1、精選優質文檔-傾情為你奉上內容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設計，并做出闡

2、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，并附有五張設計圖紙（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。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

3、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，變壓器，AbstractElectrical 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 theory knowledge, independence analysis defin

4、itely 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 a profession for learning knowledg

5、e 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 design, dependable that system circula

6、te, 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 based on summarizing our countrys

7、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 connected wires picture,the plot and sectio

8、n 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.Finally, thanks for each teacher to give my hel

9、p with support strongly, positive because you with meticulous care of leading this thesis just can better complete, mean the profound with gratitude again! Keyword electric power system, transformer目錄專心-專注-專業第一部分 畢業設計說明書第一章 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

10、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

11、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，并附有五張設計圖紙（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電所的整體全貌。最后，感謝吳志宏及其它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。第二章 主變壓器臺數和容量的確定2.1 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

12、，可裝設一臺主變壓器。2.變壓器裝設兩臺及以上主變壓器時，每臺容量的選擇應按照其中任一臺停用時，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，應沒有備用相，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

13、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”型和“”型，高、中、低三側繞組如何組合要根據具體工程來確定。2.2 主變壓器的選擇：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S=k0*（1+5%）*P/cos求得。分析原始資料變電所60KV用戶負荷表（表2-1）表2-1 用戶負荷表序號負荷名稱最大符合（KW）功率因素出線方式出現回路數附注近期遠期1汽車制造廠12000150000.92架空2有重要負荷2汽車齒輪廠8000110000.93架空2有重

14、要負荷3風動工具95架空2有重要負荷4電工機械廠12000170000.90架空2有重要負荷5發動機94架空2有重要負荷6汽車配件廠10000120000.90架空2有重要負荷最大負荷利用小時數T = 5600小時，負荷同時系數0.82，線損率為5，重要負荷占75。S1=p1/cos=15000/0.92=16304.4S2=P2/cos=11000/0.93=11827.96S3=P3/cos=21000/0.95=22105.26S4=P4/cos=17000/0.90=18888.9S5=P5/cos=16000/0.94=17021.

15、3S6=P6/cos=12000/0.90=13333.3負荷總容量：S= S1+S2+S3+S4+S5+S6=99481.12則S=k0*（1+5%）*s=0.82*1.05*99481.12= 85653.24因為重要負荷占75%，所以單臺變壓器的容量：S0=75%*85653.24=64239.93若選兩臺容量為64239.KVA的變壓器，當一臺停運時，仍能保證75%的重要負荷供電。查電力設備手冊選用兩臺有載調壓變壓器，其型號為SFPZ7-90000/220，電壓為230+8×1.5%/69KV，采用YN,d11連接組，其具體型號和參數見表2-2。表2-2 所選SFPZ4-90

16、000/220變壓器的主要參數型 號額定電壓（KV）連接組別損耗(kw)阻抗電壓（%）SFPZ4-90000/220高壓低壓YN，d11負載空載13.5230+8×1.5%69369.9102 第三章 主接線形式的選擇及說明3.1 主接線的設計原則變電所電氣主接線是電力系統接線的主要主成部分，它表明了發電機、變壓器、線路和斷路器等設備的數量和接線方式，從而實現安全的發電、輸變電、配電的任務。根據設計規程，變電所主接線應滿足可靠性、 靈活性、 經濟性的要求。同時還應考慮以下的因素：1）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線回數的

17、多少對主接線的影響。4）考慮主變臺數對主接線的影響。5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。3.2 主接線的設計要求1.可靠性1）應重視國內外長期運行的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相應組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。3）主接線的可靠性在很大程度上取決于設備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設備可以簡化接線。4）要考慮所設計的變電所在電力系統中的地位和作用。2.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調度要求。2）檢修要求，可以方便地停

18、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。3.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纜。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。d.如能滿足系統安全運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。2）占地面積小主接線設計要為配電裝置創造條件，盡量使占地面積減少。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。3.3 主接線的選擇 根據變電所設計等書籍中關于接線形式適用范圍規定可知，2

