220kV变电站电气部分 毕业设计.doc

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1、目录 摘 要 Abstract 第一部分 说明书 .1 1 电气主接线设计 .1 1.1 变压器的选择 .1 1.2 主接线的设计原则和要求 .1 1.2.1 电气主接线的设计原则 2 1.2.2 设计主接线的基本要求 2 1.2.3 主接线的接线方式选择 3 2 短路电流计算 .7 2.1 短路电流计算的目的 .7 2.2 短路电流计算的一般规定 .7 2.3 短路电流计算的步骤 .8 2.4 短路电流的计算结果 .9 3 电气设备选择 .10 3.1 电气设备选择的一般要求 .10 3.1.1 按正常工作条件选择设备 10 3.1.2 按短路条件校验设备的动稳定和热稳定 11 3.2 电气

2、设备的选择 .12 3.2.1 高压断路器的选择 12 3.2.2 隔离开关的选择 13 3.2.3 电压互感器的选择 14 3.2.4 电流互感器的选择 15 3.2.5 支柱绝缘子的选择 16 3.2.6 熔断器的选择 17 3.2.7 母线的选择 17 4 防雷保护规划设计 .18 4.1 概述 .18 4.2 避雷器的技术参数 .18 4.3 避雷器的配置原则 .19 5 继电保护规划设计 .20 5.1 概述 .20 5.2 保护规划 .20 5.2.1 变压器 20 5.2.2 母线 21 5.2.3 线路 22 6 高压配电装置 .23 第二部分 计算书 .25 1 短路电流计算

3、 .25 1.1 参数化简 .25 1.2 K1 点发生短路 26 1.3. K2 点发生短路 .31 1.4. K3 点发生 短路 .36 2 电气设备选择 .41 2.1 断路器选择 .41 2.1.1 220kV 侧断路器 .41 2.1.2 110kV 侧断路器 .42 2.1.3 35kV 侧断路器 .43 2.2 隔离开关选择 .44 2.2.1 220kV 侧隔离开关 .44 2.2.2 110kV 侧隔离开关 .45 2.2.3 35kV 侧隔离开关 .46 2.3 电压互感器选择 47 2.3.1 220kV 侧 .47 2.3.2 110kV 侧 .47 2.3.3 35k

4、V 侧 .48 2.4 电流互感器选择 48 2.4.1 220kV 侧 .48 2.4.2 110kV 侧 .49 2.4.3 35kV 侧 .50 2.4.4 220kV 主变中性点处 .51 2.4.5 110kV 主变中性点处 .52 2.5 绝缘子和穿墙套管选择 53 2.6 母线选择 53 2.6.1 220kV 侧 .53 2.6.2 35kV 侧 .55 2.7 熔断器选择 56 2.8 避雷器选择 56 2.8.1 220kV 避雷器选择 .56 2.8.2 110kV 避雷器选择 .56 2.8.3 35kV 避雷器选择 .57 3 变压器保护的整定计算 .58 3.1 纵

5、联差动保护的整定计算 .58 3.2 过电流保护的整定计算 .60 参考文献 .61 致谢 .62 附录一 英文原文 .63 英文译文 .69 附录二 毕业设计任务书 .72 附录三 毕业设计开题 报告 .75 附图 1 变电站电气主接线 附图 2 110KV 开关站平面布置图 附图 3 变压器继电保护原理展开图 摘 要 本次毕业设计以 220kV 变电站为主要设计对象，该 220kV 变电站是地区重要变电站， 是电力系统 220kV 电压等级的重要部分。该变电站设有 2 台主变压器，站内主接线分为 220kV，110kV 和 35kV 三个电压等级。 本设计的第一章是变电站变压器的选择及电气

