变电设计专业知识

变电设计专业知识

1. 国家电网公司2007年发布的“两型一化”变电站的技术原则和设计要求中，“两型一化”是指“资源节约型、环境友好型、工业化”。 1）选择、设计场地的地面形式：

场地的地面坡度不宜小于0.2%；当自然地形坡度小于5%时，推荐采用平坡式布置；当场地坡度大于8%时，宜按电压等级设计成台阶式，台阶之间设挡土墙或护坡连接。 2）电缆设施：

采用保护下放布置方案时（包括集中下方和分散下放），保护小室电缆敷设采用电缆沟方式，不设电缆夹层。 3）总平面布置和配电装置：

变电站布置、进出线方向、进站道路等条件允许时，变电站大门应直对主变压器运输道路。除地震烈度高的地区外，不宜采用软母线普通中型配电装置，应采用管母分相中型或软母线改进半高型配电装置。

2. 变电站贮油池设置:

油浸式变压器及其它充油电气设备单台油量户内100kg以上、户外在1000kg以上时，应设置贮油池及公共集油池，贮油池容积应按贮存单台设备100%的油量确定，若有排油管设施时应为单台设备20%的油量确定，排油管的内径不应小于150mm,管口应加装铁栅滤网，贮油池设施应大于设备外廓每边各1000mm。当设有总事故储油池时，其容量宜按最大一个油箱容量的100%确定，若总事故储油池设有油水分离设施时，其容量可按最大一个油箱的60%确定。

3.计算不同回路的持续工作电流：

1) 变压器回路：1.05倍变压器额定电流（带负荷调压变压器则为变压器的

最大工作电流（1.1倍）。 2）电动机回路：电动机的额定电流。 3) 发电机回路：1.05倍发电机额定电流。 4) 单回路出线：线路最大负荷电流。

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双回路出线：（1.2~2）倍一回线的正常最大负荷电流。 带电抗器出线：电抗器额定电流。

桥型接线：最大元件负荷电流（需考虑系统穿越功率）。 5)母线联络回路：1个最大电源元件的计算电流。

4.电器设备选择环境条件：

选择电器时，应按当地环境条件校核。当气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰等环境条件超出一般电器的基本使用条件时，应通过技术经济比较分别采取下列措施：

向制造部门提出补充要求，制定符合当地环境条件的产品；

在设计或运行中采取相应的防护措施，如采用屋内配电装置，水冲洗、减震器等。 a） 温度

选择电器的环境温度:屋外电器-年最高温度和年最低温度。; 屋内电抗器-该处通风设计最高排风温度

屋内其他电器-该处通风设计温度,当无资料时,可取最热月平均最高温度加5℃。

1）电气设备的正常使用环境条件规定为：周围空气温度不高于+40℃。 2）当电器安装点的环境温度高于+40℃（但不高于+60℃）时，在符合该标准导体及电器的最高运行温度下，允许降低负荷长期工作，推荐周围空气温度每增加1k，减少额定电流负荷的1.8%。

3）当电器设备使用环境条件为风速小于0.5m/s、日照强度大于0.1W/cm2、周围空气温度为+40℃时，其长期工作电流负荷应降低到额定负荷的80%。 4）当电器安装点的环境温度低于+40℃，在符合该标准导体及电器的最高运行温度下，允许过负荷长期工作，推荐每降低1k，增加额定电流符合的0.5%；但其最大过负荷不得超过额定电流负荷的20%。

5）当电器设备使用在海拔超过1000m(但不超过4000m)且最高周围空气温度为+40℃时，制造厂应按符合GB 763-1990规定的允许温升每超过100m（以海拔100m为起点）降低0.3%。

6）当电器设备使用地点的海拔和最高周围空气温度符合GB 763-1990的条件时，由于周围空气温度降低值足够补偿海拔对温度的影响，其额定电流值可以保持不变。 b)日照

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日照对屋外电器的影响，应由制造部门在产品设计中考虑。当缺乏数据时，可按电器额定电流的80%选择设备。 c)风速

选择电器时所用的最大风速，可取离地面10m高、30年一遇的10min平均最大风速。最大设计风速超过35m/s的地区，可在屋外配电装置的布置中采取措施，阵风对屋外电器及电瓷产品的影响，应由制造部门在产品设计中考虑。 一般高压电器可在风速不大于35m/s的环境下使用。最大设计风速超过35m/s的地区，除想制造部门提出特殊订货外，在屋外配电装置的布置中，宜采取降低电气设备的安装高度、加强其与基础的固定等措施。 d)冰雪

在积雪、覆冰严重地区，应尽量采取防止冰雪引起事故的措施。隔离开关的破冰厚度，应大于安装场所最大覆冰厚度。隔离开关的破冰厚度一般为10mm。 e)湿度

选择电器的相对湿度，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。对湿度较高的场所，应采用该处实际相对湿度。当无资料时，相对湿度可比当地湿度最高月份的平均相对湿度高5%。一般高压电器可使用在+20℃，相对湿度为90%的环境中（电流互感器为85%）。在长江以南和沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准时，应选用湿热带型高压电器。这类产品的型号后面一般都标有“TH”字样。 f)污秽

