220kV降壓變電站電氣一次部分設計畢業(yè)設計

1、 畢業(yè)設計（論文）報告 題 目220kv降壓變電站電氣一次部分設計 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學 號110812039 學生姓名廖閩志 指導教師曠虛波 起訖日期2014.12-2015.5 設計地點 井岡山大學 摘 要近年來,我國的工業(yè)得到了飛速的發(fā)展，電能的需求量也伴隨著工業(yè)的發(fā)展在不斷增加。變電站作為電網(wǎng)輸電、變電、配電這三個環(huán)節(jié)中一個至關重要的部分，對整個電網(wǎng)甚至是整個社會的影響都不可謂不大。本次的設計任務為220kv降壓變電站的電氣一次部分設計。先對實際要求對變電站作總體分析，并在此基礎上設計電氣主接線方式，選擇主變壓器，計算短路電流，選擇電氣設備，最后設計接地

2、與防雷保護的配置。 關鍵詞：變電站； 主變壓器； 短路計算； 防雷保護 abstract with the rapid development of chinas industry, the electric power demand is more and more big, the promotion of the national economy of electric power industry has played a huge role. the substation as the power transmission, substation, distribution is a

3、 crucial part of the three links, to the whole power grid and even influence the whole society is not big.according to the design requirements, the design for the 220kv step-down substation electrical part design. first on the overall analysis of substation main electrical wiring design requirements

4、, and on this basis, the selection of main transformer, calculation of short circuit current, selection of electrical equipment, the final design of grounding and lightning protection configuration.keywords: substation; transformer; short circuit calculation; lightning protection目 錄 目 錄緒論1第1章 變電站總體分

5、析21.1 設計任務21.2 原始資料21.3 負荷分析21.4 變電站連接圖3第2章電氣主接線設計42.1電氣主接線設計的基本原則42.2電氣主接線設計的基本要求52.3電氣主接線設計的依據(jù)52.4電氣主接線設計的步驟62.5電氣主接線的設計6第3章主變壓器的選擇103.1主變壓器臺數(shù)的選擇103.2主變壓器容量的選擇103.3主變壓器型式的選擇12第4章短路電流的計算134.1 短路產(chǎn)生的原因及后果134.2短路的類型134.3各元件電抗標幺值134.4母線短路電流154.5短路電流計算結果20第 5 章 主要電氣設備的選擇215.1 電氣設備選擇的一般條件和原則215.2 高壓一次設備的

6、選擇215.3 互感器的選擇245.4 導體的選擇275.5 主要電氣設備選擇匯總29第 6 章 防雷保護設計316.1雷電的型式及危害316.2接地與防雷保護設計31緒 論 緒 論電能是對整個國民經(jīng)濟最重要的能源之一，變電站作為電網(wǎng)輸電、變電、配電這三個環(huán)節(jié)中一個重要的部分，主要功能是匯集電能、升降電壓以及對電能進行合理分配，同時亦是連接用電負荷和發(fā)電廠的樞紐。關系到整個電力系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定運行。 變電站一般分為兩大類：1、發(fā)電廠的升壓變電站，負責將發(fā)電廠發(fā)的有功功率和無功功率經(jīng)過升高電壓等級送入電網(wǎng)。2、電網(wǎng)公司的降壓變電站，選擇降壓變壓器，根據(jù)不同電壓等級其任務和功能也不同。 降壓變電站

7、共分為四種：1、樞紐變電站。2、中間變電站。3、地區(qū)變電站。4、終端變電站本文設計的是220kv電壓等級的地區(qū)變電站，該變電站的下一級負荷為110kv和10kv級工廠以及城區(qū)負荷。工廠主要有鋼鐵廠、汽車廠及機械廠等，城區(qū)負荷主要有政府、醫(yī)院、及周邊居民用戶等。這些負荷對電能質量的要求不同，采用的電壓等級也不同，但都需要同時保證這些負荷的供電可靠性及穩(wěn)定性，可靠性和穩(wěn)定性是變電站設計最基本也是最重要的要求。以前的變電站一般都采用常規(guī)裝置，常規(guī)裝置可靠性較低，但是結構卻很復雜，導致日常維護工作量很大，變電站需要的值班人員也較多。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民對生活質量的要求也在不斷提高。以前的變電站

