22011035K地区变电所电气主接线设计 毕业论文.doc

毕业论文题 目：220/110/35K地区变电所电气主接线设计学 生 姓 名： 系 别：机械与电力工程系专 业：电厂设备运行与维护班 级：08热电一指 导 教 师： 二一一年五月摘 要随着现代化进程的快速推进，电力工业发展水平和电气化程度是国家国民经济发展的重要标志。我国的电力工业已经进入了大机组、大电厂、大电网、超高压、自动化、信息化发展的新时期。随着人们对电能的需求量日益增加，电能由发电厂发出要经过变压器变压供给用户，这时变电所就成为了发电厂到用户的媒介。这样就必须合理的规划变电所以保证向用户可靠、安全的供电。本次设计题目为“地区220kV降压变电站电气部分设计”，包括：220kV降压变电站电气主接线设计；选择确定主变压器的型号、容量；短路电流计算；主要电器设备选择、（包括母线，断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，避雷器，熔断器等。）；防雷接地的设计；变压器保护。为了使变电所顺利完成变电、输配电任务，主接线设计要满足供电可靠性、运行的灵活性和经济性、先进性等项基本要求。根据负荷的大小确定既经济又实用的变压器，通过进行变电所短路电流计算，有助于我们选择能安全、可靠工作又经济的电气设备，也有助于设计和选择屋内、屋外配电装置。当变电所在运行时出现故障时而不间断地对、类负荷供电，就要对变电所的设备，尤其是对主要设备进行相应的保护，对变电所进行防雷接地计算和利用WBZ-500H微机型变压器保护装置对变压器进行相应的保护计算，从而保证变电所安全、经济地供电 。  【关键词】 变电所 主接线 设备选择 设计目 录第一章 变电所电气主接线设计11.1电气主接线的一般要求11.2主接线选择的主要原则21.3主接线的接线方式选择2第二章 主变压器容量台数及形式的选择32.1主变压器台数的选择32.2主变压器容量的选择42.3主变压器型式的选择42.4主变压器调压方式的选择62.5主变压器冷却方式的选择6第三章 短路电流计算63.1概 述 63.2短路计算的目的及假设73.3短路计算的基本假设7第四章 电气设备的选择84.1断路器的选择84.2隔离开关的选择94.3高压熔断器的选择104.4互感器的选择104.5母线的选择12第五章 继电保护配置规.145.1 系统继电保护自动置.145.2 主变压保护.14第六章 防雷设计规划.156.1 防雷保护的设计.156.2 主变中性点放电间隙保护.16结论 .17参考文献.18谢辞.19.第一章 变电所电气主接线设计 变电所的电气主接线是电力系统接线的重要部分，它表明变电所内的变压器，各等级的线路，无功补偿设备以最优化的接线方式鱼电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。电气主接线的设计与所在电力系统及所采用的设备密切相关。随着电力系统的不断发展，新技术的采用，电气设备的可靠性不断提高，设计主接线的观念也应与时俱进，不断创新。电气主接线的设计是根据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选择出一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。变电所的电气主接线是电力系统接线的重要组成部分。它表明变电所内的变压器，各电压等级的线路，无功补偿设备最优化的接线方式与电力系统连接，同时也表明在变电所内各种电气设备之间的连接方式。一个变电所的电气主接线包括高压侧，中压侧，低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路不同，其接线方式也不同。1.1电气主接线的一般要求1）应按电源情况，负荷性质，容量大小及邻近所联系等因素确定直接线型式。力求简单可靠，维护方便，使用灵活，便于发展。2）空架进线避雷器设在靠近变压器的架空进线处，电缆进线的避雷器设在进线开关后的母线上。3）一段母线设一组电压互感器。当分段的单母线在正常运行时不为分段，亦可仅设一组电压互感器。4）设在母线上的电压互感器及避雷器可合用一组隔离开关。5）按电业局要求必须设置高压计费时，则必须在计费处装设电流互感器及电压互感器专柜。6）在所有进出线回上按指示计量，继电保护的要求装设电流互感器。7）单电源的主接线，可以仅在断路器靠电源侧装设隔离开关或隔离触头。8）在电源进线上应装设带电指示装置。若采用真空断路器时，为防止操过电压，应在供电变压器的35110KV线路上装设阻容吸收器或氧化锌避雷器。另外，对电气主接线还要求单电源的主接线，可以仅在断路器靠电源侧装设隔离开关或隔离触头。这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一个特性，也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也有不同的侧重。例如，系统中的超高压，大容量枢纽变电所，因停电会对系统和用户造成的损失较小，故对其主接线的经济性就特别重视。1.2主接线选择的主要原则1）变电所主接线要与变电所在系统中的地位，作用向适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性，灵敏性，经济性的要求。2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足出故障时应处理的要求。