220KV变压器毕业论文(修改)

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1、摘 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。目 录摘 要2引 言5任 务 书6第一章 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 电

2、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 220KV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 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110KV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

3、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404.4.1 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 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 电气总平面布置及配电装置的选择5

4、16.1 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 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 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 结束语58参考文献59致 谢60引 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

5、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

6、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，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。任 务 书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）。11

7、0kV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。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。58第一章 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。1.1 主变压器的选择原则1.1.1 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年的规划负荷来进行选择，并适当考虑

8、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电所，其主变基础宜大于变压器容量的1-2级

9、设计，以便负荷发展时更换主变。1.1.2 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。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=0.70.85215e0.25164.3MVA1.1.3 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500K

10、V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。1.1.4 绕组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

11、压器5。1.2 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（%）：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 1.选择原则：所用电负荷按1-5

12、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，yn0空载损耗：0.70（KW）阻抗电压：4（%）空载电流：1.5（%）第二章 电气主接线的设计2.1 主接线概述电气主接线是由电气设备通过连接线，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

13、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。2.2 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

14、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。2.3 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：一、220KV主接线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

15、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主接线形式如下所示：（图24）图2-4 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

16、方式。110kV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

17、%，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。具体接线图如2-6所示：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2-7第三章 220KV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110

18、KV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、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3.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算设SB=100MVA，UB=Uav3.2 10KV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 =0.018 =-0.241三角形变为星形：图3-3 f(3)-1短路的等值电路图再次简化因为 所以：=0.015+0.042 =0.057 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示意图如下

19、：图3-5 f(3)-1短路的等值电路图计算电抗：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为：所以短路电流有名值为11：冲击电流：短路容量： 3.3 220KV侧短路计算f(3)-2短路时，示意图如下图所示。图3-6 f(3)-2短路的等值电路图图3-7 f(3)-2 短路的等值电路图XB*=XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399图3-8 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：查汽轮发电机计算曲线有IB0=0.512所以短路电流有名值为冲击电流11：短路容量：3.4 110KV侧短路计算f(3)-3短路时

20、图3-9 f(3)-3短路的等值电路图XA*=XT*+XAS*=0.039+0.015=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而 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冲击电流：短路容量： 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-110.576.154194.193384.977f-223017.37644.3096922.106f-311510.77827.4842146.825第四章 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

21、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

22、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。4.1 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

23、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）4.1.1 220KV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 具体选择及校验过程如下：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技术参数表型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值4

24、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=1.6S查计算电抗并计算短路电流为 所以，It2t Qk满足热稳校验。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 21KAish 44.309KAINcl 55KAQK 120.252（KA

25、）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 55KAQK 120.252（KA）2sIt2t 2124=1764（KA）2sish 44.309KAies 55KA（3）、主变侧隔离开关

26、的选择及校验过程如下：1.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技术参数表型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值4SGW6220D/10008022010008023.74.热稳定校验：It2t QkIt2t=23.724=2246.76（KA）2S所以， 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

27、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：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）2SIt2

28、t 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。4.1.2 主变110KV侧断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流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=992.02A3.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技术数据型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值5SSW4110/10001101000350018.455

29、210.064.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 55KAQK 186.747（KA）2SIt2t 2125=2205 （KA）2Sish 4

30、4.309KAies 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技术数据型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA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.动稳定校验：ies=55kAish=27.4

31、84kA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。4.1.3 10KV断路器隔离开关的选择（一）、限流电抗器的选择设将电抗器后的短路电流限制

32、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：KA(2)选择电抗值电源至电抗器前的系统标么值： 曾运用4%的电抗器，计算结果表明不满足动稳定要求，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S4SSW410400010KV400012%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其中tk=2+0.17+0.05=2.22S，查短路电流计算曲线并换

33、算成短路电流有名值：I=76.154KA I2.22=76.23KA I1.11=76.23KA则电压损失和残压分别为（4）动、热稳定校验 表4-13具体参数计算数据XKK10400012UNs 10KVUN 10KVImax 1347AIN 4000AQK 12898.306（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：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：IN

34、brI=20KA选择SN410G/5000，其技术参数如下表所示：表4-14 SN410G/5000技术参数型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值4SSW4-10G/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0.06S查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值：I=20KA It2t Qk 满足要求。5.动稳定校验：ies=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/500

35、0UNs 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，其技术参数如下：表4-16 GN10-10T/5000-200技术参数型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳

36、定电流KA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）2SIt2t 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

