220kV降壓變電所設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)電力自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第二篇 220kV降壓變電所設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1. 待設(shè)計(jì)變電所在系統(tǒng)中的地位、作用及所供負(fù)荷情況分析1.1 待設(shè)計(jì)變電所在系統(tǒng)中的地位作用待建變電所在城市近郊，向開(kāi)發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。220kV有4回線路；110kV送出2條線路；在低壓側(cè)10kV有11條線路?？芍?，該變電所為樞紐變電所。另外該變電所的所址，地勢(shì)平坦，交通方便。1.2 待設(shè)計(jì)變電所所供負(fù)荷情況分析電力負(fù)荷分為、類(lèi)負(fù)荷。其中類(lèi)負(fù)荷決不允許停電，類(lèi)負(fù)荷一般不允許停電，故、類(lèi)必須有兩個(gè)以上獨(dú)立電源供電或采用雙回路。類(lèi)負(fù)荷為一般負(fù)荷,無(wú)特殊要求時(shí)，可用單回線供電。根據(jù)資料顯示，擬建的變電所的主要負(fù)荷為工業(yè)負(fù)荷，且大部分

2、是高能耗的重工業(yè)企業(yè)，對(duì)能源依賴(lài)性強(qiáng)，重要負(fù)荷比例大，對(duì)供電可靠性要求高，所以除飼料廠才用單電源供電，其余用戶(hù)均采用雙電源供電。2. 主變壓器的選擇2.1 主變壓器的選擇2.1.1 主變壓器型式的選擇(1) 待建變電所最高電壓等級(jí)為220kV，地處市郊，交通方便，對(duì)變壓器無(wú)運(yùn)輸條件的限制，且在330kV及以下的發(fā)電廠和變電所中，一般都選用三相式變壓器，因?yàn)樵谕热萘肯?，三相式投資小，占地少，損耗小，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)較方便，故選擇三相變壓器。(2) 待建變電所有220kV、110kV、10kV三個(gè)電壓等級(jí)，且待建變電所高壓為220kV、中壓為110kV，均為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，故

3、優(yōu)先選擇自耦變壓器較為經(jīng)濟(jì)。(3)目前用戶(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的電壓要求越來(lái)越高，為了確保今后向用戶(hù)提供合格的電能，保證電壓的質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)先考慮選用有載調(diào)壓變壓器。2.1.2 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由于本變電所110kV用戶(hù)有65%的重要負(fù)荷，10kV用戶(hù)有36%76%的重要負(fù)荷，為了確保重要負(fù)荷的供電，應(yīng)選擇2臺(tái)主變壓器較為合理。在容量選擇時(shí)要確保當(dāng)一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)，能夠確保單臺(tái)主變壓器能夠滿足重要負(fù)荷的容量要求，并留有一定的裕度供將來(lái)負(fù)荷發(fā)展的需要。2.1.3 主變壓器容量的選擇 （k為同時(shí)率，本所k=0.9） (2.1)a.當(dāng)有N臺(tái)主變壓器運(yùn)行時(shí)，主變的容量為 (2.2)b.當(dāng)有一臺(tái)主變壓器退出，即

4、（N-1）臺(tái)運(yùn)行時(shí)，主變的容量S1. (110kV及以下=0.6;220kV及以上=0.7) (2.3)2. (為重要負(fù)荷) (2.4)確定主變的容量依據(jù)為待建變電所，故2.1.4 過(guò)負(fù)荷校驗(yàn)(1) 計(jì)算欠負(fù)荷系數(shù) 系數(shù)： (2.5)欠負(fù)荷等值負(fù)荷系數(shù)： (2.6)(2) 根據(jù)欠負(fù)荷系數(shù)和過(guò)負(fù)荷時(shí)間T查文獻(xiàn)3：P423，圖11-6（a）得過(guò)負(fù)荷倍數(shù)。(3) 校驗(yàn)： (2.7)則變壓器能滿足正常過(guò)負(fù)荷需要。(4) 結(jié)論：待建變電所所選變壓器型號(hào)能夠滿足正常過(guò)負(fù)荷的要求。2.1.5 變壓器參數(shù)表2.1 220kV有載調(diào)壓三繞組自耦變壓器的參數(shù)額定容量（kVA）電壓組合及分接范圍連接組標(biāo)號(hào)損耗（kW

