220kV變電站初步設計 118頁

1、華北水利水電大學畢業(yè)設計目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc7953317 第一部分 說明書 PAGEREF _Toc7953317 h 3 HYPERLINK l _Toc7953318 第1章主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc7953318 h 4 HYPERLINK l _Toc7953319 1.1主變壓器臺數的確定 PAGEREF _Toc7953319 h 4 HYPERLINK l _Toc7953320 1.2主變壓器容量的確定 PAGEREF _Toc7953320 h 4 HYPERLINK l _Toc7953321 1.3主變壓器

2、相數的確定 PAGEREF _Toc7953321 h 4 HYPERLINK l _Toc7953322 1.4繞組數的確定 PAGEREF _Toc7953322 h 4 HYPERLINK l _Toc7953323 1.5繞組接線組別的確定 PAGEREF _Toc7953323 h 4 HYPERLINK l _Toc7953324 1.6調壓方式的確定 PAGEREF _Toc7953324 h 5 HYPERLINK l _Toc7953325 1.7冷卻方式的確定 PAGEREF _Toc7953325 h 6 HYPERLINK l _Toc7953326 1.8主變壓器選擇

3、結果 PAGEREF _Toc7953326 h 6 HYPERLINK l _Toc7953327 1.9站用變的確定 PAGEREF _Toc7953327 h 7 HYPERLINK l _Toc7953328 第2章主接線的選擇 PAGEREF _Toc7953328 h 8 HYPERLINK l _Toc7953329 2.1對主接線的基本要求 PAGEREF _Toc7953329 h 8 HYPERLINK l _Toc7953330 2.2主接線的選擇 PAGEREF _Toc7953330 h 8 HYPERLINK l _Toc7953331 2.3電氣主接線簡圖 PAG

4、EREF _Toc7953331 h 10 HYPERLINK l _Toc7953332 第3章短路電流計算 PAGEREF _Toc7953332 h 11 HYPERLINK l _Toc7953333 3.1短路問題概述 PAGEREF _Toc7953333 h 11 HYPERLINK l _Toc7953334 3.2短路電流計算的步驟 PAGEREF _Toc7953334 h 12 HYPERLINK l _Toc7953335 3.3短路電流計算結果 PAGEREF _Toc7953335 h 15 HYPERLINK l _Toc7953336 第4章電氣設備的選定 PA

5、GEREF _Toc7953336 h 16 HYPERLINK l _Toc7953337 4.1選定及校驗概述 PAGEREF _Toc7953337 h 16 HYPERLINK l _Toc7953338 4.2母線的選擇 PAGEREF _Toc7953338 h 19 HYPERLINK l _Toc7953339 4.3高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc7953339 h 25 HYPERLINK l _Toc7953340 4.4隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc7953340 h 27 HYPERLINK l _Toc7953341 4.5絕緣子及穿墻套管的選擇

6、 PAGEREF _Toc7953341 h 28 HYPERLINK l _Toc7953342 4.6電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc7953342 h 31 HYPERLINK l _Toc7953343 4.7電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc7953343 h 33 HYPERLINK l _Toc7953344 4.8熔斷器選定 PAGEREF _Toc7953344 h 36 HYPERLINK l _Toc7953345 4.9避雷器選定 PAGEREF _Toc7953345 h 37 HYPERLINK l _Toc7953346 4.10中性點保護裝置的

7、選擇 PAGEREF _Toc7953346 h 38 HYPERLINK l _Toc7953347 4.11補償裝置的確定 PAGEREF _Toc7953347 h 39 HYPERLINK l _Toc7953348 第5章變壓器保護整定 PAGEREF _Toc7953348 h 41 HYPERLINK l _Toc7953349 5.1概述 PAGEREF _Toc7953349 h 41 HYPERLINK l _Toc7953350 5.2繼電保護裝置基本要求 PAGEREF _Toc7953350 h 41 HYPERLINK l _Toc7953351 5.3變壓器瓦斯保

8、護 PAGEREF _Toc7953351 h 41 HYPERLINK l _Toc7953352 5.4變壓器的縱聯(lián)差動保護 PAGEREF _Toc7953352 h 42 HYPERLINK l _Toc7953353 5.5復合電壓啟動的過電流保護 PAGEREF _Toc7953353 h 44 HYPERLINK l _Toc7953354 5.6零序電流保護 PAGEREF _Toc7953354 h 45 HYPERLINK l _Toc7953355 5.7過負荷保護 PAGEREF _Toc7953355 h 46 HYPERLINK l _Toc7953356 第6章防

9、雷保護規(guī)劃 PAGEREF _Toc7953356 h 47 HYPERLINK l _Toc7953357 6.1防雷規(guī)劃的概述 PAGEREF _Toc7953357 h 47 HYPERLINK l _Toc7953358 6.2防雷保護設備的分類和適用范圍 PAGEREF _Toc7953358 h 47 HYPERLINK l _Toc7953359 6.3防雷接地 PAGEREF _Toc7953359 h 47 HYPERLINK l _Toc7953360 6.4本變電站防雷保護規(guī)劃 PAGEREF _Toc7953360 h 47 HYPERLINK l _Toc795336

