那健變電所設計

1、中文摘要電力系統(tǒng)專業(yè)的畢業(yè)設計是一次比較綜合的訓練，它是我們將在校期間所學的專業(yè)知識進行理論與實踐的很好結合，運用理論知識和所學到的專業(yè)技能進行工程設計和科學研究，提高分析問題和解決問題的能力。在完成此設計過程中，我們可以學習電力工程設計、技術問題研究的程序和方法，獲得搜集資料、查閱文獻、調(diào)查研究、方案比較、設計制圖等多方面訓練，并進一步補充新知識和技能。本畢業(yè)設計論文是220/60KV一次降壓變電所電氣部分初步設計。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠期負荷的要求，按照遠期負荷規(guī)劃進行設計建設，從而保證變電所能夠長期可靠供電。根據(jù)畢業(yè)設計任務書的要求，綜合所學專業(yè)知識及變電所設計等書籍的有關內(nèi)

2、容，設計過程中完成了主變選擇、電氣主接線的擬定、短路計算、電氣設備選擇、配電裝置的規(guī)劃、繼電保護和自動裝置的規(guī)劃和防雷保護的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的種種問題均通過反復比較、驗算，并請教老師得以解決。畢業(yè)設計論文由設計說明書、設計計算書、一套圖紙（電氣主接線圖、總平面布置圖、配電裝置斷面圖、防雷保護圖）組成。內(nèi)容較為詳細，對今后擴建有一定的參考價值。近年來，電力在世界各國能源和經(jīng)濟發(fā)展中的作用日益增長，它已成為現(xiàn)代社會實用最廣、需要最快的能源。變電所的合理設計與建設是一個極其重要的組成部分。本次設計是通過本人的精心設計論證完成的。整個設計過程中，全面細致的考慮工程設計的可靠性、經(jīng)濟性、靈

3、活性等諸多因素，最終完成本設計方案。通過完成此畢業(yè)設計論文，進一步領會我國電力工業(yè)建設的政策觀念和經(jīng)濟觀點，培養(yǎng)對工程技術、經(jīng)濟進行較全面的綜合分析能力。由于時間緊張和能力有限，此論文中難免會出現(xiàn)遺漏和錯誤，希望老師給予指點和更正。關鍵詞 電力系統(tǒng)，變電所，短路電流，電氣設備目錄中文摘要- 1 -引 言- 5 -第一篇 說明書- 6 -第一章任務書- 6 -第二章 主變壓器的選擇32.1主變壓器臺數(shù)的確定32.2主變壓器容量及型式的確定3第三章 電氣主接線的選擇43.1設計原則43.2設計的基本要求43.2.1 可靠性43.2.2 靈活性43.2.3 經(jīng)濟性43.3變電所電氣主接線的選擇53.

4、3.1 220KV側(cè)主接線的選擇53.3.2 60KV側(cè)接線的選擇6第四章 短路電流的計算84.1短路電流計算的目的84.2短路的基本類型84.3短路電流計算的基本假定84.4一般規(guī)定84.5計算步驟94.5.1 畫等值電抗圖94.5.2 選擇計算短路點94.6計算方法94.6.1 標么值法94.6.2 網(wǎng)絡變換104.6.3 三相短路電流周期分量的計算10第五章 主要電氣設備的選擇115.1一般原則115.2高壓斷路器的選擇115.3隔離開關的選擇115.4電壓互感器的選擇125.5電流互感器的選擇135.6母線的選擇155.6.1 母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇155.6.2 導體

5、截面選擇和校驗155.7避雷器的選擇155.7.1 避雷器的設計原則15第六章 配電裝置的設計176.1電氣布置176.2配電裝置設計原則176.3配電裝置型式的選擇176.3.1 屋外配電裝置的特點186.3.2 屋外配電裝置的種類186.3.3 屋外配電裝置的最小安全凈距186.3.4 屋外配電裝置的若干問題18第七章 繼電保護及自動裝置設計197.1繼電保護配置的作用和要求：197.2變壓器保護的配置197.2.1 變壓器保護的配置原則197.3母線保護和斷路器失靈保護207.3.1 母線保護配置原則207.3.2 雙母線保護217.3.3 斷路器失靈保護217.4 線路的保護裝置227

