220kv一次變電站電氣設計說明書

1、第1篇說明書部分第1章主隔敝蜻1.1 主變壓器選擇的相關原則1.1.1 DJ2-88規(guī)程中關于變電所主變壓器選擇的規(guī)定(1)主變壓器容量和臺數(shù)的選擇，應根據(jù)電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程SDJ161-85有關規(guī)定和審批的電力系統(tǒng)規(guī)劃設沖決定進行。凡裝有兩臺(組)及以上主變壓器的變電所，其中一臺(組)事故停運后，其余主變壓器的容量應保證該所全部負荷的70%,在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷。(2)與電力系統(tǒng)連接的220330kV變壓器，若不受運輸條件的限制，應選用三相變壓器.500kV主變壓器選用三相或單相，應根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位、作用、可靠性要求和制造條件、運輸條件等，經(jīng)經(jīng)

2、濟技術比較確定。當選用單相變壓器組時，可根據(jù)系統(tǒng)和設備情況確定是否裝備用相：此時，也可以根據(jù)變壓器的參數(shù)、運輸條件和系統(tǒng)情況，在一個地區(qū)設置備用相。(3)對深入市區(qū)的城市電力網(wǎng)變電所，結合城市供電規(guī)劃，為簡化變壓器層次和接線，也可采用雙繞組變壓器。(4)主變壓器的調(diào)壓方式的選擇，應符合電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程SDJ161的有關技術規(guī)定。1.1.2 主變壓器選擇的一般原則1 .主變壓器臺數(shù)的確定為保證供電的可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電所一般裝設兩臺主變壓器，但一般不超過兩臺變壓器。當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保障供電時，可裝設一臺主變壓器。當變電所裝設兩臺以及以

3、上主變壓器時，每臺容量的選擇應按照其中任意一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量至少能保證所供的一級負荷或為變電所全部負荷的60與75虬通常一次變電所采用75%,二次變電所采用60%.2 .變壓器型式的選用變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，如因制造和運輸條件限制，在220KV的樞紐變電所中，一般采用單相變壓器組。當裝設一組單相變壓器時，應考慮裝設備用相。當主變壓器超過一組，且各組容量滿足全所負荷的75席要求時，可不裝備用相。變電所中的主變壓器在系統(tǒng)中有調(diào)壓要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器°有載調(diào)壓變壓器可以帶負載調(diào)壓，有利于變壓器的經(jīng)濟運行。因此，在新設計的變電所中，大都采用這種型式的變

4、壓器。與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負荷較大或與高中壓間潮流不定的情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需作技術經(jīng)濟比較。3 .主變?nèi)萘康倪x擇為了正確的選出變壓器的額定容量，要繪制變電所的年及日負荷曲線，并從該曲線得出變電所的年及日最高負荷和平均負荷。主變壓器的容量確定應根據(jù)電力系統(tǒng)510年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇，因此，為了確定合理的變壓器容量，必須盡可能把510年負荷發(fā)展規(guī)劃做得正確，這是最根本的。變壓器的最大負荷按下式確定為(1-1)式中Px變電所的最大負荷Ko一負荷同時系數(shù)£P按負荷等級統(tǒng)計的綜合用電負荷對兩分變壓器的變電所，變壓器的額定容量可按下式確定為S,=0.7凡(1

5、-2)即按70舟的全部負荷選擇，因此變電所的總安裝容量為£5c=2x(0.7Pw)=1.4Pw(1-3)當一臺主變壓器停運時，可保證對70席負荷的供電，考慮變壓器的事故過負荷能力為40%,則可保證9酰負荷供電。若取Se=0.6PM,則當一令變壓器停運時，可保證對60%的負荷供電，考慮變壓器的過負荷能力為40%,則可保證對84席負荷的供電。由于一般變電所中，大約有25舟的非重要負荷，在事故狀態(tài)下可以切除，因此，采用Se=0.6PM,對變電所保證重要負荷來說時可行的。1.2主變壓器的選定1.2.1 主變壓器臺數(shù)的確定根據(jù)對原始資料的分析得知：本所電壓等級為220/60kV,位于工業(yè)區(qū)附近

6、，主要向工業(yè)區(qū)供電，另帶4個二次變電所，其中重要負荷占55$：另外，本所與一電力系統(tǒng)和2個發(fā)電廠相連接：說明本所在系統(tǒng)中占主要位置，屬于樞紐變電所。另由于本所地理位置平坦、交通便利，可選用雙繞組三相變壓器。為滿足上述相關要求，本次設計變電所主變壓器采用兩分雙繞組三相變壓器。1.2.2 主變壓器容量的確定通過對原始資料的分析，根據(jù)遠期負荷及經(jīng)濟發(fā)展的要求，同時考慮負荷的同時系數(shù)和線損率等因素，可由公式S=0.95x(l+5%)cose(1-4)分析原始資料P=115000KW,cos4)=0.95,線損率為5*,負荷的同時系數(shù)為0.9。將以上數(shù)據(jù)代入公式可得變壓器的最大負荷容量為Sma,=H43