为保证空气污秽地区电器的安全运行，在工程设计中应根据污秽情况选用下列措施：

1）增大电瓷外绝缘的有效爬电比距，选用有利于防污的材料或电瓷选型，如采用硅橡胶、大小伞、大倾角、钟罩式等特制绝缘子。 2）采用热缩增爬裙增大电瓷外绝缘的有效爬电比距。 3）采用六氟化硫全封闭组合电器（GIS）或屋内配电装置。

IV级污秽地区、大城市中心地区、土石方开挖工程量大的山区的100kV和220kV配电装置，宜采用屋内配电装置，当技术经济合理时，可采用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配电装置。

IV级污秽地区、海拔高度大于2000m地区的330kV及以上电压等级的配电装置，当技术经济合理时，可采用气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）配电装置或HGIS配电装置。

IV级污秽区的66和110kV配电装置宜采用屋内型，当技术经济合理时，也可采用六氟化硫全封闭组合电器（GIS）。当技术经济合理时，污秽区220kV配电装置也可采用屋内型。 g)海拔

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电器的一般使用条件为海拔高度不超过1000m。海拔超过1000m地区称为高海拔地区。

1）高海拔环境条件的特点主要是：气压低、气温低、日温差大、绝对湿度低、

日照强。对电器的绝缘、温升、灭弧、老化等的影响是多方面的。 2）在高海拔地区，由于气温降低足够补偿海拔对温升的影响，因而在实际使

用中其额定电流值可与一般地区相同。 3）对安装在海拔高度超过1000m地区的电器外绝缘一般应予校验。当海拔高

度在4000m以下时，其试验电压应乘以系数k，系数k的计算公式如下 k=1/(1.1-H/1000)

式中H——安装地点的海拔高度，m。

4）海拔高度超过1000m地区，可选用高海拔型产品或选用外绝缘提高一级的产品。也可选用加强保护的方法，例如选择优良的避雷器等。由于现有110kV及以下大多数电器的外绝缘有一定裕度，故可使用在海拔2000m以下的地区。 h)对环境空气温度高于40℃的设备，其外绝缘在干燥状态下的试验电压取其额定耐受电压乘以校正系数kt。 kt = 1 + 0.0033（T–40）

式中 T——环境空气温度，℃。

5.互感器选择问题：

1）用于中性点直接接地系统的电压互感器，其剩余绕组额定电压应为100V，用于中性点非直接接地系统的电压互感器，其剩余绕组额定电压应为100／3V。 2）电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流，应大于变压器允许的不平衡电流，一般可按变压器额定电流的30%选择。安装在放电间隙回路中的电流互感器，一次额定电流可按100A选择。

6. 电网的电容电流：

应包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路的电容电流，并计及厂、所母线和电器的影响（变电站中35kV电网系统附加13%，10kV电网系统附加16%）。该电容电流应取最大运行方式下的电流，还应考虑电网5~10年的发展。

7. 消弧线圈：

装在电网的变压器中性点的消弧线圈应采用过补偿方式。

a）中性点经消弧线圈接地的电网,在正常情况下,长时间中性点位移电压不应超过额定相电压的15%,脱谐度一般不大于10%(绝对值),消弧线圈分接头宜选用5个。中性点位移电压计算按DL/T5222-2005式18.1.7进行。 b）在选择消弧线圈的台数和容量时，应考虑消弧线圈的安装地点，并按下列原则进行：

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1) 在任何运行方式下,大部分电网不得失去消弧线圈的补偿,不应将多台消弧线圈集中安装在一处,并应避免电网仅装一台消弧线圈。 2）在变电站中，消弧线圈宜装在变压器的中性点上。 3）安装在YNd接线双绕组或YNynd接线三绕组变压器中性点上的消弧线圈的容量，不应大于变压器三相总容量的50%，并且不得大于三绕组变压器的任一绕组容量。

4）安装在YNyn接线的内铁心式变压器中性点上的消弧线圈的容量，不应超过变压器三相绕组总容量的20%；消弧线圈不应接于零序磁通经铁心闭路的YNyn接线的变压器中性点上（例如单相变压器组或外铁型变压器）。 5）如变压器无中性点或中性点未引出，应装设容量相当的专用接地变压器，接地变压器可与消弧线圈采用相同的额定工作时间。

8. 蓄电池室设施

1）蓄电池室内照明灯具应为防爆型，且应布置在通道的上方，地面最低照度应为30Lx，事故照明最低照度应为3Lx。蓄电池室内照明线宜采用穿管暗敷，室内不应装设开关和插座。

2)蓄电池室内应有良好的通风设施。室内的通风换气量应按保证室内含氢量（按体积计算）低于0.7%，含酸量小于2mg/m2计算。通风电动机应为防爆 式。 3)蓄电池室的门应向外开启，应采用非燃烧体或难燃烧体的实体门，门的尺寸不应小于750mmX1960mm(宽X高)。

9.电缆的绝缘水平选择

1）交流系统中电力电缆导体的相间额定电压，不得低于使用回路的工作线电压。

2）交流系统中电力电缆导体与绝缘屏蔽或金属层之间额定电压的选择： a)中性点直接接地或经小电阻接地的系统，接地保护动作不超过1秒切除故障时，不应低于100%的使用回路工作相电压。

b)除上述供电系统外，其它系统不宜低于133%的使用回路工作相电压；在单相接地故障可能持续8h以上，或发电机回路等安全性要求较高时，宜采用173%的使用回路工作相电压。