5、）空載電流(%)容量分配（%）阻抗電壓（%）高壓（kV）中壓（kV）低壓（kV）空載負(fù)載高-中高-低中-低4000012111YNa0d11321210.9100100501034243.主接線的確定及配電裝置選型3.1 待建變電所主接線方案的分析與選擇a. 220kV側(cè)按220500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，“220kV配電裝置出線在4回及以上時(shí)，宜采用雙母線及其他接線”，故設(shè)計(jì)中考慮了兩個(gè)方案。方案一采用雙母線接線，該接線變壓器接載不同母線上，負(fù)荷分配均勻，調(diào)度靈活方便，運(yùn)行可靠性高，任一條母線或母線上的設(shè)備檢修，不需要停掉線路，但出線間隔內(nèi)任一設(shè)備檢修，此線路需停電。方案二采用分段斷路

6、器兼做旁路斷路器的單母線接線，出線及主變間隔斷路器檢修，不需停電，但母線檢修或故障時(shí)，220kV配電裝置全停。本工程220kV斷路器采用SF6斷路器。其檢修周期長(zhǎng)，可靠性高，故可不設(shè)旁路母線。由于有兩回線路，一回線路停運(yùn)時(shí)，任滿足N1原則，本設(shè)計(jì)采用雙母線接線。b. 110kV側(cè)對(duì)110kV側(cè)的接線方式，出線僅為兩回，宜采用橋式接線，以雙回線路向煉鋼廠供電?？紤]到主變不會(huì)經(jīng)常投切，和對(duì)線路操作和檢修的方便性，采用內(nèi)橋式接線。內(nèi)橋式接線的特點(diǎn)：連接橋斷路器在變壓器側(cè)，其他兩臺(tái)斷路器接在線路上。因此，線路的投入和切除比較方便，并且當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，僅故障線路的斷路器跳閘，不影響其他回路運(yùn)行。但

7、是，當(dāng)變壓器故障時(shí)，則與該變壓器連接的兩臺(tái)斷路器都要跳閘，從而影響了一回未發(fā)生故障線路的運(yùn)行。此外，變壓器的投入與切除的操作比較復(fù)雜，需投入和切除與該變壓器連接的兩臺(tái)變壓器，也影響了一回未故障線路的運(yùn)行。鑒于變壓器屬于可靠性高的設(shè)備，故障率遠(yuǎn)較線路小，一般不經(jīng)常切換，因此系統(tǒng)中采用內(nèi)橋式接線較為普遍。c. 10kV側(cè)對(duì)10kV側(cè)的接線方式，按照規(guī)程要求，采用單母線分段接線，對(duì)重要回路，均以雙回線路供電，保證供電的可靠性?？紤]到減小配電裝置的占地和占用空間，消除火災(zāi)和爆炸的隱患及環(huán)境保護(hù)的要求，主接線不采用帶旁路的接線，斷路器選用真空斷路器。待建變電所E的主接線圖見(jiàn)附錄33.2 配電裝置型式配電

8、裝置分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置兩種，屋內(nèi)配電裝置占地面積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受氣候條件影響較小，但須建造房屋，投資大；屋外配電裝置土建工作量小，投資小，建設(shè)工期短，易于擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)和操作條件差，電氣設(shè)備易受污染和受氣候條件影響。根據(jù)高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：a. 一般情況下，110kV和220kV電壓等級(jí)的配電裝置宜采用屋外中型配電裝置或屋外半高型配電裝置。b. 3kV35kV電壓等級(jí)的配電裝置宜采用成套式高壓開(kāi)關(guān)柜配置型式。根據(jù)以上選型原則，本設(shè)計(jì)變電所E采用:220kV 側(cè)采用高型配電裝置；110kV側(cè)采用屋外中型配電裝置；10kV側(cè)采用手車(chē)式高壓開(kāi)