19、20KV配電裝置出線回路不超過兩回時，可選用單母線、單母線分段接線，也可使用橋式接線。下面選取單母線分段和內橋接線兩種方案進行介紹和比較，從而選擇最佳方案作為本變電所側一次主接線表21 220KV側主接線方案比較方案一：單母線分段方案二：內橋接線特點當一段母線發生故障后，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不指使重要用戶斷電。線路的投入和切除比較方便，當線路發生故障時，僅線路斷路器斷開，不影響其他回路運行。但是變壓器發生故障時，與該臺變壓器相連的兩臺斷路器都斷開，從而影響了一回為發生故障的線路的運行。可靠性方案一當一段母線發生故障時，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線

20、不間斷供電。方案二中當控制變壓器的斷路器出現故障時，可由旁路隔離臨時供電。經濟性由于兩種方案變壓器型號和容量的選擇均相同，所以只比較綜合造價。方案一用的斷路器和開關電器多，占地面積大，故不經濟。靈活性方案一用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。方案一有利于擴建，而方案二不能擴建。綜上所述，方案一比較靈活、可靠；方案二占地小，投資少，但不利于長遠發展。所以綜合考慮選方案一：單母線分段接線為本變電所一次側主接線。 60KV側接線的選擇：由于 60KV側進出線數共12回，查找規程，可選用雙母線，我國110-220KV母線分段規定是：而當配電裝置的進線和出線總數為1

21、216回時，仍采用不分段的雙母線接線。且在本設計中選擇的斷路器是SF斷路器，由于其可靠性高，檢修周期長，所以本變電所二次側采用的接線方式是雙母線接線，不設旁路母線。關于二次側方案的說明：1. 可以輪流檢修母線而不致使供電中斷，只需將要檢修的那段母線上的全部元件倒閘操作到另一組母線上就可以停電檢修。2. 檢修任一母線回路的母線隔離開關時只需停該回路即可。3. 母線故障后能迅速供電。4. 調度靈活，各個電源和各回路的負荷可以任意分配到某一組母線上，可以適應各種變化的需要。5. 擴建方便，雙母線接線向左右任意方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷的均勻分配。6. 便于實驗，在個別回路需要單獨進行實驗

22、時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。綜上所述，本變電所主接線選擇以下接線方式 ：一次側采用單母線分段接線，二次側采用雙母線接線。本設計的電氣主接線圖圖2-1 電氣主接線圖第四章 短路電流的計算4.1 短路電流計算的目的1、在設計和選擇發電廠和電力系統電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否采取限制短路電流的措施等，都要進行必要的短路電流計算。2、選擇有足夠機械穩定度和熱穩定度的電氣設備導體和電氣設備，如：斷路器、互感器、母線、電纜等，必須與短路電流為依據。3、為了合理的配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數，必須對電力網中發生的各種短路進行計算和分析。4、進行電力系統暫態穩

23、定計算，研究短路對用戶工作的影響等，也包含有一部分短路計算內容。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。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。：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，也就是在計算書中0s時的短路電流。4.3 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

24、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和電容補償裝置放電電流的影響。3、短路點的選擇：選擇導體的電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點，應選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。本設計中選擇變壓器兩側的兩點為短路點。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。4.4 計算步驟4.4.1 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

25、取基準容量和基準電壓；3、計算各元件的電抗標么值。4.4.2 計算短路電流步驟1、計算出各短路點在系統最大運行方式下的短路電流；2、計算出各點發生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。4.5 計算方法4.5.1 標么值法取基準容量SB=100MVA， ，以下是各元件電抗標幺值的計算用公式：發電機電抗：XG=X 線路電抗：XL*=0.4L 變壓器電抗：X*= 短路電流周期分量有效值： 式中-系統短路電流標幺值； -發電機組電流標幺值 。 沖擊電流：ich=2.55I短路功率：4.5.2 網絡變換1、/Y變換 2、Y/變換 網絡圖如下： 圖31 網絡變換圖4.5.3 短路電流

