1、張士開發區220kv降壓變電所電氣部分設計摘 要電氣工程及其自動化專業的畢業設計是培養學生綜合運用大學四年所學理論知識，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“電力系統及自動化專業（發電廠及電力系統）”畢業任務書的要求，綜合大學四年所學的專業知識及電力工程電氣設計手冊，電力工程電氣設備手冊等書籍的有關內容，在指導教師的幫助下，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經濟性，系統運行的可靠性，靈活性等諸多因素，最終完成本設計方案。本設計說明書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氣部分的

2、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，詳細的校驗了各種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，最后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。論文包括設計的說明和設備選擇的計算，并附有六張設計圖紙（電氣主接線圖一張、全所電氣總平面布置圖一張、60kv高壓配電裝置的斷面圖兩張、60kv線路繼電保護原理圖一張、變電所防雷保護圖一張），可為以后的設計做些參考。由于時間緊張和能力有限，此論文中難免會出現遺漏和錯誤，希望老師給予指點和更正。最

3、后，感謝各位老師給予我的幫助和大力支持，正因為你們精心的指導本次論文才得以更好的完成，再次表示深深的感謝！ 關鍵詞 電力系統 防雷保護 自動化abstractthis paper is electrical engineering and professional graduate in its automation designs is an important link of the first step to trains student synthesize to make use of the four years in university an academic theories

4、 theory knowledge, independence analysis definitely reach agreement engineering actual problem ability.this design according to electric power system and automation profession( power plant and electric power system) the request that graduate the mission book, synthesize the four years in university

5、a profession for learning knowledge and electric power engineering electricity design manual ,etc. under the help that guide the teacher, pass oneself of design what argument complete with meticulous care. whole design process inside, completely economic that meticulous consideration engineering des

6、ign, dependable that system circulate, vivid etc. many factors, end complete this design project.this design the main according to the request that graduate the design, aiming at the 220/60 kv decline to press to change to give or get an electric shock a graduate the design the thesis. the design is

7、 based on summarizing our countrys substation design and operation .it takes the selections of devices which this substation needed such as the type of electric bus, the type of the power distribution. it is made up of the instruction and the caculating parts. and for blueprints (situation main conn

8、ected wires picture, the plot and section of the substation, transformer protective principle connection picture),it can be unsuited for the same design in future.for my limited knowledge, it is impossible to be no mistakes in the draft. i hope the teacher give to point out with make correction.fina

9、lly, thanks for each teacher to give my help with support strongly, positive because you with meticulous care of leading this thesis just can better complete, mean the profound with gratitude again! key words electric power system，protective principle ，professional 。目 錄摘 要iabstractii引 言- 1 -第一部分 說明書

10、- 2 -第1章 主變壓器臺數和容量的選擇- 2 -1.1 主變容量選擇的有關規定及原則：- 2 -1.1.1 主變容量和臺數的選擇- 2 -1.1.2 主變臺數的確定- 2 -1.1.3 變壓器形式的選擇- 2 -1.1.5 主變壓器的冷卻方式- 3 -1.1.6 主變壓器繞組的連接方式- 3 -1.2 主變壓器的選- 3 -第2章 主接線形式的選擇及說明- 5 -2.1 主接線的設計原則- 5 -2.2 主接線設計的基本要求- 5 -2.3 主接線的選擇- 5 -2.3.1對220千伏側接線方式的論證- 6 -2.3.2 對60千伏側接線方式的論證- 8 -2.4 主接線的確定- 9 -第

11、3章 短路計算- 10 -3.1 短路電流計算的目的- 10 -3.2 短路的基本類型- 10 -3.3 短路電流計算的基本假定- 10 -3.4 一般規定- 10 -3.5 計算步驟- 11 -3.6 計算方法- 11 -第4章 主要電氣設備的選擇- 12 -4.1概 述- 12 -4.2電器設備選擇的原則- 12 -第5章 電氣總平面布置- 14 -5.1高壓配電裝置和設計總的原則- 14 -5.2高壓配電裝置和設計要求- 14 -5.3 高壓配電裝置和設計具體原則及要求- 14 -5.4 設備的配置- 15 -5.4.1 隔離開關的配置- 15 -5.4.2 電壓互感器的配置- 16 -

