《變電所設(shè)計(jì) 2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《變電所設(shè)計(jì) 2（30頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、220/110/10kv變電站的設(shè)計(jì) 1 主接線的選擇 1.1原始資料分析 變電所規(guī)模及其性質(zhì)： 1. 電壓等級(jí) 220/110/10 kV 2. 線路回?cái)?shù) 220kV 出線6回（其中備用2回） 110kV 出線8回（其中備用2回） 10kV 出線10回（其中備用2回） 區(qū)域變電所建成后與110kV和220kV電網(wǎng)相連，并供給近區(qū)用戶供電。 3．歸算到220kV側(cè)系統(tǒng)參數(shù)（=100MVA,UB=230kV） 220kV側(cè)電源近似為無窮大系統(tǒng)，歸算至本所220kV母線側(cè)阻抗為0.015( =100MVA) 4．歸算到110kV側(cè)系統(tǒng)參數(shù)（=100MVA,U

2、B=115kV） 110kV側(cè)電源容量為500MVA，歸算至本所110kV母線側(cè)阻抗為0.36( =100MVA) 5．110kV側(cè)負(fù)荷情況：110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為75000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0.65。 6．10kV側(cè)負(fù)荷情況： 10kV側(cè)總負(fù)荷為38000kVA，ⅠⅡ類用戶占60%，最大一回出線負(fù)荷為4000kVA，最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0.65。 7. 各級(jí)電壓側(cè)功率因數(shù)和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為： 220kV側(cè) 小時(shí)/年 110kV側(cè)

3、 小時(shí)/年 10kV側(cè) 小時(shí)/年 8. 220kV和110kV側(cè)出線主保護(hù)為瞬時(shí)動(dòng)作，后備保護(hù)時(shí)間為0.15s，10kV出線過流保護(hù)時(shí)間為2s ,斷路器燃弧時(shí)間按0.05s考慮。 9． 該地區(qū)最熱月平均溫度為28℃，年平均氣溫16℃，絕對(duì)最高氣溫為40℃，土壤溫度為18℃。 1.2方案議定 各種接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 1、單母線接線 單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或

4、檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少，一般只適用于一臺(tái)主變壓器。 單母接線適用于：110～200kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63kV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回，才采用單母線接線方式 2、單母分段 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路；有兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母

5、線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，單母分段適用于：110kV～220kV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63kV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10kV配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。 3、雙母接線 它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，檢修另一母線時(shí)，不會(huì)停止對(duì)用戶連續(xù)供電。如果需要檢修某線路的斷路器時(shí)，不裝設(shè)“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對(duì)于，110k～220kV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時(shí)，需要停電，而斷路器檢修時(shí)間較長(zhǎng)，停

6、電影響較大，一般規(guī)程規(guī)定，110kV～220kV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110kV）或5回（220kV）時(shí)，一般應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。 4、雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)要停運(yùn)線路，占地面積較大，一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時(shí)，母線不分段。 為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（

7、包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。 當(dāng)110kV出線為7回及以上，220kV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。 各供電側(cè)主接線設(shè)計(jì)： 1、220kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 220kV側(cè)出線回路數(shù)為6回，考慮到所要采用變壓器的臺(tái)數(shù)為兩臺(tái)以及供電負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，為了提高供電可靠性，宜采用雙母線接線 2、110kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 110kV側(cè)出線回路數(shù)為8回，考慮到負(fù)荷比較重，年最大運(yùn)行小時(shí)數(shù)為4500小時(shí)，對(duì)供電可靠性要求比較高，所以可以采用雙母線接線。 3、10kV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 10

8、kV側(cè)出線回路數(shù)為10回，負(fù)荷比較輕，供電半徑短，所以采用單母分段連接就能滿足要求，故10kV采用單母分段連接 方案擬定： 方案 220kV側(cè) 110kV側(cè) 10kV側(cè) 主變臺(tái)數(shù) 方案一 雙母線不帶旁路 雙母不帶帶旁路 單母分段 2 1.3節(jié)電氣主接線圖 圖1.1 電氣主接線圖 2主變的選擇 2.1 原始資料 1.110kV側(cè)負(fù)荷情況： 110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為75000kVA，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0.65。 2．10kV側(cè)負(fù)荷情況： 10kV側(cè)總負(fù)荷為38000kVA，Ⅰ

9、Ⅱ類用戶占60%，最大一回出線負(fù)荷為4000kVA，最小負(fù)荷與最大負(fù)荷之比為0.65。 2.2 主變壓器選擇 主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮確定。 主變壓器容量一般按變電所、建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城網(wǎng)變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得跔容量的備用電源時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，

10、并應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷。 容量選擇： 本變電所選用兩臺(tái)變壓器，按110kV側(cè)的變電所的進(jìn)線跳開，由220kV側(cè)無窮大系統(tǒng)來單供電給110kV和10kV側(cè)的負(fù)荷，一臺(tái)主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷。 110kV側(cè)的負(fù)荷： 兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其容量為75000kVA，屬于一類負(fù)荷。110側(cè)的總負(fù)荷容量為75MVA 10kV側(cè)的負(fù)荷： 10kV側(cè)總負(fù)荷為38000kVA，最大一回出線負(fù)荷為4000kVA，有10回出線，其中兩回備用，ⅠⅡ類用戶占60%。 10kV側(cè)的總負(fù)荷為38MVA 10kV側(cè)的最大負(fù)荷，按10回來算為10*4000kVA=40MVA>38MV