26、周期分量的計算1、無限大電源供給的短路電流當供電電源為無窮大或者計算電抗>3.45時，不考慮短路電流周期分量的衰減，直接取值的倒數即為短路電流在不同時刻周期分量的標幺值。2、有限電源供給的短路電流先將電源對短路點的等值電抗X*，歸算到以電源容量為基準的計算電抗，然后按值查相應的發電機運算曲線，或查發電機的運算數字表，即可得到短路電流在不同時刻周期分量的標幺值。第五章 主要電氣設備的選擇正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電氣設備選擇時，應根據工程實際情況，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，選擇合適的電器。5.1 一

27、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。5.2 高壓斷路器的選擇5.2.1斷路器形式的選擇按照短路器采用的滅弧介質和滅弧方式，一般可分為：多油式斷路器、少油式斷路器、壓縮空氣高壓斷路器、斷路器、真空斷路器等。由于多油式斷路器和真空斷路器沒有 本設計中所需要的電壓等級的型號，所以在次只對少油式斷路器、壓縮空氣高壓斷路器斷路器這幾種形式的斷路器進行比較，列表比較如下： 表5-1斷路器比較表類別結構特點技術性能特點運行維護特點少油式斷路器油量少，油主要作為滅弧介質，結

28、構簡單，制造方便，積木式結構。開斷電流大，35KV以上為積木書式結構，全開斷時間短，可開斷空載長線。運行經驗豐富，易于維護，噪聲底，油量少，易裂化，需要一套油處理裝置。壓縮空氣高壓斷路器結構復雜，以壓縮空氣作為滅弧介質和操動介質以及弧隙絕緣介質，體積和重量較小。額定電流和開斷能力都可以做的較大，適于開斷大容量電路，動作快，開斷時間短。噪聲大，維護周期長，無火災危險，價格高。斷路器結構簡單，但工藝及密封要求嚴格，體積小，重量輕。額定電流和開斷電流都可以做的很大，開斷性能好，可適于各種工礦開斷，氣體滅弧，絕緣性能好，所以斷口電壓可做的較高，斷口開距小。噪聲低，維護工作量小，不檢修間隔期長，斷路器價

29、格目前較高，運行穩定，安全可靠，壽命長。所以由上表比較可知，斷路器是在各方面都是較合適的，所以本設計中選擇的斷路器都是斷路器斷路器。5.2.2 斷路器的選擇方法1、斷路器額定電壓大于電網電壓，即。2、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，。3、動穩定校驗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。4、熱穩定校驗高壓斷路器的短時允許發熱量應不小于短路期內短路電流發出的熱量，即。5、開斷電流能力校驗斷路器的額定開斷電流應大于短路電流的有效值，即>。 本變電所220KV側選用型號為LW-220的斷路器, 60KV側選擇型號為LW(OFPT-63)斷路器。

30、其主要參數如表42所示：表52 斷路器主要參數型號LW-220LW(OFPT)-63額定電壓(KV)22063最高工作電壓(KV)25272.5額定電流(A)12501250額定短路開斷電流(KA,有效值)31.525額定短路關合電流(KA,峰值)80633S額定短時耐受電流(KA,有效值)31.525額定峰值耐受電流(KA,峰值)8063分閘時間(MS)30305.3 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。5.2.