6、主接线的设计，分别通过对 220kV,110kV 和 35kV 侧电气主接线的拟定，选择出最稳定可靠的接线方式。第二章是短 路电流计算，首先确定短路点，计算各元件的电抗，然后对各短路点分别进行计算，得 出各短路点的短路电流。第三章是是电气设备的选择，电气设备包括断路器、隔离开关、 电压和电流互感器、熔断器、母线。第四章是防雷保护的规划，避雷器的选择。第五章 是继电保护规划设计，包括变压器、母线、线路。第六章是 110kV 高压配电装置的设计。 通过对 220kV 变电站设计，使我对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个较为 全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了我独

7、立分析 和解决电力工程设计问题的能力。 关键词：电气主接线; 短路电流计算; 电气设备 Abstract This graduation project takes the220kV transformer substation as the main design object. The 220kV transformer substation is the local important transformer substation, and is an important part in the electrical power system of 220kV voltage rank.

8、 This transformer substation is equipped with 2 main transformers, and in the station the host wiring is divided into 220kV, 110kV, and 35kV three voltages ranks. This designs first chapter is the firsthand information of designing the transformer substation. The second chapter is the transformer su

9、bstations electricity main wiring design and transformers choice. Separately through to 220kV, 110kV and 35kV side electricity main wirings sketch, choose the stablest and reliable wiring way. The third chapter is the short circuit current computation. First determine the short dot and calculate var

10、ious parts reactance, then carry on the computation separately to various short dots and obtain the short-circuit current of various short dots. The fourth chapter is electrical equipments choice. The electrical equipment including the circuit breaker, the isolator, the voltage and the current trans

11、former, the fuse, the bus bar. The fifth chapter is the anti-radar protections plan, the arresters choice. The sixth chapter is the 110kV high pressure power distribution equipments design. The seventh chapter is designing protection of the second part of its electrical. Through the design to the 22

12、0kV transformer substation, I has one to the electrical engineering and the automated specialized branch curriculum to be more comprehensive, systems grasping, strengthened the apply theory to reality ability, raised the project consciousness, and exercised me to analyze and the sole electric power

13、project designs question independently. Key words: electricity main wiring; short-circuit current calculation; the electrical equipment 1 第一部分 说明书 1 电气主接线设计 电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中 间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备， 并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称 为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功

14、能要求组成接受和分配电 能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定 的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本 组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。 1.1 变压器的选择 （1）本变电所已经给定是两台主变压器，其容量均为90000KVA。 （2）主变压器的型式： 一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕 组的功率均达到15% 以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为 110220kV，而中压网络为35kV 时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通 的三绕组变压器；当主网电压为2

15、20kV及以上，中压为 110kV及以上时，多采用自耦变 压器，以得到较大的经济效益。 本变电所选择两台主变压器型号为 SFPSZ7-90000/220，具体参数如表 1.1 示 表 1.1 主变压器技术参数 短路阻抗 （ %） 型号 额定容量 （KVA） 高压 侧 (kV) 中压 侧 (kV) 低压 侧 (kV) 高 中 高 低 中 低 联结 组号 SFPSZ7-90000/220 90000 220 121 38.5 14.4 24.2 7.8 10dYnN 1.2 主接线的设计原则和要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电 站电气设计的首要部分。它表

16、明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式 2 及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设 备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳 定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完 成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计 是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面 的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 1.2.1 电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经

17、济建设的方针、政策、技 术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术 要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和 设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可 能采用断路器较少 或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也 可采用线路分支接线。在110kV220kV 配电装置中，当出线为2回时，一般采用桥形接 线；当出线不超过4回时，一般采用单母线分段接线。在枢纽变电站中，当 110220kV 出线在回4及以上时，一般采用双

18、母线接线。 在大容量变电站中，为了限制610kV出线上的短路电流，一般可采用下列措施： （1） 变压器分列运行； （2） 在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器； （3） 采用低压侧为分裂绕组的变压器； （4） 出线上装设电抗器。 1.2.2 设计主接线的基本要求 （1） 可靠性：安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线 最基本要求，而且也是电力生产和分配的首要要求。主接线可靠性的具体要求： 断路器检修时，不宜影响对系统的供电； 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并要求 保证对一级负荷全部和大部分二级负荷的供电； 尽量避免变电所全部停运的可靠性