8、存在很多不足，有些信息量不能實時傳送到電網(wǎng)公司的調(diào)度中心，導致調(diào)度中心無法及時獲取運行參數(shù)從而無法準確而及時的發(fā)出指令。變電站自身的調(diào)控手段和自控手段也較為落后，導致無法進行實時的調(diào)控，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行無法得到保障。 為了滿足工業(yè)負荷快速增長的需求，以及降低線路損，輸電的電壓等級越來越高。中國現(xiàn)在采用較多的電壓等級主要有110kv、220kv、500kv三種電壓等級，西北地區(qū)使用較多的是330kv。220kv級別的變電站屬于電力系統(tǒng)中的中間變電站和地區(qū)變電站，承擔著系統(tǒng)中功率交換，高壓長距離輸電線路分段以及給地區(qū)用戶供電的責任。隨著電力系統(tǒng)中的諸如繼電器、隔離開關、斷路器等電氣元件性能的提高

9、，變電站現(xiàn)今變得越來越完善，可靠性和靈活性都得到了很大的提高。在未來的發(fā)展道路上，220kv變電站將趨向于無人化和數(shù)字化方向，同時也將承擔起越來越多的任務。在本次設計中，共分為六個部分：1、對變電站作設計總體分析；2、變電站主接線的設計；3、主變壓器的選擇；4、短路電流的計算；5、主要電氣設備（高壓斷路器、熔斷器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、母線、絕緣子和穿墻套管）的選擇；6、接地與防雷保護設計。 - 33 - 第1章 變電站總體分析1.1 設計任務 根據(jù)要求，現(xiàn)需要在某地區(qū)建造一座220kv地區(qū)變電站，為市區(qū)的大型工廠和城區(qū)負荷供電，該變電站能否可靠和穩(wěn)定運行對該地區(qū)工業(yè)的正常生產(chǎn)和居

10、民的生活質量具有重大的影響。1.2 原始資料(1)該變電站定址在城市的南郊，對工業(yè)園的鋼鐵廠、機械廠、汽車廠以及變電所周圍地區(qū)用戶供電。(2)該變電站有220kv、110kv、10kv三種電壓等級，220kv是一次側進線電壓（電源側電壓），110kv和10kv是二次側出線電壓（負荷電壓）。（3）該站的電源是由某發(fā)電廠接入的雙回路220kv輸電線路，中壓側的110kv母線有2回出線端，低壓側10kv母線有12回出線端。（4）年負荷利用時間t5500h。1.3 負荷分析表1-1 110kv負荷資料分析負荷名稱最大運行負荷（kw）線路全長（km）重要負荷百分比（%）回路數(shù)cos鋼鐵廠42000506

11、520.95大型礦山32000807020.95表1-2 10kv負荷資料分析負荷名稱最大運行負荷（kw）線路全長（km）重要負荷百分比（%）回路數(shù)cos機械廠210046220.95汽車廠240022水泥廠180082化肥廠200052紡織廠a90032紡織廠b60032根據(jù)不同負荷對供電質量的要求不同，以及停電能夠造成的影響不同，可以將負荷分為三種級別：一級負荷、二級負荷、三級負荷。一級負荷出現(xiàn)停電事故會對用戶造成重大人身傷亡，或使用戶造成巨大的經(jīng)濟損失損失；二級負荷出現(xiàn)停電事故會對用戶造成較大的經(jīng)濟損失，如生產(chǎn)設備損壞，生產(chǎn)出的產(chǎn)品成為無價值的廢品；三級負荷出現(xiàn)停電事故對用戶造成的影響很

12、小，甚至無影響。供電的穩(wěn)定性和可靠性直接影響到用戶，不同負荷等級對電能質量要求也有較大差異：一級負荷須設有兩個獨立電源，兩個電源中的任何一個電源出現(xiàn)故障時，另外那個電源能夠繼續(xù)對所有負荷供電；二級負荷通常也需要設立兩個獨立電源，兩個電源中的任何一個電源出現(xiàn)故障時，另外那個電源能夠繼續(xù)對大部分負荷供電；三級負荷通常只設立一個電源。1.4 變電站連接圖圖1.1 變電站與電網(wǎng)的連接圖 第2章 電氣主接線設計2.1電氣主接線設計的基本原則電氣主接線的設計是整個變電站設計的主體。其基本原則須以設計任務書為依據(jù)，以國家的技術規(guī)定為標準，并結合變電站具體情況，在保證變電站的四個基本要求下來選擇盡可能完善的方

