1、.引 言發電廠及電力系統的畢業設計是培養學生綜合運用所學理論知識，獨立分析和解決工程實際問題的初步能力的一個重要環節。本設計是根據畢業設計的要求，針對220/60KV降壓變電所畢業設計論文。本次設計主要是一次變電所電器部分的設計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數和形式，選擇待設計變電所所含有的各種電氣設備及其各項參數，并且通過計算，詳細的校驗了公眾不同設備的熱穩定和動穩定，并對其選擇進行了詳盡的說明。同時經過變壓器的選擇和變電所所帶負荷情況，確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式，同時根據變電所的電壓等級及其在電力網中的重要地位進行繼電保護和自動裝置的規

2、劃設計，最后通過對主接線形式的確定及所選設備的型號繪制變電所的斷面圖、平面圖、和繼電保護原理圖，同時根據所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護，并繪制屋外高壓配電裝置的防雷保護圖。第一篇 畢業設計說明書1 變電所設計原始資料1.1 設計的原始資料及依據(1) 待設計變電所建成后主要向工業用戶供電，電源進線為220KV兩回進線，電壓等級為220/60KV。(2) 變電所地區年平均溫度14，最高溫度36，最低溫度-20。(3) 周圍空氣無污染。(4) 出線走廊寬闊，地勢平坦，交通方便。(5) 變電所60KV負荷表：（重要負荷占總負荷的80%，負荷同時率為0.7，線損率5%，Tma

3、x=5600小時）表1.1 變電所60kV負荷表序號 負荷名稱最大負荷（KW）功率因數出線方式出線回路數附注近期遠期1建成機械95架空2有重要負荷2化肥廠8000100000.95架空2有重要負荷3重型機械廠10000130000.95架空2有重要負荷4拖拉機95架空2有重要負荷5冶煉廠10000150000.95架空2有重要負荷6煉鋼廠12000180000.95架空2有重要負荷(6)電力系統接線方式如圖所示：圖1.1 電力系統接線方式圖系統中所有的發電機均為汽輪發電機，送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為0.4歐姆/公里2 主

4、變壓器的選擇變壓器是一種靜止的電氣設備，他利用電磁感應原理，把一種電壓等級的交流電能轉換成頻率相同的另一種電壓等級的交流電能。在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電器設備之一，擔負著變換網絡電壓、進行電力傳輸的重要任務，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和系統正常進行的保證。2.1 主變容量選擇的有關規定及原則2.1.1 主變容量的選擇及確定根據變電所設計中的有關規定(1) 正確的選擇主變容量，要繪制變電所的年及日負荷曲線，并以曲線得出的變電所的年、日最高負荷和平均負荷。(2) 一般按變電所建成后510年的規劃負荷進行選擇。(3) 主變容量的確定：變電所一般裝設兩臺主變壓器，其中一臺（

5、組）變壓器停運后，其余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應保證擁護的一級和二級負荷。即滿足SN0.7PZMAX。（PZMAX為綜合最大負荷）若變電所有其他能源可供保證在主變停運后用戶的一級負荷則可裝設一臺主變壓器。2.1.2 主變容量的選擇根據電力工程電氣設計手冊電氣一次部分的有關規定為保證供電的可靠性，對有重要負荷的依次變電所應裝設兩臺主變壓器最好。2.1.3 主變壓器形式的選擇(1) 根據電力工程電氣設計手冊電氣一次部分，在不受運輸條件限制的情況下，在330KV及以下的變電所均應選用三相變壓器，若因制造和運輸條件限制，在220KV的變電所中，可采用單相變

6、壓器組。當裝設一組單相變壓器是，應考慮裝設備用相，當主變超過一組，且各組容量滿足全所負荷的75%時，可不裝設備用相(2) 當系統有調壓要求時，應采用有載調壓壓氣，對新建的變電所，從網絡經濟運行的觀點考慮，應注意選用無載調壓變壓器，來節省工程造價。(3) 與兩個中性點直接接地系統連接的變壓器，除降壓負荷較大或與高、中壓見潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術經濟比較。2.1.4 主變壓器的冷卻方式主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風冷，強迫油循環風冷，強迫油循環水冷，強迫導向油循環冷卻。小容量變壓器一般采用自然風冷卻，大容量變壓器一般采用強迫油循環風冷。2.1.5 主變壓器繞組的連接方

