220kV變電站設(shè)計

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1、   引 言   發(fā)電廠及電力系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)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(huán)節(jié)。 本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對220/60KV降壓變電所畢業(yè)設(shè)計論文。本次設(shè)計主要是一次變電所電器部分的設(shè)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(shù)和形式，選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項參數(shù)，并且通過計算，詳細(xì)的校驗了公眾不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)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(jù)變電所的電壓等級及其在

2、電力網(wǎng)中的重要地位進(jìn)行繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計，最后通過對主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的斷面圖、平面圖、和繼電保護(hù)原理圖，同時根據(jù)所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護(hù)，并繪制屋外高壓配電裝置的防雷保護(hù)圖。                                         1 / 92  

3、       第一篇 畢業(yè)設(shè)計說明書  1 變電所設(shè)計原始資料   1.1 設(shè)計的原始資料及依據(jù) (1) 待設(shè)計變電所建成后主要向工業(yè)用戶供電，電源進(jìn)線為220KV兩回進(jìn)線，電壓等級為220/60KV。 (2) 變電所地區(qū)年平均溫度14℃，最高溫度36℃，最低溫度-20℃。 (3) 周圍空氣無污染。 (4) 出線走廊寬闊，地勢平坦，交通方便。 (5) 變電所60KV負(fù)荷表： （重要負(fù)荷占總負(fù)荷的80%，負(fù)荷同時率為0.7，線損率5%，Tmax=5600小時）   表1.1 變電所60kV負(fù)荷表 序號 &

4、#160; 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（KW） 功率 因數(shù) 出線 方式 出線 回路數(shù) 附注 近期 遠(yuǎn)期 1 建成機(jī)械廠 18000 25000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 2 化肥廠 8000 10000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 3 重型機(jī)械廠 10000 13000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 4 拖拉機(jī)廠 15000 20000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 5 冶煉廠 10000 15000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 6 煉鋼廠 12000 18000 0.95

5、 架空 2 有重要負(fù)荷   (6)電力系統(tǒng)接線方式如圖所示： 圖1.1 電力系統(tǒng)接線方式圖 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī)，送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為0.4歐姆/公里                               2 主變壓器的選擇   變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，他利用電磁感應(yīng)原理，把一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成頻率相同的另一種電壓等級的交

6、流電能。 在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電器設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓、進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和系統(tǒng)正常進(jìn)行的保證。   2.1 主變?nèi)萘窟x擇的有關(guān)規(guī)定及原則   2.1.1 主變?nèi)萘康倪x擇及確定   根據(jù)《變電所設(shè)計》中的有關(guān)規(guī)定 (1) 正確的選擇主變?nèi)萘?，要繪制變電所的年及日負(fù)荷曲線，并以曲線得出的變電所的年、日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。 (2) 一般按變電所建成后5~10年的規(guī)劃負(fù)荷進(jìn)行選擇。 (3) 主變?nèi)萘康拇_定：變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器，其中一臺（組）變壓器停運(yùn)后，其余變壓器的容量應(yīng)

7、保證該所全部負(fù)荷的70%，在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)應(yīng)保證擁護(hù)的一級和二級負(fù)荷。即滿足 SN≥0.7PZMAX。（PZMAX為綜合最大負(fù)荷）若變電所有其他能源可供保證在主變停運(yùn)后用戶的一級負(fù)荷則可裝設(shè)一臺主變壓器。   2.1.2 主變?nèi)萘康倪x擇   根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分的有關(guān)規(guī)定為保證供電的可靠性，對有重要負(fù)荷的依次變電所應(yīng)裝設(shè)兩臺主變壓器最好。   2.1.3 主變壓器形式的選擇   (1) 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》電氣一次部分，在不受運(yùn)輸條件限制的情況下，在330KV及以下的變電所均應(yīng)選用三相變

8、壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在220KV的變電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器是，應(yīng)考慮裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%時，可不裝設(shè)備用相 (2) 當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)采用有載調(diào)壓壓氣，對新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點考慮，應(yīng)注意選用無載調(diào)壓變壓器，來節(jié)省工程造價。 (3) 與兩個中性點直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除降壓負(fù)荷較大或與高、中壓見潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需做技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。   2.1.4 主變壓器的冷卻方式   主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷，強(qiáng)迫導(dǎo)

9、向油循環(huán)冷卻。小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻，大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷。   2.1.5 主變壓器繞組的連接方式   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(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有Y和△，高、中、低三側(cè)繞組的組合要根據(jù)工程具體情況確定。具有直接由高壓降為低壓供電條件的變電所，為簡化電壓等級，減少重復(fù)降壓容量，可采用雙繞組。                         &#

10、160;     3 主接線形式的選擇及說明   電氣主接線是多種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求連接而成的，是分配和傳送電能的總電路。將電路中各種電器設(shè)備統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制成的電氣連結(jié)圖，稱為電氣主接線圖。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要部分。主接線的確定對變電所的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)擬定等都有著密切的關(guān)系。由于發(fā)電、變電、輸配電和用電是同時完成的，所以主接線設(shè)計的好壞不僅影響電力系統(tǒng)和變電所本身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

11、和人民生活。因此，主接線設(shè)計是一個綜合性問題。   3.1 主接線的設(shè)計原則 根據(jù)設(shè)計規(guī)程，變電所主界限應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。同時還應(yīng)考慮以下的因素： 1) 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 2) 近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。 3) 負(fù)荷的重要性分級和出現(xiàn)回數(shù)的多少對主接線的影響。 4) 主變臺數(shù)對主接線的影響。 5) 備用容量的有無和大小對主接線的影響。   3.1.1 設(shè)計主接線的設(shè)計原則及基本要求   3.1.1.1 可靠性 1）應(yīng)重視國內(nèi)外長期運(yùn)行實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析 2）主接線的可靠性包括一

