220KV变压器毕业论文(修改)

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1、1摘摘 要要随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的更要求也越来越高。 本设计讨论的是 220KV 变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。关键字：变电站；短路计算；设备选择；防雷保护。2目目 录录摘摘 要要 .2引引 言言 .5任任 务务 书书 .6第一章第一章 主变压器的选择主变压器的选择 .71.1 主变压器的选择原则.71.1.1 主变压器容量和台数的选择原则.71.1.2 主变压器容量的选择.71.1.3 主变压器型式的选择.81.1.4 绕组数量

2、和连接形式的选择.81.2 主变压器选择结果.91.3 所用变选择.9第二章第二章 电气主接线的设计电气主接线的设计 .112.1 主接线概述.112.2 主接线设计原则.112.3 主接线的选择.11第三章第三章 220KV220KV 变电站电气部分短路计算变电站电气部分短路计算 .153.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算.153.2 10KV 侧短路计算.163.3 220KV 侧短路计算.193.4 110KV 侧短路计算.21第四章第四章 导体和电气设备的选择导体和电气设备的选择 .234.1 断路器和隔离开关的选择.244.1.1 220KV 出线、主变侧.244.1.2 主变 11

3、0KV 侧.284.1.3 10KV 断路器隔离开关的选择.304.2 电流互感器的选择.354.2.1 220KV 侧电流互感器的选择.354.2.2 110KV 侧的电流互感器的选择.374.2.3 10KV 侧电流互感器的选择.384.3 电压互感器的选择.394.3.1 220KV 侧母线电压互感器的选择.394.3.2 110KV 母线设备 PT 的选择.404.3.3 10KV 母线设备电压互感器的选择.404.4 导体的选择与校验.4034.4.1 220KV 母线.404.4.2 110KV 母线.414.4.3 10KV 母线的选择.424.4.4 变压器 220KV 侧引接

4、线的选择与校验.444.4.5 变压器 110KV 侧引接线的选择与校验.454.4.6 变压器 10KV 侧引接线的选择与校验.46第五章第五章 防雷保护及接地防雷保护及接地 .485.1 防雷保护.485.1.1 直击雷过电压保护.485.1.2 雷电侵入波保护.49第六章第六章 电气总平面布置及配电装置的选择电气总平面布置及配电装置的选择 .516.1 配电装置的确定.516.2 电气总平面布置.516.2.1 电气总平面布置的要求.516.2.2 电气总平面布置.51第七章第七章 继电保护配置继电保护配置 .537.1 主变保护的配置.537.1.1 主变压器的主保护.537.1.2

5、主变压器的后备保护.537.2 110KV 线路相间保护整定计算.537.2.1 参数计算：.537.2.2 114 开关相间保护整定计算.547.2.3 111 开关相间保护整定计算.55第八章第八章 结束语结束语 .58参考文献参考文献 .59致致 谢谢 .604引引 言言 电力事业的日益发展紧系着国计民生。它的发展水平和电气的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。 全面建设小康社会的宏伟目标，从一定意义上讲，实现这个宏伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全可靠的电力供应，需要优质高效的电力服务。本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。通

6、过对原始资料的分析、主接线的选择及比较、短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制以及避雷器针高度的选择等步骤、最终确定了 220kV 变电站所需的主要电器设备、主接线图以及变电站防雷保护方案。通过本次毕业设计，达到了巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，

7、并在设计中增新、拓宽。提高专业知识，拓宽、提高专业知识，完善知识结构，开发创造型思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。5任任 务务 书书本次设计任务本次设计任务新建一座 220kV 区域变电所。该所建成后与 110kV 和 220kV 电网相连，并供给近区用户供电。原始资料原始资料该所有 220kV、110kV 和 10kV 三个电压等级。220kV 出线 6 回（其中备用2 回） ，110kV 出线 10 回（其中备用 2 回） ，10kV 出线 12 回（其中备用 2 回） 。110kV 侧有两回出线供给大型厂用，其容量为 80000kVA，其他

8、作为一些地区变电所进线，其他地区变电所进线总负荷为 100MVA。10kV 侧总负荷为35000kVA，类用户占 60%，最大一回出线负荷为 2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为 0.65。本站选址条件较好，土地较为平整充裕，年平均最高温度 40，年平均最低气温-2，地震强度 6 级以下。第一章第一章 主变压器的选择主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。1.11.1 主变压器的选择原则主变压器的选择原则1.1.11.1.1 主变压器容量和台数的选择原则主变压器容量和台数的选择原则1、主变容量选择应考虑：（1）主变容量一般按变电所建成后 510