7、式變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統采用的繞組連接方式只有Y和，高、中、低三側繞組的組合要根據工程具體情況確定。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，減少重復降壓容量，可采用雙繞組。3 主接線形式的選擇及說明電氣主接線是多種主要電氣設備（如發電機、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。將電路中各種電器設備統一規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接線的主要部分。主接線的確定對變電所的安全、穩定、靈活、經濟運行以及對電

8、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和變電所本身，同時也影響到工農業生產和人民生活。因此，主接線設計是一個綜合性問題。3.1 主接線的設計原則根據設計規程，變電所主界限應滿足可靠性、靈活性、經濟性的要求。同時還應考慮以下的因素：1) 變電所在電力系統中的地位和作用。2) 近期和遠期的發展規模。3) 負荷的重要性分級和出現回數的多少對主接線的影響。4) 主變臺數對主接線的影響。5) 備用容量的有無和大小對主接線的影響。3.1.1 設計主接線的設計原則及基本要求3.1.1.1 可靠性1）應重視國內外

9、長期運行實踐經驗及其可靠性的定性分析2）主接線的可靠性包括一次部分和二次部分在運行中的可靠行的綜合3）主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設備可以簡化接線3.1.1.2 可靠性的具體要求：1）斷路器檢修時，不影響對系統的統電2）斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少可停運回路數和停用時間，并且保證一級負荷及全部或大部分二級負荷供電3）精良避免全部停運的可能性3.1.1.3 靈活性主接線的靈活性有以下幾方面的要求：1) 調度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的條度要求。2) 檢修要求

10、，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至于影響對擁護的供電。3.1.1.4 經濟性1) 投資省a.主接線力求簡單，以節省斷路器、隔離開關、互感器、避雷器等一次設備。b.要能使斷電保護和二次回路不過于復雜，以節省二次設備和控制電路。c.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造條件，精良使占地面積減少。3) 電能損失小經濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。3.2 主接線的選擇根據規程知：110220KV配電裝置中的出現回路數為4回時，一般采用單母線分段的接線形式。對于在系統中居重要地位

11、的配電裝置，220KV出線為4回及以上時，也可裝設專用旁路短路器。而雙母線運行方式在6220KV電壓的配電裝置中，通常是以保證用戶供電，具備必須的可靠性。根據上述以及本變電所所處系統和負荷性質的要求，初步確定主接線方案：第一種方案是一次側（220KV）采用單母線分段的接線形式，二次側（60KV）采用雙母帶旁路的接線形式；第二種方案是一次側（220KV）采用雙母線分段帶旁路的接線形式，而次側（60KV）采用雙母線分段的接線形式。第一種方案主接線圖：圖3.1 第一中方案主接線圖此種方案的特點：一次側（220KV）采用單母線分段的接線形式優點：單母分段可進行分段檢修，對于重要負荷可以從不同段引出兩個

12、回路，使重要負荷有兩個電源供電，在這種情況下，但一段母線發生故障時，由于分段斷路器在繼點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。缺點：當出線為雙回路時，常使架空線路出現交叉跨越。二次側（60KV）采用雙母接線形式雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯絡斷路器并聯運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上。由于母線繼電保護的要求，一般某一回固定與某一組母線連接，以固定連接方式運行。優點：1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復供電；檢修任一出線斷路器時，該回路不停電。 2）調度靈活。各個

13、電源和各個負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統中各種運行方式調度和潮流變化的需要。 3）擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導致出線交叉跨越。 4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。缺點：在倒母線的操作過程中，使用隔離開關切換有負荷電流的電路，操作過程比較復雜，容易造成誤操作。其次是雙母線接線平時只有一組母線工作，因此，當工作母線短路時仍要使整個配電裝置短時間停止工作，在檢修任一回路的斷路器時，此

14、回路仍需要停電。另外，增加了母線隔離開關的數目和有色金屬的消耗量，并且使配電裝置結構復雜，故經濟性較差。第二種方案主接線圖一次側（220KV）采用雙母線分段帶旁路接線形式二次側（60KV）采用雙母線分段接線形式圖3.2 第二中方案主接線圖此種方案的特點： 雙母線接線形式的特點：為了避免單母分段在母線或母線隔離開關故障或檢修時，連接在該段母線上的回路都要在檢修期間長時間停電，而發展成雙母線這種接線，每一回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關連接到兩組母線上，兩組母線同時工作，并通過母線聯絡斷路器并聯運行。優點：a.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 b.檢修任一回路的母線隔離開關時，只需停該回路。