3）各种装配接线的选择，要考虑该装置所在的变电所性质，电压等级，进出线回路数，采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。4）近期接线和远景接线相结合，方便接线的过程。5）在确定变电所主接线时要进行技术经济比较。1.3.主接线接线方式的选择电气主接线是根据电力系统和变电所具体条件确定的，它以电源和出线为主体，在进出线路多时（一般超过四回）为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。1.3.1单母线接线单母线接线虽然接线简单清晰、设备少、操作方便，便于扩建和采用成套配电装置等优点，但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关）等故障或检修时，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，才能恢复非故障段的供电，并且电压等级越高，所接的回路数越少，一般只适用于一台主变压器。单母接线适用于：220330KV配电装置的出线回路数不超过两回，110220KV，配电装置的出线回路数不超过3回，3563KV配电装置的出线回路数不超过5回，才采用单母线接线方式，故不选择单母接线。1.3.2单母分段用断路器，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。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。但是，一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电，而出线为双回时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需向两个方向均衡扩建，单母分段适用于：220KV330KV配电装置的出线回路数为34回，110220KV配电装置的出线回路数为48回，35110KV配电装置出线为6回及以上，则采用单母分段接线。1.3.3单母分段带旁路母线这种接线方式：适用于进出线不多、容量不大的中小型电压等级为110220KV的变电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。1.3.4双母接线它具有供电可靠、调度灵活、扩建方便等优点，而且，检修另一母线时，不会停止对用户连续供电。如果需要检修某线路的断路器时，不装设“跨条”，则该回路在检修期需要停电。对于，220K330KV输送功率较多，送电距离较远，其断路器或母线检修时，需要停电，而断路器检修时间较长，停电影响较大，一般规程规定，220KV330KV双母线接线的配电装置中，当出线回路数达7回，（220KV）或5回（330KV）时，一般应装设专用旁路母线。1.3.5双母线分段接线双母线分段，可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别接到不同的母线上，对大容量且在需相互联系的系统是有利的，由于这种母线接线方式是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题。而较容易实现分阶段的扩建等优点，但是易受到母线故障的影响，断路器检修时要停运线路，占地面积较大，一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不分段。为了保证双母线的配电装置，在进出线断路器检修时（包括其保护装置和检修及调试），不中断对用户的供电，可增设旁路母线，或旁路断路器。当220KV出线为7回及以上，330KV出线在4回以下时，可用母联断路器兼旁路断路器用，这样节省了断路器及配电装置间隔。 第二章 主变压器容量、台数及形式的选择 2.1 主变压器台数的选择本次所设计的变电所是220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至63KV及35KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。2.2 主变压器容量的选择主变容量一般按变电所建成近期负荷，510年规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展，对于城郊变电所主变压器容量应当与城市规划相结合，该所近期和远期负荷都给定，所以应按近期和远期总负荷来选择主变的容量，根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应保证全部负荷的70%80%。该变电所是按70%全部负荷来选择。因此，装设两台变压器变电所的总装容量为：se = 2（0.7PM） = 1.4PM。当一台变压器停运时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力为40%，则可保证98%负荷供电，而高压侧220KV母线的负荷不需要通过主变倒送，因为，该变电所的电源引进线是220KV侧引进。其中，中压侧及低压侧全部负荷需经主变压器传输至各母线上。因此主变压器的容量为：Se = 0.7（S+S）。2.3 主变压器型式的选择2.3.1主变压器相数的选择当不受运输条件限制时，在380KV以下的变电所均应选择三相变压器。而选择主变压器的相数时，应根据原始资料以及设计变电所的实际情况来选择。单相变压器组，相对来讲投资大，占地多，运行损耗大，同时配电装置以及断电保护和二次接线的复杂化，也增加了维护及倒闸操作的工作量。