12、5.4.3 電流互感器的配置- 16 -5.4.4 接地刀閘的配置- 16 -5.4.5 避雷器的配置- 16 -5.5配電裝置的選擇- 16 -第6章 防雷保護的規劃設計- 17 -6.1 防雷保護的必要性- 17 -6.2 發電廠及變電所的防雷保護內容- 17 -6.2.1 發電廠及變電所的防雷保護主要是兩個方面- 17 -6.2.2 變電所為防護直擊雷，一般用避雷針（線）加以保護- 17 -6.3 變電所防雷保護的對象- 17 -6.4 裝設避雷針（線）的基本原則- 17 -6.5 防雷保護設計所需資料- 17 -6.6 避雷針的保護范圍計算- 18 -6.6.1 rx的確定與單支避雷針

13、同- 18 -6.6.2 保護全面積的條件為- 18 -6.7 防雷保護措施- 18 -第7章 繼電保護及自動裝置設計- 19 -7.1 繼電保護配置的作用和要求- 19 -7.2 變壓器保護的配置- 19 -7.2.1 變壓器保護的配置原則- 19 -7.3 母線保護和斷路器失靈保護- 20 -7.3.1 母線保護配置原則- 20 -7.3.2 雙母線接地母線保護- 21 -7.3.3 斷路器失靈保護- 21 -7.4 線路的保護裝置- 21 -7.4.1 220kv側線路保護- 22 -7.4.2 60kv側線路保護- 22 -7.5 自動裝置的規劃設計- 23 -7.5.1 概 述- 2

14、3 -7.5.2 合閘裝置應按下列規定裝設- 23 -7.5.3 220kv以下單側電源線路的自動重合閘，按下列規定裝設- 24 -7.5.4 220kv和330kv線路的自動合閘，按下列規定裝設- 24 -7.5.5 自動重合閘裝置應符合以下要求- 24 -7.5.6 備用電源和備用設備自動投入- 24 -第二部分 計算書- 26 -第1章 短路電流的計算- 26 -1.1 所用計算公式- 26 -1.2 系統計算電路圖和等值電路圖- 26 -2.1.1 母線的型式及適用范圍- 32 -2.1.2 一般條件- 32 -2.1.3 截面選擇說明- 33 -2.2 高壓斷路器熱穩定校驗- 33

15、-2.2.1 220kv側斷路器的選擇- 34 -2.2.2 63kv側斷路器的選擇- 35 -2.3 隔離開關的選擇及校驗- 36 -2.3.1 220kv側隔離開關選擇與校驗- 36 -2.3.2 60kv側隔離開關選擇與校驗- 37 -2.4 電流互感器的選擇及校驗- 38 -2.4.1 220kv側電流互感器的選擇及校驗- 39 -2.4.263kv側電流互感器的選擇及校驗- 39 -2.5 電壓互感器選擇及校驗- 40 -2.6 避雷器的選擇- 41 -第3章 防雷保護的規劃設計- 42 -3.1 避雷針的定位及針距- 42 -3.1.1 根避雷針的保護半徑計算- 42 -3.1.2

16、 多根等高避雷針的保護范圍計算- 42 -總 結- 44 -致 謝- 45 -參考文獻- 46 - 47 -引 言電氣工程及其自動化專業的畢業設計是培養學生綜合運用大學四年所學理論知識，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氣部分的設計，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，詳細的校驗了各種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

17、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。本設計的所有圖紙都是計算機繪制而成，最后按照要求進行畢業設計成品打印。論文包括畢業設計說明書和畢業設計計算書兩部分，并附有六張設計圖紙（電氣主接線圖一張、 變電所斷面圖兩張、平面布置圖一張、防雷保護圖一張、繼電保護原理圖一張），可為以后的設計做些參考，同時能夠比較直觀的反映本設計變

18、電所的整體全貌。最后，感謝劉寶貴老師在設計過程中的指導。設計中難免有不合適的地方，還請老師幫助改正。第一部分 說明書第1章 主變壓器臺數和容量的選擇1.1 主變容量選擇的有關規定及原則：1.1.1 主變容量和臺數的選擇應根據電力系統設計技術規程sdj16185有關規定和審批的電力規劃設計決定進行。1.1.2 主變臺數的確定為保證供電的可靠性，變電所一般應裝設兩臺主變壓器 ，但一般不超過兩臺。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。變壓器最大負荷按下了確定1.1.3 變壓器形式的選擇1) 根據主變壓器相數選擇原則可知：當不受運輸條件限制時，330kv及以下（待設變