13、案。變電站的穩(wěn)定性和可靠性與主接線方式密切相關，并對變電站的平面布置和繼電保護有重要影響。合理的主接線方案必須結合變電站的實際情況，這樣才能保證變電站運行靈活、維護方便，降低成本，以達到經(jīng)濟性的要求。變電站電氣主接線的設計需考慮到的綜合因素有：變電站母線的電壓等級；變電站的地理位置；變電站與電力系統(tǒng)的連接方式；變電站出線回路數(shù)；變壓器的接地方式和調(diào)壓范圍；短路電流及其限制措施。在110kv220kv電壓等級的配電裝置中，當出線回路數(shù)小于或等于2回時，采用單母線接線方式；當出線回路數(shù)為3到4回時，采用單母線分段接線方式；當出線回路大于等于5回，或者當110kv-220kv電壓等級配電裝置在電力系

14、統(tǒng)中占據(jù)重要地位時；出線回路數(shù)大于等于4回，一般采用雙母線接線方式。2.2電氣主接線設計的基本要求1.根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的作用、地位和負荷性質，必須保證供電可靠（即電能質量必須滿足該變電站所供負荷的要求）；2.在保證運維、檢修的安全和方便下；主接線應力求簡單，操作方便、運行靈活。；3.應盡量降低投資成本，節(jié)省日常運行維護費用，滿足經(jīng)濟型的要求；4.同時也要滿足日后的擴建要求，實現(xiàn)建設的分期過渡。5.變電站的占地面積盡量要小，在設計電氣主接線方案時要同時考慮配電裝置的布局，以達到減小占地面積，節(jié)省材料以及施工費用的目的。在交通運輸條件允許的情況下，盡量使用三相變壓器。 6.盡量減少電能的損耗

15、，在變電站日常運行時，變壓器損耗占整個變電站電能損耗的比重最大。因此，合理選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)對有效減少變電站電能損耗至關重要。2.3電氣主接線設計的依據(jù)電氣主接線的設計依據(jù)是設計任務書，共包括了如下內(nèi)容：1變電站在系統(tǒng)中的作用和地位；2變電站的容量和分期建設情況；3負荷的性質對于一級負荷，需要兩個獨立電源供電，在其中任何一個電源斷電時，另一個負荷能繼續(xù)為全部負荷供電。對于二級負荷，一般也需要兩個獨立電源供電，在其中任何一個電源斷電時，另一個負荷能繼續(xù)為大部分負荷供電。對于三級負荷，通常情況下只設立一個電源。4電力系統(tǒng)對電氣主接線提供的基礎數(shù)據(jù)資料以及電力系統(tǒng)備用容量；5地理位置及當

16、地氣候條件，如海拔、風向、溫度、地質、濕度等，外部環(huán)境對主接線時選擇電氣裝置都有一定影響。2.4電氣主接線設計的步驟變電站電氣主接線與變電站整體設計是同時進行的，按工程建設的標準程序，共經(jīng)歷四個階段：可行性研究、初步設計、技術設計以及施工設計?？尚行蕴接戧P系到后面的設計能否滿足主接線的設計要求，包括了初步可行性研究、可行性研究、撰寫項目建議書、撰寫設計任務書。初步設計以及技術設計屬于具體設計階段。施工階段不屬于電氣部分初步設計本文不予探討。設計主要步驟如下：1.搜集、整理、分析基礎數(shù)據(jù)，包括負荷特性、輸電電壓等級、變電站的地理位置以及出線回路數(shù)；2確定主變的臺數(shù)、型式然后確定可能采取的主接線方

17、式；3.變電站自用電源的引接；4計算短路電流及電氣設備的選擇；5.對比各方案的經(jīng)濟性和合技術性，選擇最優(yōu)方案；6.確定對應的平面布置和配電方案。2.5電氣主接線設計2.5.1電氣主接線的基本形式主接線的基本接線形式分為兩大類：有匯流母線和無匯流母線。有匯流母線又分為單母線和雙母線，單母線共有四種接線方式（單母線、單母線分段、單母線帶旁路、單母線分段帶旁路），雙母線共有五種接線方式（雙母線、雙母線分段、雙母線帶旁路、雙母線雙斷路器、3/2斷路器接線）。下表是一些設計本變電站可能應用到的接線方式：表2-1 主接線一般接方式式特點比較特點主接線母線故障或檢修時，母線上所有回路斷電檢修出現(xiàn)回路斷路器時