本次设计的变电所，位于市郊区，不受运输的条件限制，故本次设计的变电所选用三相变压器。2.3.2绕组数的选择在具有三种电压等级的变电所，如通过主变压器的各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备，主变宜采用三绕组变压器。一台三绕组变压器的价格及所用的控制和辅助设备，比相对的两台双绕组变压器都较少，而且本次所设计的变电所具有三种电压等级，考虑到运行维护和操作的工作量及占地面积等因素，该所选择三绕组变压器。在生产及制造中三绕组变压器有：自耦变、分裂变以及普通三绕组变压器。1）自耦变压器，它的短路阻抗较小，系统发生短路时，短路电流增大，以及干扰继电保护和通讯，并且它的最大传输功率受到串联绕组容量限制，自耦变压器，具有磁的联系外，还有电的联系，所以，当高压侧发生过电压时，它有可能通过串联绕组进入公共绕组，使其它绝缘受到危害，如果在中压侧电网发生过电压波时，它同样进入串联绕组，产生很高的感应过电压。由于自耦变压器高压侧与中压侧有电的联系，有共同的接地中性点，并直接接地。因此自耦变压器的零序保护的装设与普通变压器不同。自耦变压器，高中压侧的零序电流保护，应接于各侧套管电流互感器组成零序电流过滤器上。由于本次所设计的变电所所需装设两台变压器并列运行。电网电压波动范围较大，如果选择自耦变压器，其两台自耦变压器的高、中压侧都需直接接地，这样就会影响调度的灵活性和零序保护的可靠性。而自耦变压器的变化较小，由原始资料可知，该所的电压波动为±8%，故不选择自耦变压器。2）分裂变压器：分裂变压器约比同容量的普通变压器贵20%，分裂变压器，虽然它的短路阻抗较大，当低压侧绕组产生接地故障时，很大的电流向一侧绕组流去，在分裂变压器铁芯中失去磁势平衡，在轴向上产生巨大的短路机械应力。分裂变压器中对两端低压母线供电时，如果两端负荷不相等，两端母线上的电压也不相等，损耗也就增大，所以分裂变压器适用两端供电负荷均衡，又需限制短路电流的供电系统。由于本次所设计的变电所，受功率端的负荷大小不等，而且电压波动范围大，故不选择分裂变压器。3）普通三绕组变压器：价格上在自耦变压器和分裂变压器中间，安装以及调试灵活，满足各种继电保护的需求。又能满足调度的灵活性，它还分为无激磁调压和有载调压两种，这样它能满足各个系统中的电压波动。它的供电可靠性也高。所以，本次设计的变电所，选择普通三绕组变压器。2.4主变调压方式的选择为了满足用户的用电质量和供电的可靠性，330KV及以上网络电压应符合以下标准：枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定，可为电网额定电压的11.3倍，在日负荷最大、最小的情况下，其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%，事故后不应低于电网额定电压的95%。电网任一点的运行电压，在任何情况下严禁超过电网最高电压，变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%100%。调压方式分为两种，不带电切换，称为无激磁调压，调整范围通常在±5%以内，另一种是带负荷切换称为有载调压，调整范围可达30%。由于该变电所的电压波动较大，故选择有载调压方式，才能满足要求。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。2.5主变压器冷却方式的选择1）主变压器一般采用的冷却方式有：自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。2）自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。强迫油循环水冷却，虽然散热效率高，节约材料减少变压器本体尺寸等优点。但是它要有一套水冷却系统和相关附件，冷却器的密封性能要求高，维护工作量较大。所以，选择强迫油循环风冷却。第三章 短路电流计算 3.1 概述在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。3.2 短路计算的目的及假设3.2.1短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节。其计算目的是：1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。5）按接地装置的设计，也需用短路电流。3.2.2短路电流计算的一般规定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，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后510年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应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机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。3.3短路计算的基本假设1）正常工作时，三相系统对称运行；2）所有电源的电动势相位角相同；3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；6）系统短路时是金属性短路。