566kV侧电流互感器的选择 214.5.6750kV侧电流互感器的选择 224.6电压互感器的选择 244.6.1330kV侧电压互感器的选择 244.6.266kV侧电压互感器的选择 244.6.3750kV侧母线电压互感器的选择 254.7支柱绝缘子及穿墙套管的选择 254.7.1绝缘子的选择 254.7.2穿墙套管的选择 265母线的选择与校验 265.1概述 265.2母线选择与校验 265.2.1330kV侧母线选择 265.2.266kV母线的选择 275.2.3750kV侧母线的选择 296防雷及接地装置设计 306.1防雷设计 306.2避雷器的选择 306.2.1330kV侧避雷器的选择和校验 306.2.266kV侧避雷器的选择和校验 316.2.3750kV侧避雷器的选择和校验 326.3避雷针的配置 336.4接地设计 337继电保护配置 337.1继电保护的基本知识 347.2750kV线路的保护配置 347.2.1750kV线路继电保护配置 347.2.2750kV线路继电保护整定计算 347.3变压器的继电保护及整定计算 357.3.1变压器的继电保护 357.3.2变压器的继电保护整定计算 35参考文献 371绪论课题研究背景和意义根据变电站在电力系统中起的作用和地位，可以分为枢纽变电站、区域变电站、地区变电站、终端点电站和用户变电站等。本课题所研究的西安北750kV变电站根据资料可以分析应该是枢纽变电站，负责汇集来自陕北铜川发电厂的输电主干线路，并作为周围重要负荷的电源。因此，该变电站起着承上启下的作用。变电站内有各种各样的电气设备，这些设备包括主变压器、母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等。如果有某个设备发生故障，严重则有可能导致周围地区大面积停电。对人们的生活和工厂的运营造成极大的不便和损失。因此设计一个可靠性高，灵活性高的变电站对与整个电力系统的稳定运行和周围经济的健康发展都有十分重要的作用。1.2国内外变电站及其设计的发展趋势在欧美等发达国家地区，已经实现了部分智能化，目前，我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，不难发现，有许多电厂已经实现了集中控制手段和方式，同时还可以利用计算机进行相应的监控。而且无论是从国内来说，还是从国外来看，110kV以上以及一些35kV的变电站，已经拥有了一定程度的自动化系统，相信未来发展的趋势就是不断的智能化，利用计算机以及网络等实现更加精密的控制以及测量环节的相应操作，最终达到一体化的发展和建设[3]。目前我国的经济以及技术都处在飞速发展期，对于计算机网络技术的出现以及通信技术的大量发展，为我国的新产品以及新技术的开发贡献出了重要力量。随着智能高压精密仪器的出现，特别是实时系统中高速计算机通信网络的开发和使用以及智能机密陈述的迅速发展，智能处理的物理和理论基础已扩展到整个系统[4]。除此之外，更多的公司也在考虑进行远程监控，以此实现更加精准的控制，更加方便[5]。预防火灾无力和二次电站的广泛管理：数字IP视频提供了一个理解和反思的机会及时了解变压器的状态，并满足许多变压器的需求。1.3本文主要研究内容本文根据任务书所列的要求，以及原始资料给出的数据，结合所学过的电气知识，对西安北750kV一二次系统进行详细的设计。1.根据原始数据资料，查询符合要求的变压器型号；2电气主接线设计和变压器选择对于本文来说，主要设计了一个枢纽变电站，其中电压等级不同，共含有三个等级。高压侧为750kV，共有4回出线；而中压部分的电压等级是330kV，设13回出线；低压侧电压为66kV。2.1电气主接线概述对于电气部分进行设计来说，最重要的环节就是电气主接线。电气主接线所起到的作用就是可以根据不同的需要接受电能以及分配电能，利用了多种电气设备进行连接。它不仅能够反映不同设备需要的数量以及不同的连接方式，更重要的是能够体现出不同回路相应的关系，所以电气主接线非常重要。主接线的电路图就是利用电气设备，按照规定的符号进行排序，详细的阐述连接关系的图称为主接线的电路图，不仅能够反映主体的结构，同时也是系统中的一个重要组成部分。选择合理的主接线，不仅会影响着系统能否可靠运行，还会对不同设备的选择布局以及如何配置继电保护装置等带来重要的影响，发挥着巨大的决定性作用，为了选择一个最佳方案，必须根据不同系统的相关要求进行确定，需要考虑容量以及电压等级等方面的相关因素，从多角度进行相应的技术比较。2.2主接线的基本接线方式选择对于电气主接线的设计来说，其影响因素很多，主要包括负荷的相关情况以及回路数等都是影响因素，除此之外周围环境的情况也是需要考虑的。由于对于不同的发电厂或者是变电站来说，其电源的数量以及回路的数量是不同的，所以传输的功率要求也并不相同，所以在进行电能的汇集时以及分配情况下，如果进出线超过了4回，在设计时可以将中间环节定为母线。