18、，該回路斷電檢修任一回路母線隔離快關，該回路斷電適用情況單母線存在存在不存在出線回路數(shù)： 10kv5回 110-220kv2回單母線分段減少停電回路數(shù)目存在出線回路數(shù)： 10kv6回 110-220kv2回單母線分段帶旁路減少停電回路數(shù)目不存在適用35-110kv，220kv也可用雙母線短時停電存在（短時停電）110-220kv出線回路5回雙母線分段短時停電（范圍減小）不存在存在常用于大型發(fā)電機廠的發(fā)電機電壓配電裝置雙母線帶旁路短時停電不存在不存在經(jīng)濟性差，一般用于旁路母線回路數(shù)較多的場合2.5.2主接線型式的選擇根據(jù)所設計變電站的實際情況（220kv側3回出線、110kv側四回出線、10kv

19、側12回出線）以及表2-1可以大致擬定如下草案：表2-2 初步擬定的3種草案各側接線草案220kv側110kv側10kv側草案1雙母線接線單母線帶旁路母線接線單母線分段接線草案2雙母線接線單母線分段帶旁路母線接線雙母線接線草案3雙母線接線雙母線接線單母線分段接線三種草案綜合對比如下表表2-2 三種草案綜合對比特性草案可靠性靈活性經(jīng)濟性綜合評級草案1可靠性較高靈活性較高經(jīng)濟性較低b+草案2可靠性較高靈活性較高經(jīng)濟性低，操作較復雜b草案3可靠性高，故障出現(xiàn)時能迅速恢復供電靈活性較高經(jīng)濟性高，操作簡單a根據(jù)表2-2的對3種草案可靠性、靈活性和經(jīng)濟性的綜合比較，草案3優(yōu)于草案1和草案2，因此選定草案3

20、為該變電站最終的主接線方案。第3章 主電變壓器的選擇在變電站建設的總投資中主變壓器的投資占的比列很大。因此，主變的選擇決定了變電站建設能否滿足經(jīng)濟性的要求。同時主變的合理選擇對變電站運行的可靠性同樣至關重要，主變壓器的容量和臺數(shù)不足會影響電網(wǎng)運行的可靠性，而容量和臺數(shù)超過要求又會增加變電站建設成本，經(jīng)濟性降低，配電裝置也會變得更加復雜。主變的選擇是由變電站在系統(tǒng)中的作用及其本身的的性質所決定，合理的選擇主變需要考慮到三個方面：臺數(shù)、容量以及主變壓器的型式。3.1主變壓器臺數(shù)的選擇在變電站建設過程中對于主變的臺數(shù)應該盡量滿足增大單臺變壓器容量，從而減少變壓器臺數(shù)。減少臺數(shù)增大單臺容量可以降低投資

21、成本，并且由于變壓器臺數(shù)減少，與變壓器配套的電氣設備也隨之減少，能夠簡化變電站整體布局和減小變電站的占地面積，降低電能損耗，進一步提高經(jīng)濟性。一般情況下變電站主變壓器臺數(shù)選擇情況：（1）在一般的非孤立地區(qū)變電站中，當110kv側和10kv側都與電網(wǎng)連接的情況下，變電站一般選擇兩臺主變壓器。 （2）而在特殊的孤立地區(qū)變電站中或者如本變電站的110kv級所接的負荷（鋼鐵廠）等大型工業(yè)專設的變電站中，為了保證供電可靠性，需要考慮多裝設一臺備用變壓器，即考慮裝3臺主變壓器。（3）在變電站只裝了兩臺主變壓器的情況下，當?shù)貐^(qū)負荷出現(xiàn)增長，變電站無法滿足負荷增長需求時，可以考慮增大主變壓器的容量，一般不考慮

22、增加臺數(shù)。3.2主變壓器容量的選擇3.2.1主變壓器容量選擇的依據(jù)（1）變電站主變壓器容量容量按照與電網(wǎng)連接的兩側正常運行狀態(tài)與出現(xiàn)故障或需要檢修時理論最大交換功率來確定。（2）變電站主變壓器的運行可靠性很高，一般檢修周期為5-10年，因此主變壓器的備用要求可以適當合理的降低。在兩臺變壓器并聯(lián)運行的變電站中，應該滿足當其中一臺變壓器停止運行時另一臺變壓器能夠在較短的時間內(nèi)（一般為2小時）正常運行（一臺變壓器的容量能夠達到總負荷容量的60%-80%）。3.2.2主變壓器容量選擇的計算根據(jù)變電站設計要求中的負荷分析資料：表3-1 變電站主要負荷資料用戶名稱最大負荷（kw）線路長（km）重要負荷百分