37、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。4.2 电流互感器的选择4.2.1 220KV侧电流互感器的选择主变220KV侧CT的选择一次回路电压：二次回路电流：根据以上两项，初选户外独立式电流互感器，其参数如下： 表4-18 LCW-220（4300/5）参数型 号额定电流A级次组合准确级次二次负荷10%倍数1S热稳定动稳定准确等级0.2V.A0.5135P10P二次负荷倍数电流倍数电流倍数V.ALCW-2204300/5D/DD/0.5D 0.51.2241.2306060动

38、稳定校验：满足动稳定要求。热稳定校验： 满足热稳定要求。综上所述，所选满足要求。表4-19 LCW-220（4300/5）参数 设 备项 目LCW-220产品数据计算数据unug 220KV220KV1200A496.01A518KAS115.743KAS101.81KA44.309KA220KV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。4.2.2 110KV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： 二次回路电流：根据以上两项，初选户外独立式电流互感器，其参数如下：表 4-20LCWDL-110/（2600/5）参数型号额定电流A

39、级次组合准确级次二次负荷10%倍数1S热稳定动稳定准确等级0.2V.A0.5135P10P二次负荷倍数电流倍数电流倍数V.A0.5/D/D0.521.22075135动稳定校验：热稳定校验：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要求。表 4-21 LCWDL-110/（2600/5）参数 设 备项 目LCWDL-110（2600/5）产品数据计算数据unug 110KV110KV1200A992.02A8100KAS186.747KAS229.10KA24.484KA110KV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。4.2.3 10KV

40、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：2、二次回路电流：由此得，初选户外独立式电流互感器，其参数如下：表 4-22 LMZD-10（11000/5）参数型号额定电流A级次组合准确级次二次负荷10%倍数1S热稳定动稳定准确等级0.2V.A0.5135P10P二次负荷倍数电流倍数电流倍数V.ALMZD-10（11000/5）0.5/D0.51.21.22040903、动稳定校验： 4、热稳定校验： 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要求。表 4-23 LMZD-10（11000/5）参数 设 备项 目LMZD-10产品数据计算数据unug 10

41、KV10KV1100A10912.24A193600KAS12898.306KAS1399.86KA51KA10KV母联CT的选择：由于10KV母联只在一台主变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。4.3 电压互感器的选择4.3.1 220KV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：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：4.3.2 110KV母线设备PT的选择型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压

42、、电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：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：4.3.3 10KV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：准确等级：用于保护、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型号：JDJ-10额定变比为：10/0.1KV4.4 导体的选择与校验4.4.1 220KV母线这里采用钢芯铝绞线导体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。温度

43、修正系数 热稳定校验。正常运行时导体温度查发电厂电气部分表C=89，则满足短路时发热的最小导体截面为满足热稳定要求。电晕校验：满足要求。4.4.2 110KV母线这里采用钢芯铝绞线导体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。温度修正系数 热稳定校验。正常运行时导体温度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满足热稳定要求。电晕校验：满足要求。4.4.3 10KV母线的选择1）按最大持续工作电流选择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2670A，集肤效应系数为1.4，修正

44、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：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：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: 母线同相条间作用应力计算如下：由导体形状系数曲线查得K12=0.23由以上可知满足要求。4.4.4 变压器220KV侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当Tmax=3600h时，经济电流密度，则查阅资料选取LJ-800铝绞线。当环境温度为40时 （考虑日照影响：取80）按长期发热允许电流校验：满足要求。2

45、） 热稳定校验，正常运行时导体温度查表得： 满足热稳定要求。选择LG-800铝绞线符合要求。4.4.5 变压器110KV侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当时，J=1.07A/mm2，则：查阅资料选取LGJK-1250/150扩径钢芯铝绞线。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）按长期发热允许电流校验：满足要求。2） 热稳定校验，正常运行时导体温度查表得： 满足热稳定要求。选择LGJK-1250/150钢芯铝绞线符合要求。4.4.6 变压器10KV侧引接线的选择与校验10KV母线最大持续工作电流：查表：导体经济面积：

46、查表选取二条矩形硬铝导体平放：竖放允许电流： 3152A集肤效应系数： Kf=1.45当环境温度40，温度修正系数：K=0.82热稳定校验：正常运行时导体温度：查表得：C=95。则满足短路时发热的最小导体截面积：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：母线同相条间作用应力计算如下：由导体形状系数曲线查得K12=0.24其中， 满足要求。所以选择：2条矩形硬铝导体满足条件。第五章 防雷保护及接地5.1 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。5.1.1 直击雷过