2.3主接线方案的比较选择对于本文的变电站来说，正如上文所述，其距中心距离不远，交通便利，所以是一个地区变电站，电压为330/66/750kV，其规模：750kV侧出线4回；330kV侧出线为11回；66kV侧用于连接补偿装置。在进行设计时，不仅要考虑目前的要求，同时还要考虑扩建是否方便，所以列出了下述方案可以进行比较。方案一：750kv侧、330kV侧、66kV侧分别为一台半断路器、双母线分段以及单母线的分段接线方式。方案二：750kV侧、330kV侧、66kV侧分别为桥形、双母线以及单母线的接线方式。方案三：750kV侧、330kV侧均为双母线分段、而对于66kV侧来说，本次则选用了单母线接线。比较结果如下：表2-1：主接线方案比较方案项目方案一：750kV一台半断路器接线；330kV双母线分段接线；66kV单母线分段接线。方案二：750kV桥形接线；330kV双母线接线；66kV单母线接线。方案三：750kV双母线分段接线；330kV双母线分段接线；66kV单母线接线。可靠性=1\*GB3①一台半断路器接线在母线或断路器检修时，可不停电；在两母线同时故障时，仍能传递功率；=2\*GB3②330kV和750kV侧，其可靠性比较高。=1\*GB3①750kV侧的桥形接线可靠性比较低；=2\*GB3②330kV侧的接线简单，但对于可靠性方面考虑来说并不高。=1\*GB3①330kV侧选用双母线可以轮流检修母线不致使停电；=2\*GB3②330kV侧母线故障能迅速恢复。灵活性=1\*GB3①灵活性高；=2\*GB3②运行方便，操作简单；=3\*GB3③扩建方便。=1\*GB3①桥形接线适用小容量；=2\*GB3②操作复杂；=3\*GB3③扩建方便。=1\*GB3①灵活性高；=2\*GB3②运行方便，操作简单；=3\*GB3③扩建方便。经济性设备相对较多，投资大设备少，投资小设备较多，同时使占地面积变大了所以通过上表分别从可靠性以及灵活性等方面进行了综合因素的考量，最终确定了方案一。2.4主变压器选择的一般原则（1）对于主变容量进行考虑和设计时，必须考虑未来的复杂情况影响，考虑5～10年的规划同时兼顾未来的发展情况。（2）在确定容量时，一定要考虑负荷的性质以及电网所处的结构，以此进行设计。如果该附和比较重要，则必须考虑，如果一旦主变压器发生了故障停运，对于其他剩余的变压器来说，其容量必须要保证重要的一级负荷以及二级负荷，而对于普通的变电所来说，发生上述情况时，其他变压器的容量至少保证负荷的70%以上。（3）对于一般情况下来说，变电所会设置两台主变，这样做能够保证供电的可靠性，如果有条件可以增设。2.5主变压器型式选择对于变压器来说必须采用一定的冷却方式，一般包括自然风、强迫风冷却等，除此之外还有强迫油循环风、水冷却等相应方法。自然风冷却、强迫风冷却：一般只适用于中小容量变压器。如果采用强迫油循环的水冷却方式，虽然在一定程度上效率高，可以节省材料和能源，但是由于必须配备有一套完整的水冷却系统，所以说对于密封性的要求以及维护成本投入都相对较大，所以综合以上考虑，最终选择了强迫油循环的风冷却方式。2.6主变压器的选择结果通过查找资料，最终选定：主变压器的型号为：OSFPS7-2100000/750主要技术参数如下：额定容量：2100000(kVA)容量比（%）：240/240/72MVA(100/100/30)电压比：345±2×2.5%/121/750kV接线组别：YN,a0,d11空载损耗:116(kW)负载损耗:553(kW)空载电流（%）:0.2阻抗电压（%）：Ud1-2=14%Ud1-3=33%Ud2-3=50%总重：193（t）备注：为西安的西电变压器有限责任公司所生产所以主变选用两台，型号为OSFPS7-2100000/330。2.7变电站站用变选择对于变电所来说，冷却装置是主要的站用负荷，不仅包括一些照明线路以及检修系统同时还含有一些操作机构，虽然说这些容量不大，但从安全性的方面进行考虑和考量，同时电压等级为330千伏的变电站，在系统中发挥着重要的作用，所以必须要求站用电系统高度可靠，满足要求。2.7.1站用变的选择（1）选择原则：母线采用的接线方式是单母分段，因为有两台，所以平时在运行时互为备用，防止故障出现对系统带来影响。其容量时一般考虑占总负荷的0.1%～0.5%,以下计算时取占总负荷的0.2%以此进行相应的计算。（2）站用电负荷：S=2100000/0.7×0.2%=685.7kVA（3）站用变容量计算：Sj=0.7×S=480kVA结果如下表：表1-135kV的双绕组变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV连接组损耗/kW空载电流/%阻抗电压/%高压低压空载短路S9-500/66500355%0.4Yyn01.036.901.36.53短路电流的计算3.1概述电力系统如果发生了运行情况的破坏，绝大多数故障就是短路，其会出现很大的电流比正常运行的工作电流超过很多，其数值可达几万甚至几十万安培。所以在进行设计时，必须要全面且完善的考虑到短路带来的影响，进行一个综合的考量。