12、次部分和二次部分在運(yùn)行中的可靠行的綜合 3）主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠性程度，采用可靠性能高的電氣設(shè)備可以簡化接線 3.1.1.2 可靠性的具體要求： 1）斷路器檢修時，不影響對系統(tǒng)的統(tǒng)電 2）斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少可停運(yùn)回路數(shù)和停用時間，并且保證一級負(fù)荷及全部或大部分二級負(fù)荷供電 3）精良避免全部停運(yùn)的可能性 3.1.1.3 靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面的要求： 1) 調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下，檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的條度要求。 2) 檢修要求，可以方便地停運(yùn)斷路器，

13、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修且不至于影響對擁護(hù)的供電。 3.1.1.4 經(jīng)濟(jì)性 1) 投資省 a.主接線力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。 b.要能使斷電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電路。 c.要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 2) 占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，精良使占地面積減少。 3) 電能損失小 經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。   3.2 主接線的選擇   根據(jù)《規(guī)程》知：110—220KV配電裝置中的出現(xiàn)回

14、路數(shù)為4回時，一般采用單母線分段的接線形式。對于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，220KV出線為4回及以上時，也可裝設(shè)專用旁路短路器。而雙母線運(yùn)行方式在6—220KV電壓的配電裝置中，通常是以保證用戶供電，具備必須的可靠性。根據(jù)上述以及本變電所所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，初步確定主接線方案：第一種方案是一次側(cè)（220KV）采用單母線分段的接線形式，二次側(cè)（60KV）采用雙母帶旁路的接線形式；第二種方案是一次側(cè)（220KV）采用雙母線分段帶旁路的接線形式，而次側(cè)（60KV）采用雙母線分段的接線形式。 第一種方案主接線圖： 圖3.1 第一中方案主接線圖   此種方案的特點： 一次側(cè)

15、（220KV）采用單母線分段的接線形式 優(yōu)點：單母分段可進(jìn)行分段檢修，對于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路，使重要負(fù)荷有兩個電源供電，在這種情況下，但一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼點保護(hù)裝置的作用下能自動將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。 缺點：當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 二次側(cè)（60KV）采用雙母接線形式 雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回固定與某一組母線連接，以固定連接方式運(yùn)行。 優(yōu)點：1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪

16、流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一出線斷路器時，該回路不停電。 2）調(diào)度靈活。各個電源和各個負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3）擴(kuò)建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時，可以順序布置，以致連接不同的母線段時，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。 4）便于試驗。當(dāng)個別回路需要單獨進(jìn)行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。 缺點：在倒母線的操作過程中，使用隔離開關(guān)切換

17、有負(fù)荷電流的電路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作。其次是雙母線接線平時只有一組母線工作，因此，當(dāng)工作母線短路時仍要使整個配電裝置短時間停止工作，在檢修任一回路的斷路器時，此回路仍需要停電。另外，增加了母線隔離開關(guān)的數(shù)目和有色金屬的消耗量，并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故經(jīng)濟(jì)性較差。 第二種方案主接線圖 一次側(cè)（220KV）采用雙母線分段帶旁路接線形式 二次側(cè)（60KV）采用雙母線分段接線形式   圖3.2 第二中方案主接線圖   此種方案的特點： 雙母線接線形式的特點： 為了避免單母分段在母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，連接在該段母線上的回路都要在檢修

18、期間長時間停電，而發(fā)展成雙母線這種接線，每一回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行。 優(yōu)點：a.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。 b.檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需停該回路。 c.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。 d.調(diào)度靈活。 e.擴(kuò)建方便。 f.便于試驗。 缺點：增加了母線長度和使每回路增加了一組母線隔離開關(guān)，還使配電裝置架構(gòu)增加，占地面積增大，投資增多，由于隔離開關(guān)較多，容易誤操作。   3.3 主接線的確定   兩種方案進(jìn)行

19、比較： 首先，一次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母分段雖然較單母線在可靠性和調(diào)度靈活上優(yōu)越，但單母線分段可以解決這個問題，而且占地面積也較小。雙母線接線形式占地面積較大，投資較高。所以通過以上的比較，最終確定一次側(cè)（220KV）采用單母線分段的接線形式。 其次，二次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母線分段的接線增加了隔離開關(guān)和斷路器的數(shù)量，接線復(fù)雜，其平時只有一組母線運(yùn)行，所以當(dāng)工作母線短路時，仍要使整個配電裝置短時間停止工作，擴(kuò)大了停電時間。而雙母帶旁路的接線不僅經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于前者，而且在母線故障后，恢復(fù)供電的速度也高于前者，同時，雙母線接線調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便，所以通過上述的比較，二次側(cè)（60K

20、V）最終選定雙母帶旁路接線的接線形式。 最后，通過前面對一次側(cè)（220KV）和二次側(cè)（60KV）接線的經(jīng)濟(jì)性，可靠性，靈活性等各方面的綜合比較，同時考慮本所的進(jìn)線，出線的回數(shù)以及重要負(fù)荷的分布等因素，一次側(cè)（220KV）采用單母線分段的接線形式，二次側(cè)（60KV）采用雙母帶旁路的接線形式。                                      

21、  4 短路計算   4.1 短路電流計算的目的   短路電流計算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響等。   4.2 短路的基本類型 三相系統(tǒng)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。 一般長用的短路電流值有： ：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(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。 ：穩(wěn)態(tài)

22、短路電流有效值。   4.3 短路電流計算的基本假定   短路電流實用計算中，采用的假設(shè)條件和原則為： 1) 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。 2) 所有電源的電動勢相位角相同。 3) 系統(tǒng)中的電機(jī)均為理想電機(jī)，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間位置相差1200電氣角度。 4) 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 5) 電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷 接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。 6) 同步電機(jī)都具有自動調(diào)勵裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。 7) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 8)

23、 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 9) 除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻忽略不計。 10) 元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 11) 輸電線路的電容忽略不計。   4.4 短路計算的一般規(guī)定   1) 驗算導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所有的短路電流，確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 2) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機(jī)的影響。 3) 選擇導(dǎo)體和電器時，對