6、.4.1 220KV側(cè)線路保護227.4.2 60KV側(cè)線路保護227.5自動裝置的規(guī)劃設計237.5.1 電力系統(tǒng)自動裝置的設計237.5.2 合閘裝置應按下列規(guī)定裝設237.5.3 自動重合閘裝置應符合以下要求247.5.4 備用電源和備用設備自動投入24第八章 變電所的過電壓保護2581 防護措施2582發(fā)電廠和變電所直擊雷保護的基本原則2583 避雷針的設計25831 單支避雷針的保護范圍25832 兩支等高避雷針的保護范圍25833 三支等高針的保護范圍268.4避雷器的設置268. 4.1避雷器的設置原則268.4.1 避雷器的配置26第二部分 設計計算書27第一章 主變壓器的選擇

7、271 變電所60KV的用戶總?cè)萘浚ò撮L期規(guī)劃計算）271.2算到變壓器的最大有功負荷271.3變壓器容量的選擇：271.4變壓器參數(shù)的含義:27第二章 短路電流計算282.1系統(tǒng)各元件參數(shù)計算28211短路計算的公式28212標么值計算292.3短路計算過程292.3.1 220KV高壓側(cè)d1點短路計算292.3.2 60KV高壓側(cè)d2短路:32第三章 電氣設備的選擇343.1斷路器選擇343.1.1 220KV側(cè)斷路器選擇343.1.2 60KV側(cè)斷路器的選擇353.2.1 220KV側(cè)隔離開關的選擇與校驗363.2.2 60KV側(cè)隔離開關的選擇與校驗373.3電流互感器的選擇與校驗383

8、.3.1 220 側(cè)電流互感器的選擇與校驗383.3.2.60KV側(cè)電流互感器的選擇與校393.4 電壓互感器的選擇與校驗403.4.1 220KV側(cè)電壓互感器的選擇403.4.2 60KV側(cè)電壓互感器的選擇403.5 母線的選擇與校驗413.5.1 母線的形式及適用范圍413.5.2 220KV側(cè)母線選擇與校驗423.5.3 60KV側(cè)母線選擇與校驗423.6避雷器的選擇與校驗43第四章 防雷保護計算454.1避雷針的定位454.2變電所避雷針布置圖454.3保護范圍計算45總結- 47 -致謝- 49 -參考文獻- 50 - 引 言隨著國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，對電力的需求也日益增加，因此對電力

9、系統(tǒng)的建設也有了更高的要求。為國民經(jīng)濟各部門和人民生活供給充足可靠、優(yōu)質(zhì)廉價的電能,是電力部門的基本任務?，F(xiàn)在的電力系統(tǒng)是廠網(wǎng)分開,竟價上網(wǎng),實現(xiàn)高度自動化，走向聯(lián)合電力系統(tǒng),是電力工業(yè)發(fā)展的方向，優(yōu)化發(fā)展火電、優(yōu)先開發(fā)水電、積極發(fā)展核電，因地制宜發(fā)展新能源,是我國今后電力工業(yè)發(fā)展的目標。截止2000年末,我國發(fā)電機裝機總?cè)萘恳堰_3192.32GW,全年發(fā)電量為13685000kw·h,我國年發(fā)電量和裝機總?cè)萘恳堰_世界第2位。預計到2015年,中國的全社會用電量將達到45200億千瓦時,超過美國成為世界上用電量最多的國家。到2010年底,中國發(fā)電機總裝機容量預計為8.17億千瓦時。到

10、2020年底,中國發(fā)電機總裝機容量預計達到11.86億千瓦時。按此發(fā)展速度計算,2020年中國發(fā)電機總裝機容量將超過美國躍居世界第一。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，對于變電所的需求也日益增加，本次設計是對220/60KV等級的一次降壓變電所的進行初步設計，以下就是設計的具體內(nèi)容。相信隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，將會建造更多的變電所。第一篇 說明書第一章 任務書1題目 國奧220KV一次降壓變電所電氣部分初步設計2變電所條件(1)待設計變電所為地區(qū)變電所，以60KV電壓向地區(qū)用戶供電。(2)所址位于某城市近郊，除供城市用電外，還向大工業(yè)用戶供電。(3)所址地勢平坦，平均海拔高度為400米，交通方便，平均溫度14,

11、最高溫度40，最低溫度-28，所址周圍空氣無污染；(4)該變電所的16回60KV架空出線，兩回進線，最大綜合負荷96MW，COS=0.95。(5)交通方便，出線走廊寬闊。3變電所60KV側(cè)負荷表及電力系統(tǒng)接線圖序號負荷名稱最大符合（KW）功率因素出線方式出現(xiàn)回路附注近期遠期1電機廠變電所5000200000.95架空2有重要負荷2變壓器廠變電所5000200000.95架空2有重要負荷3低壓開關廠變電所5000100000.95架空2有重要負荷4電容器廠變電所5000100000.95架空2有重要負荷5電線廠變電所5000100000.95架空2有重要負荷6家用電器廠變電所5000100000