23、比（%）回路數(shù)cos鋼鐵廠42000506520.95大型礦山3200080702機械廠21004622汽車廠240022水泥廠180082化肥廠200052紡織廠a90032紡織廠b60032根據(jù)負荷資料可以計算出變壓器的額定容量以及確定變壓器型號,計算過程如下: 根據(jù)計算出的額定電壓結果，本次選擇的主變壓器型號為sfpz7-63000/220（s-三相 f-風冷 p-強迫油循環(huán) z-有載調(diào)壓 額定容量63000kva 高壓側220kv）。3.3主變壓器型式的選擇（1）相數(shù)：本變電站設計在市區(qū)南郊，交通方便，一般情況下只要交通允許都選擇三相變壓器，故本變電站采用三相變壓器，sfpz7-630

24、00/220符合要求。（2）繞組數(shù)：本變電站具有三種電壓等級，故選用三繞組變壓器，sfpz7-63000/220符合要求。（3）繞組連接方式：sfpz7-63000/220型號的變壓器連接組別為yn,a0,d11（高壓側星接帶中性點引出；中壓側采用自耦繞組接法；低壓側采用三角形接法，組別號為11點接線）。（4）各側電壓：考慮到電壓損耗，220kv側為220110%=242kv110kv側為110110%=121kv 10kv側為10105%=10.5kv （5）冷卻方式：sfpz7-63000/220變壓器冷卻方式有風冷、強迫油循環(huán)、自冷等。（6）絕緣方式：110kv側使用分級絕緣，并需要裝設

25、避雷器，10kv側使用全絕緣。第4章 短路電流的計算4.1 短路產(chǎn)生的原因及后果 短路是所有系統(tǒng)故障中出現(xiàn)得最多的故障，短路是指電力系統(tǒng)中不同相之間或相與地之間發(fā)生非正常連接，并有非常大的電流流過，短路電流遠遠超過額定電流。短路產(chǎn)生的原因主要有：設備絕緣材料出現(xiàn)老化，維護工作未做好；雷擊、風暴、鳥獸等破壞；維護人員未按規(guī)定操作（常見的有帶負荷拉刀閘等）等。短路故障造成的后果主要有以下6點：1、因為短路電流遠遠大于額定電流，所以短路時導線和設備會過熱，從而造成導線和設備燒毀或損壞；2、短路電流流經(jīng)設備時，會在相間產(chǎn)生電動力，造成設備變形或者直接損壞；3、造成電網(wǎng)電壓降低；4、破壞電力系統(tǒng)穩(wěn)定；5

26、、影響通信設備使用；6、增大線損耗和熱損耗。4.2 短路的類型電力系統(tǒng)短路共有四種：三相短路、兩相接地短路、兩相短路、單相短路。后面三種短路故障的相電壓、相電流和相角都不相同。這三種短路屬于不對稱短路。三相短路故障各相的相電壓和相電流相等。因此，三相短路屬于對稱短路。單相短路是最常見的短路現(xiàn)象，三相短路比較少出現(xiàn)，但是其危害最大，因此三相短路電流的計算非常重要。 4.3 各元件標幺值電力系統(tǒng)的計算一般都采取標幺制來計算,因為使用有名制計算非常復雜,計算繁瑣。標幺值是用實際值與基準值的比值表示的物理值，采用標幺值來計算的方法稱為標幺值。 4.3.1 各元件電抗標幺值選?。?4.3.2 線路接線圖

27、及其電抗標幺值圖4.1 變電站簡化接線圖上圖進行等值變換：2、3、4、5、6合并為電抗15，7、9等效合并為16，8、10等效合并為17， 11、12等效合并為18， 4.4 母線短路電流4.4.1 220kv母線短路電流 圖4.2 220kv母線短路等效圖當f1點短路時：電源點對f1點轉移電抗 系統(tǒng)s對f1點轉移電抗 電源計算電抗為： 查閱短路電流計算曲線表得： ka ka額定電流: ka基準值電流: ka有名值和總電流： 沖擊電流： ka4.4.2 110kv母線短路電流圖4.3 110kv母線短路等效圖簡化后的等效圖如下： 圖4.4 簡化等效后的110kv母線短路圖圖4.3中的16和17