24、不帶電抗器回路的計算，計算短路點應(yīng)選擇在正常方式時的短路電流為最大的地點。 4) 導(dǎo)體和電容的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路計算。   4.5 計算步驟   (1) 畫等值電抗圖 1) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。 2) 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。 3) 計算各元件的電抗標(biāo)么值。 (2) 選擇計算短路點 1) 求各短路點在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點短路電流。 2) 各點三相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(shù)據(jù)表。          

25、             4.6 計算方法   標(biāo)么值：取基準(zhǔn)容量 ,基準(zhǔn)電壓 計算公式： 發(fā)電機(jī)： 變壓器： 附：線路中的每千米線路阻抗取X=0.4Ω/KM 線路： 短路電流沖擊值： 標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值：   4.7 短路計算的結(jié)果   表4.1 短路計算結(jié)果表   單位 220KV側(cè) 60KV側(cè) 基準(zhǔn)容量 MVA 100 100 基準(zhǔn)電壓 KV 230 66 短路電流有名值 KA 4.31 6.52

26、 沖擊電流有效值 KA 6.5 9.8 沖擊電流 KA 10.99 16.63     5 主要電氣設(shè)備的選擇 5.1 設(shè)計原則   (1) 總的原則：按照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照短路條件進(jìn)行校驗。 (2) 一般原則： 1）應(yīng)滿足正常工作條件下的電壓和電流的要求． 2）應(yīng)滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求． 3）應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求． 4）應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)． 5）對電流互感器的選擇應(yīng)計及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別 6）選用的新產(chǎn)品應(yīng)具有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特殊情

27、況下，選用未經(jīng)鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。   5.2 高壓斷路器的選擇和校驗項目   高壓斷路器按下列項目選擇和校驗：(1) 型式和種類；(2) 額定電壓；(3)額定電流；(4) 開斷能力校驗；(5) 額定關(guān)合電流；(6) 動穩(wěn)定校驗；(7) 熱穩(wěn)定校驗。 1) 按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓 應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓 ， 即 ≥ 。 2) 按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流 應(yīng)大于或等于它的最大持續(xù)工作電流 ， 即 ≥ 。 當(dāng)斷路器使用環(huán)境溫度不等于設(shè)備基準(zhǔn)環(huán)境溫度時，應(yīng)對斷路器的額定電流進(jìn)行修正。 3) 按開斷

28、電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的額定開斷電流 應(yīng)滿足 ≥ 。式中 —斷路器實際開斷時間 秒的短路電流全電流有效值。 4) 按額定關(guān)合電流選擇 要求斷路器的額定開合電流 應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值，即 ≥ 。. 5) 動穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的極限通過電流峰值 應(yīng)不小于三相短路時通過斷路器的沖擊電流 ，即 ≥ 6) 熱穩(wěn)定校驗 高壓斷路器的短時允許發(fā)熱量 應(yīng)不小于三相短路電流發(fā)出的熱量 ，即 本變電所220KV側(cè)選用型號為LW－220的斷路器,60KV側(cè)選擇型號為LW6－63斷路器,見表5.1:   表5.1斷路器型號選擇表 設(shè)備名稱 安裝地點 型

29、號 斷路器 220KV側(cè) LW－220 60KV側(cè) LW6－63   5.3 隔離開關(guān)的選擇   隔離開關(guān)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(guān)與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時,對隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器的開斷時間,故計算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時的計算數(shù)據(jù)完全相同. a.額定電壓b額定電流c型式和結(jié)構(gòu)d動穩(wěn)定校驗e熱穩(wěn)定校驗 220KV側(cè)選擇型號為GW6－220的隔離開關(guān)和GW7－220的隔離開關(guān),60KV側(cè)選擇型號為GW5－63的隔離開關(guān),見表5.2:   表5.2 隔離開關(guān)型號選擇表 隔離

30、開關(guān) 220KV側(cè)進(jìn)線 GW6－220 220KV側(cè)出線 GW7－220 60KV側(cè) GW5－63               5.4 電壓互感器的選擇   1) 按額定電壓選擇 式中：U1—電網(wǎng)電壓；Ue1—電壓互感器一次繞組額定電壓 2) 按準(zhǔn)確級和容量選 用于電度計量的電壓互感器,準(zhǔn)確度不低于0.5級,用于電流、電壓測量的準(zhǔn)確度不應(yīng)低于1級,用于繼電保護(hù)不應(yīng)低于3級. 3) 結(jié)構(gòu)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

31、容分壓式電壓互感器. a 220KV側(cè)選擇型號為JDCF－220的電壓互感器. b 60KV側(cè)選擇型號為JDCF－63的電壓互感器.   表5.3 電壓互感器型號選擇表 電壓互感器 220KV側(cè) JDCF－220 60KV側(cè) JDCF－63   5.5 電流互感器的選擇   選擇電流互感器應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動裝置和測量儀表的要求。 (1) 按一次額定電壓和額定電流選擇 電流互感器的一次額定電壓和額定電流必須滿足： Ｕe≥ , ≥ 其中： 、 —電流互感器一次額定電壓和額定電流; 、 —電流互感器安裝處一次回路工作電壓

32、和一次回路最大工作電流。 變壓器中性點引出的電流互感器只取額定電流的30%。 (2) 按準(zhǔn)確度級及副邊負(fù)荷選擇 為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。因此，需先要知道電流互感器二次回路所接測量儀表的類型及對準(zhǔn)確級的要求，并按準(zhǔn)確等級要求最高的表計選擇電流互感器，具體要求如下： 1) 裝設(shè)在發(fā)電機(jī)、電力變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表及所有用于計算電費(fèi)的電度表用電流互感器，其準(zhǔn)確等級應(yīng)為0.5級。 2) 供運(yùn)行、監(jiān)視、估算電能的電度表、功率表和電流表用電流互感器，其準(zhǔn)確等級應(yīng)為1級。 3) 供指示被測數(shù)值是否存在或大致估計被監(jiān)測數(shù)值的