19、。 （2） 灵活性：主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。 3 为了调度的目的，可以灵活地操作，投入或切除某些变压器及线路，调配电源和 负荷能够满足系统在事故运行方式，检修方式以及特殊运行方式下的调度要求； 为了检修的目的,可以方便地停运断路器，母线及继电保护设备，进行安全检修， 而不致影响电力网的运行或停止对用户的供电； 为了扩建的目的,可以容易地从初期过渡到其最终接线，使在扩建过渡时，无论在 一次和二次设备装置等所需的改造为最小。 （3） 经济性：主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。 投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避 雷器等一次设备

20、的投资，要能使控制保护不过复杂，以利于运行并节约二次设备和控制 电缆投资；要能限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备或轻型电器；在终端或分 支变电所推广采用质量可靠的简单电器； 占地面积小，主接线要为配电装置布置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、 绝缘子及安装费用。在不受运输条件许可，都采用三相变压器，以简化布 置。 电能损失少：经济合理地选择主变压器的型式、容量和数量，避免两次变压而增 加电能损失。 1.2.3 主接线的接线方式选择 单母线接线用于：610kV 配电装置，出线不超过 5 回；3563kV 配电装置，出线 回路不超过 3 回；110220kV 配电装置，出线回路不超过 2

21、 回。单母分段接线用于： 610kV 配电装置，出线回路为 6 回及以上时；35 63kV 配电装置，出线回路为 48 回 时；110220kV 配电装置，出线回路为 34 回时。双母接线一般用于： 610kV 配电装 置，短路电流较大、出线需带电抗器时；3563kV 配电装置，出线回路超过 8 回或连接 的电源较多、负荷较大时；110220kV 配电装置，出线回路为 5 回及以上或该配电装置 在系统中居重要地位、出线回路为 4 回及以上时。当只有两台主变压器和两回输电线路 时，采用桥形接线：内桥接线用于输电线路较长或变压器不需经常投、切及穿越功率不 大的小容量配电装置中；外桥接线用于输电线路

22、较短或变压器需经常投、切及穿越功率 较大的小容量配电装置中。由于本变电站有两台主变压器，220kV 有 7 回出线，110kV 有 2 回出线，35kV 侧有 6 回出线，拟选定如下选择方案： 4 表 1.2 主接线方案 方案 220kV 110kV 35kV 主变台数 方案一 双母线 单母线分段 单母线分段 2 方案二 双母线 内桥接线 单母线分段 2 （1） 单母线分段 优点:母线经断路器分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源 ;一 段母线故障时(或检修), 仅停故障(或检修) 段工作,非故障段仍可继续工作. 缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的

23、电源和出线 ,在检修期间 必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作 . 适用范围： 这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为 35110kV 的变 电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性 （2） 内桥接线 优点：其中一回线路检修或故障时，其余部分不受影响，操作较简单。 缺点：变压器切除、投入或故障时，有一回路短时停运，操作较复杂；线路侧断路器检 修时，线路需较长时间停运。 （3） 双母线接线 优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断 ,一组母线故障后，能迅速恢复供 电;调度灵活;扩建方便. 缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电，造价高。 5

24、方案一 6 方案二 方案一的接线特点： （1） 220kV 采用双母线接线方式，供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中 断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便. （2） 110kV 及 35kV 侧采用单母分段接线，母线经断路器分段后，对重要用户可以 从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时 (或检修),仅停故障(或检修)段工 作,非故障段仍可继续工作. 方案二的接线特点： （1） 220kV 采用双母线接线方式，供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中 断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便. （2） 110kV 侧采用内桥接线，相比单母

25、分段接线少用了两个断路器和隔离开关，更 经济；其中一回线路检修货故障时，其余部分不受影响，操作较简单。 综观以上两种方案的比较，方案二较方案一更经济，操作更简单，由设计任务书的 原始资料及经济性，供电可靠性等要求将方案二定为最终的选择方案。 7 2 短路电流计算 2.1 短路电流计算的目的 在发电厂和变电站的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。短路电流 计算的目的主要有以下几方面： （1） 电气主接线的比选； （2） 选择导体和电器； （3） 确定中性点接地方式； （4） 计算软导线的短路摇摆； （5） 确定分裂导线间隔棒的间距； （6） 验算接地装置的接触电压和跨步电压； （7）