3.2短路电流计算相关内容3.2.1短路电流计算的目的必须要进行短路电流的计算，其主要目的就是为了选择合适的电气设备，比如说断路器等，这样才能够设计一个合理的网络方案，以此限制短路电流的大小和其带来的影响；为继电保护设计与调试提供依据；同时还可以研究其对通信线路带来的影响，所以说在进行电气部分的相应设计时计算短路电流是必不可少的，一个环节非常重要。3.2.2短路电流计算的一般规定（1）再进行电气设备的校验以及研究其开断电流时，必须要按照一定的容量进行计算，同时还必须进行一个远期的考量，考虑到远景规划的目标和发展，计算时必须选择可能发生的最大短路电流进行相应计算。（2）在对导体以及其他设备进行选择时，要注意该网络是否含有异步电机，同时还有可能存在电容补偿装置，必须考虑其相应的影响。（3）如果回路不含电抗器，在计算短路时选在短路电流最大的点。（4）一般在进行动稳定以及热稳定的考虑时，按三相电流的影响进行计算。（5）在进行计算时，一般只考虑电抗，同时利用标幺值进行计算，在具体的计算过程中选取了如下基准值:基准容量:基准电压：3.3变压器电抗标幺值计算系统接入方式：高中压均接入无穷大系统，66kV侧均为用户，系统5～10年后最大运行方式下正、负序阻抗如下图所示。330kV750kV66kV图3-1等值电路画简图3.3.1变压器参数的计算在计算参数以及进行短路试验等时，自耦变压器与普通变压器是相同的。对于三绕组的自耦变压器来说，虽然厂家给出了一些参数数据，但是对于短路的损耗以及电压百分数来说，并未进行归算处理，由于其第三绕组容量小于额定的，所以公式一般如下：Ud(1-3)（%）=k(1-3)(%)Ud(2-3)（%）=k(2-3)(%)基准值的选取：,基准电压UB在进行设计时，可以令其等于平均的额定电压值。3.3.2主变压器参数计算该数据已归算至额定容量。（1）计算各绕组短路电压百分数=0.5(14+33-55)=10.75=0.5(14+55-33)=–0.25=0.5(33+55-14)=13.25（3）SB=100MVA，UB=Uav,对不同的绕组电抗计算：==0.045==-0.001==0.055实际计算时取=03.3.3站用变压器参数计算由变压器参数查明：3.4各短路点的短路计算3.4.1点短路计算点短路由于750kV、66kV侧没有电源的存在，所以不提供短路电流。短路电流标幺值：换算到330KV，同时计算：kA取电流值冲击系数短路电流的最大有效值：kA冲击电流：kA短路容量：MVA3.4.2点短路计算750kV侧由于不存在电源，所以不存在短路电流，可忽略。短路电流标幺值：换算到66kV，同时计算：kA取冲击系数：短路全电流最大有效值：kA冲击电流：kA短路容量：MVA3.4.3点短路计算66kV侧不存在电源，所以可忽略。短路电流标幺值：换到750kV：kA取冲击系数：计算其全电流的最大的有效值为：kA冲击电流：kA短路容量：MVA3.5短路电流计算结果表3-1330kV、66kV、750kV各侧计算值短路点编号基准电压UB(kV)基准电流(kA)短路电流标幺值短路电流有名制(kA)短路冲击电流(kA)短路全电流最大有效值(kA)短路容量S(MVA)3450.16729.44.9212.5467.4782939.9870.50217.708.88622.65913.5071769.965371.5611.90518.57747.37128.2371190.5234电气设备的选择4.1概述在对发电厂甚至变电所进行电气设计时，一定要选择合理的电气设备，因为这关系到系统能否稳定的运行，同时会影响到其经济性。在进行设计和选择时，一定要按照国家的相应规范和政策，首先满足安全性以及可靠性的相关要求，必须满足用户的需求以及需要，除此之外，还需要考虑是否技术能够更加先进，同时能否带来更高的经济效益，使运行更加方便可靠，满足未来的发展需要。在进行设计和选择时，要把理论以及实际的工程结合应用起来，不仅考虑到不同设备的性能要求，还要注意根据具体情况选择合适方法。4.2电气设备选择的技术条件4.2.1按正常工作条件选择电气设备通常来说，正常的工作条件主要是指电压电流以及面对的环境因素。（1）额定电压在进行选择时，最高的允许电压一定要满足大于或等于运行电压的相关要求。除此之外，对于最高的工作电压，一般会设定为电网1.1～1.15倍的额定电压，在选择时考虑下式：式中设备所在电网的额定电压，kV；设备的额定电压，kV；（2）额定电流对于电流的选择时，必须满足大于等于长期的最大的工作电流，也就是要满足对于变压器来说，如果电压下降，降5%但是出力情况是不变的，应满足（为电气设备的额定电流）。（3）按使用环境选择设备=1\*GB3①温度和湿度=2\*GB3②污染情况=3\*GB3③海拔高度=4\*GB3④安装地点4.2.2按短路条件校验设备的动稳定和热稳定在设备选择完成后，必须要根据计算所得的短路电流的大小进行校验，一般选择三相短路时的电流进行计算，对于熔断器等设备来说，被保护的部分可以不校验热稳定性，如果发挥了限流功能，动稳定性可不考虑。