19、電所為220/60kv）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，應采用有載調壓變壓器，對新建的變電所，從網絡經濟運行的觀點考慮，應注意選用有載調壓變壓器。其所附加的工程造價，通常在短期內可回收。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、中壓間潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術經濟比較。4）待設變電所深入引進至負荷中心，是具有直接從高壓降為低壓供電條件的變電所，所以為簡

20、化電壓等級或減少重復降壓容量，可采用雙繞組變壓器。1.1.4 主變容量的確定1）主容量變一般按變電所建成后510年的規劃負荷選擇，并適當考慮到運期1020年的負荷發展，為保證供電可靠性變電所一般應裝設兩臺主變，但一般不超過兩臺當變電所裝設兩臺主變時，每臺容量的選擇應按其中一臺停運時，其容量能保證至少能保證所供一級負荷或為變電所全部負荷的60%75%，在計及過負荷能力后的允許時間內應保證用戶的一級和二級負荷。即滿足sn0.7pzmax。(pzmax為綜合最大負荷).2）變壓器最大負荷按下列確定 （1.1） -負荷同時系數-按負荷等級統計的綜合用電負荷對于兩臺變壓器的變電所，其變壓器的容量，可按下

21、式確定 總的安裝容量為3）為了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。1.1.5 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。1.1.6 主變壓器繞組的連接方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、低三側繞組組合要根據工程具體情況確定。1.2 主變壓器的選1.總容量的確定主變容量的確定應根據5-10年發展規劃進行選擇，通過對原始資料的分

22、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 式求得分析原始資料變電所60kv用戶負荷表（表1.1）表 1.1 原始資料變電所60kv用戶負荷表序號負荷名稱最大符（kw）功率因素出線方式出現回路數附注近期遠期1石油化工聯合企業25000350000.95架空2有重要負荷2重型機械95架空2有重要負荷3礦山機械95架空2有重要負荷4機床廠12000200000.95架空2有重要負荷5拖拉機95架空2有重要負荷6公共變電所11000270000.95架空2有重要負荷最大負荷利用小時數t =

23、4800小時，負荷同時系數0.9，線損率為5。重要負荷占60。通過對以上數據的計算得：= =156315.79 (kva)根據負荷發展的要求，考慮負荷同時系數為0.9，先損率為5%，重要負荷占60%。s=0.9（1+5%）156315.79=14.77（萬kva）；對于兩臺變壓器的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定：se=0.7s=0.714.77=10.34（萬kva）；總容量為se=2（0.7s）=1.410.34=14.48（萬kva）。所選變壓器的型號為：spfz7-120000/220雙繞組有載調壓變壓器。spfz7-120000/220 參數型 號spfz7-120000/22

24、0容 量（kva）120000額 定 電 壓高壓（kv）低壓（kv）22081.5%69空 載 損 耗（kw）124負 載 損 耗（kw）385阻 抗 電 壓（%）14.97空 載 電 流（%）連 接 組 別yn，d11第2章 主接線形式的選擇及說明2.1 主接線的設計原則（1）考慮變電所在電力系統中的地位和作用；（2）考慮近期和遠期的發展規模；（3）考慮負荷的重要性分級和出現回路數多少對主接線的影響；（4）考慮主變臺數對接線的影響；（5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。2.2 主接線設計的基本要求 （1）根據我國能源部關于200500千伏變電所所設計技術規程sdj- 2-88規定，考

25、慮供電可靠、運行靈活、檢修操做方便、投資節約和便于過渡或擴建要求。可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的工作。（1）斷路器檢修時是否影響供電；（2）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電；（3）變電所停電的可能性；（4）有些國家以每年用戶不停電的百分比來表示供電可靠性，先進的指標都在99.9%以上。靈活性靈活性主接線的靈活性有以下幾個方面：（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調度要求。（2）檢修要求。可以方便的停運斷路器、母線及其

26、繼電保護設備進行安全檢修，且不止影響對用戶的供電。（3）擴建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，在擴建時，無論一次和二次設備改造量大小。經濟性經濟性主要是指投資省、占地面積小、能量損失小。2.3 主接線的選擇由規程知：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。當配電裝置中的進線和出線總數為1216回時，在一組母線上設置分斷斷路器，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，所以必需的可靠性。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側）采用雙母帶旁路的接線形式，二次側（60kv