26、选择继电保护装置和进行整定计算。 2.2 短路电流计算的一般规定 验算导体和电器时所用的短路电流，一般有以下规定： （1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。 （2） 所有电源的电动势相位角相同。 （3） 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工 程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510 年） 。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常 接线方式，而不应按仅 在切换过程中可能并列运行的接线方式。 （4） 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用 的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

27、 （5） 选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线 方式时短路电流为最大的地点。 （6） 短路种类： 一般按三相短路计算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接 接地系统以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路情况严重时， 则应按严重情 况进行校验。 8 2.3 短路电流计算的步骤 采用运算曲线法求取任意时刻的短路电流可以分以下若干步骤： （1） 画出以标么值表示的等值电路图。 （2） 化简网络。针对每个短路计算点分别化简，化成各个电源与短路点之间只经 过一个电抗直接连接，这个电抗称为与其对应的电源对于短路点的“转移电抗” 。 （3） 将各个“ 转移电抗

28、 ”分别换算成以各自电源总容量为基准的新标么值，称为各 个电源到短路点的“ 计算电抗 ”。 GiNijsifBSX （4） 根据计算电抗查曲线，查出不同类型电源供给的短路电流周期分量在任意时 刻的标么值。 （5） 如果 ，那么该电源可以近似看做一个无限大系统，无需查曲线。ifs3.45X1BijsSIU （6） 将查得的短路电流标么值乘以各自的电流基准值。分别以各自电源总容量和 短路点的平均电压为基准值算出，得到各电源供给的短路电流周期分量有名值。 此变电站的等值电路如图 1 所示 图 1 变电站等值网络图 9 2.4 短路电流的计算结果 表 2.1 短路电流计算结果 短路点 时间（s） 三相

29、短路电 流（KA） 单相接地短 路电流 （KA） 两相短路电 流（KA） 两相接地短 路电流 （KA） 0 5.983 0.055 5.087 0.11 4.926 1.03 4.983 K1 2.06 5.151 5.112 4.374 5.159 0 3.986 0.145 3.879 0.29 3.864 1.045 3.879 K2 2.09 3.856 3.391 2.070 3.408 0 8.530 0.105 8.484 0.21 8.437 1.055 8.567 K3 2.11 8.567 0 7.342 7.342 10 3 电气设备选择 3.1 电气设备选择的一般要求

30、在发电厂和变电所中，根据电能生产，转换和分配等各环节的需要，配置了各种电 气设备。根据它们在运行中所起的作用不同，通常将它们分为电气一次设备和电气二次 设备。 电气一次设备及其作用：直接参与生产，变换，传输，分配和消耗电能的设备称为 电气一次设备，主要有： （1） 进行电能生产和变换的设备，如发电机，电动机，变压器等。 （2） 接通，断开电路的开关电器，如断路器，隔离开关，接触器，熔断器等。 （3） 限制过电流或过电压的设备，如限流电抗器 ，避雷器等。 （4） 将电路中的电压和电流降低，供测量仪表和继电保护装置使用的变换设备， 如电压互感器，电流互感器。 （5） 载流导体及其绝缘设备，如母线，

31、电力电缆，绝缘子，穿墙套管等。 （6） 为电气设备正常运行及人员，设备安全而采取的相应措施，如接地装置等。 不同类别的电气设备承担的任务和工作条件各不相同，因此它们的具体选择方法也 不相同。但是，为了保证工作的可靠性及安全性，在选择它们时的基本要求是相同的， 即按正常工作条件选择，按短路条件校验其动稳定和热稳定。对于断路器，熔断器等还 要校验其开断电流的能力。 3.1.1 按正常工作条件选择设备 （1） 按正常工作电压选择设备额定电压 所选电气设备的最高允许电压必须高于或等于所在电网的最高运行电压.即选择时满 足下式即可： .NSU 式中 设备所在电网的额定电压，kV； 设备的额定电压，kV。

