110kV降压变电所电气部分设计（A型）毕业设计

福建电力职业技术学院

毕业设计说明书

题目：某110kV降压变电所电气部分设计（A型）

内容提要

根据设计任务书的要求，本次毕业设计内容为110kV 降压变电站电气部分设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电站设有两台主变压器，有110kV、35kV 和10kV 三个电压等级,各个电压等级分别采用双母线接线、单母线分段接线和单母线分段接线的接线方式。

本次设计的主要内容有电气主接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）、各电压等级配电装置设计、防雷保护规划、继电保护和安全自动装置的配置以及专题等，本课题的专题为变电所主变相间后备保护和10kV母线分段断路器备用电源自投装置的整定计算。

本设计以《电力工程电气设计手册》、《变电所设计规程》、《导体和电器选择设计技术规程》、《35～110kV 变电所设计规范》、《供配电系统设计规范》、《35～110kV高压配电装置设计规范》、《继电保护和安全自动装置技术规程》等规范规程为依据，并参考国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册，设计内容符合国家有关经济技术政策，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。

目录

内容提要 ................................................................................................................................................ 2

前言 ........................................................................................................................................................ 4 第一章 设计说明书

第一节 原始资料 .................................................................................................................................. 5

第二节 负荷的分析与统计 .................................................................................................................. 7

第三节 无功补偿 .................................................................................................................................. 8

第四节 主变及所用变的选择 .............................................................................................................. 9

第五节 配电装置的规划..................................................................................................................... 13

第六节 电气主接线设计 .................................................................................................................... 15

第七节 短路计算 ................................................................................................................................ 21

第八节 电气设备选择 ........................................................................................................................ 23

第九节 变电所防雷保护规划 ............................................................................................................ 26

第十节 变电所的继电保护配置 ........................................................................................................ 27

第十一节 变电所的安全自动装置配置 ............................................................................................ 29

第十二节 专题 .................................................................................................................................... 31

第二章 设计计算书

第一节 负荷计算 ................................................................................................................................ 34

第二节 短路计算 ................................................................................................................................ 35

第三节 电气设备选择 ........................................................................................................................ 44

第四节 整定计算 ................................................................................................................................ 47

参考文献 .............................................................................................................................................. 50

前言

变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。电气主接线的拟定直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

本次毕业设计为110kV 变电站电气部分设计，设计成品包括设计说明书、设计计算书、设计图纸等三部分，所设计的内容力求概念清楚，层次分明。本设计在电力工程系 老师的精心指导下完成的，设计期间 老师在设计思路上给予了我很多的指导和帮助， 老师、循循善诱的教学方法、热情待人的处事方式、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。在此，我对恩师表示最崇高的敬意和最诚挚的感谢！

本说明书从变电站设主变及所用变的选择、主接线确定、短路电流计算、主要电气设备选择、继电保护和安全自动装置的配置等几方面进行阐述，并分别绘制了电气主接线图、110kV配电装置间隔断面图、主变保护展开图等相关设计图纸。由于本人水平有限，错误和不妥之处在所难免，敬请各位老师批评指正。

第一章 设计说明书

第一节 原始资料

根据电网规划和地区电力负荷发展的需要，决定在某地区新建一座110kV降压变电所，以缓解地区用电的紧张局面，同时提高系统运行的可靠性。 （一） 一次系统接线图 （二） 负荷情况

该变电所有kV三种电压等级，35kV、10kV侧负荷情况见下表，负荷的同时率均为0.85，年增长率均为12%，最大负荷利用小时数均为5500h。 1、35kV 侧

表1 序号 负荷名称 最大负荷（kW） 功率因数 线路长度（km） 回路数 供电方式 1 变电所一 4800 0.80 25 2 架空 2 变电所二 5000 0.80 40 1 架空 3 变电所三 5000 0.85 30 2 架空 4 变电所四 4800 0.85 30 1 架空 5 变电所五 8000 0.90 40 2 架空 6 变电所六 8000 0.80 50 2 架空 2、10kV 侧

