220KV变电站设计本科毕业设计（论文）底稿

上海电力学院成教院

本科毕业设计（论文）

题 目： 220KV变电站设计

专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2009级 学生姓名： 吴杰 学 号： 142 指导教师： 余占兴

2010年 9 月 13 日

220KV变电站设计

摘要： 本设计主要介绍了220KV变电站的出线保护设计的过程、原则、方法等，利用现在广泛采用的微机保护原理和整定的新方法进行配置.

关于主接线部分的内容是基础部分，主要介绍了主接线的形式，综合比较各种接线方式的特点、各自的优缺点及变压器的选择原则等，根据任务书要求最终选择满足设计任务的主接线方案。短路电流是非常重要的部分，它主要介绍了不同运行方式下的对称短路与不对称短路计算的目的、原则、方法和具体的数据信息等，为设计中需要的高压电气设备的选择、整定、校验等方面做准备，电气设备的选择及校验主要是利用对称短路的计算结果进行高压电气设备（断路器、隔离开关）的校验。设计的专题部分，也是利用短路计算的结果，详细阐述了继电保护中配置的选择、整定和校验的原则、方法等，具体有反映相间短路的电流电压保护的整定计算与校验；反映接地故障的零序电流保护的整定与校验。

关键词： 综合自动化 微机保护 继电保护 整定与校验

目录

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引言………………………………………………………………………………………………II

第1章 概述……………………………………………………………………………………1

1.1 设计依据………………………………………………………………………………………1 1.2 接入电力系统概况……………………………………………………………………………1 1.3 本变电所负荷情况分析………………………………………………………………………2 1.4 变电所自然条件………………………………………………………………………………3

第2章 电气主接线……………………………………………………………………………4

2.1 电气主接线设计的基本要求和基本原则……………………………………………………4 2.2 变电所主变压器台数、容量、形式的选择…………………………………………………5 2.3 电气主接线方案拟定及技术经济比较………………………………………………………7 2.4 变电所电气主接线特点……………………………………………………………………13

第3章 所用电设计…………………………………………………………………………14

3.1 变电所所用电电压等级确定 ………………………………………………………………14 3.2 变电所所用接线方式的确定 ………………………………………………………………14 3.3 变电所所用电源的引接 ……………………………………………………………………15 3.4 变电所所用变压器台数、容量选择………………………………………………………15 3.5 所用电接线说明……………………………………………………………………………16

第4章 短路电流计算………………………………………………………………………16

4.1 短路电流计算的目的和条件………………………………………………………………16 4.2 短路电流计算的方法及步骤………………………………………………………………17 4.3 变电所短路电流计算………………………………………………………………………18

第5章 电气设备选择与校验……………………………………………………………26

5.1 电气设备选择的原则及条件………………………………………………………………26 5.2 10kV配电装置电气设备选择………………………………………………………………26

第6章 电气系统继电保护…………………………………………………………………34

6.1继电保护整定计算……………………………………………………………………………34 6.2相间短路电流、电压保护……………………………………………………………………37 6.3零序电流保护…………………………………………………………………………………42 6.4断路器失灵保护………………………………………………………………………………46

第7章 变电站电气布置……………………………………………………………………47

7.1 电气设备总平面布置要求…………………………………………………………………47 7.2 变电所总平面布置 …………………………………………………………………………47 7.3变电所10kV配电装置的布置………………………………………………………………48

第8章主要材料汇总表………………………………………………………………………49

8.1材料汇总表…………………………………………………………………………………49 总结………………………………………………………………………………………………52 谢辞………………………………………………………………………………………………52 参看文献…………………………………………………………………………………………53

引言

电力系统是电能的生产，变换，输送，分配和使用的各种电力设备按照一定的技术与经

III

济的要求有机的组成的一个联合系统。一般将电能通过的设备称为电力系统到的一次设备，如发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、补偿电容器、电动机及其他用电设备等。对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。当前电能一般还不能大容量的存储、生产、输送和消费是在同一时间完成的。因此电能是能量的一种形式。与其他形式的能源相比，电能具有明显的优越性，它适宜于大量生产，集中管理，远距离传输和自动控制。故电能在工农业及人类生活中获得广泛的应用。作为电能的生产，传输和应用有关的变电所，在电力工业中起到了至关重要的作用。

