220kv變電站畢業設計

前

言本次畢業設計，目的在于鞏固自己的專業知識，因為我們的設計同專業知識聯系非常緊密，這就使我在進行畢業設計的同時，又對電力系統、繼電保護、電氣設備、電能計量等專業課進行了復習，提高了自己的專業基礎水平，通過設計使我們熟悉設計過程，掌握基本的設計知識，熟悉相關的設計手冊，輔助資料和國家有關規章制度。

本設計敘述了2X200MW凝汽式火力發電廠電氣部分（即升壓變電站）的設計，主要包括：說明書、與相關圖紙。其中說明書的容有：主接線含廠用電接線形式的選擇與分析，主變壓器與廠用變壓器的選擇，電氣設備選擇。計算書的容有：短路電流計算（即電氣設備選擇的相關計算）。

這次設計的參考資料主要有：電力工程設計手冊、火力發電廠設計技術規、發電廠電氣部分課程設計參考資料、電力工程設計手冊、發電廠與電氣設備等。

由于現在自己的能力有限，并且缺乏現場經驗，時間倉促，可供查閱的資料有較大的局限性，故設計中難免存在不周之處，敬請審閱老師批評指正。在畢業設計過程中，郭琳老師給予了耐心而細致的指導，在此表示衷心意！

容

簡

介

本設計敘述了2X200MW凝汽式火力發電廠電氣部分（即升壓變電站）的設計，主要包括：說明書、計算書與相關圖紙。

其中說明書的容有：對設計資料與變電站的總體分析，擬定兩種電氣主接線的方案，通過對電氣主接線的基本要求從而定性地確定本次設計電氣主接線的具體形式，包含廠用電接線形式的確定。依據規程規定以與最初設計資料的數據，確定主變壓器以與廠用高壓變、高壓廠用備用變的容量與型號，為短路電流的計算提供最初的電路參數。按照電氣設備選擇的原則，確定此變電站中所安裝斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器以與母線的型號，根據型號查出相關技術數據，并逐一具體分析校驗電器以滿足運行的要求。并在說明書的后半部分就配電裝置過電壓保護配置的容作出說明。

計算書的容有：通過確定具有代表性的短路點，計算三相短路電流，從而為說明書部分電氣設備的選擇提供相關的參數。

圖紙部分：220KV變電站主接線圖。原始資料

一、1、待設計的變電站為一發電廠的升壓站

2、計劃安裝兩臺200MW汽輪發電機組。

發電機型號：QFSN-200-2

Ue=15750V

COSΦ=0.85

Xg=14.13%

Pe=200MW

3、220KV出線五回，預留用空間隔，每條線路最大輸送容量200MW，Tmax=7000h，一級負荷。

4、當地最高溫度41.7℃，最熱月平均最高溫度32.5℃,最低溫度-18.6℃，

最熱月地面下0.8M處土壤平均溫度25.3℃

5、廠用電率8%，廠用電電壓15為6KV，發電機出口電壓為15.75KV。

6、本變電站地處8度地震區。

7、在系統最大運行方式下，系統阻抗值為0.054。

8、設計電廠為一中型電廠，其容量為2×200MW=400MW，最大機組容量200MW。向系統送電。

9、變電站220KV與系統有5回饋線，呈強聯系方式。

第一章

變電總體分析

隨著社會的發展，電能被日益廣泛的應用于工農業生產以與人民的日常工作中。因為電能可以方便的轉化為其他形式的能源，例如：機械能、熱能、光能、磁能等等；并且電能的輸送和分配易于實現，可以輸送到需要它的任何工作場所和生活場所；電能的應用規模也很靈活。以電作為動力，可以促進工農業生產的機械化和自動化，保證產品質量，大幅提高勞動生產率。同時提高電氣化程度，以電能代替其他形式的能源，是節約能源消耗的一個重要的途徑。

電力工業電能的生產、輸送、分配和消費與其他工業的區別在于：

1、與國民經濟各部門的關系非常密切

2、電力系統從一種運行方式過度到另一種運行方式的過度過程非常短促；

3、電能的生產、輸送、分配和消費實際上是同時完成的，不能大量儲存。

根據電力工業的特點，對電力系統有以下要求：

1、保證可靠的持續供電

2、保證良好的電能質量

3、保證電力系統運行的經濟性

所以說，電力工業是國家的基礎行業，是國民經濟發展的基礎，我們就是要運用所學習的知識為電力工業的發展作出貢獻。

一、供電區域的負荷分析

負荷分析的任務是根據工農業生產的布局特點，確定變電站布局位置，在變電站布局基礎上進行電網連接規劃。

負荷分析是變電站設計的重要依據，應根據給定的各級電壓進行，對進出線回路數、負荷性質、負荷大小進行綜合分析，以達到供電可靠性的要求。在確定變電站負荷的同時，求出變電站的綜合最大負荷作為選擇變電器的依據。

根據突然中斷供電所引起的損失程度分類，一般將電力負荷分為三級。

一級負荷：是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起對周圍環境嚴重污染的，突然中斷供電將會造成經濟上的巨大損失，如重要的大型設備損壞，重要產品或重要原材料生產的產品大量報廢，連續生產過程被打亂且需長時間才能恢復生產的；突然中斷供電將會造成社會秩序嚴重混亂或在政治上產生嚴重影響的用電負荷。

二級負荷：是指突然中斷供電將會造成經濟較大的損失，如生產的主要設備損壞，產品大量報廢或減產，連續生產過程需較長時間才能恢復；突然中斷供電將會造成社會秩序混亂或在政治上產生較大影響的用電負荷。

三級負荷：是指不屬于一級、二級負荷的其他負荷，對這類負荷，突然中斷供電所造成的損失不大或不會造成直接損失。

二、變電站的分類：

變電站根據它在系統中的地位可分為以：樞紐變電站、中間變電站、地區變電站和終端變電站。

1.樞紐變電站：位于電力系統的樞紐點，連接電力系統高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，電壓為330KV-500KV。全站停電后，將引起系統解列，甚至出現癱瘓。

2.中間變電站：高壓側以交換潮流為主，起系統交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2-3個電源，電壓為220KV-330KV，同時又降壓供給當地用電，起中間環節的作用。全站停電后，將引起區域電網解列。

3.地區變電所：高壓側電壓一般為110-220KV，向地區用戶供電為主，是一個地區或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區中斷供電。

4.終端變電站：在輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側電壓多為110KV，經降壓后直接向用戶供電的變電站。全站停電后，只是用戶受到損失。

