220kv變電站一次電氣設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 畢 業(yè) 設 計（論 文）題目（220KV變電站一次電氣設計）系 別：機電信息學院專 業(yè) 名 稱：電氣工程及其自動化學 生 姓 名：學 號：指導教師姓名、職稱：完成日期 2011 年 12 月 摘要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著電能轉換和電能重新分配的重要任務，對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。變電站是接受電能、變換電壓和分配電能的，實現電能的遠距離輸送，將電能分配到用戶，將發(fā)電機電壓進行多次變換，有電力變壓器、配電裝置和二次裝置構成。按變電所的性質和責任的不同，分為升壓變電所和降壓變電所，其中與發(fā)電機相連的為升壓變電所，其余為降壓變壓變電所。按地位

2、和作用不同分為樞紐變電所、地區(qū)變電所和用戶變電所。隨著國民經濟的持續(xù)發(fā)展，人民的生活質量和生活水平不斷提高，家用電器越來越多的進入千家萬戶，人們對用電質量的要求越來越高。并且電力系統(tǒng)的發(fā)展電網結構越來越復雜。需準確掌握電網和變電站的運行情況。并逐步采用無人值班管理模式，全部自動化操作。本設計的討論是220KV變電站一次電氣部分的設計，首先對原始資料進行分析，設計主電氣主接線，選擇主變壓器，再進行短路計算，選擇設備及設備校驗，然后進行防雷接地以及保護、配電裝置設計。關鍵字：變電站；主接線；短路計算；設備選擇校驗。 Abstract Substation is the important part

3、 of power system, charged with the conversion of electrical energy and electrical energy redistribution of the important task of power grid, the safety and economic operation play a decisive role. Substation is the acceptance of electric energy, transformation and distribution of electric voltage, e

4、lectric energy based on the long distance transportation, electric power to be allocated to the user, the generator voltage is changed for many times, a power transformer, distribution device and the two device. Substation according to the nature and the responsibility is different, divide a step-up

5、 substation and step-down substation, which are connected with a power generator for step-up substation, transformer substation for the rest of buck. According to the position and role of different hub substation, area substation and user substation. With the development of national economy, people&

6、#39;s quality of life and standard of living rise ceaselessly, household appliances more access to thousands of households, the power quality becomes more and more important. And the development of power system network structure is becoming more and more complex. To accurately grasp the grid and sub

7、station operation. And the gradual adoption of unmanned management mode, full automatic operation.The design of 220KV substation primary electrical part of the design, the first of the original data to carry on the analysis, the design of the main electrical connection, choose the main transformer,

8、and short circuit calculation, selection of equipment and equipment calibration, then lightning protection earthing and protection, power distribution equipment design.Keywords: substation; main wiring; short circuit calculation; device selection check.目 錄摘要第一部分 設計任務書介紹 6第二部分 電氣主接線方案確定2.1 電氣主接線設計原則

9、72.2 擬定主接線方案 9第三部分 主變型式的確定3.1 相數的確定 123.2 主變壓器繞組及接線方式 123.3 冷卻方式 123.4 確定主變型號及參數 13第四部分 所用變壓器型式的確定4.1 所用變接線的選擇 154.2 所用變的選擇 154.3 所用電接線 15第五部分 短路電流的計算5.1 短路電流計算的目的 165.2 短路計算的一般規(guī)定 16第六部分 電氣設備選擇6.1 各種電氣設備的選擇 176.2 斷路器、隔離開關選擇 186.3 各電氣設備選擇不表 226.4 配電裝置選擇 23第七部分 防雷保護及接地裝置7.1 防雷保護 267.2 選擇避雷器的型號 28第八部分

10、致謝 30第九部分 附錄 31 附I 短路電流計算 31 附II 各電氣設備校驗 36 附III 各電氣設備選擇表 40 參考文獻 41 第一部分 設計任務書介紹一、設計內容 220KV地區(qū)變電站一次電氣設計二、設計目的 本設計中220KV降壓變電站為地方變電站，其主要任務是向地區(qū)110KV及10KV用戶供電，為保證可靠的供電及電網發(fā)展的要求，在選取設備時，應盡量選擇動作可靠性高，維護周期長得設備。設計嚴格按照電力工程手冊、發(fā)電廠電氣部分等參考資料進行主接線的選擇經濟可靠的最佳方案。三、建設規(guī)模 1、電壓等級： 220KV、110KV、10KV。變電所的性質為地區(qū)變電站。 2、負荷輸電回路數：