10、1 第7章配電裝置的設計 PAGEREF _Toc7953361 h 49 HYPERLINK l _Toc7953362 7.1配電裝置概述 PAGEREF _Toc7953362 h 49 HYPERLINK l _Toc7953363 7.2屋內配電裝置 PAGEREF _Toc7953363 h 50 HYPERLINK l _Toc7953364 7.3屋外配電裝置 PAGEREF _Toc7953364 h 51 HYPERLINK l _Toc7953365 第二部分 計算書 PAGEREF _Toc7953365 h 54 HYPERLINK l _Toc7953366 第8章

11、變壓器容量計算 PAGEREF _Toc7953366 h 55 HYPERLINK l _Toc7953367 8.1主變壓器容量的計算 PAGEREF _Toc7953367 h 55 HYPERLINK l _Toc7953368 8.2站用變容量的計算 PAGEREF _Toc7953368 h 55 HYPERLINK l _Toc7953369 第9章短路電流計算 PAGEREF _Toc7953369 h 56 HYPERLINK l _Toc7953370 9.1參數計算 PAGEREF _Toc7953370 h 56 HYPERLINK l _Toc7953371 9.2等

12、值網絡化簡 PAGEREF _Toc7953371 h 57 HYPERLINK l _Toc7953372 9.3計算三相對稱短路 PAGEREF _Toc7953372 h 57 HYPERLINK l _Toc7953373 9.4計算不對稱短路 PAGEREF _Toc7953373 h 65 HYPERLINK l _Toc7953374 第10章電氣設備選擇 PAGEREF _Toc7953374 h 73 HYPERLINK l _Toc7953375 10.1母線及出線選擇 PAGEREF _Toc7953375 h 73 HYPERLINK l _Toc7953376 10.

13、2高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc7953376 h 83 HYPERLINK l _Toc7953377 10.3隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc7953377 h 91 HYPERLINK l _Toc7953378 10.4絕緣子和穿墻套管的選擇 PAGEREF _Toc7953378 h 96 HYPERLINK l _Toc7953379 10.5電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc7953379 h 98 HYPERLINK l _Toc7953380 10.6電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc7953380 h 99 HYPERLINK l _To

14、c7953381 10.7 10kV高壓電壓互感器短路保護用高壓熔斷器 PAGEREF _Toc7953381 h 106 HYPERLINK l _Toc7953382 10.8避雷器的選擇 PAGEREF _Toc7953382 h 107 HYPERLINK l _Toc7953383 10.9中性點保護裝置的選擇 PAGEREF _Toc7953383 h 108 HYPERLINK l _Toc7953384 10.10補償裝置選擇 PAGEREF _Toc7953384 h 110 HYPERLINK l _Toc7953385 第11章變壓器保護整定 PAGEREF _Toc79

15、53385 h 112 HYPERLINK l _Toc7953386 11.1變壓器瓦斯保護 PAGEREF _Toc7953386 h 112 HYPERLINK l _Toc7953387 11.2變壓器縱聯(lián)差動保護 PAGEREF _Toc7953387 h 112 HYPERLINK l _Toc7953388 11.3復合電壓啟動的過電流保護 PAGEREF _Toc7953388 h 116 HYPERLINK l _Toc7953389 11.4零序電流保護 PAGEREF _Toc7953389 h 117 HYPERLINK l _Toc7953390 11.5過負荷保護

16、PAGEREF _Toc7953390 h 118第一部分 說明書 主變壓器的選擇1.1主變壓器臺數的確定為了保證供電的可靠性，變電站一般裝設兩臺主變壓器。1.2主變壓器容量的確定變電站主變壓器的容量一般按變電所建成后510年的規(guī)劃負荷考慮，并應按照其中一臺停用時其余變壓器能滿足變電站最大負荷Smax的60%70%（35110KV變電站為60%，220500KV變電站為70%）或全部重要負荷（當、類負荷超過上述比例時）選擇，即SN(0.60.7) Smax(n-1)SNSimapSmax：最大負荷容量Simap：全部重要負荷容量經計算得單臺主變容量為150MVA。1.3主變壓器相數的確定在33

17、0KV及以下的變電站中，一般都選用三相變壓器。因為一臺三相式較同容量的三臺單相式投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結構較簡單，運行維護較方便。1.4繞組數的確定本變電站有三種電壓等級，故使用三繞組變壓器。1.5繞組接線組別的確定變壓器的繞組連接方式必須使得其線電壓與系統(tǒng)線電壓相位一致，否則不能并列運行。電力系統(tǒng)變壓器采用的繞組連接方式有星型“Y”和三角形“D”兩種。我國電力變壓器的三相繞組所采用的連接方式為：110kV及以上電壓側均為“YN”，即有中性點引出并直接接地；35kV作為高、中壓側時都可能采用“Y”，其中性點不接地或經消弧線圈接地，作為低壓側時可能用“Y”或者“D”；35kV以下電

18、壓側（不含0.4kV及以下）一般為“D”，也有“Y”方式。變壓器繞組接線組別（即各側繞組連接方式的組合），一般考慮系統(tǒng)或機組同步并列要求及限制三次諧波對電源的影響等因素。接線組別的一般情況是：（1）6500kV均有雙繞組變壓器，其接線組別為“Y,d11”或“YN, d11”、“YN，y0”或“Y,yn0”。下標0和11，分別表示該側的線電壓與前一側的線電壓相位差0o和330O（下同）。組別“I,I0”表示單相雙繞組變壓器，用在500KV系統(tǒng)。（2）110500kV均有三繞組變壓器，其接線組別為“YN,y0,d11”、“YN,yn0,d11”、“YN,yn0,y0”、“YN,d11-d11”（表