31、1隔離開關的選擇方法1、隔離開關額定電壓大于電網電壓，即。2、隔離開關的額定電流應大于或等于它的最大持續工作電流，。3、動穩定校驗隔離開關的極限通過電流峰值應不小于三相短路時通過隔離開關的沖擊電流，即。4、熱穩定校驗隔離開關的短時允許發熱量應不小于短路期內短路電流發出的熱量，即。5、開斷電流能力校驗隔離開關的額定開斷電流應大于短路電流的有效值，即>。 本變電所220KV側選用型號為GW-220/600隔離開關, 60KV側選擇型號為斷GW-60GD/1000隔離開關。表53 隔離開關主要參數 型號GW7-220/600GW5-60GD/1000額定電壓(KV)22060最高工作電壓(KV

32、)25272.5額定電流(A)60010005S熱穩定電流(KA,有效值)2114極限通過峰值電流(KA)5550分閘時間(S)0.030.035.4 電壓互感器的選擇1、按額定電壓選擇選擇原邊額定電壓要與接入的電網電壓相適應，即要求電壓互感器原邊所接受的電網電壓應滿足下列條件：1.1>>0.9 其中：-電網電壓；-電壓互感器一次繞組額定電壓。2、按準確級和容量選擇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。本變電所2

33、20KV側選擇型號為JDX-220的電壓互感器。60KV側選擇型號為JDCF-63的電壓互感器。表54 220KV側電壓互感器型號JDX-220額定電壓比（KV）二次繞組額定輸出（KV）測量0.2級0.5級200400保護3P級3P級400300剩余電壓繞組額定輸出（VA） 200準確級 3P表55 60KV側電壓互感器型號JDCF-63額定電壓比（KV）二次繞組測量保護剩余準確級0.2 0.53P3P額定輸出 (VA)50 100400100極限輸出（VA）2000頻率（HZ）505.5 電流互感器的選擇1、電流互感器額定電壓大于電網電壓，即。2、電流互感器的額定流應大于等于最大持續工作電流

34、，。3、按準確度級和副邊負荷選擇額定電流：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，為保證互感器在一定的準確級工作，電流互感器二次側所接負荷應不大于該準確級所規定的額定容量。4、動穩定校驗極限電流互感器通過電流峰值應不小于三相短路時通過電流互感器的沖擊電流，即。5、熱穩定校驗短時允許電流互感器發熱量不小于短路期內短路電流發出的熱量，即。6、開斷電流能力校驗電流互感器額定開斷電流應大于短路電流的有效值，即>。 本變電所220KV側選擇型號為LB-220的電流互感器，60KV側選擇型號為LCWB-63的電流互感器。表56 220KV側電流互感器參數表型號LB-

35、220額定電壓（KV）220最高工作電壓（KV）252額定一次電流（A）300額定二次電流（A）5級次組合0.5/10P/10P/10P/10P/10P額定輸出 COS=0.8 （KVA）0.5級3010P級60額定短時熱電流（KA/S）31.5/1動穩定電流（KA）80表57 60KV側電流互感器參數型號LCWB-63額定電流比（A）900/5準確級0.5B額定輸出 COS=0.8 （KVA）0.5級1K1，1K2 300.5級1K1，1K3 50B 2K1，2K2，3K1，3K2 50額定1S短時熱電流（KA）25額定動穩定電流（KA）62.55.6 母線的選擇5.6.1 母線選擇的依據1

36、、電流分布良好；2、散熱良好；3、有利于提高電暈超始電壓；4、安裝檢修方便，連接簡單。5.6.2 母線截面選擇和校驗由于本設計的T=5000H，處于臨界點，既可以用長期發熱允許電流選擇，又可以用經濟電流密度選擇，在本設計中采用的方法是長期發熱允許電流選擇方法。 1、 按導體長期發熱允許電流選擇，按下式： （1）式中：-導體所在回路最大持續工作電流； -在額定環境溫度時導體允許電流； K與實際環境溫度和海拔有關的綜合修正系數。當導體允許最高溫度為+70和不計日照時，K值也用下式計算： （2）其中： -導體長期發熱允許最高溫度； -導體額定環境溫度和安裝地點實際環境溫度。2、按短路熱穩定檢驗 在校