28、等效合并成19， 當f2點短路時：電源點對f2點轉移電抗 系統(tǒng)s對f2點轉移電抗 電源計算電抗為： 查閱短路電流計算曲線數(shù)字表得： 額定電流: ka基準值電流: ka有名值和總電流：沖擊電流： ka 4.4.3 10kv母線短路電流圖4.5 10kv母線短路等效圖簡化后的等效圖如下： 圖4.6 簡化等效后的10kv母線短路圖圖4.5中的16和18等效合并成22， 當f3點短路時：電源點對f3點轉移電抗 系統(tǒng)s對f3點轉移電抗 電源計算電抗為： 3.45，3.45,短路周期電流與時間變化無關，電流的標幺值=1電源計算電抗， ka ka額定電流: 基準值電流:ka 有名值和總電流： 沖擊電流： k

29、a4.5 短路電流計算結果母線短路電流計算結果：表4-1 母線短路電流計算匯總短路電流短路點發(fā)電廠()系統(tǒng)( )合計( )沖擊電流( )220kv母線1.077ka12.112 ka13.189 ka33.568 ka110kv母線0.483 ka5.493 ka5.976 ka15.209 ka10kv母線0.956 ka10.971 ka11.927 ka30.404 ka第5章 主要電氣設備的選擇電氣設備的選擇是設計變電站的主要任務中的的一項，變電站能夠可靠運行和經(jīng)濟建設的重要條件之一就是電氣設備的合理選擇。電氣設備的選擇應該嚴格按照國家規(guī)定的設計標準并結合變電站自身的實際情況，在保證可

30、靠穩(wěn)定性的原則下充分達到靈活性和經(jīng)濟性的要求。5.1 電氣設備選擇的一般條件和原則5.1.1 電氣設備選擇的一般條件（1）根據(jù)正常工作的條件選擇電氣設備： 1、電氣設備的額定電壓不小于連接電網(wǎng)的額定電壓（ ），最高允許工作電壓不得超過額定電壓的15%； 2、額定電流不低于設備所在回路的所有運行狀態(tài)下的最大電流（）；3、當出現(xiàn)巨大的環(huán)境變化，如地震、海嘯、強臺風等，電氣設備無法正常工作時，能夠采取緊急措施。（2）按照出現(xiàn)短路故障的狀態(tài)進行校驗：1、短路時，電氣設備的載流部分發(fā)熱溫度低于該部分的最高允許溫度（ ）；2、短路時，電氣設備的機械震蕩強度小于該部分所能承受的最大機械震蕩強度，即短路時的沖

31、擊電流最大值和有效值小于設備動穩(wěn)定允許通過的電流最大值和有效值，（ ， ）3、短路計算條件共有四種，短路點計算、短路時間計算、短路類型、接線方式及設備容量。5.1.2 電氣設備選擇的一般原則1. 力求經(jīng)濟合理、技術先進。2. 同種類型設備盡量減少不同型號的數(shù)量。3. 嚴格按照國家規(guī)范的選擇標準。4. 結合當?shù)貧夂颦h(huán)境適當改變。5. 采用新型設備應該具有可靠的測試數(shù)據(jù)作為依靠。6. 能夠滿足運維檢修和過電壓情況下的要求，并擁有升級發(fā)展的潛力。5.2 高壓一次設備的選擇5.2.1高壓斷路器的選擇 選擇高壓斷路器應該從安裝維護方便、變電站的環(huán)境氣候、所用的技術條件等多方面綜合考慮。主要是選擇高壓斷路

32、器的型式、種類，額定電壓的選擇，額定電流的選擇，開斷電流的選擇。6kv至35kv電壓等級的線路一般選用真空斷路器，35kv至500kv電壓等級的線路選用斷路器。（1）220kv側高壓斷路器選擇額定電壓：且1.15,即 220kv且253kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.2431 ka得出243.1a 開斷電流： ，上一章短路電流計算得220kv側短路時=13.189 ka，即13.189 ka動穩(wěn)定電流： 上一章短路電流計算得220kv側短路時=33.568 ka，即33.568 ka 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過查閱高壓交流斷路器參數(shù)選用導則，選定220kv側高壓斷路器的型號為lw6220

33、型sf6。（2）110kv側高壓斷路器選擇額定電壓：且1.15,即 110kv且126.5kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.4292 ka得出429.2a開斷電流： ，上一章短路電流計算得110kv側短路時=5.976 ka，即5.976 ka動穩(wěn)定電流： 上一章短路電流計算得110kv側短路時=15.209 ka，即15.209 ka 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過查閱高壓交流斷路器參數(shù)選用導則，選定110kv側高壓斷路器的型號為sfw110-110/2000少油型斷路器。（3）10kv側高壓斷路器選擇額定電壓：且1.15,即 10kv且11.5kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.