11、A，所以按40MVA來算10kV的總負(fù)荷容量。 單臺(tái)容量：>（80MVA+40MVA）*0.7=84MVA 同時(shí)還要保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷： 10kV側(cè)的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷為40MVA*60%=24MVA 110kV側(cè)的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷為80MVA 總的一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷為24MVA+80MVA=104MVA>84MVA 綜合以上討論可知，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮選主變壓器容量： =120 MVA，容量比100/100/100的變壓器。 主變相數(shù)的選擇: 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用

12、三相變壓器。 社會(huì)日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故由以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器，同時(shí)，為了保障電壓水平能夠滿足用戶要求，本所選用有載調(diào)壓變壓器。 變壓器連接方式和中性點(diǎn)接地方式的選擇: 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。同時(shí)考慮到為了降低繞組的絕緣要求，從而降低制造成本，為了給三次諧

13、波電流提供通道，避免正弦波電壓的畸變故此變電所220kV、110kV側(cè)宜采用Y0接線，10kV側(cè)采用△接線，我國的110kV及以上電網(wǎng)一般采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，在運(yùn)行中，為了滿足繼電保護(hù)裝置靈敏度配合的要求，變壓器的中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，所以，本變電所主變220kV、110kV側(cè)和10kV側(cè)均采用中性點(diǎn)不接地方式。 綜上所述，本變電所采用型號(hào)為SFPSZ7-120000/220三繞組有載調(diào)壓變壓器。其主要參數(shù)如下： 表2-1 變壓器參數(shù)列表 容量MVA 調(diào)壓范圍 額定電壓（kV） 空載損耗（kW） 空載電流（%） 阻抗電壓 高壓 中壓 低壓 UI-2% U

14、1-3% U2-3% 120 ±8×1.5% 220 121 10.5 124 0.8 14 22.6 7.4 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 型號(hào) YN，ynd，d11 SFPSZ7-120000/220 3 主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 3.1 斷路器的選擇 斷路器型式的選擇：除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6－220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110－330kV電網(wǎng)，可選用或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。 斷路器

15、選擇的具體技術(shù)條件如下： （1）電壓：≤ ---電網(wǎng)工作電壓, ---斷路器的額定電壓 （2）電流：≤ ---最大持續(xù)工作電流， ---斷路器的額定電壓 （3）開斷電流：≤ ---斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量；---斷路器額定開斷電流 （4）動(dòng)穩(wěn)定： ≤ ---斷路器極限通過電流峰值；---三相短路電流沖擊值 （5）熱穩(wěn)定： --- 短路電流的熱效應(yīng)或熱脈沖；--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流 隔離開關(guān)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術(shù)條件和環(huán)境條件。 選擇的具體技術(shù)條件如

16、下： （1）電壓：≤ ---電網(wǎng)工作電壓 （2）電流：≤ ---最大持續(xù)工作電流 （3）動(dòng)穩(wěn)定：≤ （4）熱穩(wěn)定： --- 短路電流的熱效應(yīng)或熱脈沖；--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流 3.1.1主變高壓側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn) 主變高壓側(cè)的斷路器： 短路點(diǎn)位置 基準(zhǔn)容量（MVA） 基準(zhǔn)電壓VaV（kV） 穩(wěn)態(tài)短路電流標(biāo)么值 穩(wěn)態(tài)短路電流有名值（kA） 短路電流沖擊 值 (kA) 短路全電流最大有效值 (kA) 短路容量 ( MVA) 主變高壓側(cè) 100 230 69.0571 17.3333 44.1235 26.1727

17、69.0571 （1）選擇 =1.05（75+410）/(2××220)=0.158kA 選擇LW2-220 SF6斷路器 表3-1 LW2-220 SF6 斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（kA） 額定短路開斷電流（kA） 額定短路關(guān)合電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 4秒熱穩(wěn)定電流（kA） 全開斷時(shí)間（s） LW2-220/2500 220 2.5 31.5 80 100 31.5 0.05 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： , --- 短路電流的熱效應(yīng)或熱脈沖, 短路電流周期分量的熱效應(yīng), 短路電流非周期分量的熱效應(yīng) ； (可

18、由發(fā)電廠電氣部分P73頁表3-3查出)；--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流 短路計(jì)算時(shí)間： --- 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；--- 斷路器全開斷時(shí)間 =0.15+0.05=0.2s<1s,所以要計(jì)及短路電流非周期分量的熱效應(yīng) =26.172720.2=137.002[(kA)2 ·s] (為全電流的最大有效值) =26.172720.05=34.251[(kA)2 ·s]；=171.253[(kA)2 ·s] =31.524=3969[(kA)2 ·s]> 137.253[(kA)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ---------斷路器極限通過電流峰值；-----

19、------三相短路沖擊值。 =44.1235 kA <=100kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 主變高壓側(cè)的隔離開關(guān)： （1）選擇  =1.05（75+410）/(2××220)=0.158kA 選擇GW6—220 D/1000-50隔離開關(guān) 表3-2 GW6—220D/1000-50隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 4秒熱穩(wěn)定電流（kA） GW6-220D/1000-50 220 1 50 21 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 上述計(jì)算可得： =171.253[(kA)2 ·s]；=2124=1764 [(k