19、示有兩個“D”接的低壓分裂繞組）及“YN,a0,d11”（表示高、中壓側為自耦方式）等。組別“I,a0,I0”表示單相三繞組變壓器，用在500KV系統(tǒng)。綜上所述，本設計采用連接組別為YN,yn0,d11。1.6調壓方式的確定變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變其變比來實現。無勵磁調壓變壓器的分接頭較少，調壓范圍只有10%（22.5%），且分接頭必須在停電的情況下才能調節(jié)；有載調壓變壓器的分接頭較多，調壓范圍可達30%，且分接頭可在帶負荷的情況下調節(jié)，但其結構復雜、價格貴，在下述情況下才用較為合理：（1）出力變化大，或發(fā)電機經常在低功率因數運行的發(fā)電廠的主變壓器。（2）具有可

20、逆工作特點的聯(lián)絡變壓器。（3）電網電壓可能有較大變化的220kV及以上的降壓變壓器。（4）電力潮流變化大和電壓偏移大的110kV變電所的主變壓器。從負荷和變電站的作用來講，采用有載調壓方式。1.7冷卻方式的確定電力變壓器冷卻方式，隨其形式和容量不同而異，冷卻方式有以下幾種類型：（1）自然風冷卻。無風扇，僅借助冷卻器（又稱散熱器）熱輻射和空氣自然對流冷卻，額定容量在10000kVA及以下。（2）強迫空氣冷卻。簡稱風冷卻，在冷卻器間加裝數臺電風扇，使油迅速冷卻，額定容量在8000kVA及以上。（3）強迫油循環(huán)風冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用風扇對油管進行冷卻，額定容量在40000kVA及以上。（

21、4）強迫油循環(huán)水冷卻。采用潛油泵強迫油循環(huán)，并用水對油管進行冷卻，額定容量在120000kVA及以上。由于銅管質量不過關，國內已很少應用。（5）強迫油循環(huán)導向冷卻。采用潛油泵將油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯預先設計好的油道中進行冷卻。綜上所述，本變電站選用強迫油循環(huán)風冷卻。1.8主變壓器選擇結果具體參數見表1-1。表1-1 SFPSZ10150000/220變壓器技術參數型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組空載損耗（kW）空載電流（%）負載損耗（kW）容量分配（%）阻抗電壓（%）臺數高-中高-低中-低SFPSZ10150000/22015000022081.25%/115/10.5YN

22、,yn0,d111700.9570100 100 5012.422.88.42S:三相 F：風冷 P：強迫循環(huán) S：三繞組 Z：有載調壓 10：設計序號10型 150000：額定容量為150000kVA 220:一次側額定電壓220kV1.9站用變的確定1.9.1容量的確定由低壓側引入，降壓至0.4KV，站用變容量按主變容量的0.2%0.5%計算。經計算得站用變容量為800kVA。1.9.2繞組的額定電壓高壓10kV，低壓0.4kV。1.9.3繞組相數采用三相。1.9.4繞組數采用雙繞組變壓器。1.9.5站用變臺數為保證可靠性，站用變選擇兩臺，分別直接接在兩臺主變的低壓側，互為備用。根據以上要

23、求，選用SCB10-800/10干式變壓器，技術參數如下表所示。表1-2 SCB10-800/10干式變壓器技術參數型號電壓組合連接組標號空載損耗（kW）短路損耗（kW）空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓SCB10-800/101022.5%0.4Y,yn01.336.060.86S:三相 C：成型固體澆注式 B：繞組導線為銅箔 10：設計序號 800：額定容量為800kVA 10：一次側額定電壓10kV 主接線的選擇2.1對主接線的基本要求電氣主接線是發(fā)電廠和變電站電氣部分的主體，它反映各設備的作用、連接方式和回路間的相互關系。所以，他的設計直接關系到全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置，繼

24、電保護、自動裝置和控制方式的確定，電力系統(tǒng)的安全、經濟運行起著決定的作用。對電氣主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經濟性三個方面。2.2主接線的選擇2.2.1 220kV與110kV側主接線的選擇表2-1 220KV與110kV側主接線方式對比表方案方案一：單母線分段接線方案二：雙母線接線可靠性1.重要用戶接于不同段母線，供電不間斷。2.維修母線和母線方向隔離開關，接于母線的用戶停電。停電范圍減小。3.一段母線故障，短期停電。1.維修任意一條母線，全不斷電。2.維修母線方向隔離開關，這條回路停電。3.一條母線故障，短期停電。4.全部回路通過一臺斷路器和兩臺隔離開關連于母線，可靠性更

25、高。靈活性兩條母線實現并列和分列運行。1.母線可以并列運行、分列運行。2.實現一組母線工作，另一組母線備用運行的方式。經濟性采用的設備相對較少，投資小。所用隔離開關較多，配電裝置麻煩，投資較多。適用范圍110220KV配電裝置，出線回路為34回。110220KV配電裝置，出線回路為5回及5回以上。由于本變電站為地區(qū)性降壓變電站，需要保證供電的可靠性。方案二的可靠性和靈活性都比方案一好，且220kV與110kV側回路均為6回，所以220KV與110kV側均選擇雙母線接線。2.2.2 10KV側主接線選擇表2-2 10KV側主接線方式對比表方案方案一：單母線分段接線方案二：單母線接線可靠性1.重要