3.3.1基准值高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：基准容量：Sj = 100MVA基准电压：Vg（KV） 10.5 115 2303.3.2短路电流计算的步骤1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；2）给系统制订等值网络图；3）选择短路点；4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。标幺值：Id* = 有名值：Idi = Id*Ij5）计算短路容量，短路电流冲击值短路容量：S = VjI短路电流冲击值：Icj = 2.55I。 第四章 电气设备的选择4.1 断路器的选择变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35220KV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10KV电压等级，10KV采用真空断路器。4.1.1按开断电流选择高压断路器的额定开断电流Iekd应不小于其触头开始分离瞬间（td）的短路电流的有效值Ie(td)即：IekdIz（KA）Iekd 高压断路器额定开断电流（KA）Iz 短路电流的有效值（KA）4.1.2短路关合电流的选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流不应小于短路电流最大冲击值。4.1.3关于开合时间的选择对于110KV及以上的电网，当电力系统稳定要求快速切除故障时，分闸时间不宜大于0.045s，用于电气制动回路的断路器，其合闸时间大于0.04 0.06s。 4.2 隔离开关的选择隔离开关，配制在主接线上时，保证了线路及设备检修形成明显的断口，与带电部分隔离，由于隔离开关没有灭弧装置及开断能力低，所以操作隔离开关时，必须遵循倒闸操作顺序。4.2.1隔离开关的配置：1）断路器的两侧均应配置隔离开关，以便在断路器检修时形成明显的断口，与电源侧隔离；2）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；3）接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关，为了保证电器和母线的检修安全，每段母上宜装设12组接地刀闸或接地器。63KV及以上断路器两侧的隔离开关和线路的隔离开关，宜装设接地刀闸。应尽量选用一侧或两侧带接地刀闸的隔离开关；4）按在变压器引出线或中性点上的避雷器可不装设隔离开关；5）当馈电线的用户侧设有电源时，断路器通往用户的那一侧，可以不装设隔离开关，但如费用不大，为了防止雷电产生的过电压，也可以装设。4.3 高压熔断器的选择熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害。屋内型高压熔断器在变电所中常用于保护电力电容器配电线路和配电变压器，也可常用于保护电压互感器。4.3.1按额定电压选择对一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网额定电压。另外对于充填石英砂有限流作用的熔断器，只能用于等于其额定电压电网中。4.3.2按额定电流选择（1）熔管额定电流选择：为了保证熔断器壳不致损坏，高压熔断器的熔管额定电流Ierg应大于熔化的额定电流Iert即：IergIert（2）熔体额定电流选择：为了防止熔体在通过变压器励磁涌流和保护范围以外的短路可按下式选择即：Iert = kIgmax用于保护电力电容的高压熔断器熔体：即：Iert = kIeck可靠系数(一台电力电容时k =1.52.0，一组电力电容器时k =1.31.8)。Iec电力电容器回路的额定电流。3、熔断器开断电流校验：IekdIcj（或Iz）对于保护电压互感器用的高压熔断器，只需按额定电压及断流量来选择。4.4 互感器的选择互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有：1）将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。电流互感器的特点：1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷，而与二次电流大小无关；2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。电压互感器的特点：1）容量很小，类似于一台小容量变压器，但结构上需要有较高的安全系数；2）二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，互感器近似于空载状态运行，即开路状态。互感器的配置：1）为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器；2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，如：发电机和变压器的中性点；3）对直接接地系统，一般按三相配制。对三相直接接地系统，依其要求按两相或三相配制；4）6220KV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器；5）当需要监视和检测线路有关电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。