220KV60KV降压变电所电气部分初步设计 毕业设计.doc

I 内容摘要 电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学四年所学理 论知识，独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据“电力系统及自动化专业（发电厂及电力系统） ”毕业任务 书的要求，综合大学四年所学的专业知识及电力工程电气设计手册 ， 电力 工程电气设备手册等书籍的有关内容，在指导教师的帮助下，通过本人的精 心设计论证完成的。整个设计过程中，全面细致的考虑工程设计的经济性，系 统运行的可靠性，灵活性等诸多因素，最终完成本设计方案。 本设计说明书是根据毕业设计的要求，针对 220/60KV 降压变电所毕业设 计论文。本次设计主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。论 文包括选择变电所的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有 的各种电气设备及其各项参数，并且通过计算，详细的校验了各种不同设备的 热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变 电所所带负荷情况，最后确定本变电所电气主接线方案和高压配电装置及其布 置方式。论文包括设计的说明和设备选择的计算，并附有五张设计图纸（电气 主接线图一张、 变电所断面图两张、平面布置图一张、防雷保护图一张、继 电保护原理图一张） ，可为以后的设计做些参考。 由于时间紧张和能力有限，此论文中难免会出现遗漏和错误，希望老师给 予指点和更正。 最后，感谢各位老师给予我的帮助和大力支持，正因为你们精心的指导本 次论文才得以更好的完成，再次表示深深的感谢！ 关键词 电力系统，变压器， II Abstract Electrical engineering and professional graduate in its automation designs is an important link of the first step to trains student synthesize to make use of the four years in university an academic theories theory knowledge, independence analysis definitely reach agreement engineering actual problem ability. This design according to“ electric power system and automation profession( power plant and electric power system)“ the request that graduate the mission book, synthesize the four years in university a profession for learning knowledge and electric power engineering electricity design manual ,etc. Under the help that guide the teacher, pass oneself of design what argument complete with meticulous care.Whole design process inside, completely economic that meticulous consideration engineering design, dependable that system circulate, vivid etc. many factors, end complete this design project. This design the main according to the request that graduate the design, aiming at the 220/60 KV decline to press to change to give or get an electric shock a graduate the design the thesis. The design is based on summarizing our countrys substation design and operation .It takes the selections of devices which this substation needed such as the type of electric bus,the type of the power distribution.It is made up of the instruction and the caculating parts.And for blueprints(situation main connected wires picture,the plot and section of the substation,transformer