本次毕业设计，目的在于巩固自己的专业知识，因为我们的设计同专业知识联系非常紧密，这就是我在进行毕业设计的同时，又对电力系统、继电保护、电气设备、电能计量等专业课进行了复习，提高了自己的专业基础水平，通过设计，使我熟悉设计过程，掌握基本的设计知识，熟悉相关的设计手册，辅导资料和国家有关规章制度。

本设计叙述了220KV变电站电气一次部分初步设计，主要包括：说明书、及相关图纸。其中说明书的内容有：主接线的选择，主变压器及厂用变压器的选择，电气设备选择。计算书的内容有：短路电流计算（即电气设备选择的相关计算）。

这次设计的参考资料主要有：电力工程设计手册、变电所及电网设计与应用、电力系统继电保护、发电厂变电所电气部分等。

由于现在自己的能力有限，时间仓促，可供查阅的资料有较大的局限性，故设计中难免存在不周之处，敬请审阅老师批评指正。在毕业设计过程中，老师给予了耐心而细致的指导，在此表示衷心谢意。

第1章 概 述

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1.1 设计依据

根据电网规划和某市建设负荷发展的需要，决定在某市新建一座2×180MVA 220/110/10kV降压变电所，简称变电所。

当前主要设备价格：变压器——750万元/台， 220KV SF6断路器——60万元/台，220KV高压隔离开关——7万元/台，

220KV配电装置：单母线分段带旁路——1864万元，双母线带简旁——1920万元

1.2 接入电力系统概况

1.2.1电力系统部分

1.2.1.1 与电力系统联结的接线图如图1-1

图1-1 变电站系统接线图

1.2.1.2 本变电所远期描述通过4回路220kV线路与系统相连，本期2回路与某变电所220kV电压级侧相连，并由其供电。 1.2.1.3 系统参数如图1-1所示。 1.2.2 系统对本变电所技术要求

2

1.2.2.1 变电所建设规模 （1）远期规模

a.主变台数及容量 2×180MVA b.电压等级 220/110/10kV c．各电压等级进出线回路

220kV线路：出线两回路，备用两回，计四回 110kV线路：出线五回路，备用七回，计十二回 10kV线路：20回

d.无功补偿：并联电力电容器60Mvar （2）本期规模

a.主变台数及容量 1×180MVA b．各电压等级进出线回路 220kV线路：出线两回路，计二回

110kV线路：出线五回路，备用一回，计六回 10kV线路：10回

c.无功补偿：并联电力电容器30Mvar

1.2.2.2 主变型式：三相三绕组有载调压电力变压器，有载调压范围 220+8×

1.25％/121/10.5kV

1.2.2.3 主变中性点直接接地

1.3 本变电所负荷情况分析

1.3.1 负荷情况

1.3.1.1 220kV母线穿越功率：800MVA 1.3.1.2 220KV线路最大输送容量：320MVA 1.3.1.3 110kV母线穿越功率：200MVA

1.3.1.4 110KV线路：每回线最大输送容量：40000KVA 1.3.1.5 10KV线路：每回线最大输送容量：4000KVA

1.3.1.6 负荷同时率取0.8，考虑有无功补偿设备取cosф=0.95，最大年利用

小时数Tmax=4000小时/年。

1.3.1.7 所用电率为0.12%

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1.3.1.8 某市负荷预测见表1。

某市负荷预测表 单位：万千瓦、亿千瓦时

年份 1994 项目 全市最高负荷 其中：岛内 岛外 全市年供电量 岛内 岛外 34.3 23.9 10.4 19.14 13.38 5.76 43.6 27.7 15.9 24 15.2 8.8 94.7 47.4 47.3 51 26.5 24.5 157 75 82 82 39 43 1995 2000 2005 1.3.2 负荷分析