7、SKI.74kVA由規(guī)程得Se=70%5max=80076.32kVA若選兩臺容量為90000kVA的變壓器，當一臺停運時，仍能保證70%的重要負荷供電。1.2.3 主變壓器型號的確定查電力設備手冊確定兩臺主變壓器為220/60kV級，容量為90000kVA雙繞組有載調(diào)壓變壓器：其型號為SFPZ790000/2200正常運行時，兩臺變壓器全部投入。當其中一臺停運檢修時，考慮變壓器的過負荷能力，另一臺完全能達到保證全部負荷供電的70%.1.2.4 主變壓器的技術參數(shù)表11SFPZ790000/220型變壓器參數(shù)型號額定容量(KVA)電壓組合(KV)連接組別阻抗電壓(%)高壓低壓SFPZ79000

8、0/22090000230+8X1.5%69YN,dll13.36空載損耗(KW)負載損耗(KW)外形尺寸mm(長X寬X高)總重量(t)生產(chǎn)廠1043598050X5045X7350158.2沈陽變壓器廠1.2.5 變壓器參數(shù)的含義:調(diào)壓方式（無勵磁調(diào)壓不標，Z有載調(diào)壓）繞組數(shù)（雙繞組不標，S三繞組）循環(huán)方式（自然循環(huán)不標，P強迫油循環(huán)）冷卻裝置種類（F：風冷S：水冷）相數(shù)（S：三相）第2章福龍的選擇變電所電氣主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連接，從而完成輸配電任務。變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組中的一個重要組成部分。主接線的確定對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電

9、所電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。2.1 主接線設計的相關原則和基本要求2.1.1 主接線的設計原則考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同?？紤]近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設計應根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡情況的潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)

10、。考慮負荷的重要性分級和出線回路數(shù)多少對主接線的影響對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電：對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。（4）考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的分數(shù)和容量，對變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性的要求高，因此，對其主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低?？紤]備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證供電的可靠性，適應負荷突

11、增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據(jù)備用容量的有無有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運：當線路故障時允許切除線路、變壓器的數(shù)量，都直接影響主接線的形式。2.1.2 主接線設計的基本要求根據(jù)我國能源部關于220500kV變電所設計技術規(guī)程SDJ2-88規(guī)定：“變電所的電氣主接線應根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設備特點等條件確定。并應綜合考慮供電可靠性、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求可靠性所謂可靠性時指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準

12、是運行實踐。經(jīng)過長期的運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合。評價主接線可靠性的標志是：斷路器檢修時是否影響供電；線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。變電所全部停電的可能性。有些國家以每年用戶不停電的時間的百分比表示供電的可靠性，先進的指標都在99.9%以上。靈活性主接線的靈活性有以下幾方而要求：調(diào)度要求?？梢造`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。檢修要求。

13、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。擴建要求?？梢匀菀椎膹某跗谶^渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最小。經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。2.2 本所主接線設計的方案2.2.1 220kV側的接線方式的確定本次設計220kV側，進線只有2回，而本所的主變壓器也只有兩臺，根據(jù)原始條件可選擇變壓器一一線路接線及橋式接線，故擬定以下兩種方案。方案一：變壓器線路接線圖2-1線路變壓器組接線變壓器一一線路接線是最簡單的接線，適用于進線回路較少的典型變電所接線，這種接線方式在當今只有兩回進線兩臺變壓器的變電所中廣泛使用。方案二：橋

14、式接線當只有兩個變壓器線路接線的回路時，在其中間加一個連橋，則成為橋式接線。橋式接線中，4個回路只有3分斷路器，是需要斷路器較少的一種接線，但是其靈活性較差，只能適用于小型變電所和發(fā)電廠。按連接橋斷路器的位置可分為內(nèi)橋和外橋兩種接線。表2T兩種方案的比較線路變壓器組外橋特點就其特點而言，線路一一變壓器組接線簡單，是最簡單的接線方式，外橋是在其基礎上在線路斷路器的外側安裝一連橋。線路一一變壓器組無論是線路或變壓器發(fā)生故障，該線路均停止運行。而外橋接線，當線路故障時與之相連的兩個斷路器斷開，從而影響一回未發(fā)生故障的線路，當變壓器發(fā)生故障時僅線路變壓器斷開，不影響其它回路運行?？煽啃詷蛐谓泳€要比線路

15、變壓器組可靠經(jīng)濟性線路變壓器組比外橋接線經(jīng)濟靈活性外橋接線要比線路變壓器組倒閘操作方便通過以上論述，我們得到方案一較經(jīng)濟簡單、方案二靈活可靠。在本次設計中進線只有2回，主變也只有兩臺，作為主變壓器它是變電所中的主要元件，其可靠性是最高的，現(xiàn)今的變壓器在正常情況下可以作到10年內(nèi)不出故障和大修，這說明主變的可靠性非常高，不必考慮變壓器的故障維護的時間。如果是其中一條線路故障停運，那么一臺主變可保證對70$的負荷供電，考慮到短時的過載情況可保證對98%的負荷供電。同時，考慮到到短路電流的問題，方案一限制短路電流的能力可遠遠高于方案二,綜上，可以看出選用方案一遠比方案二利益要大的多，并且方案一是現(xiàn)今