（1）短路热稳定校验也就是如果短路电流通过，温度不应超过允许的范围。满足热稳定的条件为:式中短路电流产生的热效应、t对于该电气设备来说，允许的热稳定的电流值和时间。（2）短路的动稳定校验满足动稳定条件为：或式中i—短路冲击电流峰值（kA）I—短路冲击电流有效值（kA）、I—动稳定电流的峰值、有效值（kA）（3）短路计算时间验算热稳定的短路计算时间为动作的时间和开断的时间和：一般在进行选择时，首先要考虑死区或者是拒动的存在，选定为后备保护的动作的时间;而是代表当跳闸线圈启动，到所有的触头都可靠分离以致电弧完全的达到熄灭状态的时间。显然，包括两个部分，即式中，为固有的分闸时间，具体的数值大小可以通过相关的手册进行查找，主要指的是当街道分闸的命令直至触头分离；为电弧的持续时间，不同的断路器其值是不同的，主要是指第1个触头分离到最后一级电弧达到熄灭的时长，一般少油断路器其数值一般为0.04～0.06s.而断路器等时间上会较短，为0.02～0.04s,但是对于真空断路器来说更加明显，约为0.015s.4.3断路器的选择通常一般情况下对于电力系统来说，最重要的开关设备就是断路器，断路器起到的作用就是不仅能够接通或者是断开电路，在系统发生了严重的故障情况下，也可以实现电路的断开功能，这是由于虽然存在着电弧，但是断路器会设有一个专门的灭弧装置，所以断路器能够切断故障电流。在进行断路器的性能考虑时，必须要考虑其灭弧的相关能力。为了选择合理的断路器，必须要考虑其完整的运行条件以及相应的环境情况，这样才能够综合比较其运行的状态，同时考虑产品的价格等相关其他因素的影响。对于电压等级在66kV～330kV的来说，一般会选用少油断路器或者是性能好的断路器；而对于10kV、750kV电压等级除了上面的选择以外，还可以考虑真空断路器等。4.3.1330kV侧断路器的选择额定电流和电压的选择：UNUNS，INImaxUN、UNS为设备、电网的额定的电压值；IN、Imax为设备额定以及电网的最大的负荷的电流大小。（1）额定电压选择：（2）额定电流：kA（3）开断电流选择：kA（4）额定关合电流的选择：kA根据以上计算选取六氟化硫断路器，其型号为LW10-330。表4-2型号为LW10-330高压的六氟化硫断路器额定工作电压：330kV额定关合电流（峰值）：100kA额定工作电流：2500A动稳定电流（峰值）:100kA额定开断电流：40kA3s热稳定电流：40kA（5）热稳定校验通过查阅手册和资料当判断主保护是数段的时候，如果不存在分闸时间的数据参数，可利用平均值:对于快速及中速断路器，取；对于慢速动作断路器，取(为验算热稳定的短路时间)。满足热稳定需求（6）动稳定校验：满足要求。校验结果如下。表4-3LW10-330的高压六氟化硫断路器校验项目 参数LW10-330产品数据计算数据330kV330kV2500A440.9A40kA4.92kA4800kA2.s3.631kA2.s100kA12.546kA通过分析可以发现，其满足要求。4.3.266kV侧断路器的选择（1）额定电压选择:（2）额定电流:kA（3）额定开断电流选择：kA（4）额定关合电流的选择：kA选择高压的六氟化硫断路器，型号为LW14-66，参数如下。表4-4LW14-66高压的六氟化硫断路器额定电压：66kV额定关合电流（峰值）：80kA额定电流：2000A动稳定电流（峰值）:80kA额定开断电流：31.5kA3S热稳定电流：31.5kA固有分闸时间：0.025s燃弧时间：0.05s（5）进行校验热稳定（对于后备保护来说，时间取为0.15秒）其中是验算热稳定的短路时间；指后备保护动作时间；是固有分闸时间；是电弧持续时间。满足热稳定需求（6）动稳定校验：表4-5LW14-66高压的六氟化硫断路器校验项目参数LW14-66产品数据计算数据66kV66kV2000A1323A31.5kA8.886kA2976.75kA2.s17.766kA2.s80kA22.659kA通过上面计算分析发现满足要求，所以可以选择该型号。4.3.3750kV侧断路器的选择（1）额定电压选择:kA（2）额定电流:kA（3）额定开断电流选择：kA（4）额定关合电流的选择：kA通过上述参数，可以选择LW16-750型号的六氟化硫少油的断路器。表4-6LW16-750型号的六氟化硫断路器额定电压：750kV额定关合电流（峰值）：100kA额定电流：1600A动稳定电流（峰值）:63kA额定开断电流：25kA4S热稳定电流：25kA固有分闸时间：0.15s燃弧时间：0.05s（5）进行校验热稳定（对于后备保护来说，时间取为0.15秒）其中是验算热稳定的短路时间；指后备保护动作时间；是固有分闸时间；是电弧持续时间。满足热稳定需求（6）检验动稳定：kA满足要求其具体参数如下，型号为LN16-750。