由于220KV变电所位于某市，用电负荷是高新技术企业。对供电可靠性要求较高，属于一类或二类负荷。

1.4 变电所自然条件

1.4.1 变电所位置

拟建的某市220KV变电所位于某铁路的东面，某公路的西面，场地好，没有种植作物，地形比较开阔， 220KV线路可以就近开断后接入变电站，由于本址紧靠公路边，交通非常方便。

1.4.2 气象条件 极端最高气温：38.5℃ 极端最低气温：2℃ 月平均最高气温：28.3℃ 月平均最低气温：12.5℃

强风向风速：28m/s 多年平均风速：3.2m/s 雷暴日：40日/年 本变电所污秽等级：3级

第2章 电气主接线

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2.1 电气主接线设计的基本要求和基本原则

2.1.1 电气主接线设计的基本要求

2.1.1.1 保证必要的供电可靠性和电能质量： 2.1.1.2 具有一定的供电灵活性方便性：

（1）灵活性：不仅在正常安全地供电，并且能满足系统在事故，检修及特殊运行方式下的调度和要求，能灵活地进行运行方式的转换。

（2）方便性：力求接线简单、清晰、明了，使运行人员操作，检修方便，以避免误操作。 2.1.1.3 具有经济性：

（1）投资省：①节约一次设备的投资；②节约二次设备和电缆投资；③要适当限制短路电流，以便选择轻型，价格合理的电器设备。

（2）站地面积小：

①电气主接线设计要节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用；②在运输条件许可的地方采用三相变压器。

（3）电能损耗少、经济合理地选择主变压器的型式，容量和台数。 2.1.1.4、具有扩建和发展性：

①不仅要考虑近期建设的需要，而且要考虑远景规划。

②主接线设计要留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能。在扩建过渡时，一次和二次设备等所需的改造最少。 2.1.2 电气主接线设计的基本原则 2.1.2.1 设计原则应以设计任务书为依据；

2.1.2.2 以国家经济建设方针、政策及及有关技术规范、规程为准则；

2.1.2.3 结合工程具体特点，准确地掌握原始资料，全面综合分析，以确定建所标准和主要技术指标，做到既技术先进，又经济实用。

变电所主接线选择的主要原则有以下几点：

1、变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式。 2、在具有两台主变压器的变电所中，当35—220kV线路为双回路时，若无特殊要求，该电站主接线均采用桥形接线。

3、在35、60kV配电装置中，当线路为3回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线。若连接电源较多或出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。

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4、在110、220kV配电装置中，当线路为3-4回时，一般采用单母线分段接线，若为枢纽变电所，线路在4回及以上时，一般采用双母线接线。

5、如果断路器不允许断电检修，则应增加相应的旁路设施，其原则基本同前。当需旁路的断路器较少时，首先考虑以母联或分段断路器兼作旁路断路器。在35、60kV配电装置中，若接线方式为单母线分段，可增设旁路母线和隔离开关，用分段断路器兼作旁路断路器；若为双母线时，可不设旁路母线，仅增设旁路开关，用母联断路器兼作旁路断路器。在110、220kV配电装置中，若最终出现回路较少时，亦可采用这种旁路方式。

6、变电所主变压器的110、220kV侧断路器常接入旁路母线。

7、当采用六氟化硫（SF6）等性能可靠、检修周期长的断路器以及更迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。

8、在6、10kV配电装置中，线路回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式；线路在6回及以上时，一般采用单母线分段的接线方式。当短路电流较大、出线回路数多、功率较大等情况时，可采用双母线接线方式，通常不设旁路母线。

2.2 变电所主变压器台数、容量、形式的选择

2.2.1 主变压器选择的原则： 2.2.1.1 主变压器台数

（1）在有一、二级负荷的变电所，为保证供电的可靠性，变电所宜装设两台主变压器。

（2）当只有一个电源或变电所可由低压电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。

（3）对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2～4台变压器。 2.2.1.2 主变压器容量

（1）主变压器容量应根据5-10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。

（2）对装有二台的变压器的变电所中，当一台断开时，另一台变压器的容量一般保证60%全部负荷的供电但应保证一级负荷和大部分二级负荷。

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（3）主变压器容量选择还应考虑周围环境温度的影响。 2.2.2 主变台数及容量选择 2.2.2.1 变压器台数确定：