9、 年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期 1020 年的负荷发展。（2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的 60%。（3）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化。2.主变台数的考虑原则：（1）对大城市的一次变，在中、低压侧构成环网的情况下，装两台主变为宜。（2）对地区性孤立的一次变或大型的工业专用变电所，设计时应考虑装三台的可能性。（3）对规划只装两台的主变的变

10、电所，其主变基础宜大于变压器容量的1-2 级设计，以便负荷发展时更换主变。1.1.21.1.2 主变压器容量的选择主变压器容量的选择台数选择又上分析可知应选两台主变。7主变压器容量 Se 的确定：Smax=80+100+35=215MVA 同时率取 0.85 容量确定：Se=0.70.85Smaxe5*0.05 Se=0.70.85215e0.25164.3MVA1.1.31.1.3 主变压器型式的选择主变压器型式的选择选择主变压器，需考虑如下原则：（1）当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。（2）当发电厂与系统连接的电压为 500KV 时，已经技术

11、经济比较后，确定选用三相变压器、两台 50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为 300MW、并直接升到 500KV 的，宜选用三相变压器。（3）对于 500KV 变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。1.1.41.1.4 绕组数量和连接形式的选择绕组

12、数量和连接形式的选择具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的 15%以上，或低压侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器5。81.21.2 主变压器选择结果主变压器选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分 ，选定变压器的容量为180MVA。由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查大型变压器技术数据选定主变型号为：SFPS7-18000/220。主要技术参数如下：额定容量：180000（KVA）额定电压：高压22022.5% ；中压121； 低压10.5（KV）连接组标号：YN/yn0/d11空载损耗：178(KW)阻抗电压（

13、%）：高中：14.0；中低：7.0；高低：23.0空载电流（%）：0.7所以一次性选择两台 SFPS7-180000/220 型变压器为主变。1.3 所用变选择所用变选择 1.选择原则：所用电负荷按 1-5变电所容量计，这里按照主变容量的2计算，设置 2 台所用变相互备用。2.所用变容量计算:S=2Se=1505002=301KVA所用变压器参数:型号：S9315/10U1e=6.35%（KV） U2e=0.4（KV）连接组别：Y，yn09空载损耗：0.70（KW）阻抗电压：4（%）空载电流：1.5（%）10第二章 电气主接线的设计2.12.1 主接线概述主接线概述电气主接线是由电气设备通过连

14、接线，按其功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。用规定的电气设备图形符号和文字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。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。2.22.2 主接线设计原则主接线设计原则电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主题。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都

15、有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、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、实用、经济、美观的原则8。2.32.3 主接线的选择主接线的选择根据主接线方式，并结合待建变电站的实际，现对各电压等级采取的主接线方式作如下分述：11一、220KV 主接线

16、形式的选择拟定双母线接线方式或双母带旁路接线方式。两种方式比较：220kV 出线 6 回，而双母接线使用范围是 110220KV 出线数为 5 回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。220kV 出线 6 回，而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。 综合所述，220KV 电压等级采用侧双母线带旁路接线方式，220KV 主接线形式如

17、下所示：（图 24） 二、110KV 主接线形式选择拟定用双母线接线方式或双母带旁路接线方式。两种方式比较：110kV 出线 10 回（其中备用 2 回） ，110kV 侧有两回出线供给大型厂用，其容量为 80000kVA，其他作为一些地区变电所进线，其他地区变电所进线总负荷为 100MVA。根据条件选择双母接线方式。图 2-412110kV 出线 10 回（其中备用 2 回） ，母线故障后能声速恢复供电，母线或母线设备检修时不中断对得要用户的供电，因此要求其主接线具有较高的可靠性和快速的恢复送电能力，故采用双母线接线方式。同时 110KV 侧出线回路数较多，也需加装专用旁路开这样，110KV

18、 电压等级的接线方式为双母线带旁路的接线方式（专用旁路断路器） 。但多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。综上比较，按母线的选用情况将选用双母线的接线方式。如下图 2-5 所示。 图 2-5三、10KV 接线形式选择拟定单母分段接线或双母线的接线方式。两种方式比较：10kV 出线 12 回（其中备用 2 回） ，10kV 侧总负荷为 35000kVA，、类用户占 60%，最大一回出线负荷为 2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。选择单母分段接线方式。由于 10KV 所传输的功率不大，而双母线接线所需设备较多，投资较大，故从经济角度考虑，确定 10KV 采用单母线分段的主接线方式