37、驗導體熱穩定時，若計及集膚效應系數的影響，可得由熱穩定決定的導體最小截面為 （3）其中 S: 所選導體截面mm；C: 熱穩定系數，與導體材料及工作溫度有關，可由課本發電廠電氣部分表4-6查得；K: 集膚效應系數，在本設計中取K=1。 所選截面應大于或等于S合格。本變電所220KV側選擇母線型式為鋼芯鋁母線，型號為LGJ-240，不需進行動穩定校驗。60KV側選擇母線型式鋼芯鋁母線，型號為LGJQ-700，不需進行動穩定校驗。第六章 防雷保護的設計6.1防雷保護設計和選擇輸電線路的防雷保護輸電線路擔負著發電廠產生和經過變電所變壓后的電力輸送到各地區用電中心的重任。架空輸電線路遭受雷電襲擊的機會很

38、多，所以輸電線路的雷擊事故在電力系統總的雷害事故中占很大的比重。輸電線路防雷保護的根本目的是盡可能減少線路雷害事故的次數和損失。變電所的防雷保護變電所是多條輸電線路的交匯點和電力系統的樞紐。故變電所的雷害事故就要嚴重的多，往往導致大面積停電，其次，變電設備的內絕緣水平往往低于線路絕緣，而且不具有自恢復功能，一旦因雷電過電壓而發生擊穿，后果會十分嚴重。不過另一方面，變電所的地域比較集中，因而比較容易加強保護。6.2避雷器的選擇避雷器的設計原則1、配電裝置的每組母線上應裝設避雷器。2、110-220KV線路側一般不裝設避雷器。避雷器的類型1、保護間隙是最簡單最原始的限壓器，但它沒有滅弧裝置、對變壓

39、器等設備的絕緣很不利等缺點，所以在現代的電力系統中不能采用。2、管型避雷器：它有較強的滅弧能力，但是在我們計算出短路電流后，很難選擇出一個合適的型號，此外，它的運行也不是很可靠，并且動作時形成截波對變壓器的縱向絕緣不利，所以不被采用。3、普通閥型避雷器：變電所防雷保護的重點對象是變壓器，而保護間隙和管型避雷器都不能承受保護變壓器的重任，所以不能成為變電所防雷中的主要保護裝置，變電所的防雷保護主要依靠閥型避雷器。閥型避雷器是變電所對入侵雷電過電壓波進行防護的主要措施，其保護作用主要是限制過電壓波的幅值。其在電力系統過電壓防護和絕緣配合中都起著重要的作用。綜上所述，本設計全部選用閥型避雷器。220

40、KV側選擇型號為FZ-220J的避雷器，60KV側選擇型號為FZ-60的避雷器，變壓器中性點選擇型號為FZ110的避雷器。它們的基本數據如下所示：表61 220KV側避雷器參數表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-220J220200448KV536KV652715表62 60KV側避雷器參數表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-606070.5140KV173KV

41、227250表63 變壓器中性點避雷器參數表型號額定電壓有效值（KV）滅弧電壓有效值（KV）工頻放電電壓有效值8/20µS雷電沖擊波殘壓峰值不大于（KV）不小于不大于5KA10KAFZ-110110125254KV312KV375415第七章 配電裝置的設計配電裝置是根據主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。7.1 電氣布置 在220KV變電所設計中，電氣布置的設計是比較關鍵的一步，在布置中要考慮主接線所確定的形式和間隔，考慮變壓器設置地點，避雷設備的設置，控制電纜的走向進行總體布局。在布置中要考慮監視、運行方便、占地面

42、積小、節約控制電纜、出線合理等要求。電工建筑物總平面布置的基本要求：1、 滿足電氣生產工藝流程要求。2、 慎重確定最終規模，妥善處理分期建設。3、 布置緊湊合理，盡量節約用地。4、 結合地形地質，因地制宜布置。5、 符合防火規定，預防火爆事故。6、 注意風象朝向，有利環境保護。7、 控制噪聲。8、 合理分區，方便管理。9、 有利于交通運輸及檢修活動。10、 電工建筑物與外部條件相適應。7.2 配電裝置設計原則查電力工程電氣設計手冊可知：高壓配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經濟政策，并應根據電力系統條件，自然環境特點和運行，檢修、施工等方面要求，合理地制訂布置方案和選用設備，并積極慎重地采用