26、用戶接于不同段母線，供電不間斷。2.維修母線和母線方向隔離開關，接于母線的用戶停電，停電范圍小。3.一段母線故障，短期停電。1.維修線路方向斷路器，這條線路停電。2.維修母線或母線方向隔離開關，全停電。3母線故障，全部停電。靈活性母線分列運行時，任一段母線不能往外送電，都會造成這一段母線上的所有回路斷電。只有一種運行方式。經濟性采用的設備相對較多，投資較多。設備相對來說較少，設備費用少一些。適用范圍610KV配電裝置，出線回路為6回及以上。610KV配電裝置，出線回路不超過5回。由于10KV出線有4回，并有兩回站用變，該電壓等級較為重要，單母線接線可靠性和靈活性較低，故選用單母線分段接線方式。

27、2.2.3方案確定表2-3 主接線方案確定電壓等級220kV110kV10kV主變臺數方案雙母線接線雙母線接線單母線分段接線22.3電氣主接線簡圖圖2-1 短路電流計算3.1短路問題概述3.1.1短路的定義在電力系統(tǒng)的運行過程中，時常會發(fā)生故障，其中大多數是短路故障。所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運行以外的相與相或相與地（或中性線）之間的連接。三相系統(tǒng)中短路的基本類型有三相短路、單相短路接地、兩相短路、兩相短路接地。示意圖見表3-1。電力系統(tǒng)的運行經驗表明，單相短路接地占大多數。三相短路時三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路；其他幾種短路均為不對稱短路。表3-1 短路類型示意圖短路類型示意圖符號三

28、相短路f(3)兩相短路f(2)單相短路接地f(1)兩相短路接地f(1,1)3.1.2短路的危害（1）短路電流值大大增加。（2）其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞。（3）導體會受到很大的電動力沖擊。（4）引起電網中電壓降低。（5）導致大面積停電。3.1.3減小短路危害的措施（1）加裝限流電抗器。（2）安裝重合閘。（3）合理設計主接線。3.1.4短路計算的目的（1）電氣主接線的比較與選擇依據。（2）選擇斷路器等電氣設備或對這些設備提出技術要求。（3）為繼電保護的設計以及調試提供依據。（4）評價并確定網絡方案，研究限制短路電流的措施。（5）分析計算送電線路對通訊設施的影響。3.1.5短路計算的方法（1

29、）實用計算法（2）運算曲線法（3）復合序網法（4）正序增廣網絡法3.2短路電流計算的步驟3.2.1短路點的選擇為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，正確的選擇短路點能使我們得出正確的短路電流計算結果，通常選取幾個具有代表性的短路點，說明系統(tǒng)的整體短路水平。本次分別選擇220kV母線、110kV母線和10kV母線進行短路計算。3.2.2三相短路電流計算步驟（1）選取合適的容量基準值、電壓基準值。（2）畫出系統(tǒng)的等值電路圖，選擇合適的短路點。（3）計算各個元件以及線路的電抗標幺值。（4）化簡短路的網絡，求出系統(tǒng)對短路點的轉移電抗，然后根據公式求出對應的計算電抗。（6）把各個電源對短路點的短路電流標幺值按照I

30、f=If*SN3Uav化為有名值，然后求總的短路電流有名值。3.2.3不對稱短路電流計算步驟（1）繪制正序、負序、零序等值電路圖。（2）化簡各序等值電路，求出正序、負序、零序電抗值。（3）按照表3-2求出Z并根據If(1)*=1X(1)+Z求短路電流正序分量標幺值。（4）根據表3-2求短路電流標幺值。（5）根據If=If*SB3Uav計算短路電流有名值。表3-2 各種短路情況Z及M的取值短路種類ZM三相短路01單相短路Z2+Z03兩相短路Z23兩相接地短路Z2Z0Z2+Z031-Z2Z0(Z2+Z0)2表3-3 運算曲線表3.3短路電流計算結果表3-4 三相短路電流計算結果（kA）短路電流沖擊

31、電流220kV110kV10kV220kV110kV10kV0S7.68736.758930.003219.568717.205476.37570.08S7.3176.661529.789718.62616.957475.83220.16S7.05386.486129.149317.95616.510974.2022S6.52766.914930.216616.616617.602576.91894S6.50817.304230.216616.566918.594776.9189表3-5 不對稱短路電流計算結果（kA）220kV110kV10kV單相短路接地8.68598.88570兩相相間短

32、路6.45085.789425.2755兩相接地短路8.21388.500725.2755 電氣設備的選定4.1選定及校驗概述4.1.1依據正常工作條件選定（1）按額定電壓選擇UNUNS式中：UN所選設備的額定電壓，kVUNS系統(tǒng)的額定電壓，kV（2）按額定電流選擇電器設備的額定電流IN是指在額定環(huán)境條件（環(huán)境溫度、日照、海拔、安裝條件等）下，電氣設備的長期允許電流。我國規(guī)定的一般額定環(huán)境條件：額定溫度N，裸導體和電纜N為25，斷路器、隔離開關、穿墻套管、電流互感器、電抗器等N為40；無光照；海拔不超過1000m。若實際環(huán)境條件不同于額定條件，電氣設備的長期允許電流應修正：Ial=KINIma