表

2 序号 负荷名称 最大负荷（kW） 功率因数 线路长度（km） 回路数 供电方式 1 电院 1500 0.80 10 2 架空 2 普明村 3000 0.85 15 2 架空 3 西湖公园 1500 0.85 15 1 架空 4 医院 1500 0.80 10 2 电缆 5 电影院 1500 0.85 10 2 电缆 6 电院附小 1000 0.80 15 2 架空 7 侨乡体育馆 1500 0.80 15 2 电缆 8 美食城 1500 0.80 10 1 电缆 9 商业中心 2000 0.80 15 1 电缆 10 民俗村 2500 0.80 20 2 架空 11 步行街 2000 0.80 15 2 架空 12 鲤城大酒店 1000 0.85 10 2 电缆 （三） 所址位置

该所址北侧有约宽80m的公路，交通方便，现有负荷中心和规划负荷中心均在该变电所周围55km范围内，所址所在位置地形平坦，海拔高度20m，空气污染不严重，土壤电阻率为1000Ω．М。 （四） 气象条件

当地年最高温度为40℃, 年最低温度为-10℃；最热月平均气温30℃；年主导风向东，最大定时 风速28ms，基本风压值54kgm2；雷暴日数为60日年。

第二节 负荷的分析与统计

电力系统负荷的确定，对于选择变电站主变压器容量，电源布点以及电力网的接线方案设计等，都是非常重要的，电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、

具体、切实可行；对于远景负荷，应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上，进行负荷预测，负荷发展的水平往往需要多次测算，认真分析影响负荷发展水平的各种因素，反复测算与综合平衡，力求切合实际。 一、 负荷统计目的

负荷统计目的很多，本设计的目的有以下几个： （1） 确定主变电源侧容量； （2） 确定无功补偿容量；

（3） 确定主变型式。本设计变电站有110kV、35kV 和10kV 三个电压等级, 110k侧为电源

侧，35kV 、10kV为负荷侧，需统计各侧负荷大小以确定主变是采用双绕组变或三绕组变，以及采用三绕组变时的结构、容量比等。

二、负荷统计方法

已知有功功率P ,功率因素cosф，先统计出 P、Q, 则根据公式,求出S。 其中P的计算公式为：

式中：——某电压等级的计算负荷 ——同时系数（本设计取0.85） ——年增长率

——各用户的负荷之和

本设计取同时率=0.85，年增长率n%=12%,发展年限n=5。

三、负荷统计结果

负荷统计过程详见计算书，统计结果见下表：

表3 (kW) (kvar) S (kVA) 10kV侧 35kV侧 110kV侧 30708.8 53328.5 84.37.3 20089.5 34852.2 54941.7 36696.3 63707.2 100403.5 第三节 无功补偿

在电力系统中，很多用电设备都是感性负载，既需要电源向其提供一定的有功功率，还需要电源向其提供一定的无功功率。通常，电力用户的自然功率因数都比较低，因此必须进行无功补偿。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量,而且还将提高电力系统运行的稳定性、安全性、可靠性和经济性。

本设计的无功补偿设备采用并联电容器组，并采用集中补偿方式，将并联电容器组接在变电站10kV两段母线上进行补偿。 一、提高功率因数的意义

为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发变电设备的容量，减小供电线路的截面，节省有色金属，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，改变电网的无功潮流分布，必须提高用电单位的功率因数到0.9以上，从而配置无功功率补偿设备，但应注意，任何情况下，都不允许无功功率向电网倒送。 1、 35kV侧

cos?=p'(35kv)S(35kv)?53328.5?0.84?0.9

63707.2即35kV侧需进行无功补偿，但根据就地补偿原则，其无功补偿装置应设置在变电站的

为由电气设备在现场组装的配电装置（称为配式配电装置）和成套配电装置。 一、配电装置的基本要求

配电装置是根据电气主接线的连接方式,由开关电器﹑保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。其作用是在正常情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时,迅速切断故障部分，维持系统正常运行。为此,应满足以下要求:

1) 保证运行可靠 2) 便于操作﹑巡视和检修 3) 保证工作人员的安全 4) 力求提高经济性 5) 具有扩建的可能 二、配电装置的设计原则

1） 节约用地；

2）运行安全和操作巡视方便； 3）考虑检修和安装条件；

4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行； 5）节约器材，降低造价； 6）安装和扩建方便。 三、配电装置的选用