27、側）采用雙母分段的接線形式；第二種方案是一次側（220kv側）采用雙母線的接線形式，二次側（60kv側）采用雙母線的接線形式。2.3.1對220千伏側接線方式的論證220kv側采用雙母線接線和雙母線帶旁路接線，接線簡圖見圖2.1和圖2.2。 圖 2.1 雙母線接線圖 2.2 雙母線帶旁路接線兩種接線的比較如下：雙母線接線：單斷路器的雙母線接線中，每個回路均通過一臺斷路器和兩組隔離開關，連接到兩組母線上，電源和出線可均勻地分布在兩組母線上，普遍適用于6220kv電壓等級的配電裝置中，此接線有以下幾個優點：（1）可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過兩組母線隔

28、離開關的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。（2）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生故障時，只要將該隔離開關所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關進行檢修，不影響其它回路。（3）一組母線故障后，能迅速恢復該母線所連接回路的供電，即被切除回路可迅速恢復送電。（4）運行高度靈活。電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活地適應系統中各種運行方式和潮流變化的要求。（5）擴建方便。雙母線接線方式可以沿著預備的擴建端向左右擴建，而不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。（6）便于實驗。在個別回路需單獨進行實驗時，可將該回路單獨接至一組

29、母線上。單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點：（1）任一臺斷路器拒動，將造成與該斷路器相連母線上其它回路的停電。（2）一組母線檢修時，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。（3）母聯斷路器故障，將造成配電裝置全停。（4）當母線故障或檢修時，隔離開關作為切換電器，容易發生誤操作。（5）在檢修任一進出線回路的斷路器時，將使該回路停電。雙母線帶旁路接線：除了具有雙母線接線的優點外，雙母線帶旁路接線方式還具有許多其它的優點：當進出線檢修時，可由專用旁路斷路器代替，通過旁路母線供電，更加能保證供電的可靠性。但當設置了專用旁路斷路器后，設備的投資和配電裝置的占地面積都有所增加。

30、根據電力工程設計手冊的要求，主接線應滿足可靠性、靈活性、經濟性，并在此基礎上考慮做到經濟合理。（1）可靠性。本變電所用戶較多，負荷容量較大， 要求供電可靠性較高。當采用可靠性高的六氟化硫斷路器時，選擇雙母線接線就可以滿足可靠性的要求。（2）靈活性。采用雙母線接線，各個電源和回路的負荷可以任意分配到某一組母線上，可以靈活地適應系統中各種接線方式和潮流變化的需要。（3）經濟性。單斷路器的雙母線接線比雙母線帶旁路母線接線少用了一組旁路母線、一組斷路器以及七組隔離開關，投資相對減少，配電裝置的占地面積也大大減少。根據220-500kv變電所設計技術規程sdj288規定， 220kv配電裝置出線回數在四

31、回及以上時，宜采用雙母線或其他接線。2.3.2 對60千伏側接線方式的論證60kv側擬采用雙母線接線和單母線分段帶旁路母線接線。雙母線接線簡圖見圖2.1；單母線分段帶旁路母線接線簡圖見圖2.3。兩種接線的比較如下：單母線分段帶旁路母線:單母線分段帶旁路母線的優點為：（1） 接線簡單、清晰、操作方便、采用設備少、便于擴建和采用成套配電裝置。（2） 用斷路器把母線分段后，對重要負責用戶可以從不同的母線段引出兩個回路，有兩個電源，具有供電可靠性。（3） 檢修任一回路斷路器時不中斷對用戶的供電。圖 2.3 單母線分段帶旁路母線接線單母線分段帶旁路母線的缺點為：（1） 接線不夠靈活。當母線與母線刀閘故障

32、或檢修時，將造成一段母線停電。（2） 配電裝置復雜，運行操作復雜。（3） 分段斷路器用作旁路開關時，兩段母線并列運行。但當其一段母線故障時，整套配電裝置停止工作，在拉開分段刀閘時恢復無故障母線工作。（4） 斷路器與刀閘間的閉鎖復雜。 根據220-500kv變電所設計技術規程sdj288規定，3560kv配電裝置當出線回數為47回時，宜采用單母線接線；當出線回數為8回及以上時，宜采用雙母線接線。雙母線帶旁路接線:雙母線帶旁路接線的特點在220kv側接線方式選擇論證中已詳細說明，此處不再綴述。本變電所為樞紐變電所，其220kv配電裝置出線回數為3回并且還有轉供線路4回，所以本變電所的接線必須十分可