33、x式中：K綜合修正系數；Imax電氣設備所在回路的最大工作電流。對于裸導體和電纜：K=al-al-25對于電器：40Umax(kV)（4）熱穩(wěn)定校驗Smin=QkKsC(mm2)式中：Smin符合熱穩(wěn)定的最小截面積，mm2 C熱穩(wěn)定系數，根據直線插值法或者公式求出。 Ks集膚效應系數，此設計軟導體取1，硬導體根據布置方式的不同選取不同的值。w=+(al-)ImaxIal2()式中：w持續(xù)工作電流Imax時的溫度，實際環(huán)境溫度，al最高允許溫度，通常取值為70Ial母線對應于的允許電流，A利用公式法求CC=Kln+f+w式中：K鋁為149，銅為248 鋁為245，銅為235 f短路時導體最高允許

34、溫度，鋁導體為200，銅導體為300 當SSmin時，滿足熱穩(wěn)定；當SSmin時，熱穩(wěn)定不滿足。（5）硬母線的共振校驗檢驗母線共振有兩種辦法絕緣子跨距已知，按下式計算f1。如果f1160Hz,則取=1，如果f1160Hz,則根據相應曲線取值。f1=NfL2EJm式中：Nf頻率系數，一般選擇多等跨簡支，取值為3.65 f1一節(jié)固有頻率，Hz L絕緣子跨距，m E彈性模量，鋁為71010Pa,銅為11.281010Pa J截面二次矩，m4 m單位長度導體質量，kgm，按下式計算：m=nhbw(kgm)式中：w密度，鋁導體值為2700kgm4如果不知道絕緣子跨距，f1取值160 Hz，這樣=1，只需

35、計算出不造成共振的絕緣子跨距最大值Lmax。選取絕緣子跨距值比Lmax小，就不會造成共振。Lmax=Nff1EJm(m)（6）硬母線的動穩(wěn)定校驗如果每相有兩條或更多導體時，母線會有沖擊電流流過時，導體的橫截面會受到兩股力的作用相間應力和條件應力。設相間應力和條件應力最大應力為max=MphWph+MbWb=ph+b(Pa)式中：Mph導體所受到的相間最大彎矩，NmMb導體所受到的條間最大彎矩，NmWph按下表不同布置方式的公式計算，m3Wb按下式計算Wb=hb26(m3)表41 相異放置方法下Wph計算公式條數123水平放置導體豎放b2h61.44b2h3.3b2h水平放置導體平方垂直放置導體

36、豎放b2h6b2h3b2h2計算后的max滿足almax，則動穩(wěn)定符合要求。導體正常工作的作用力最大值al，取值根據下表表42 導體正常工作的作用力最大值al材料導體正常工作的作用力最大值al(Pa)鋁導體70106銅導體140106（7）計算矩形導體所受電動力每相單條Mph=fphL210(Nm)fph=0.1731aish2(Nm)式中：fph導體上所受相間電動力， L緣子間跨距，m導體所受的相間作用力最大值為max=ph=MphWph=fphL210Wph(Pa)要符合動穩(wěn)定要求可以直接令ph=al，算出符合動穩(wěn)定要求的絕緣子跨距最高值。Lmax=10alWphfph(m)最后選擇的絕緣

37、子跨距比最大絕緣子計算跨距要小，則滿足動穩(wěn)定所要求條件。每相多條a.相間作用力按照上述方法計算b.條間作用力b的計算根據下述方法Mb=fbLb212(Nm)式中：fb單位長度導體上所受到的條間電動力，Nm Lb襯墊跨距（相鄰兩襯墊間的距離），m當每相2條時：fb=0.0251bish2K12(Nm)當每相3條時：fb=0.0081bish2(K12+K13)(Nm)K12及K13按矩形截面形狀系數曲線（表4-3）取值。表4-3 矩形截面形狀系數曲線b=MbWb=fbLb22b2h(Pa)計算符合動穩(wěn)定要求所允許的襯墊跨距最大值Lbmax，需要令b=al-ph，計算得Lbmax=b2h(al-p

38、hfb(m)計算臨界跨距：Lcr=b4hfb(m)符合公式LbLbmaxLcr，則符合動穩(wěn)定要求。4.2.2各側導體選定結果表4-4 各側導體選定結果型號位置標稱截面（mm2）長期允許載流量（A）+70+80LGJ-400/35220kV側母線400879882LGJ-800/70110kV側母線80014101396LGJ-300/20220kV側出線300747753LGJ-150/20110kV側出線150469478LGJ-630/4510kV側出線63011871182矩形導體10kV側母線尺寸hb（mmmm）每相條數布置方式載流量（A）Ks80102平放21851.3L：鋁導體 G

39、：鋼芯 J：絞線4.3高壓斷路器的選擇4.3.1確定斷路器及校驗（1）種類和形式的選擇110kV及以上選用六氟化硫斷路器，35kV可選用真空和六氟化硫斷路器，10kV使用真空及六氟化硫斷路器。 （2）確定額定電壓UNUNS（3）確定額定電流Ial=KINImax(A)（4）判斷開斷能力INbrIkI(kA)（5）判斷關合能力INclish(kA)（6）判斷熱穩(wěn)定It2tQk(kA)2S（7）判斷動穩(wěn)定iesish(kA)4.3.2高壓斷路器選擇結果表4-5 主變與220kV側母線間斷路器、母聯(lián)斷路器及出線斷路器型號額定工作電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（峰值，kA）