33、表計用的電流互感器，其等級為3級和10級。其二次側(cè)所接負(fù)荷S2，應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級所規(guī)定的額定容量Se2，即Se2≥S2=Ie22Z2 其中：Z2為二次負(fù)荷阻抗；Ie2為二次額定電流，由于本次設(shè)計中外接阻抗Z2未作規(guī)定，因此本項可略去。 (3) 熱穩(wěn)定校驗 電流互感器的熱穩(wěn)定能力，以1秒鐘通過的一次額定電流倍數(shù) 表示，熱穩(wěn)定按下式校驗： 式中 — 中允許通過一次額定電流熱穩(wěn)定倍數(shù)。 (4) 動穩(wěn)定校驗 （內(nèi)部） ≤ —電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù) 本變電所220KV側(cè)選擇型號為LB6－220的電流互感器,60KV側(cè)選擇型號為LCWB5－63的電流互感器,見表5.4: 

34、0; 表5.4 電流互感器型號選擇表 電流互感器 220KV側(cè) LB6－220 60KV側(cè) LCWB5－63   5.6 母線的選擇   母線的選擇包括母線材料和母線截面的選擇. a、電流分布均勻； b、機(jī)械強(qiáng)度高；； c、散熱良好； d、有利于提高電暈起始電壓；； e、安裝、檢修簡單、連接方便。 (1) 截面選擇說明 a、為了保證母線的長期安全運(yùn)行，母線在額定環(huán)境溫度θ0和導(dǎo)體面正常發(fā)熱允許最高溫度θe下的允許電流 應(yīng)大于或等于流過導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流 即： ≤ (Kθ為溫度修正系數(shù))。 b、熱穩(wěn)定校驗

35、根據(jù)上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。其公式為： 式中： ——根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm）2 ——穩(wěn)定短路電流（A）； ——短路電流等值發(fā)熱時間； ——集膚效應(yīng)系數(shù)； C——熱穩(wěn)定系數(shù)，其值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān)。 根據(jù)計算結(jié)果本變電所選用: 1) 220KV側(cè)選擇母線型式為鋼芯鋁母線,型號為LGJ－240/30,不需進(jìn)行動穩(wěn)定校驗. 2) 60KV側(cè)選擇母線型式為組合導(dǎo)線,型號為LGJ－800/55,不需進(jìn)行動穩(wěn)定校驗   表5.5 母線型號選擇表. 母線 220KV側(cè) LGJ－2

36、40/30 60KV側(cè) LGJ－800/55   5.7 避雷器的選擇   (1) 避雷器的設(shè)計原則 1) 配電裝置的每組母線上應(yīng)裝設(shè)避雷器. 2) 110－220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器. 避雷器也是目前廣泛使用的,但它存在著各種電壓作用下的老化問題，壽命和熱穩(wěn)定問題，在價格上同磁吹閥型避雷器相比沒有明顯的優(yōu)越性,在特殊情況下才被使用. 管型避雷器由于動作時形成截波對變壓器的縱向絕緣不利,所以不被采用. FZ避雷器的造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FC2避雷器,兩者的工作能力相差不大,從經(jīng)濟(jì)性考慮本設(shè)計全部選用FZ避雷器,見表5.6:   表5.

37、6 避雷器型號選擇表 避雷器 220KV側(cè) FZ－220J 60KV側(cè) FZ－60 主變中性點 FZ－110   6 高壓配電裝置的規(guī)劃 6.1 高壓配電配置和設(shè)計原則及要求   配電裝置是變電所的一個重要組成部分,電能的匯集和分配是通過各級電壓的配電一實現(xiàn)的，因此，在設(shè)計配電裝置時應(yīng)滿足以下要求: 1) 保證工作的可靠性和防火性的要求.保證工作人員的人身安全. 2) 保證工作人員的人參安全。 3) 保證操作、維護(hù)、檢修的方便. 在配電裝置的具體設(shè)計中，應(yīng)遵循《電力工業(yè)管理法則》、《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等有關(guān)

38、規(guī)定，高壓配電裝置設(shè)計的一般原則: 1) 節(jié)約用電. 2) 運(yùn)行安全和操作巡視方便. 3) 便于檢修和安裝. 4) 節(jié)約材料,降低造價. 屋內(nèi)、外配電裝置中各項安全凈距尺寸，在《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)程》中被分為A、B、C、D、E五項,作為設(shè)計配電裝置時的根據(jù)，其中A值是基礎(chǔ)，其余各值是在 A值的基礎(chǔ)上，加上運(yùn)行維護(hù)、搬運(yùn)和檢修工具活動范圍及施工誤差等尺寸而得.各項凈距數(shù)值可查閱有關(guān)規(guī)程. 屋外配電裝置與屋內(nèi)配電裝置的比較，所具有的特點: 1) 屋外配電裝置的土建工程量少，施工時間短,接生建筑材料，降低了基建投資。 2) 相鄰回路電器之間的距離較大,大大減少了事故蔓延的

39、危險性. 3) 巡視檢查清楚，便于擴(kuò)建和設(shè)備更新. 4) 維護(hù)操作不方便,以為隔離開關(guān)的操作以及對各種開關(guān)電器的巡視檢查,在任何天氣條件都必須在露天進(jìn)行. (1) 占地面積大. 屋外配電裝置根據(jù)電器和母線布置的高度可分為中型、高型和半高型等型式. 中型配電裝置是所有開關(guān)電器都安裝在較低的基礎(chǔ)和支架上，母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串組,懸掛在門型構(gòu)架上,母線水平面高于開關(guān)電器的水平面。 高型配電一是指開關(guān)電器分別安裝在幾個水平面內(nèi)，斷路器安裝在地面基礎(chǔ)支架上，母線隔離開關(guān)在斷路器之上,主母線又在母線隔離開關(guān)之上或兩組母線上下重疊,母線一般采用絞線和懸垂絕緣子串懸掛在構(gòu)架上.其特點是