本变电所三个电压等级：即110kV、35kV、10kV，根据《电力工程电气设计手册》规定，110kV及以上多为屋外配电装置，35kV以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所110kV采用屋外配电装置，35kV及10kV采用屋内配电装置。 四、电气总平面布置

1）布置要求

（1）充分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等。 （2）出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线。 （3）符合外部条件，安全距离要符合要求。 2） 布置方案图

第六节 电气主接线设计

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。 变电所电气主接线设计是依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，进出线回路数不同，其接线方式也不同。

一、 电气主接线的一般要求

1）满足对用户供电必要的可靠性和保证电能质量。 2）接线应简单，清晰且操作方便。

3）运行上要具有一定的灵活性和检修方便。 4）具有经济性，投资少，运行维护费用低。 二、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、作用相适应。根据变电所在系统中的地位，作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。 2）变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求。 3）各种配置接线的选择，要考虑该配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）近期接线与远景接线相结合，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。 三、电气主接线设计步骤 1)分析原始资料

①本工程情况 变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。

②电力系统情况 电力系统近期及远景发展规划（5～10 年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。 ③负荷情况 负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。 ④环境条件 当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。 ⑤设备制造情况 为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。 2)拟定主接线方案

根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理，经济可行的主接线 方案。

3)主接线方案的评定 4)绘制电气主接线图

将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。 四、主接线方案设计 1、 方案拟定及技术比较：

表8 方案 方案一 方案二 110kV 双母线 双母线 35kV 单母线分段 双母线 10kV 单母线分段 双母线 主变台数 2 2 1）单母线分段

优点: 母线经断路器分段后，重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个供电电源;一段母线故障时(或检修),仅停故障(或检修)段工作,非故障段仍可继续工作。

缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。

通过该接线优缺点的分析,可见,方案一中35kV、10kV采用此接线方式，其优点是当一母线发生故障时,分段断路器能自动把故障切除,保证正常段母线不间断供电和不至于造成用户停电;缺点是当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时,接在该母线上的回路都要在检修期间停电。所以,该接线方式对于35kV、10kV侧可以考虑。另一方面是考虑到地区性一般变电所对经济性的考虑。

2）双母线接线

优点:供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断,一组母线故障后，能迅速恢复供电;调度灵活;扩建方便。

缺点:接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。

通过该接线优缺点的分析可见,在方案一和方案二中的应用此接线方式,主要是因为它对供电可靠性的保证。即是说,当一母线故障或检修的时候，由母联断路器向另一母线充电,直到完成母线转换过后，在断开母联断路器,使原工作母线退出运行。缺点是当母线故障或检修的时候,会有短时停电.但是对于方案中的用户侧是可以考虑的。

表9 接线方式 可靠性 母线故障时 母线检修时 断路器检修时 母线侧隔离开关检修时 灵活性 操作 经济性

从上述的比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，但对于110kV变电站来说，单母线分段接线的可靠性已能达到要求,且变电站主要是要求经济性.所以,确定选择第一种接线方案。 2、 方案的经济性比较

1）从电气设备的数目及配电装置上进行比较

表10 方 案 项 目 110kV配电装置 35kV配电装置 双母线 单母线分段 双母线 双母线 方案一 方案二 单母线分段 母线所有连接元件停电 母线所有连接元件停电 该回路停电 母线所有连接元件停电 操作简单 占地面积较少，投资较少 双母线 短时停电 不停电 短时停电 该回路停电 操作复杂，易误操作 占地面积较大，投资较大

10kV配电装置 主变台数 断路器 数目 110kV 35kV 10kV 隔离 开关 数目 110kV 35kV 10kV 单母线分段 2 9 13 24 26 26 28 单母线分段 2 9 13 24 26 38 48 2）计算综合投资Z （1）Z＝ (1＋) (元)