47、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变压器装设独立避雷针3屋外组合导线及母线桥装设独立避雷针4主控楼钢筋混凝土结构钢筋焊接成网并接地5屋内配电装置钢筋混凝土结构（二）避雷针、避雷线的装设原则及其接地装置的要求1、为防止避雷针落

48、雷而引起的反击事故，独立避雷针与配装置架构之间在空气中的距离不宜小于5m，独立避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离应大于3m。2、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置。独立避雷针不应设在人经党通行的地方，避雷针及其接地装置与道路或出入口待的距离不宜小于3m，否则应采取均压措施，或铺设卵石或沥青地面。3、电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的架构或房顶上，装在架构上的避雷针应与接地网连接，并应有尽有其附近装设集中接地装置；35KV及以下高压配电装置架构或房顶上不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击；在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线。4、110KV及以上配

49、电装置，可将线路的避雷线引到出线门型架构上，土壤电阻率大于1000.m的地区，应装设集中接地装置。5、独立避雷针、避雷线与配电装置带电部分的空气距离，以及独立避雷针、避雷线的接地装置与接地网间的地中距离，应符合规程的要求。5.1.2 雷电侵入波保护由于雷电侵入波在电气设备上产生的过电压很高，一般为电气设备额定电压的8-12倍，为防止雷电波产生的过电压损坏电气设备，本设计变电所配电装置对雷电波的过电压保护是采用氧化锌避雷器及与其相配合的进线保护段待保护措施。1、进线段保护：220KV及以下的配电装置电气设备绝缘与FCZ-220避雷器通过雷电流为5KA幅值的残压进行配合。进线保护段的作用，在于利用

50、其阻抗来限制雷电流幅值和利用其电晕衰耗来降低雷电波陡度，并通过进线段上避雷器的作用，使之不超过绝缘配合所要求的数值。2、架空进线保护对110KV和220KV架空送电线路采用全线架设避雷线措施。为防止或减少近区雷击闪络，对未沿全线架设避雷线的110K架空送电线路，应在变电所1-2km的时线段架设避雷线，避雷线的保护角为20-30的范围内。3、电缆进线保护对电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设FCZ-110避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。4、10KV配电装置的保护变电所的10KV配电装置（包括电力变压器），应在每组母线和每路架空进线上装设FS10型磁吹阀式避雷器。第六章 电气总平面布置

51、及配电装置的选择6.1 配电装置的确定本变电所三个电压等级：即220KV、110KV、10KV根据电力工程电气设计手册规定，110KV及以上多为屋外配电装置，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所220KV及110KV采用屋外配电装置，10KV采用屋内配电装置。设计的变电站位于市郊区，地质条件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以该变电所220KV及110KV电压等级均采用普通中型配电装置，具有运行维护、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠，不易误操作，各级电业部门无论在运行维护还是安装检修，方面都积累了比较丰富的经验。若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，

52、但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及经济性，所以，本次设计的变电所，适用普通中型屋外配电装置，该变电所是最合适的。6.2 电气总平面布置6.2.1电气总平面布置的要求1)充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等；2)出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线；3)符合外部条件，安全距离要符合要求。6.2.2电气总平面布置本变电所主要由屋外配电装置，主变压器、主控制室、及10KV屋内配电装置和辅助设施构成，屋外配电装置在整个变电所布置中占主导地位，占地面积大，本所有220KV、110KV各电压等级集中布置，将220KV配电装置布置在北侧， 110K

53、V配电装置布置在南侧，这样各配电装置位置与出线方向相对应，可以保证出线顺畅，避免出线交叉跨越，两台主变位于电压等级配电中间，以便于高中低压侧引线的连接，便于运行人员监视控制，主控制楼布置在10KV屋内配电装置并排在南侧，有利于监视220KV及主变。1)220KV高压配电装置220KV同样采用屋外普通中型单列布置，它共有8个间隔，近期出线2个间隔，远期没有，两台主变进线各一个间隔，电流互感器及避雷器占一个间隔，母联和旁路断路器各占一个间隔，间隔宽度为8米。2)110KV高压配电装置采用屋外普通中型布置、断路器单列布置，且共有10个间隔，间隔宽度为14米，近期出线5个间隔，两个连线间隔，母联和旁路断路器各一个间隔，电压互感器和避雷器共占一个间隔。3) 10KV高压配电装置采用屋内配电装置,且采用两层式。4)道路因设备运输和消防的需要，主控楼、主变220KV、110KV侧配电装置处铺设环形行车道路，路宽4米，“丁”型、“十”字路口弧形铺设，各配电装置主母线与旁母之间道路宽3米，为方便运行人员操作巡视检修电器