3）控制电缆额定电压的选择，不应低于该回路工作电压，并符合下列规定： a)沿高压电缆并行敷设的控制电缆（导引电缆），应选用相适应的额定电压。 b) 220kV及以上高压配电装置敷设的控制电缆应选用450/750V。

c)除上情况外，控制电缆宜选用450/750V；外部电气干扰影响很小时，可选用较低的额定电压。

10.电力电缆截面选择计算：

电缆截面应满足持续允许电流、短路热稳定、允许电压降等要求，当最大负荷利用小时Tm>5000h且长度超过20m时，还应按经济电流密度选取。 1） 按持续允许电流选择。

敷设在空气中和土壤中的电缆允许载流量按下式计算： KIxu≥Ig

式中：Ig-计算工作电流，A;

Ixu-电缆在标准敷设条件下的额定载流量，A；

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K-不同敷设条件下的综合校正系数；

敷设条件不同时电缆允许持续载流量校正系数按GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》附录D的规定计算。

2） 按短路热稳定条件计算缆芯允许最小截面。

a)固体绝缘电缆缆芯允许最小截面。计算公式如下： S≥Q/CX102

式中: S-缆芯导体截面，mm2; Q-短路电流的热效应，A2.s;

式中Q、C值的确定按照GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》附录E的规定来确定。

b)自容式充油电缆缆芯允许最小截面。计算公式按照GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》附录E的规定来计算。

3）按电压损失校验。

对供电距离较远，容量较大的电缆线路或电缆-架空混合线路，应校验其电压损失。

各种用电设备允许电压降如下： a) 高压电动机 ≤5%；

b) 低压电动机 ≤5%（一般）；

≤10%（个别特别远的电机）； ≤15%~30（启动时电压降）；

c)电焊机回路≤10%；

d)起重机回路≤15%（交流）； ≤20%（直流）。 计算公式为：

三相交流：△U%=173IgL(RcosΦ+XsinΦ)/U 单相交流：△U%=200IgL(RcosΦ+XsinΦ)/U 直流：△U%=200IgLR/U

式中：U-线路工作电压，三相为线电压，单相为相电压，V；

Ig-工作电流，A; L-线路长度，km; R-电阻，Ω/km;

X-电缆单位长度的电抗，Ω/km; cosΦ-功率因数。

电压损失的简化计算：当线路负荷功率因素为1时，且负荷均匀分布则：

△U%=PL/CS

P-线路总负荷，kW S-导线截面，mm2 C-电压损失计算系数

C值确定：三相四线380V,铜为70，铝为41.6； 两线380V,铜为35，铝为20.8;

两线220V,铜为11.7，铝为6.96；（交、直流）

两线110V,铜为2.94，铝为1.74；（交、直流）

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4）按经济电流密度选择。

当最大负荷利用小时大于5000且线路长度超过20米时，应按经济电流密度选择电缆截面。

S=Iz/j

式中： Iz-计算工作电流，A； j-经济电流密度，A/mm2。

11. 电缆防火与阻燃的要求

a)对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集场所，应设置适当的组火分隔，并应按工程重要性、火灾几率及其特点和经济合理等因素，采取下列安全措施： 1)实施阻燃防护或阻止延燃。 2)选用具有阻燃性的电缆。

3)实施耐火防护或选用具有耐火性的电缆。 4)实施防火构造。

5)增设自动报警与专用消防装置。

b)阻火分隔方式的选择，应符合下列规定：

1.电缆构筑物中电缆引致电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位，电缆贯穿隔墙、楼板的孔洞处，工作井中电缆管孔等均应实施阻火封堵。

2．在隧道或重要回路的电缆沟中的下列部位，宜设置阻火墙（防火墙）。 1）公用主沟道的分支处。

2）多段配电装置对应的沟道适当分段处。 3）长距离沟道中相隔约200m或通风区段处。

4）至控制室或配电装置的沟道入口、厂区围墙处。 3．在竖井中，宜每隔7m设置阻火隔层。

12. 国家电网公司十八项电网重大反事故措施:继电保护配置部分

电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置(220kV及以上)。 12.1 继电保护双重化配置的基本要求

12.1.1 两套保护装置的交流电压、交流电流应分别取自电压互感器和电流

互感器互相独立的绕组。其保护范围应交叉重叠，避免死区。

12.1.2 两套保护装置的直流电源应取自不同蓄电池组供电的直流母线段。 12.1.3 两套保护装置的跳闸回路应分别作用于断路器的两个跳闸线圈。 12.1.4 两套保护装置与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。 12.1.5 两套保护装置之间不应有电气联系。

12.1.6 线路纵联保护的通道（含光纤、微波、载波等通道及加工设备和供

电电源等）、远方跳闸及就地判别装置应遵循相互独立的原则按双重化配置。

12.2 330kV及以上电压等级输变电设备的保护应按双重化配置。 12.3 220kV及以上电压等级线路保护应按双重化配置。

12.4 220kV及以上电压等级变压器、高抗、串补、滤波器等设备微机保护

应按双重化配置。每套保护均应含有完整的主、后备保护，能反应被

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保护设备的各种故障及异常状态，并能作用于跳闸或给出信号。

12.4.1 充分考虑电流互感器二次绕组合理分配，对确无法解决的保护动作

施加以解决。

12.4.2 双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护应经复合电压闭锁。 12.5 变压器、电抗器宜配置单套本体保护，应同时作用于断路器的两个跳