表4-7LN16-750六氟化硫断路器设备项目LN16-750产品数据计算数据750kV750kV1600A1247A25kA18.577kA63kA47.371kA2500kA2.s120.79kA2.s通过分析计算，发现其符合要求，故可以进行选择。4.4隔离开关的选择隔离开关也是系统中的重要设备，由于其不存在灭弧装置，所以说不能够切断电流，无论是负荷电流还是短路电流均不可以，否则可能会发生严重的事故，这是由于电弧不能够熄灭，可能会产生飞弧现象，以此会危害设备，严重会带来人员的危害以及伤亡。4.4.1330kV侧隔离开关的选择（1）额定电压选择：kV（2）额定电流选择：kA根据上述计算，初步选择隔离开关的型号为GW10-330/1600，具体见下表。表4-9GW10-330/1600隔离开关额定电压：330kV固有分闸时间：0.025s额定电流：1600A燃弧时间：0.05s动稳定电流峰值：100kA3s热稳定电流：40kA（3）进行校验热稳定（对于后备保护来说，时间取为0.15秒）其中验算热稳定的短路时间后备保护动作时间固有分闸时间电弧持续时间满足热稳定需求（4）动稳定校验：满足要求。其在进行校验时得到的结果如下。表4-10GW10-330/1600的隔离开关校验项目参数GW10-330/1600产品数据计算数据330kV330kV1600A440.9A4800kA2.s5.446kA2.s100kA12.546kA通过上述分析，因为其满足要求，所以可以选择该型号的隔离开关进行运行。4.4.266kV侧隔离开关的选择（1）额定电压选择:=66kV（2）额定电流: kA初选隔离开关，型号为GW4-66/2000。表4-11GW4-66/2000隔离开关额定电压：66kV固有分闸时间：0.025s额定电流：2000A燃弧时间：0.05s动稳定电流峰值：80kA4s热稳定电流：31.5kA（3）进行校验热稳定（对于后备保护来说，时间取为0.15秒）其中是验算热稳定的短路时间；指后备保护动作时间；是固有分闸时间；是电弧持续时间。满足热稳定需求.（4）动稳定校验：，满足要求。隔离开关参数见表4-12。表4-12GW4-66/2000的隔离开关校验项目参数GW4-66/2000产品数据计算数据66kV66kV2000A1322.7A3969kA2.s17.766kA2.s80kA22.659kA通过上述分析，因为其满足要求，所以可以选择该型号的隔离开关进行运行。4.4.3750kV侧隔离开关的选择（1）额定电压选择:（2）额定电流:初选隔离开关，型号GN4-750/2000，具体情况如下。表4-13GN4-750/2000隔离开关额定电压：750kV固有分闸时间：0.025s额定电流：2000A燃弧时间：0.05s动稳定电流峰值：80kA4s热稳定电流：31.5kA（3）进行校验热稳定（对于后备保护来说，时间取为0.15秒）其中是验算热稳定的短路时间；指后备保护动作时间；是固有分闸时间；是电弧持续时间。满足热稳定需求.（4）检验动稳定：满足要求.具体的参数依据如下。表4-14GN4-750/2000隔离开关设备项目GN4-750/2000产品数据计算数据750kV750kV2000A1247A80kA47.371kA3969kA2.s77.65kA2.s通过上述分析，因为其满足要求，所以可以选择该型号的隔离开关进行运行。4.5电流互感器的选择4.5.1电流互感器配置（1）对于系统来说，一般会在变压器以及母线等部分设有电流互感器，这样做的好处以及主要目的就是为了方便进行测量，同时还能够起到保护电路的作用。对于一个大接地的电流系统来说，在配置时一般采用三相配置方式，比较分析对于小电流的接地系统来说，则可以根据实际的需要，选择两相或三相，对于指定的位置，应该设有起计量作用的互感器。（2）在设置电流互感器时，一定要考虑死区的影响，尽可能的消除其带来的后果，比如说如果系统内存在着两组电流互感器，在允许的情况下安装时最好安装在两侧，这样才能够交叉的保护，使断路器一定处于被保护之内。4.5.2330kV侧电流互感器的选择（1）一次回路额定电压：（2）一次回路额定电流：根据上面两点要求，初步选择电流互感器是户外型的，其型号为LCW-330。表4-16LCW-330型瓷绝缘户外型的电流互感器型号额定电流比A级次组合准确级次二次负荷10%倍数1S热稳定动稳定准确等级0.2V.A0.5135P10P二次负荷倍数电流kA倍数电流kA倍数ΩV.ALCW-3304300/5D/DD/0.5D0.51.2241.2306060（3）热稳定校验：热稳定校验的条件：：电流互感器的额定一次电流，A；：电流互感器热稳定倍数；t：一般取值为一秒，表示电流通过的时间。由前面计算可得满足热稳定要求。（4）动稳定校验动稳定校验的条件：：额定一次电流，A；：电流互感器的动稳定倍数；：短路冲击电流瞬时值，kA。kA=12.546kA完全满足动稳定要求。通过上述的分析以及计算，所以可以选择该型号的电流互感器，是满足要求的。4.5.566kV侧电流互感器的选择（1）一次回路额定电压：kV（2）一次回路额定电流：kA初选LCWD-66型，其参数如下。