40、熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）固有分閘時間（s）LW-22022016004010040（3s）1000.04表4-6 主變與110kV側母線間斷路器、母聯(lián)斷路器及出線斷路器型號額定工作電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（峰值，kA）熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）固有分閘時間（s）LW11-110110160031.58031.5（3s）800.04L：六氟化硫斷路器 W：戶外 220/110：電壓等級表4-7 主變與10kV側母線間斷路器及分段斷路器型號額定工作電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（峰值，kA）熱穩(wěn)定電流（

41、kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）固有分閘時間（s）ZN12-1010125031.58031.5（4s）800.065表4-8 10kV側出線斷路器型號額定工作電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）額定關合電流（峰值，kA）熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（峰值，kA）固有分閘時間（s）ZN12-1010125031.58031.5（4s）800.065Z：真空斷路器 N：戶內 12：設計序號 10：電壓等級10kV4.4隔離開關的選擇4.4.1確定隔離開關及校驗（1）種類和型式的選擇關于室內的配電裝置和成套的高壓開關柜，選用GN8、GN19系列，關于室內大電流回路，選用GN10系列，關于2

42、20kV及以下屋外配電裝置，選用GW4系列，對于中性點配置的隔離開關選用GW8、GW13系列。（2）確定額定電壓UNUNS（3）確定額定電流Ial=KINImax(A)（4）判斷熱穩(wěn)定It2tQk(kA)2S（5）判斷動穩(wěn)定iesish(kA)4.4.2隔離開關選擇結果表4-9 隔離開關選擇結果位置型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4S熱穩(wěn)定電流（kA）220kV母線GW4-220（D）2206305020220kV出線GW4-2202206305020110kV母線GW4-110（D）11010008025110kV出線GW4-110110630502010kV母線及出線G

43、N19-10104008031.5G：隔離開關 W：戶外 N：戶內 4/19：設計序號 D：帶接地刀閘4.5絕緣子及穿墻套管的選擇4.5.1確定并校驗絕緣子和穿墻套管（1）確定額定電壓UNUNS式中：UN支柱絕緣子（或穿墻套管）的額定電壓，kV。UNS支柱絕緣子（或穿墻套管）所在電網的額定電壓，kV。（2）確定絕緣子和穿墻套管的類型和結構懸掛類型絕緣子片數與電壓等級的關系如下表4-10 懸掛類型絕緣子片數與電壓等級的關系電壓等級（kV）61035110220片數134781314確定支柱絕緣子類型屋內配電裝置宜采用聯(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。在有嚴重的

44、灰塵或對絕緣有害的氣體存在的環(huán)境中，應選用防污型絕緣子。確定穿墻套管類型通常情況選用鋁導體材料。（3）按最大持續(xù)工作電流選擇穿墻套管Ial=KINImax(A)式中：K當設備所處環(huán)境現實溫度4060時，K=0.14985-，當設備所處環(huán)境現實溫度低于40時，K=1.2。（4）判斷穿墻套管的熱穩(wěn)定It2tQk(kA)2S使用母線型的穿墻套管，不需判斷熱穩(wěn)定是否滿足要求，因為其結構不含導熱的導體，只需要保證穿墻套管的尺寸形狀與母線相符即可。（5）判斷支柱絕緣子和穿墻套管的動穩(wěn)定Fc0.6Fd(N)式中Fd抗彎破壞負荷，NFc發(fā)生三相短路故障時作用在絕緣子或穿墻套管的作用力，N0.6絕緣子或穿墻套管

45、的潛在強度系數三相短路時絕緣子（或穿墻套管）所受的電動力FmaxFmax=1.7310-7Lcaish2(N)式中：Lc絕緣子的計算跨距，Lc=(L1+L2)2，L1、L2為與絕緣子相鄰的跨距，m。支柱絕緣子的Fc計算當導體水平放置時Fc=FmaxH1HH1=H+b+h2式中H1絕緣子底部到導體水平中心線的高度H絕緣子的高度，mmb導體支持器下片厚度，mm，一般豎放矩形導體b=18mm，平放矩形導體及槽型導體b=12mmh母線總高度，mm當導體垂直放置時Fc=Fmax穿墻套管的Fc計算（三相導體水平或垂直布置相同）Fc=Fmax=1.7310-7Lcaish2(N)式中：Lc穿墻套管的計算跨距

46、，Lc=L1+Lca2，Lca為穿墻套管的長度，m。4.5.2各側絕緣子及穿墻套管選擇結果表4-11 220kV及110kV絕緣子選定結果型號片數額定電壓（kV）額定機械拉伸負荷（kN）最小電弧距離mm雷電全波沖擊耐受電壓（kV）FXBW4-220/1001322010020501000FXBW4-110/10071101001200550FXB：高壓線路用棒性懸式復合絕緣子 W：大、小傘 4：設計序號（爬電比距25m/kV） 220/110:電壓等級 100：額定機械拉伸負荷100kN表4-12 10kV側絕緣子選定結果型號額定電壓（kV）絕緣子高度（mm）機械破壞負荷（kN）ZL-10/1