9、關(guān)柜配置。4. 所用電系統(tǒng)4.1 所用變臺(tái)數(shù)根據(jù)220kV500kV 變電所所用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：220kV 變電所宜從主變壓器低壓側(cè)分別引接兩臺(tái)容量相同，可互為備用，分列運(yùn)行的所用工作變壓器。每臺(tái)工作變壓器按全所計(jì)算負(fù)荷選擇。只有一臺(tái)主變壓器時(shí)，其中一臺(tái)所用變壓器宜從所外電源引接。故本設(shè)計(jì)變電所E選用2臺(tái)10KV所用變壓器,分別從10kV的兩個(gè)分段母線上引接。為了節(jié)約投資，所用變壓器采用隔離開(kāi)關(guān)加高壓熔斷器與母線連接。為了提高供電可靠性，在所用變低壓側(cè)可裝設(shè)主、備供電源自投裝置，以保證在一段母線故障時(shí)，不致于失去所用電源。4.2.容量和型式所有電的容量選擇，可通過(guò)對(duì)變電所自用電的負(fù)荷，結(jié)合

10、各類(lèi)負(fù)荷的需求系數(shù)，求得最大需求容量來(lái)選取容量。本設(shè)計(jì)中， 由于資料不全無(wú)法計(jì)算全所負(fù)荷，故估算容量為200kVA,采用兩臺(tái)200kVA所用變，選用S9200/10型變壓器，Y,yno接線，副邊為380/220三相四線制系統(tǒng)。5. 短路電流的計(jì)算5.1 短路電流計(jì)算的目的為了選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備；電網(wǎng)接線和發(fā)電廠、變電所電氣主接線的比較和選擇；選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；確定送電線路對(duì)附近通信線路電磁危險(xiǎn)的影響提供計(jì)算資料。5.2 短路電流的計(jì)算條件（1）計(jì)算容量應(yīng)按工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，一般取工程建成后的510年。本設(shè)計(jì)中選擇的

11、容量已考慮到以后的發(fā)展規(guī)劃。（2）接線方式計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。（3）短路種類(lèi)一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)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情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。（4） 短路點(diǎn)的選擇a.在正常接線方式時(shí)，通過(guò)設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱(chēng)為短路計(jì)算點(diǎn)。b.對(duì)兩側(cè)都有電源的電器，通常是將電器兩側(cè)的短路點(diǎn)進(jìn)行比較，選出其中流過(guò)電器的短路電流較大的一點(diǎn)。注意：流過(guò)電氣設(shè)備的短路電流與流入短路點(diǎn)的短路電流不一定相同。5.3 短路

12、計(jì)算方法及步驟a.選擇計(jì)算短路點(diǎn)；b.繪制等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖），并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。采用近似計(jì)算：系統(tǒng)中各元件的電阻、線路對(duì)地電容、變壓器勵(lì)磁損耗忽略不計(jì)，不考慮負(fù)荷電流的影響，發(fā)電機(jī)采用Xd作為等值電抗?；鶞?zhǔn)值取, 發(fā)電機(jī)： （5.1）變壓器： （5.2）線路： （5.3）c.化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗；d求計(jì)算電抗 （5.4）e.對(duì)于有限容量的電源，通過(guò)運(yùn)算曲線查出每短路時(shí)刻（0s,s, s）時(shí)各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值；f.對(duì)于無(wú)限大容量的電源（供電電源為無(wú)限大容量或計(jì)算電抗不小于3時(shí)），短路

13、電流周期分量的標(biāo)幺值為； （5.5）g.計(jì)算短路電流周期分量有名值； （5.6）h.計(jì)算短路電流沖擊值； （5.7）i.熱效應(yīng)： ； （5.8）g.繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。5.4 短路電流存在時(shí)間的確定 （5.9）其中：后備繼電保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間，S斷路器全開(kāi)斷時(shí)間，S10kV線路后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間取1s,斷路器全開(kāi)斷時(shí)間為0.1s。表5.1 短路電流存在時(shí)間220kV側(cè)110kV側(cè)10kV側(cè)3.6s3.1s2.1s5.5 短路計(jì)算的結(jié)果表表5.2 短路計(jì)算的結(jié)果表短路地點(diǎn)運(yùn)行方式220kV側(cè)兩條線路同時(shí)運(yùn)行20.4718.6618.7552.191275.76110kV側(cè)兩臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行3.955