15、c.母線故障后，能迅速恢復供電。 d.調度靈活。 e.擴建方便。 f.便于試驗。缺點：增加了母線長度和使每回路增加了一組母線隔離開關，還使配電裝置架構增加，占地面積增大，投資增多，由于隔離開關較多，容易誤操作。3.3 主接線的確定兩種方案進行比較：首先，一次側兩種接線形式的比較：雙母分段雖然較單母線在可靠性和調度靈活上優越，但單母線分段可以解決這個問題，而且占地面積也較小。雙母線接線形式占地面積較大，投資較高。所以通過以上的比較，最終確定一次側（220KV）采用單母線分段的接線形式。其次，二次側兩種接線形式的比較：雙母線分段的接線增加了隔離開關和斷路器的數量，接線復雜，其平時只有一組母線運行，

16、所以當工作母線短路時，仍要使整個配電裝置短時間停止工作，擴大了停電時間。而雙母帶旁路的接線不僅經濟性要優于前者，而且在母線故障后，恢復供電的速度也高于前者，同時，雙母線接線調度靈活，擴建方便，所以通過上述的比較，二次側（60KV）最終選定雙母帶旁路接線的接線形式。最后，通過前面對一次側（220KV）和二次側（60KV）接線的經濟性，可靠性，靈活性等各方面的綜合比較，同時考慮本所的進線，出線的回數以及重要負荷的分布等因素，一次側（220KV）采用單母線分段的接線形式，二次側（60KV）采用雙母帶旁路的接線形式。4 短路計算4.1 短路電流計算的目的短路電流計算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設備

17、或對這些設備提出技術要求；評價并確定網絡方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護設計與調試提供依據；分析計算送電線路對通訊設施的影響等。4.2 短路的基本類型 三相系統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。一般長用的短路電流值有：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。：超瞬變或次暫態短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。：穩態短路電流有效值。4.3 短路電流計算的基本假定短路電流實用計算中，采用的假設條件和原則為：1) 正常工作時，三相系統對稱運行。2) 所有電源的電動勢相位角相同。3) 系統中的電機均為理想電機，轉子結構完全對稱

18、；定子三相繞組空間位置相差1200電氣角度。4) 電力系統中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設備電抗值不隨電流大小發生變化。5) 電力系統中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷 接在高壓母線上，50%負荷接在系統側。6) 同步電機都具有自動調勵裝置（包括強行勵磁）。7) 短路發生在短路電流為最大值的瞬間。8) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。9) 除計算短路電流的衰減時間常數和低壓網絡的短路電流外，元件的電阻忽略不計。10) 元件的計算參數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。11) 輸電線路的電容忽略不計。4.4 短路計算的一般規定1) 驗算導體和電器的動穩定，熱穩定以

19、及電器開斷電流所有的短路電流，確定短路電流時，應按可能發生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。2) 選擇導體和電器用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響。3) 選擇導體和電器時，對不帶電抗器回路的計算，計算短路點應選擇在正常方式時的短路電流為最大的地點。4) 導體和電容的動穩定，熱穩定以及電器的開斷電流一般按三相短路計算。4.5 計算步驟(1) 畫等值電抗圖1) 首先去掉系統中的所有負荷開關，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。(2) 選擇計算短路點1) 求各短路點在系統最大運行

20、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據表。4.6 計算方法標么值：取基準容量,基準電壓計算公式：發電機：變壓器：附：線路中的每千米線路阻抗取X=0.4/KM 線路：短路電流沖擊值：標么值轉為有名值：4.7 短路計算的結果表4.1 短路計算結果表 單位220KV側60KV側基準容量MVA100100基準電壓KV23066短路電流有名值KA4.316.52沖擊電流有效值KA6.59.8沖擊電流KA10.9916.635 主要電氣設備的選擇5.1 設計原則(1) 總的原則：按照正常工作條件進行選擇，按照短路條件進行校驗。(2) 一般原

21、則：1）應滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求2）應滿足安裝地點和使用環境條件要求3）應滿足在短路條件下的熱穩定和動穩定要求4）應考慮操作的頻繁程度和開斷負荷的性質5）對電流互感器的選擇應計及其負載和準確度級別6）選用的新產品應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。在特殊情況下，選用未經鑒定的新產品時，應經上級批準。5.2 高壓斷路器的選擇和校驗項目高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：(1) 型式和種類；(2) 額定電壓；(3)額定電流；(4) 開斷能力校驗；(5) 額定關合電流；(6) 動穩定校驗；(7) 熱穩定校驗。1) 按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電壓應大于或等于所在電網的額定電壓，即。2