表4-17差动保护用电流互感器LCWD-66（瓷绝缘的户外型）型号额定电流比A级次组合准确级次二次负荷10%倍数1S热稳定动稳定准确等级0.2V.A0.5135P10P二次负荷倍数电流kA倍数电流kA倍数ΩV.ALCW-66(2×50)～(2×600)/5D1/D20.5D1D20.51.241.21.2201575130（3）热稳定校验热稳定校验的条件：：电流互感器的额定一次电流，A；：电流互感器热稳定倍数；t：一般取值为一秒，表示电流通过的时间。由前面计算可得满足热稳定要求。（4）动稳定校验动稳定校验的条件：：额定一次电流，A：电流互感器的动稳定倍数：短路冲击电流瞬时值，kAkA kA完全满足动稳定要求。通过上述的分析和考虑，最终选择了该型号的电流互感器作为最终选择。4.5.6750kV侧电流互感器的选择（1）一次回路额定电压：kV（2）一次回路额定电流：kA初选电流互感器，其型号为LZZB7-750（Q），为差动保护用：表4-18LZZB7-750（Q）型的差动保护用电流互感器额定一次电流/A准确级组合额定二次输入/VA短时热电流（1s）/kA额定动稳定电流/kA0.20.510P1010P1515000.2/10P0.5/10P0.2/0.510P/10P5050605072130（3）热稳定校验热稳定校验的条件：：电流互感器的额定一次电流，A；：电流互感器热稳定倍数；t：一般取值为一秒，表示电流通过的时间。由前面计算可得满足热稳定要求。（4）动稳定校验动稳定校验的条件：：额定一次电流，A：电流互感器的动稳定倍数：短路冲击电流瞬时值，kAkAkA完全满足动稳定要求。通过上面的分析和考虑，该型号的电流互感器完全符合要求。4.6电压互感器的选择在进行电压互感器的相应选择时，除了要满足额定的电压条件外，还必须考虑容量以及准确度等级等相关方面的影响，要考虑与保护以及自动装置进行匹配，在分配负荷时要求电位尽可能平衡。4.6.1330kV侧电压互感器的选择型式：可以测量及电能，同时供给继电保护进行使用，采用了电压互感器为电容式的。电压：准确等级：不仅可以起到保护作用，同时还可以用于测量，0.5级的准确等级，通过查阅资料，最终选型号为YDR-330。参数详见表4-19。表4-19YDR-330的单相电容式的电压互感器型号额定电压KV二次绕组1额定容量二次绕组2额定容量最大容量(V.A)一次绕组二次绕组辅助绕组(V.A)(V.A)0.20.5133P6PYDR-3300.1150500100020004.6.266kV侧电压互感器的选择型式：可以测量及电能，同时供给继电保护进行使用，采用了电压互感器为串级式的。电压：kV准确等级：不仅可以起到保护作用，同时还可以用于测量，0.5级的准确等级，通过查阅资料，最终选型号为JCC2-66。.表4-20JCC2-66的串级式的瓷绝缘电压互感器型号额定电压KV二次绕组1额定容量二次绕组2额定容量最大容量(V.A)一次绕组二次绕组辅助绕组(V.A)(V.A)0.20.5133P6PJCC2-660.1500100020004.6.3750kV侧母线电压互感器的选择型式：可以测量及电能，同时供给继电保护进行使用，采用了电压互感器为油浸式的。电压：额定一次电压≥=750kV=kV准确等级：不仅可以起到保护作用，同时还可以用于测量，0.5级的准确等级，通过查阅资料，最终选型号为JDJJ-750。表4-21JDJJ-750单相的油浸式的接地保护用电压互感器型号额定电压（kV）二次绕组1额定容量二次绕组2额定容量最大容量（V·A）一次绕组二次绕组辅助绕组(V·A)(V·A)0.20.5133P6PJDJJ-75015025060012004.7支柱绝缘子及穿墙套管的选择对于绝缘子以及穿墙套管来说，其作用是固定截流的导体，同时它还具有一定的绝缘方面的效能，不仅有着足够强度的电和机械特性，同时能够耐高温，不怕潮湿，在具体选择时可以根据实际情况来确定，可以考虑户内或者是户外不同形式。而穿墙套管在进行选择时，一定要考虑最大的长期工作电流，需要考虑动稳定以及热稳定性，而对于绝缘子来说，只需要考虑前者即可。4.7.1绝缘子的选择按电压选择：kV式中：承受的最高的电压，kV；：装置的最高工作电压，kV。其参数如下。表4-22支柱的绝缘子（为户外型）型号额定电压（kV）绝缘子高度（mm）机械破坏负荷（kg）ZS-75075032004004.7.2穿墙套管的选择（1）按电压选择：（2）按持续允许电流选择:式中：持续允许额定电流，kA；：代表最大的长期的工作电流，kA。参数见表。表4-23穿墙套管（户外型）型号额定电压(kV)额定电流（A）套管长度（mm）CRQ-75075080073005母线的选择与校验5.1概述对于电力系统来说，输送电能的主要路径就是利用各种载流导体，所以说其在电网中所占的比例很高，造价也很高，如何正确选择合理的截面积，无论是从技术上考虑还是从经济上看，都具有重要的现实研究意义。5.2母线选择与校验5.2.1330kV侧母线选择330kV侧选软母线。