40、布置緊湊、集中，占地面積小,操作維護(hù)條件較差兩組母線隔離開關(guān)分層操作,路徑較長,容易引起誤操作. 半高型配電裝置指其布置處于中型和高型配電裝置之間,即僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置.   6.2 設(shè)備的配置   6.2.1 隔離開關(guān)的配置   1) 接在變壓器引處線上或中性點上的逼雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān). 2) 接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān). 3) 斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器時隔離電流. 4) 中性點直接接地的普通形變壓宜配置隔離開關(guān)   6.2.2 電壓互感器的配置  

41、 1) 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線有關(guān),應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求. 2) 60－220KV電壓等級的每組主接線的三相應(yīng)裝電壓互感器. 3) 當(dāng)需監(jiān)視和檢測線路有無電壓時,出線側(cè)的一組上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器.   6.2.3 電流互感器的配置   1) 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器,其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動化的要求. 2) 在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機(jī)和變壓器中性點，應(yīng)裝設(shè)電流互感器. 3) 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置,對非直接接地系統(tǒng)依具體要求配置兩相或三相.   6.2.4 接地刀閘的配置  

42、1) 為保證電器和母線的檢修安全，35KV以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1－2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路。 2) 63KV及以上的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配接地刀閘，雙母線接線兩組母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組接地刀閘。 3) 旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，裝設(shè)在旁路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。 4) 63KV及以上主變母線隔離開關(guān)的主變側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。   6.2.5 避雷器的配置   (1) 配殿裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除

43、外。 (2) 220KV及以下變壓器到避雷器的電器距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 (3) 下列情況下的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器： a 中性點直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點分級絕緣且有隔離開關(guān)時。 b 不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點。 c 110－220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。   6.3 配電裝置的選擇   本設(shè)計為220/60KV變電所，所以采用屋外配電裝置，所以，本所采用分相中型布置，即隔離開關(guān)是分相直接布置在母線的正下方，此種方法采用LGJ240/30型母線配合剪刀式隔離開關(guān)，布置清晰、美觀，可省

44、去大量構(gòu)架，較普通中型配電裝置方案節(jié)約用地1/3左右，但支柱式絕緣子防污、抗震能力較差，在污穢嚴(yán)重或地震烈度較高的地區(qū)，不宜采用。同時選擇220KV出線和60KV出線兩個斷面圖。                           7 防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計   7.1 防雷保護(hù)的必要性   雷電引起的大氣過電壓將會對電氣設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保

45、證電氣設(shè)備的安全。   7.2 發(fā)電廠及變電所的防雷保護(hù)內(nèi)容   7.2.1 發(fā)電廠及變電所的防雷保護(hù)主要是兩個方面   1) 對直擊雷的防護(hù)。 2) 對沿線路侵入的雷電沖擊波的防護(hù)。   7.2.2 發(fā)電廠及變電所為防護(hù)直擊雷，一般用避雷針(線)加以保護(hù)   避雷針(線)的主要作用是主動引導(dǎo)雷電電流安全如地，從而保護(hù)發(fā)電廠變電所免受直擊雷的損壞。   7.3 變電所防雷保護(hù)的對象   A類：電工裝置 B類：需要采取防雷措施的建筑物和構(gòu)筑物      

46、;     7.4 裝設(shè)避雷針(線)的基本原則   1) 一方面應(yīng)使所有的被保護(hù)物處于避雷針(線)保護(hù)范圍之內(nèi)，即要求避雷針(線)高于被保護(hù)物，且兩者之間的距離又不能太遠(yuǎn)，以保證雷擊避雷針(線)，而被保護(hù)物免遭雷擊。 2) 避雷針(線)遭受雷擊時，強(qiáng)大的雷電流流過避雷針(線)引下線和基地體，其上會產(chǎn)生很高的對地電位，如果它們距離被保護(hù)物很近，兩者之間將發(fā)生放電，稱為反擊。使高電位引向被保護(hù)物。因此避雷針 (線)和引下線，接地體與被保護(hù)物之間還應(yīng)保持足夠的電氣距離。   7.5 防雷保護(hù)設(shè)計所需資料   1) 要求

47、變電所附近氣象資料。 2) 要求變電所主接線圖及電器設(shè)備布置圖。 3) 其它需要保護(hù)的設(shè)備和設(shè)施。 4) 變壓器入口電容。   7.6 避雷針的保護(hù)范圍計算   7.6.1 半徑的確定   -----當(dāng) -----當(dāng) 其中 —避雷針在 水平上的保護(hù)半徑(m) —被保護(hù)物的高度 —避雷針的高度 當(dāng) 時， ; 時， ,   7.6.2 保護(hù)全面積的條件為   其中D為通過由三支避雷針?biāo)纬傻娜切雾旤c圓的半徑，或以避雷針為頂點的四角形的對角線。   7.7 防雷

48、保護(hù)措施   1) 在變電所的220KV構(gòu)架上、高壓配電裝置的中心位置和60KV出線構(gòu)架附近共安裝9支30米高的避雷針。 2) 在變壓器中性點、母線電壓互感器上分別安裝一組避雷器。 3) 在220KV、60KV進(jìn)線和出線上分別安裝避雷線。                                          

49、     8 繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計   8.1 繼電保護(hù)配置的作用和要求   為了保證電力系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定運(yùn)行，需要配置繼電保護(hù)，而且繼電保護(hù)的配置要滿足電氣主接線的要求，確定主接線時也應(yīng)與繼電保護(hù)統(tǒng)籌考慮，繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足快速性、選擇性、可靠性和靈敏性的要求。   8.2 變壓器保護(hù)的配置   8.2.1 變壓器保護(hù)的配置原則   變壓器一般應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置: (1) 反映變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)，容量為800KVA及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)油