20、A)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =44.1235 kA <=50kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 3.1.2主變中壓側(cè)的斷路器、隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn) 主變中壓側(cè)的斷路器： 短路點(diǎn)位置 基準(zhǔn)容量（MVA） 基準(zhǔn)電壓VaV（kV） 穩(wěn)態(tài)短路電流標(biāo)么值 穩(wěn)態(tài)短路電流有名值（kA） 短路電流沖擊 值 (kA) 短路全電流最大有效值 (kA) 短路容量 ( MVA) 主變中壓側(cè) 100 115 9.5958 4.8181 12.2651 7.2753 959.58 （1）選擇  ；=1.0575/(2××110)=0.207kA 選擇

21、LW2-110Ⅰ/2500 SF6斷路器 表3-3 LW2-110Ⅰ/2500 SF6斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓kV 額定電流（kA） 額定短路開斷電流（kA） 額定短路關(guān)合電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 4秒熱穩(wěn)定電流（kA） 全開斷時(shí)間（s） LW2-110Ⅰ/2500 110 2.5 31.5 80 125 31.5 0.05 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： , --- 短路電流的熱效應(yīng)或熱脈沖, 短路電流周期分量的熱效應(yīng),短路電流非周期分量的熱效應(yīng) ； (可由發(fā)電廠電氣部分P73頁表3-3查出)；--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流 短路計(jì)

22、算時(shí)間： --- 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；--- 斷路器全開斷時(shí)間 =0.15+0.05=0.2s<1s,所以要計(jì)及短路電流非周期分量的熱效應(yīng) =7.275120.2=10.585[(kA)2 ·s] (為全電流的最大有效值) =7.275120.05=2.646[(kA)2 ·s]；=13.231[(kA)2 ·s] =31.524=3969[(kA)2 ·s]> 13.231[(kA)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ---------斷路器極限通過電流峰值；-----------三相短路沖擊值。 =12.2651kA <=125kA滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 110

23、kV側(cè)最大一回負(fù)荷出線的隔離開關(guān)： （1）選擇 ；=1.0575/(2××110)=0.207kA 選擇GW4—110D/1000-80隔離開關(guān) 表3-4 GW4—110D/1000-80隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 5秒熱穩(wěn)定電流（kA） GW4—110D/1000-80 110 1 80 21.5 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 上述計(jì)算可得： = 13.231 [(kA)2 ·s] =21.525=2311.25[(kA)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =12.2651kA <

24、=80kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 3.1.3 110kV側(cè)最大一回負(fù)荷出線的斷路器、隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn) 110kV側(cè)最大一回負(fù)荷出線的斷路器： 短路點(diǎn)位置 基準(zhǔn)容量（MVA） 基準(zhǔn)電壓VaV（kV） 穩(wěn)態(tài)短路電流標(biāo)么值 穩(wěn)態(tài)短路電流有名值（kA） 短路電流沖擊 值 (kA) 短路全電流最大有效值 (kA) 短路容量 ( MVA) 110kV側(cè)最大一回負(fù)荷出線 100 115 16.4138 8.2397 20.9749 12.4417 1641.38 （1）選擇  ；=1.0575/(2××110)=0.207kA 選擇LW2-110Ⅰ/2500

25、 SF6斷路器 表3-5 LW2-110Ⅰ/2500 SF6斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓kV 額定電流（kA） 額定短路開斷電流（kA） 額定短路關(guān)合電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 4秒熱穩(wěn)定電流（kA） 全開斷時(shí)間（s） LW2-110Ⅰ/2500 110 2.5 31.5 80 125 31.5 0.05 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： , --- 短路電流的熱效應(yīng)或熱脈沖, 短路電流周期分量的熱效應(yīng), 短路電流非周期分量的熱效應(yīng) ； (可由發(fā)電廠電氣部分P73頁表3-3查出)；--- 斷路器t秒熱穩(wěn)定電流 短路計(jì)算時(shí)間： --- 后備

26、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間；--- 斷路器全開斷時(shí)間 =0.15+0.05=0.2s<1s,所以要計(jì)及短路電流非周期分量的熱效應(yīng) =12.441720.2=30.959[(kA)2 ·s] (為全電流的最大有效值) =12.441720.05=7.74[(kA)2 ·s]；=38.699[(kA)2 ·s] =31.524=3969[(kA)2 ·s]> 38.699[(kA)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ---------斷路器極限通過電流峰值；-----------三相短路沖擊值； =20.9749kA <=125kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 110kV側(cè)最大一回負(fù)荷出

27、線的隔離開關(guān)： （1）選擇 ；=1.0575/(2××110)=0.207kA 選擇GW4—110D/1000-80隔離開關(guān) 表3-6 GW4—110D/1000-80隔離開關(guān)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（kV） 額定電流（kA） 額定峰值耐受電流（kA） 5秒熱穩(wěn)定電流（kA） GW4—110D/1000-80 110 1 80 21.5 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 上述計(jì)算可得： = 38.699 [(kA)2 ·s] =21.525=2311.25[(kA)2 ·s]> 滿足熱穩(wěn)定要求 （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =20.9749 kA <=80kA 滿

28、足動(dòng)穩(wěn)定要求 3.2母線 母線應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇和校驗(yàn)： （1）型式。一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場(chǎng)所，或者腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)所，才選用銅材。 硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35kV及以上，電流在4000A級(jí)以下的配電裝置中。 槽形母線的機(jī)械性能強(qiáng)度較好，集膚效應(yīng)較小，在4000－8000A時(shí)一般 才用槽形母線。 管形母線集膚效應(yīng)較小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可用水或風(fēng)冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高