32、N （2） 按所在回路的最大长期工作电流电流选择设备额定电流 所选设备的额定电流应大于或等于所在回路的最大长期工作电流： 11 maxNKI 当仅计及环境温度修正时，K 值的计算如下： 对于裸导体和电缆： 25alK 对于电器： 时 C604018.41K 时 5 时 2. 式中 实际环境温度， 裸导体或电缆芯正常最高允许温度， 。裸导体一般为 70；电缆al 芯与电缆结构有关，其值在 5090间。 表 3.1 各回路最大长期工作电流 的计算 回路名称 最大长期工作电流 的计算原则 变压器回路 母线分段及母联断路器回路 ：母线分段变电所应满足用户的一级负荷和大部分 二级负荷；母联一般为该母线上

33、最大一台发电机或变 压器额定电流的最大工作电流； 3.1.2 按短路条件校验设备的动稳定和热稳定 （1） 短路动稳定校验 制造厂一般直接给出定型设备允许的动稳定峰值电流 ，动稳定条件为 ：esieshi 式中 所在回路的冲击短路电流shi 设备允许的动稳定电流（峰值）es （2） 短路热稳定校验 制造厂一般直接给设备的热稳定电流（有效值） 及允许持续时间 t。热稳定条件为：tI 2tkIQ 12 式中 设备允许承受的热效应； 2tI 所在回路的短路电流热效应。kQ 3.2 电气设备的选择 3.2.1 高压断路器的选择 变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行 时

34、，用来接通和开断负荷电流；故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电 流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。 （1） 型式。在我国不同电压等级的系统中，选择断路器型式的大致情况是： 电压等级在 35kV 及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或 SF6 断路器； 35kV 的也可选用户外式多油断路器、真空断路器或 SF6 断路器；电压等级在 110330kV 范围内，可选用户外式多油断路器或 SF6 断路器。 （2） 额定电压的选择为 NSU （3） 额定电流的选择为 maxI （4） 额定开断电流的校验条件为 。brkI 断路器的额定开断电流，kAbrI 实际开

35、断瞬间的短路全电流有效值，kAkt （5） 热稳定校验的条间应满足: 2tkIQ 当 时，可不考虑非周期分量的热效应，只计周期分量。1kts （6） 动稳定校验的条间应满足: eshi 表 3.2 断路器选择结果 电压等 级 型号 额定电 压 （kV） 额定电 流（A） 额定开 断电流 （kA ） 动稳定 电流峰 值 （kA ） 热稳定电流 （kA） 固有 分闸 时间 （s） 13 220kV LW-220I 220 1600 40 100 40(3s) SKA 2 51.423 - 110kV SW6-110 110 1200 31.5 80 31.5(4s) 0.04 110kV 计算结果

36、 110 477.839 4.145 10.164 3969 SA 2 31.594 K - 35kV LW2- 35 35 1600 25 63 25(4s) 1SA 2 64.495 K - 3.2.2 隔离开关的选择 隔离开关是发电厂和变电站中常用的开关电器。隔离开关没有灭弧装置，不能用来 接通和切断负荷电流和短路电流。其作用有：隔离电压，接通或断开很小的电流，与断 路器配套使用完成倒闸操作。 隔离开关与断路器相比，项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流， 故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。 电压等级 型号 额定电压 （kV） 额定电流 （A） 动稳定电流峰 值（kA）

37、4s 热稳定电流 （kA） 220kV GW4-220 220 630 50 20 220kV 计算结果 220 238.919 15.257 1600 SKA 2 51.423 110kV GW4-110 110 630 50 20 110kV 计算结果 110 477.839 10.164 1600 SKA 2 31.594 14 表 3.3 隔离开关选择结果 3.2.3 电压互感器的选择 电压互感器（又称 PT）是将高电压变成低电压的设备，分为电磁式电压互感器和电 容分压式电压互感器两种。电压互感器的选择内容包括：根据安装地点和用途，确定电 压互感器的结构类型、接线方式和准确级；确定额定