50、箱內(nèi)因故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，保護(hù)裝置應(yīng)瞬時動作于信號，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，瓦斯保護(hù)宜動作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。 (2) 相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動保護(hù)火電流速斷保護(hù)，對其中性點直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。容量為6300KVA以下并列運(yùn)行的變壓器，以及10000KVA以下單獨運(yùn)行的變壓器加裝電流速斷保護(hù)(本設(shè)計不加裝電流速斷保護(hù))容量為63000KVA及以上，廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)，對所有升壓變壓器及15000KVA及以上的降壓變壓器，一般宜采用三相三繼電器式接線。 (3) 相間后備保護(hù)

51、 為了防止外部短路所引起的過電流和作為變壓器的后備保護(hù)，在變壓器上可裝設(shè)過電流保護(hù)。 對于單側(cè)電源的雙卷降壓變壓器，如高壓側(cè)中性點有可能直接接地運(yùn)行，為了防止高壓側(cè)電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時導(dǎo)致保護(hù)非選擇性動作，供高壓側(cè)過電流保護(hù)用的電流互感器二次線圈可接成三角形。 (4) 中性點直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護(hù)。 110KV及以上中性點直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點可能接地運(yùn)行，對于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，并作為相鄰元件的后備保護(hù)。(110KV及以上中性點直接接地采用分級劇院) (5) 過負(fù)荷保護(hù)

52、 對于400KV及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單獨運(yùn)行并且作為其他負(fù)荷的后備電源時，應(yīng)考慮過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)接于一相電流上，帶有時限動作于信號。 (6) 過電流保護(hù) 過激磁保護(hù)適用于500KV及以上的大容量的變壓器，本設(shè)計不加此保護(hù)。 通過以上分析可確定變壓器應(yīng)裝設(shè)的保護(hù)及安裝的位置,見表8-1   表8-1 變壓器保護(hù)及其安裝位置 保護(hù)類型 安裝位置 瓦斯保護(hù) 變壓器油枕和油箱間 縱聯(lián)差動保護(hù) 變壓器兩側(cè) 過電流保護(hù) 電源側(cè) 零序電流保護(hù) 變壓器中性點接地側(cè) 過負(fù)荷保護(hù) 高壓側(cè)   8.3 母線保護(hù)和斷路器失

53、靈保護(hù)   8.3.1 母線保護(hù)配置原則   母線故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障之一，它將使連接在母線上的所有元件被迫停電，當(dāng)未裝設(shè)裝用的母線保護(hù)時，如果母線故障，只能依靠相鄰元件保護(hù)的后備保護(hù)作用切除，這將延長故障切除時間，并往往會擴(kuò)大停電范圍，對高壓電網(wǎng)安全運(yùn)行不利，因此，35－500KV的發(fā)電廠或變電所母線上，在下列情況下，應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)裝置。 (1) 110KV及以上雙母線。 (2) 110KV及以上單母線，重要發(fā)電廠或110KV及以上重要變電所的35－66KV母線需要按照裝設(shè)全線速動保護(hù)的要求，必須快速切除母線上的故障時，應(yīng)裝設(shè)。 專用保護(hù)

54、應(yīng)根據(jù)母線的重要程度應(yīng)滿足以下要求： 對于雙母線并列，母線保護(hù)應(yīng)保證先跳開母聯(lián)斷路器，以防止失去選擇性。對于平行線接于不同的母線，當(dāng)母線保護(hù)動作時，應(yīng)閉鎖橫差保護(hù)，一防止誤動作。母線保護(hù)不限制母線運(yùn)行方式，在母線破壞固定聯(lián)結(jié)時，母線保護(hù)裝置能有選擇性的動作。在一組母線或一般母線無電合閘時，應(yīng)能快速而有選擇性的切除故障母線。在外部不平衡電流的作用下或交流回路斷線時，母線保護(hù)不應(yīng)動作。   8.3.2 雙母線接地母線保護(hù)   目前已被使用的母線保護(hù)有以下幾種： 1) 母線完全差動保護(hù)。 2) 母線不完全差動保護(hù)。 3) 雙母線固定連接的完全差動保護(hù)。

55、4) 母連電流相位比較式母線保護(hù)。 目前在110－220KV電網(wǎng)中應(yīng)用較多的是母連電流相位比較差動保護(hù)，這種保護(hù)適用于并列運(yùn)行的雙母線母連斷路器合閘運(yùn)行，不限制元件連接方式(但每一組母線上至少要保留一支電源回路)具有較高的可靠性與選擇性。目前已逐漸取代阻抗電流差動保護(hù)，較廣泛用于110－220KV的雙母線系統(tǒng)。 本設(shè)計220KV側(cè)和60KV側(cè)母線均采用母連電流比相式差動保護(hù)，保護(hù)選擇見表8-2所示   表8-2母線保護(hù)選擇表 母線保護(hù) 220KV側(cè) 母聯(lián)電流比相式差動保護(hù) 60KV側(cè) 母聯(lián)電流比相式差動保護(hù)   8.3.3 斷路器失靈保護(hù) &

56、#160; 220KV及以下電壓的電網(wǎng)中，各發(fā)電廠、變電所相應(yīng)電壓級均應(yīng)該裝設(shè)。 在高壓和超高壓電網(wǎng)中，斷路器失靈保護(hù)作為一種近后備保護(hù)方式得到了普遍的采用，其目的是當(dāng)發(fā)生故障時斷路器拒動(包含跳閘回路異常因素所致)時，快速而有選擇性的切除故障。                 8.4 線路的保護(hù)裝置   8.4.1 220KV側(cè)線路保護(hù)   (1) 配置原則 1) 根據(jù)《規(guī)程》：110—220KV直接接地電力網(wǎng)的線路，應(yīng)裝設(shè)全線速動保護(hù)作為主保護(hù)。 2