19、。具体接线图如 2-6 所示： 13图 2-6综上所述，待建变电站的主接线方式为：220KV 采用双母线带旁路的接线方式，110KV 采用侧双母接线方式，10KV 采用单母线分段的接线方式。图 2-714第三章第三章 220KV220KV 变电站电气部分短路计算变电站电气部分短路计算系统阻抗：220KV 侧电源近似为无穷大系统 A，归算至本所 220KV 母线侧阻抗为 0.015（Sj=100MVA）,110KV 侧电源容量为 500MVA，归算至本所 110KV 母线侧阻抗为 0.36（Sj=100MVA） 。变压器型号为 SFPS7180000/220。SN=180MVA 其中高中、高低、

20、中低阻抗电压（%）分别为 14，23，7。简化图如下图所示：图 3-1 系统图的等值电路3.13.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算变压器的各绕组电抗标幺值计算s1s(1-2)s(3-1)s(2-3)11U %=U%+U%-U= (14+23-7)=1522s2s(1-2)s(2-3)s(3-1)11U %= U%+U%-U%= (14+7-23)=-122s3s(3-1)s(2-3)s(1-2)1U %= U%+U%-U%= (23+7-14)=82设 SB=100MVA，UB=Uav151BT1*NU %S15100X=0.083100S100180ss2BT2*NU %S-1100X=-0

21、.006100S100180s3BT3*NU %S8100X=0.044100S1001803.23.2 10KV10KV 侧短路计算侧短路计算f(3)-1 短路时, 示意图如下：图 3-2 f(3)-1 短路的等值电路图 1*1122XT1*T2*T1*T2*T3*X X-0. 006 0. 083（X+X+）= （0. 083-0. 006+）=0. 033X0. 044T2*T3*2*T2*T3*T1*XX1X =(X+X+)2X1-0.006 0.044=(-0.006+0.044+20.083）16=0.018 T1*T3*3*T1*T3*T2*XX1X =(X+X+)2X10.08

22、3 0.044(0.083+0.044+)2-0.006 =-0.241三角形变为星形：1*3*1*1*2*3*X XX =X +X +X0.033 ( 0.24)0.0330.0180.2410.042 2*3*2*1*2*3*X XX =X +X +X0.018 ( 0.241)0.0330.0180.2410.023 2*1*3*1*2*3*X XX =X +X +X0.0180.0330.0330.0180.2410.003 17图 3-3 f(3)-1 短路的等值电路图再次简化因为 *10.042X*ASX=0.015 *BSX=0.36所以：*AAS1X=X+X=0.015+0.0

23、42 =0.057 *BBS3 X=X+X =0.36-0.003=0.357 *C2X=X示意图如下所示:图 3-4 f(3)-1 短路的等值电路图再做三角形变换A*C*AF*A*C*B*XXX=X+X+X0.0570.0230.0570.230.3570.084B*C*BF*B*C*A*X X0.357 0.023X=X+X+0.3570.0230.524X0.05718示意图如下：图 3-5 f(3)-1 短路的等值电路图计算电抗：NNijsBBF*S500X=X0.5242.62S100汽轮发电机计算曲线，0s 时标么值为IB0*=0.390因为 A 电源为无穷大系统所以提供的短路电流

24、为：P*AF*11 I =11.90X0.084所以短路电流有名值为11：F0500100 I =0.39011.9076.1543 10.53 10.5KA冲击电流：2.55 76.154194.193()shiKA短路容量： 3 10.5 76.1541384.977()kSMVA3.33.3 220KV220KV 侧短路计算侧短路计算f(3)-2 短路时，示意图如下图所示。19图 3-6 f(3)-2短路的等值电路图*1*2*11()(0.0830.006)0.03922TTTXXX图 3-7 f(3)-2 短路的等值电路图XB*=XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399图 3

25、-8 f(3)-2短路的等值电路图A 电源（无穷大系统）的短路电流为：P*AS*11I = = =66.667X0.015jSB500X= 0.399=2.00100查汽轮发电机计算曲线有20IB0=0.512所以短路电流有名值为f0500100 I =0.512+66.66732303230 =17.376KA冲击电流11：2.55 17.37644.309shiKA（）短路容量：3230 17.3766922.106()MVAkS3.43.4 110KV110KV 侧短路计算侧短路计算f(3)-3 短路时图 3-9 f(3)-3短路的等值电路图XA*=XT*+XAS*=0.039+0.01

26、5=0.054上图简化图如下：图 3-10 f(3)-3短路的等值电路图A 为无穷大系统所以有P*A*11I =18.519X0.054而 jsB500X=0.36=1.8010021查汽轮发电机的计算曲线得IB0=0.570所以短路电流有名值为f0500100I =0.570+18.519=10.778KA3 1153 115冲击电流：2.55 10.77827.484()shiKA短路容量：3 115 10.7782146.825()KSMVA 短路计算结果列表于下：表 3-1 短路计算成果表短路点基准电压短路电流冲击电流短路容量 S(K)(KA)(KA)(MVA)f-110.576.15