闸线圈。未采用就地跳闸方式的变压器本体保护应设置独立的电源回路（包括直流空气小开关及其直流电源监视回路）和出口跳闸回路，且必须与电气量保护完全分开。非电量保护中开关场部分的中间继电器，必须由强电直流起动且应采用起动功率较大的中间继电器，其动作速度不宜小于10ms。

12.6 100MW及以上容量发电机变压器组应按双重化原则配置微机保护（非

电气量保护除外）。大型发电机组和重要发电厂的启动变保护宜采用双重化配置。每套保护均应含有完整的主、后备保护，能反应被保护设备的各种故障及异常状态，并能作用于跳闸或给出信号。 12.6.1 发电机变压器组非电量保护按照14.2.5执行。

12.6.2 发电机变压器组的断路器三相位置不一致保护应启动失灵保护。 12.6.3 200MW及以上容量发电机定子接地保护宜将基波零序保护与三次谐

波电压保护的出口分开，基波零序保护投跳闸。

12.6.4 200MW及以上容量发电机变压器组应配置专用故障录波器。 12.6.5 200MW及以上容量发电机应装设起、停机保护。

12.7 继电保护设计

12.7.1 采用双重化配置的两套保护装置应安装在各自保护柜内，并应充分

考虑运行和检修时的安全性。

12.7.2 有关断路器的选型应与保护双重化配置相适应，必须具备双跳闸线

圈机构。

12.7.3 断路器三相位置不一致保护应采用断路器本体三相位置不一致保

护。

12.7.4 纵联保护应优先采用光纤通道。

12.7.5 主设备非电量保护应防水、防油渗漏、密封性好。气体继电器至保

护柜的电缆应尽量减少中间转接环节。

12.7.6 新建和扩建工程宜选用具有多次级的电流互感器，优先选用贯穿（倒

置）式电流互感器。

12.7.7 差动保护用电流互感器的相关特性应一致。 12.7.8 对闭锁式纵联保护，“其它保护停信”回路应直接接入保护装置，而

不应接入收发信机。

13. 电压互感器N600接地问题：

经控制室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器二次回路，只应在控制室将N600一点接地，各电压互感器二次中性点在开关场地接地点应断开；为保证接地可靠，各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。

原因：当N600分别在开关场地接地和控制室接地时，如果系统发生故障，变电站地网将流过大故障电流，这时N600两端会出现电位差，它将造成中性

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点的电压相位偏移，进而影响相电压与零序电压的幅值与相位。从而可能导致距离保护、零序方向保护拒动或误动作。如果N600接触不良，也会造成中性点的电压相位偏移，所以各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器，在控制室的电压互感器转接屏上，二次绕组的接地必须各自引线接到屏柜的接地铜排上，而不能采用串接的方法。

已在控制室一点接地的电压互感器二次绕组，如认为必要，可以在开关场将二次绕组中性点经氧化锌阀片接地，其击穿电压峰值应大于30ImaxV(220kV及以上系统中击穿电压峰值应大于800V)。其中Imax为电网接地故障时通过变电所地可能最大接地电流有效值，单位为kA。对网内220kV及500kV电压等级的PT中性点安装的标称电压380V以下（不含380V）的放电间隙或避雷器立即更换为标称电压380V或以上的低压避雷器。 说明:

已在控制室一点接地的电压互感器二次绕组，如认为必要，可采取在开关场将二次绕组中性点经氧化锌避雷器接地的方法避免一次过电压入侵二次回路与设备。但必须保证避雷器的击穿电压必须同时满足几个要求：

① 于系统故障时，开关场任意两点地电位差的最大值，确保在关键时刻不出现不允许的N600回路两点接地。

② 于充任二次绕组的绝缘保护，即低于对它规定的耐压水平（2千伏、1分钟）。

③如果安装氧化锌避雷器，必须加强巡视，定期检查发现异常马上更换。 ④不宜安装放电间隙，防止放电间隙击穿引起的N600回路两点接地。

14.电流互感器接地问题：

电流互感器的二次回路必须分别并且只能有一点接地。独立的、与其他互感器二次回路没有电的联系的电流互感器二次回路，宜在开关场实现一点接地。 说明:

电流互感器的二次回路也可在控制室一点接地,但考虑到运行安全,建议在开关场实现一点接地。

1）而电流互感器二次绕组接地它是保证二次绕组及其所接回路上保护装置、测量仪表等设备和人员安全的重要措施。由于电流互感器一次绕组接在系统电压上，这电压通过一、二次绕组间耦合电容引入到二次设备上，当人员与这些设备接触时，会造成触电危险，令二次回路直接接地就可以避免高电压引入。此外，接地点越接近电流互感器本体，受到一次感应电压的侵袭就越少，因此独立的、与其他互感器二次回路没有电的联系的电流互感器二次回路，宜在开关场实现一点接地。

2）同一电流回路存在两个或多个接地点时，可能出现 ①部分电流经大地分流，

②因地电位差的影响，回路中出现额外的电流，

③加剧电压互感器的负载，导致互感器误差增大甚至饱和。

上述情况可能造成保护误动或拒动。因此电流互感器的二次回路必须有并且只能有一点接地。

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15. 电压互感器接线问题：

来自开关场的电压互感器二次回路的4根引入线和互感器开口三角绕组的2根引入线均应使用各自独立的电缆，不得公用。 说明:

以往传统电压互感器的传统接线是将二次绕组的中性线与三次绕组的N线合用一芯电缆并接地。这样当线路出口发生单相（A）短路接地时，二次绕组电压Ua应为0伏，但实际不为零，如当三次侧负载阻抗较小时，加上3U0的电压较高，那么在三次绕组中流过电流也大，则N线上会产生电压降，使Ua不为零，直接后果影响保护的正确测量。另外二次绕组的中性线与三次绕组的N线合用一电缆芯，在现场的保护接线时也容易把3U0Ｎ与3U0Ｌ错接，造成保护不正确动作。所以二次绕组的中性线与三次绕组接地线必需分开，并把二次绕组的4根线与三次绕组2根线使用各自独立的电缆，使三次绕组的接线不影响二次绕组电压回路，这种接线才正确。

16．开关场到控制室的电缆线抗干扰要求： 1）对于单屏蔽层的二次电缆，屏蔽层应两端接地，对于双屏蔽层的二次电缆，外屏蔽层两端接 地，内屏蔽层宜在户内端一点接地。以上电缆屏蔽层的接地都应连接在二次接地网上。

2）用于集成电路型、微机型保护的电流、电压和信号接点引入线，应采用屏蔽电缆，屏蔽层在开关场与控制室同时接地；各相电流线、各相电压线及其中性线应分别置于同一电缆内。

3）不允许用电缆芯两端同时接地的方法作为抗干扰措施。

4）高频同轴电缆应在两端分别接地，并靠近高频同轴电缆敷设界面不小于100mm2两端接地的铜导线。

5）动力线、电热线等强电线路不得与二次弱电回路共用电缆。 说明：

a、对于双屏蔽层的二次电缆，由于外屏蔽层本身为导体，外界干扰一般在该层感应，应两端接地，较好的隔离了磁的影响。对于内屏蔽层，经外屏蔽层屏蔽后，可能因为地电位的不平衡产生差模干扰，为求对电的屏蔽效果，宜在户内端一点接地，如此，内屏蔽层中保护端干扰电压较低，由于电容效应，对内导体影响也较小。值得注意的是：铠装铅包不能视为屏蔽层。 b、应特别强调中性线也应置于同一电缆内，因为若中性线中因干扰出现零序分量，很可能使保护感受的各相电气量均产生偏移，从而引起保护不正确动作。 c、从原理上讲，电缆芯两端同时接地也有一定的抗干扰作用。但与前述类似，若开关场的地与控制室的地电位不同，可能在接地芯上产生环流，从而对信号芯产生差模干扰。

d、当线路出口或母线发生故障时，开关场地中可能流过很大故障电流，此故障电流很可能在同轴电缆的两端形成地中电流，若只有一端接地，则可能在另一端出现一个对地干扰电压，因此应两端分别接地。此时，为了避免烧毁屏蔽层，应在同轴电缆两端接地处，靠近高频同轴电缆敷设界面不小于100mm2两端接地的铜导线。

e、若动力线、电热线等强电线路与二次弱电回路共用电缆，则当动力负载不对称时，将产生不对称零序磁通，可能在弱电回路感应出电势，影响弱点

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回路设备的正常工作，甚至造成损坏；若动力负载回路发生故障，严重时可能引发火灾，将二次弱电回路烧损造成事故。

17.保护屏抗干扰要求：

保护屏柜下部应设有截面不小于100mm2接地铜排，屏上设有接地端子，并用截面不小于4mm2的多股铜线连接到该接地铜排上, 接地铜排应用截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的二次接地网相连。装设静态保护的保护屏间应用专用接地铜排直接连通，各行专用接地铜排首末端同时连接，然后在该接地网的一点经铜排与控制室接地网连通。 说明:

1)明确了铜排与控制室接地网的连接要求。具体可如下图所示，不妨设有3排保护屏，每排4面。图中A1~A4，B1~B4，C1~C4分别代表3排保护屏，

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各接地铜排ad,be,cf截面不小于100mm，每面屏通过截面不小于4mm的多股铜线连接到相应的接地铜排上，如A1如此连接于铜排ad;每排首尾应分别相连，整个铜排网通过f一点经截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的二次接地网D相连。

A14mm2A24mm2100mm2100mm2A34mm2100mm2A44mm2adB1B24mm2100mm2100mm2B34mm2100mm2B44mm2100mm2100mm24mm2bC1eC24mm2100mm2100mm2C34mm2100mm2C44mm2100mm2100mm24mm2cf50mm2室内二次接地网 图1 保护屏与接地网之间的连接示意图

2)上述为本反措的原意，实际上若已铺设控制室内二次接地网，也可采用下图所示接地方式，即通过截面不小于4mm2的多股铜线连接到相应的接地铜排上，而各屏接地铜排直接通过截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的二次接地网D相连，不必再首尾相连。

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A14mm2A24mm250mm250mm2A34mm250mm2A44mm250mm2adB14mm2B24mm250mm250mm2B34mm250mm2B44mm2be50mm2C14mm2C24mm250mm250mm2C34mm250mm2C44mm2cf50mm2室内二次接地网