16、中型變電所的主流接線方式，故在本次設計中高壓進線側主接線采用線路一一變壓器組接線方式。2.2.2 60kV側的接線方式的確定本次設計變電所的60kV側出線為14回，出線回路數(shù)較多，為考慮其運行的可靠性、倒閘操作簡單和接線的經(jīng)濟性，可選用雙母接線和雙母帶旁路接線的方式。方案一：雙母線接線雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一電源和出線的回路，都裝有一臺短路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡，通過母線聯(lián)絡短路器（簡稱母連短路器）來實現(xiàn)。如下圖2-3所示，有兩組母線后，使運行的可靠性和靈活性大為提高G圖2-3雙母線接線方案二：雙母帶旁路接線雙母線可以帶旁路母線，用

17、旁路斷路器代替檢修中的回路斷路器工作，使該回路不致停電怪|2-4為雙母線帶專用旁路接線。帶有專用旁路斷路器的接線，多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，然而這對于接入旁路的線路回路數(shù)較多，且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。112-4雙母帶旁路接線表2-1-2兩種方案的比較雙母線雙母帶旁路特點1 .供電可靠2 .調(diào)度靈活3 .擴建方便倒閘操作靈活可靠性較高高經(jīng)濟性投資大、設備多、占地大投資大、設備增多、占地大靈活性操作復雜倒閘操作靈活通過以上論述對比，我們得到方案一較經(jīng)濟簡單、方案二靈活可靠。在本次設計中60kV側出線有14回，可以說出線回路數(shù)較多。綜上，可以看出選用方案一遠比方案

18、二利益要大的多，并且方案一是現(xiàn)今中型變電所的主流接線方式，故在本次設汁中高壓進線側主接線采用線路一一變壓器組接線方式。第3章攵幡電流計算所謂短路是指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)，單相或多相接地。3.1 短路發(fā)生的原因產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多是設備的過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除，此外，如輸電線路斷線、線路倒桿、倒塔也能造成短路事故。3.2 短路的種類三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地和兩相接地短路。三相短路為對稱短路，短路電流交流分量是對稱的，

19、只是線路中的電流增大、電壓降低而已，而電流和電壓之間的相位差一般也較正常工作情況是為大。在對稱三相系統(tǒng)中，三相阻抗相同，三相電壓和電流的有效值相等。因此對于三相系統(tǒng)三相短路的分析計算，可只分析和計算其中一相。兩相短路、單相接地和兩相接地短路，以及單相斷線和兩相斷線均為不對稱故障。當電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時，三相阻抗不同，三相電壓和電流有效值也不相等，相與相之間的相位差也不相等。運行經(jīng)驗表明：在中性點直接接地系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的65%70%：兩相短路約占10%15%；兩相接地短路約占10%20%：三相短路約占5%。雖然，三相短路所占比例較小，但是三相短路的短路電流最大，

20、相對破壞和造成的后果也是最為嚴重的。所以，在本次設計中短路電流的分析和計算中只要求計算三相短路即可,如三相短路情況下滿足設計要求，那出現(xiàn)其它形式的短路也能夠滿足本設計的要求。3.3 短路計算的目的1 .電氣主接線的比連：2 .選擇導體和電器：3 .確定中性點接地方式；4 .計算軟導線的短路搖擺：5 .確定分裂導線的間隔棒的間距；6 .驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；7 .選擇繼電保護裝置和進行整定計算：3.4 短路計算的一般規(guī)定1 .驗算導體和電器的動、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程的設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景規(guī)劃（一般為本期工程建成后的510年）。2 .確定短

21、路電流時，應按可能發(fā)生的最大短路電流的正常接線方式。而不應按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。3 .選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接網(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。4 .選擇導體和電器時，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的最大地點。5 .對帶電抗器的610kV出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關之間隔板前的引線和套管的計算短路點應選擇在電抗器前外，其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。6 .導體和電抗器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路、或中性點直接接地

22、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。3.5 短路計算點的選擇在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。在本次設計中，短路點選擇4點，分別為：K點為單臺主變運行時220kV側進線斷路器的下側發(fā)生三相短路：K為220kV側進線斷路器的上側發(fā)生三相短路：七點為60kV側母線上發(fā)生三相短路：七點為當兩臺主變同時運行時，另一臺主變的220kV進線側斷路器的下側發(fā)生三相短路。220kV高壓側為線路一一變壓器組的接線方式，其短路計算點應選在任一臺主變壓器的進線斷路器的上下兩側，即Ki、匕、匕點。其目的是驗算當高壓惻發(fā)生短路情況時，流過