对于软母线来说，可以分为分裂母线或者是软管母线等，采用该母线的优点就是其档距很大，但是一般不超过间隔宽，缺点是由于弧垂的存在，可能会使得相与地之间距离提高，所以需要加大构架的宽和高。考虑长期发热，此时导体允许的电流最大负荷持续工作电流：kA则（2）根据经济电流密度选设本站最大利用时间为知=7000h，查得其经济电流的密度J=0.84A/,则导体的经济截面为：参照相关书籍可以知道，由于大多数的高压配电装置均采用软母线，而且软母线是由钢芯铝绞线所致，型号为LGJ-630/45型的是符合相关要求的，相关导线参数如表5-1所示。表5-1LGJ630/45型的钢芯铝绞线型号标称截面计算截面积（mm2）外径(mm)计算拉断力（N）计算重量(kg/km)长期允许载流量(A)LGJ630/45630/45666.5533.6014870020601187（3）热稳定校验A正常运行时的导体温度℃取=30℃，查表得C=99所选母线截面积S=630>,满足热稳定要求。（4）通过查阅设计手册可以发现，由于我们选择的导线是软导线，所以具有一定的韧性，可以不用进行校验动稳定。同时根据相关规定以及要求，当电压等级为330千伏时，对于单导线来说，如果外径很大，大于33.1时，电晕校验也可以忽略。5.2.266kV母线的选择根据本文的实际需要，由于本变电站在66kV侧，出线本期11回，最终16回。所以在选择时选用硬导体，形状为管型，在进行截面的选择时，要考虑最大的持续的工作电流。管形硬母线的优点是：=1\*GB3①弧垂极小，高大构架并不需要；=2\*GB3②管形的硬母线由于安装在柱式的绝缘子上，所以不会发生摇摆等现象，可以与其他隔离开关配合，这样的话能够在一定程度上节省了占地面积；=3\*GB3③直径大，而且其表面是光滑的，这样的好处就是在一定程度上可以提高电晕发生的起始电压，提高门槛。缺点是：=1\*GB3①由于端部效应的存在，所以可能会对基础不均匀的下沉敏感；=2\*GB3②抗震能力相对而言较差。（1）考虑长期发热，此时导体允许的电流最大负荷持续工作电流：则（2）根据经济电流密度选查相关手册，选铝锰合金的导体，设其负荷的最大利用小时数为Tmax=6000h。通过查阅最终得经济电流的密度J=0.96A/mm2，则截面：通过查阅相关的设计手册，最终获得的具体参数如下。表5-2LF-21Y型的铝锰合金管形导体母线尺寸导体截面/最高允许温度下的截流量/A截面系数W/惯性半径惯性83.36169（3）热稳定校验。正常运行导体温度℃我们取=70℃，查得C=87,则最小的导体截面：满足热稳定要求。（4）动稳定校验。母线采取水平排列则W=bh2/6=10×802/6=10666.7(mm3)=10.67(cm3)相邻支柱间跨距取L=120cm取a=25cm代表相间的母线的中心距离=1.73ish2×=1.73×6.422×=384.92×Pa=3.85×106Pa＜σy=68.6×106Pa满足动稳定要求。（5）电晕校验原理：裸导体发生电晕的临界电压，66kV母线最高工作电压－三相导线如果采用等边布置，取1，水平则为－为粗糙系数，一般对于管型导线、单股导线来说，其多股绞线－空气相对密度。海拔高度为时取导线半径（矩形母线来说，其四个角的曲率半径为－相间距离取，即满足电晕校验的条件。5.2.3750kV侧母线的选择750kV侧选矩形的母线。这样选择的好处就是可以很好的散热，同时能够安装上十分简单，方便进行连接。（1）考虑长期发热，此时导体允许的电流计算式为最大持续工作电流 kA查表，选用单条QUOTE的矩形铝导体，其平放电流以及集肤效应的相关系数为1411A、。当环境温度为25时，查表得温度修订系数K=1.0,则QUOTE>1247A（2）热稳定校验。正常运行导体温度℃我们取=70℃，查得C=87,则最小的相应截面为满足热稳定要求。（3）动稳定校验。母线采取水平排列则W=bh2/6=10×802/6=10666.7(mm3)=10.67(cm3)相邻支柱间跨距取L=120cm取a=25cm代表着相间的母线的中心距离=1.73ish2×=1.73×6.422×=384.92×Pa=3.85×106Pa＜σy=68.6×106Pa满足动稳定要求。6防雷及接地装置设计对于330kV系统，一定要对绝缘问题加以重视，要考虑不同设备之间的绝缘配合问题，同时要注意考虑过电压保护，这是由于系统一旦出现过电压现象，会带来严重的危害，所以必须设置保护装置，保护其绝缘的特性免受过电压等相关的影响，这样就可以保证在不同应力的作用下可以降低事故发生率，同时节省事故的损失，保证能够在一个合理可接受的范围内。6.1防雷设计由于变电所非常重要，内部还有非常多的电气设备，比如说高压的断路器以及变压器等，对于这些一次设备来说，如果一旦发生了雷击受到破坏，会产生大面积的停电事故，但是由于这些设备同时又非常的昂贵，所以说，之后修复以及维修等十分不易，而且会带来一定的经济损失，破坏绝缘性能，由于其基本不含有自恢复能力，所以必须要求含有防雷保护。