33、靠。綜合以上分析，本變電所220kv側選用雙母線帶旁路接線方式，60kv側選用雙母線帶旁路接線方式。 2.4 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：隨著高壓配電裝置廣泛采用六氟化流斷路器及國產斷路器隔離開關的質量逐步提高同時系統備用容量的增加，電網結構趨于合理與聯系緊密，保護雙重化的完善以及設備檢修逐步由計劃檢修向狀態檢修過度為簡化接線，總的趨勢，逐步取消旁路設施，所以采用雙母接線。雙母線接線形式雖然占地面積較大，投資較高，但是其供電可靠性和擴建方便等優點卻是對重要負荷和系統容量的變化是非常重要的。所以通過以上的比較，最終確定一次側（220kv側）采用雙母線接線形式。其

34、次，二次側兩種接線形式的比較：雙母三分段的接線增加了隔離開關和斷路器的數量，對于正常運行或線路故障時的倒閘操作較為雙母線接線復雜，其平時只有一組母線運行，所以當工作母線短路時，仍要使整個配電裝置短時停止工作，擴大了停電時間。而雙母線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側）最終選定雙母線接線的接線形式。最后，通過前面對一次側（220kv側）和二次側（60kv側）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側）采用雙

35、母線的接線形式，二次側（60kv側）采用雙母線的接線形式。第3章 短路計算3.1 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，而且在發生短路時保證不損壞。3.選擇斷電保護裝置。3.2 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。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：穩態短路電流有效值。3.3 短

36、路電流計算的基本假定1.正常運行時，三相系統對稱運行。2.所有電源的電動勢相位角相同。3.電力系統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生變化。4.短路發生在短路電流為最大值的瞬間。5.不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。6.元件的計算參數取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。7.輸電線路和電容略去不計。3.4 一般規定1.驗算導體和電器動穩定、熱穩定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本設計規劃容量計算，并考慮電力系統的遠景發展規劃，確定適中電流時，應按可能發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，

37、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.導體和電器的動穩定，熱穩定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計算，若發電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統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 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3.求各短路點在系統最大運行方式下的各點短路電流。4.各點三相

38、短路時的最大沖擊電流和短路容量。5.列出短路電流計算數據表。3.6 計算方法標么值法：取基準容量se=100mva，基準電壓ue=uav計算用公式：線路電抗：xl*= xl變壓器電抗：x*= 短路電流周期分量有效值：ik*=短路電流沖擊值：icj=2.55ik標么值轉為有名值：ik= ie具體計算過程及結果見畢業設計計算書。第4章 主要電氣設備的選擇4.1概 述電器設備選擇是發電廠和變電所設計的主要內容之一。正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達到安全經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時，在安全、可靠的前提下，應根據工程情況在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥地采用新技術，并注意節省投資，選擇

39、合適的電器。盡管電力系統中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。4.2電器設備選擇的原則電器設備選擇總的原則：按照正常工作條件進行選擇，按照短路條件進行校驗。電器設備選擇的一般原則：1）應滿足正常工作狀態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

40、，選未經鑒定的新產品時，應經上級批準。表4.1為待設計變電所的主要電器設備，具體計算過程和所選的各個電器設備的具體參數見畢業設計計算書。表 4.1 主要設備選擇一覽表 安裝地點型號斷路器220kv側lw6-22060kv側lw11（ofpi）63隔離開關220kv側母線220kv側出線gw6-22060kv側gw-63電流互感器220kv側lb6-22060kv側lcwb563電壓互感器220kv側tyd續表60kv側jdx-63避雷器220kv側fz-220j60kv側fz-60主變中性點fcz-110j母線220kv側lgj-40060kv側矩形鋁導線第5章 電氣總平面布置5.1高壓配電裝

41、置和設計總的原則 1.節約用地；2.運行安全和操作巡視方便；3.便于檢修和安裝；4.節省三材，降低造價。5.2高壓配電裝置和設計要求 1.滿足安全凈距的要求；2.施工、運行和檢修的要求；3.噪聲的允許標準及限制措施；4.靜電感應的場強水平和限制措施；5.電暈無線電干擾的特性和控制。5.3 高壓配電裝置和設計具體原則及要求配電裝置是指發電廠或變電所的電氣主接線中的所有開關電器，載流導體和輔助設備按照一定要求建造而成的，用來接受和分配電能的電工建筑物。配電裝置的形式與電氣主接線、周圍環境等因素有關，分為屋內配電裝置和屋外配電裝置兩種。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