43、新布置，新設備和新材料，使配電裝置設計不斷創新，做到設計先進，經濟合理，運行可靠，維護方便。7.3 配電裝置型式的選擇配電裝置型式的選擇，應考慮所在地的地理情況及環境要求，通過技術比較確定，一般情況下，在大、中型發電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內式，110KV以上多為屋外式，故本變電所設計采用屋外式配電裝置。中型配電裝置：現有220KV配電裝置分為普通中興和分相中型兩種，對于普通中型其母線下方不布置任何電氣設備，而分相中型布置的特點是將母線隔離開關直接布置在各相母線的下方。1、普通中型配電裝置，其特點和使用情況是其電氣設備都安裝在地面支架上，施工運行和檢修都比較方便，所以使用

44、廣泛，各方面的經驗較為豐富，但占地面積大。所以在70年代以后，普通中型配電裝置已經逐步被其他各型占地面積較小的配電裝置所取代。2、分相中型配電裝置，其布置可以節約用地，簡化構架，節約三材，故已經基本上取代了普通中型布置。本設計的配電裝置采用分相中型。電力工程電氣設計手冊規定，對采用和型隔離開關的分相中型配電裝置，間隔寬度選用15m,，即邊相對構架中心線的距離由3m改為3.5m，綜合進出線對相間距離的要求、設備對相間距離的要求和電暈對相間距離的要求的考慮，相間距離取4m即可以滿足要求。7.3.1 屋外配電裝置的特點1、土建工作量和費用較小，建設周期短；2、擴建比較方便；3、相鄰設備之間距離較大，

45、便于帶電作業；4、占地面積較大；5、受外界環境影響，設備運行的條件較差，須加強絕緣；6、不良氣候對設備維修和操作有影響。7.3.2 屋外配電裝置的最小安全凈距 表71 屋外配電裝置的最小安全凈距 單位(mm）符號適用范圍220KV60KVA1帶電部分至接地部分之間1800650A2不同相的帶電部分之間2000650B1帶電作業時帶電部分至接地部分之間25501400B2網狀遮攔至帶電部分之間1900750C無遮攔裸導體至地面之間43003100D平行的不同時停電檢修的無遮攔帶電部分之間380026007.3.3 屋外配電裝置的若干問題1、母線及構架本變電所母線選用軟母線鋼芯鋁絞線，三相呈水平布

46、置，用懸式絕緣子懸掛在母線構架上。軟母線可選用較大的檔距，但檔距越大，導線弧垂越大。2、電纜溝和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置，應使電纜所走的路徑最短。一般橫向電纜溝布置在斷路器和隔離開關之間，大型變電所的縱向電纜溝因電纜數多，一般分為兩路，大中型變電所內一般應鋪設3M寬的環行道。第八章 繼電保護和自動裝置的規劃設計 繼電保護和安全自動裝置應符合可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求。當確定其配置和構成方案時，應綜合考慮以下幾個方面：1、電力設備和電力網的結構特點和運行特點；2、故障出現的概率和可能造成的后果；3、電力系統的近期發展情況；4、經濟上的合理性；5、國內和國外的經驗。8.1 繼電保護

47、的配置8.1.1 變壓器的保護 變壓器是電力系統中十分重要的供電元件，它的故障將對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響。同時大容量的電力變壓器也是十分貴重的元件，因此，必須根據變壓器的容量和重要程度考慮裝設性能良好，工作可靠的繼電保護裝置。所以變壓器保護主要有以下幾種：1、瓦斯保護：反映變壓器油箱內的各種故障以及油面降低。2、縱差保護或電流速斷保護：、反映變壓器繞組、套管和引出線故障縱差動保護適用于：并列運行的變壓器，容量為6300KVA以上；單獨運行的變壓器，容量在10000KVA以時。電流速斷保護用于10000KVA以下的變壓器，且其過電流保護的時限大于0.5s。對其中性點直接接地側繞