57、) 根據(jù)《規(guī)程》：110—220KV電網(wǎng)的線路上，應(yīng)裝設(shè)線路快速動作的高頻保護(hù)作為主保護(hù)，距離保護(hù)作為后備保護(hù)。 (2) 220KV線路的接地保護(hù) 1) 宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序保護(hù)。 2) 對某出線路，如方向性的接地距離保護(hù)可以明顯改善整個電力網(wǎng)接地保護(hù)的性能時，可裝設(shè)接地距離保護(hù)并輔之以階段式零序電流。 3) 正常運(yùn)行方式下保護(hù)安裝處短路，電流速斷保護(hù)有1.2以上靈敏度時，則可裝設(shè)此相保護(hù)。 4) 高頻保護(hù)：采用相差高頻保護(hù) 相差高頻保護(hù)適用于200KV以內(nèi)的110—220KV輸電線路。 主要優(yōu)點： 相差高頻保護(hù)在非全相運(yùn)行時不會誤動作，所以無需加非全相的

58、閉鎖裝置，簡化接線，同時在系統(tǒng)震蕩過程中，被保護(hù)線路內(nèi)部發(fā)生故障時，相差高頻保護(hù)瞬時的切除故障。 高頻保護(hù)工作狀態(tài)不受電壓回路線影響，測量元件均反映電流量無電壓回路。 經(jīng)過以上分析確定220KV線路保護(hù)： 主保護(hù)：高頻保護(hù)。 后備保護(hù)：三段式距離保護(hù)。 接地保護(hù)：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)。   8.4.2 60KV側(cè)線路保護(hù)   并列運(yùn)行的平行線路，可裝設(shè)橫聯(lián)差動方向保護(hù)或電流平衡保護(hù)作為主保護(hù)，距離平衡保護(hù)作為后備保護(hù)。 主保護(hù)可以選用橫聯(lián)差動方向保護(hù)有相繼動作區(qū)和死區(qū)，而電流平衡保護(hù)只有相繼動做無死區(qū)，并且相繼動作區(qū)比橫差動保護(hù)小，而且動作

59、迅速，靈敏度足夠大，并且接線檢點等優(yōu)點，其缺點是只能應(yīng)用于有電源的一側(cè)的雙回路上，在無源的一側(cè)不能采用，這一缺點對本設(shè)計不產(chǎn)生影響，因此主保護(hù)采用電流平衡保護(hù)。 根據(jù)上述分析，60KV側(cè)線路保護(hù)為： 主保護(hù)：電流平衡保護(hù)。 后備保護(hù)：距離保護(hù)。 線路保護(hù)選擇見表8-3   表8-3 線路保護(hù)選擇表 線路保護(hù) 220KV側(cè) 主保護(hù) 后備保護(hù) 接地保護(hù) 高頻差動保護(hù) 三段式距離保護(hù) 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護(hù) 60KV側(cè) 主保護(hù) 后備保護(hù) 電流平衡保護(hù) 三段式距離保護(hù)   8.5 自動裝置的規(guī)劃設(shè)計   8.5.1 電力系統(tǒng)

60、自動裝置的設(shè)計   根據(jù)運(yùn)行需要，考慮使用效果和利用率等因素，合理的確定方案。同時還應(yīng)從充分發(fā)揮原有的自動裝置的作用，自動裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性。自動裝置要盡量簡單、可靠、使用元件和觸點盡量少，接線簡單，便于運(yùn)用維護(hù)。   8.5.2 合閘裝置裝設(shè)規(guī)定   (1) 1KV及以上的架空線路和電纜與架空的混合線路，當(dāng)具有斷路器時，應(yīng)裝設(shè)自動重合閘。旁路斷路器和兼作旁路的母線聯(lián)絡(luò)斷路器或分段斷路器。一般裝設(shè)自動重合閘。 (2) 電力變壓器和母線，必要時可裝設(shè)自動重合閘。 220KV以下單側(cè)電源線路的自動重合閘，按下列規(guī)定裝設(shè)：

61、 1) 一般采用三相式一次重合閘。 2) 當(dāng)斷路器斷流允許時，有些線路可采用兩次重合閘。 220KV及330KV線路的自動合閘，按以下規(guī)定裝設(shè)： 1) 一般裝設(shè)綜合重合閘，即當(dāng)線路上發(fā)生其他故障時，實現(xiàn)單相重合閘，發(fā)生其他故障時，實現(xiàn)三相重合閘。 2) 根據(jù)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和被保護(hù)線路的特點，在某些情況下為了簡化，采用三相自動重合閘。   8.5.3 自動重合閘裝置應(yīng)符合以下要求   (1) 自動重合閘一般由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)的原理啟動，或用保護(hù)裝置啟動。 (2) 用控制開關(guān)或通過遙控器將斷路器斷開時，自動重合閘均不應(yīng)動作。 (3) 裝置的動作次數(shù)

62、應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。在任何情況下，均不應(yīng)使斷路器重合次數(shù)超過規(guī)定。 (4) 自動重合閘裝置動作后應(yīng)自動復(fù)歸。 (5) 自動重合閘裝置應(yīng)能實現(xiàn)重合閘后加速繼電保護(hù)動作。 (6) 當(dāng)斷路器不處于正常狀態(tài)時，不允許實現(xiàn)自動重合閘時，應(yīng)將自動重合閘裝置閉鎖。 本變電所設(shè)計在220KV側(cè)線路裝設(shè)綜合重合閘。60KV側(cè)線路采用三相一次重合閘。   8.5.4 備用電源和備用設(shè)備自動投入   (1) 根據(jù)電力系統(tǒng)自動裝置書 備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置是當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動將備用電源或設(shè)備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。 (2) 備自投裝置的接