11、（1） 、220KV等級線路回路數為5回，其中預留1回備用，架空，采用導線型號LGJQ300。（2） 、110KV等級線路回路數為10回，其中預留兩回備用。（3） 、10KV等級線路回路數為12回，另預留兩回備用。 3、自然條件：地形平坦，海拔500m。位于城市近郊，環(huán)境溫度（-20+36），污染較大。四、設計要求完成以下內容 1、設計說明書。 2、短路電流計算及設備選擇校驗。 3、繪制電氣主接線圖，方案論證。 4、確定防雷及接地，保護方案。 5、匯總主要設備清單。五、設計要求 1、設計必須符合國家現行設計政策。 2、依據國際及有關規(guī)定。 3、在保證運行安全可靠的前提下，盡可能滿足經濟性。 4

12、、積極推廣成熟的新產品和新技術，不得使用淘汰產品。 第二部分 電氣主接線方案確定 電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站高電壓、大電流的電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重要組成部分。他直接影響電力生產運行的可靠性、靈活性，同時對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性關系。因此，主接線設計必須經過技術與經濟的充分論證比較，綜合考慮各個方面的影響因素，最終得到實際工程確認的最佳方案。 2.1 電氣主接線設計一、電氣主接線設計原則1、變電所的高壓側接線，應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干

13、網上不得采用分支接線。2、110-220kV配電裝置中，線路在回以上時，一般采用雙母線接線。3、總之，以設計原始材料及設計要求為依據，以有關技術規(guī)范、規(guī)程為標準，結合具體工作的特點，準確的基礎資料，全面分析，做到既有先進技術，又要經濟實用，不能使用淘汰的設備。二、主接線選擇要求： 1、保證必要的供電可靠性、要充分考慮一次設備和二次設備的故障率及其對供電的影響。2、具有調度靈活，操作方便，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊方式下的調整要求。3、主接線應力求簡單清晰，盡量節(jié)約一次設備的投資，節(jié)約占地面積，減少電能損失，即具有經濟性。4、應能容易地從初期過度到最終接線，并在擴建過度時，一次和二次設備所需的

14、改造最小，即具有發(fā)展和擴建的可能性。三、主接線方案比較： 1、單母線接線： （1）、優(yōu)點：接線簡單，設備少，操作方便，經濟性好，并且，母線便于向兩邊延伸，擴建方便。 （2）缺點：可靠性差，母線或隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠或站長期停電。調度不方便，電源只能并聯運行，不能分裂運行，并且線路側發(fā)生短路時，有較大的短路電流。 （3）、使用范圍：一般適合一臺豬變壓器的以下三種情況： A、610KV配電裝置的出線回路數不超過5回。 B、3363KV配電裝置的出線回路數不超過3回。C、110220KV配電裝置的出線回路數不超過2回。2、單母線分段接線： （1）、優(yōu)點：母線分

15、段后，對主要用戶可以從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電。 （2）、缺點：當母線故障時，該段母線的回路都要停電，同時擴建時需要兩個方向均衡擴建。 （3）、使用范圍：變電站有兩臺變壓器時： A、610KV配電裝置宜采用本接線。 B、3363KV配電裝置的出線回路數為48回時。C、110220KV配電裝置的出線路數為34回。3、 雙母線接線： （1）、優(yōu)點： 供電可靠：通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障夠能迅速恢復供電。 調度靈活：各個電源和各個回路負荷可以任意分配到某一組母線上

16、，能靈活地適應電力系統(tǒng)中各種運行方式電鍍和潮流變化的需要；通過倒換操作可以組成各種運行方式。 擴建方便：向雙母線左右任何方向擴建，均不會影響兩組母線的電源和負荷自由組合分配，在施工中也不會造成原有回路停電。（2） 、缺點：增加一組母線，每一回路增加一組母線隔離開關，從而增加投資，也容易造成誤操作。（3） 、適用范圍：A、 電抗器的610KV配電裝置可采用。B、610KV配電裝置出線為12回及以上時可用。C、3563KV配電裝置的出線回路數超過8回時。D、110220KV配電裝置的出線回路數為5回及以上時。4、 需裝設專用旁路斷路器情況：（1） 、當110KV出線為7回及以上，220KV出線為5