23、斷路器的短路電流，為選擇進線斷路器提供依據(jù)：60kV側為雙母線接線，其短路計算點就選擇在雙母線上即跖點。其目的是驗算當兩臺主變?nèi)窟\行時60kV母線上短路時短路電流的情況（也可視為母連斷路器上短路），即為選擇母連斷路器提供可靠依據(jù)。3.6 短路電流的計算結果表3-1K1點三相短路計算數(shù)據(jù)時間（S）電流周期分量有效值（kA）沖擊電流（kA）熱效應03.95610.08869.12924.16644.264表3-2K2點三相短路計算數(shù)據(jù)時間(S)電流周期分量有效值(kA)沖擊電流(kA)熱效應kA2-s01.0932.7874.66721.07941.079表3-3K3點三相短路計算數(shù)據(jù)時間(S)

24、電流周期分量有效值(kA)沖擊電流(kA)熱效應kA2-s06.62916.904180.82126.73246.732表3<Ki點三相短路計算數(shù)據(jù)時間(S)電流周期分量有效值(kA)沖擊電流(kA)熱效應kA2-s03.2348.24743.85323.31843.318由上述列表可知：當一分主變單獨運行時，其220kVf則斷路器母線側發(fā)生三相短路時短路情況最為嚴重，住選取高壓側設備時可用K；3)點的短路數(shù)據(jù)進行校驗。選取的60KV側設備可按K3點短路參數(shù)進行校驗。第4章變電所電氣設備的選擇在各級電壓等級的變電所中，使用著各種電氣設備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電流互感器、

25、電壓互感器、母線、調(diào)相機等，這些設備的任務時保證變電所安全、可靠的供電，因為選擇電氣設備時，必須考慮電力系統(tǒng)在正常運行和故障狀態(tài)下的工作情況。所謂電氣設備選擇，則是根據(jù)各種電氣設備在系統(tǒng)中所處的地位和完成的任務來確定它的型式和參數(shù)。電氣設備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當?shù)亓粲性６龋η笤诮?jīng)濟上進行節(jié)約。4.1電氣設備選擇的一般原則盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件不同，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要能可靠的工作，必須按照正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來效驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。4.L1按正常工作條件選擇電氣設備1 .額定電壓電氣設備所

26、在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓和負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選設備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設密額定電壓的1.11.15倍，而電氣設備所在的電網(wǎng)運行電壓波動，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓U's的條件選擇，即心之心（4-1）2 .額定電流電氣設備的額定電流八,是指在額定溫度下，電氣設備的長期允許電流。通常應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流（ax，即（或6?。?-2）由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低5%時，出

27、力保持不變，故其相應回路的ax應為發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器的額定電流的1.05倍；若變壓器可能過負荷運行時，乙門應按過負荷確定（1.32倍變壓器額定電流）。按交流高壓電器的長期工作時的發(fā)熱的規(guī)定，斷路器、隔離開關、電抗器等電器設備在環(huán)境最高溫度為+40C時，允許按額定電流持續(xù)工作。當安裝地點的環(huán)境溫度高于+40C而低于+60C時，每增高1C,建議額定電流減少1.8%：當?shù)陀?40C時，每降低1C,建議額定電流增加0.5%,但總的增加值不得超過額定電流的20%04.1.2按短路狀態(tài)進行校驗當電氣設備和載流導體通過短路電流時，會同時產(chǎn)生電動力和發(fā)熱兩種效應，一方面使電氣設備和載流導體受到很大的電動力

28、作用，同時又使它們的溫度急劇升高，這可能使電氣設備和載流導體的絕緣受到損壞。為此，在進行電氣設備和載流導體的選擇時，必須對短路電流電動力和發(fā)熱計算，以驗算動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。1 .短路熱穩(wěn)定效驗短路電流通過電氣設備時，電氣設備各部件溫度（或發(fā)熱效應）應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為(4-3)式中0-短路電流的熱效應：I,一一設備給定的ts內(nèi)允許的熱穩(wěn)定電流有效值。2 .電動力穩(wěn)定效驗電動力穩(wěn)定效驗是電氣設備承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為(4-4)式中hh短路沖擊電流的幅值：ies-設備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值。3 .短路電流計算的條件為使所選電氣設備和載流導體具有足

29、夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗算用的短路電流應按下列條件確定。容量和接線。按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后510年）：其接線應采取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式。短路種類。一般按三相短路驗算，若其他種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。計算短路點。選擇通過電器設備的短路電流為最大的那些點為短路點。先考慮分別在電氣設備前后短路時的短路電流，同時要強調(diào)的是流過所要校驗設備內(nèi)部的短路電流，而非流到短路點的總電流。4 .2高壓斷路器的選擇高壓斷路器是電廠和變電站電氣主系統(tǒng)