47、61018516ZL：戶內聯(lián)合膠裝式 10：額定電壓10kV 16：機械破壞負荷16kN表4-13 10kV側穿墻套管選定結果型號額定電壓（kV）外形尺寸（mmmm）套管長度（mm）機械破壞負荷（kN）CME-1010801048830CM：戶內母線型穿墻套管 E：機械破壞負荷30kN 10：額定電壓10kV4.6電壓互感器的選擇4.6.1選定條件（1）確定額定電壓315kV系統(tǒng)，選擇互感器類型是三相五柱式，一次和二次側都為星型接線，一次側電壓取值UNS，二次側電壓取值100V。335kV系統(tǒng)，選用類型是單臺或者兩臺單相式，一次側電壓取值UNS，二次側電壓取值100V。高于3kV系統(tǒng)，使用電壓

48、互感器型式為三臺單相式，一次和二次側都為星型接線，一次側電壓取值UNS3V，二次側電壓取值1003V。三次側，假如系統(tǒng)中性點接線方式是非直接類型，電壓取值1003V，假如系統(tǒng)中性點接線方式是直接類型，電壓取值100V。（2）種類和型式的選擇320kV屋內配電裝置，宜采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣結構的電磁式電壓互感器。35kV配電裝置，宜采用油浸絕緣結構的電磁式電壓互感器。110220kV高壓配電裝置，用電容式或者是串級電磁式電壓互感器。為了避免鐵磁諧振，當容量和準確度級滿足相應要求時，宜優(yōu)先采用電容式電壓互感器。330kV及以上配電裝置，宜采用電容式電壓互感器。SF6全封閉組合電器宜

49、采用電磁式電壓互感器。（3）準確級選擇重要回路如變壓器、發(fā)電機等記費用的電能表，選用0.5級。起運行及監(jiān)視作用，選用0.51級。用作估計測量數值的儀表，選用3級。供繼電保護用的采取D級，B級或者新類型P級，TPY級。4.6.2各側電壓互感器確定結果表4-14 各側電壓互感器確定結果型號額定電壓（kV）0.5級次級繞組額定容量（VA）分壓電容量（MF）最大容量（VA）初次繞組次級繞組輔助繞組TYD2203-0.007522030.130.12000.00751200TYD1103-0.007511030.130.12000.0151200JSJW-10100.10.1/3120960T：成套式

50、Y：電容式 D：單相 0.0075：分壓電容量J：電壓互感器 S三相或三繞組結構 J：油浸式 10：額定電壓10kV4.7電流互感器的選擇4.7.1選定條件（1）一次回路額定電壓和電流的選擇一次回路電壓UNUNS一次回路電流Ial=KINImax(A)式中：K溫度修正系數IN電流互感器一次額定電流（2）確定二次電流弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A。（3）種類和型式的選擇620kV屋內和高壓開關柜中的電流互感器，宜采用LA、LDZ、LFZ型；額定電流2000A以上線路選用LMZ、LAJ、LBJ型。35kV及以上結構宜采用油浸磁箱，型式為獨立式，選用LCW系列。（4）準確級選擇重要回路如變壓器、發(fā)電

51、機等記費用的電能表，選用0.5級。起運行及監(jiān)視作用，選用0.51級。用作估計測量數值的儀表，選用3級。供繼電保護用的采取D級，B級或者新類型P級，TPY級。（5）熱穩(wěn)定校驗It2tQk或KtIN12tQk(kA)2s式中：It熱穩(wěn)定電流Kt熱穩(wěn)定電流倍數IN1互感器一次回路電流（6）動穩(wěn)定校驗iesish或2IN1Kesish(kA)4.7.2各側電流互感器確定結果表4-15 220kV母線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）額定互感比（A）LCWB2-220W0.5/P/P/P31.5802400/5表4-16 220kV出線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流

52、（kA）動穩(wěn)定電流（kA）額定互感比（A）LCWB2-220W0.5/P/P/P31.5802200/5表4-17 110kV母線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流倍數動穩(wěn)定電流倍數額定互感比（A）LCWB6-1100.5/B/B/B751352800/5表4-18 110kV出線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流倍數動穩(wěn)定電流倍數額定互感比（A）LCWB4-1100.5/B/B/B751352100/5L：電流互感器 C：瓷絕緣 W：戶外型 B：有保護級 W：防污型110/220：額定電壓等級表4-19 10kV母線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）額定

53、互感比（A）LAJ-100.5/D63805000/5表4-20 10kV出線側電流互感器型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）額定互感比（A）LAJ-100.5/D63801000/5L：電流互感器 A：穿墻式 J：加強型 10：額定電壓10kV4.8熔斷器選定4.8.1選定條件（1）種類和型式的選擇電力線路、電力變壓器的短路或者過載保護，可選用RN1、RN3、RN5、RN6、RW3RW7、RW9RW11等系列。電壓互感器（3110kV）短路保護（不能做過載保護），可選用RN2、RN4、RW10、RXW0等系列。電力電容器回路短路或過載保護，可選用BRN1、BRN2、BRW等系