protective principle connection picture),It can be unsuited for the same design in future. For my limited knowledge,it is impossible to be no mistakes in the draft.I hope the teacher give to point out with make correction. Finally, thanks for each teacher to give my help with support strongly, positive because you with meticulous care of leading this thesis just can better complete, mean the profound with gratitude again! Keyword electric power system, transformer III 目录 内容摘要 I Abstract .II 第一部分 毕业设计说明书 .1 第一章 引言 .1 第二章 主变压器台数和容量的确定 .2 2.1 主变压器选择的要求 .2 2.2 主变压器的选择： .2 第三章 主接线形式的选择及说明 .4 3.1 主接线的设计原则 .4 3.2 主接线的设计要求 .4 3.3 主接线的选择 .5 第四章 短路电流的计算 .8 4.1 短路电流计算的目的 .8 4.2 短路的基本类型 .8 4.3 一般规定 .8 4.4 计算步骤 .9 4.4.1 画等值电抗图 .9 4.4.2 计算短路电流步骤 .9 4.5 计算方法 .9 4.5.1 标么值法 .9 4.5.2 网络变换 .9 4.5.3 短路电流周期分量的计算 .10 第五章 主要电气设备的选择 .11 5.1 一般原则 .11 5.2 高压断路器的选择 .11 5.2.1 断路器形式的选择 11 5.2.2 断路器的选择方法 .12 5.3 隔离开关的选择 .12 5.2.1 隔离开关的选择方法 13 5.4 电压互感器的选择 .13 5.5 电流互感器的选择 .14 5.6 母线的选择 .16 5.6.1 母线选择的依据 .16 5.6.2 母线截面选择和校验 .16 第六章 防雷保护的设计 .17 6.1 防雷保护设计和选择 17 6.2 避雷器的选择 17 第七章 配电装置的设计 .19 7.1 电气布置 .19 7.2 配电装置设计原则 .19 7.3 配电装置型式的选择 .19 IV 7.3.1 屋外配电装置的特点 .20 7.3.2 屋外配电装置的最小安全净距 .20 7.3.3 屋外配电装置的若干问题 .20 第八章 继电保护和自动装置的规划设计 .22 8.1 继电保护的配置 .22 8.1.1 变压器的保护 .22 8.1.2 母线保护 .22 8.1.3 线路保护 .23 8.2 自动装置的配置 .24 8.2.1 配置原则及原因 .24 8.2.2 自动重合闸的作用 .24 8.2.3 自动重合闸装置应符合基本要求 .25 8.2.4 备用电源和备用设备自动投入 .25 第九章 防雷保护规划设计 .26 9.1 电工装置的防雷保护 .26 第二部分 220KV/60KV 降压变电所电气部分计算书 .27 第一章 短路电流的计算 .27 1.1 所用计算公式： .27 1.2 系统计算电路图和等值电路图 27 第二章 电气设备选择及计算校验 .33 2.1 高压断路器的选择计算 33 2.1.1 220KV 侧断路器的选择 33 2.1.2 60KV 侧断路器的选择 34 2.2 隔离开关的选择计算 .35 2.2.1 220KV 隔离开关的选择 35 2.2.2 60KV 侧隔离开关的选择 36 2.3 电压互感器的选择计算 .36 2.4 电流互感器的选择 .37 2.4.1 220KV 侧电流互感器的选择 37 2.4.2 60KV 侧电流互感器的选择 38 2.5 母线的选择计算 .39 2.5.1 220KV 侧母线的选择 39 2.5.2 60KV 侧母线的选择 40 第三章 防雷保护设计 .42 3.1 避雷器的选择 .42 3.2 避雷针的选择和计算 43 总 结 .45 致 谢 .46 参 考 文 献 .47 沈阳工程学院毕业设计（论文） 1 第一部分 毕业设计说明书 第一章 引言 电气工程及其自动化专业的毕业设计是培养学生综合运用大学四年所学理论知识， 独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据毕业设计的要求，针对 220/60KV 降压变电所毕业设计论文。本次设计 主要是一次变电所电气部分的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压 器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且 通过计算，详细的校验了各种不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说 明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电所电气主接线方案和高 压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其在电力网中的重要地位进行 继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形式的确定及所选设备的型号绘制 变电所的断面图、平面图、和继电保护原理图，同时根据所绘制的变电所平面图计算变 电所屋外高压配电装置的防雷保护，并绘制屋外高压配电装置的防雷保护图。