27、4194.193384.977f-223017.37644.3096922.106f-311510.77827.4842146.82522第四章第四章 导体和电气设备的选择导体和电气设备的选择正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。本设计，电气设备的选择包括：断

28、路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择。气设备选择的一般原则：应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。应按当地环境条件校验；应力求技术先进与经济合理；选择导体时应尽量减少品种；扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。234.14.1 断路器和隔离开关的选择断路器和隔离开关的选择断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便

29、于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在 10KV220KV 的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用 SF6断路器。断路器选择的具体技术条件如下：额定电压校验：UNUNs （4-1）额定电流校验：INImax （4-2）开断电流：INbrI （4-3）动稳定：iesish （4-4）热稳定：It2t Qk （4-5）4.1.14.1.1 220KV220KV 出线、主变侧出线、主变侧（1） 、主变断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流 24max1.05 180000496.01( )3220AI具体选择及

30、校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=220KV2.额定电流选择：INImax=496.01A 3.开断电流选择：INbrI=17.376KA选择 SW6220/1200，其 SW6220/1200 技术参数如下表：表 4-2 SW6220/1200 技术参数表极限通过电流 KA热稳定电流 KA型号额定电压 KV额定电流 A断流容量 MVA额定断流量 KA峰值4S固有分闸时间SSW6-220/1200220120060002155210.044.热稳定校验：It2t QkIt2t=2124=1764（KA）2S电弧持续时间取 0.06S，热稳定时间为：tk =1.5+0.04+0.06=

31、1.6S查计算电抗并计算短路电流为0.8500100I=0.519+66.667=17.319KA323032301.6500100I=0.512+66.667=17.321KA32303230 所以，It2t Qk满足热稳校222/22222101217.37610 17.31917.3211.612120.252kkttKkIIIQtKAS（）25验。5.动稳定校验：ies=55kAish=44.309KA 满足校验要求具体参数如下表：表 4-3 具体参数表计算数据SW6-220/1200UNs 220KVUN 220KVImax 496.01AIN 1200AI 17.376KAINbr

32、 21KAish 44.309KAINcl 55KAQK 120.252（KA）2sIt2t 2124=1764（KA）2sish 44.309KAies 55KA由表可知，所选断路器满足要求。（2） 、出线断路器的选择与校验m2 180000I944.883220axA由上表可知 SW6-220/1200 同样满足出线断路器的选择。其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。具体参数如下表所示：表 4-4 具体参数表计算数据SW6-220/1200UNs 220KVUN 220KVImax 944.88AIN 1200AI 17.376KAINbr 21KAish 44.309KAINcl 55KAQ

33、K 120.252（KA）2sIt2t 2124=1764（KA）2sish 44.309KAies 55KA（3） 、主变侧隔离开关的选择及校验过程如下：261.额定电压选择：UNUNs=220KV2.额定电流选择：INImax=496.01A3.极限通过电流选择：iesish=44.309KAGW6220D/100080，其技术参数如下表：表 4-5 GW6220D/100080 技术参数表极限通过电流 KA热稳定电流KA型号额定电压KV额定电流A峰值4SGW6220D/10008022010008023.74.热稳定校验：It2t QkIt2t=23.724=2246.76（KA）2S所

34、以， It2t Qk 满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=80KAish=44.309kA 满足校验要求。具体参数如下表：表 4-6 具体参数表计算数据GW4-220D/100080UNs 220KVUN 220KVImax 496.01AIN 1000AQK 115.743（KA）2SIt2t 23.724=2246.76（KA）2Sish 44.309KAies 80KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。（4） 、出线侧隔离开关的选择及校验过程如下：27m2 180000I944.883220axA由上表可知 GW6220D/100080 同样满足出线隔离开关的选择。其动稳定、热稳定

35、计算与主变侧相同。具体参数如下表：表 4-7 具体参数表计算数据GW4-220D/100080UNs 220KVUN 220KVImax 944.88AIN 1000AQK 115.743（KA）2SIt2t 23.724=2246.76（KA）2Sish 44.309KAies 80KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。4.1.24.1.2 主变主变 110KV110KV 侧侧断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流max1.05 180000992.02( )3 110AI具体选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=110KV2.额定电流选择：INImax=992.02