按规程规定在变电所中一般装设两台主变压器。为了保证供电的可靠性，本变电所装设两台主变压器。 2.2.2.2 变压器容量确定：

（1）总负荷计算： ∑SM=6×40+10×4＝280MVA SN=K∑SM =0.8×280=224MVA （2）主变容量选择： 错误！未找到引用源。 所以选SN=180MVA （3）校验：

①SN≥0.6K∑SM =0.6×224=134.4MVA 满足要求 ②错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。℃ 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

SN=180MVA>134.94MVA 所以满足要求。 2.2.2.3 主变压器形式选择

选取二台型号为SFPSZ7--180000/220/121/10.5三相强迫油循环制冷、有载调压、节能型电力变压器。技术参数如下：

额定容量 容量分配 （KVA） 180000 100/100/100 YN0，yn0,d11 损耗（KW） △P0 △P 联结组标号 高-低 25 高-中 14.7 中-低 8.7 0.84 Ud% I0% 额定电压（KV） 高压 中压 低压 重量（t） 油重 总重 外形尺寸（mm）长×宽×高 7

220+8× 121 1.25％ 10.5 195 700 51.5 217.6 14860×5500 ×7400 2.3 电气主接线方案拟定及技术经济比较

2.3.1 各级电压接线方案的拟定原则

2.3.1.1 6～10KV线路宜采用单母线接线或单母线分段接线，当采用单母线分段接线时，每段容量应小于25MW。对于6～10KV屋内配电装置一般不设旁路母线。

2.3.1.2 35～220KV线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或单母线分段接线。35～63KV线路为8回及以上宜可采用双母线。110KV线路为6回以上，220KV线路为4回以上时，宜采用双母线接线。当不允许停电检修设备时，可设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用母联断路器兼作旁路断路器的接线。 2.3.2 各级电压接线方案的拟定

根据电气主接线设计的基本要求和原则，依据《变电所设计规程》规定，对变电所电能资料进行分析，拟订以下接线方案： 2.3.2.1 220KV电压母线接线方案拟定

（1）双母线带简旁接线见图2-1 （2）单母线分段带旁路接线见图2-2

错误！未找到引用源。

2.3.2.2 110kV电压母线接线方案拟定 （1）双母线带旁路接线见图2-3 （2）双母线带简旁接线见图2-4

错误！未找到引用源。2.3.2.3 10kV电压母线接线方案拟定。

10kV侧馈线较多，一般采用单母线分段接线方式。 2.3.2.4 主变压器台数：2台

表2-1本变电所可能电气主接线方案拟定

方 案 电压等级 方案一 方案二 方案三 方案四 8

220kV 变压器 110kV 10kV ① 2 ③ ⑤ ① 2 ④ ⑤ ② 2 ③ ⑤ ② 2 ④ ⑤ 2.3.4 本变电所可能电气主接线方案技术比较 2.3.4.1 双母线带旁路接线：

优点：①接线清晰；②每一进出线各自接一组断路器，互不影响；③一组母线及所连接设备故障，不影响另一组母线供电，运行灵活可靠；④两组母线可根据各线路负荷情况，通过切换，达到两组母线的负荷大致平衡；⑤任一组母线及所联设备检修，不影响供电；⑥扩建方便；⑦断路器检修时，可切换到旁路母线运行，线路可不停电，两组母线也无需解列运行。

缺点：①隔离开关数量多，切换母线操作过程比较复杂，容易造成误操作，②继电保护复杂不利于实现自动化和远动化；③增加设备和投资，增大布置面积；④母联断路器故障时，需短时全厂停电，检修时两组母线解列或按单母线运行。 2.3.4.2 双母线带简旁接线（母联断路器兼作旁路短路器）：