48、組和引出線的接地短路，以及繞組間適中中能起保護作用，如果變壓器的縱差動保護對單相接地適中的靈敏性不符合要求，可增設零序差動保護。3、零序電流保護：在中性點直接接地電網中，裝設在降壓變電所的變壓器兩側，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。4、過負荷保護：雙卷變壓器，過負荷保護裝于高壓。5、過電流保護綜上所述，本變電所變壓器主變保護配置采用以下保護方式：主保護：瓦斯保護、縱聯差動保護；后備保護：過電流保護、過負荷保護、零序電流保護。8.1.2 母線保護配置原則：35-500KV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及以上雙母線和分段單母線上，

49、為保證有選擇性地切除任一組（或段)母線上所發生的故障，而另一組（或段）無故障的母線仍能繼續運行。2、110KV及以上單母線，重要發電廠或110KV及以上重要變電所的35-60K母線需要按照裝設全線速動保護的要求，必須快速切除母線上的故障時。為滿足速動性和選擇性的要求，母線保護都是按照差動原理構成的。 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）母聯電流相位比較式差動保護；（5）電流相位比較式母線保護。單母線或單母線分段的母線系統是比較簡單的母線接線方式，其特點是所有的電源和出線都接在一組母線或分接在兩段母線上。所

50、以在出線回路較少的不太重要的發電廠和變電所相同，一般采用低阻抗的電流差動母線保護。8.1.3 線路保護 配置原則1、220KV側線路保護（1）規程規定，110-220KV直接接地電力網的線路，應裝設反應接地短路的保護裝置，雙側電源線路宜裝設階段式距離保護。（2）當線路發生故障時，如不能全線快速地切除故障，則系統的穩定運行將遭到嚴重破壞以及在雙側電源線路上，如果要求全線速動切除故障時10-22-KV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。（3）220KV線路的接地保護適合裝設帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護、對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整

51、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以及 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，則可裝設此保護。（4）高頻保護：采用相差高頻保護相差高頻保護適用于200KM以內的110-220KV輸電線路。綜上述，本變電所220KV側線路保護采用：主保護：高頻保護；后備保護：距離保護；接地保護：零序、段電流保護。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保護為主保護，距離保護為后備保護。橫聯差動保護有相繼動作區和死區，而電流平衡保護只有相繼動作區無死區，并且相繼動作區比橫聯差動保護小，并且有動作迅速，靈敏度足夠大，并且接線簡

52、單等優點。綜上述，本變電所60KV側線路保護采用：主保護：電流平衡保護后備保護：距離保護表81 本變電所繼電保護規劃配置主保護后備保護變壓器瓦斯保護、縱聯差動保護過電流保護、零序電流保護、過負荷保護母線保護采用母聯電流比相式差動保護線路保護220KV側高頻相差保護距離保護接地保護零序、段電流保護60KV側電流平衡保護距離保護8.2 自動裝置的配置8.2.1 配置原則及原因1、3KV及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置以及低壓側不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘。2、電力系統的故障中，大多數是送電線路（尤其是架空線路）的故障。運行經驗表明，架空線路的故障大多數是瞬時性故障，此時如果把 斷開的斷路器再合上，就能夠恢復正常供電。若合上電源以后故障依然存在，線路還要被繼電保護再次段開，因而就不能恢復正常的供電。所以由于線路具有上述性質，因此，在線路被斷開以后再進行一次合閘，就有可能大大提高供電的可靠性。由運行人員手動進行合閘固然也能夠實現上述作用，但由于停電時間過長