30、的重要開關電器.高壓斷路器的主要功能是：正常運行倒換運行方式，把設備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起控制作用，當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起保護作用。（1）型式。除滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮安裝調(diào)試和運行維護的方便。一般635KV選用真空斷路器，35500kV選用SFs斷路器。（2）額定電壓的選擇為UyNUx（3）額定電流的選擇為/“之（ax（4）額定開斷電流的檢驗為/訥之人（或）式中/,一一斷路器實際開斷時間ts的短路電流周期分量。實際開斷時間tK,為繼電保護主保護動作時間與斷路器固有分閘時間之后。（5）熱穩(wěn)定校驗應滿足"NQk（6）

31、動穩(wěn)定校驗應滿足心通過以上技術條件，和短路計算擬定斷路器型號為：單柱雙斷口共用一臺液壓機構，可分相操作的LW6220和三相組裝在一個框架上的LW9-63兩種型號。其技術數(shù)據(jù)如下:表4-1LW6-220高壓斷路器技術參數(shù)安裝地點220KV側額定開斷電流（kA）40型號LW6-220額定關和電流（kA）100額定電壓220動穩(wěn)定電流（kA）100最高工作電壓（kV）252熱穩(wěn)定電流（kA）40額定電流（kA）3150表4-2LW9-63高壓斷路器技術參數(shù)安裝地點60KV側額定開斷電流（kA）25型號LE0-63額定關和電流（kA）63額定電壓63動穩(wěn)定電流（kA）63最高工作電壓（kV）72.5熱

32、穩(wěn)定電流（kA）25額定電流（kA）1250通過相關的校驗得出所選擇的斷路器符合其正常運行及故障情況時的技術條件要求，其數(shù)據(jù)對比如下：表4-3220KV側高壓斷路器LW6-220的參數(shù)與計算數(shù)據(jù)對比計算數(shù)據(jù)LW6-220Uns220kVUn220kV'max273.2A3150AI3.956kAINb40kA10.088kAlOOkAa69.129(M2-5)1"402x4=6400(M2-5)j.10.088kA%100kA表4-460KV側高壓斷路器LW9-63的參數(shù)與計算數(shù)據(jù)對比計算數(shù)據(jù)LW9-6360kV%63kV,max866.1AIn1250Af6.629kA1N

33、br25kAhh16.904kAlNc63kA(3180.821(M2-5)I:t252x4=2500(M2-5)i鼎16.904kA心63kA5 .3隔離開關的選擇隔離開關的選擇主要以額定電壓、額定電流為依據(jù)，并需進行動、熱穩(wěn)定的校驗。但由于隔離開關不能開斷負荷電流和短路電流，故不需校驗斷流容量。其算法與斷路器是相同的。通過短路計算初步擬定隔離開關為：雙柱三相立開式GW12-220D(W)和雙柱GW5-60GD兩種型號。其技術參數(shù)如下：表4-5GW12-220D(W)隔離開關技術參數(shù)安裝地點220KV側額定電流(kA)1600型號GW12-220D(W)動穩(wěn)定電流(kA)100額定電壓(kV

34、)220熱穩(wěn)定電流(kA)40最高工作電壓(kV)252表4-6GW5-60GD隔離開關技術參數(shù)安裝地點60KV側額定電流（kA）1250型號GW5-60GD動穩(wěn)定電流（kA）50額定電壓（kV）60熱穩(wěn)定電流（kA）16最高工作電壓（kV）69通過相關的校驗得出所選擇的隔離開關符合其正常運行及故障情況時的技術條件要求,其數(shù)據(jù)對比如下：表4-7220kV側隔離開關GW12-220D的參數(shù)與計算數(shù)據(jù)對比計算數(shù)據(jù)GW12-220D八220kVUn220kV,max273.2AIn1600A億69.129(M2-5)I；t402x4=6400(kA2s)hh10.088kA100kA表4-860kV

35、側隔離開關GW5-60GD的參數(shù)與計算數(shù)據(jù)對比計算數(shù)據(jù)GW5-60GD60kV563kV,max866.1A1250Aa180.821(M2-5)I；，162x4=1024(kA2-s)16.904kA50kA6 .4電流互感器的選擇1 .型式的選擇根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結構（澆注式、瓷絕緣式、油侵式等）、安裝方式（戶內(nèi)、互外、裝入式、穿墻式等）、結構型式（多匝式、單匝式、母線式等）、測量特性（測量用、保護用、具有測量暫態(tài)的特性等）。一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用LQ線圈式和LM母線式：620kV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關柜中，常采用LD單匝貫穿式或復雜貫穿式

36、；35kV及以上的電流互感器多采用油侵式結構。在條件允許時，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應優(yōu)先選用套管電流互感器，以節(jié)省占地和減小投資。2 .按額定電壓選擇電流互感器的額定電壓不小于裝設電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。3 .按額定電流選擇電流互感器的一次額定電流不小于裝設回路的最大持續(xù)電流。電流互感器的二次額定電流，可根據(jù)二次負荷的要求分別選擇5A或1A等。為了保證測量儀表的最佳工作狀態(tài)，并且在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘?，當TA用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右。4 .按準確度等級選擇電流互感器的準確度等級應符合其二次測量儀表、繼電保護等的要求。用于電