三、變電站的作用：

變電站的目的是完成一項或更多的如下功能：

⒈開斷：連接或切斷系統中的各部分，一般是用斷路器或開關來完成。

⒉電壓變換：用電力變壓器來升高或降低電壓。

⒊無功補償：用并聯電阻，并聯電容器，靜止補償裝置以與調相機來控制電壓，串聯電容器組用以減小線路阻抗。

四、變電站的主要電氣設備：

通常把生產和分配電能的設備稱為一次設備，對一次設備進行測量、控制、監視和保護用的稱為二次設備。第二章變壓器的選擇

第一節

主變的選擇

在發電廠和變電所中，用來向電力系統或用戶輸送功率的變壓器稱為主變壓器，用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯絡變壓器，只供本廠（所）用電的變壓器稱為廠（所）用變壓器。

一、主變壓器容量與臺數的選擇：

1、容量的確定

⑴、容量為200MW與以上的發電機與住變壓器為單元連接時，該變壓器的容量可按下列兩種條件中的比較大者選擇：

①、按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷，且變壓器繞組的溫升在標準環境溫度或冷卻水溫度下不超過55℃②、按發電機的最大聯系輸出容量扣除本機組的廠用負荷，且變壓器的繞組的溫升不超過65℃⑵、發電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量可按下列條件的教大者選擇：

①、按發電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的欲度。

②、按發電機的最續輸出容量扣除本機組的廠用負荷。

根據以上原則：

去除廠用負荷后：Pc=200-200×10%=180MW

變壓器視在功率：S=Pc/COSΦ+10%×Pc/COSΦ

=180/0.85+10%×180/0.85

=232.9412KVA

故選擇主變壓器的型號為：SFP7-240000/220

主變壓器參數：

型

號

容量KVA

電壓KV

損耗KW

阻抗電壓%

高壓

低壓

空載

短路

SFP7-240000/220

240000

242

15.75

172

653

14

(表1-2)

附：主變型號的表示方法

第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號與材料

第一部分：相數

S----三相；D------單相；

第二部分：冷卻方式

J----油浸自冷；

F----油浸風冷；

S-----油浸水冷；G---干式;N----氮氣冷卻；

FP----強迫油循環風冷卻；SP----強迫油循環水冷卻2、臺數的確定

因為發電機與變壓器組成單元連接，故選擇2臺主變壓器。二、主變壓器形式的選擇：

1、相數的確定：

目前，可供選擇的變壓器相數有單相和三相兩種。根據已確定的主變壓器的容量參數和設計手冊中“在330KV與以下電力系統中，一般都應選用三相變壓器“的規定，考慮投資、占地、運輸、維護等方面因素，本變電站中主變壓器選用三相變壓器。

2、繞組數的確定：

⑴、對于200MW與以上的機組，其升壓變壓器一般不采用三繞組變壓器。因為在發電機回路與廠用分支回路均采用分相封閉母線，供電可靠性很高，而大電流的隔離開關發熱問題比較突出，特別是設置在封閉母線中的隔離開關問題更多；同時發電機回路短路器的價格極為昂貴，故在封閉母線回路不設置斷路器和隔離開關，以提高供電可靠性和經濟性。此外，二繞組變壓器的中壓側由于制造上的原因一般不希望出現任何分接頭，從而對高、中壓側調壓與負荷分配不利。這樣采用三繞組變壓器就不如利用雙繞組變壓器加聯絡變壓器靈活方便。

⑵、對于200MW與以上的機組，一與般雙繞組變壓器組成單元接線，主變壓器的容量和臺數與發電機容量配套選用。

⑶、容量為200MW的發電機組與雙繞組變壓器為單元連接時，在發電機與變壓器之間不應裝設斷路器、負荷開關或隔離開關，但應有可拆連接點。

故選擇雙繞組變壓器與發電機組成單元界線。

本變電站中二臺主變均選用雙繞組變壓器。

3、調壓方式的確定：

變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，改變變壓器高壓側繞組匝數，從而改變其變比來實現的，切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無載調壓，調整圍在±5%以，另一種是帶負載切換，稱為有載調壓，調整圍可達30%，但其結構復雜，價格較貴。

為保證發電廠的供電質量，本變電站主變壓器的高壓側應設置不帶電切換的分接頭開關，即通過無載調壓實現電壓調整，圍為±2x2.5％。

4、電壓等級的確定：

主變壓器的低壓側直接與發電機相連，其額定電壓應為發電機端電壓，即15750V，而高壓側與220KV主接線直接相連，其額定電壓應為220KV。

5、繞組接線組別的確定：

變壓器三相繞組的接線組別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星形和三角形兩種。我國110KV與以上電壓，變壓器繞組都采用YN連接，35KV以下電壓，變壓器三相繞組都采用三角形連接，在發電廠和變電所中，一般考慮系統或機組的同步并列要求以與限制三次諧波對電源的影響等因素，主變壓器接線別一般都選用YN，d11常規接線。

且《電力工程設計手冊》規定：為防止零序電流侵入發電機和保證電壓質量，主變低壓側應為三角形接線，高壓側應為星形接線，且中性點可操作的直接接地方式。

因此，本站主變的接線組別為：Y0-Δ-11

6、冷卻方式的選擇：

參考《電力工程電氣設計手冊》（電器一次部分）第五章第四節

主變一般的冷卻方式有：自然風冷卻；強迫有循環風冷卻；強迫油循環水冷卻；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卻方式。

故此變電所中的主變采用強迫油循環風冷卻方式。

查閱《電氣設備手冊》，240MVA雙繞組變壓器為強迫油循環風冷冷卻方式。

7、綜上所述，主變壓器的型號為：SFP7-240000/220（戶外型）三、主變中性點接地方式的確定

選擇電力網中性點接送地方式是一個綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，直接影響電網的絕緣水平、系統供電的可靠性和連續性、變壓器和發電機的運行安全以與對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和直接接地。電力網中性點的接地方式，決定了變壓器中性點的接地方式。電力網中性點接地與否，決定于主變壓器中性點運行方式。本站主變為220KV變壓器采用分級絕緣的，中性點運行方式為直接接地。第二節

廠用變壓器的選擇

一、廠用變壓器容量選擇的原則：

1、變壓器原、副邊額定電壓必須與引接電源電壓和廠用網絡電壓相一致。

2、變壓器的容量必須滿足廠用機械從電源獲得足夠的功率，因此對高壓廠用工作變壓器的容量應按高壓廠用電計算負荷的110％與低壓廠用電計算負荷之和進行選擇。

二、高壓廠用變的選擇

200MW機組的廠用電率為8％。本廠每臺機組選用兩段高壓母線，并將高壓負荷平均分置于兩個高壓段上。為了避免高壓段故障而影響和限制短路電流，兩段母線不能引接在高廠變的同一低壓繞組上，因此，高廠變選用分裂繞組變壓器。