17、回及以上時。（2） 、對于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，110KV出線為6回以上，220出線為4回及以上時。5、 雙母帶旁路接線方式： （1）110KV配電裝置采用雙母線時，除斷路器有條件停電檢修以及部分戶內配電裝置等外，應設置旁路母線。 （2）220KV配電裝置采用雙母線時，一般均可設置旁路母線，當進出線回路為4回以上時，可設專用旁路斷路器。 （3）330500KV配電裝置采用雙母線時，均設置旁路母線。2.2擬定主接線方案首先根據原始資料及給定的各電壓等級線路的出線回數選擇電壓主接線形式 一、220KV側：方案1：雙母接線方案2：雙母帶旁路接線 220KV電壓等級的進線回路數為6回(其中2回

18、備用)，且變電站的處于系統(tǒng)的重要位置，為保證供電的可靠以及系統(tǒng)的穩(wěn)定，根據以上主接線形式的適用情況，綜合經濟性、靈活性，選擇雙母帶專用旁路接線方式。 圖2.1 雙母線帶旁路接線 二、110KV側方案1：單母接線方案2：雙母接線 110KV側的出線回路為10回（其中2回備用），按母線的選用情況將選用母線的接線方式；還可以用輸送功率選擇:110KV最大負荷為P=160MW，輸送功率較大，所以要求母線故障后能迅速恢復供電，母線或母線設備檢修時不中斷對重要用戶的供電，因此要求其主接線具有較高的可靠性和快速的恢復送電能力，故采用雙母線接線方式。這樣110KV電壓等級的接線方式為雙母線接線方式。 圖2.2

19、 雙母線接線 三、10KV側方案1：單母接線方案2：單母分段接線1、 按出線回路為12回，單母接線無法滿足12回出線的供電可靠性，根據母線的適應范圍選擇單母線分段接線方式。2、 按輸送功率選擇 10KV的最大負荷為：P=38.63MW，因此可采用單母線分段或雙母線的接線方式，但是由于10KV所傳輸的功率不大，而雙母線接線所需設備較多，投資較大，從經濟角度考慮，確定10KV采用單母線分段的接線方式。圖2.3 單母分段接線 綜上所述，擬建變電站的主接線方式為：220KV側采用雙母線帶旁路接線方式，110KV側采用雙母線接線方式，10KV側采用單母線分段的接線方式。 第三部分 主變壓器型式的確定3.

20、1相數的確定變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性及運輸條件等因素，在不受運輸條件限制時，330kV及以下的變電所均應選用三相變壓器，對具有三種電壓的變電所，如果通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15以上時，采用三繞組變壓器，本變電所變壓器各側繞組的功率均已達到了總容量的15，故選三相三繞組變壓器。3.2 主變壓器繞組及接線方式繞組連接方式確定變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形，如何組合要根據具體工程來確定，我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y0連接，35kV采用Y連接，35kV以下電壓等

21、級、變壓器繞組都采用ê連接，所以本變電所主變壓器繞組連接方式為Y0/Y/ê。3.3 冷卻方式的選擇1、 冷卻方式 電力變壓器常用的冷卻方式一般分為三種：油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環(huán)。 油浸自冷式就是以油的自然對流作用將熱量帶到油箱壁和散熱管，然后依靠空氣的對流傳導將熱量散發(fā)，它沒有特制的冷卻設備。 油浸風冷式是在油浸自冷式的基礎上，在油箱壁或散熱管上加裝風扇，利用吹風機幫助冷卻。加裝風冷后可使變壓器的容量增加30%35%。 強迫油循環(huán)冷卻方式，又分強油風冷和強油水冷兩種。它是把變壓器中的油，利用油泵打入油冷卻器后再復回油箱。油冷卻器做成容易散熱的特殊形狀，利用風扇吹風