34、6254 ka得出625.4a開斷電流： ，上一章短路電流計算得10kv側短路時=11.927 ka，即11.927 ka動穩(wěn)定電流： 上一章短路電流計算得10kv側短路時=30.405 ka，即30.405 ka 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過查閱高壓交流斷路器參數(shù)選用導則，選定10kv側高壓斷路器的型號為zmd11-12/2500-40a型真空斷路器。5.2.2高壓隔離開關的選擇高壓隔離開關必須與高壓斷路器配合使用，隔離開關沒有滅弧裝置，接通電路時必須先閉合兩側隔離開關，后閉合斷路器；斷開電路的順序與之相反。線路隔離開關與母線隔離開關操作的先后順序為：母線隔離開關“先通后斷”。隔離開關的選擇方法與高壓

35、斷路器類似。但是隔離開關不能接通短路電流，所以不用校驗短路關合電流以及開斷電流。（1）220kv側高壓隔離開關選擇額定電壓：且1.15,即 220kv且253kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.2431 ka得出243.1a根據(jù)計算結果，通過查閱隔離開關和接地開關技術參數(shù)表，選定220kv側高壓隔離開關的型號為gw4220/2000。（2）110kv側高壓隔離開關選擇 額定電壓：且1.15,即 110kv且126.5kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.4292 ka得出429.2a根據(jù)計算結果，通過查閱隔離開關和接地開關技術參數(shù)表，選定110kv側高壓隔離開關的型號為gw5

36、110g/1250。（3）10kv側高壓隔離開關選擇額定電壓：且1.15,即 10kv且11.5kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.6254 ka得出625.4a根據(jù)計算結果，通過查閱隔離開關和接地開關技術參數(shù)表，選定10kv側高壓隔離開關的型號為。5.3 互感器選擇 互感器分為電流互感器（ct）和電壓互感器（pt）?；ジ衅髦饕饔糜袃牲c：1）將一次回路的大電流和大電壓轉化成二次回路的小電流和小電壓，供給測量儀器和繼電保護裝置，使測量儀器和繼電保護裝置小型化、標準化、結構簡單和便于安裝。2）隔離開一次設備與二次設備，并且互感器的二次側需要接地，從而保證人身安全。5.3.1 電壓互感器

37、的選擇對電壓互感器的選擇須要遵從以下四點：（1）電壓互感器的類型按照下列規(guī)定進行確定：1、620kv戶內(nèi)配電裝置，通常使用澆注式和油浸式互感器；2、35110kv配電裝置通常使用油浸式互感器；3、220kv及以上的配電裝置，通常使用電容式互感器。（2）電壓互感器的配置應同時滿足測量、保護周期和自動裝置的要求。（3）在電壓互感器的運行方式發(fā)生變化時，周期點兩端都能獲取電壓，繼電保護保護裝置不會丟失電壓。（4）電壓互感器的選擇需要按照下列條件進行確定1、一次回路電壓；2、二次回路電壓；3、二次回路負荷；4、通過所接儀表的準確級和容量來確定電壓互感器的準確級和容量。根據(jù)上述條件，通過查閱電力工程設計

38、手冊最終確定各位置的電壓互感器型號如下表： 表5.1 電壓互感器選擇結果表220kv母線220kv出線110kv母線110kv出線10kv母線型號ydr220jcc220jcc110jcc110jdzj10特點戶外電容式戶外單相式戶外單相式戶外單相式戶內(nèi)單相式5.3.2 電流互感器的選擇電流互感器的選擇應根據(jù)安裝方式和安裝位置選擇對應的型式，并且要根據(jù)對應的電壓等級、一次和二次側電流（二次側一般為5a），準確級等進行選擇：（1） 一次繞組電流一次繞組的額定電流必須不小于安裝位置的最大工作電流，選擇產(chǎn)品標準值，或選擇線路和變壓器額定電流的1.2到1.5倍。（2） 準確級電流互感器的準確級不能低于

39、各種測量儀器的準確級，這樣才能保證測量儀器的準確性。電流互感器滿足準確級的條件為 (為該準確級二次負荷額定容量，為互感器二次負荷)。（3） 類型和型式 電流互感器類型和形式的選擇，應滿足繼電保護裝置和測量儀表的要求，再根據(jù)安裝方式（裝入式、穿墻式、支持式等）和安裝位置（室內(nèi)或者室外）來進一步確定。（4） 熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗電流互感器熱穩(wěn)定要求時間為1s，熱穩(wěn)定條件為 2 式中為穩(wěn)定短路電流，假設時間；電流互感器的動穩(wěn)定須滿足2 t式中 為穩(wěn)定短路電流為假設時間（1）220kv電流互感器選擇額定電壓：=220kv電流互感器的一次側額定電流應大于等于安裝位置的最大運行電流，即額定電流：,=1.05