式中:—为主体设备的综合投资,包括变压器﹑高压断路器﹑高压隔离开关及配电装置等

设备的中和投资;

a--为不明显的附加费用比例系数,一般220取70,110取90。 （2）主体设备的综合投资如下 ①主变

表11 主变容量MVA 63 ②110kV侧断路器

表12 每台断路器的参数价格 (万元台) 24.5 ③110kV侧隔离开关

表13 每台隔离开关的参数价格(万方案一隔离开关投资 元台) (万元) 2.8 ④35kV侧断路器

表14 每台断路器的参数价格 (万元台) 方案一断路器投资 (万元) 方案二断路器的投资 (万元) 2.8313＝36 方案二隔离开关的投资 (万元) 2.8313＝36 方案一断路器投资 (万元) 9324.5＝220 方案二断路器的投资 (万元) 9324.5＝220 每台主变的参考价格(万元台) 400 变压器的投资(万元) 23400＝800

7.8 ⑤35kV侧隔离开关

7.8313＝101.4 7.8313＝101.4 表15 每台隔离开关的参数价格(万元台) 2 ⑥10kV侧断路器

表16 每台断路器的参数价格 (万元台) 10 ⑦10kV侧隔离开关

表17 每台隔离开关的参数价格(万元台) 1.5 ⑧配电装置

表18 接线方式 投资(万元) ⑨综合投资

表20 主体设备总投资 (万元) 综合投资 (万元) Z＝ (1＋)＝2101.43（1＋0.9）＝3992.7 Z＝ (1＋)＝2345.43（1＋0.9）＝4456.3 方案一 ＝800＋220＋36＋101.4＋52＋240＋72＋120＋120+340＝2101.4 方案二 ＝800＋220＋36＋101.4＋76＋240＋72＋340＋340＋120＝2345.4 单母分段 120 双母线 340 方案一隔离开关投资 (万元) 4831.5=72 方案二隔离开关的投资 (万元) 4831.5=72 方案一断路器投资 (万元) 14310＝240 方案二断路器的投资 (万元) 24310＝240 方案一隔离开关投资 (万元) 2632＝52 方案二隔离开关的投资 (万元) 3832＝76 (3)计算年运行费用U ①U＝a△A＋＋ (万元)

式中:—检修、维护费,一般取(0.022～0.042)Z —折旧费,一般取(0.005～0.058)Z

a—电能电价,一般可取0.513元kw2(△＋K△)＋

S32S12S22(?PK?K?QK)(2?2?)]*T

SNSNS3NSN式中: n—台数, T—三绕组变压器的年运行小时数,

K—无功经济当量,系统中的变压器取0.1

△﹑△—分别为三绕组变压器的空载有功损耗和空载无功损耗 Kw，kvar 、—分别为三绕组变压器有功损耗和无功损耗Kw，kvar =84.7（Kw） =300（Kw）

＝＝1.2*63000*10＝756(kVar)

-2

UK1%?11(10.5?17?6.5)?21 UK2%?(10.5?6.5?17)?0 22UK3%?1(17?6.5?10.5)?13 2＝％3＝21*63000*10?2?13230(kvar)

＝％3＝0 ＝％3＝13*31500*10?2?4095(kvar)

△

?QK??Q1K??Q2K??Q3K?13230?4095?17325(kvar) T＝5500 (△＋K

S32S12S22△)＋(?PK?K?QK)(2??)]*T 2SNSNS3NSN160.2263.723.62(300?0.1*17325)(2??)]*5500 ?[2(84.7?0.1*756)?2*26363263*31.5= （kw2，独立避雷针的接地装置与电气设备接地装置之间的地中距离应大于3m。

架构避雷针应与变电站的主接地网相连，但其与主接地网的地下连接处至变压器与主接地网上的连接处，沿接地体的长度不得小于15m。独立避雷针一般具有独立的接地装置，但当其接地电阻难以满足要求时，其接地装置也可以和变电站的主接地网相连，但其与主接地网的地下连接处至35 kV及以下电气设备与主接地网上的连接处，沿接地体的长度也不得小于15m。 本设计变电站的110kV线路拟沿全线架设避雷线，以避免受到雷电直击；35 kV线路由于