14、53.95553.955510.086148.5一臺(tái)主變退出運(yùn)行2.08122.08122.08125.307113.4310kV側(cè)兩臺(tái)主變同時(shí)運(yùn)行13.696613.696613.696634.9263393.95一臺(tái)主變退出運(yùn)行6.95836.95836.958317.7437101.68從以上短路電流的計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，各電壓等級(jí)的最大短路電流基本在斷路器一般選型的開(kāi)斷能力（20KA）之內(nèi)，所以不必采用價(jià)格昂貴的重型設(shè)備或采取限制短路電流的措施。6. 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備在正常運(yùn)行和故障時(shí)都必須能可靠工作，安全運(yùn)行，因此，電氣設(shè)備的選擇原則是：按正常運(yùn)行工作條件選擇，按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)。同

15、時(shí)兼顧今后得發(fā)展，選用性能價(jià)格比高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)成熟得設(shè)備，盡量減少選用設(shè)備得類(lèi)型，以減少備品備件，也有利于運(yùn)行、檢修等工作。6.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件6.1.1 按正常工作條件選擇a.按額定電壓選擇（1）類(lèi)型和型式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用條件等因素，確定是選用戶(hù)內(nèi)型還是戶(hù)外型；選用普通型還是防污型；選用裝配式還是成套式等。（2）額定電壓。按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓選擇，即，但是限流式熔斷器只能用在與其額定電壓相同的電網(wǎng)中。（3）額定電流。所選電氣設(shè)備的額定電流或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許電流不得小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流，即。其中：K為溫度修正系

16、數(shù)，計(jì)算公式為：對(duì)于電器設(shè)備：表6.1 正常運(yùn)行條件下，各回路的最大持續(xù)工作電流回路名稱(chēng)說(shuō)明變壓器回路1.05倍變壓器額定電流變壓器通常允許正?；蚴鹿蔬^(guò)負(fù)荷，必要時(shí)按1.32.0倍計(jì)算（1.32.0）倍變壓器額定電流續(xù)表6.1 回路名稱(chēng)說(shuō)明母線聯(lián)絡(luò)回路，主母線母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的母線分段回路發(fā)電廠為最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)額定電流的50%80%考慮電源元件事故跳閘后仍能保證該段母線負(fù)荷變電所應(yīng)滿足的一級(jí)負(fù)荷和大部分二級(jí)負(fù)荷出線單回路：線路最大負(fù)荷電流包括線損和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷雙回路：（1.22）倍一回線的正常最大負(fù)荷電流包括線損和事故時(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷環(huán)形與一臺(tái)半斷路器接線：兩個(gè)相鄰回路正常

17、負(fù)荷電流考慮斷路器事故或檢修時(shí)，一個(gè)回路加另一最大回路負(fù)荷電流的可能橋形接線：最大元件負(fù)荷電流橋回路尚需考慮系統(tǒng)穿越功率b.按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)1.熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定是要求所選的電氣設(shè)備能承受短路電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，在短路電流通過(guò)時(shí)，電氣設(shè)備各部分溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值。（1）導(dǎo)體或電纜滿足熱穩(wěn)定的條件為： (6.1)式中：導(dǎo)體的最小截面積，； (6.2) C熱穩(wěn)定系數(shù) ； (6.3)正常運(yùn)行最高溫度 ； (6.4)為常數(shù)，銅為248；為常數(shù)，銅為235；為短路時(shí)導(dǎo)體最高允許溫度，銅取300。（2）電器滿足熱穩(wěn)定的條件為： (6.5)2.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定就是要求電氣設(shè)備能承受短路沖擊電流

18、所產(chǎn)生的電動(dòng)力校驗(yàn)。（1）硬導(dǎo)線滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： (6.6)其中：硬銅的最大允許應(yīng)力（2）電器滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： (6.7)c.按環(huán)境條件校核選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)。當(dāng)氣溫、濕度、污穢、海拔、地震、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時(shí)，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采取措施或向設(shè)備制造商提出補(bǔ)充要求。表6.2 選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)所使用的環(huán)境溫度類(lèi)別安裝地點(diǎn)環(huán)境溫度()裸導(dǎo)體屋外最熱月平均最高溫度屋內(nèi)該處通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度;當(dāng)無(wú)資料時(shí),可取最熱月平均最高溫度加5電纜屋內(nèi)電纜溝、屋外電纜溝、電纜隧道可取最熱月平均最高溫度電器屋外年最高溫度屋內(nèi)電抗器該處通風(fēng)設(shè)計(jì)最高排風(fēng)溫度