38、电压比等。 电压互感器的配置应根据测量、同期、保护等的需要，分别装设相应的电压互感器。 具体配置如下： （1） 母线。工作母线和备用母线都应该装一组三绕组电压互感器，而旁路母线可不 装。 （2） 35kV 及以上线路按对方是否有电源考虑。对方无电源时不装。有电源时，可 装一台单相双绕组或单相三绕组电压互感器。110kV 及以上线路，为了节约投资和占地， 载波通信和电压测量可共用耦合电容，故一般选择电容式电压互感器。 设计中应根据装设地点和使用条件选择电压互感器的种类和型式。 （1） 选择一次额定电压和二次额定电压 电压互感器一次绕组额定电压，应根据互感器的接线方式来确定。电压互感器的二 次绕组

39、额定电压通常是供额定电压为 100V 的仪表和继电器的电压绕组使用。单个单相式 电压互感器的二次绕组电压为 100V，而其余可获得相间电压的接线方式，二次绕组电压 为 100/ V。电压互感器开口三角形的辅助绕组电压用于 35kV 及以下中性点不接地系统3 的电压为 100/3V，而用于 110kV 及以上的中性点接地系统为 100V。 （2） 选择准确级 根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线形式，并尽可能将负荷均匀分布 在各相上，然后计算负荷大小，按照所接仪表的准确级和容量选择电压互感器的准确级 和额定容量。 35kV GW4- 35(D) 35 2000 100 40 35kV 计

40、算结果 35 1501.778 28.871 6400 SKA 2 164.495 15 表 3.4 电压互感器选择结果 额定电压（kV） 二次额定容量 （VA） 电压 等级 型号 一次线 圈 二次线 圈 辅助 线圈 0.5 级 最大容量 （VA） 220kV 母线 JCC5-220 220/ 30.1/ 0.1 300 2000 220kV 出线 TYD220/ -0.00753 220/ 0.1/ 0.1 200 - 110kV 内桥 JCC6-110 110/ 30.1/ 0.1 300 2000 110kV 出线 TYD110/ -0.0153 110/ 0.1/ 0.1 200 -

41、35kV 母 线 JDJJ2-35 35/ 30.1/ 0.1 3/150 1000 3.2.4 电流互感器的选择 35kV 及以上配电装置一般用油浸瓷箱式结构的独立式电流互感，所有断路器的回路 均装设电流互感器，以满足测量、保护和自动装置的要求。对中性点有效接地系统，电 流互感器按三相配置。 表 3.5 电流互感器选择结果 电压等级 型号 级次组合 额定电流比 (A/A) 1s 热稳定电流 （A） 动稳定电流 (A) 220kV LCW11-220 D/D/D/0.5 4 300/560 60 220kV 计算结果 - - 5184 SK 2 51.423 A 15.257 220kV 主变

42、 中性点 L-110 B 300/5 70 1178 16 220kV 主变 中性点 计算结果 - - 4900 SKA 2 51.423 15.257 110kV LCWD2-110 10P/10P/0. 5 2 300/522.545 40.581 110kV 计算结果 - - 900 SKA 2 31.594 10.164 110kV 主变 中性点 LCWD-60 D/1 300/5 75 150 110kV 主变 中性点 计算结果 - - 8100 SKA 2 31.594 10.164 35kV LZZB9-24A2 0.5S/0.5S/ 5P15 2000/5 110 215 35