绝缘水平较低，耐压水平较低，为了节省投资一般只在距离近变电所1-2km内装设避雷线； 10 kV线路的绝缘水平更低，耐压水平也更低，避雷线的保护作用很小，故不再装设避雷线，但采取了以下措施减小其影响：①采取中性点非直接接地的运行方式；②采取自动重合闸装置；③采用电缆；④在线路外侧装设避雷器等。 二、雷电侵入波的过电压保护

变电所限制雷电侵入波的主要措施如下：

（一）装设避雷器。避雷器动作后，可将侵入波幅值加以限制,使变电所内所有设备的绝缘都得到可靠的保护。本变电站避雷器的配置如下：

1、每组母线上各装设一组；

2、主变压器中压侧引线上装设一组； 3、主变压器低压侧装设一个；

4、主变压器高压侧中性点装设一个； 5、消弧线圈装设一个；

6、10kV架空线路的外侧装设一组；电缆架空混合线路，在其交接处也装设一组。

（二）装设进线段保护

为了限制侵入波的陡度和幅值,使避雷器可靠动作，变电所必须有一段进线段保护。若没有此进线段，在雷电直击变电所附近线路时,流过避雷器的雷电流幅值和陡度是有可能超过容许值的,因此,在靠近变电所的一段进线上,必须加装避雷线或避雷针,以减少雷电直击线路的几率，同时利用避雷线降低雷电侵入波的陡度和幅值。

本设计在35kV靠近变电所l-2km的进线上架设避雷线，其耐雷水平分别不应低于30kA和75kA保护角在25°和30°范围内，冲击接地电阻在l0Ω左右，以保证大多数雷电波只在此线段外出现。

第十节 变电所的继电保护配置

一、继电保护的基本要求

（一）根据《继电保护和安全自动装置技术规程》SDJ6-83 中，第2.1.1 条规定：电力系统中

电力设备和线路应装设短路故障和异常运行保护装置。电力设备和线路的短路保护应配置有主保护和后备保护，必要时再增设辅助保护。

（二）根据《继电保护和安全自动装置技术规程》SDJ6-83 第2.1.2 条规定：电力系统的短路

保护应满足可靠性、选择性、灵活性和速动性等基本要求。 二、继电保护配置基本原则

确定继电保护及构成方案时应考虑以下几个方面： （1）电力设备和电力网的结构和运行特点 （2）故障出现的概率和可能出现的后果 （3）电力系统近期发展情况 （4）经济上的合理性 （5）国内外的成熟经验 三、继电保护配置方案

本设计根据现场情况进行配置，福建省目前电力系统继电保护普遍采用南瑞集团的产品，因此，本设计拟采用南瑞集团的继电保护产品。通过网上搜索得，配置如下： （一）主变压器

1、RCS－9661C 为变压器的非电量保护装置。主要适用于110kV 及以下电压等级的变压器。 保护配置：1) 8 路非电量保护(通过选配F3 插件，可到10 路非电量保护)；

2) 装置还有四路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路； 3) 两个电压切换回路（或两个电压并列回路，可选配）。

2、RCS-9671C 装置为由多微机实现的变压器差动保护，适用于110kV 及以下电压等级的双圈、三圈变压器，满足四侧差动的要求。 保护配置：1) 差动速断保护；

2) 比率差动保护（经二次谐波制动）； 3) 中、低侧过流保护； 4) CT 断线判别。

3、RCS-9681C 为用于110kV 电压或以下等级变压器的110kV 或35kV 或10kV 侧后备保护装置。 保护配置：1) 五段复合电压闭锁过流保护（可带方向，方向灵敏角45225），一段过流保护；

2) 接地零序保护（三段零序过流保护，I、Ⅱ段各二时限可经方向闭锁，Ⅲ段一时

限可选跳闸或报警）

3) 不接地零序保护（一段定值二段时限的零序过压保护、一段定值二段时限的间隙

零序过流保护（跳闸或报警））；可通过控制字选择间隙零序电压过流保护方式。

4) 保护出口采用跳闸矩阵方式，可灵活整定； 5) 过负荷发信号； 6) 启动主变风冷；

7) 过载闭锁有载调压；

（二）所用变压器

本设计所用变容量小，其故障可直接采用熔断器进行保护，所以无需选型。否则，可选择RCS-9621A 为用于3～10kV 电压等级小电流接地系统或小电阻接地统中所用变或接地变的保护测控装置。 （三）线路