6.2避雷器的选择6.2.1330kV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择选FCZ系列的磁吹阀式的避雷器。（2）额定电压的选择kV选型号为FCZ-330J，其参数如下。表6-3避雷器参数型号额定电压（kV）灭弧电压有效值（kV）工频的放电电压的有效值（kV）冲击放电电压幅值（1.5～20）不大于（kV）5、10kA冲击电流下残压的幅值（kV）不小于不大于5kA下不大于10kA下不大于FCZ-330J330290580740780740820（3）灭弧电压校验最高工作允许电压：直接接地系统：，满足要求。（4）工频放电电压校验下限值上限值上、下限值均满足要求。（5）残压校验：，满足要求。（6）冲击放电电压校验，满足要求。所以通过以上计算，可以验证其满足要求。6.2.266kV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择选用氧化锌型的避雷器。（2）额定电压的选择初选型号为HY10W-100/260，其参数如下。表6-4HY10W-100/260避雷器技术参数型号额定电压kV持续运

行电压kV工频放电电压有效值kV陡波冲击下残压kV雷电冲击电流下残压kV不小于不大于HY10W-100/2606678.0255290280260（3）灭弧电压校验最高工作允许电压：=1.15=1.1566=126.5kV直接接地：=0.8126.5=101.2kV，满足要求。（4）工频放电电压校验下限值：上限值：均满足了要求。（5）残压校验，满足要求。（6）冲击放电电压校验237.82kV＜280kV，满足要求。所以通过上述分析计算，可以发现该型号的避雷器是满足要求的。6.2.3750kV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择选氧化锌型的避雷器（2）额定电压的选择U=U=750kV初选型号为HY5WZ-750/134。表6-5HY5WZ-750/134避雷器技术参数型号额定电压（kV）灭弧电压有效值（kV）工频放电电压的有效值（kV）冲击放电电峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（kV）不小于不大于HY5WZ-750/13475040.58066120145（3）灭弧电压校验最高工作允许电压：=1.15=1.15750=40.25kV直接接地：=0.840.25=32.2kV，满足要求。（4）工频放电电压校验下限值:kV上限值：均满足。（5）残压校验，满足要求。（6）冲击放电电压校验75.67kV＜145kV，满足要求。所以通过上面的论述，可以发现满足要求，可以运行。6.3避雷针的配置首先在配置避雷针时，要考虑平面的布置图，在符合各种规程规范的要求下，根据实际情况进行确定，必须满足设备的电气距离要求。（1）如果电压在66千伏及以上，一般将其安装在房顶上，如果土壤的电阻率过大，大于1000n米，则应装设独立的避雷针进行保护。（2）对于独立的避雷针来说，应该设置独立的接地保护装置，而且其接地电阻不可以大于10欧。（3）750kV及以下的房顶并不应该装设避雷针，因为绝缘水平低容易发生反击现象。（4）在门型架构上，不装避雷针等。6.4接地设计对于长孔与方孔地网的网格布置来说，急需要考虑一定的经验进行确定，在设计时比较简单。如果电压等级在220千伏及以下，可以采用该形式的网格，因为此时并不会暴露明显的缺点，而且对地的故障电流相对小。但是如果电压等级一旦达到了500千伏及以上，对于该变电站来说不应该采用该方式。7继电保护配置为了保护系统能够合理可靠的运行，同时一旦发生故障或者是不正常的状态，能够进行报警，所以安装了保护装置：7.1继电保护的基本知识例如，当变电与运靠的电行所的设电源系统故障时，它不能正常工作。用户提供可源，避免与电气设备相关计和变电站的构的损坏和事故并尽快消除错误，应使用相为了确保操作有为应的防滑装置。以快速、自动和有选择地消除故障要素的方式进行设计。7.2750kV线路的保护配置7.2.1750kV线路继电保护配置变电的进进线端一遍采用的是距离保护，由于距离保护有良好的方向性和灵敏度，其整体的变化趋势更为稳定。其基本不会受到操作方式的影响，所以广泛的应用在电压等级为110-220kV的网络。对于距离保护进行整定时，其第1部分设定为长度的80％85％，同时要注意与后面进行配合。前两个部分为主保护，而第三部分称为备用保护。7.2.2750kV线路继电保护整定计算1）距离Ⅰ段的保护整定配置方式为2）距离Ⅱ段的保护整定配置方式为灵敏性校验：，不满足要求应与下一Ⅱ段相配级合。3）Ⅲ段保护整定计算躲最小负荷阻抗：取，若采用全阻抗的圆特性的继电器，则：灵敏程度的校验情况：作为近后备时，满足要求。作为远后备时，满足要求。7.3变压器的继电保护及整定计算7.3.1变压器的继电保护对于变电站来说，变压器是起到核心作用的，设备是运行的重要环节