36、A3.开断电流选择：INbrI=10.778KA初选 SW4110/1000 技术数据如下表所示：表 4-8 SW4110/1000 技术数据28极限通过电流 KA热稳定电流 KA型号额定电压 KV额定电流 A断流容量MVA额定断流量 KA峰值5S固有分闸时间 SSW4110/10001101000350018.455210.064.热稳定校验：It2tQkIt2t=2125=2205（KA）2S灭弧时间取 0.06S，热稳定计算时间：tk=1.5+0.06+0.06=1.62S查转移电抗并计算短路电流1.62500100I=0.584+18.519=10.762KA3 1153 1150.8

37、1500100I=0.575+18.519=10.730KA3 1153 115222/22222101210.77810 10.73010.7621.6212186.747. kkttKkIIIQtKA S所以，It2t Qk满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=55kAish=27.484KA 满足校验要求。具体参数如下表：表 4-9 具体参数表计算数据SW4-110/1000UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AI 10.778KAINbr 18.4KAish 27.484KAINcl 55KA29QK 186.747（KA）2SIt2t 2125=2

38、205 （KA）2Sish 44.309KAies 55KA由表可知，所选断路器满足要求。隔离开关的选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=110KV2额定电流选择：INImax=992.02A3极限通过电流选择：iesish=27.484KA选择 GW4110D/100080 其技术数据如下表：表 4-10 GW4110D/100080 技术数据极限通过电流 KA热稳定电流KA型号额定电压 KV额定电流A峰值4SGW4110D/10008011010008021.54.热稳定校验：It2t QkIt2t=21.525=2311.25（KA）2s所以，It2t Qk满足热稳校验5.动

39、稳定校验：ies=55kAish=27.484kA 满足校验要求具体参数如下表表 4-11 具体参数计算数据GW4-110D/100080UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AQK 186.747（KA）2SIt2t 21.525=2311.25（KA）2Sish 27.484KAies 55KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。110KV 母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变中 110KV 侧应满足相同30的要求，故选用相同设备。即选用 SW4-110/1000 型少油断路器和 GW4-110D/100080 型隔离开关。4.1.34.1.3 10K

40、V10KV 断路器隔离开关的选择断路器隔离开关的选择（一） 、限流电抗器的选择N35I1.3473 10.5KA10NNSUUKV设将电抗器后的短路电流限制到 I=20KA(1)初选型号根据以上条件初选 XKK1040004电抗器标么值：X*= 其中：KABII”1005.53 10.5BI (2)选择电抗值电源至电抗器前的系统标么值：*0.084 0.524X/0.07240.0840.524AFBFXXBLIX %= -X 100%11.2%INBBNI UI U*5. 54000 10500（）（-0. 0724）205500 10000 曾运用 4%的电抗器，计算结果表明不满足动稳定要

41、求，故改为 XKK-10-4000-12。表 4-12 XKK10400012 技术数据型号额定电压KV额定电流A电抗率动稳定电流峰值 KA热稳定电流KA固有分闸时间 S314SSW410400010KV400012%204800.17（3）电压损失和残压校验当所选电抗值大于计算值时，应重算电抗器后短路电流，以供残压校验。为计算短路电流，先计算电抗标么值为*5500 10000%0.120.1574000 10500dnLLndI UXXI U*0.07240.1570.229LXXX其中 tk=2+0.17+0.05=2.22S，查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值：I=76.154KA

42、 I2.22=76.23KA I1.11=76.23KA则电压损失和残压分别为maxLNI1347U%= U%=X %sin0.0120.62.42%5%I4000reLNI76.154U %=X %0.12228%60%70%I4.0（4）动、热稳定校验 / 222K2222I10Q =1276.15410 76.2376.232.221212898.306KA skkttkIIt2（）shshi =K I=2. 55 76. 154=194KA204KA表 4-13 具体参数计算数据XKK10400012UNs 10KVUN 10KV32Imax 1347AIN 4000AQK 12898

43、.306（KA）2sQK 8024=25600 （KA）2sish 194KAies 204KA根据以上校验，选择满足要求。限流后 I=20KA ish=2.5520=51KA流过断路器的最大工作电流：max1.05 35I1414.43 10.5A具体选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=10KV2.额定电流选择：INImax=1414.4A3.开断电流选择：INbrI=20KA选择 SN410G/5000，其技术参数如下表所示：表 4-14 SN410G/5000 技术参数极限通过电流 KA热稳定电流 KA型号额定电压 KV额定电流 A断流容量 MVA额定断流量 KA峰值4S固