37、能計量的電流互感器，準確度級不應低于0.5級。用于繼電保護的電流互感器，誤差應在一定的限值內(nèi)，以保證過電流時的測量準確度的要求。根據(jù)電力系統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護動作時間的快慢，對互感器保證誤差的條件提出了不同的要求。在大多數(shù)情況下，繼電保護動作時間相對來說比較長，對電流互感器規(guī)定穩(wěn)態(tài)下的誤差就能滿足使用要求，這種互感器稱為一般保護用電流互感器，適合與電壓等級較低的電力網(wǎng)。如果系統(tǒng)要求繼電保護實現(xiàn)快速動作時，應選用鐵芯帶有小氣隙的暫態(tài)特性好的電流互感器，因為它能保證其暫態(tài)誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。5 .校驗二次負荷的容量為保證電流互感器工作時的準確度符合要求，電流互感器的二次負荷不超過（某準確度

38、下）允許的最大負荷。電流互感器的二次總負荷包括二次測量儀表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻的部分電阻。當電流互感器的二次負荷不平衡時，應按最大一相的二次負荷校驗。6 .校驗熱穩(wěn)定電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為（K/nJ之Q（4-5）式中。*一一短路熱效應。7 .校驗動穩(wěn)定電流互感器的內(nèi)部動穩(wěn)定能力用動穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示，動穩(wěn)定倍數(shù)Kd等于互感器內(nèi)部允許通過的極限電流（峰值）與一次額定電流I*之比。故互感器內(nèi)部動穩(wěn)定條件為KdX及）之（4-6）式中一一通過電流互感器一次側繞組的最大沖擊電流。此外，還應校

39、驗電流互感器的外部動穩(wěn)定（即一次側直絕緣端部受電動力的機械動穩(wěn)定）。電流互感器外部動穩(wěn)定條件為£>Fmax（4-7）式中"-電流互感器一次側端部允許作用力；Fmax-電流互感器一次側瓷絕緣端部所受最大電動力。根據(jù)上述技術要求及結合本次設計的現(xiàn)有條件和要求，選取LCWB7-220W1和LCWB5-63型兩種型號，其技術參數(shù)如下：表49220kV側電流互感器技術數(shù)據(jù)表安裝地點220KV側額定變流比(A)2X600/5型號LCWB7220W1二次組合B1/B2/B1/B1/0.5額定電壓(kV)220動穩(wěn)定倍數(shù)2X55最高工作電壓(kV)2521S熱穩(wěn)定倍數(shù)2X21表410

40、60kV側電流互感器技術數(shù)據(jù)表安裝地點60kV側額定變流比(A)2X600/5型號LCWB563二次組合0.5/B1/B1額定電壓(kV)63動穩(wěn)定倍數(shù)80最高工作電壓(kV)69is熱穩(wěn)定倍數(shù)31.5通過相關的校驗得出所選擇的電流互感器符合其運行時的技術條件要求，其數(shù)據(jù)對比如下：表4-11220kV電流互感器的技術數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)比較表計算數(shù)據(jù)LCWB7-220W1的技術數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Ue=220kV額定電壓Ue=220kV長期最大工作電流Imax=237.2A一次額定電流Ile=2*600A準確度級：0.5準確度：Bl/B1/B2/B1/0.5短路沖擊電流ich=10.088kA動穩(wěn)定電流倍數(shù)

41、55kA熱效應QK=69.129kA2.S熱穩(wěn)定:Qz=2540.1kA2.S表4-1260kV電流互感器的技術數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)比較表計算數(shù)據(jù)LCWB5-63的技術數(shù)據(jù)電網(wǎng)電壓Ue二60kV額定電壓Ue=60kV長期最大工作電流1叩二866.1A額定電流L=2X600A(400)準確度級：0.5,1準確度：0.5/B：/Bx短路沖擊電流i-=16.904kA動穩(wěn)定電流80熱效應=180.821kA2.S熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)992.25kA:.S4.5 電壓互感器的選擇1 .型式的選擇根據(jù)電壓互感器安裝的場所和使用條件，選擇電壓互感器的絕緣結構和安裝方式。一般620kV戶內(nèi)配電裝置中多采用油侵或樹脂澆注絕緣

42、的電磁式電壓互感器：35kV配電裝置中直選用電磁式電壓互感器：llOkV及其以上的配電裝置中盡可能選用電容式電壓互感器。在型式選擇時，還應根據(jù)接線和用途的不同，確定單相式、三相式、三相五柱式、個或多個副繞組的不同型式的電壓互感器。接在llOkV及以上線路側的電壓互感器，當線路上裝有載波通信時，應盡量與耦合電容器結合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。2 .按額定電壓選擇為保證測量準確性，電壓互感器一次額定電壓應在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%110%之間。電壓互感器二次額定電壓應滿足測量、繼電保護和自動裝置的要求。通常，一次繞組接于電網(wǎng)線電壓時，二次繞組額定電壓選為100V：一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時，二次