优点：具有双母带旁路接线优点①②③④⑤⑥；⑦断路器检修时，可切换到旁路母线运行，线路可不停电，供电可靠性高；⑧比双母线带旁路接线少一断路器，节省投资和布置面积。

缺点：具有双母带旁路接线缺点①②；③母联兼旁路共用一组断路器，增加母联断路器的负担和隔离开关工作量，相应增加故障率和检修次数；④在作旁路运行时，两组母线需解列运行，负荷平衡受限制。 2.3.4.3 单母线分段接线：

优点：①接线简单清晰；②每一进出线回路各自连接一组断路器，互不影响；③正常运行操作由断路器进行，便于实现自动化远动化，隔离开关只作为断路器或线路及母线检修时隔离用，减少误操作的可能性，④进出线回路可不相对应，电能由母线集中分别向各出线回路供电，配置灵活。⑤母线及所连接设备检修或故障，只影响一段母线及所联设备的回路停电。

缺点：①断路器检修，所连接回路需停电；②分段断路器故障，暂时全厂停电，拉开隔离开关后，解列运行。

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2.3.4.4 单母线分段带旁路接线：

优点：具有单母线分段接线优点，又具备旁路母线和专门的旁路断路器，在出线断路器检修时，由旁路代替，满足供电连续性的要求，增加了供电可靠性和灵活性

缺点：①母线及所连接设备检修或故障，一段母线停电，②分段断路器故障，暂时全厂停电，拉开隔离开关后，两段母线解列运行，检修时也可解列运行。③隔离开关切换工作量大，继电保护复杂不利于实现自动化，同时增加设备和投资，增大布置面。

2.3.4.5 主变压器台数：2台

优点：供电可靠性高，

缺点：增加投资，扩大占地面积。

2.3.4.6 根据《规范》以及变电所设计要求，从以上分析中选出方案2和方案4两种技术上较好的方案。

2.3.5 待选电气主接线方案经济比较 2.3.5.1 电气设备数目及配电装置比较：

方 案 方案2 项 目 变压器台数 10KV侧接线 110KV侧接线 220KV侧接线 220KV进线回路数 高压断路器数（220KV） 高压隔离开关（220KV） 综合投资（万元） 2 单母线分段 双母线带简旁 双母线带简旁 4 7 25 6825.5 2 单母线分段 双母线带简旁 单母线分段带旁路 4 8 19 6760.9 方案4 2.3.5.2 综合投资计算

综合总投资 错误！未找到引用源。 （万元） 错误！未找到引用源。

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根据现在的市场价格：

变压器——750万元/台， 220KV SF6断路器——60万元/台 220KV高压隔离开关——7万元/台，

220KV配电装置：单母线分段带旁路——1864万元

双母线带简旁——1920万元 方案2：

主变： ZB=2×750=1500万元 断路器: ZDL=7×60=420万元 隔离开关: ZGK=25×7=175万元 配电装置：Z配=1920万元

主体设备投资Z0 =1500+420+175+1920=4015万元 不明显的附加比例系数(a):220KV取70 综合投资：错误！未找到引用源。 方案4：

主变： ZB=2×750=1500万元 断路器: ZDL=8×60=480万元 隔离开关: ZGK=19×7=133万元 配电装置：Z配=1864万元

主体设备投资Z0=1500+480+133+1864=3977万元 不明显的附加比例系数(a):220KV取70 综合投资：错误！未找到引用源。 2.3.5.3年运行费用计算

年运行费 错误！未找到引用源。 电价a=0.4元/KW·H

检修维护费 U1=（0.22～0.042）Z 折旧费 U2=0.058Z 取U1+U2=0.1Z； K=0.10 电能损耗：错误！未找到引用源。

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查SFPSZ7－180000/220/121/10.5 参数得： △P0=195KW △P=700KW I0%=0.84 UdI-II%=14.7 UdI-III%=25 UdII-III%=8.7 台数n=2 年利用小时数 t=4000h 单位无功损耗引起的有功损耗系数 K=0.1 S1=1/2×320000×0.8=128000KVA S2=1/2×240000×0.8=96000KVA S3=1/2×40000×0.8=16000KVA Se1=180000KVA, Se3=180000KVA 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