29、，因此，110kV以上配電裝置中多才用管形母線。 （2）按最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)線載面S，即 式中 ——相應(yīng)于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25℃時(shí)的導(dǎo)體長(zhǎng)期允許載流量。 k——溫度正系數(shù) （3）按經(jīng)濟(jì)電流密度J選擇： 在選擇導(dǎo)體載面S時(shí)，除配電裝置的匯流母線、廠用電動(dòng)機(jī)的電纜等外，長(zhǎng)度在20 m以上的導(dǎo)體，其截面S一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 (mm2) 式中J——導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，按此條件選擇的導(dǎo)體截面S，應(yīng)盡量接近經(jīng)濟(jì)計(jì)算截面。當(dāng)無合適規(guī)格導(dǎo)體時(shí)，允許小于。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。 母線的校驗(yàn)公式為： S≥

30、=/C (mm2) 式中 ——根據(jù)穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm2）；C——熱穩(wěn)定系數(shù)； ——短路熱效應(yīng)。 （5）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定校驗(yàn)： 式中 ——母線材料的允許應(yīng)力 ——作用在母線上的最大計(jì)算應(yīng)力。 對(duì)于輸電線路應(yīng)校驗(yàn)線路電壓損失。對(duì)于發(fā)電廠、變電所內(nèi)的導(dǎo)體，由于相對(duì)距離較短，電壓損失不嚴(yán)重，所以可不校驗(yàn)。 3.2.1 220kV母線選擇 （1）最大負(fù)荷持續(xù)工作電流（長(zhǎng)期允許載流量） =1.05（75+410）/220=0.316 kA 回路正常工作電流在4000A以下,為了使電暈放電電壓高，故采用管型。 導(dǎo)體的尺寸D1/D2(mm) 截面（mm2） 導(dǎo)體最高

31、允許溫度為70℃時(shí)的載流量（A） 截面系數(shù)W(cm3) 慣性半徑 （cm） 慣性矩J （cm4） 30/25 216 572 1.37 0.976 2.06 跨距l(xiāng)=1.5m,相間距離a=0.75m,自重m=4.08kg/m，彈性模數(shù)E=71010 Pa 環(huán)境溫度為40℃,則溫度修正系數(shù)： k===0.82 修正后的電流：=0.82×572=469A >316A （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=0.15+0.05=0.2s , 用全電流來校驗(yàn)，d1短路時(shí)=26.1727kA =26.17272×0.2=137.002kA2·S 正常運(yùn)行時(shí)得導(dǎo)體溫度：=40+(

32、70-40)3162/4692=53.6℃ 查表得：C=94 ==/94<125.8(mm2)<216mm2 滿足熱穩(wěn)定 (3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 查表得頻率系數(shù) =3.56(發(fā)電廠電氣部分表3-5) =3.56/1.52=29.7Hz<35Hz 可見到該母線可不計(jì)共振影響 =44.1235 (kA) 母線相間應(yīng)力： =1.73×10-7 =1.73×10-7×44.12352/0.75=449N/m =449×1.52/(10×1.37×10-6)=7.37×107Pa<8×107Pa 滿足動(dòng)穩(wěn)定 3.2.2 110kV母線選擇 （1）最大負(fù)荷持續(xù)工作電流（長(zhǎng)

33、期允許載流量） =1.0575/110=0.413 kA 回路正常工作電流在4000A以下,為了使電暈放電電壓高，故采用管型。 導(dǎo)體的尺寸D1/D2(mm) 截面（mm2） 導(dǎo)體最高允許溫度為70℃時(shí)的載流量（A） 截面系數(shù)W(cm3) 慣性半徑 （cm） 慣性矩J （cm4） 30/25 216 572 1.37 0.976 2.06 跨距l(xiāng)=1.5m,相間距離a=0.75m,自重m=4.08kg/m，彈性模數(shù)E=71010 Pa 環(huán)境溫度為40℃,則溫度修正系數(shù)： k===0.82 修正后的電流：=0.82×572=469A >413A （2）熱

34、穩(wěn)定校驗(yàn)：=0.15+0.05=0.2s , 用全電流來校驗(yàn)，d1短路時(shí)=12.4417kA =12.44172×0.2=30.959kA2·S 正常運(yùn)行時(shí)得導(dǎo)體溫度：=40+(70-40)4132/4692=63.3℃ 查表得：C=90 ==/90<(mm2)<61.8mm2 滿足熱穩(wěn)定 (3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 查表得頻率系數(shù) =3.56(發(fā)電廠電氣部分表3-5) =3.56/1.52=29.7Hz<35Hz 可見到該母線可不計(jì)共振影響 =20.9749 (kA) 母線相間應(yīng)力： =1.73×10-7 =1.73×10-7×20.97492/0.75=10

35、1N/m =101×1.52/(10×1.37×10-6)=1.66×107Pa<8×107Pa 滿足動(dòng)穩(wěn)定 3.2.3主變低壓側(cè)母線橋的選擇 設(shè)備名稱 S(mm2) 放置方式 (A)(32℃) (×106Pa) 母線橋 2（63×10）矩形鋁排 平放 1458 70 3.3支柱絕緣子及穿墻套管 支柱絕緣子按額定電壓和類型選擇，進(jìn)行短路時(shí)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。穿墻套管按額定電壓，額定電流和類型選擇，按短路條件校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 （1）按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻大管。支柱絕緣子和穿墻套管的額定電壓大于等于電網(wǎng)的額定電壓，即： 發(fā)電廠與變電所的3~20kV屋