22、或循環(huán)水作冷卻介質，把熱量帶走。這種方式若把油的循環(huán)速度比自然對流時提高3倍，則變壓器可增加容量30%。 自然風冷卻一般適用于小容量變壓器。 強迫油循環(huán)水冷卻，雖然散熱效率高，節(jié)約材料減少變壓器本身尺寸等優(yōu)點。但是它要有一套水冷卻系統(tǒng)和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。所以選擇強迫油循環(huán)風冷卻。3.4確定主變型號及參數一、主變壓器臺數的確定所用變臺數的確定：一般變電所裝設一臺所用變壓器，對于樞紐變電所、裝有兩臺以上主變壓器的變電所中應裝設兩臺容量相等的所用變壓器，互為備用，如果能從變電所外引入一個可靠的低壓備用電源時，也可裝設一臺所用變壓器。根據如上規(guī)定，本變電所選用兩臺容量相

23、等的所用變壓器。主變壓器的容量一般按變電所建成5-10年的規(guī)劃負荷選取，并適當的考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。再者，可根據變電所所帶負荷的性質和電網結構來確定主變壓器的容量。 對于有重要負荷的變電所，應考慮當一臺主變故障或檢修停運時，其余主變容量在計及過負荷能力后的允許時間內，應能保證用戶的一級和二級負荷，一般性變電所，應能保證全部負荷的70%-80%負荷供電。對于三繞組變壓器目前在制造上有兩種基本的組合方式，即“升壓結構”和“降壓結構”?！吧龎盒汀钡睦@組排列順序為自鐵芯向外依次為中、低、高，所以高、中壓側阻抗最大?！敖祲盒汀钡睦@組排列順序為自鐵芯向外依次為低、中、高，所以高、低壓側阻抗最

24、大。 二、主變壓器容量確定負荷容量：110KV側 10KV側 所用電 總負荷 因此，裝設兩臺變壓器變電所的總裝容量為：由于高壓側220KV母線的負荷不需要通過主變倒送，因為，該變電所的電源引進線時220KV側引進。其中中壓側及低壓側全部負荷需經主變壓器傳輸至各母線上。因此主變壓器的容量應選擇為：綜上所述，該變電所可選擇兩臺容量為120MVA的自耦變壓器，主變總容量為240MVA。 本設計主變?yōu)榇笮妥儔浩?，發(fā)熱量大，散熱一定要好，強迫油循環(huán)分冷卻效果較好，由于變電站建在郊區(qū)，通風條件好，可選用強迫油循環(huán)分冷卻方式。3、 主變壓器的技術參數 根據以上條件，確定采用變壓器型號為0SFOSZ7-/22

25、0的220KV自耦變壓器，具體參數如下表： 表 SFPSZ7-/220型變壓器參數主變型號SFPSZ7-/220聯接組標號YN， yn0， d11額定電壓（KV）高壓中壓低壓2208*1.25%12110.5容量（KVA）12012060阻抗電壓（%）高中高低中低13.522.47.4空載電流（%）0.56 型號中各個符號表示的意義：從左往右 ， S：三相，F：風冷卻，P：強迫油循環(huán)，S：三繞組，Z：有載調壓，7：性能水平號，：額定容量，220：電壓等級。第四部分 所用變壓器型式的確定4.1所用電接線方式的選擇 所用電接線的設計原則基本上與主主接線的設計原則相同。首先應保證對所用負荷可靠和連續(xù)

26、供電；其次，接線應能靈活地適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求；還應適當注意其經濟性和發(fā)展的可能性并積極慎重地采用新技術、新設備，使其具有可能性和先進性。此外，在設計廠用電系統(tǒng)接線時還應對一下問題進行分析和論證。4.2所用變壓器的選擇 本變電所所用電只有0.103MVA，電壓：380/220V，=0.85所用電主接線可采用單母線的接線方式，從兩臺10KV單母線分段各設一臺所用變壓器為所用電源，一臺備用。所用電變壓器容量為;S=0.103/0.85*1.1=0.134MVA,可用2臺SC-160/10的雙繞組干式變壓器。4.3所用電接線 當電壓等級在330KV以上時，所用電可以從外部網絡引接

27、所用電源；當電壓等級在330KV以下時所用電一般從變電所中電壓等級較低得母線引接電源。本變電所中最低電壓等級為10KV，故可直接從10KV電壓母線引接所用電源，所用電還必須留有備用。由于所用電電壓等級低，接線采用當母線分段即可保證所用電的安全和可靠性。即采用單母線分兩段接線，分別從兩10KV處獲得工作電源。圖4.1. 所用電接線 第五部分 短路電流的計算5.1 短路電流計算的目的 短路，是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接，在變電所的電氣設備中，短路電流的計算是一個重要環(huán)節(jié)。（具體計算過程在附錄中。）一、短路電流計算的目的 1.在選擇電氣主接線時，為了比較各種