本设计的 所有图纸都是计算机绘制而成，最后按照要求进行毕业设计成品打印。论文包括毕业设 计说明书和毕业设计计算书两部分，并附有五张设计图纸（电气主接线图一张、 变电所 断面图两张、平面布置图一张、防雷保护图一张、继电保护原理图一张） ，可为以后的设 计做些参考，同时能够比较直观的反映本设计变电所的整体全貌。 最后，感谢吴志宏及其它老师在设计过程中的指导。设计中难免有不合适的地方， 还请老师帮助改正。 2 第二章 主变压器台数和容量的确定 2.1 主变压器选择的要求 1.和电力系统连接的主变压器一般不超过两台。当只有一个电源或变电所的一级负 荷另有备用电源保证供电时，可装设一台主变压器。 2.变压器装设两台及以上主变压器时，每台容量的选择应按照其中任一台停用时， 其余变压器容量至少能保证所供电的全部一级负荷或为变电所全部负荷的 6075%。通常 一次变电所为 75%，二次变电所为 60%。 3.变电所的主变压器一般采用三相变压器，因制造或运输条件限制及初期只装一台 主变压器的 220KV 枢纽变电所中，一般采用单相变压器组，当装设一台单相变压器时， 应没有备用相，当主变压器超过一台，且各台容量满足上述要求时，单相变压器组可不 装设备用相。 4.变电所中的变压器在系统调压有要求时，一般采用带负荷调压变压器，如受设备 制造限制时，可采用独立的调压变压器或预留位置。 5.变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行，电力系统 采用的绕组连接方式只有“Y”型和“”型，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体 工程来确定。 2.2 主变压器的选择： 1.总容量的确定 主变容量的确定应根据 5-10 年发展规划进行选择，通过对原始资料的分析，根据负 荷及经济发展的要求，同时考虑负荷的同时系数和线损率等因素，可由公式 S=k0*（1+5%）*P/cos 求得。 分析原始资料变电所 60KV 用户负荷表（表 2-1） 表 2-1 用户负荷表 最大符合（KW）序 号 负荷名称 近期 远期 功率 因素 出线 方式 出现 回路数 1 机械厂 5000 7000 0.9 架空 1 2 科技园 5000 10000 0.9 架空 1 3 数字机床厂 6000 12000 0.95 架空 2 4 高压电气厂 8000 15000 0.95 架空 2 5 铸造厂 8000 12000 0.95 架空 2 沈阳工程学院毕业设计（论文） 3 6 水泵厂 60000 8000 0.95 架空 2 最大负荷利用小时数 T = 5600 小时，负荷同时系数 0.82，线损率为 5，重要负荷 占 75。 S1=p1/cos=15000/0.92=16304.4 S2=P2/cos=11000/0.93=11827.96 S3=P3/cos=21000/0.95=22105.26 S4=P4/cos=17000/0.90=18888.9 S5=P5/cos=16000/0.94=17021.3 S6=P6/cos=12000/0.90=13333.3 负荷总容量：S= S1+S2+S3+S4+S5+S6=99481.12 则 S=k0*（1+5%）*s=0.82*1.05*99481.12= 85653.24 因为重要负荷占 75%，所以单台变压器的容量： S0=75%*85653.24=64239.93 若选两台容量为 64239.KVA 的变压器，当一台停运时，仍能保证 75%的重要负荷供电。 查电力设备手册选用两台有载调压变压器，其型号为 SFPZ7-90000/220，电压为 230+8×1.5%/69KV，采用 YN,d11连接组，其具体型号和参数见表 2-2。 表 2-2 所选 SFPZ4-90000/220 变压器的主要参数 型 号 额定电压（KV） 连接组 别 损耗 (kw) 阻抗电压 （%） SFPZ4- 90000/2 20 高压 低压 YN，d 1 1 负载 空载 13.5 4 230+8 ×1.5% 69 369.9 102 第三章 主接线形式的选择及说明 3.1 主接线的设计原则 变电所电气主接线是电力系统接线的主要主成部分，它表明了发电机、变压器、线 路和断路器等设备的数量和接线方式，从而实现安全的发电、输变电、配电的任务。 根据设计规程，变电所主接线应满足可靠性、 灵活性、 经济性的要求。同时还应 考虑以下的因素： 1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用。 2）考虑近期和远期的发展规模。 3）考虑负荷的重要性分级和出线回数的多少对主接线的影响。 4）考虑主变台数对主接线的影响。 5）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。 3.2 主接线的设计要求 1.