图2 保护屏与接地网之间的连接示意图

18.220kV及以上变电站内应敷设独立的二次接地网：

该接地网全网均由截面不小于100 mm2 的铜排构成，分为室内和室外二次接地网(110kV变电站至少应敷设室内二次接地网)。二次接地网应满足以下要求：

1)沿二次电缆沟道敷设专用铜排，贯穿主控室、保护室至开关场的就地端子箱、机构箱及保护用结合滤波器等处的所有二次电缆沟，形成室外二次接地网。该接地网在进入室内时，通过截面不小于100 mm2 的铜缆与室内二次接地网可靠连接；同时在室外场地二次电缆沟内，该接地网各末梢处分别用截面不小于50 mm2 的铜缆与主接地网可靠连接接地。开关场的端子箱内接地铜排应用截面不小于50 mm2的铜缆与室外二次接地网连接。

2)在主控室、保护室柜屏下层的电缆室内，按柜屏布置的方向敷设首末端连接的专用铜排，形成保护室内的二次接地网。保护室内的二次接地网经截面不小于100 mm2的铜缆在控制室电缆夹层处一点与变电站主地网引下线可靠连接。

3) 对于10kV保护安装于10kV高压室的，应在10kV高压室内的二次电缆沟中敷设截面不小于100 mm2二次专用接地铜排，其末端在高压室内以截面不小于100 mm2铜缆一点与变电站主地网引下线可靠连接，该铜排还应通过截面不小于100 mm2铜缆与主控室、保护室内二次接地网可靠连接，各10kV保护装置应用截面不小于4 mm2的铜导线与该铜排可靠连接。

含义1: 接地铜排不要求绝缘。

含义2：室外二次接地网与变电站主地网连接点应距离避雷器等一次设备的泄流

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点3-5米。

说明： 1）、若变电站不铺设地网，变电站内各处电压不可能完全平衡，近年某变电

站实测压差高达数十伏；当线路出口等处发生故障时，由于跨步电压效应，压差将进一步增大。为保护人身设备安全及抗干扰考虑，变电站内设备及回路经常存在接地点。比如电缆的屏蔽层，通常开关场及控制室两点接地，此压差必然在屏蔽层中形成环流，导致设备损害。因此，无论变电站是否使用高频保护，都应铺设二次接地网，以尽量使各接地点等电位，减少对保护动作行为的影响。 2）、对于一次设备的泄流点，比如避雷器，当发生雷击时，雷电波从该处入

地，在入地点周围将形成横向跨步压降，为避免将此电压波动引入二次接地网，室外二次接地网与变电站主地网连接点应距离避雷器等一次设备的泄流点3-5米。实际上，不光是针对室外二次接地网，室内二次接地网与主接地网的唯一连接处也应远离避雷针等泄流点，为方便工作，应对室内、室外二次接地网与主接地网接地点明确标识。 3）、对于室外二次接地网，具体可如下图所示。ad,be,cf分别代表室外电缆

沟，在各末梢处，均用截面不小于50 mm2 的铜缆与主接地网D可靠连接接地；开关场的端子箱内接地铜排P应用截面不小于50 mm2的铜缆与室外二次接地网连接；该接地网在进入室内时，通过截面不小于100 mm2 的铜缆与室内二次接地网N可靠连接。值得注意的是，室外二次接地网不可以首尾相连，否则当一次发生故障或者其他干扰侵入时，二次接地网中容易形成环流，从而对连接在整个二次接地网上的设备产生长时影响。

P50mm250mm2100mm250mm2NadDP50mm250mm2DP50mm2be50mm2DDDc50mm250mm2fD

图3 室外二次接地网示意图 4）、对于室内二次接地网，具体可如下图所示。不妨设有3排保护屏，图中

ad,be,cf分别代表此3排保护屏下电缆室内按屏柜布置的截面不小于100mm2的接地铜排，各保护屏内的铜排网P通过截面不小于50mm2的铜缆于a点处与室内二次接地网一点相连；室内二次接地网d处一点经截面不小于100 mm2的铜缆与室外二次接地网G相连；整个二次接地网铜排网通过控制室电缆夹层处f一点经截面不小于100 mm2的铜缆与变电站主地

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网引下线D可靠连接。

P50mm2100mm2Gadbecf100mm2D

图4 保护室二次接地网示意图

19． 中性点的接地方式：

1） 110kV主变压器中性点绝缘等级为63（60）kV时，其中性点接地方式按以

下两种情况考虑：

a）对中、低压侧没有电源上网的系统，110kV中性点采用避雷器保护，氧化锌避雷器选用Y1.5W－72/186（Y1W－73/200），取消间隙保护。并可经隔离开关（带电动操作机构）直接接地。

b）对中、低压侧有电源上网的系统，110kV中性点宜直接接地运行。如运行方式上直接接地运行有困难的，可采用间隙或间隙加并联避雷器保护，同时利用主变110kV中性点零序电流、电压保护跳开上网电源（小水电或地方电厂）出线，而不跳主变，保护动作时间整定为0.5秒。放电间隙长度宜选择110～135mm的较大值。氧化锌避雷器选用Y1.5W－72/186（Y1W－73/200）。并可经隔离开关（带电动操作机构）直接接地。

c）同时应跟踪并定期核对主变压器中、低压侧电源上网情况，以随时根据具体情况调整变压器中性点的保护方式。 2） 10kV系统中性点接地方式为：

线路以电缆为主，且故障电容电流超过30A时，应采用经小电阻接地方式（接地电阻调节范围为0～16）；接地电阻的额定发热电流宜按150A及以上选取，接地电阻的技术条件应满足DL/T 780-2001 《配电系统中性点接地电阻器》的规定要求。