22、) 按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應大于或等于它的最大持續工作電流，即。當斷路器使用環境溫度不等于設備基準環境溫度時，應對斷路器的額定電流進行修正。3) 按開斷電流選擇在給定的電網電壓下，高壓斷路器的額定開斷電流應滿足。式中斷路器實際開斷時間秒的短路電流全電流有效值。4) 按額定關合電流選擇要求斷路器的額定開合電流應不小于最大短路電流沖擊值，即。.5) 動穩定校驗高壓斷路器的極限通過電流峰值應不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流，即6) 熱穩定校驗高壓斷路器的短時允許發熱量應不小于三相短路電流發出的熱量，即本變電所220KV側選用型號為LW220的斷路器,60KV側選擇型號為LW663斷路

23、器,見表5.1:表5.1斷路器型號選擇表設備名稱安裝地點型號斷路器220KV側LW22060KV側LW6635.3 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在回路中，網絡出現短路故障時,對隔離開關的影響完全取決于斷路器的開斷時間,故計算數據與斷路器選擇時的計算數據完全相同.a.額定電壓b額定電流c型式和結構d動穩定校驗e熱穩定校驗220KV側選擇型號為GW6220的隔離開關和GW7220的隔離開關,60KV側選擇型號為GW563的隔離開關,見表5.2:表5.2 隔離開關型號選擇表隔離開關220KV側進線GW6220220KV側出線GW

24、722060KV側GW5635.4 電壓互感器的選擇1) 按額定電壓選擇式中：U1電網電壓；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.a 220KV側選擇型號為JDCF220的電壓互感器.b 60KV側選擇型號為JDCF63的電壓互感器.表5.3 電壓互感器型號選擇表電壓互感器220KV側JDCF22060KV側JDCF635.5 電流互感器的選擇選擇電流互感器應滿足繼電保

25、護、自動裝置和測量儀表的要求。(1) 按一次額定電壓和額定電流選擇電流互感器的一次額定電壓和額定電流必須滿足：e, 其中：、電流互感器一次額定電壓和額定電流;、電流互感器安裝處一次回路工作電壓和一次回路最大工作電流。變壓器中性點引出的電流互感器只取額定電流的30%。(2) 按準確度級及副邊負荷選擇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。因此，需先要知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準確級的要求，并按準確等級要求最高的表計選擇電流互感器，具體要求如下：1) 裝設在發電機、電力變壓器、調相機、廠用饋線、出線等回路中的電度表及所有用于計算電費的電度表用電流

26、互感器，其準確等級應為0.5級。2) 供運行、監視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準確等級應為1級。3) 供指示被測數值是否存在或大致估計被監測數值的表計用的電流互感器，其等級為3級和10級。其二次側所接負荷S2，應不大于該準確級所規定的額定容量Se2，即Se2S2=Ie22Z2其中：Z2為二次負荷阻抗；Ie2為二次額定電流，由于本次設計中外接阻抗Z2未作規定，因此本項可略去。(3) 熱穩定校驗電流互感器的熱穩定能力，以1秒鐘通過的一次額定電流倍數表示，熱穩定按下式校驗：式中中允許通過一次額定電流熱穩定倍數。(4) 動穩定校驗（內部）電流互感器動穩定倍數本變電所220KV側選

27、擇型號為LB6220的電流互感器,60KV側選擇型號為LCWB563的電流互感器,見表5.4:表5.4 電流互感器型號選擇表電流互感器220KV側LB622060KV側LCWB5635.6 母線的選擇母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇.a、電流分布均勻； b、機械強度高；c、散熱良好； d、有利于提高電暈起始電壓；e、安裝、檢修簡單、連接方便。(1) 截面選擇說明a、為了保證母線的長期安全運行，母線在額定環境溫度0和導體面正常發熱允許最高溫度e下的允許電流應大于或等于流過導體的最大持續工作電流即：(K為溫度修正系數)。b、熱穩定校驗根據上述情況選擇的導體截面S，還應校驗其在短路條件下的熱穩