19、屋內(nèi)其他電器該處通風(fēng)設(shè)計(jì)溫度;當(dāng)無(wú)資料時(shí),可取最熱月平均最高溫度加5在本設(shè)計(jì)中：年最高溫度為40，最熱月平均最高溫度為28。6.2 高壓斷路器的選擇（1）型式。除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般635kV選用真空斷路器，35500kV選用斷路器。（2）額定電壓的選擇為；（3）額定電流的選擇為；（4）額定開(kāi)斷電流的檢驗(yàn)條件為（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足；（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足。由于10kV系統(tǒng)的配電裝置采用的是手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜配置，采用的高壓開(kāi)關(guān)柜型號(hào)為KYN28A-12。所以斷路器的選擇根據(jù)高壓開(kāi)關(guān)柜的配置選擇。表6.3 斷路器的選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)設(shè)備型號(hào)技術(shù)參數(shù)計(jì)

20、算參數(shù)220kV側(cè)220315050125750022013620.4752.191275.76110kV側(cè)110250031.512575001103003.95510.086148.510kV主變、分段VD4真空斷路器123150501251000010300213.696634.9263393.9510kV出線VD4真空斷路器12630164010241015713.696634.9263393.956.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇（1）型式。隔離開(kāi)關(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。（2）額定電壓的選擇為；（3）額定電流的選擇為；（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足

21、；（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足。根據(jù)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)操作控制的要求，還應(yīng)選擇其配用的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。屋內(nèi)式8000A以下隔離開(kāi)關(guān)一般采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)；220kV及以上高位布置的隔離開(kāi)關(guān)，宜采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。表6.4 隔離開(kāi)關(guān)的選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)設(shè)備型號(hào)技術(shù)參數(shù)計(jì)算參數(shù)220kV側(cè)220125080396922013652. 191275.76110kV側(cè)110125050125160011030010.086148.56.4 所用變、壓變高壓側(cè)熔斷器的選擇表6.5 熔斷器的選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)設(shè)備型號(hào)所用變高壓側(cè)壓變高壓側(cè)7. 10kV硬母線的選擇7.1 硬母線的選擇7.1.1 母線材料和截面形狀選擇一般情況下

22、，采用鋁母線；在持續(xù)工作電流較大，且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出口處以及污穢對(duì)鋁有嚴(yán)重腐蝕而對(duì)銅腐蝕較輕的場(chǎng)所，采用銅母線。在現(xiàn)今所建的變電所中，一般采用銅母線。因此本設(shè)計(jì)中采用銅母線。硬母線截面形狀一般有矩形、槽形、管形。矩形母線散熱性能好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)大，故單母線不能超過(guò)1250mm2，在35kV及以下，持續(xù)工作電流在4000A及以上的屋內(nèi)配電裝置中，一般采用矩形母線。矩形母線在支柱絕緣子上有平放和豎放兩種。母線豎放較平放散熱條件好，允許載流量較平放大，但機(jī)械強(qiáng)度較平放小。本設(shè)計(jì)中采用三相水平布置、導(dǎo)線豎放矩形銅排。7.1.2按最大持續(xù)工作電流選擇母線截面