4.4.1电流互感器的选择1)电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流I1与-I2在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。2)电流互感器10%误差曲线：是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。3)额定容量为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量Se2。4)按一次回路额定电压和电流选择电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足：VeVew Ie1Igmax，为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流。Vew 电流互感器所在电网的额定电压Ve Ie1 电流互感器的一次额定电压和电流Igmax 电流互感器一次回路最大工作电流5)种类和型式的选择选择电流互感器种类和形式时，应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，再根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）来选择。4.4.2电压互感器及型式的选择电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在635KV屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110220KV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。220KV及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。5、按容量的选择互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），Se2应不小于互感器的二次负荷S2，即：Se2S24.5 母线的选择母线在电力系统中主要担任传输功率的重要任务，电力系统的主接线也需要用母线来汇集和分散电功率，在发电厂、变电所及输电线路中，所用导体有裸导体，硬铝母线及电力电缆等，由于电压等级及要求不同，所使用导体的类型也不相同。敞露母线一般按导体材料、类型和敷设方式、导体截面、电晕、短路稳定、共振频率等各项进行选择和校验。4.5.1裸导体应根据具体使用情况按下列条件选择和校验（1）型式：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流较大且位置特别狭窄的发电机，变压器出线端部，以及对铝有较严重腐蚀场所，可选用铜质材料的硬裸导体。回路正常工作电流在400A及以下时，一般选用矩形导体。在4008000A时，一般选用槽形导体。（2）配电装置中软导线的选择，应根据环境条件和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定导体的截面和导体的结构型式。（3）当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择导线的截面积，对220KV及以下配电装置，电晕对选择导体一般不起决定作用，故可采用负荷电流选择导体截面。4.5.2母线及电缆截面的选择除配电装置的汇流母线及较短导体按导体长期发热允许电流选择外，其余导体截面，一般按经济电流密度选择。（1）按导体长期发热允许电流选择，导体能在电路中最大持续工作电流Igmax应不大于导体长期发热的允许电流Iy即：IgmaxkIy（2）按经济电流密度选择，按经济电流密度选择导体截面可使年计算费用最低，对应不同种类的导体和不同的最大负荷年利用小时数Tmax将有一个年计算费用最低的电流密度经济电流密度（J）。（3）热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。SSmm = （mm2）（4）动稳定校验：动稳定必须满足下列条件即：maxyy 母线材料的允许应力（硬铅y为69×106P硬铜137×106Pa，铜为157×106Pa）提供电源，以获得较高的可靠性。 第五章 继电保护配置规划5.1系统继电保护及自动装置继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障，在此设计变电站继电保护结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性，可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平。 5.1.1 110千伏系统 110千伏线路配置高频距离保护，要求能快速反应相间及接地故障。对于110千伏双母线接线，配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护。每条线路配置功能齐全，性能良好的故障录波装置。5.1.2 35千伏系统 35千伏线路配置阶段式距离保护，要求能反应相间及接地故障。对于35千伏双母线接线，配置一套能快速有选择性切除故障的母线保护。每条线路配置功能齐全，性能良好的故障录波装置。 5.2主变压器保护电力变压器是电力系统中大量使用的重要的电气设备,它的故障将对供电可靠性和系统正常运行带来严重的后果,同时大容量变压器也是非常贵重的设备, ,因此必须根据变压器的保护的容量和重要程度装设性能良好、动作可靠的保护。