28、接線方案 ，確定某接線方案是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算； 2.在選擇電氣設備時，為了保證各種電氣設備和導體在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進行校驗； 3.在設計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導線的相間和相對地的安全距離； 4.在選擇繼電保護方法和整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據。5.2 短路計算的一般規(guī)定 1、驗算導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應按本工程設計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)5-10年的遠景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時，應按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而

29、不應按僅在切換過程中可能并列運行的按線方式。 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放電電流的影響。 3、選擇導體和電器時，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點；對帶電抗器6-10kv出線，選擇母線到母線隔離開關之間的引線、套管時，短路計算點應取在電抗器之前、其余導體和電器的計算短路點一般選擇在電抗器后。 4、電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流計算。若中性點直接接地系統(tǒng)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，則應按嚴重的計算。按三相短路進行短路電流計算。第六部

30、分 電氣設備選擇6.1 各種電氣設備的選擇 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設備要能可靠的工作，必須按正常的工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。一、電氣設備選擇的一般原則為： 1、應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發(fā)展。 2、應滿足安裝地點和當地環(huán)境條件校核。 3、應力求技術先進和經濟合理。 4、同類設備應盡量減少品種。 5、與整個工程的建設標準協(xié)調一致。 6、選用的新產品均應具有可靠的試驗數據并經正式簽訂合格的特殊情況下選用未經正式鑒定的新產品應經上級批準。二、按正常工作條件選擇

31、電氣設備: 選擇的高壓電器，應能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。1、額定電壓 選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓,即一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當額定電壓在220KV及以下時為1.15(為電器額定電壓)，而實際電網運行的一般不超過1.1。 2、額定電流 導體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度導體和電器的長期允許電流不應小于該回路的最大持續(xù)工作電流。即由于變壓器在電壓降低5%時，其相應回路的=1.05(為電器額定電流)。三、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗: 1、電器在選定后應按最大可能通過的短路電流進行動熱穩(wěn)定校驗，校驗的短路電流一般取最嚴重情況的

32、短路電流。 2、用熔斷器保護的電器可不校驗熱穩(wěn)定。3、 短路的熱穩(wěn)定條件 短路電流產生的熱效應（KA2S）It、t分別是電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。校驗短路熱穩(wěn)定所用的計算時間Ts按下式計算t=td+tkd式中td 繼電保護裝置動作時間內（S） tkd斷路的全分閘時間（s） 4、動穩(wěn)定校驗 電動力穩(wěn)定是導體和電器承受短時電流機械效應的能力，稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件是：，上式中 、 短路沖擊電流幅值及其有效值 、 允許通過動穩(wěn)定電流的幅值和有效值5、絕緣水平： 在工作電壓的作用下，電器的內外絕緣應保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應按電網中出現的各種過電壓和保護設備相應的保護水平來確定。

33、由于變壓器短時過載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計算工作電流應根據實際需要確定。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。6.2 斷路器、隔離開關的選擇一、高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。型式選擇： 本次在選擇斷路器，考慮了產品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。選擇斷路器時應滿足以下基本要求： 1、在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 2、在跳閘狀態(tài)

34、下應具有良好的絕緣性。 3、應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。4、 應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便?？紤]到可靠性和經濟性，方便運行維護和實現變電站設備的無由化目標，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開斷近區(qū)故

35、障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級中。所以，35KV側和10KV側采用真空斷路器。又根據最大持續(xù)工作電流及短路電流得知選擇斷路器的形式時，除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定，根據當前我國生產和制造情況，電壓為6-220kV的電網一般選用少油斷路器，電壓110-330kV的電網，當少油 斷路器技術條件不能滿足要求時，可選用六氟化硫斷路器。 （具體選型和校驗在附錄中） 高壓斷路器的選擇： （1）斷路器種類：采用的滅弧介質可分為油斷路器（多油和少油）、壓縮空氣斷路器，斷路器、真空斷路器等。選用少油