28、定。其公式為：式中：根據熱穩定決定的導體最小允許截面（mm）2穩定短路電流（A）；短路電流等值發熱時間；集膚效應系數； C熱穩定系數，其值與材料及發熱溫度有關。根據計算結果本變電所選用:1) 220KV側選擇母線型式為鋼芯鋁母線,型號為LGJ240/30,不需進行動穩定校驗.2) 60KV側選擇母線型式為組合導線,型號為LGJ800/55,不需進行動穩定校驗表5.5 母線型號選擇表.母線220KV側LGJ240/3060KV側LGJ800/555.7 避雷器的選擇(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) 110220KV線路側一般不裝設避雷器.避雷器也是目前廣泛使用

29、的,但它存在著各種電壓作用下的老化問題，壽命和熱穩定問題，在價格上同磁吹閥型避雷器相比沒有明顯的優越性,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,從經濟性考慮本設計全部選用FZ避雷器,見表5.6:表5.6 避雷器型號選擇表避雷器220KV側FZ220J60KV側FZ60主變中性點FZ1106 高壓配電裝置的規劃6.1 高壓配電配置和設計原則及要求配電裝置是變電所的一個重要組成部分,電能的匯集和分配是通過各級電壓的配電一實現的，因此，在設計配電裝置時應滿足以下要求:1) 保證工作的可靠性和

30、防火性的要求.保證工作人員的人身安全.2) 保證工作人員的人參安全。3) 保證操作、維護、檢修的方便.在配電裝置的具體設計中，應遵循電力工業管理法則、高壓配電裝置設計技術規程、建筑設計防火規范等有關規定，高壓配電裝置設計的一般原則:1) 節約用電.2) 運行安全和操作巡視方便.3) 便于檢修和安裝.4) 節約材料,降低造價.屋內、外配電裝置中各項安全凈距尺寸，在高壓配電裝置設計技術程中被分為A、B、C、D、E五項,作為設計配電裝置時的根據，其中A值是基礎，其余各值是在A值的基礎上，加上運行維護、搬運和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而得.各項凈距數值可查閱有關規程.屋外配電裝置與屋內配電裝置的

31、比較，所具有的特點:1) 屋外配電裝置的土建工程量少，施工時間短,接生建筑材料，降低了基建投資。2) 相鄰回路電器之間的距離較大,大大減少了事故蔓延的危險性.3) 巡視檢查清楚，便于擴建和設備更新.4) 維護操作不方便,以為隔離開關的操作以及對各種開關電器的巡視檢查,在任何天氣條件都必須在露天進行.(1) 占地面積大.屋外配電裝置根據電器和母線布置的高度可分為中型、高型和半高型等型式.中型配電裝置是所有開關電器都安裝在較低的基礎和支架上，母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串組,懸掛在門型構架上,母線水平面高于開關電器的水平面。高型配電一是指開關電器分別安裝在幾個水平面內，斷路器安裝在地面基礎支架上，

32、母線隔離開關在斷路器之上,主母線又在母線隔離開關之上或兩組母線上下重疊,母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串懸掛在構架上.其特點是布置緊湊、集中，占地面積小,操作維護條件較差兩組母線隔離開關分層操作,路徑較長,容易引起誤操作.半高型配電裝置指其布置處于中型和高型配電裝置之間,即僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置.6.2 設備的配置6.2.1 隔離開關的配置1) 接在變壓器引處線上或中性點上的逼雷器可不裝設隔離開關.2) 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關.3) 斷路器兩側均應配置隔離開關，以便檢修斷路器時隔離電流.4) 中性點直接接地的普通形變壓宜配置隔離開關6.2.2 電壓互感器

33、的配置1) 電壓互感器的數量和配置與主接線有關,應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求.2) 60220KV電壓等級的每組主接線的三相應裝電壓互感器.3) 當需監視和檢測線路有無電壓時,出線側的一組上應裝設電壓互感器.6.2.3 電流互感器的配置1) 凡裝有斷路器的回路均應裝設電流互感器,其數量應滿足測量儀表、保護和自動化的要求.2) 在未裝設斷路器的發電機和變壓器中性點，應裝設電流互感器.3) 對直接接地系統，一般按三相配置,對非直接接地系統依具體要求配置兩相或三相.6.2.4 接地刀閘的配置1) 為保證電器和母線的檢修安全，35KV以上每段母線根據長度宜裝設12組接地刀閘，兩組接地刀閘間距