對于分裂式變壓器，其容量有如下關系：

高壓繞組：Sts1≥ΣSC-St

分裂繞組：Sts2≥ΣSC

其中：SC-廠用變壓器分裂繞組計算負荷（KVA）

St-分裂繞組2分支重復計算負荷（KVA）

Sts1-廠用變壓器高壓繞組額定容量（KVA）

Sts2-廠用變壓器分裂繞組額定容量（KVA）

高壓繞組：(200x8%x110%)/0.85=20.71MVA

低壓繞組：(200x4%x110%)/0.85=10.355MVA

所以，查閱《電氣設備手冊》后，本次設計的兩臺高廠變的容量均選擇為25MVA，接線組別為Δ/Δ-Δ-12-12，其冷卻方式為自然循環風冷。

高廠變型號為：SFF3-25000/15(戶外型)

三、廠用高壓備用變壓器的選擇：

根據廠用高壓備用變壓器的容量不應小于最大一臺高壓廠用工作變壓器的容量，所以高備變的容量選擇為31.5MVA。

為了能更好的調整異常情況下高壓廠用段的電壓，高備變的高壓側應設置能遠動帶電調壓裝置，所以高壓側應為星形接線，調壓圍應為±7x2.5％，接線組為Y0-Δ-Δ-11-12,其冷卻方式為自然循環風冷。

高備變的型號為：SFFZ3-31500/220(戶外型)

四、高廠變、高備變的參數

附表2：高廠變技術參數

型

號

SFF3-25000/15

相

數

3相

額定容量

25000/12500-12500KVA

額定電壓

15.75±2x2.5％/6.3-6.3KV

冷卻方式

油浸風冷

連接組別

Δ/Δ-Δ-12-12

空載損耗

35KW

空載電流

0.533%

阻

抗

電

壓

高─（低1+低2）

10.16％

高─低1

18.85％

高─低2

18.85％

低1─低2

36.3％

短

路

損

耗

高─（低1+低2）

186KW

高─低1

91KW

高─低2

85KW

低1─低2

160KW附表3：高備變技術參數：

型

號

SFFZ3-31500/220

相

數

3相

額定容量

31500/15750─15750KVA

額定電壓

220±7x2.5％/6.3─6.3KV

冷卻方式

油浸風冷

連接組別

Y0/Δ-Δ-11-11

空載損耗

16.9KW

空載電流

0.56%

阻

抗

電

壓

高─（低1+低2）

12.5％

高─低1

21.3％

高─低2

21.3％

低1─低2

42.7％

短

路

損

耗

高─（低1+低2）

204.8KW

高─低1

94KW

高─低2

95.3KW

低1─低2

262.4KW

第三章

電氣主接線的選擇設計

電氣主接線是發電廠、變電所電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體與發電廠、變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備的選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大的影響。因此，必須正確處理好各個方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線方案。

第一節主接線選擇應注意的問題

一、主接線的選擇應注意：

1、主接線的設計，直接關系到全站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行。

2、對于220KV電壓等級的配電裝置的接線，一般分為兩大類：其一為母線類（包括單母線、單母線分段、雙母線分段和增設旁路母線的接線）；其二為無母線類（包括單元接線、橋型接線和多角型接線等）。應根據出線的回路數酌情選用。第二節主接線設計的基本要求

主接線應滿足可靠性、靈活性和經濟性三項基本要求。

一、可靠性

具體要求：

⑴、斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電。

⑵、斷路器母線故障時以與母線檢修時，盡量減少停運的回路數和停電時間，并要保證對一級負荷與全部或大部分二級負荷供電。

⑶、盡量避免發電廠、變電所全部停電的可能性。

⑷、大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠性的特殊要求。

二、靈活性

主接線應滿足在調度、檢修與擴建時的靈活性。

⑴、調度時，應可以靈活地投入和切除發電機、變壓器和線路，調整電源和負

荷，滿足系統在事故運行方式，檢修運行以與特殊運行方式下系統調度的要求。

⑵、檢修時，可以方便地停運斷路器，母線與其繼電保護設備，運行安全檢修

而不影響電力網的運行和對用戶的供電。

⑶、擴建時，可以的從初期接線過度到最終接線。

三、經濟性

主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下作到經濟合理。

⑴、投資省

⑵、占地面積小

⑶、電能損耗少第三節

基本接線的特點與使用圍

一、單母線接線

特點是整個配電裝置只有一組母線，所有電源和出線都在同一組母線上。

有簡單、清晰、設備少、投資少、運行操作且有利于擴建等優點，但可靠性與靈活性較差。適用于出線較少的配電裝置。

二、雙母線與其分段或帶旁路的雙母線接線

⑴、雙母線：有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用，沒一電源和出線的電路都經過一臺斷路器和兩組母線隔離開關分別與兩組母線連接。提高可靠性和靈活性。便于擴建，但接線比較復雜，隔離開關數目多，增大投資。適用于A：35-60KV出線數目超過8回；B：110-220KV出線數目為5回以上。

⑵、雙母線分段：為縮小母線故障的影響圍，用分段斷路器將工作母線分段，每段用母聯斷路器與備用母線相連，有較高的可靠性和靈活性，但投資較多。適用于配電裝置進出線總數達10-14回時，一組母線分段，配電裝置進出線總數達15回以上時，兩組母線分段。

⑶、雙母線帶旁路接線：雙母線接線可以用母聯斷路器臨時代替出現斷路器工作，但出線數目較多時，母聯斷路器經常被占用，降低了工作的可靠性和靈活性，為此可以設置旁路母線。

三、一個半斷路器接線

每一路經一臺斷路器接至一組母線，兩回路間設一聯絡斷路器，形成一個

“串”，兩回路共用三臺斷路器。

接線特點：

⑴、3/2接線兼有旁路環行接線和雙母線接線的優點，有高的可靠性和靈活性。

⑵、與雙母線帶旁路相比它的配電裝置結構簡單，占地面積小，土建投資少。

⑶、隔離開關僅做隔離電源用，不易產生誤操作。第四節主接線方案的選擇

本次設計的220KV變電站，根據原始資料，安裝兩臺200MW汽輪發電機組。此變電站為與電廠配套的升壓變電站。以220KV的電壓等級接入系統。電廠為區域性電廠，遠離負荷中心。所以必須滿足供電可靠性和靈活性，保證系統的安全穩定運行。

目前在發電廠中廣泛應用的基本接線形式分：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式。

其中有匯流母線的接線形式有：單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線分段接線、增設旁路母線或旁路隔離開關。