40、 =1.05 =0.2431 ka得出243.1a根據(jù)所求數(shù)據(jù)，通過查閱電力工程設計手冊，220kv電流互感器型號選定為lb7220。（2）110kv電流互感器選擇額定電壓：=110kv電流互感器的一次側額定電流應大于等于安裝位置的最大工作電流即，額定電流：,=1.05 =1.05 =0.4292 ka得出429.2a根據(jù)所求數(shù)據(jù)，通過查閱電力工程設計手冊，110kv電流互感器型號選定為lb7110w。（3）10kv電流互感器選擇額定電壓：=10kv額定電流：,=1.05 =1.05 =0.6254 ka得出625.4a根據(jù)所求數(shù)據(jù)，通過查閱電力工程設計手冊，10kv電流互感器型號選定為ldz

41、b610。5.4 導體的選擇導體的選擇共包括：導體類型、材料、截面以及架設方式的選擇，并進行熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定、共振頻率、電暈電壓校驗。5.4.1導體選擇的依據(jù)（1）材質 通常情況下選用鋁材質的母線，在持續(xù)工作電流大，位置比較狹窄的變壓器和發(fā)電機出口處，采用銅材質的母線。（2）類型 1、35kv及以下并且正常工作電流小于4ka的配電裝置中，通常選用矩形導體；2、工作電流在4ka到8ka時，通常選用槽型導體；3、工作電流在8ka以上時通常選用組合導線（鋼芯鋁絞線等）。（3）截面1、對于年負荷利用時間t5000h，傳輸容量較大，長度大于20m的導體，通常根據(jù)經(jīng)濟電流密度選擇；2、配電裝置的匯流母線一般

42、按最大長期工作電流選擇。5.4.2母線的選擇（1）220kv母線選擇220kv母線的最大持續(xù)工作電流為：=1.05 =1.05 =0.2431 ka4ka 所以選用矩形導體因為年負荷利用時間t5000h，通過查閱經(jīng)濟電流密度曲線得 ，所以根據(jù)最大持續(xù)工作電流與經(jīng)濟電流密度 ，通過查閱電力工程設計手冊，選擇每相1根50mm4mm的矩形鋁導體母線，型號為lmy-400。（2）110kv母線選擇110kv母線的最大持續(xù)工作電流為：=1.05 =1.05 =0.4292 ka4ka 所以選用矩形導體因為年負荷利用時間t5000h，通過查閱經(jīng)濟電流密度曲線得 ，所以根據(jù)最大持續(xù)工作電流與經(jīng)濟電流密度 ，

43、通過查閱電力工程設計手冊，選擇每相1根60mm10mm的矩形鋁導體母線，型號為lmy-600。（3）10kv母線選擇10kv母線的最大持續(xù)工作電流為：=1.05 =1.05 =0.6254 ka4ka 所以選用矩形導體因為年負荷利用時間t5000h，通過查閱經(jīng)濟電流密度曲線得 ，所以根據(jù)最大持續(xù)工作電流與經(jīng)濟電流密度 ，通過查閱電力工程設計手冊，選擇每相1根90mm10mm矩形鋁導體母線，型號lmy-900。5.5 主要電氣設備選擇匯總表5.2 高壓斷路器選擇結果220kv側110kv側10kv側型號lw6220型sf6sfw110-110/2000 zmd11-12/2500-40a表5.3

44、 高壓隔離開關選擇結果220kv側110kv側10kv側型號gw4220/2000gw5110g/1250表5.4 電壓互感器選擇結果220kv母線220kv出線110kv母線110kv出線10kv母線型號ydr220jcc220jcc110jcc110jdzj10表5.5 電流互感器最終選擇結果220kv側110kv側10kv側型號lb7220lb7110wldzb610表5.5 母線最終選擇結果220kv側110kv側10kv側型號lmy-400lmy-600lmy-900第6章 防雷保護設計6.1 雷電的型式及其危害在電力系統(tǒng)中，過電壓導致絕緣損壞是產(chǎn)生故障的其中一個重要原因。過電壓分為內(nèi)過電壓（操作過電壓）和外過電壓（雷電過電壓），內(nèi)過電壓是由操作人員操作失誤