44、有分闸时间SSW4-10G/500010500018001053001200.154.热稳定校验It2t=12025=72000（KA）2S设后备保护时间为 1.5S，灭弧时间为 0.06S1.50.150.061.71ktS查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值：I=20KA 331.710.855500100I=0.3711.975.63 10.53 10.55001000.3811.976.13 10.53 10.5KAIKA/ 2222222KI102010 76.175.6Q =1.719123.9KA s1212kkttkIIt2（） It2t Qk 满足要求。5.动稳定校验：i

45、es=300kAish=51kA 满足校验要求。具体参数如下表：表 4-15 具体参数计算数据SN4-10G/5000UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AI 20KAINbr 105KAish 194.193KAINcl 300KAQK 9123.9 （KA）2sIt2t 12025=72000（KA）2sish 51KAies 300KA由表可知，所选断路器满足要求。隔离开关的选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=10KV2.额定电流选择：INImax=1414.4A3.极限通过电流选择：iesish=51KA选择 GN1010T/5000200

46、，其技术参数如下：表 4-16 GN10-10T/5000-200 技术参数34极限通过电流 KA热稳定电流KA型号额定电压KV额定电流A峰值5SGN10-110T/5000-2001050002001004.热稳定校验：It2t QkIt2t=10025=50000（KA）2s所以，It2t Qk= 9123.9 （KA）2s，满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=200kAish=51kA 满足校验要求。 具体参数如下表：表 4-17 具体参数计算数据GN10-10T/5000-200UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AQK 9123.9 （KA）2SIt

47、2t 10025=50000（KA）2Sish 51KAies 200KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。10KV 母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变低 10KV 侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用 SN4-10G/5000 型少油断路器和 GN10-10T/5000200 型隔离开关。4.24.2 电流互感器的选择电流互感器的选择4.2.14.2.1 220KV220KV 侧电流互感器的选择侧电流互感器的选择主变 220KV 侧 CT 的选择一次回路电压：220nguuKV35二次回路电流：mmax4180000I629.8433220gIA根据以上两项，初选户外独立式电流

48、互感器，其参220LCW （4 300/ 5）数如下： 表 4-18 LCW-220（4300/5）参数二次负荷准确等级10%倍数1S 热稳定动稳定0.5135P10P型 号额定电流A级次组合准确级次0.2V.AV.A二次负荷倍数电流倍数电流倍数LCW-2204300/5D/DD/0.5D 0.51.2241.2306060动稳定校验：2 IshmdwiKm2 I2 1200 60101.8144.309dwshKKAiKA满足动稳定要求。热稳定校验：2dzIt2m t（I K） 2222m(I)(1200 60)5184115.743.tKKKASQKA S满足热稳定要求。综上所述，所选满足

49、要求。220(4 300/5)LCW 表 4-19 LCW-220（4300/5）参数LCW-220 设 备项 目产品数据计算数据unug 220KV220KV36egmaxII1200A496.01A2m(I)tKkQ518KA S2115.743KA S2m2 IdwKshi101.81KA44.309KA220KV 母联 CT：由于 220KV 母联与变高 220KV 侧的运行条件相应，故同样选用 型 CT。220(4 300/5)LCW 4.2.24.2.2 110KV110KV 侧的电流互感器的选择侧的电流互感器的选择主变中 110KV 的 CT 的选择：一次回路电压： 110ngu

50、uKV二次回路电流：mmax4180000I1159.6733 110gIA根据以上两项，初选户外独立式电流互感器，其110/(2 600/5)LCWDL参数如下：表 4-20LCWDL-110/（2600/5）参数二次负荷准确等级10%倍数1S 热稳定动稳定0.5135P10P型号额定电流A级次组合准确级次0.2V.AV.A二次负荷倍数电流倍数电流倍数110LCWDL2 600/50.5/D/D0.521.22075135动稳定校验：m2 IshdwiKm2 I2 1200 135229.1024.484dwshKKAiKA37热稳定校验：KQ 2m t（I K）满足热稳定性要2222mI(

51、1200 75)8100.179.831.tKKKA SQKA S（）求。综上所述，所选的电流互感器满足动热稳定性要110/(2 600/5)LCWDL求。表 4-21 LCWDL-110/（2600/5）参数LCWDL-110（2600/5） 设 备项 目产品数据计算数据unug 110KV110KVegmaxII1200A992.02A2m(I)tKkQ8100KA S2186.747KA S2m2 IdwKshi229.10KA24.484KA110KV 母联 CT 的选择。母联的工作条件与变中 110KVCT 应相同，所以同样选择型 CT。4.2.34.2.3 10KV10KV 侧电流