变压器故障可分为油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障包括相间短路、绕组的匝间短路和单相接地短路；油箱外部故障包括引线及套管处会产生各种相间短路和接地故障。变压器的不正常工作状态主要由外部短路或过负荷引起的过电流、油面降低。对于上述故障和不正常工作状态变压器应装设如下保护： 1)、为反应变压器油箱内部各种短路和油面降低，对于0.8MVA及以上的油浸式变压器和户内0.4MVA以上变压器,应装设瓦斯保护。 2)、为反应变压器绕组和引线的相间短路,以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路,应装设纵差保护或电流速断保护。对于6.3MVA及以上并列运行变压器和10MVA及以上单独运行变压器, 以及6.3MVA及以上的所用变压器,应装设纵差保护。3)、为反应变压器外部相间短路引起的过电流和同时作为瓦斯、纵差保护(或电流速断保护)的后备应装设过电流保护.例如,复合电压起动过电流保护或负序过电流保护。 4)、为反应大接地电流系统外部接地短路,应装设零序电流保护。 5)、为反应过负荷应装设过负荷保护 第六章 防雷设计规划6.1 防雷保护的设计变电所是电力系统的中心环节，是电能供应的来源，一旦发生雷击事故，将造成大面积的停电，而且电气设备的内绝缘会受到损坏，绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保证电气设备的安全运行。变电所的雷害来自两个方面，一是雷直击变电所，二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入，对直击雷的保护，一般采用避雷针和避雷线，使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内，此外还应采取措施，防止雷击避雷针时不致发生反击。对侵入波防护的主要措施是变电所内装设阀型避雷器，以限制侵入变电所的雷电波的幅值，防止设备上的过电压不超过其耐压值，同时在距变电所适当距离内装设可靠的进线保护。避雷针的作用：将雷电流吸引到其本身并安全地将雷电流引入大地，从而保护设备，避雷针必须高于被保护物体，可根据不同情况或装设在配电构架上，或独立装设，避雷线主要用于保护线路，一般不用于保护变电所。避雷器是专门用以限制过电压的一种电气设备，它实质是一个放电器，与被保护的电气设备并联，当作用电压超过一定幅值时，避雷器先放电，限制了过电压，保护了其它电气设备。6.1.1避雷针的配置原则：1）电压110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在配电装置的构架或房顶上，但在土壤电阻率大于1000n米的地区，宜装设独立的避雷针。2、独立避雷针（线）宜设独立的接地装置，其工频接地电阻不超过10n。3、35KV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击。4、在变压器的门型架构上，不应装设避雷针、避雷线，因为门形架距变压器较近，装设避雷针后，构架的集中接地装置，距变压器金属外壳接地点在装置中距离很难达到不小于15M的要求。6.1.2避雷器的配置原则1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器。2）旁路母线上是否应装设避雷器，应看旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足而定。3）220KV以下变压器和并联电抗器处必须装设避雷器，并尽可能靠近设备本体。4）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。5）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。6）110KV220KV线路侧一般不装设避雷器。 6.2 主变中性点放电间隙保护为了保护变压器中性点，尤其是不接地高压器中性点的绝缘，通常在变压器中性点上装设避雷器外，还需装设放电间隙，直接接地运行时零序电流保护起作用，动作 接地变压器，避雷器作后备；变压器不接地时，放电间隙和零序过电压起保护作用，大气过电压时，线路避雷器动作，工程过电压时，间隙保护动作。因氧化锌避雷器残压低，无法与放电间隙无法配合，故选用阀型避雷器。          结 论 本次设计建设一座220KV降压变电站，运用所学到的理论知识，通过对原始资料的分析和短路计算，掌握变电所的电气主接线方案的选择，主要电气设备的选型。主变压器台数、容量及型号的选择，以及各种保护的确定等。确定最终该220KV变电所电气主接线方案，完成对220KV变电所的初步设计。通过本次设计，本人对变电所的设计有了一个更全面的了解，也使本人学到了，工程设计不但要充分考虑可靠性、灵活性，还更要兼顾经济性、长远性和技术性。 通过此次毕业设计，加深了我所学的电气工程专业知识，为今后顺利的开展工作打下良好的基础，特别是对认识问题、分析问题、解决问题的能力有了较大的提高。本次毕业设计也是对我整个学习阶段的一次综合测试。 由于设计时间仓促，加上本人水平有限，设计中有不妥和错误之处，恳请各位老师予以批评指正。          参考资料 1 发电厂电气部分（第三版） 中国电力出版社2 电力工程设计手册 1、2册 能源部西北电力设计院编 水利水电出版社 3 电力继电保护与综合自动化化工工业出版社4