42、壓的配電裝置實現的，因此，在設計配電裝置時應滿足以下的要求：1.保證工作的可靠性和防火性的要求。2.保證工作人員的人身安全。3.保證操作、維護、檢修的方便。在保證安全可靠的條件下，應盡量降低配電裝置的造價，減少有色金屬和鋼材的消耗，并應減少占地面積，除此之外配電裝置還應有擴建的可能性。配電裝置的整個結構尺寸是綜合考慮到設備外形尺寸，檢修維護和搬運的安全距離，電氣絕緣距離等因素而決定的。各種間隔距離中最基本的是空氣中的最小安全凈距，在這一距離下，無論正常或過電壓的情況下，都不致發生空氣絕緣的電擊穿。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規程中被分為a、b、c、d、e五項，作為

43、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。在配電裝置的具體設計中，應遵循電力工業管理法規、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。屋外配電裝置與屋內配電裝置的比較，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，節省建筑材料，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

44、方便 因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。5.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，母線一般采用鉸線和懸垂絕緣子串組成，懸掛在門型構架上，母線水平面高于開關電器的水平面。高型配電裝置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，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，易引起誤操

45、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，既僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置。此外，還要設置搬運通道，為了便于變壓器等笨重的設備。當變壓器的油量超過1000公斤時，為了防止事故時，油的燃燒和蔓延，應在其下面設置能容納20%油量的儲油池，儲油池的尺寸一般比變壓器外殼尺寸大1米，池內鋪設厚度不小于250mm的卵石層。屋外配電裝置不需建造房屋，投資較少。設計高壓配電裝置時，還應遵循以下設計原則：1.節約用地。2.運行安全和操作巡視方便。3.考慮檢修和安裝條件。4.保證導體和電器在污穢、地震和高海拔地區的安全運行。5.節約三材，降低造價。6.注意設備選型5.4 設備的配置5.4.1

46、隔離開關的配置1.接在變壓器引出線上或中性點上的避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，以便檢修斷路器是隔離電流。4.中性點直接接地的普通型變壓器均宜配置隔離開關。5.4.2 電壓互感器的配置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。5.4.3 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

47、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。5.4.4 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1-2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，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。5.4.

48、5 避雷器的配置1.配電裝置每組母線上，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：1)中性點直接接地系統中，變壓器中性點分級絕緣且有隔離開關時。2)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。3)110220kv線路側一般不裝設避雷器。5.5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，既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

49、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。第6章 防雷保護的規劃設計6.1 防雷保護的必要性無論是直擊雷或是感應雷，都能夠在架空線路或金屬管道上產生雷電沖擊波，沿線路導線或金屬管道上以光速向兩側傳播，所以又稱為行波。行波侵入室內時，是以高電位引入的，常常危及人身安全并損壞電器設備，因此防雷保護必須考慮。6.2 發電廠及變電所的防雷保護內容6.2.1 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。6.2.2 變電所為防護直擊雷，一般用避雷針（線）加以保護。避雷針（

50、線）的主要作用是主動引導雷電流安全入地，從而保護發電廠變電所免受直擊雷害。6.3 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6.4 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）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）引下線和接地體，其上會產生很高的對地電位，如果它們距被保護物過近，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。6.5

51、 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6.6 避雷針的保護范圍計算6.6.1 rx的確定與單支避雷針同rx=(h-hx)p-當rx=(1.5h-2hx)p-當其中 rx避雷針在hx水平面上的保護半徑（m）hx被保護物的高度h-避雷針的高度當h30時，p=1；120h30時，p=5.5/hh120m,p=5.5/h6.6.2 保護全面積的條件為d8hap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。6.7 防雷保護措施1.在變電所的220kv構架上、高壓配電裝置的

52、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。第7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力系統在運行中，可能發生各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種型式的短路。在發生短路時可能產生以下的后果：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.電力系統中部分地區的電壓大大降低，破壞用戶工作的穩定性或影響工廠產品質量；4.破壞電

53、力系統并列運行的穩定性，引起系統震蕩，甚至使整個系統瓦解。電力系統中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發生故障，這種情況屬于不正常運行狀態。系統中出現功率缺額而引起的頻率降低，發電機突然甩負荷而產生的過電壓，以及電力系統發生振蕩等，都屬于不正常運行狀態。故障和不正常運行狀態，都可能在電力系統中引起事故。造成電能質量的破壞，甚至造成人身傷亡和電氣設備的損壞。在電力系統中，除應采取各項積極措施消除或減少發生事故的可能性外，故障一旦發生，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，其能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作

54、于斷路器跳閘或發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中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，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，并根據運行維護的條件，而動作于發出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護迅速動作，而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時，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