12、.95架空2有重要負荷7市區(qū)一號10000100000.95架空2有重要負荷8市區(qū)二號10000100000.95架空2有重要負荷47- -沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）180KM160KM110KM220KV待 設 計 的變 電 所3×63MVAUd=10.53×50MWCOS=0.8Xd”=0.1243×100MWCOS=0.85Xd”=0.1833×120MVAUd=18.3第二章 主變壓器的選擇2.1主變壓器臺數(shù)的確定在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電氣設備之一，擔負著變換網(wǎng)絡電壓、進行電力傳輸?shù)闹匾蝿?，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠

13、供電和網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的保證。為保證供電的可靠性和經(jīng)濟性，變電所一般裝設兩臺主變壓器。故本變電所選擇兩臺主變。2.2主變壓器容量及型式的確定（1）主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應根據(jù)電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程SJD288有關規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設計決定進行。凡有兩臺及以上主變的變電所其中一臺事故停運后，其余主變的容量應保證供應該所全部負荷的70%，若計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級負荷和二級負荷。 （2）變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器，對于新建的變電所，從網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的觀點考慮，應注意選用無載調(diào)壓變壓器。（3）具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級，減

14、少重復降壓容量，可采用雙繞組。 根據(jù)本變電所實際情況，交通便利，只有兩個電壓等級220/60KV，故選擇采用三相雙繞組變壓器。（4）主變調(diào)壓方式的選擇，應符合電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程SDJ-161的有關規(guī)定。根據(jù)計算，確定選擇兩臺容量為90000KVA的變壓器，其型號為SFPZ490000/220。表1.1主要參數(shù)額定容量（KVA）90000額定電壓（KV）高壓 220±8*1.5%低壓 69連接組標號YN，d11空載電流（%）0.8空載損耗（KW）102負載損耗（KW）369.9阻抗電壓（%）13.5冷卻方式ODAF 沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文） 第三章 電氣主接線的選擇電氣主接線是多

15、種主要電氣設備（如發(fā)電機、變壓器、開關、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路。將電路中各種電氣設備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結圖，稱為電氣主接線圖。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。主接線的確定對變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護擬定等都有著密切的關系。由于發(fā)電、變電、輸配電和用電是同時完成的，所以主接線設計的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線設計是一個綜合性問題。3.1設計原則根據(jù)35-110KV變電所設計技術規(guī)程SJD

16、288規(guī)定，變電所電氣主接線應根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、電壓等級、回路數(shù)、所選設備特點、負荷性質(zhì)等因素確定，滿足運行可靠性，簡單靈活，操作方便，節(jié)約投資等要求。3.2設計的基本要求3.2.1 可靠性（1）應重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。（2）主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設備可以簡化接線。（3）要考慮所設計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。3.2.2 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：（1）調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。（2）檢

17、修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設備進行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。3.2.3 經(jīng)濟性（1）投資省a、主接線應力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關、互感器、避雷器等一次設備。b、要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設備或輕型電器。（2）占地面積小主接線設計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（3）電能損失小經(jīng)濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。3.3變電所電氣主接線的選擇3.3.1 220KV側(cè)主接線的選擇 根據(jù)變電所設計等書籍中關于接線形式適用范圍規(guī)定可知，220KV配電裝置出線回路不超過兩回時，可選用單母線、單母線帶旁路接線，也可

18、使用橋式接線。下面選取單母線分段和內(nèi)橋接線兩種方案進行介紹和比較，從而選擇最佳方案作為本變電所側(cè)一次主接線。方案一單母線帶旁路接線，方案二雙母線接線。表31 220KV側(cè)主接線方案比較方案一：單母線分段方案二：雙母線接線特點單母分段按可進行分段檢修，對于重要負荷可以從不同段引出兩個回路，使重要負荷有兩個電源供電，在這種情況下，當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護裝置的作用下能自動將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負荷停電?？梢暂喠鳈z修母線而不影響供電，檢修任一母線的隔離開關時，只停該回路。當某一回路的一組母線隔離開關發(fā)生故障時，只要將該隔離開關所在的回路和所連接的

19、母線停電，就可以對該隔離開關進行檢修，不影響其它回路。母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。在檢修任一進出線回路的斷路器時，將使該回路停電?？煽啃苑桨敢?當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護裝置的作用下能自動將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負荷停電。經(jīng)濟性單母線分段接線比雙母線接線少用了一組母線、一組斷路器以及兩組隔離開關，投資相對減少，配電裝置的占地面積也大大減少。靈活性方案一比方案二投切變壓器時，倒閘操作方便。綜上述，方案一比方案二靈活，供電可靠，占地小，投資少，利于長遠發(fā)展?？紤]綜合因素，選方案一：單母線分段接線為本變電所一次側(cè)主接線。3.3.2 60KV側(cè)