36、外支柱和套管，當(dāng)有冰雪和污穢時(shí)，宜選擇高一級(jí)的產(chǎn)品。 （2）按額定電流選擇穿墻套管。穿墻套管的額定電流IN大于或等于回路最大持續(xù)電流Imax,即： kIN≥Imax 式中k——溫度修正系數(shù)。 對(duì)母線型穿墻套管，因本身無導(dǎo)體，不必按此項(xiàng)選擇和校驗(yàn)熱穩(wěn)定，在需保證套管的型 式和穿過母線的尺寸相配合。 （3）支柱絕緣子和套管的種類和型式的選擇。根據(jù)裝置地點(diǎn)，環(huán)境現(xiàn)在屋內(nèi)，屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。 （4）穿墻套管的熱穩(wěn)定校驗(yàn)。套管耐受短路電流的熱效應(yīng)，大于或等于短路電流通過套管所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，即： （5）支柱絕緣子和套管的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。在絕緣子和套管的機(jī)械應(yīng)力計(jì)算中應(yīng)注意，發(fā)

37、生短路時(shí)，支柱絕緣子（或套管）所受的力為該絕緣子相鄰跨導(dǎo)體上電動(dòng)力的平均值。另外，由于導(dǎo)體電動(dòng)力Fmax是作用在導(dǎo)體截面中心線上的，而支柱絕緣子的抗彎破壞強(qiáng)度是按作用在絕緣子高度H處給定的，可將絕緣子的力折算為： 式中 H1——絕緣子底部到導(dǎo)體水平中心線的高度，mm。 對(duì)于屋內(nèi)35kV及以上水平安放的支柱絕緣子，在進(jìn)行機(jī)械計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮導(dǎo)體和絕緣子的自重以及短路電動(dòng)力的復(fù)合作用。屋外支柱絕緣子尚應(yīng)計(jì)及風(fēng)和冰雪的附加作用。 220kV母線的支柱絕緣子及穿墻套管的選擇 表3-7 ZC-220 支柱絕緣子 型號(hào) 額定電壓（kV） 絕緣子高度(mm) 機(jī)械破壞負(fù)荷(kg) Z

38、C-220 220 210 250 表3-8 CR-220 穿墻套管 型號(hào) 額定電 壓（kV） 額定電 流(A) 套管長(zhǎng) 度（mm） 熱穩(wěn)定電流(kA)不少于 銅導(dǎo)體（10s） 鋁導(dǎo)體(5s) CR-220 220 600 5500 12 12 3.4限流電抗器 為了選擇10kV側(cè)各配電裝置，因短路電流過大，很難選擇輕型設(shè)備，往往需要加大設(shè)備型號(hào)，這不僅增強(qiáng)投資，甚至?xí)驍嗔魅萘坎蛔愣x不到合乎要求的電器，選擇應(yīng)采取限制短路電流，即在10kV側(cè)需加裝設(shè)電抗器。一般按照額定電壓、額定電流、電抗百分?jǐn)?shù)、動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來

39、進(jìn)行選擇和檢驗(yàn)。 1、額定電壓和額定電流的選擇應(yīng)滿足 、 — 電抗器的額定電壓和額定電流 、— 電網(wǎng)額定電壓和電抗器最大持續(xù)工作電流 2、電抗器百分?jǐn)?shù)的選擇 (1)電抗器的電報(bào)百分?jǐn)?shù)按短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇，設(shè)要求短路電流限制到I′z，則電源至短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)公值U為 — 基準(zhǔn)電流 電抗器在其額定參數(shù)下的百分電抗 (2)電壓損失檢驗(yàn)：普通電抗器在運(yùn)行時(shí)，電抗器的電壓損失不大于額定電壓的5%，即： sin/≤5%,sin— 負(fù)荷功率因數(shù)一般0.6 (3)母線殘壓檢驗(yàn)，為減輕短路對(duì)其他用戶的影響，當(dāng)線路

40、電抗器后短路時(shí)，母線殘壓不能于電網(wǎng)額定值的60～70% 即：≥60~70% 3、熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)應(yīng)滿足下式 10kV側(cè)限流電抗器的選擇和校驗(yàn) 10kV側(cè)采用單母分段的接線方式，一、二級(jí)負(fù)荷可以從兩段母線上取電，在沒有安裝限流電抗器10kV側(cè)發(fā)生短路時(shí)，流經(jīng)主變低壓側(cè)斷路器的短路電流和沖擊電流分別為28.8665kA和72.9699kA，母線短路和負(fù)荷出線短路時(shí)短路電流和沖擊電流分別為57.3308kA和145.9405（由前面的短路計(jì)算得出）,為了提高經(jīng)濟(jì)性在主變低壓側(cè)安裝限流電抗器，這樣主變低壓側(cè)和負(fù)荷就可以選用輕型設(shè)備。 =10kV

41、 =1.05×(4×10/2)/(×10.5)=1.15kA 根據(jù)額定和可以選擇型號(hào)為CkS(Q)-1300/10的限流電抗器 表3-9 CkS(Q)-1300/10 限流電抗器的參數(shù) 型號(hào) 額定 容量 （kVar） 線路 電壓 （kV） 端子 電流 (A) 電抗 （%） 損耗 （w） 動(dòng)穩(wěn) 定流 （kA） 1S熱穩(wěn)定電流（kA） CkS(Q)-1300/10 1300 10.5 1190 6 7400 38.25 34 短路電流的校驗(yàn)： =100/(×10.5)=5.5kA =5.5/28.