無匯流母線的接線形式有：發電機-雙繞組變壓器組成的單元接線、橋形接線、角形接線。

主接線的設計應保證其滿發、滿供、不積壓發電能力，同時盡可能減少傳輸能量過程中的損失，以保證供電的連續性。在考慮可靠性的同時，還應滿足調度、檢修與擴建時靈活性和投資省、占地面積小，電能損失少等經濟性。

根據《電力工程電氣設計手冊》電氣一次部分和教材《發電廠電氣部分》對各種主接線適用圍的要求：220KV電壓級出線回路數大于4回，為使其出線斷路器檢修時不停電，可采用單母線分段帶旁路接線或雙母線帶旁路接線，以保證其供電的可靠性和靈活性。

雙母線帶旁路接線：每回線路都經一臺斷路器和二組隔離開關分別與二組母線連接，并經一組隔離開關與旁母相連接。兩組母線同時工作，并通過母線聯絡斷路器并聯運行，電源與負荷均勻分配在兩組母線上，旁路母線備用。

雙母線帶旁路接線的優點：

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；檢修任一回路的出線斷路器時，可不停止對該回路的供電。

2、調度靈活：各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應各種運行方式調度和潮流變化的需要，通過倒閘操作可以組成各種運行方式。

3、擴建方便：在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自由組合，不會引原有回路的停電。

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。

雙母線帶旁路接線的缺點：

1、這種接線使用設備多，配電裝置復雜，投資較多。

2、在運行中，隔離開關作為倒換操作電器，容易發生誤操作，尤其當母線出現時，須短時切換較多電源和負荷，為了避免誤操作，需在隔離開關和斷路器間裝設閉鎖裝置。

單母線帶旁路接線的優點：簡單清晰，設備少，投資小，運行操作方便且利于擴建，其缺點：可靠性、靈活性較差。

單母線分段帶旁路顯然在經濟性方面由于其設備數量上、占地面積小而比雙母線帶旁路好，但在安全可靠性方面，雙母線帶旁母接線比單母線帶旁母接線安全可靠的多。

3/2接線投資較大，但可靠性高。

以上幾種接線形式，經過綜合的考慮，認為此變電站的220KV主接線采用雙母線帶旁路的接線方式比較好。主接線的方式選用雙母線分段接線。

第五節

發電機出口母線接線形式的選擇

變電站的電源即2臺發電機，其端電壓級只有廠用電負荷，而沒有其他負載，所以不需要設置發電機端電壓級匯流母線，且發電機容量較大，當這一級電壓配電裝置處發生短路時，短路電流非常大，對發電機、主變與電網都會造成很大的破壞，這是不能允許的，所以發電機出口主接線應選擇接線簡單，運行可靠性高，相間、相地間短路機率很小的主接線方式。

根據《電力工程電氣設計手冊》電氣一次部分的規定：200～600MW發電機出線母線應采用全連式分相封閉母線。

其優缺點如下表所示：

優點

缺點

運行可靠性高，能防止相間短路且外殼多點接地，可保障人體接觸時的安全。

母線散熱條件較差

對減小短路電動力有明顯效果

外殼產生損耗

外殼電流的屏蔽作用可改善母線附近鋼構的發熱

金屬消耗量增加

安裝和維護工作量小

故待設計變電站所屬發電廠的發電機出口母線選擇全連式分相封閉母線，使每相母線各封裝在單獨的外殼，外殼兩端用短路板連接起來。

第四章

短路電流的計算

一、短路電流計算的目的

1、選擇載流導體。

2、選擇配電裝置。

3、選擇繼電保護裝置和進行整定計算

4、選擇有效的限流措施。

二、進行短路電流計算的基本條件

1、正常工作時，三相系統對稱運行。

2、所有電源電動勢相位角一樣。

3、短路瞬間短路電流最大。

4、母線電抗忽略不計。

三、短路點的選擇

1、高壓母線上發生短路：D1

2、發電機出口發生短路：D2

第一節系統各元件電抗標幺值的計算：

一、選取基準功率SB＝100MVA

UB＝UaV.N(各級平均額定電壓)

1、發電機：(F1、F2)

Xd1’’=14.13%

XF1*＝XF2*＝Xd1’’SB/SN＝0.0601

2、變壓器：(T1、T2)

已知：Uk=14.1%

SN=240MVA

XT1*＝XT2*＝(Uk/100)×(SB/SN)＝0.0588

二、計算結線圖：

選d1、d2點為短路計算點。見附圖1

三、等值電抗圖：

將各元件電抗編號，做出等值電抗圖。見附圖2

第二節三相短路電流的計算一、220KV母線d1處發生三相短路

簡化等值電抗圖見附圖3

1、對發電機而言：F1、F2可以合并

F1、F2對短路點d1的轉移阻抗為：

X1K＝0.05945

Xjs1*＝X1K×(SN∑1/SB)=0.05945×2×200/(0.85×100)=0.28

查運算曲線圖得各電流標幺值：

I*’’＝3.87

I*t=2＝2.42

I*t=4＝2.38

IN∑1=SN∑1/

UaV.k=2×200/(0.85×230×)=1.18KA

則：

I’’＝1.18×3.87＝4.57(KA)

I*t=2＝1.18×2.42=2.86(KA)

I*t=4＝1.18×2.38＝2.81(KA)

取沖擊系數為1.8

ish=1.8××Id’’＝2.55×4.57＝11.65(KA)

2、對系統而言：

系統側為無限大容量電源，則由它供給的三相短路電流不衰減。

I*s=1/xsk=1/0.054=18.52

IB＝SB/UaV.k＝100/(1.732×230)＝0.25(KA)

It=I*s×IB=18.52×0.25=4.63(KA)

取沖擊系數為1.8

ish=1.8××Id’’＝2.55×4.63＝11.81(KA)

3、總電流：

I’’＝4.57+4.63＝9.20(KA)

I*t=2＝2.86+4.63=7.49(KA)

I*t=4＝2.81+4.63＝7.44(KA)

ish=11.65+11.81=23.46(KA)

二、發電機出口15.75KVd2處發生三相短路

簡化等值電抗圖見附圖4

1、對#1發電機而言：

X1K＝0.0601

Xjs1*＝X1K×(SN∑1/SB)=0.0601×200/(0.85×100)=0.14

查運算曲線圖得各電流標幺值：

I*’’＝7.35

I*t=2＝2.55

I*t=4＝2.50

IN∑1=SN∑1/

UaV.k=200/(0.85×15.75×)=8.63(KA)

則：

I’’＝7.35×8.63＝63.40(KA)

I*t=2＝2.55×8.63=21.99(KA)

I*t=4＝2.50×8.63＝21.56(KA)

取沖擊系數為1.8

ish=1.8××Id’’＝2.55×63.40＝161.66(KA)