20、接線的選擇由于 60KV側(cè)進出線數(shù)共16回，查找規(guī)程，可選用雙母線，而當配電裝置的進線和出線總數(shù)為1216回時，在一組母線上設置分段斷路器，且采用雙母線的60KV配電裝置一般設置旁路母線，且出線超過11回可裝設專用旁路斷路器。故本變電所二次側(cè)采用雙母線分段帶旁路，設置專用旁路斷路器的接線方式。兩種方案特點：方案一接線方式的特點是：兩組母線同時工作，并通過母聯(lián)斷路器并聯(lián)運行，可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。檢修任一回路的隔離開關，只停該回路，但增加母線長度隔離開關數(shù)目，使配電裝置構架增加，占地面積增加，投資較多。方案二接線方式的特點是：在檢修母線時，可以輪流檢修而不致供電中斷，檢修任一回路母線

21、隔離開關時，只停該回路，雙母線一組母線發(fā)生故障，將被切除的回路倒換到另一組母線上，繼續(xù)供電，不影響其他回路供電，且母線故障后，可迅速恢復供電，調(diào)度靈活，各電源和各負荷回路可以任意分配到某一組母線上，有利于擴建和便于試驗方案一雙母線分段帶旁路接線圖33 雙母線分段帶旁路接線方案二雙母線接線圖34 雙母線接線綜上述，本變電所主接線選擇：一次側(cè)采用單母線分段接線，二次側(cè)采用雙母線接線。沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）第四章 短路電流的計算4.1短路電流計算的目的（1）電氣主接線的選擇（2）選擇導體和電氣設備，保證設備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路

22、時保證不損壞。（3）選擇斷電保護裝置。4.2短路的基本類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱短路。為了檢驗和選擇電氣設備和載流導體，以及為了繼電保護的整定計算，常用下述短路電流值。Ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。I：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。I：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。4.3短路電流計算的基本假定（1）正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行。（2）所有電源的電動勢相位角相同。（3）電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。（

23、5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。（6）元件的計算參數(shù)取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。（7）輸電線路和電容略去不計。4.4一般規(guī)定（1）驗算導體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。（2）選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（3）選擇導體的電器時，對不帶電抗器的回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。（4）導體和

24、電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重情況計算。4.5計算步驟4.5.1 畫等值電抗圖（1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷開關，線路電容，各元件電阻。（2）選取基準容量和基準電壓。（3）計算各元件的電抗標么值。4.5.2 選擇計算短路點（1）求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流。（2）各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。（3）列出短路電流計算數(shù)據(jù)表。4.6計算方法本設計利用分布系數(shù)法進行網(wǎng)絡化簡，求出轉(zhuǎn)移電抗；應用導體和電器選擇設計技術規(guī)定SDGJ 14-

25、86所提供的運算曲線求取短路電流。計算時取基準容量SB=100MVA基準電壓UB=UAV ；4.6.1 標么值法發(fā)電機電抗：XG=X （4.1）線路電抗：XL*=0.4L （4.2）變壓器電抗：X*= （4.3）短路電流周期分量有效值：IK*= （4.4）沖擊電流：ich=2.55I11 （4.5）4.6.2 網(wǎng)絡變換 如下圖： 圖41 網(wǎng)絡變換圖（1） /Y變換 （4.6） （4.7） （4.8）（2）Y/變換 （4.9） （4.10） （4.11） 4.6.3 三相短路電流周期分量的計算（1） 無限大電源供給的短路電流當供電電源為無窮大或者計算電抗Xjs>3.45時，不考慮短路電流周

26、期分量的衰減。（2）有限電源供給的短路電流先將電源對短路點的等值電抗X*歸算到以電源容量為基準的計算電抗Xjs，然后按Xjs值查相應的發(fā)電機運算曲線，或查發(fā)電機的運算數(shù)字表，即可得到短路電流周期分量的標幺值。第五章 主要電氣設備的選擇正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。5.1一般原則（1）應滿足正常工作狀態(tài)下的電壓和電流的要求。（2）應滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求。（3）應滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。（4）應考慮操作的頻繁程