42、8665=0.19 6%=（5.58/ -0.19）×1190×10.5/（10.5×5500） 安裝電流限抗器后在10kV側(cè)發(fā)生短路流經(jīng)主變低壓側(cè)短路電流周期分量最大值和沖擊電流分別為：=12kA ， 1.8××=30.55kA<38.25 kA 安裝電流限抗器母線短路或負(fù)荷出線短路時(shí)短路電流周期分量為：×2=24kA 安裝電流限抗器母線短路或負(fù)荷出線短路時(shí)沖擊電流為：1.8××24=61.1kA 表3-10 安裝電流限抗器母線短路或負(fù)荷出線短路的短路電流結(jié)果對(duì)比 短路電流的周期分量（kA） 短路沖擊電流(kA) 安裝前 57.3308 145

43、.9405 安裝后 24 61.1 由上表可知可以選用輕型設(shè)備 電壓損失檢驗(yàn)： sin/=6%×1.15×0.6/1.19=3.48%≤5% 故滿足要求 熱穩(wěn)定檢驗(yàn): = (1.51×12)2×(2+0.05)=673.08 [(kA)2 ·s] 取過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間=2s =342×1=1156 [(kA)2 ·s] > 滿足熱穩(wěn)定要求 動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn): =38.25kA>=30.55kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 3.5電纜 電纜應(yīng)按下列選擇及校驗(yàn) 1、型式：應(yīng)根據(jù)敷設(shè)環(huán)境及使用條件選擇電纜型式。 （1）明敷（包括架空、隧道、溝道內(nèi)等）的電纜，一般選用裸鋼帶

44、鎧裝或塑料外護(hù)層電纜。 在易受腐蝕地區(qū)應(yīng)選用塑料外護(hù)電纜。在需要使用鋼帶鎧裝電纜時(shí)，宜選用二級(jí)外護(hù)層型式。 （2）直埋敷設(shè)時(shí)，一般選用鋼帶鎧裝電纜。在潮濕或腐蝕性土壤的地區(qū)，應(yīng)帶有塑料外護(hù)層。 （3） 三相交流系統(tǒng)的單芯電力電纜，要求金屬護(hù)外層采用一端接地時(shí)，在潮濕地區(qū)，外護(hù)層宜選用塑料擠包的型式。電力電纜除充油電纜外，一般采用三芯鋁芯電纜。 2、按額定電壓選擇： 3、按最大持續(xù)工作電流選擇電纜截面S： 或, = ——溫度修正系數(shù);，——修正系數(shù) ——電纜芯最高工作溫度（℃）； ——對(duì)應(yīng)于額定載流量的基準(zhǔn)環(huán)境溫度（℃）； ——實(shí)際環(huán)境溫度； ——對(duì)應(yīng)于所選用電纜截面S、環(huán)

45、境溫度為+25℃時(shí)，電纜長(zhǎng)期允許載流量（A）。 4、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面以及允許電壓降的校驗(yàn)，與裸導(dǎo)體計(jì)算相同。 5、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：S≥Smin=/C , C=×10-2 式中 C——熱穩(wěn)定系數(shù)。（其他相關(guān)系數(shù)可以在發(fā)電廠電氣部分P207查出） 10kV最大一回負(fù)荷出線電纜的選擇與校驗(yàn)： =10kV；==1.05×4/(×10.5)=0.23kA （1）型式： 熱阻系數(shù)為80℃·cm/w, =325A,直埋敷設(shè),截面積240mm2，纜芯最高工作溫度為+60℃的粘性浸漬絕緣三芯（鋁）電力電纜。（電力系統(tǒng)分冊(cè) 附表10） （2）校驗(yàn)： ①電壓：=10kV ②電流：===

46、0.76 =1.09 , =1（發(fā)電廠電氣部分附表18、19） =0.76×1.09×1=0.83 =0.83×325A=269A > =230A （3）熱穩(wěn)定： = (1.51×12)2×(0.15+0.05)=65.7 [(kA)2 ·s] (按裝設(shè)電抗器后的熱效應(yīng)) 正常運(yùn)行時(shí)得導(dǎo)體溫度：=40+(60-40)2302/2692=54.62℃ C=×10-2=57.6 Smin=/C<×103/57.6=140<240mm2 滿足要求 ④動(dòng)穩(wěn)定：由廠家來保證。 4電氣設(shè)備配置 4.1繼電保護(hù)配置規(guī)劃 4.1.1 配置原則 1、系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝

47、置 繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要屏障，在此設(shè)計(jì)變電站繼電保護(hù)結(jié)合我國目前繼電保護(hù)現(xiàn)狀突出繼電保護(hù)的選擇性，可靠性、快速性、靈敏性、運(yùn)用微機(jī)繼電保護(hù)裝置及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提高變電站綜合自動(dòng)化水平。 2、繼電保護(hù)配置原則 根據(jù)GB14285《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)條款《繼電保護(hù)二十五項(xiàng)反事故措施要點(diǎn)》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》教材。 3、220千伏系統(tǒng) 220千伏線路配置高頻距離保護(hù)，要求能快速反應(yīng)相間及接地故障。對(duì)于220千伏雙母線接線，配置一套能快速有選擇性切除故障的母線保護(hù)。每條線路配置功能齊全，性能良好的故障錄波裝置。 4、110千伏系統(tǒng) 110千伏線路