2、對#2發電機而言：

X2K＝0.3072

Xjs2*＝X2K×(SN∑2/SB)=0.3072×200/(0.85×100)=0.72

查運算曲線圖得各電流標幺值：

I*’’＝1.44

I*t=2＝1.52

I*t=4＝1.69

IN∑2=SN∑2/

UaV.k=200/(0.85×15.75×)=8.63(KA)

則：

I’’＝1.44×8.63＝12.08(KA)

I*t=2＝1.52×8.63=13.11(KA)

I*t=4＝1.69×8.63＝14.58(KA)

取沖擊系數為1.8

ish=1.8××Id’’＝2.55×12.08＝30.79(KA)

3、對系統而言：

Xsk=0.1395

I*s=1/xsk=1/0.1395=7.17

IB＝SB/UaV.k＝100/(1.732×15.75)＝3.67(KA)

It=I*s×IB=3.67×7.17=26.28(KA)

取沖擊系數為1.8

ish=1.8××Id’’＝2.55×26.28＝67.02KA

4、總電流：

I’’＝63.40+12.08+26.28＝101.76(KA)

I*t=2＝21.99+13.11+26.28=61.38(KA)

I*t=4＝21.56+14.58+26.28＝62.42(KA)

ish=67.02+30.79+161.66=259.47(KA)

第三節

短路電流數據表一、220KV母線三相短路時，短路電流表

單位：KA

G1

G2

C

總沖擊電流

電流基準值

1.18

0.25

23．46

計算電抗

0.28

總電流

0S

標么值

3.87

18.52

有名值

4.57

4.63

9.20

2.06S

標么值

2.42

18.52

有名值

2.86

4.63

7.49

4.12S

標么值

2.38

18.52

有名值

2.81

4.63

7.44二、15.75KV母線三相短路時，短路電流表：

單位：KA

G1

G2

C

總沖擊電流

電流基準值

8.63

8.63

3.67

259．47

計算電抗

0.14

0.72

總電流

0S

標么值

7.35

1.44

7.17

有名值

63.40

12.08

26.28

101.76

2S

標么值

2.55

1.52

7.17

有名值

21.99

13.11

26.28

61.38

4S

標么值

2.50

1.69

7.17

有名值

21.56

14.58

26.28

62.42

第五章

電氣設備的選擇

第一節電氣設備選擇的要求

一、選擇的一般要求

（1）、應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景的發展；

（2）、應按當地環境條件校核；

（3）、應力求技術先進和經濟合理；

（4）、與整個工程的建設標準應協調一致；

（5）、同類產品應盡量減少品種；

（6）、選用的新產品均應具有可靠的試驗數據，并經正式鑒定合格。在技術條件上，選擇的高壓電器能在長期工作條件下和發生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。

二、按正常工作條件選擇電器：

1、額定電壓和最高工作電壓：

所選電器允許最高工作電壓Ua1m不得低于所接電網的最高運行電壓Usm，即：Ua1m≥Usm

一般可按照電器的額定電壓UN不低于裝置地點電網額定電壓UNS的條件選擇，即UN≥UNS

2、額定電流：

電器的額定電流IN是指在額定周圍環境溫度下，電器的長期允許電流。IN應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流Imax,即：

IN≥Imax,

3、按當地環境條件校核：

我國目前生產的電器使用的額定環境溫度θ0＝＋40℃，如果周圍環境溫度高于＋40℃（但≤＋60℃）時，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8％進行修正，當環境溫度低于＋40℃時，環境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5％，但其最大電流不得超過額定電流的20％。

三、按短路情況校驗：

1、短路熱穩定校驗：

短路電流通過電器時，電器各部件溫度（或發熱效應）應不超過允許值。It2t≥Qk

式中：Qk─短路電流產生的熱效應

It、t─電器允許通過的熱穩定電流和時間

2、電動力穩定校驗：

電動力穩定是電器承受短路電流機械效應的能力，亦稱動穩定。滿足動穩定的條件為：Ies≥Ish

ies≥ish

式中Iesies─電器允通過的動穩定電流的有效值與其幅值。

Ishish─短路沖擊電流有效值與其幅值。

下列幾種情況可不校驗熱穩定或動穩定：

1、用熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷時間保證，故可不驗算熱穩定。

2、采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩定。

3、裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不驗算動、熱穩定。第二節

斷路器的選擇

一、參數的選擇

1、斷路器的關合額定電流，不應小于短路沖擊電流值。

2、關于分合閘時間，對于110KV以上的電網，當電力系統穩定要求快速切除故障時，分閘時間不宜大雨0.04S。用于電氣制動回路的斷路器，其合閘時間不宜大于0.04～0.06S

3、Ug（電網工作電壓）≤Un。

4、Igmax（最大持續工作電流）≤In。

二、型式的選擇

斷路器型式的選擇，除應滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮便于施工調試和運行維護，并經過技術經濟比較后確定。

三、斷路器型號的組成第一個字母表示：

S——少油斷路器、D——多油斷路器、K——空氣斷路器、

Q——產氣斷路器、L——六氟化硫斷路器、Z——真空斷路器、

C——電磁式斷路器第二個字母表示：

N——戶用、W——戶外用

產品名稱

使用環境

額定電流（A）

設計序號

額定電壓（KV）按照省電力公司有關制度的要求，220KV電壓等級的斷路器要使用SF6斷路器。由于220KV側所有的斷路器均計劃選用LW6系列220KV六氟化硫斷路器，其主要技術參數如下：型號

SF6

氣體壓力

額定電壓

最高工作電壓

額定

電流

額定短路

開斷電流

額定短時關

合峰值電流

熱穩定

電流4S

動作

時間

LW6-220

0.6MPa

220KV

252KV

3150A

50KA

125KA

50KA

0.09S

校驗不同安裝地點的最嚴重情況即可。

即選擇校驗主變至220KV母線處的斷路器。后備保護動作時限為2S。

設：發電機主保護動作時間tb1=0.05S

已知：實際環境溫度最高為＋41.7℃

1〉安裝地點均為戶外，額定電壓為220KV。

2〉額定電流的校驗：

斷路器經過的最大持續工作電流在主變高壓側。

則：Imax=1.05PN/UNcosΦ=(1.05x200x1000)/(0.85x1.732x220)=648.38A

實際環境溫度為＋41.7℃，Ie=3150A

修正后：3150x(1-3.6%)=3036.6A>648.38A

合格

3〉斷流能力校驗:

斷路器的額定開斷電流INbr不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量I"

INbr=50KA>I"=9.20KA

tk=0.05+0.09=0.14S>0.1S

合格

4〉短路關合電流校驗:

斷路器額定關合電流iNc1≥短路電流最大沖擊值ish

iNc1=125KA>ish=23.46KA

合格

5〉動穩定校驗：ies=125KA>ish=23.46KA

合格

6〉熱穩定校驗：

It2t=502x4=10000[(KA)2S]

短路電流周期分量熱效應：

QP=tk(I"2+10I2tk/2+I2tk)/12=2.12x(I"2+10I21.06+I22.12)/12

tk=2+0.09+0.03=2.12s

QP=2.12x(9.202+10x9.202+7.482)/12=174.368

因為tk>1s，故不計非周期分量熱效應

則：It2t=10000[(KA)2S]>Qk=174.368[(KA)2S]

合格

故LW6-220型戶外SF6斷路器滿足要求，可以選用。第三節隔離開關的選擇

一、參數的選擇

1、電壓：Ug（電網工作電壓）≤Un。

2、電流：Igmax（最大持續工作電流）≤In。

二、型式的選擇

應根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經濟比較后確定。

三、隔離開關型號的組成

第一個字母表示：

G——隔離開關、J——接點開關、

第二個字母表示：

N——戶用、W——戶外用

產品名稱

使用環境

額定電流（A）

設計序號

額定電壓（KV）220KV系統計劃全部選用GW4-220W/1000-80型隔離開關，其主要技術參數如下：型號

額定電壓

額定電流

極限通過電流幅值

熱穩定電流

GW4-220W/1000-80

220KV

1000A

80KA

23.7KA(4S)

1〉安裝地點為戶外，額定電壓為220KV。

2〉額定電流的校驗：

實際環境溫度為＋41.7℃，Ie=1000A

修正后：1000x(1-3.6%)=964A>648.38A

合格

3〉動穩定校驗:

ies=80KA>ish=23.46KA

合格

4〉熱穩定校驗：

It2t=23.72x4=2246.76[(KA)2S]>Qk=174.368[(KA)2S]

合格

故220KV系統可選用GW4-220W/1000-80型隔離開關。第四節

接地刀閘或接地器的配置

(1)為保證電器和母線的檢修安全，35KV與以上每段母線根據長度宜裝設１—２組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應盡量

保持適中。母線的接地刀閘宜裝設在母線電壓互感器的隔離開關和母聯隔離開關上，也可裝于其他回路母線隔離開關的基座上。必要時可設置獨立式母線接地器。

(2)63KV與以上配電裝置的斷路器兩側隔離開關和線路隔離開關的線路宜配置接地刀閘。

第五節電壓互感器的選擇

一、電壓互感器的配制原則

(1)電壓互感器的數量和配置與主接線方式有關，并應滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，同期點的兩側都能提取到電壓。

(2)6—220kV電壓等級的每組母線的三相上應裝設電壓互感器。

旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各回出線外側裝設電壓互感器的情況和需要確定。

(3)當需要監視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。

(4)當需要在330kV與以下主變壓器回路中提取電壓時，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。

(5)發電機出口一般裝設兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調整裝置需要。當發電機配有雙套自動電壓調整裝置，且采用零序電壓式匝間保護時，可再增設一組電壓互感器。

二、電壓互感器的接線

在3~220KV系統中，廣泛應用三臺單相三繞組電壓互感器構成YN，yn,d0或YN，y,d0接線，其二次繞組用于測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網絕緣監視儀表和繼電器用。

三、220KV母線電壓器的選擇（PT選一樣型號）

1、電容式電壓互感器由于結構簡單、重量輕、體積小，占地少、成本低，且電壓越高效果越顯著，此外，分壓電容還可兼作載波通信的耦合電容器，故廣泛應用于110~500KV中性點直接接地系統。但其缺點是輸出容量較小，誤差較大，暫態特性不如電磁式電壓互感器。

故選戶外三只單相TYD-220//-0.01H型電容式電壓互感器

一次額定電壓：220/KV

二次額定電壓：a-x

100/v

a0-x0

100v

2、準確度級的選擇：

準確級：0.5/1/3P

因電壓互感器主要負荷是保護與電度表等測量儀表，故選0.5級。與此對應，互感器3相總的額定容量為Se2=150VA

3、負荷校驗：

電壓互感器的額定二次容量（對應于所要求的準確級）應不小于電壓互感器的二次負荷。

母線PT二次負荷有：電壓表，有功功率表，無功功率表，三相三線有功電能表與三相三線無功電能表。

各項負荷統計表：

儀表名稱

每個線圈消耗功率

儀表電壓線圈

PUV

(W)

QUV

(Var)

PVW

(W)

QVW

(Var)

cosΦ

sinΦ

電

壓

表

0.3

1

0.3

0.3

無功電度表

1.5

0.38

0.925

0.57

1.39

0.57

1.39

有功電度表

1.5

0.38

0.925

0.57

1.39

0.57

1.39

有功功率表

0.6

1

0.6

0.6

無功功率表

0.5

1

0.5

0.5

總

計

2.54

2.78

2.54

2.78

由于每相上尚接有絕緣監視電壓表V（P0＝0.3W

Q0=0）

SUV=SVW=3.77VA

cosΦUV=cosΦVW=2.54/3.77=0.6737

ΦUV=ΦVW=47.64o

U相負荷：

PU=SUVCos(47.64o-30o)/

+P0=3.77xCos17.64o/

+0.3=2.37(W)

QU=SUVSin(47.64o-30o)/

=3.77xSin17.64o/

=0.66(Var)

V相負荷：

Pv=[SUVCos(47.64o+30o)+SVWCos(47.64o-30o)]/

+0.3=2.84(W)

QV=[SUVSin(47.64o+30o)+SVWSin(47.64o-30o)]/

=2.79(Var)

顯示易見，V相負荷較大，故應按V相總負荷進行校驗：

SV=3.98(VA)<150/3(VA)

所選互感器滿足要求。

在110KV與以上配電裝置中，考慮到互感器與配電裝置可靠性較高，且高壓熔斷器制造比較困難，價格昂貴，廠家不生產220KV與以上的熔斷器，故220KV電壓互感器只經隔離開關與電網連接。

四、15.75KV發電機電壓互感器的選擇（二臺機選用一樣型號）

1、選戶型樹脂灌注電磁式三只單相JDZJ-15型電壓互感器

接線組別：1/1/1-12/12

一次額定電壓：15/KV

二次額定電壓：100/v

二次輔助線圈電壓：100/3v

2、準確度級的選擇

電壓互感器主要負荷是保護與電度表等測量儀表，故選0.5級即可，額定負荷為100VA，開口三角形額定負荷為200VA。

第六節

電流互感器的配置

一、電流互感器的配制原則

(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、保護和自動裝置要求。

(2)在未設斷路器的下列地點也應裝設電流互感器：

發電機和變壓器的中性點、發電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。

(3)對直接接地系統，一般按三相配置。對非直接接地系統，依具體要求按兩相或三相配置。

(4)一臺半斷路器接線中，線路一線路串可裝設四組電流互感器，在能滿足保護和測量要求的條件下也可裝設三組電流互感器。線路一變壓器串，當變壓器的套管電流互感器可以利用時，可裝設三組電流互感器。