27、度和開斷負荷的性質(zhì)。5.2高壓斷路器的選擇（1）斷路器額定電壓Ue大于電網(wǎng)電壓Ug，UeUg（2）高壓斷路器的額定電流Ie應大于或等于它的最大持續(xù)工作電流Igmax，IeIgmax（3）型式和結構（4）動穩(wěn)定校驗斷路器的極限通過電流峰值idw應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流ich3即idwich3.（4）熱穩(wěn)定校驗高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量應不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量（5）開斷電流能力校驗斷路器的額定開斷電流Ibr應大于短路電流的有效值I11 ，即Ibr> I11. （6）關合能力校驗斷路器的額定關合電流Ip,應大于沖擊電流ich3,即Ip> ich3.本變電所220K

28、V側(cè)選用型號為LW(OFPT(B)-220的斷路器, 60KV側(cè)選擇型號為LW(OFPT(B)-63斷路器。5.3隔離開關的選擇隔離開關的選擇，除了不校驗開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同，因為隔離開關與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡出現(xiàn)短路故障時，對隔離開關的影響完全取決于斷路器的開斷時間，故計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同。（1）隔離開關額定電壓Ue大于電網(wǎng)電壓Ug，UeUg（2）隔離開關的額定電流Ie應大于或等于它的最大持續(xù)工作電流Igmax，IeIgmax（3）型式和結構（4）動穩(wěn)定校驗隔離開關的極限通過電流峰值idw應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流ich3即idwich3.（

29、5）熱穩(wěn)定校驗隔離開關的短時允許發(fā)熱量應不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量本變電所220KV出線側(cè)選擇型號為GW4-220的隔離開關，220KV母線側(cè)選擇型號為GW6-220的隔離開關，60KV側(cè)選擇型號為GW4-63的隔離開關。其主要參數(shù)如表51所示。表51 斷路器主要參數(shù)型號LW(OFPT(B)-220LW(OFPT(B)-63額定電壓(KV)22063最高工作電壓(KV)25272.5額定電流(A)12501250額定短路開斷電流(KA,有效值)31.525額定短路關合電流(KA,峰值)80633S額定短時耐受電流(KA,有效值)31.525額定峰值耐受電流(KA,峰值)8063分閘時間(

30、MS)3030表52 隔離開關主要參數(shù)型號GW4-220GW6-220GW4-63額定電壓(KV)22022063最高工作電壓(KV)25225272.5額定電流(A)1250125012503S熱穩(wěn)定電流(KA,有效值)31.531.520動穩(wěn)定電流(KA,峰值)808050分閘時間(S)0.030.030.035.4電壓互感器的選擇（1）按額定電壓選擇選擇原邊額定電壓Ue1要與接入的電網(wǎng)電壓相適應，即要求電壓互感器原邊所接受的電網(wǎng)電壓應滿足下列條件：1.1Ue1>U1>0.9Ue1其中：U1 電網(wǎng)電壓Ue1 電壓互感器一次繞組額定電壓（2）按準確級和容量選用于電度計量的電壓互感

31、器，準確度不低于0.5級，用于電流、電壓測量的準確度不應低于1級，用于繼電保護不應低于3級。（3）結構種類選擇60KV及以上可選串級式電壓互感器。110KV及以上可選用電容分壓式電壓互感器。本變電所220KV側(cè)選擇型號為JDCF-220（GYW2）的電壓互感器。60KV側(cè)選擇型號為JDCF-63的電壓互感器表53 220KV側(cè)電壓互感器型號JDCF-220（GYW2）額定電壓比（KV）二次繞組額定輸出（KV）測量0.2級 0.5級100 100保護3P級 3P級250 500剩余電壓繞組 額定輸出（VA） 300準確級 3P表54 60KV側(cè)電壓互感器型號JDCF-63額定電壓比（KV）二次繞

32、組測量保護剩余準確級0.2 0.5 3P3P額定輸出 (VA)50 100400100極限輸出（VA）2000頻率（HZ）505.5電流互感器的選擇（1） 按一次額定電壓選擇:UeUg （2） 按原邊額定電流選擇：IelIgmax（3） 設備種類、結構（4） 按準確度級和副邊負荷選擇額定電流為了保證測量儀表的準確度，電流互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級，為保證互感器在一定的準確級工作，電流互感器二次側(cè)所接負荷S2應不大于該準確級所規(guī)定的額定容量Se2。（5） 動穩(wěn)定校驗電流互感器的極限通過電流峰值idw應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流ich3即idwich3.（6） 熱穩(wěn)定校驗