可靠性 1）应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。 2）主接线的可靠性包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。 3）主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备 可以简化接线。 4）要考虑所设计的变电所在电力系统中的地位和作用。 2.灵活性 主接线的灵活性有以下几方面的要求： 1）调度要求，可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系 统在事故运行方式下，检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 2）检修要求，可以方便地停运断路器，母线及其继电保护设备进行安全检修且不致 于影响对用户的供电。 3.经济性 1）投资省 a.主接线力求简单，以节省断路器、隔离开关、互感器、避雷器等一次设备。 b.要能使断电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 5 c.要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。 d.如能满足系统安全运行及继电保护要求，110KV 及以下终端或分支变电所可采用简 易电器。 2）占地面积小 主接线设计要为配电装置创造条件，尽量使占地面积减少。 3）电能损失小 经济合理的选择主变压器的种类、容量和数量，要避免因两次变压而增加电能损失。 3.3 主接线的选择 根据变电所设计等书籍中关于接线形式适用范围规定可知，220KV 配电装置出 线回路不超过两回时，可选用单母线、单母线分段接线，也可使用桥式接线。 下面选取单母线分段和内桥接线两种方案进行介绍和比较，从而选择最佳方案作为 本变电所侧一次主接线 表 21 220KV 侧主接线方案比较 方案一：单母线分段 方案二：内桥接线 特点 当一段母线发生故障后， 分段断路器自动将故障段 隔离，保证正常段母线不 间断供电，不指使重要用 户断电。 线路的投入和切除比较方便，当线路发生故障时， 仅线路断路器断开，不影响其他回路运行。但是 变压器发生故障时，与该台变压器相连的两台断 路器都断开，从而影响了一回为发生故障的线路 的运行。 可靠性 方案一当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段 母线不间断供电。方案二中当控制变压器的断路器出现故障时，可由旁路隔 离临时供电。 经济性 由于两种方案变压器型号和容量的选择均相同，所以只比较综合造价。方案 一用的断路器和开关电器多，占地面积大，故不经济。 灵活性 方案一用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有 两个电源供电。方案一有利于扩建，而方案二不能扩建。 综上所述，方案一比较灵活、可靠；方案二占地小，投资少，但不利于长远发展。 所以综合考虑选方案一：单母线分段接线为本变电所一次侧主接线。 6 60KV 侧接线的选择： 由于 60KV 侧进出线数共 12 回，查找规程，可选用双母线，我国 110-220KV 母线分 段规定是：而当配电装置的进线和出线总数为 1216 回时，仍采用不分段的双母线接线。 且在本设计中选择的断路器是 SF 断路器，由于其可靠性高，检修周期长，所以本变电所6 二次侧采用的接线方式是双母线接线，不设旁路母线。 关于二次侧方案的说明： 1. 可以轮流检修母线而不致使供电中断，只需将要检修的那段母线上的全部元件倒闸操 作到另一组母线上就可以停电检修。 2. 检修任一母线回路的母线隔离开关时只需停该回路即可。 3. 母线故障后能迅速供电。 4. 调度灵活，各个电源和各回路的负荷可以任意分配到某一组母线上，可以适应各种变 化的需要。 5. 扩建方便，双母线接线向左右任意方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的均匀 分配。 6. 便于实验，在个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。 综上所述，本变电所主接线选择以下接线方式 ：一次侧采用单母线分段接线，二次 侧采用双母线接线。 本设计的电气主接线图 图 2-1 电气主接线图 沈阳工程学院毕业设计（论文） 7 第四章 短路电流的计算 4.1 短路电流计算的目的 1、在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线时，为了比较各种不同方案的接线图， 确定是否采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。 2、选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备导体和电气设备，如：断路器、互 感器、母线、电缆等，必须与短路电流为依据。 3、为了合理的配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数，必须对电力网中发 生的各种短路进行计算和分析。 4、进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也包含有一部分短 路计算内容。 