36、斷路器，其特點運行經驗豐富，易于維護，噪聲低。（2）額定電壓和額定電流 ， 由下式確定： 式中：、-分別為電氣設備和電網的額定電壓，最高運行電壓KV、-分別為電氣設備和電網的額定電流，最大負荷電流A（3）、開斷電流選擇： 校驗斷路器的斷流能力，宜采取斷路器實際開斷時間的短路電流，所為校驗條件。因此，高壓斷路器的額定開斷電流，不應小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量，即;（4）短路關合電流的選擇：為了保證斷路器在關合短路電流時安全斷路器的額定關合電流不應小于短路電流最大沖擊值，即;（5）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗: 在短路電流過斷路器時，產生大量熱量，由于來不及向外散發(fā)，全部用來加熱斷路器，使其溫度迅

37、速上升，嚴重時會使斷路器觸頭焊住，損壞斷路器。因此產品標準規(guī)定了斷路器熱穩(wěn)定電流，例如;、的熱穩(wěn)定電流，其物理意義為;當熱穩(wěn)定電流通過斷路器時，在規(guī)定的時間內，斷路器各部分溫度不會超過國家規(guī)定的允許發(fā)熱溫度，保證斷路器不被損壞。校驗： ， 當>1s時，可不考慮非周期分量的熱效應，只計周期分量。 式中：-短路電流周期分量。 -短路電流周期分量發(fā)熱的等值時間。（6）動穩(wěn)定校驗：斷路器在閉合狀態(tài)能承受通過的最大電流峰值，不會因電動力的作用而發(fā)生任何機械損壞，該最大電流峰值成為穩(wěn)定電流。 二、隔離開關的選擇 隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電

38、路。 選擇隔離開關時應滿足以下基本要求： 1、隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網隔開。 2、隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 3、隔離開關應具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機械強度和絕緣強度。 4、隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。 5、隔離開關的結構簡單，動作要可靠。 6、帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。 隔離開關的選擇和斷路器的大致一樣，為了維護方便，220KV、110KV、10KV，都選同一類型。 （具體選型和

39、校驗在附錄中）3、 電流互感器的配置和選擇: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，其數量應滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。（2） 變壓器中性點以及未裝斷路器的變壓器新戶口應裝設電流互感器。（3） 對接地短路系統(tǒng)，可按三相配置電流互感器；（4） 采用一個半斷路器接線時，每相宜配置三相電流互感器。電流互感器的選擇：電流互感器的作用是將一次回路中德大電流轉換為1A或5A的小電流以滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。 電流互感器根據使用環(huán)境可分為室內式、室外式，根據結構可分為瓷絕緣結構和樹脂澆注式結構，根據一次線圈的型式又可分為線圈式和母線式、單匝貫穿式、復匝貫穿

40、式。選擇互感器時，應根據安裝地點和安裝方式選擇其型式。 四、電壓互感器的配置和選擇電壓互感器的配置：（1）電壓互感器的數量和配置與主接線方式有關，并滿足測量、保護、同期和自動裝置的要求。（2）6-12KV電壓等級的每組主母線的三相上，應裝設電壓互感器，旁路母線上是否需要裝設電壓互感器，應視各回路出線外側裝設電壓互感器的情況和需要確定。（3） 當需要監(jiān)視和檢測線路側有無電壓時，出線側的一相上應裝設電壓互感器。電壓互感器的選擇： 電壓互感器是把一次回路高電壓轉換為100V的電壓，以滿足繼電保護、自動裝置和測量儀表的要求。在并聯電容裝置中，電壓互感器除作測量外，還作為放電元件。 應根據裝設地點和使用

41、條件進行選擇電壓互感器的種類和型式。6.3 各電氣設備選擇表1、 斷路器型號及參數：型號(KV)(A)全開斷時間（S）動穩(wěn)定校驗-220220315040550.0753>-110110200031.5800.0680>10250043.3-0.11-二、隔離開關的型號及參數型號(KV)(A)動穩(wěn)定電流峰值（KA）-220DW220160053-110II1102000100101600100三、電流互感器的型號及參數型號額定電壓(KV)一次電流(A)二次電流（A）額定動穩(wěn)定電流（KA）2202*6002*100051251102*1000531.545101500592.5四、電