=[2(195+0.1×1512)+2(700+0.1×43560)×0.798 ]×4000 =8762×4000

错误！未找到引用源。 2.3.5.4 方案2年运行费用计算

U=a△A+U1+U2

=0.4×3504.8+0.1×6825.5=2084.47万元 b、方案4年运行费用计算 U=a△A+U1+U2

=0.4×3504.8+0.1×6760.9=2078.01万元 2.3.5.6.5 经济比较

Z方案二>Z方案四 U方案二 >U方案四

方案二与方案四不论是综合总投资Z，还是年运行费用U都相差不大。由于

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C变电所负荷为一类或二类负荷，对供电可靠性要求较高，应选用技术比较好的可靠性较高的方案，故选择方案二。

2.4 变电所电气主接线特点

2.4.1 变电所电气主接线图

错误！未找到引用源。

2.4.2 .变电所电气主接线特点

2.4.2.1 220KV侧采用双母线带简旁接线：

优点：①接线清晰；②每一进出线各自接一组断路器，互不影响；③一组母线及所连接设备故障，不影响另一组母线供电，运行灵活可靠；④两组母线可根据各线路负荷情况，通过切换，达到两组母线的负荷大致平衡；⑤任一组母线及所联设备检修，不影响供电；⑥扩建方便；⑦断路器检修时，可切换到旁路母线运行，线路可不停电，供电可靠性高。缺点：具有双母带旁路接线缺点①②；③母联兼旁路共用一组断路器，增加母联断路器的负担和隔离开关工作量，相应增加故障率和检修次数；④在作旁路运行时，两组母线需解列运行，负荷平衡受限制。

2.4.2.2 110KV侧采用双母线带简旁接线：（同上） 2.4.2.3 10KV侧采用单母线分段接线：

优点：①接线简单清晰；②每一进出线回路各自连接一组断路器，互不影响；③正常运行操作由断路器进行，便于实现自动化远动化，隔离开关只作为断路器或线路及母线检修时隔离用，减少误操作的可能性，④进出线回路可不相对应，电能由母线集中分别向各出线回路供电，配置灵活。⑤母线及所连接设备检修或故障，只影响一段母线及所联设备的回路停电。

缺点：①断路器检修，所连接回路需停电；②分段断路器故障，暂时全厂停电，拉开隔离开关后，解列运行

第3章 所用电接线的设计

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3.1 变电所所用电电压等级确定

3.1.1 所用电电压等级的确定

变电所的所用电负荷，一般都比较小，其可靠性要求不如发电厂那样高。变电所的主要所用电负荷是变压器冷却装置（包括风扇、油泵、水泵）、直流系统中的充放电装置和硅整流设备、空气压缩机、油处理设备、检修工具及采暖、通风、照明及供水等。根据《规程》规定，本变电所的所用电压等级确定为380/220V,采用动力和照明混合供电方式。

3.2 变电所所用电接线方式

3.2.1 所用电接线基本要求：

1、所用电接线应满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等一般要求。

2、应尽量缩小所用电系统的故障影响范围，并应尽量避免引起全所停电事故。

3、充分考虑变电所正常、事故、检修等运行方式下的供电要求。 4、应便于分期扩建或连续施工，要结合远景规模统筹安排。 3.2.2 所用电接线

根据《规程》规定，本变电所应采用两台所用变压器，采用单母线分段接线方式，宜同时供电分列运行，以限制故障的范围，提高供电可靠性。

3.3 变电所所用电源的引接

3.3.1 所用电源的引接方式

1、工作电源

根据《规程》规定，本所采用两台所用变，工作电源引自主变低压侧10KV I、II段母线上，低压侧采用单母线分段。

2、备用电源

两台工作电源同时供电，分裂运行，互为备用（暗备用）。

3.4 变电所所用变压器台数、容量选择

3.4.1 所用变压器台数选择

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根据《规程》规定，为保证供电可靠性，应设置两台所用变压器，互为备用。 二、所用变压器容量，型号选择。 所用电率为:Ky=1.2%