34、適中，母線的接地刀閘宜裝設在母線電壓互感器的隔離開關上和母聯開關上，也可裝設于其它母線回路。2) 63KV及以上的斷路器兩側隔離開關和線路隔離開關的線路側宜配接地刀閘，雙母線接線兩組母線隔離開關的斷路器側可共用一組接地刀閘。3) 旁路母線一般裝設一組接地刀閘，裝設在旁路隔離開關的旁路母線側。4) 63KV及以上主變母線隔離開關的主變側宜裝設一組接地刀閘。6.2.5 避雷器的配置(1) 配殿裝置每組母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器的除外。(2) 220KV及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。(3) 下列情況下的變壓器中性點應裝設避雷器：a 中性點直

35、接接地系統中，變壓器中性點分級絕緣且有隔離開關時。b 不接地和經消弧線圈接地系統中，多雷區的單進線變壓器中性點。c 110220KV線路側一般不裝設避雷器。6.3 配電裝置的選擇本設計為220/60KV變電所，所以采用屋外配電裝置，所以，本所采用分相中型布置，即隔離開關是分相直接布置在母線的正下方，此種方法采用LGJ240/30型母線配合剪刀式隔離開關，布置清晰、美觀，可省去大量構架，較普通中型配電裝置方案節約用地1/3左右，但支柱式絕緣子防污、抗震能力較差，在污穢嚴重或地震烈度較高的地區，不宜采用。同時選擇220KV出線和60KV出線兩個斷面圖。7 防雷保護的規劃設計7.1 防雷保護的必要性

36、雷電引起的大氣過電壓將會對電氣設備和變電所的建筑物產生嚴重的危害，因此在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電氣設備的安全。7.2 發電廠及變電所的防雷保護內容7.2.1 發電廠及變電所的防雷保護主要是兩個方面1) 對直擊雷的防護。2) 對沿線路侵入的雷電沖擊波的防護。7.2.2 發電廠及變電所為防護直擊雷，一般用避雷針(線)加以保護避雷針(線)的主要作用是主動引導雷電電流安全如地，從而保護發電廠變電所免受直擊雷的損壞。7.3 變電所防雷保護的對象A類：電工裝置B類：需要采取防雷措施的建筑物和構筑物7.4 裝設避雷針(線)的基本原則1) 一方面應使所有的被保護物處于避雷針(線

37、)保護范圍之內，即要求避雷針(線)高于被保護物，且兩者之間的距離又不能太遠，以保證雷擊避雷針(線)，而被保護物免遭雷擊。2) 避雷針(線)遭受雷擊時，強大的雷電流流過避雷針(線)引下線和基地體，其上會產生很高的對地電位，如果它們距離被保護物很近，兩者之間將發生放電，稱為反擊。使高電位引向被保護物。因此避雷針(線)和引下線，接地體與被保護物之間還應保持足夠的電氣距離。7.5 防雷保護設計所需資料1) 要求變電所附近氣象資料。2) 要求變電所主接線圖及電器設備布置圖。3) 其它需要保護的設備和設施。4) 變壓器入口電容。7.6 避雷針的保護范圍計算7.6.1 半徑的確定-當-當其中避雷針在水平上的

38、保護半徑(m)被保護物的高度避雷針的高度當時，;時，, 7.6.2 保護全面積的條件為其中D為通過由三支避雷針所形成的三角形頂點圓的半徑，或以避雷針為頂點的四角形的對角線。7.7 防雷保護措施1) 在變電所的220KV構架上、高壓配電裝置的中心位置和60KV出線構架附近共安裝9支30米高的避雷針。2) 在變壓器中性點、母線電壓互感器上分別安裝一組避雷器。3) 在220KV、60KV進線和出線上分別安裝避雷線。8 繼電保護和自動裝置的規劃設計8.1 繼電保護配置的作用和要求為了保證電力系統的安全，穩定運行，需要配置繼電保護，而且繼電保護的配置要滿足電氣主接線的要求，確定主接線時也應與繼電保護統籌

39、考慮，繼電保護裝置應滿足快速性、選擇性、可靠性和靈敏性的要求。8.2 變壓器保護的配置8.2.1 變壓器保護的配置原則變壓器一般應裝設的繼電保護裝置:(1) 反映變壓器油箱內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，當油箱內因故障產生輕微瓦斯或油面下降時，保護裝置應瞬時動作于信號，當產生大量瓦斯時，瓦斯保護宜動作于斷開變壓器各電源側斷路器。(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差動保護火電流速斷保護，對其中性點直接接地側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以下并列運行的變壓器，以及10000K

40、VA以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63000KVA及以上，廠用工作變壓器和并列運行的變壓器，應裝設縱聯差動保護，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和作為變壓器的后備保護，在變壓器上可裝設過電流保護。對于單側電源的雙卷降壓變壓器，如高壓側中性點有可能直接接地運行，為了防止高壓側電網中發生接地故障時導致保護非選擇性動作，供高壓側過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