48、配置階段式距離保護(hù)，要求能反應(yīng)相間及接地故障。對(duì)于110千伏雙母線接線，配置一套能快速有選擇性切除故障的母線保護(hù)。每條線路配置功能齊全，性能良好的故障錄波裝置。 5、主變壓器保護(hù) 電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要的電氣設(shè)備,它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果,同時(shí)大容量變壓器也是非常貴重的設(shè)備, ,因此必須根據(jù)變壓器的保護(hù)的容量和重要程度裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)。 變壓器故障可分為油箱內(nèi)部故障和油箱外部故障。油箱內(nèi)部故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路；油箱外部故障包括引線及套管處會(huì)產(chǎn)生各種相間短路和接地故障。變壓器的不正常工作狀態(tài)主要由外部短路或過負(fù)

49、荷引起的過電流、油面降低。 對(duì)于上述故障和不正常工作狀態(tài)變壓器應(yīng)裝設(shè)如下保護(hù)： （1)為反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部各種短路和油面降低，對(duì)于0.8MVA及以上的油浸式變壓器和戶內(nèi)0.4MVA以上變壓器,應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 （2)為反應(yīng)變壓器繞組和引線的相間短路,以及中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引線的接地短路及繞組匝間短路,應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)或電流速斷保護(hù)。對(duì)于6.3MVA及以上并列運(yùn)行變壓器和10MVA及以上單獨(dú)運(yùn)行變壓器, 以及6.3MVA及以上的所用變壓器,應(yīng)裝設(shè)縱差保護(hù)。 （3)為反應(yīng)變壓器外部相間短路引起的過電流和同時(shí)作為瓦斯、縱差保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù).例如,復(fù)合電壓

50、起動(dòng)過電流保護(hù)或負(fù)序過電流保護(hù)。 （4)為反應(yīng)大接地電流系統(tǒng)外部接地短路,應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。 （5)為反應(yīng)過負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù) 4.1.2 變電所主變保護(hù)的配置 電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大型電力變壓器，由于其造價(jià)昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時(shí)間也很長(zhǎng)，必然造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，本設(shè)計(jì)中主變保護(hù)配置如下： 1、主變壓器的主保護(hù) （1）瓦斯保護(hù) 對(duì)變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動(dòng)作。其中輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于

51、跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。 （2）差動(dòng)保護(hù) 對(duì)變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時(shí)，其保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開各側(cè)電源斷路器。 2、主變壓器的后備保護(hù) （1）過流保護(hù) 為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時(shí)，作為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，所以需裝設(shè)過電流保護(hù)。 而本次所設(shè)計(jì)的變電所，電源側(cè)為220kV和110kV，主要負(fù)荷在10kV側(cè)，即可裝設(shè)兩套過電流保護(hù)，一套裝在中壓側(cè)110kV側(cè)并裝設(shè)方向元件，電源側(cè)220kV側(cè)裝設(shè)一套，并設(shè)有兩個(gè)時(shí)限和，時(shí)限 定原側(cè)為≥+ ，用U切除三側(cè)全部斷路器。 3、過負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過負(fù)荷電流，大多數(shù)情況

52、下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)一般經(jīng)追時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，而且三繞組變壓器各側(cè)過負(fù)荷保護(hù)均經(jīng)同一個(gè)時(shí)間繼電器。 4、變壓器的零序過流保護(hù) 對(duì)于大接地電流的電力變壓器，一般應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，用作變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)，一般變電所內(nèi)只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，因此，每臺(tái)變壓器上需要裝設(shè)兩套零序電流保護(hù)，一套用于中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，另一套用于中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。 4.1.3 220kV、110kV、10kV線路保護(hù)部分 1、220kV線路保護(hù) 220kV線路的安全運(yùn)行，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)有著相當(dāng)重要的影響，所以，本工程為220kV

53、線路配置的保護(hù)如下： （1）??光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) （2）??距離保護(hù) （3）??零序過流保護(hù) （4）??過電流保護(hù) 2、110kV線路保護(hù) 由于110kV側(cè)有兩回出線供給遠(yuǎn)方大型冶煉廠，其他作為一些地區(qū)變電所進(jìn)線，所以穩(wěn)定性要求較高，所以，110kV線路保護(hù)配置如下： （1）??距離保護(hù) （2）??零序方向保護(hù) （3）?過電流保護(hù) 3、10kV母線保護(hù) 對(duì)于10kV母線接線方式為單母線分段，可以配置的保護(hù)主要有：過流保護(hù)，帶時(shí)限跳分段開關(guān)，并利用裝在變壓器，斷路器的后備保護(hù)來切除故障。 4、10kV出線保護(hù) （1）??電流保護(hù)：線路故障瞬時(shí)跳開

54、所在線路的斷路器 （2）??過電流保護(hù) （3）??過負(fù)荷保護(hù) 4.2 避雷器配置規(guī)劃 4.2.1 概述 電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁能量產(chǎn)生振滿和積聚而引起的內(nèi)部過電壓兩種類型。按其產(chǎn)生原因，它們又可分為以下幾類： 4.2.2 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，

55、保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)

56、變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 一、避雷針的配置原則： 1、電壓110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000n米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立的避雷針。 2、獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過10n。 3、35kV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)易引起反擊。 4、在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因?yàn)殚T形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的

57、集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點(diǎn)在裝置中距離很難達(dá)到不小于15M的要求。 二、避雷器的配置原則 1、配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2、旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)看旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3、20kV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4、220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 5、三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 6、110kV—220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 4.2.3 接地裝置的設(shè)計(jì) 接地就是指將地面上的金屬物體或電氣回路