4.2 短路的基本类型 三相系统中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路， 其中三相短路是对称短路。 为了检验和选择电气设备和载流导体，以及为了继电保护的整定计算，常用下述短 路电流值。 ：短路电流的冲击值，即短路电流最大瞬时值。chI ：超瞬变或次暂态短路电流的有效值，即第一周期短路电流周期分量有效值，也' 就是在计算书中 0s 时的短路电流。 8 4.3 一般规定 1、验算导体和电器动稳定、热稳定，以及电器开断电流所用的短路电流，应按本设 计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，确定适中电流时，应按可能发生最 大短路电流的接线方式。而不按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 2、选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异 步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。 3、短路点的选择：选择导体的电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应选择在 正常接线方式时短路电流为最大的地点。本设计中选择变压器两侧的两点为短路点。 4、导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器开断电流，一般按三相短路计算，若发 电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地 短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。 4.4 计算步骤 4.4.1 画等值电抗图 1、首先去掉系统中的所有负荷开关，线路电容，各元件电阻； 2、选取基准容量和基准电压； 3、计算各元件的电抗标么值。 4.4.2 计算短路电流步骤 1、计算出各短路点在系统最大运行方式下的短路电流； 2、计算出各点发生短路时的最大冲击电流和短路容量； 3、列出短路电流计算数据表。 4.5 计算方法 4.5.1 标么值法 取基准容量 SB=100MVA， ，以下是各元件电抗标幺值的计算用公式：BavU 发电机电抗：X G=X N 线路电抗：X L*=0.4L 2B 变压器电抗：X *= NKS10% 沈阳工程学院毕业设计（论文） 9 短路电流周期分量有效值： '12NII 式中 -系统短路电流标幺值；1I -发电机组电流标幺值 。 2 冲击电流：i ch=2.55I' 短路功率： 12()t BSIS 4.5.2 网络变换 1、/Y 变换 123121232133223XXX 2、Y/变换 11223323231XX 网络图如下： X1 X2 X12X13 X23 X3 图 31 网络变换图 10 4.5.3 短路电流周期分量的计算 1、无限大电源供给的短路电流 当供电电源为无穷大或者计算电抗 3.45 时，不考虑短路电流周期分量的衰减，jsX 直接取 值的倒数即为短路电流在不同时刻周期分量的标幺值。jsX 2、有限电源供给的短路电流 先将电源对短路点的等值电抗 X* ，归算到以电源容量为基准的计算电抗 ，然后jsX 按 值查相应的发电机运算曲线，或查发电机的运算数字表，即可得到短路电流在不同js 时刻周期分量的标幺值。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 11 第五章 主要电气设备的选择 正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的 重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可 靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。 5.1 一般原则 1、应满足正常工作状态下的电压和电流的要求； 2、应满足安装地点和使用环境条件要求； 3、应满足在短路条件下的热稳定和动稳定要求； 4、应考虑操作的频繁程度和开断负荷的性质。 5.2 高压断路器的选择 5.2.1 断路器形式的选择 按照短路器采用的灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油式断路器、少油式断路器、 压缩空气高压断路器、 断路器、真空断路器等。由于多油式断路器和真空断路器没有 6SF 本设计中所需要的电压等级的型号，所以在次只对少油式断路器、 、压缩空气高压断路器 断路器这几种形式的断路器进行比较，列表比较如下： 6SF 表 5-1 断路器比较表 类别 结构特点 技术性能特点 运行维护特点 少油式断路器 油量少，油主要作为灭 弧介质，结构简单，制 造方便， ，积木式结构。 开断电流大，35KV 以 上为积木书式结构，全 开断时间短，可开断空 载长线。 运行经验丰富，易于维 护，噪声底，油量少， 易裂化，需要一套油处 理装置。 压缩空气高压断路器 结构复杂，以压缩空气 作为灭弧介质和操动介 质以及弧隙绝缘介质， 体积和重量较小。 额定电流和开断能力都 可以做的较大，适于开 断大容量电路，动作快， 开断时间短。 