52、互感器的选择侧电流互感器的选择10KV 主变进线回路 CT 的选择1、一次回路电压：10nguuKA2、二次回路电流：mmax435I269433 10gIA由此得，初选户外独立式电流互感器，其参数如下：10(11000/5)LMZD表 4-22 LMZD-10（11000/5）参数二次负荷型号额定电流A级次组合准确级准确等级10%倍数1S 热稳定动稳定380.5135P10P次0.2V.AV.A二次负荷倍数电流倍数电流倍数LMZD-10（11000/5）11000/50.5/D0.51.21.22040903、动稳定校验： m2 IshdwiK m2 I2 11000 901399.8611

53、5.754dwshKKAiKA 4、热稳定校验： 2mIKtQK （） 222mI(11000 40)193600.12898.306.tKKKA SQKA S2（）满足热稳定性要求。 综上所述，所选的电流互感器满足动热稳定性10(11000/5)LMZD要求。表 4-23 LMZD-10（11000/5）参数LMZD-10 设 备项 目产品数据计算数据unug 10KV10KVegmaxII1100A10912.24A2m(I)tKkQ193600KA S212898.306KA S2m2 IdwKshi1399.86KA51KA10KV 母联 CT 的选择：由于 10KV 母联只在一台主变

54、停运时才有大电流通过，与 10KV 母线侧电流互感器相同，所以同样选择户户外独立式电流互感器。10(11000/5)LMZD394.3 电压互感器的选择电压互感器的选择4.3.14.3.1 220KV220KV 侧母线电压互感器的选择侧母线电压互感器的选择型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：12220100/3nnUKVUV准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为 0.5 级，查相关设计手册，选择 PT 的型号：JCC2220。额定变比：110 0.1/0.133KV4.3.24.3.2 110KV110KV 母线设备母线设备 PTPT

55、的选择的选择型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：121100.1/3nnUKVUV准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为 0.5 级。查发电厂电气部分 ，选定 PT 的型号为：JCC-110额定变比为：110 0.1/0.133KV4.3.34.3.3 10KV10KV 母线设备电压互感器的选择母线设备电压互感器的选择型式：采用树脂浇注绝缘结构 PT，用于同步、测量仪表和保护装置。电压：额定一次电压：12100.1nnUKVUKV准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为 0.5 级。40查发电厂电气部分选定 PT 型号：JDJ-1

56、0额定变比为：10/0.1KV4.44.4 导体的选择与校验导体的选择与校验4.4.14.4.1 220KV220KV 母线母线这里采用钢芯铝绞线导体m2 180000I944.883220axA按最大持续工作电流选择查设备手册选 LGJ 型钢芯铝绞线，其标称截面为800/100，长期允许载流量为 1402A。2mm温度修正系数 07070400.8270 2570 25yk 40mI0.82 14021149.64.88alaxIkA944热稳定校验。正常运行时导体温度202944.8840(7040)60.261149.64C2m axal02alI（-）I查发电厂电气部分表 C=89，则

57、满足短路时发热的最小导体截面为622min115.743 1 10120.87689kfQ kSmmmmC 800满足热稳定要求。电晕校验：. .1.051.05 2202310.30184(1)lg299.55231.ljgnljmxrUUUKVaUkKVKVrr41满足要求。4.4.24.4.2 110KV110KV 母线母线这里采用钢芯铝绞线导体mIaxyK ImI992.02axA按最大持续工作电流选择查设备手册选 LGJ 型钢芯铝绞线，其标称截面为630/55，长期允许载流量为 1211A，外径为 34.32mm。2mm温度修正系数 07070400.8270 2570 25yk 4

58、0mI0.82 1211993.02992.02alaxIkAA热稳定校验。正常运行时导体温度202992.0240(7040)69.94993.02C2m axal02alI（-）I查发电厂电气部分表 C=87，则满足短路时发热的最小导体截面为622min179.83 1 10154.1487kfQ kSmmmmC 630满足热稳定要求。电晕校验：1.051.05 110115.5ljgnUUUKV0.30184(1)lg299.55115.5ljmxrgaUKKVUKVrr 满足要求。424.4.34.4.3 10KV10KV 母线的选择母线的选择1）按最大持续工作电流选择max1.05

59、35I1414.43 10.5A按最大持续工作电流选择 2 条矩形铝导线平放，额定载流为125 82670A，集肤效应系数为 1.4，修正后的载流量为：Ial=26700.82=2789.4Imax。热稳定校验。正常运行时导体温度：2021414.440(7040)52.52189.4C2m axal02alI（-）I查发电厂电气部分表 C=93，则满足短路时发热的最小导体截面为：622min12898.306 101.41444.993kfQ kSmmmmC2000满足热稳定要求。6)动稳定校验相间距 a=0.25m 冲击电流 ish=51KA单位长度上的相间电动力:27271510001.