41、直接接地電網中，如果變壓器中性點可能接地運行，對于兩側或三側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劇院)(5) 過負荷保護對于400KV及以上的變壓器，當數臺并列運行或單獨運行并且作為其他負荷的后備電源時，應考慮過負荷的情況裝設過負荷保護，過負荷保護應接于一相電流上，帶有時限動作于信號。(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，本設計不加此保護。通過以上分析可確定變壓器應裝設的保護及安裝的位置,見表8-1表8-1 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

42、器油枕和油箱間縱聯差動保護變壓器兩側過電流保護電源側零序電流保護變壓器中性點接地側過負荷保護高壓側8.3 母線保護和斷路器失靈保護8.3.1 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，當未裝設裝用的母線保護時，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，對高壓電網安全運行不利，因此，35500KV的發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) 110KV及以上雙母線。(2) 110KV及以上單母線，重要發電廠或110KV及以上重要變電所的3566KV母線需要按照裝設全線

43、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，一防止誤動作。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。8.3.2 雙母線接地母線保護目前已被使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

44、連電流相位比較式母線保護。目前在110220KV電網中應用較多的是母連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連斷路器合閘運行，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。目前已逐漸取代阻抗電流差動保護，較廣泛用于110220KV的雙母線系統。本設計220KV側和60KV側母線均采用母連電流比相式差動保護，保護選擇見表8-2所示表8-2母線保護選擇表母線保護220KV側母聯電流比相式差動保護60KV側母聯電流比相式差動保護8.3.3 斷路器失靈保護220KV及以下電壓的電網中，各發電廠、變電所相應電壓級均應該裝設。在高壓和超高壓電網中，斷路

45、器失靈保護作為一種近后備保護方式得到了普遍的采用，其目的是當發生故障時斷路器拒動(包含跳閘回路異常因素所致)時，快速而有選擇性的切除故障。8.4 線路的保護裝置8.4.1 220KV側線路保護(1) 配置原則1) 根據規程：110220KV直接接地電力網的線路，應裝設全線速動保護作為主保護。2) 根據規程：110220KV電網的線路上，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。(2) 220KV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。

46、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200KV以內的110220KV輸電線路。主要優點： 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，同時在系統震蕩過程中，被保護線路內部發生故障時，相差高頻保護瞬時的切除故障。 高頻保護工作狀態不受電壓回路線影響，測量元件均反映電流量無電壓回路。經過以上分析確定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。8.4.2 60KV側線路保護并列運行的平行線路，可裝設橫聯差動方向保護或電流平衡

47、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差動方向保護有相繼動作區和死區，而電流平衡保護只有相繼動做無死區，并且相繼動作區比橫差動保護小，而且動作迅速，靈敏度足夠大，并且接線檢點等優點，其缺點是只能應用于有電源的一側的雙回路上，在無源的一側不能采用，這一缺點對本設計不產生影響，因此主保護采用電流平衡保護。根據上述分析，60KV側線路保護為：主保護：電流平衡保護。后備保護：距離保護。線路保護選擇見表8-3表8-3 線路保護選擇表線路保護220KV側主保護后備保護接地保護高頻差動保護三段式距離保護零序、段電流保護60KV側主保護后備保護電流平衡保護三段式距離保護8.5 自動裝置的

48、規劃設計8.5.1 電力系統自動裝置的設計根據運行需要，考慮使用效果和利用率等因素，合理的確定方案。同時還應從充分發揮原有的自動裝置的作用，自動裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。自動裝置要盡量簡單、可靠、使用元件和觸點盡量少，接線簡單，便于運用維護。8.5.2 合閘裝置裝設規定(1) 1KV及以上的架空線路和電纜與架空的混合線路，當具有斷路器時，應裝設自動重合閘。旁路斷路器和兼作旁路的母線聯絡斷路器或分段斷路器。一般裝設自動重合閘。(2) 電力變壓器和母線，必要時可裝設自動重合閘。220KV以下單側電源線路的自動重合閘，按下列規定裝設：1) 一般采用三相式一次重合閘。2) 當斷路器斷流