噪声大，维护周期长， 无火灾危险，价格高。 断路器6SF结构简单，但工艺及密封要求严格，体积小，重量轻。 额定电流和开断电流都可以做的很大，开断性能好，可适于各种工矿 开断， 气体灭弧，6SF 绝缘性能好，所以断口 电压可做的较高，断口 噪声低，维护工作量小， 不检修间隔期长，断路 器价格目前较高，运行 稳定，安全可靠，寿命 长。 12 开距小。 所以由上表比较可知， 断路器是在各方面都是较合适的，所以本设计中选择的断6SF 路器都是 断路器断路器。6SF 5.2.2 断路器的选择方法 1、断路器额定电压 大于电网电压 ，即 。NUNSUNS 2、高压断路器的额定电流 应大于或等于它的最大持续工作电流 ， 。I maxINmaxI 3、动稳定校验 断路器的极限通过电流峰值 应不小于三相短路时通过断路器的冲击电流 ，dw 'chi 即 。dwI'chi 4、热稳定校验 高压断路器的短时允许发热量 应不小于短路期内短路电流发出的热量 ，即2tI KQ 。2tkIQ 5、开断电流能力校验 断路器的额定开断电流 应大于短路电流的有效值 ，即 。 NbrI 'INbr'I 本变电所 220KV 侧选用型号为 LW -220 的断路器, 60KV 侧选择型号为 LW(OFPT-63)7 断路器。 其主要参数如表 42 所示： 表 52 断路器主要参数 型号 LW -2207LW(OFPT)-63 额定电压(KV) 220 63 最高工作电压(KV) 252 72.5 额定电流(A) 1250 1250 额定短路开断电流(KA,有效值) 31.5 25 额定短路关合电流(KA,峰值) 80 63 3S 额定短时耐受电流(KA,有效值) 31.5 25 额定峰值耐受电流(KA,峰值) 80 63 分闸时间(MS) 30 30 沈阳工程学院毕业设计（论文） 13 5.3 隔离开关的选择 隔离开关的选择，除了不校验开断能力外，其余与断路器的选择相同，因为隔离开 关与断路器串联在回路中，网络出现短路故障时，对隔离开关的影响完全取决于断路器 的开断时间，故计算数据与断路器选择时的计算数据完全相同。 5.2.1 隔离开关的选择方法 1、隔离开关额定电压 大于电网电压 ，即 。NUNSUNS 2、隔离开关的额定电流 应大于或等于它的最大持续工作电流 ， 。I maxINmaxI 3、动稳定校验 隔离开关的极限通过电流峰值 应不小于三相短路时通过隔离开关的冲击电流dwI ，即 。'chidwI'chi 4、热稳定校验 隔离开关的短时允许发热量 应不小于短路期内短路电流发出的热量 ，即2tI KQ 。2tkIQ 5、开断电流能力校验 隔离开关的额定开断电流 应大于短路电流的有效值 ，即 。 NbrI 'INbr'I 本变电所 220KV 侧选用型号为 GW -220/600 隔离开关, 60KV 侧选择型号为断 GW -7 5 60GD/1000 隔离开关。 表 53 隔离开关主要参数 型号 GW7-220/600 GW5-60GD/1000 额定电压(KV) 220 60 最高工作电压(KV) 252 72.5 额定电流(A) 600 1000 5S 热稳定电流(KA,有效值) 21 14 极限通过峰值电流(KA) 55 50 分闸时间(S) 0.03 0.03 5.4 电压互感器的选择 1、按额定电压选择 选择原边额定电压 要与接入的电网电压相适应，即要求电压互感器原边所接受的1U 电网电压应满足下列条件： 14 1.1 0.9 NSU1N 其中： -电网电压； -电压互感器一次绕组额定电压。 2、按准确级和容量选择 用于电度计量的电压互感器，准确度不低于 0.5 级，用于电流、电压测量的准确度 不应低于 1 级，用于继电保护不应低于 3 级。 3、结构种类选择 60KV 及以上可选串级式电压互感器。 110KV 及以上可选用电容分压式电压互感器。 本变电所 220KV 侧选择型号为 JDX-220 的电压互感器。60KV 侧选择型号为 JDCF-63 的电压互感器。 表 54 220KV 侧电压互感器 型号 JDX-220 额定电压比（KV） 20.1/.3 测量 0.2 级0.5 级 200400二次绕组额定输出 （KV） 保护 3P 级 3P 级 400 300 额定输出（VA） 200剩余电压绕组 准确级 3P 表 55 60KV 侧电压互感器 型号 JDCF-63 额定电压比（KV） 31.0/./36 二次绕组 测量 保护 剩余 准确级 0.2 0.5 3P 3P 额定输出 (VA) 50 100 400 100 极限输出（VA） 2000 频率（HZ） 50 5.5 电流互感器的选择 1、电流互感器额定电压 大于电网电压 ，即 。NUNSUNS 沈阳工程学院毕业设计（论文） 15 2、电流互感器的额定流 应大于等于最大持续工作电流 ， 。NI maxINmaxI 3、按准确度级和副边负荷选择额定电流：为了保证测量仪表的准确度，电流互感器 的准确级不得低于所供测量仪表的准确级，为保证互感器在一定的准确级工作，电流互 感器二次侧所接负荷 应不大于该准确级所规定的额定容量 。2S 2eS 4、动稳定校验 极限电流互感器通过电流峰值 应不小于三相短路时通过电流互感器的冲击电流dwI ，即 。'chidwI'chi 5、热稳定校验 短时允许电流互感器发热量 不小于短路期内短路电流发出的热量 ，即2tI KQ 。