43、繞組額定電壓選為1°°/V。當電網(wǎng)為中性點直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/；當電網(wǎng)為中性點非直接接地系統(tǒng)時，互感器輔助繞組額定電壓選為100/3V。3 .按容量和準確度級選擇電壓互感器按容量和準確度級的原則與電流互感器的選擇相似，要求互感器二次最大一相的負荷“，不超過設計要求準確度級的額定二次負荷S?，而且S?應該盡量接近因S,過小也會使誤差增大。統(tǒng)計電壓互感器二次負荷時，首先應根據(jù)儀表和繼電器電壓線圈的要求，確定電壓互感器的接線，并盡可能將負荷分配均勻。然后計算各相負荷，取其最大一相負荷與互感器的額定容量比較。在計算各項負荷時,要注意互感器與負荷的接線

44、方式。電壓互感器不校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為滿足上述要求，對于60kV配電裝置采用JCC160H2型電壓互感器：220kV采用JCC1220型串級磁絕緣式電壓互感器。為檢查和監(jiān)視一次回路單相接地，所有電壓互感器選用具有第三繞組的單相電壓互感器組。表3-13電壓互感器有關技術數(shù)據(jù)表型式額定變比額定容量（VA）最大容量（VA）0.5級1級3級JCC1-220220/3/0.1/3/0.150010002000JCC560W260/3/0.1/3/0.1/325020004.6 避雷器的選擇1 .6.1避雷器保護及配置（-）避雷器的參數(shù)及配置電氣設密的絕緣配合基于避雷器的保護水平，設備所承受的雷電過電壓

45、和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設備的絕緣水平取決于避雷器的保護性能。2 .避雷器的參數(shù)普通閥型避雷器有FS型和FZ型兩種。FS型主要使用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z型使用于發(fā)電廠和變電所。FZ型避雷器均由結構和性能標準化的單件組成，其單件的額定電壓分別為3、6、10、15、20kV和30kV。因此，可由不同單件組成各種電壓等級的避雷器，如FZ35型避雷器是由兩個FZ-15型避雷器串聯(lián)而成。避雷器的主要技術參數(shù)如下：額定電壓。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級相同?；鸹‰妷骸；鸹‰妷菏潜ＷC避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時，根據(jù)火弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。對35kV及以

46、下的避雷器，其火弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的100$110$：對110kV及以上中性點接地系統(tǒng)的避雷器，其火弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的80機工頻放電電壓。對工頻放電電壓要規(guī)定其上、下限。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護特性變壞：工頻放電電壓太低，意味著火弧電壓太低，將會造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。沖擊放電電壓。沖擊放電電壓是指預放電電壓時間為1.520s的沖擊放電電壓，與5kA（對330kV為10kA）下的殘壓基本相同。殘壓。在防雷計算中以5kA下的殘壓作為避雷器的最大殘壓保護比。保護比等于殘壓與滅弧電壓之比。保護比越小說明殘壓越低或火弧電壓越高，其保護特性越好。

47、FZ和FCD系列避雷器的保護比約在2.32.6范圍內(nèi)，F(xiàn)CZ系列避雷器的保護比則為L71.8。直流電壓下的電導電流。運行中的避雷器，通常用測量直流電壓下的電導電流的方法來判斷間隙分路電阻的性能。若電導電流太大，則意味著避雷器受潮：電導電流太大的避雷器投入運行，可能會造成炸毀事故，所以要求其電導電流必須在規(guī)定的范圍內(nèi)。3 .避雷器的配置閥型避雷器的安裝位置和組數(shù)，應根據(jù)電氣設備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并結合配電裝置的接線方式確定。避雷器至電氣設備的允許距離還與雷雨季節(jié)經(jīng)常運行的進線路數(shù)有關。進線數(shù)越多則允許距離可相應增大。斷路器、隔離開關、耦合電容器的絕緣水平比變壓器為高。

48、因此，避雷器至這些設備的最大允許距離可增大。避雷器的配置原則如下：配電裝置的每組母線上，一般應裝設避雷器。旁路母線上是否需要裝設避雷器，應視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設備的電氣距離是否滿足要求而定。（3）330kV及以上變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝置避雷器，并應盡可能靠近設備本體。220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。三繞組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。自耦變壓器必須在其兩個自耦繞組出線上設置避雷器，并應接在變壓器與斷路器之間。下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器：1)直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣切且裝有隔離開關時。2)直接