58、中的某一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位，埋入地中的金屬接地體稱為接地裝置。 本變電所采用棒形和帶形接地體聯(lián)合組成的環(huán)形接地裝置。接地裝置應(yīng)盡可能埋在地下，埋設(shè)深度一般為0.5—1米，圍繞屋內(nèi)外配電裝置，主控樓、主廠房及其它需要裝設(shè)接地網(wǎng)的建筑物，敷設(shè)環(huán)形接地網(wǎng)。這些接地網(wǎng)之間的相互聯(lián)接線不應(yīng)少于兩根干線。接地網(wǎng)的外像應(yīng)閉合，外像各角做成圓弧形，圓弧半徑不宜小于均壓帶間距離的一半，在接地線引進(jìn)建筑物的入口處，應(yīng)設(shè)標(biāo)志。 4.2.4 主變中性點(diǎn)放電間隙保護(hù) 為了保護(hù)變壓器中性點(diǎn)，尤其是不接地高壓器中性點(diǎn)的絕緣，通常在變壓器中性點(diǎn)上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接

59、接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用，動(dòng)作 接地變壓器，避雷器作后備；變壓器不接地時(shí)，放電間隙和零序過電壓起保護(hù)作用，大氣過電壓時(shí)，線路避雷器動(dòng)作，工程過電壓時(shí)，間隙保護(hù)動(dòng)作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無法與放電間隙無法配合，故選用閥型避雷器。 5電氣總平面布置及配電裝置的選擇 5.1 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來接受和分配電能。 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置的特

60、點(diǎn)：①由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較??；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣；⑥外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響。 成套配電裝置的特點(diǎn)：①電氣設(shè)備布置在封閉或半封閉的金屬外殼中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②所有電器元件已在工廠組裝成一整體，大大減小現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬運(yùn)；③運(yùn)行可靠

61、性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價(jià)較高。 配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求： 1）配電裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策； 2）保證運(yùn)行可靠，按照系統(tǒng)自然條件，合理選擇設(shè)備，在布置上力求整齊、清晰，保證具有足夠的安全距離； 3）便于檢修、巡視和操作； 4）在保證安全的前提下，布置緊湊，力求節(jié)約材料和降低造價(jià)； 5）安裝和擴(kuò)建方便。 配電裝置的設(shè)計(jì)原則： 1）節(jié)約用地； 2）運(yùn)行安全和操作巡視方便； 3）考慮檢修和安裝條件； 4）保證導(dǎo)體和電器在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運(yùn)行； 5）節(jié)約三材，降低造價(jià)； 6）安裝和擴(kuò)建方便。 5.2 高壓配電裝置的選

62、擇 配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)天寸，是綜合考慮到設(shè)備外形尺寸，檢修維護(hù)和搬運(yùn)的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定，對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對(duì)地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。 本變電所三個(gè)電壓等級(jí)：即220kV、110kV、10kV根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，故本所220kV及110kV采用屋外配電裝置，10kV采用屋內(nèi)配電裝置。 根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中

63、型、中高型和高型等。 1、中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作售貨員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 2、半高型配電裝置，它是將母線及母線隔離開關(guān)

64、抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點(diǎn)有： （1）占地面積約在中型布置減少30%； （2）節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量； （3）旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。 3、高型配電裝置，它是將母線和隔離開關(guān)上下布置，母線下面沒有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行中條件均較差，一般適用下列情況： （1）配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；

65、 （2）原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到限制； （3）場(chǎng)地狹窄或需要大量開挖。 6所用電設(shè)計(jì) 6.1概述 變電所所用電屬于確保供電負(fù)荷，提高所用電供電可靠性的措施如下： （1）對(duì)于容量在60MVA及以上或樞紐變電所采用兩臺(tái)所用變供電。 （2）兩臺(tái)所用變分別接至變電所最低一級(jí)電壓母線或獨(dú)立電源上，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 （3）對(duì)于采用復(fù)式整流、電容儲(chǔ)能等整流電源代替蓄電池時(shí)，其交流供電電源由兩種不同電壓等級(jí)取得電源，并裝設(shè)備用電源自接裝置。 （4）能可靠地利用所外380V電源備用時(shí)，需2臺(tái)所變的變電所可裝一臺(tái)所變。 （5）采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻主變或調(diào)相機(jī)，變電所裝設(shè)兩臺(tái)所用變

66、。 （6）對(duì)于3～10kV有旁路母線且變電所只有一臺(tái)所用變壓器時(shí)，該變壓器與旁路斷路器分別接至兩段母線上。 （7）對(duì)無人值班的變電所，一般采用兩臺(tái)能夠自動(dòng)接入的所用變。 （8）對(duì)中小型變電所及有人值班的變電所，一般采用一臺(tái)所用變，其容量一般為20kVA。所用變壓器一般高壓側(cè)采用熔斷器，為了滿足用戶側(cè)電壓質(zhì)量要求，故宜采用6.3kV或10.5kV的所用變。所用變壓器低壓側(cè)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制，動(dòng)力和照明公用一個(gè)電源，所內(nèi)一般設(shè)置檢修電源。 6.2所用電的接線方式 為了保證所用電供電的可靠性，所用電分別從10kV的兩個(gè)分段上引接，為了節(jié)省投資，所用變壓器采用隔離開關(guān)加高壓熔斷器與母線相連。所用變的容量選擇，可通過對(duì)變電所自用電的負(fù)荷，結(jié)合各類負(fù)荷的需求系數(shù)，求得最大需求容量來選取容量，在這里假定選用兩臺(tái)S9-50/10可滿足要求。 Ⅰ段 Ⅱ段 站用母線 Ⅲ段 其他變電所的進(jìn)線 結(jié)束語 課程設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的設(shè)計(jì)