60、73 101.73 101799.892/0.25pfshfiN Ma 22630.008 0.12542 1033bhWm226661799.892 1.26.2 1010101042 10phphf LPaW7043母线同相条间作用应力计算如下：8280.0640.061258 125bbbhbh由导体形状系数曲线查得 K12=0.23282812112.5102.5 0.23 510001018690.008bshfK iPab1.2/30.4bLm其中，而条间应力为2262266661869 0.418.69 1022 0.0080.1256.2 1018.69 1024.89 107

61、0 10bbbphbf LPab hPaPa由以上可知满足要求。4.4.44.4.4 变压器变压器 220KV220KV 侧引接线的选择与校验侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：m2 180000I944.883220axA查经济电流密度曲线，当 Tmax=3600h 时，经济电流密度，则21.3AJmm2mI944.88726.831.3axJSmmJ查阅资料选取 LJ-800 铝绞线。当环境温度为 40时 （考虑日照影响：取 80）080400.7278025alalK按长期发热允许电流校验：40max0.727 13771001944.88alcalIK IAIA满足要求。

62、442） 热稳定校验，正常运行时导体温度2002944.8840(8040)75.61001alc2m ax2alI（）IminKfQ KSC查表得： C=851fK62min115.743 101126.570085KfQ KmmSC8满足热稳定要求。选择 LG-800 铝绞线符合要求。4.4.54.4.5 变压器变压器 110KV110KV 侧引接线的选择与校验侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：mI992.02axA查经济电流密度曲线，当时，J=1.07A/mm2，max4600Th则：2max9929271.07JISmmJ查阅资料选取 LGJK-1250/150 扩径钢

63、芯铝绞线。长期允许载流量（考虑日照）：1430A 当环境温度 40时（考虑日照影响：取 80）080400.7278025alalK按长期发热允许电流校验：4540max0.727 14301039.61992alcalIK IAIA满足要求。2） 热稳定校验，正常运行时导体温度22max0022992()40(8040)761039.61alalIcIminKfQ KSC查表得： C=851fK62min179.831 101157.7785KfQ KmmSC1250满足热稳定要求。选择 LGJK-1250/150 钢芯铝绞线符合要求。4.4.64.4.6 变压器变压器 10KV10KV 侧

64、引接线的选择与校验侧引接线的选择与校验10KV 母线最大持续工作电流：max1.05 35I1414.43 10.5A查表：298. 0mmAJ 导体经济面积：2max1414.41443.260.98jISmmJ查表选取二条矩形硬铝导体平放：mmmm 10125竖放允许电流： 3152A集肤效应系数： Kf=1.4546当环境温度 40，温度修正系数：K=0.8240max0.82 31522553.121414.4alcalIK IAIA热稳定校验：正常运行时导体温度：22max00221414.4()40(7040)46.043152alalIcI查表得：C=95。则满足短路时发热的最小

65、导体截面积：622min14898.306 101.451547.132250095kfQ KSmmmmC满足条件。动稳定校验：相间距 a=0.25m10KV 侧短路冲击电流：ish=51KA母线相间应力：2277510001.73 101.73 101799.892/0.25shphifN ma22630.01 0.12552.083 1033bhWm2261799.892 1.24.98 101010 0.000052083phphfLPAW母线同相条间作用应力计算如下：102100.080.07412510 125bbbhbh47由导体形状系数曲线查得 K12=0.24282812112

66、.5102.5 0.24 510001015610.01bshfK iPab其中，1.2/30.4bLm而条间应力为 2262266661561 0.410 1022 0.010.1254.98 1010 1014.98 1070 10bbbphbf LPab hPaPa满足要求。所以选择：2 条矩形硬铝导体满足条件。mmmm 1012548第五章第五章 防雷保护及接地防雷保护及接地5.15.1 防雷保护防雷保护电气设备在运行中承受的过电压，主要有由于系统参数发生变化时电磁能产生振荡引起的内部过电压和来自外部的雷电过电压。5.1.15.1.1 直击雷过电压保护直击雷过电压保护 变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针、避雷线、避雷带和钢筋焊成网状。（一）直击雷的保护范围和措施：1、保护范围：包括屋外配电装置、主控楼、变压器、构架及高压屋内配电装置等。2、保护措施：采样设置避雷针和避雷线进行保护。具体见表 6-1 所示：表 5-1 变电站 D 进行防雷保护的对象和措施序号建筑物及构筑名称建筑物的结构特点防雷措施1 1110KV 及以上配电装置钢筋混凝土结构在构架上装设避雷针或装设独立避雷针2