线路以架空线为主，且故障电容电流超过20A时，应采用可自动跟踪的消弧线圈接地方式。

20.关于110kV变电站问题：

1）终端变:主接线一般为线变组或桥型接线。进线不设保护，进线保护装设在电源侧。

2）中间变：主接线一般为单母线接线。线路两侧装设保护。 风电场升压站一般为用户终端变但大都为单母线接线。

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21.关于变电站站用电负荷计算问题：

根据DL/T5155-2002,5.1.1变电站站用负荷计算原则： 1） 连续运行及经常短时运行的设备应予计算； 2） 不经常短时及不经常断续运行的设备不予计算；

采用换算系数法计算：站用动力负荷换算系数取为0.85.

22.关于屋外配电装置的最小安全距离问题： 1）A1、A2、B1、B2、C、D值的含意：

A1值：带电部分至接地部分之间；网状遮拦向上引伸线距地2.5米处与遮拦上

方带电部分之间。

A2值：不同相的带电部分之间；断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之

间。

B1值：设备运输时，其设备外廓至无遮拦带电部分；交叉的不同时停电检修的

无遮拦带电部分；栅状遮拦至绝缘体和带电部分之间；带电作业时带电部分至接地部分。

B2值：网状遮拦至带电部分之间。

C值：无遮拦裸导体至地面之间；无遮拦裸导体至建筑物、构筑物顶部之间。 D值：平行的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间；带电部分与建筑物、构

筑物的边沿部分之间。 2）各值的相互关系：

A值是基本带电距离值，根据DL/T620-1997中的方法，与避雷器的保护水平为基础采用惯用法对原空气间隙值进行计算所得：B1=A1+75; B2=A1+7+3; C=A1+230+20; D=A1+180+20.

75-(cm)表示运行人员手臂误入栅状遮拦时，臂长不大于75；设备运输时摆动在75范围内；导体垂直交叉且要求不停电检修，检修人员在导线上下的活动范围不超过75。

7- (cm)表示运行人员误入网状遮拦的指长。 3- (cm)表示施工误差。 230-(cm)表示人举手高度。

180-(cm)表示检修人员和工具活动范围。 20-(cm)表示施工误差或裕度。

23.关于站变、接地变、消弧线圈、小电阻配置情况：

1）当采用消弧线圈接地时，站变和接地变宜合并。 2）当采用小电阻接地时，站变和接地变宜应分开设置。

但风电场标准设计中两种情况都为站变、接地变合并设置。

24.关于无功补偿装置设备选择问题：

1）当装设电容器装置处的高次谐波含量超过规定允许值或需要限制合闸涌流时，应在并联电容器组回路中设置串联电抗器。户内站的串联电抗器应优先采用干式铁芯电抗器，并按控制5次谐波考虑。（电抗器漏磁，抗干扰要求）

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2）若采用干式铁芯电抗器，宜布置在电容器组的中性点处；若采用空芯电

抗器，宜布置在电容器组的电源侧。

3）并联电容器装置的容量应以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿，宜按主变容量的10%～30%配置； 4）接地隔离开关应采用四极机械联动的接地开关。

5）变电站内电容器单芯电缆外护套接地,一律采用一侧直接接地、另一侧外护套用绝缘带包绕不外露的方式。

6）高压电容器组宜采用单星形或双星形接线，在中性点非直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。

7）并联电容器装置的总回路和分组回路的电器和导体的稳态过电流应为电容器组额定电流的1.35倍。 8）电容器额定电压的选择：

a)应计入电容器接入电网处的运行电压；

b)电容器运行中承受的长期工频过电压，应不大于电容器额定电压的1.1倍。

c)应计入接入串联电抗器引起的电容器运行电压升高。

9）电容器保护使用的熔断器宜采用喷逐式熔断器，其熔丝额定电流选择不应小于电容器额定电流的1.43倍，并不宜大于额定电流的1.55倍。

25.关于变电站电气设备爬电比距问题：

按国网标准110kV、220kV变电站标准设计要求：屋外配电装置电气设备按III级污秽等级选择；

1）中性点直接接地系统电气设备爬电比距不小于25mm/kV; 2）中性点非直接接地系统电气设备爬电比距不小于31mm/kV; 3）户内电气设备爬电比距不小于20mm/kV。

24.关于导体选择问题：

按有关规程、规范及国网标准设计要求：各电压等级的导体在满足动、热稳定；电晕、机械强度等条件选择外，还要按以下要求选择：

1）主变高、中压侧导体：母线及母线分段由载流量（按最大穿越功率）控制，并按发热条件校验；主变进线由经济电流密度控制；母线设备上的导体由电晕控制。

2）主变低压侧母线、主变进线由载流量控制，并按发热条件校验。 3）出线回路按线路导线规格配置。（若各级电压设备引线按回路通过的最大电流选择导线截面时，需按发热条件校验。） 4）风电场标准设计中规定：接入系统出线以及风场内集电线路都按载流量控制来选择导线，按发热条件校验。