42、壓互感器的型號及參數型號額定電壓(KV)額定變比二次繞組極限容量（VA）準確等級22020000.511020000.51010000/1006400.56.4 配電裝置的選擇 一、配電裝置選擇的一般原則：（1）節(jié)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）保證導體和電氣在污穢、地震和高海拔地區(qū)的安全運行；（5）節(jié)約材料，降低造價；（6）安裝和擴建方便。 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決定的，對于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間距中，最基本的是帶電部分對地部分之間和不同相得帶電部分之間的空間最小安全凈距，

43、在這一距離下，無論為正常最高工作電壓或出現內外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。二、配電裝置選擇及依據： 配電裝置的型式的選擇 配電裝置的型式的選擇，應考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜、節(jié)約用地，并結合運行及檢修要求通過技術經濟比較確定。一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中，35KV及以下的配電裝置宜采用屋內式，110KV及以上多為屋外式。普通中型配電裝置國內采用比較多，廣泛用于110-500KV電壓級，在這方面我國已經有豐富的經驗。配電裝置的整個結構尺寸、檢修和運輸的安全距離等因素而決定的。屋外、外配電裝置中各有關部分之間的最小安全凈距，詳見設計手冊。設計配電裝置中帶電導體之間和導

44、體之間對地結構架的距離時還要考慮，軟絞線在短路電動力、風擺、溫度等作用下使用相間及對地距離的減小，隔離開關開斷允許電流是不致發(fā)生相間和接地故障，降低大電流導體附近鐵磁物質的發(fā)熱，減小110KV及以上帶電導體的電暈損失和帶電檢修等因素，工程上采用的距離，詳見設計手冊所列的數值。根據電力工程電氣設計手冊規(guī)定，110OKV及以上多為屋外配置，35KV一下的配電裝置多采用屋內配電裝置，故本所220KV及110KV采用屋外配電裝置，6KV的廠用電配置采用屋內配電裝置。根據電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、早高型和高型等。（1）中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內，并

45、裝載一定高度的基礎上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作員能在地面安全的活動。 中型配電裝置母線所在水平面稍微高于電器所在水平面。這種布置特點是：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維修都比較方便，構架高度較低，抗震性能好，所用鋼材較少，造價低，但占地面積大，此種配電裝置在非高產農田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國屋外配電裝置普遍采用的一種方式，并且運行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經驗。（2）半高型配電裝置，它是特母線及母線隔離開關抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設備布置在母線下面，具有布置緊湊、清晰、占地少等特點。其鋼材消耗與普

46、通中型相近，優(yōu)點有：A、 占地面積約在中型布置減少30%；B、 節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量；C、 旁路母線與主母線采用不等高布置進出線均帶旁路很方便。缺點：上層隔離開關下方未設置檢修平臺，檢修不方便。（3）高型配電裝置，他是將母線和隔離開關上下布置，母線下面沒有電氣設備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個回路合用一個間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運行條件差，一般適合下列情況：A、 配電裝置設在高產農田或地少人多的地區(qū)；B、 原有配電裝置需要擴速，而場地受到限制；C、 場地狹窄或需要大量開挖。綜上所述，本次所設計的變電所是地區(qū)性變電所，對建筑面積沒

47、有特殊的要求，所以該變電所220KV、110KV兩電壓等級均采用普通中型配電裝置。若采用半高型配電裝置，雖占地面積較少，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性、及經濟性，所以本次設計的變電站適用普通中型屋外配電裝置。第七部分 防雷保護及接地裝置7.1 防雷保護一、變電所的防雷保護1、變電站出現故障的原因避雷器接地電阻高由于避雷器接地電阻高，所以雷電流流過接地電阻時導致變壓器外殼電位增高。當其超過一定數值時，就會引起變壓器絕緣擊穿損壞。避雷器接地引下線截面太小或長度太長，截面太小在雷擊時易被燒斷，起不到保護作用，長度太長在某一陡度電流通過時，接地引下線上的壓降與