23、各種配電裝置中的主母線及長(zhǎng)度在20m以下的母線，一般均按所在回路的最大持續(xù)工作電流選擇。（1）母線最大持續(xù)工作電流按母線上最大一臺(tái)變壓器的原則計(jì)算；（2）根據(jù)母線最大持續(xù)工作電流選擇導(dǎo)體的導(dǎo)體截面，并得到導(dǎo)體能通過(guò)的額定電流和。7.2 硬母線的校驗(yàn)1.發(fā)熱條件校驗(yàn) （7.1）2.熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，滿足熱穩(wěn)定，否則不滿足熱穩(wěn)定。3.共振校驗(yàn)（1） 計(jì)算導(dǎo)體的一階固有頻率 （7.2） 其中： 頻率系數(shù)取值：?jiǎn)慰鐑啥斯潭ā⒍嗟瓤绾?jiǎn)支為3.56L為絕緣子跨距，m；本設(shè)計(jì)中取1.2m。E為導(dǎo)體材料的彈性模量，Pa，銅為；J為矩形導(dǎo)體截面二次矩 每相條數(shù)為1時(shí)，三相水平布置、導(dǎo)體豎放： （7.3）m為導(dǎo)體單位

24、長(zhǎng)度的質(zhì)量， （2）校驗(yàn)在實(shí)際計(jì)算中，當(dāng)時(shí)，取動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)，否則可查 文獻(xiàn)3：P45，圖2-21得動(dòng)態(tài)應(yīng)力系數(shù)。4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)每相為單條導(dǎo)體，考慮導(dǎo)體的橫截面受到的相間彎矩，即存在相間應(yīng)力。（1）導(dǎo)體所受到的相間電動(dòng)力 （7.4）（2）導(dǎo)體所受的最大彎矩當(dāng)跨數(shù)大于2時(shí)， （7.5）（3）導(dǎo)體相間所受抗彎矩每相條數(shù)為1條，三相水平布置、導(dǎo)體豎放時(shí) （7.6）（4）相間應(yīng)力 （7.7）表7.1 匯流母線選擇結(jié)果設(shè)備名稱(chēng)選擇結(jié)果計(jì)算結(jié)果放置方式匯流母線1200豎放240214058.4220413.07備注三相水平布置，導(dǎo)體豎放；相間距離300mm，跨距為1200m。7.3 支柱絕緣子選擇1.選擇原

25、則（1）型式：屋內(nèi)配電裝置宜采用聯(lián)合膠裝多棱式支柱絕緣子；屋外配電裝置支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子。（2）額定電壓的選擇為；（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足；式中： （7.8）三相短路時(shí)，作用于絕緣子帽或穿墻套管端部的計(jì)算作用力，N；三相短路時(shí)絕緣子所受的電動(dòng)力，N；絕緣子底部到導(dǎo)體水平中心線的高度，mm；絕緣子的高度，mm；導(dǎo)體支持器下片厚度，mm,一般豎放矩形導(dǎo)體 母線總高度，mm。-絕緣子或穿墻套管的抗彎破壞負(fù)荷，N；2. 支柱絕緣子選擇結(jié)果表7.2 支柱絕緣子選擇結(jié)果設(shè)備名稱(chēng)安裝地點(diǎn)類(lèi)型型號(hào)支柱絕緣子匯流母線戶(hù)內(nèi)ZA-10/3.7532422058. 繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)8.1 繼電保護(hù)的規(guī)劃設(shè)

26、計(jì)1.主變的繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)主變的電氣量的保護(hù)方面，規(guī)劃采用瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)，110kV、220kV側(cè)零序過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)作為接地后備保護(hù)，10kV、110kV、220kV復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)。其中差動(dòng)保護(hù)采用具有二次諧波制動(dòng)原理的差動(dòng)繼電器構(gòu)成；所有電氣量保護(hù)整定上要考慮躲過(guò)激磁涌流的要求；過(guò)負(fù)荷保護(hù)只發(fā)信號(hào)，不跳閘。主變的非電量保護(hù)方面，規(guī)劃采用瓦斯及油溫、油位、繞組溫度、壓力釋放、冷卻器故障等非電量保護(hù)，其中除重瓦斯跳閘外，輕瓦斯及其他非電量保護(hù)僅動(dòng)作于信號(hào)。2. 220kV系統(tǒng)的繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 220kV母線采用雙母線接線方案，為了確保母線各種故障情況下