33、電流互感器的短時允許發(fā)熱量應不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量本變電所220KV側(cè)選擇型號為LB6-220的電流互感器，60側(cè)選擇型號為LCWB5-63的電流互感器。表55 220KV側(cè)電流互感器參數(shù)表型號LB6-220額定電壓（KV）220最高工作電壓（KV）252額定一次電流（A）300額定二次電流（A）5級次組合0.5/10P/10P/10P/10P/10P額定輸出 COS=0.8 （KVA）0.5級3010P級60額定短時熱電流（KA/S）31.5/1動穩(wěn)定電流（KA）80表56 60KV側(cè)電流互感器參數(shù)型號LCWB5-63額定電流比（A）900/5準確級0.5B額定輸出 COS=0.8

34、 （KVA）0.5級1K1，1K2 300.5級1K1，1K3 50B 2K1，2K2，3K1，3K2 50額定1S短時熱電流（KA）25額定動穩(wěn)定電流（KA）62.55.6母線的選擇5.6.1 母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇（1）電流分布良好。（2）散熱良好。（3）有利于提高電暈超始電壓。（4）安裝檢修方便，連接簡單。5.6.2 導體截面選擇和校驗（1）按經(jīng)濟電流密度選擇對于全年平均負荷較大，母線較長，傳輸容量也較大的回路，均應按經(jīng)濟電流密度選擇。S= S：經(jīng)濟截面 Ig；工作電流A J：經(jīng)濟電流密度查1995年電力部頒發(fā)的經(jīng)濟電流密度表（2）按短路熱穩(wěn)定檢驗S 其中 S: 所選導體

35、截面mm2C: 熱穩(wěn)定系數(shù)Kf: 集膚效應系數(shù)本變電所220KV側(cè)選擇母線型式為LGJ-240/30型鋼芯鋁絞線，60KV側(cè)選LGJ-88/55型鋼芯鋁絞線。5.7避雷器的選擇5.7.1 避雷器的設計原則（1）配電裝置的每組母線上應裝設避雷器。（2）110-220KV線路側(cè)一般不裝設避雷器。避雷器也是目前廣泛使用的，但它存在著各種電壓作用下的老化問題，壽命和熱穩(wěn)定問題，在價格上同磁吹閥型避雷器相比沒有明顯的優(yōu)越性，在特殊情況下才被使用。管型避雷器由于動作時形成截波對變壓器的縱向絕緣不利，所以不被采用。FZ避雷器的造價遠遠低于FC2避雷器，兩者的工作能力相差不大，考慮經(jīng)濟利益，本設計全部選用FZ

36、避雷器。本變電所220KV側(cè)選擇型號為FZ-220J的避雷器，60KV側(cè)選擇型號為FZ-60的避雷器，變壓器中性點選擇XING型號為FZ110的避雷器。表57 220KV側(cè)避雷器參數(shù)表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV652715表58 60KV側(cè)避雷器參數(shù)表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-606070.5140KV17

37、3KV227250表58 變壓器中性點避雷器參數(shù)表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）第六章 配電裝置的設計配電裝置是根據(jù)主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。6.1電氣布置 在220KV變電所設計中，電氣布置的設計是比較關鍵的一步，在布置中要考慮主接線所確定的形式和間隔，考慮變壓器設置地點，考慮避雷設備的設置，控制電纜的走向進行總體布局。

38、在布置中要考慮監(jiān)視、運行方便、占地面積小、節(jié)約控制電纜、出線合理等要求。1. 電工建筑物總平面布置的基本要求：2. 滿足電氣生產(chǎn)工藝流程要求。3. 慎重確定最終規(guī)模，妥善處理分期建設。4. 布置緊湊合理，盡量節(jié)約用地。5. 結合地形地質(zhì)，因地制宜布置。6. 符合防火規(guī)定，預防火爆事故。7. 注意風象朝向，有利環(huán)境保護。8. 控制噪聲。9. 合理分區(qū)，方便管理。10. 有利于交通運輸及檢修活動。11. 工建筑物與外部條件相適應。6.2配電裝置設計原則查高壓配電裝置設計技術規(guī)程高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，并應根據(jù)電力系統(tǒng)條件，自然環(huán)境特點和運行，檢修等要求，合理地制訂布置方案

39、和選用設備，并積極慎重地采用新布置，新設備和新材料，使設計做到設計先進，經(jīng)濟合理，運行可靠，維護方便。6.3配電裝置型式的選擇配電裝置型式的選擇，應考慮所在地的地理情況及環(huán)境要求，通過技術比較確定，一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式，110KV以上多為屋外式，故本變電所設計采用屋外式配電裝置。6.3.1 屋外配電裝置的特點（1） 土建工作量和費用較小，建設周期短。（2） 擴建比較方便。（3） 相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)。（4） 占地面積較大。（5） 受外界環(huán)境影響，設備運行的條件較差，須加強絕緣。（6） 不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響。6.3.