二、電流互感器的選擇：

1、一次回路額定電壓和電流：

UN1≥UNs

IN1≥Imax

式中UN1IN1為電流互感器一次額定電壓和電流

2、二次額定電流的選擇：

有5A和1A兩種，一般弱電系統用1A，強電系統用5A。當配電裝置距離控制室較遠時，為使電流互感器能多帶二次負荷或減小電纜截面，提高準確級，應盡量采用1A。

1>當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應盡量選擇的比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當的指示。

2>電力變壓器中性點電流互感器的一次額定電流應按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的1/3進行選擇。

3>中性點非直接接地系統中的零序電流互感器，在發生單相接地故障時，通過的零序電流較中性點直接接地系統小得多。為保證保護裝置可靠動作，應按二次電流與保護靈敏度來檢驗零序電流互感器的變比，當標準產品的變比不能滿足要求時，應向制造廠特殊訂貨。同時注意，電纜式零序電流互感器窗口應能通過一次回路的所有電纜，母線式零序電流互感器的母線截面應按一次回路的電流選擇，其窗口尚應考慮有一根繼電保護用的二次電纜要從窗口穿過。

3、電流互感器種類和型式的選擇：應根據安裝地點和安裝方式選擇其型式，選用母線型時應注意校核窗口尺寸。

4、電流互感器準確級和額定容量的選擇：為保證測量儀表的準確度，互感器的準確級不得低于所供測量儀表的準確級，且互感器二次所接負荷應不大于該準確級所規定的額定容量。

三、220KV母線電流互感器的選擇：

額定電壓為220KV，計劃選LCWB2-220W型電流互感器，其主要技術參數如下表所示：

型號

額定

電流比

級次組合

準確

級次

二次負荷

熱穩定

1S

動穩定

0.2(VA)

0.5(Ω)

10P(VA)

LCWB2-220W

(2X200

~2X600)

/5

0.2/0.5

0.5

50

2

60

31.5

KA

80

KA

P/P

0.5

P/P

P

其變比根據負荷電流的大小可選用400/5，600/5，1200/5。并應使CT一次額定電流比正常工作電流大1/3。熱穩定電流31.5KA、動穩定電流為80KA。

1、一次回路額定電壓：220KV

2、一次回路額定電流的選擇（變比的選擇）：

仍選主變至220KV母線處的斷路器所安電流互感器進行校驗。

此時CT的最大持續工作電流在為：

Imax=648.38A

CT變比應選1200/5

實際環境溫度為＋41.7℃，Ie1=1200A

修正后：1200x(1-3.6%)=1156.8A>648.38A

合格

3、準確度級的選擇：

由于互感器要供給計費電能表用，所以全部選用0.5級即可滿足。一般測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組。當一個二次繞組的容量不能滿足要求時，可將兩個二次繞組串聯使用或兩個CT串聯。

4、母線CT二次負荷有：電流表，有功功率表，無功功率表，三相三線有功電能表與三相三線無功電能表。

各項負荷統計表：

儀表電流線圈名稱

每個線圈消耗功率

A相

B相

C相

電

流

表

0.3

0.35

0.35

0.35

有

功

功

率

表

1.5

0.6

0.6

無

功

功

率

表

1.5

0.6

0.6

三相三線有功電能表

0.6

0.5

0.5

三相三線無功電表表

0.5

0.5

0.5

總

計

2.55

0.35

2.55

最大相負荷阻抗：ra=Pmax/I2N2=2.55/25=0.102(Ω)

CT為完全星形接線，連接線的計算長度為：LC=L

L為電流互感器與測量儀表的距離，取60米。

ZN2=2Ω

S≥ρLC/(ZN2-ra-rc)=1.75x10-8x60/(2-0.102-0.1)

=1.01x10-6(m2)=1.01(mm2)

選用標準截面為1.5mm2的銅線。

5、熱穩定校驗：

It2=31.52=992.25[(kA)2S]>Qk=174.368[(KA)2S]

熱穩定滿足要求。

4、動穩定校驗：

部動穩定能力校驗：ies=80(kA)>ish=23.46(KA)

由于此電流互感器為瓷絕緣型電流互感器，固需校驗外部動穩定。

Fal≥0.5x1.73x10-7i2shl/a=4.76x10-5l/a

Fal-作用于電流互感器瓷帽端部的允許力(N)

動穩定滿足要求。

四、15.75KV發電機出口電流互感器的選擇：

1、兩臺機均選用一樣的CT，且根據不同的用途，每臺發電機分別在首尾端各選用四組CT，且準確度不同。

Imax＝9056.74AUe＝15.75KV

選用LRZ-20型電流互感器，其參數如下:

電壓：20KV變比：12000/5Ze2=2.4

1s熱穩定倍數：40動穩定倍數：90

2、準確度級的選擇：

電度計量用電流互感器，選用0.2級

電流測量用電流互感器，選用0.5級

繼電保護用電流互感器，選用B級

3、熱穩定校驗：

短路電流周期分量熱效應：

tk=2+0.09+0.03=2.12s

QP=tk(I"2+10I2tk/2+I2tk)/12=2.12x(I"2+10I2t=1.06+I2t=2.12)/12

QP=111437.36>QP

因為tk>1s，故不計非周期分量熱效應

Qk=QP=111437.36[(KA)2S]

(KrIe1)2=(40x12)2=230400[(kA)2S]>Qk=111437.36[(KA)2S]

熱穩定能滿足要求。

4、動穩定校驗：

部動穩定校驗：Kd··Ie1=90x

x12=1527.35kA>ich

LRZ為澆注式絕緣，故不校驗外部動穩定。

故動穩定能滿足要求。

五、雙繞組主變壓器套管電流互感器的選擇

1、高壓套管電流互感器的的選擇

A、選用LRD-220型套管CT

變比600/5二次負荷100VA

B、準確度級的選擇：

選用0.5級

2、高壓中性點電流互感器的選擇

A、選用LRD-110型套管CT

變比600/5二次負荷100VA

B、準確度級的選擇：

選用D級

六、三繞組高廠變高壓主側套管電流互感器的選擇

1、選用LR-35-B型套管CT

變比1500/5二次負荷50VA

2、準確度級的選擇：選用0.5級第七節避雷器的配置

電力系統的過電壓主要分為兩類：雷閃過電壓、操作過電壓。其中雷閃過電壓對系統的安全運行危害很大。

發電廠、變電所的防雷保護具有以下特點：

1、發、變電所屬于“集中型”設施，直接雷擊防護以避雷針為主。

2、它們都與架空輸電線路相聯接，輸電線上的過電壓波會運動至發、變電所，對電氣設備構成威脅，因此發、變電所要對侵入波過電壓進行防護，主要手段是避雷器。

3、發、變電所都安裝有貴重的電氣設備，這些電氣設備一旦受損，一方面會對人民的生活和生產帶來巨大損失，造成嚴重的后果，另一方面這些設備的修復困難，需要花費很長時間和大量金錢，給電力系統本身帶來重大經濟損失。所以發、變電所要采取周密的過電壓防護措施。