49、允許時，有些線路可采用兩次重合閘。220KV及330KV線路的自動合閘，按以下規定裝設：1) 一般裝設綜合重合閘，即當線路上發生其他故障時，實現單相重合閘，發生其他故障時，實現三相重合閘。2) 根據電力網結構和被保護線路的特點，在某些情況下為了簡化，采用三相自動重合閘。8.5.3 自動重合閘裝置應符合以下要求(1) 自動重合閘一般由控制開關位置與斷路器位置不對應的原理啟動，或用保護裝置啟動。(2) 用控制開關或通過遙控器將斷路器斷開時，自動重合閘均不應動作。(3) 裝置的動作次數應符合預先的規定。在任何情況下，均不應使斷路器重合次數超過規定。(4) 自動重合閘裝置動作后應自動復歸。(5) 自動

50、重合閘裝置應能實現重合閘后加速繼電保護動作。(6) 當斷路器不處于正常狀態時，不允許實現自動重合閘時，應將自動重合閘裝置閉鎖。本變電所設計在220KV側線路裝設綜合重合閘。60KV側線路采用三相一次重合閘。8.5.4 備用電源和備用設備自動投入(1) 根據電力系統自動裝置書備用電源和備用設備自動投入裝置是當工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動將備用電源或設備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。(2) 備自投裝置的接線應滿足以下要求1)只有當工作電源斷開后，備用電源才能投入。2)工作母線上無論什么原因失去電壓時，備自投應投入。3)備用電源自動投入裝置只允許將備用電源投入一次。(3) 備用電源或

51、備用設備的自動投入裝置，在下列情況下裝設1)發電廠的廠用電和變電所的所用電。2)有雙電源供電的變電所，其中一個電源經常斷開作為備用。3)降壓變電所內有備用變壓器或有相互為備用的母線段4)生產過程中某些重要機組有備用機組。(4) 當備用自動投入裝置動作時，如備用電源或設備投于故障時，必要時使其保護裝置加速動作本變電所設計，為了確保不間斷供電，變電所的電源均應裝設備自投裝置。第二篇 畢業設計計算書1 主變壓器臺數和容量的確定1.1 主變壓器選擇的要求(1) 和電力系統連接的主變壓器一般不超過兩臺，當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設一臺主變壓器。(2) 變壓器裝設兩臺及以

52、上主變壓器時，每臺容量的選擇應按照其中一臺停用時，其余變壓器容量至少能保證所供電的全部一級負荷或為變電所全部負荷的6075%。通常一次變電所為75%，二次變電所為60%。(3) 變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，因制造或運輸條件限制及初期只裝一臺主變壓器的220KV樞紐變電所中，一般采用單相變壓器組，當裝設一臺單相變壓器時，應設有備用相，當主變壓器超過一臺，且各臺容量滿足上述要求時，單相變壓器組可不裝設備用相。(4) 變電所中的變壓器在系統調壓有要求時，一般采用帶負荷調壓變壓器，如受設備制造限制時，可采用獨立的調壓變壓器或預留位置。(5) 變壓器繞組的連接方式必須和系統電壓相位一致，否則不能

53、并列運行，電力系統采用的繞組連接方式只有“Y”型和“”型，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。1.2 主變壓器的選擇1.2.1 總容量的確定 主變壓器的確定應根據510年發展規劃進行選擇，通過對原始資料的分析，根據負荷及經濟發展的要求，同時考慮負荷的同時系數和線損率等因素，可由公式求得。原始資料變電所60KV用戶負荷如表1.1所示：表1.1 60kV用戶負荷表序號負荷名稱最大負荷(KW)功率因數出線方式出線回路數附注近期遠期1建成機械95架空2有重要負荷2化肥廠8000100000.95架空2有重要負荷3重型機械廠10000130000.95架空2有重要負

54、荷4拖拉機95架空2有重要負荷5冶煉廠10000150000.95架空2有重要負荷6煉鋼廠12000180000.95架空2有重要負荷（重要負荷占總負荷的80%，符合同時率為0.7，線損率5%，小時）則：總負荷為：計算容量為：根據規程得，選用兩臺有載調壓變壓器，其型號為，電壓為，采用、連接組，附套管電流互感器，其具體型號和參數見表1.2表1.2 所選變壓器的主要參數額定電壓(KV)高壓空載電流(%)1.0低壓66負載損耗(KW)245空載損耗(KW)73連接組別、阻抗電壓(%)12.5軌距2000/1435主變壓器電抗為：2 短路電流計算2.1 將用到的計算公式(1)1) 變壓器：2) 發電機：3) 線路 ：(2)1) 星角2) 角星2.2 系統等值計