40、2 屋外配電裝置的種類 根據(jù)電器和母線的布置高度，屋外配電裝置可分為：高型、半高型、中型。中型配電裝置按照隔離開關的布置方式又分為普通中型和分相中型兩種。6.3.3 屋外配電裝置的最小安全凈距 表61 屋外配電裝置的最小安全凈距 單位（MM）符號適用范圍220KV60KVA1帶電部分至接地部分之間1800650A2不同相的帶電部分之間2000650B1帶電作業(yè)時帶電部分至接地部分之間25501400B2網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間1900750C無遮攔裸導體至地面之間43003100D平行的不同時停電檢修的無遮攔帶電部分之間380026006.3.4 屋外配電裝置的若干問題（1）母線及構架本變電所母

41、線選用軟母線鋼芯鋁絞線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構架上。軟母線可選用較大的檔距，但檔距越大，導線弧垂越大。（2）電纜溝和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置，應使電纜所走的路徑最短。一般橫向電纜溝布置在斷路器和隔離開關之間，大型變電所的縱向電纜溝因電纜數(shù)多，一般分為兩路，大中型變電所內(nèi)一般應鋪設3M寬的環(huán)行道。結論 配電裝置型式的選擇，應考慮所在地的地理情況及環(huán)境要求，通過技術比較確定，一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式，110KV以上多為屋外式，故本變電所設計采用屋外式配電裝置。第七章 繼電保護及自動裝置設計7.1繼電保護配置的作用和要求：電

42、力系統(tǒng)在運行中，可能發(fā)生各種故障和不正常運行狀態(tài)，最常見同時也是最危險的故障是發(fā)生各種型式的短路。在發(fā)生短路時可能產(chǎn)生以下的后果：1.通過故障點的很大的短路電流和所燃起的電弧，使故障元件損壞；2.短路電流通過非故障元件，由于發(fā)熱和電動力的作用，引起它們的損壞或縮短它們的使用壽命；3.電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量；4.破壞電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)震蕩，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障，這種情況屬于不正常運行狀態(tài)。系統(tǒng)中出現(xiàn)功率缺額而引起的頻率降低，發(fā)電機突然甩負荷而產(chǎn)生的過電壓，以及電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩等，

43、都屬于不正常運行狀態(tài)。故障和不正常運行狀態(tài)，都可能在電力系統(tǒng)中引起事故。造成電能質(zhì)量的破壞，甚至造成人身傷亡和電氣設備的損壞。在電力系統(tǒng)中，除應采取各項積極措施消除或減少發(fā)生事故的可能性外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。這種保護裝置就是繼電保護裝置，其能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務是：1.自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復正常運行；2.反應電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護的條件，而動

44、作于發(fā)出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤操作。電力系統(tǒng)對繼電保護的要求是：選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。7.2變壓器保護的配置7.2.1 變壓器保護的配置原則變壓器一般應裝設下列繼電保護裝置1.反應變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護，容量為800KVA及以上的油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護，當油箱內(nèi)不故障產(chǎn)生清為瓦斯或油面下降時，保護裝置應瞬時動作于信號，當產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保護宜動作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。2.相間短路保護反應變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護火電流速斷

45、保護，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護作用。容量為6300KVA一下并列運行的變壓器，以及10000KVA一下單獨運行的變壓器加裝電流速斷保護（本設計不加裝電流速斷保護）容量為6300KVA及以上，廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護，對所有升壓變壓器及15000KVA及以上的降壓變壓器，一般宜采用三相三繼電器式接線。3.相間后備保護 為了防止外部短路所引起的過電流合作為變壓器的后備保護，在變壓器上可裝設過電流保護。對于單側(cè)電源的雙卷降壓變壓器，如高壓側(cè)中性點有可能直接接地運行，為防止高壓側(cè)電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時導致保護非選擇性動作，供高壓側(cè)過

46、電流保護用的電流互感器二次線圈可接成三角形。4.中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護。110KV及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側(cè)獲三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應裝設零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。（110KV及以上中性點直接接地采用分級絕緣）5.過負荷保護對于400KV及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的后備電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況裝設過負荷保護，過負荷保護迎接于一相電流上，帶有時限動作與信號。6.過電流保護過激磁保護適用于500KV及以上的大容量的變壓器，本設計不加裝此保

47、護。通過以上的分析可以確定變壓器應加裝的保護及保護安裝位置，見表7-1。表7-1 變壓器保護及其安裝位置保護類型安裝位置瓦斯保護變壓器油枕和油箱間縱聯(lián)差動保護變壓器兩側(cè)過電流保護電源側(cè)零序電流保護變壓器中性點接地側(cè)過負荷保護高壓側(cè)7.3母線保護和斷路器失靈保護7.3.1 母線保護配置原則母線故障是電氣設備最嚴重的 故障之一，它將使連接在母線上的所有元件被迫停電，當未裝設專用的母線保護時，如果母線故障，只能依靠相鄰元件保護的后備保護作用切除，這將延長故障切除時間，并往往會擴大停電范圍，對高壓電網(wǎng)安全運行不利，因此，35500KV的發(fā)電廠或變電所母線上，在下列情況下，應裝設專用的母線保護裝置。1.