1、110kV线路：RCS-941A输电线路保护适用于110kV 及以下电压等级的直接接地系统的纵差和电流电压保护及测控装置。

保护方面的主要功能有：（1）短线路光纤纵差保护；

（2）三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护，其中第三段可整

定为反时限段；

（3）零序过流保护小电流接地选线；

（4）三相一次重合闸(检无压、同期、不检)；

（5）一段定值可分别独立整定的合闸加速保护(可选前加速或后加

速)；

（6）低周减载保护等；

（7）独立的操作回路及故障录波。

2、35 kV线路、10 kV线路：RCS-9615Ⅱ为用于35kV 或66kV 电压等级的非直接接地（经消弧线圈接地系统或不接地系统）中线路距离保护测控装置，可在开关柜就地安装。 保护方面的主要功能有：（1）三段式相间距离保护及三段式相间定时限过流保护；

（2）不对称故障相继速动；

（3）零序过流保护小电流接地选线；

（4）三相一次重合闸(检无压、同期、不检)及合闸加速保护； （5）低周减载保护等；

（6）独立的操作回路及故障录波。

3、平行线路：RCS-9617 横差保护装置为110kV 及以下电压等级的平行双回线提供了完善的主保护与后备保护。

保护方面的主要功能有：1)横联差动电流方向保护；

2)电流平衡保护；

3)双回线和电流保护：四段可低电压闭锁的方向过流保护；

4)两回线的三相一次重合闸（检无压、检同期、检邻线电流、不检）； 5)一段和电流过流后加速保护，可低电压闭锁； 6)横联差动零序电流方向保护； 7)双回线和电流零序保护：两段零序过流保护，其中Ⅰ段可方向闭锁； 8)一段零序电流过流后加速保护 9)故障录波。

（四）并联电容器组

RCS-9631A 适用于110kV 以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中所装设的单Y、双Y、△形接线并联电容器组的保护及测控装置。可在开关柜就地安装。

保护方面的主要功能有：（1）三段定时限过流保护，其中第三段可整定为反时限段；

（2）过电压保护； （3）低电压保护；

（4）不平衡电压（零序电压保护）保护； （5）不平衡电流（零序电流保护）保护；

（6）自动投切功能；

（7）零序过流保护小电流接地选线；

（8）非电量保护：重瓦斯跳闸；轻瓦斯报警；超温报警或跳闸； （9）独立的操作回路及故障录波。

（五）母线

110kV侧母线 ：RCS-915SH 型微机母线保护装置适用于双母及双母单分主接线系统，最大允许

连接件数为21 个（包括母联和分段开关）。另外，该装置可以满足有母联兼旁路运行方式主接线系统的要求。

保护方面的主要功能有：母线差动保护；母联充电保护；母联死区保护；母联失灵保护；母联

过流保护；母联非全相保护；断路器失灵保护；母线运行方式识别；TA断线检测；TV断线检测；刀闸位置告警；电压切换功能

35kV、10kV侧母线 ：本设计采用相邻元件对母线进行保护，所以无需选择母线保护。

第十一节 变电所的安全自动装置配置

电力系统是电能从电源到符合的一个紧密连接且分布十分广泛的大系统，因此，电力系统中局部的故障，如处理不当，会影响整个电力系统的安全运行。显然，仅凭人工进行监视是无法满足电力系统运行要求，为满足电力系统安全经济运行的要求，电力系统必须借助于自动装置来完成对电力系统及设备监视、控制、保护和信息传递。 一、自动重合闸装置 1、装设原则

1)1kV及以上的架空线路和电缆架空混合线路，只要具有断路器，应装设； 2)旁路断路器及兼旁路用的母联断路器上，也应装设。 2、装设情况

本设计变电所110kV侧、35kV 侧及10kV 侧的架空线路上，都应装设有自动重合闸装置。 3、配置情况：110kV侧：RCS-941A输电线路保护中有此功能，无须单独配置；35kV、10kV系统采用微机型保护测控一体化装置，装设在成套开关柜上，因此也无须专门装设。 二、备用电源自动投入装置 1、装设原则