49、接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為全絕緣，但變電所為單進線且為單臺變壓器運行時。3)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。連接在變壓器低壓側的調(diào)相機出線處宜裝設一組避雷器。發(fā)電廠變電所35kV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設避雷器。0)直配線發(fā)電機和變電所10kV及以下，進線段避雷器的配置應遵照電力設備過電壓保護設計技術規(guī)程執(zhí)行。(IDllOkV.220kV線路側一般不裝設避雷器。SF6全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。如上所述本次設計選用FCZ2-22OJN和FCZ4-66兩種型號的避雷器，分別安裝在220kV和60kV側，其技術參數(shù)如下：表4-14避雷器型號

50、及技術數(shù)型號額定電壓(kV)火弧電壓有效值(kV)工頻電壓(kV)沖擊電流殘壓(kV)不大于不小于不大于5KA10KAFCZ2-220JN220200340390520570FCZ4-6666691171331782054.7 220kV側進線及60kV側母線的選擇一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導體和支撐絕緣兩部分。載流導體可構成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線(有單根、雙分裂和組合導線等方式)，因其機械強度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗其機械強度。對于本次設計220kV側主接線為線路一一變壓器單元接線，60kV采用雙母線接線。故220kV側沒有母線，但其距電源為50km,可選擇變電所的架

51、空進線，60kV側為軟母線。其全部為裸導體。軟導線常用的有鋼芯鋁絞線、組合導線、分裂導線和擴徑導線，后者多用于330kV及以上的配電裝置。1 .下面以軟母線為例，說明選擇和校驗的過程和方法。對年負荷利用小時數(shù)大(通常指，5000萬)，傳輸容量大，長度在20m以上的導體,如發(fā)電機、變壓器的連接導體，其截面一般按經(jīng)濟電流密度選擇。而配電裝置的匯流母線通常在正常運行方式下，傳輸容量不大，可按長期允許電流來選擇。按導體長期發(fā)熱允許電流選擇計算式為：K*>/max(4-8)式中，max一導體所在回路中最大持續(xù)工作電流，AoIal一一在額定環(huán)境溫度d=±25°C時導體允許電流，A

52、0K與實際環(huán)境溫度和海拔有關的綜合校正系數(shù)，可查表得。按經(jīng)濟電流密度選擇按經(jīng)濟電流密度選擇導體截而可使年計算費用最低。不同種類的導體和不同種類的最大負荷利用小時數(shù)max,將有一個年計算費用最低的電流密度，稱為經(jīng)濟電流密度J。各種鋁導體的經(jīng)濟電流密度可查發(fā)電廠電氣部分（第三版）第201頁圖6-17獲得。導體的經(jīng)濟截而邑即(4-9)式中J-一-經(jīng)濟電流密度，A/mnr.熱穩(wěn)定校驗應滿足條件(4-10)SmLJ昌式中C母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，可由相應表查出；Qk一一短路電流的熱效應，M2-5：Snun一一滿足熱穩(wěn)定的最小截而，九2。2 .經(jīng)過選擇和校驗，本設計選用母線的結果如下:表4-15進線及母線的選定

53、安裝地點額定電壓進線（母線）型號截而面積載流量220kV側220kVLGJ-300300mm:690A60kV側60kVLGJQ-500500mm二932A第5章配電裝置設計5.1室內(nèi)外配電裝置的安全凈距一、概述配電裝置是按主接線要求由開關設備、保護電器、測量儀表、母線和必要的輔助設備等組成。它的主要作用是：接受電能，并把電能分配給用戶。1 .分類及特點按電氣設備安裝地點不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式和屋外式。按其組裝方式，又可分為：如在現(xiàn)場組裝配電裝置的電氣化設備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的開關電器、互感器等電器設備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構成一個獨立的單元，成套供應，

54、則稱為成套配電裝置。高壓開關柜、低壓配電盤和配電箱等均是成套配電裝置。屋內(nèi)配電裝置的特點：占地面積?。翰皇軞夂蛴绊懀和饨缥鄯x空氣對電氣設備影響?。悍课萁ㄖ顿Y較大。屋外配電裝置的特點：上建量和費用小，建設周期短：擴建方便；相鄰設備間距較大，便于帶電作業(yè)：占地面積?。菏芡饨鐨夂蛴绊懀O備運行條件差：外界氣象變化影響設備的維修和操作。大中型變電所中35kV及以下的配電裝置，多采用屋內(nèi)配電裝置：llOkV及以上多為屋外配電裝置。在特殊情況下，如當大氣中含有腐濁性氣體或處于嚴重污穢地區(qū)的35llOkV也可以采用屋內(nèi)配電裝置。在農(nóng)村或城市郊區(qū)的小容量610kV也廣泛采用屋外配電裝置。2 .基本要求配電裝置是變電所的重要組成部分，為保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟的運行，配電裝置應滿足以下基本要求：配電裝置的設計必須貫徹執(zhí)行國家基本建設方針和技術經(jīng)濟政策。3 保證運行的可靠性。滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設備的安全。便于檢修、巡視和操作。4 5）行約占地，降低造價，做到經(jīng)濟上合理。安裝和擴建方便。二、屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距安全凈距是從保證電氣設備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)