48、避雷器的殘壓疊加在一起，作用到變壓器繞組上有可能破壞變壓器絕緣。變壓器本身缺陷：過載，由于電流的增加，變壓器線圈溫度迅速增加，造成絕緣材料變脆弱，加速老化，形成大量裂紋甚至脫落，嚴重時使線體裸露，而造成匝間短路?；蛘哂捎谕獠抗收蠜_擊力導致絕緣破損，進而發(fā)生故障。線路涌流：現在，除非明確屬于雷擊事故，一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。線路涌流（或稱線路干擾）在導致變壓器故障的所有因素中被列為首位。這一類中包括合閘過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡以及其他輸配方面的異常現象。其中以變壓器出口突發(fā)性短路危害最大，當變壓器二次側發(fā)生短路接地等故障時，一次側將產生高于額定電流2030倍的短路電流，而在一

49、次側必然要產生很大的電流來抵消二次側短路電流的消磁作用，如此大的電流作用于高電壓繞組上，線圈內部將產生很大的機械應力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會松動脫落，鐵芯夾板螺絲松馳，高壓線圈畸變或崩裂，變壓器極易發(fā)生故障。分接開關故障：變壓器漏油使分接開關裸露在空氣中，裸露的分接開關絕緣受潮一段時間后性能下降，導致放電短路，損壞變壓器。變壓器分接開關在頻繁的調動中會造成觸頭之間的機械磨損、電腐蝕和觸頭污染，電流的熱效應會使彈簧的彈性變弱，從而使動、靜觸頭之間的接觸壓力下降,引線接頭過熱，引線接頭過熱是常見的故障之一，一旦發(fā)生將造成導電桿與接線端子間打火，甚至損壞導電桿絲扣，燒斷接頭，同時發(fā)熱會造

50、成樁頭密封圈老化滲油，油溢至套管，沾粘吸附上導電性的金屬塵埃，當遇到潮濕天氣、系統(tǒng)諧磁、雷擊過電壓等就可能發(fā)生套管閃絡放電或爆炸。其他原因：工藝、制造不良，有少部分變壓器故障是由于本身存在故障，例如：出線端松動或無支撐，墊塊松動，焊接不良，鐵芯絕緣不良，抗短路強度不足等。維護不良,壓器保護裝置不正確，冷卻劑泄漏，污垢淤積以及腐蝕受潮，連接松動等都屬于維護不良范疇。保養(yǎng)不夠被有關統(tǒng)計列為第四位導致變壓器故障的因素。2、電力變壓器故障的預防措施 器故障有相當部分是完全可以避免的，還有一些只要加強設備巡視嚴格按章操作，隨時可以把事故消除在萌芽狀態(tài)，這樣不但將顯著地減少變壓器故障的發(fā)生以及不可預計的電

51、力中斷，而且可大量節(jié)約經費和時間。嚴格按照有關檢修技術標準做好變壓器運行前的檢查和試驗，防患于未燃。運行維護，持瓷套管及絕緣子的清潔。定期清理變壓器上的污垢，檢查套管有無閃絡放電，接地是否良好，有無斷線、脫焊、斷裂現象，定期遙測接地電阻不大于4，或者采取防污措施，安裝套管防污帽。在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機械損傷。同時，應經常檢查變壓器的油位、油色，有無滲漏，發(fā)現缺陷及時消除。保證電氣連接的緊固可靠。定期檢查分接開關。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉動靈活性及接觸的定位。每三年應對變壓器線圈、套管以及避雷器進行介損的檢測。每年檢驗避雷器接地的可靠

52、性。接地必須可靠，而引線應盡可能短。引線應符合規(guī)定，無斷股現象，旱季應檢測接地電阻，其值不應超過5。應堅持每年一度的預防試驗，將不合格的避雷器更換，減少因雷擊過電壓損壞變壓器。變壓器應定時大、小修，在運行中或發(fā)生異常情況時，可及時大修。應考慮將在線檢測系統(tǒng)用于最關鍵的變壓器上。大型變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)（氫氣、局部放電及絕緣在線監(jiān)測）能預先發(fā)現運行中變壓器的異常狀態(tài)。在線監(jiān)測與專家系統(tǒng)結合起來對變壓器絕緣進行預測，把變壓器的異常發(fā)現于萌芽之初。3、 直擊雷的過電壓保護：變電所的直擊雷過電壓保護可采用避雷針、避雷線、避雷帶和鋼筋焊成網狀。A、 保護范圍：包括屋外配電裝置、主控樓、變壓器、構架及高壓屋內配電裝置等。B、 保護措施：采樣設置避雷