48、110KV及以上雙母線。2.110KV及以上單母線，重要發(fā)電廠或110KV及以上重要變電所的3566KV母線需按照裝設全線速動保護的要求，必須快速切除母線上的故障時，應裝設。專用保護應根據(jù)母線的重要程度應滿足以下要求：對于雙母線并列，母線保護應保證先跳開母聯(lián)斷路器，以防止失去選擇性。對于平行線接于不同的母線，當母線保護動作時，應閉鎖橫差保護，以防止誤動作。母線保護不限制母線運行方式，在母線破壞固定聯(lián)結時，母線保護裝置能有選擇性的動作。在一組母線或一般母線無電合閘時，應能快速而有選擇性的切除故障母線。在外部短路不平衡電流的作用下或交流回路斷線時，母線保護不應動作。7.3.2 雙母線保護目前已被使

49、用的母線保護有以下幾種：1.母線完全差動保護。2.母線不完全差動保護。3.雙母線固定連接的完全差動保護。4.母聯(lián)電流相位比較式母線保護。5.電流相位比較式母線保護。目前在110220KV電網(wǎng)中應用較多的是母聯(lián)電流相位比較差動保護，這種保護適用于并列運行的雙母線母聯(lián)斷路器合閘運行，不限制元件連接方式（但每一組母線上至少要保留一支電源回路）具有較高的可靠性與選擇性。目前已逐漸取代母聯(lián)電流相位比較差動保護，較廣泛用于110220KV的雙母線系統(tǒng)。本設計220KV側(cè)和60KV側(cè)母線均采用母聯(lián)電流比相式差動保護，保護選擇見表7-2所示。7.3.3 斷路器失靈保護220KV及以上電壓的電網(wǎng)中，各廠站相應電

50、壓級均應裝設。在高壓和超高壓電網(wǎng)中，斷路器失靈保護作為一種近后備保護方式得到了普遍的采用，其目的是當發(fā)生故障時斷路器拒動（含跳閘回路異常因素所致）時，快速而有選擇性的切除故障。7.4 線路的保護裝置7.4.1 220KV側(cè)線路保護1.配置原則1）規(guī)程規(guī)定：110-220KV直接接地電力網(wǎng)的線路，應裝設反應接地短路的保護裝置，雙側(cè)電源線路宜裝設階段式距離保護。2）規(guī)程規(guī)定：110220KV電網(wǎng)的線路上，應裝設線路快速動作的高頻保護作為主保護，距離保護作為后備保護。當線路上發(fā)生故障時，如不能全線快速的切除故障；則系統(tǒng)的穩(wěn)定運行將遭到破壞。在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動切除故障時。2.220KV

51、線路的接地保護1）宜裝設帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護。2）對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整個電力網(wǎng)接地保護的性能時，可裝設接地距離保護并輔之以階段式零序電流。3）正常運行方式下保護安裝處短路，電流速斷保護有1.2以上靈敏度時，則可裝設此相保護。4）高頻保護：采用相差高頻保護相差高頻保護適用于200KM以內(nèi)的110220KV輸電線路。主要優(yōu)點：相差高頻保護在非全相運行時不會誤動作，所以無需加非全相的閉鎖裝置，簡化接線，同時在系統(tǒng)振蕩過程中，被保護線路內(nèi)部發(fā)生故障時，相差高頻保護瞬時的切除故障。高頻保護工作狀態(tài)不受電壓回路斷線影響，測量元件均反應電流量無電壓回路。經(jīng)過以上分析確定220KV線路保護。主保護：高頻保護。后備保護：三段式距離保護。接地保護：零序、段保護。7.4.2 60KV側(cè)線路保護并列運行的平行線路，可裝設橫聯(lián)差動方向保護或電流平衡保護作為主保護，距離平衡保護作為后備保護。主保護可以選用橫聯(lián)差動方向保護有相繼動作區(qū)和死區(qū)，而電流平衡保護只有相繼動作無死區(qū)，并且相繼動作區(qū)比橫差動保護小，而且動作迅速，靈