43、kV 计算结果 - - 48400 SKA 2 164.495 28.871 3.2.5 支柱绝缘子的选择 支柱绝缘子按额定电压和类型选择，进行短路时动稳定校验。 （1）型式选择 根据装置地点、环境，选择屋内、屋外或防污式及满足使用要求的产品型式。一般 屋外采用联合胶装多棱式，屋外采用棒倒装时，采用悬挂式。 （2）按额定电压选择支柱绝缘子。 无论支持绝缘子或套管均要负荷产品额定电压大于或等于所在电网电压要求，即: NSU （3）按额定电流选择穿墙套管。穿墙套管的额定电流 大于等于回路最大持续工作NI 电流 ，即：maxgI NgkImax （4）按短路条件校验动稳定 17 布置在同一平面内三相

44、导体，在发生短路时，支持绝缘子（或套管）所受的力为该绝缘 子相邻跨导体上电动力的平均值。 表 3.6 绝缘子选择结果 电压等级 型号 额定电压(kV) 机械破坏负荷 （kN） 220kV XSH-160/220C 220 160 110kV XSB-100/110B 110 100 35kV ZL-35/8 35 8 3.2.6 熔断器的选择 熔断器用于保护电路中的电气设备，使其免受过载和短路电流的危害，不能用来正 常的切断和接通电路，必须与其他电器配合使用。熔断器广泛适用于电压为 1000V 及以 下的装置中；在电压为 3110kV 高压配电装置中，主要作为小功率电力线路、配电变压 器、电力

45、电容器、电压互感器等设备的保护。 作为电压互感器的短路保护，可选用 RN2、RN4、RW10 、RXW0 等系列。 表 3.7 熔断器选择结果 型号 电压等级 （kV） 额定电流（A） 额定电压 （kV） 最大开端容量 （MVA） RXW0-35 35 0.5 35 1000 3.2.7 母线的选择 母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线 来汇集和分散电功率。在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线 及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。一般来说。母 线系统包括载流导体和支撑绝缘两部分，载流导体可构成硬母线和软母线。软

46、母线是钢 芯铝绞线，因其机械强度决定于支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。 母线的选择内容包括： (1) 确定母线的材料 截面形状、布置方式; (2) 选择母线的截面积； (3) 校验母线的动稳定和热稳定； (4) 对重要的和大电流母线，校验其共振频率； 对于 110kV 及以上的母线，还应校验能否发生电晕。 18 对于软母线不需要校验其动稳定。 表 3.8 母线选择结果 电压等级 型号 标称截面积2m (A) 70 外径 d （ ） 220kV LGJ-300/70 370 700 25.2 220kV 计算结果 23.787 - - 35kV LGJ-120/25 120 425 1

47、5.74 35kV 计算结果 52.46 - - 4 防雷保护规划设计 4.1 概述 变电站是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大 面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国 民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。 避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的 电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其 它电气设备。 避雷器有 FS 型和 FZ 型两种。 FS 型主要适用于配电系统，FZ 型适用于发电厂和变 电站。电力系统中广泛采用的主要是

48、阀式避雷器。根据额定电压(正常运行时作用在避雷 器上的工频工作电压，也是使用该避雷器的电网额定电压)和灭弧电压有效值(指避雷器应 能可靠地熄灭续流电弧时的最大工频作用电压)。 4.2 避雷器的技术参数 (1) 额定电压：避雷器的额定电压必须与安装避雷器的电力系统电压等级相同。 (2) 灭弧电压：灭弧电压是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时，根据灭弧 条件所允许加至避雷器的最高工频电压。因此，对 35kV 及以下的避雷器，其灭弧电压规 定为系统最大工作线电压的 100%110%；对 110kV 及以上中性点接地系统的避雷器；其 灭弧电压规定为统最大工作线电压的 80%。 (3) 工频放电电压：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般应大于 最大运行电压的 3.5 倍。在中性点直接接地的电网，工频放电电压应大于最大运行相电压 19 的 3 倍。工频放电电压应大于灭弧电压的 1.8 倍。 (4) 冲击放电电压：冲击放电电压是指预放时间为 1.520 冲击放电电压，与 5kAus 下的残压基本相同。 (5) 残压：在防雷计算中以 5kA 下的残压作为避雷器的最大残压。 4.3 避雷器的配置原则 （1）