27、，能夠快速、有選擇性地切斷故障，選用完全差動(dòng)式母線保護(hù)，且差動(dòng)保護(hù)采用具有速飽和鐵心的繼電器。母線保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0秒動(dòng)作跳閘。220kV系統(tǒng)故障影響面廣，危害大，必須裝設(shè)全線速動(dòng)的繼電保護(hù)裝置。根據(jù)目前電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，本變電所220kV線路主保護(hù)規(guī)劃采用雙套高頻保護(hù)的設(shè)計(jì)方案，確保線路故障全線速動(dòng)跳閘。后備保護(hù)規(guī)劃采用雙套高頻保護(hù)裝置內(nèi)含的距離、零序保護(hù)，并且采用單相重合閘方式，在重合閘動(dòng)作時(shí)，采用后加速。3. 110kV系統(tǒng)的繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 110kV系統(tǒng)采用橋式接線方案無(wú)母線，不考慮母線保護(hù)。110kV線路保護(hù)，本工程規(guī)劃設(shè)計(jì)采用微機(jī)保護(hù)方案，在配置上考慮裝設(shè)三段式相間和接地距離保

28、護(hù)、三段式零序電流保護(hù)，并考慮裝設(shè)三段式過(guò)電流保護(hù)，正常時(shí)不投用，當(dāng)110kV電壓互感器次級(jí)斷線時(shí)自動(dòng)投用，作為距離保護(hù)的輔助保護(hù)。在距離、零序、過(guò)流保護(hù)段的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)超過(guò)下線的后備保護(hù)的時(shí)間。110kV線路裝設(shè)三相一次重合閘，并且采用重合閘后加速和檢查線路無(wú)電壓才重合閘的方式。4. 10kV系統(tǒng)的繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì) 10kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)，為了確保運(yùn)行人員及時(shí)處理10kV系統(tǒng)的單相接地故障，利用電壓互感器的開(kāi)口三角輸出，整定15V動(dòng)作發(fā)信號(hào)，通知運(yùn)行人員及時(shí)處理。10kV系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地的單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，線路相間保護(hù)規(guī)劃采用電流速斷保護(hù)、限時(shí)速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)構(gòu)成三段式的電流保護(hù)設(shè)計(jì)方案

29、，并且因?yàn)槭请娎|線路，不裝設(shè)重合閘。過(guò)電流段保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)超過(guò)下線的段保護(hù)時(shí)間。另外，因?yàn)?0kV為電纜出線，電容電流較大，規(guī)劃在每條出線上利用單相接地時(shí)產(chǎn)生的電容電流（零序性質(zhì)），裝設(shè)零序電流保護(hù)，以快速切斷電纜和負(fù)載上的接地故障。8.2互感器配置按照監(jiān)視、測(cè)量、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求，配置互感器。（1）電流互感器為了滿足保護(hù)、測(cè)量裝置的需要，在有斷路器的回路均設(shè)有電流互感器，變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)電流互感器。對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，一般采用兩相配置。視負(fù)荷對(duì)稱(chēng)性、保護(hù)靈敏度要求也可以采用三相配置。電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。（2）電壓互感器電

30、壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。一般工作母線都裝有電壓互感器，橋型接線中的橋的兩端應(yīng)各設(shè)一組電壓互感器，用于測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置，需同期并列的線路出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)單相電容式電壓互感器。 表8.1 互感器選擇結(jié)果設(shè)備名稱(chēng)安裝地點(diǎn)型號(hào)電壓互感器220kV系統(tǒng)YDR-220，0.5級(jí)110kV系統(tǒng)YDR-220，0.5級(jí)10kV系統(tǒng)JSJW-10，0.5級(jí)電流互感器220kV系統(tǒng)LCWDL-220/300，D/0.5110kV系統(tǒng)LCWD-110/500，0.5/D/D10kV系統(tǒng)LZZBJ9-12/150b/29. 防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)9.1 防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合規(guī)定：（1）高壓架空線路的雷電過(guò)電壓保護(hù)220kV、110kV線路一般沿全線架設(shè)避雷線；35kV及以下的線路，一般不沿全線架設(shè)避雷線。（2）變電所的直擊雷過(guò)電壓保護(hù)為了防止雷直擊于變電所，可以裝設(shè)避雷針，應(yīng)使所有設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故。一般應(yīng)使避雷針與被保護(hù)設(shè)備或構(gòu)架之間空氣間隙Sk5m。避雷針接地裝置與被保護(hù)設(shè)備接