降压变电所中有互为备用的母线段，其分段断路器上应装设。 2、装设情况

本设计变电所10kV侧、0.4kV 侧分段断路器上，都装设有备用电源自动投入装置。 3、配置情况：RCS-9654B装置适用于装设两台降压三圈变压器的变电站，实现变压器备自投和

中低压两侧分段断路器备自投。

保护方面的主要功能有：1）备自投逻辑：包括中低压两套备自投共十种备用电源自投逻辑；

四种分段备自投方式：中低压两侧分别通过本侧分段断路器实现Ⅱ母和Ⅰ母互为暗备用；四种变压器备自投方式；两种分段断路器偷跳备自投方式：变压器备自投方式下中低压两侧分段偷跳自动重合。

2）过负荷减载：判断主变高压侧（或可选其他侧）电流，动作延时长达50分钟的三轮过负荷减载。设置两套独立定值，适应两台主变容量不同的情况。 3）测控功能 4）保护信息功能

三、按频率自动减负荷装置

1、装设原则：电力系统所装设AFL，应根据电力系统的结构和负荷分布情况，分散设在电力系

统中相关的发电厂、变电所中。

2、装设情况：本设计变电所为一般变电站，有参与系统调频任务，拟装设1-2级。

3、配置情况：RCS-941A输电线路保护、RCS-9615Ⅱ线路保护中均有低周减载保护，因此，本

设计不予单独装设。

四、同期装置

装设原则：变电所中由于调压、调频困难，一般不装设。如果需要，可装设手动或半自动

的并列操作装置

五、故障录波装置

1、装设原则：220kV及以上的变电所、重要110kV变电所装设

2、装设情况：本设计变电所中，110kV线路上（3-4回线路用一套）上 、主变上（两台主变用一套）上和母联断路器（分段断路器）上都有装设，以用于电力系统故障动态过程的记录，其主要任务是记录系统大扰动发生后的有关系统电参量的变化过程及继电保护与安全自动装置的动作行为。

3、配置情况：PCS-997A故障录波装置，本装置主要本装置采用了分布式体系，尤其适合广域

的多个厂站的系统量测和记录。

第十二节 专题

本设计专题为变电所主变相间后备保护和10kV母线分段断路器备用电源自投装置的整定计算

一、主变相间后备保护

变压器，是发电厂、变电所的重要组成设备，它的安全运行将直接关系到电力系统供电的可靠性及运行的稳定性。变压器一旦发生故障，影响范围很大。因此，《规程》规定，在变压器中，必须装设动作可靠、性能良好的继电保护装置。 （一）主变相间后备保护的作用

变压器相间短路的后备保护既是变压器主保护的后备又是相邻母线或线路的后备保护，其保护方式根据变压器容量和系统短路电流水平不同，可采用过电流保护、低电压启动的过流保护、复合电压启动的过流保护、负序电流保护或低阻抗保护等。 本设计拟采用复合电压启动的过流保护。 （二）对三绕组主变相间后备保护的要求

对于单侧电源三绕组变压器，应设置两套后备保护。一套装在负荷侧，作为本侧相邻元件的后备保护，保护的动作结果是跳本侧断路器，动作时间为（按阶梯原则整定）。另一套装在电源侧，具有两个动作时限，分别作为变压器另一负荷侧及本身的后备，保护以较短的延时动作于跳开变压器该负荷侧的断路器，短延时应与及该负荷侧相邻元件得后备保护按阶梯原则整定，保护以较长的延时动作于跳变压器三侧的断路器，长延时。 （三）主变相间后备保护的形式

变压器相间后备的形式有一般过流保护、低压启动过流保护、复合电压启动过流保护、负序电流保护及低阻抗保护等多种形式，本设计主变容量为63000kVA，其相间后备保护拟采用复合电压启动的过流保护，若校验不满足要求，再改用低阻抗保护。 （四）主变相间后备保护的整定计算 1、复合电压启动过流保护 （1）

式中：——可靠系数，通常取1.2 ——返回系数，通常取0.85 （2）（按阶梯原则整定） （3）校验

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