2tkIQ 6、开断电流能力校验 电流互感器额定开断电流 应大于短路电流的有效值 ，即 。 NbrI 'INbr'I 本变电所 220KV 侧选择型号为 LB -220 的电流互感器，60KV 侧选择型号为 LCWB -636 5 的电流互感器。 表 56 220KV 侧电流互感器参数表 型号 LB -2206 额定电压（KV） 220 最高工作电压（KV） 252 额定一次电流（A） 300 额定二次电流（A） 5 级次组合 0.5/10P/10P/10P/10P/10P 额定输出 COS=0.8 （KVA） 0.5 级 30 10P 级 60 额定短时热电流（KA/S） 31.5/1 动稳定电流（KA） 80 表 57 60KV 侧电流互感器参数 型号 LCWB -635 额定电流比（A） 900/5 准确级 0.5 B 额定输出 COS=0.8 （KVA） 0.5 级 1K1，1K2 30 16 0.5 级 1K1，1K3 50 B 2K1，2K2，3K1，3K2 50 额定 1S 短时热电流（KA） 25 额定动稳定电流（KA） 62.5 5.6 母线的选择 5.6.1 母线选择的依据 1、电流分布良好； 2、散热良好； 3、有利于提高电晕超始电压； 4、安装检修方便，连接简单。 5.6.2 母线截面选择和校验 由于本设计的 T =5000H，处于临界点，既可以用长期发热允许电流选择，又可以MAX 用经济电流密度选择，在本设计中采用的方法是长期发热允许电流选择方法。 1、按导体长期发热允许电流选择，按下式： （1）maxlIK 式中： -导体所在回路最大持续工作电流； -在额定环境温度 时导体允许电流；al 025C K与实际环境温度和海拔有关的综合修正系数。当导体允许最高温度为 +70 和不计日照时，K 值也用下式计算：C （2）0al 其中： -导体长期发热允许最高温度；al -导体额定环境温度和安装地点实际环境温度。0、 2、按短路热稳定检验 在校验导体热稳定时，若计及集肤效应系数 的影响， ，可得由热稳定决定的导体最SK 小截面为 （3）min/ksSQC 其中 S : 所选导体截面 mm ；i 2 C: 热稳定系数， ，与导体材料及工作温度有关，可由课本发电厂电气部 分 表 4-6 查得；15P K : 集肤效应系数，在本设计中取 K =1。s s 所选截面应大于或等于 S 合格。min 沈阳工程学院毕业设计（论文） 17 本变电所 220KV 侧选择母线型式为钢芯铝母线，型号为 LGJ-240，不需进行动稳定校 验。 60KV 侧选择母线型式钢芯铝母线，型号为 LGJQ-700，不需进行动稳定校验。 18 第六章 防雷保护的设计 6.1 防雷保护设计和选择 输电线路的防雷保护 输电线路担负着发电厂产生和经过变电所变压后的电力输送到各地区用电中心的重 任。架空输电线路遭受雷电袭击的机会很多，所以输电线路的雷击事故在电力系统总的 雷害事故中占很大的比重。输电线路防雷保护的根本目的是尽可能减少线路雷害事故的 次数和损失。 变电所的防雷保护 变电所是多条输电线路的交汇点和电力系统的枢纽。故变电所的雷害事故就要严重 的多，往往导致大面积停电，其次，变电设备的内绝缘水平往往低于线路绝缘，而且不 具有自恢复功能，一旦因雷电过电压而发生击穿，后果会十分严重。不过另一方面，变 电所的地域比较集中，因而比较容易加强保护。 6.2 避雷器的选择 避雷器的设计原则 1、配电装置的每组母线上应装设避雷器。 2、110-220KV 线路侧一般不装设避雷器。 避雷器的类型 1、保护间隙是最简单最原始的限压器，但它没有灭弧装置、对变压器等设备的绝缘 很不利等缺点，所以在现代的电力系统中不能采用。 2、管型避雷器：它有较强的灭弧能力，但是在我们计算出短路电流后，很难选择出 一个合适的型号，此外，它的运行也不是很可靠，并且动作时形成截波对变压器的纵向 绝缘不利，所以不被采用。 3、普通阀型避雷器：变电所防雷保护的重点对象是变压器，而保护间隙和管型避雷 器都不能承受保护变压器的重任，所以不能成为变电所防雷中的主要保护装置，变电所 的防雷保护主要依靠阀型避雷器。阀型避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的 主要措施，其保护作用主要是限制过电压波的幅值。其在电力系统过电压防护和绝缘配 合中都起着重要的作用。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 19 综上所述，本设计全部选用阀型避雷器。220KV 侧选择型号为 FZ-220J 的避雷器， 60KV 侧选择型号为 FZ-60 的避雷器，变压器中性点选择型号为 FZ110 的避雷器。 它们的基本数据如下所示： 表 61 220KV 侧避雷器参数表 工频放电电压有效值 8/20µS 雷电冲击 波残压峰值不大 于（KV） 型号 额定电压有效值 （KV） 灭弧电压有效 值（KV） 不小于 不大于 5KA 10KA FZ-220J 220 200 448KV 536KV 652 715 表 62 60KV 侧避雷器参数表 工频放电电压有效值 8/20µS 雷电冲击 波残压峰值不大 于（KV） 型号 额定电压有效值 （KV） 灭弧电压有效 值（KV） 不小于 不大于 5KA 10KA FZ-60 60 70.5 140KV 173KV 227 250 表 63 变压器中性点避雷器参数表 工频放电电压有效值 8/