54、列。（2）額定電壓選擇UNUNS（3）額定電流選擇熔管額定電流：INtINS熔體額定電流：）保護35kV及以下電力變壓器的熔斷器INs=KImax式中：K可靠系數，不計電動機自啟動時K=1.11.3；考慮電動機自啟動時K=1.52.0。)保護電力電容器的熔斷器INs=KINc式中：K可靠系數，對跌落式熔斷器K=1.21.3；對限流式熔斷器，當一臺電力電容器時，K=1.52.0，當一組電力電容器時，K=1.31.8。（4）額定開斷電流校驗INbr=SNbr3UN當熔斷器不具備限流作用時INbr0.6ish當熔斷器具備限流作用時INbri此處熔斷器具有限流作用。4.8.2熔斷器選定結果表4-21

55、熔斷器選定結果型號額定電壓（kV）額定電流（A）最小開斷容量（MVA）RN4-10100.51000R：熔斷器 N：戶內型 4：設計序號 10：額定電壓10kV4.9避雷器選定4.9.1選定條件（1）避雷器持續(xù)運行電壓UbyUxg(kV)式中：Uby氧化鋅避雷器運行電壓有效值，kVUxg系統(tǒng)相電壓最高值，kV（2）避雷器額定電壓Ube1.25Uby4.9.2各側避雷器選定結果表4-22 220kV及110kV側避雷器確定結果（kV）型號系統(tǒng)額定電壓避雷器額定電壓持續(xù)運行電壓陡波沖擊電流殘壓雷電沖擊電流殘壓操作沖擊電流殘壓Y10W1-228/565220228179622565419YH5W-1

56、08/28111010884323281239Y：金屬氧化物避雷器 H：復合外套 10/5：標稱放電電流 W：結構特征（無間隙）表4-23 10kV側避雷器確定結果（kV）型號系統(tǒng)額定電壓避雷器額定電壓持續(xù)運行電壓8/20s雷電沖擊波殘壓操作沖擊電流殘壓Y5W-12.7/421012.76.64248Y：金屬氧化物避雷器 5：標稱放電電流 W：結構特征（無間隙）4.10中性點保護裝置的選擇表4-24 220kV側中性點電流互感器確定結果型號級次組合1S熱穩(wěn)定電流倍數動穩(wěn)定電流倍數額定互感比（A）LQZ-110D/D/0.5751782100/5表4-25 110kV側中性點電流互感器確定結果型

57、號級次組合1S熱穩(wěn)定電流倍數動穩(wěn)定電流倍數額定互感比（A）LQZ-110D/D/0.5751782200/5L：電流互感器 Q：線圈式 Z：澆注絕緣 110：額定電壓110kV表4-26 中性點成套保護裝置確定結果4.11補償裝置的確定4.11.1負荷補償Qc=Pctan1-tan2式中：Qc補償容量，kVarPc有功功率，kWtan1、tan2補償前后功率因數角正切值4.11.2補償裝置確定結果表4-27 補償裝置確定結果型號額定電壓（kV）總標稱容量（kVar）單臺標稱容量（kVar）接線方式外形尺寸LBH（mm）TBB10-2004/334102004334單星型387521602096

58、TBB：并聯(lián)補償成套裝置 10：額定電壓10kV 2004：總標稱容量2004kVar 334: 單臺標稱容量334kVar 變壓器保護整定5.1概述變壓器是對電力系統(tǒng)非常重要的設備之一，保證變壓器運行的安全性是非常重要的。對于容量較大的變壓器，一旦出現故障，將造成設備損壞等問題，造成巨大損失。因此需要對變壓器進行繼電保護整定。為保證變壓器安全穩(wěn)定運行，變壓器可撞色惡如下繼電保護。變壓器主保護：變壓器的瓦斯保護、變壓器縱聯(lián)差動保護變壓器后備保護：復合電壓啟動的過電流保護、零序過電流保護、過負荷保護5.2繼電保護裝置基本要求（1）可靠性：可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護性能的最基本要求。安

59、全性是要求繼電保護在不需要它動作時不發(fā)生誤動作，信賴性是要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內發(fā)生應該動作的故障時可靠動作。（2）選擇性：選擇性是在可能最小的區(qū)間內將故障從電力系統(tǒng)中切除，最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。（3）速動性：盡量快速切除出故障，減少故障部分對系統(tǒng)的影響，提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。（4）靈敏性：抗干擾、誤差能力強。有足夠迅速的反應能力，能夠靈敏的感知系統(tǒng)故障。5.3變壓器瓦斯保護5.3.1輕瓦斯保護輕瓦斯保護確定氣體的體積作為整定值，通常情況下整定值的大小處于250350cm3之間，對于容量在10MVA以上的變壓器，整定值多采用250cm3。氣體容積的調整可

60、通過改變重錘位置來改變。5.3.2重瓦斯保護重瓦斯保護的動作值采用油流流速表示，通常情況下整定值的大小處于0.61.5m/s之間，由于穿越性事故出現時，油流速度處于0.40.5m/s之間，為了令瓦斯保護不會因為事故做出誤動作，整定值可以選擇1m/s左右。5.4變壓器的縱聯(lián)差動保護5.4.1概述為了與瓦斯保護配合，采用縱聯(lián)差動保護。變壓器的縱聯(lián)差動保護用來反映變壓器繞組、引出線上的各種短路故障，是變壓器的主保護之一。變壓器的縱聯(lián)差動保護是比較變壓器各側電流的相位和數值的大小，即比較相量。5.4.2確定接線形式要求依據補償相位角這種辦法，消除不平衡電流，這種電流是因主變兩側電流相位差不為零而引起。