一、避雷器配置的原則：

(1)配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線都裝設避雷器時除外。

(2)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)220kV與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。

(4)三繞組變壓器低壓側的一相上宜設置一臺避雷器。

(5)下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器

1)直接接地系統中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關時。

2)直接接地系統中，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)不接地和經消弧線圈接地系統中，多雷區的單進線變壓器中性點上。

(6)發電廠變電所35kv與以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設避雷器。

(7)SF6全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。

(8)110—220kV線路側一般不裝設避雷器。

二、避雷器配置設計：

主變壓器高壓側出口避雷器：

主變壓器中性點：型號：Y1W-146/320KV

額定電壓：146KV

母線避雷器：型號：Y10W-220/520W

額定電壓：220KV

滅弧電壓：365KV

第六章各級配電裝置的配置

（參考資料：《發電廠電氣設備》于長順主編）

發電廠和變電站主接線中，所裝開關電器、載流導體以與保護和測量電器等設備，按一定要求建設而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發電廠和變電所的重要組成部分。

第一節選擇配電裝置的要求與分類

一、配電裝置的要求

（1）配電裝置的設計和建設，應認真貫徹國家的技術經濟政策和有關規程的要求，特別注意應節約用地，爭取不占或少占良田。

（2）保證運行安全和工作可靠。設備要注意合理選型，布置應力求整齊、清晰。

（3）便于檢修、操作和巡視。

（4）便于擴建和安裝

（5）在保證上述條件要求下，應節約材料、減少投資。

二．配電裝置的分類與使用圍

配電裝置按電氣設備裝置的地點，可分為屋配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現場組裝而成的裝配式配電裝置，以與在制造廠將開關電器等按接線要求組裝成套后運至現場安裝用的成套配電裝置。

屋配電裝置是將電氣設備安裝在屋，它的特點是占地面積小，運行維護和操作條件較好，電氣設備受污穢和氣候條件影響較小；但需建造房屋，投資較大。

屋外配電裝置是將電氣設備裝置在屋外，它的特點是土建工程量小，投資小，建造工期短，易擴建，但占地面積大，運行維護條件較差，易受污穢和氣候條件影響。

在發電廠和變電所中，一般35KV與以下的配電裝置采用屋配電裝置，110kv與以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110kv與以上的配電裝置，在嚴重污穢地區，如海邊和化工廠區或大城市中心,當技術經濟合理時,也可采用屋配電裝置。

成套配電裝置一般布置在屋，特點是結構精密，占地面積小，建設期短，運行可靠，維護方便，但耗用剛材較多，造價較高。目前我國生產的3—35kv各種成套配電裝置，在發電機和變電站中已廣泛應用。

第二節高壓主接線配電裝置的布置一、主接線配置布置形式的選擇：

電氣主接線配電裝置是發電廠的重要組成部分，是各種電氣設備與必需的輔助設備組成的，擔負著接受、分配和輸出電能的作用。

根據高壓配電裝置設計的原則要求，并考慮本次設計的主接線電壓等級在系統中的地位以與出線回路數，參考《電力工程電氣設計手冊》規定，本次設計的變電站電氣主接線配電裝置的布置形式為：普通中型屋外型布置。

即所有電器都安裝在同一水平面上，并裝在一定高度的基礎上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動，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。

二、普通中型屋外型布置形式的評價：

優點：普通中型配電裝置，用較多，已有豐富的經驗，施工、檢修和運行都比較方便，抗震能力較好，造價比較低。

缺點：占地面積較大，且由于斷路器單列布置，配電裝置的進線會出現雙層構架，跨線多，因而降低了可靠性。

第三節

母線的選擇

一、220KV系統母線的選擇：

母線最大持續電流為：I＝2x200x0.92x1000/(1.732x230x0.85)=1086.8A

220KV與以上室外高壓配電裝置，應選用軟導線，并可根據負荷電流選擇導線截面。查《設計手冊》，應選用LGJ-500/35,其長期允許截流量為1025A>1086.8A。選擇LGJ-500/35大于LGJ-300/30可不進行電暈校驗。

二、15.75KV系統母線的選擇：

前面已經敘述過發電機出口母線選用分相封閉母線，其母線的截面只需按長期允許負荷電流來選擇。

Igmax=(200x1000)/(0.85x15.75x)=8625A

選用圓管形導線（銅材）查《設計手冊》，其型號為：

D=280mm,d=260mm,t=10mm,δ＝25mm，S＝7900mm2

第七章

外語翻譯

Vacuum

Circuit

Breakers

Vacuumswitchprovideanotherschemeforcircuitinterruption.Inallour

discussionssofarwehaveconsideredthe

befaviorofthegas

between

the

partingcontacts.Thisgasisionizedbyseveraldifferentprocessesandsoprovides

freeelectrons,whichmovetotheanode,andpositeveions,whichmovetothe

cathode.Thepositiveionscomingtothecathodeprovideamechanismbywhich

electronscomeoutofthemetaleitherthermionically

or

byhighfieldemission.

Practicallyallthesephenomenadisappearifthegasisremovedfromthespace

betweentheelectrodes.Theareisinterruptedatthefirstcurrentzeroanddosenot

reignite.Vacuumbreakersfailif

leskspermitairtoentertheinterruptingchamber.

Themovingcontactsaresealedbyairtightmetalbellow.

Figure7-6(a)and(b)illustratetheconstructionof3AFand3AGvacuumbreakers,

respectively.The3AFand3AGvacuumbreakersconsistofthree

vacuum

interrupters,theirsupportsandtheoperatingmechanism.Theslimlinedesignofthe

vacuuminterruptersmakesinpossibletoinstallthebreakersinspace

saving

swetchingboards.

Whenthecontactseparates,thecurrenttobeinterruptedinitiatesametalvapourarcdischargeandflowsthroughthisplasmauntilthenextcurrentzero.Thearcistheextinguishedandtheconductivemetalvapourcondens