63、線應(yīng)滿足以下要求 1)只有當(dāng)工作電源斷開后，備用電源才能投入。 2)工作母線上無論什么原因失去電壓時，備自投應(yīng)投入。 3)備用電源自動投入裝置只允許將備用電源投入一次。 (3) 備用電源或備用設(shè)備的自動投入裝置，在下列情況下裝設(shè) 1)發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。 2)有雙電源供電的變電所，其中一個電源經(jīng)常斷開作為備用。 3)降壓變電所內(nèi)有備用變壓器或有相互為備用的母線段 4)生產(chǎn)過程中某些重要機(jī)組有備用機(jī)組。 (4) 當(dāng)備用自動投入裝置動作時，如備用電源或設(shè)備投于故障時，必要時使其保護(hù)裝置加速動作 本變電所設(shè)計，為了確保不間斷供電，變電所的電源均應(yīng)裝設(shè)備自投裝置

64、。                   第二篇 畢業(yè)設(shè)計計算書                           1 主變壓器臺數(shù)和容量的確定   1.1 主變壓器選擇的要求   (1) 和電力系統(tǒng)連接的主變壓器一般不超過兩臺，當(dāng)只有一個電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺

65、主變壓器。 (2) 變壓器裝設(shè)兩臺及以上主變壓器時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中一臺停用時，其余變壓器容量至少能保證所供電的全部一級負(fù)荷或為變電所全部負(fù)荷的60－75%。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(yùn)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(dāng)裝設(shè)一臺單相變壓器時，應(yīng)設(shè)有備用相，當(dāng)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(shè)備用相。 (4) 變電所中的變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器，如受設(shè)備制造限制時，可采用獨立的調(diào)壓變壓器或預(yù)留位置。 (5)

66、 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(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“△”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。   1.2 主變壓器的選擇   1.2.1 總?cè)萘康拇_定   主變壓器的確定應(yīng)根據(jù)5－10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，通過對原始資料的分析，根據(jù)負(fù)荷及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，同時考慮負(fù)荷的同時系數(shù)和線損率等因素，可由公式 求得。 原始資料變電所60KV用戶負(fù)荷如表1.1所示：   表1.1 60kV用戶負(fù)荷表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷(KW) 功率 因數(shù) 出

67、線 方式 出線 回路數(shù) 附注 近期 遠(yuǎn)期 1 建成機(jī)械廠 18000 25000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 2 化肥廠 8000 10000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 3 重型機(jī)械廠 10000 13000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 4 拖拉機(jī)廠 15000 20000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 5 冶煉廠 10000 15000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 6 煉鋼廠 12000 18000 0.95 架空 2 有重要負(fù)荷 （重要負(fù)荷占總負(fù)荷的80%，符合

68、同時率為0.7，線損率5%， 小時） 則： 總負(fù)荷為： 計算容量為： 根據(jù)《規(guī)程》得， 選用兩臺有載調(diào)壓變壓器，其型號為 — ，電壓為 ，采用 、 連接組，附套管電流互感器，其具體型號和參數(shù)見表1.2 表1.2 所選變壓器的主要參數(shù) 額定電壓(KV) 高壓 空載電流(%) 1.0 低壓 66 負(fù)載損耗(KW) 245 空載損耗(KW) 73 連接組別 、 阻抗電壓(%) 12.5 軌距 2000/1435 主變壓器電抗為：   2 短路電流計算   2.1 將用到的計算公式   (1) 1)

69、 變壓器： 2) 發(fā)電機(jī)： 3) 線路 ： (2) 1) 星—角 2) 角—星           2.2 系統(tǒng)等值計算電路圖   圖2.1 系統(tǒng)等值計算電路圖   取 =100MVA， ，求等值電路圖中各阻抗標(biāo)么值： 發(fā)電機(jī) 電抗： 發(fā)電機(jī) 、 、 電抗： 變壓 、 、 器電抗： 線路110KM電抗： 線路90KM電抗： 線路80KM電抗： 線路35KM電抗： 將系統(tǒng)等值計算電路圖化簡如圖2.2所示：

70、圖2.2 系統(tǒng)等值計算化簡圖   經(jīng)△—Y變換： 得如圖2.3所示： 圖2.3 經(jīng)星-角變換的系統(tǒng)等值電路圖 經(jīng)Y—△變換： 得如圖2.4所示： 圖2.4 經(jīng)角-星變換的系統(tǒng)等值電路圖   2.3 母線上發(fā)生短路時的短路計算 220KV側(cè)化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖： 圖2.5 220kV側(cè)化簡網(wǎng)絡(luò)圖 計算電抗： 查《汽輪發(fā)電機(jī)計算曲線數(shù)字表》得短路時的短路電流標(biāo)么值為表2.1所示：   表2.1 220kV側(cè)發(fā)生三相短路時的短路電流標(biāo)么值 0s 2s 4s 0.14 7.718 2.808 2.526

71、60; 0s 2s 4s 1 1.035 1.129 1.129     取平均電壓U=230KV，則 有名值為： 取平均電壓U=230KV，則 有名值為： 所以，總的短路電流有名值為： 60側(cè)化簡后的網(wǎng)絡(luò)圖： 經(jīng)Y—△變換得： 得： 圖2.6 60kV側(cè)化簡網(wǎng)絡(luò)圖 計算電抗： 查《汽輪發(fā)電機(jī)計算曲線數(shù)字表》得短路時的短路電流標(biāo)么值為表2.2所示：   表2.2 60kV側(cè)發(fā)生三相短路時的短路電流標(biāo)么值 0s 2s 4s 0.318 3.368 2.306 2.316   0s 2s 4s 2.3 0.445 0.448 0.448   取平均電壓U=66KV，則 有名值為： 取平均電壓U=66KV，則 有名值為： 所以，總的短路電流有名值為： 0s沖擊電流有效值為： 220KV側(cè)短路點： 60KV側(cè)短路點 ： 0s沖擊電流為： 220KV側(cè)短路點： 60KV側(cè)短路點 ： 則短路電流計算結(jié)果如表2.3所示：   表2.3 短路電流計算數(shù)據(jù)一覽表   單位 220KV側(cè) 60KV側(cè) 基準(zhǔn)容量 MVA 100 1