25.关于GIS设备快速接地开关配置问题：

1）出线回路线路侧接地开关；2）母线接地开关；

应配置具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。GIS母线避雷器和电压

互感器可不装设隔离开关。

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26．关于户外常用隔离开关型式问题：

户外常用隔离开关型式有单柱、双柱、三柱式： GW4型双柱水平开启结构；

GW5型双柱水平开启结构；每相的两个支柱绝缘子固定在一个底座上，交叉为500，呈V型结构。

GW6型单柱偏折式结构（剪刀式），垂直开启； GW7型三柱水平开启双断口结构； GW10型单柱垂直伸缩式结构；

GW13和GW8型为变压器中性点单相隔离开关； GW16型单柱垂直伸缩式结构； GW17型双柱水平断口式结构；

GW6、GW10、GW16型用于管形母线隔离开关，置于母线下方，节省占地；

27.关于铝锰合金管母线有关设备问题：

母线隔离开关选用单柱式，出线隔离开关选用双柱、三柱式隔离开关，采用中、低型配电装置布置方式。

管型母线金具主要包括母线固定金具、T接金具、母线伸缩节、母线封头、母线终端屏蔽和母线支架。

为了消除管母微风振动应采取措施： 1）在管内加装阻尼线； 2）加装动力消谐器； 3）采用长托架

为了消除管母的端部效应，可适当延长导体端部或在端部加装屏蔽电极。 对滑动支持式管母线每隔30~40米安装一个伸缩节。

28．SF6罐式断路器与瓷柱式断路器的区别及应用：

柱式断路器的外壳是绝缘材料，多是绝缘陶瓷，所以柱式断路器被定义为绝缘外壳式断路器。定义：以有机或无机绝缘材料作为灭弧室外壳且对地绝缘的六氟化硫断路器，如通常所称的瓷套支柱式和/或绝缘筒式断路器。 罐式断路器的外壳是金属材料，多是钢材，所以罐式断路器被定义为金属外壳式。定义：以金属作为外壳并直接接地的六氟化硫断路器，如通常所称的罐式和/或封闭式断路器。

一般环境条件下，采用瓷柱式断路器，但在极寒地区(-300度以下)和高烈度（地震）地区应采用罐式断路器（可以加装加热器以及抗震性能比较好）。地方比较狭窄的变电站为了减少配电装置纵向距离，可以采用罐式断路器，取消独立的电流互感器，把电流互感器很方便地做进罐式断路器的套管里。

29. 正立式电流互感器与倒立式电流互感器的区别：

两者主要是结构上有区别。前者一次为u型结构，主绝缘包扎在一次U型导体上，二次线圈套在上面；后者是二次线圈放在一个环形屏蔽罩里面，在屏蔽上包扎主绝缘，一次直接穿过环形屏蔽罩中心。前者是传统互感器，而后者是新型的，电场好，结构紧凑，动热稳定能力强。

通常电流互感器(CT)的二次绕组处于下部油箱中,主绝缘置于一次绕组或

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一二次绕组上,此称正立式;而带有主绝缘的二次绕组处于上部的CT则称为倒立式CT。二者比较,倒立式CT的优点为:当一次电流较大时,容易解决温升问题;当一次电流较小时,容易实现高准确度,且可满足大的短路电流倍数的要求;瓷套径向尺寸较小,制造工艺性较好;不存在“U”形一次绕组绝缘处在油箱底部的环部绝缘容易受潮的薄弱环节,运行可靠性较高。

30. 电压互感器二次回路以及其他控制、电力电缆允许电压降问题： 1）常用测量仪表不大于其额定二次电压的1%~3%；

2）I、II类电能计量装置不大于其额定二次电压的0.25%；（风电标准设计为0.2%）

3）III、IV类电能计量装置不大于其额定二次电压的0.5%；

4) 保护用电压互感器二次回路允许的电压降应在电压互感器负荷最大时不大于额定电压的3%；

5）控制回路电缆截面的选择：应保证最大负荷时，控制电压母线至被控设备间连接电缆的电压降不应超过额定二次电压的10%； 6）照明回路的电压降要求：

照明回路灯具端电压的偏移，不应高于额定电压的105%，也不宜低于其额定电压的下列数值：

a) 对视觉要求较高的主控制室、计算机室、主厂房、生产办公大楼等室内照明为97.5%。

b) 一般工作场所室内照明和露天工作场所照明为95%，；对远离供电电源的工作场所，难于满足要求时，可降低为90%。

c) 应急照明、道路照明、警卫照明及电压为12V~24V的照明为90%。 7）直流回路的电压降要求：

a)蓄电池与直流柜之间连接，2根单芯电缆长期允许载流量的计算电流，应取蓄电池1h放电率电流，允许电压降应根据蓄电池出口端最低计算电压值选取，不宜小于直流系统标称电压的1%；

b)直流柜及直流分电柜动力馈线的电缆截面，应根据回路最大负荷电流，并按蓄电池组出口端最低计算电压值和用电设备允许最低电压值之差作为允许电压降进行选择；

c)直流柜与直流分柜之间的电缆截面，应根据分电柜最大负荷电流选择；直流电压降宜取直流系统标称电压的0.5%~1%，也可按蓄电池组出口端最低计算电压值选取合理数值。

d) 直流柜与直流分柜引出的控制、信号、和保护馈线，其电压降不应大于直流系统标称电压的5%。 （电压损失计算见10）

（待续）

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