主变压器容量:为Se=2×180=360MVA

所用电负荷为：Sj=Ky×Se=1.2%×360=4.32MVA 选所用变容量为：Sn=2×2500KVA 校验：2错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 满足要求

所用变压器选用2台，型号为SC9-2500/10三相树脂浇注式干式变压器。技术参数如下：

表3-1 主变压器技术参数

外形尺寸（mm） 额定容量（KVA） 分接电压（%） 联结组标号 长×宽×高 2500 额定电压（KV） 高压 10 低压 0.4 ±2×2.5% 损耗（W） △P0 2850 △P 15880 Yyn0 重量（kg） 总重 6820 Ud% 6 I0% 0.6 2320×1440×2400 3.5 所用电接线说明：

变电所，设置两台所用变压器，采用型号为SC9-2500/10三相干式变压器。所用电源分别从10kV侧I段、II段母线上引接，低压侧采用单母线分段，电压等级确定为380/220V,采用动力和照明混合供电方式。重要负荷分别接在两段母线上，以保证供电可靠性。两台厂变正常时同时供电分列运行，互为备用（暗备用）。

第4章 短路电流的计算

4.1 短路电流计算的目的和条件

4.1.1 短路电流计算的目的

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在发电厂和变电所电气设计中，短路电流计算是其中一个重要环节。其计算和目的主要有以下几点：

1、在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案，或确定某一线路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、在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路的短路电流为依据。

4、接地装置的设计，也需要用短路电流。 4.1.2 短路电流计算的一般规定

验算导体和电器时所用短路电流，一般有以下规定。 1、计算的基本情况

（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行。 （2）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 （3）所有电源的电动势相位角相同。

（4）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电阻。 2、接线方式

计算短路电流时所用的接线方式，应是尽可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能仅用在切换过程中可能并列运行接线方式。

3、计算容量

应按工程设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划。 4、短路种类

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以及自耦变压器等回路中的单相（或两相）接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况的进行校验。

5、短路计算点

在正常接线方式时，通过电器设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。

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对于带电抗器的6-10KV出线与厂用分支线回路，在选择母线至母线隔离开关之间的引线、套管时，短路计算点应取在电抗器前。选择其余的导体和电器时，短路计算点一般取在电抗器后。

4.2 短路电流计算的方法及步骤

在工程设计中，短路电流计算通常采用运算曲线法。 其计算步骤如下： 1、选择短路点；

2、画出等值网络（次暂态网络）图； 3、化简等值网络图； 4、求计算电抗Xjs；

5、由计算电抗值从适当的运算曲线中查处各电源供给的短路电流周期分量标幺值（运算曲线只作到Xjs=3.45）

6、计算无限大容量（Xjs≥3）的电源供给的短路电流周期分量； 7、计算短路电流周期分量有名值和短路容量； 8、计算短路电流冲击值。

9、计算异步电动机供给的短路电流； 10、绘制短路电流计算结果表。

4.3 变电所短路电流计算

4.3.1 电力系统与变电所接线图

错误！未找到引用源。图4-1电力系统与变电所接线图

4.3.2 绘制等值电路图

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。

图4-2等值电路图

4.3.3 选取Sj=100MVA, Uj=UP=1.05Ue, 错误！未找到引用源。

已知：电抗器Ie=3000A, XK%=10 4.3.4 网络各元件阻抗标幺值计算

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

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错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 4.3.5 化简等值电路

错误！未找到引用源。图4-3 10KV不装限流电抗器，且并行运行 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。图4-4 10KV不装限流电抗器，且分裂运行 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。图4-5 10KV装设限流电抗器，且并列运行

错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。

图4-6 10KV装设限流电抗器，且分裂运行

错误！未找到引用源。 4.3.6 计算三相短路电流

1、220KV侧母线短路（d-1）：取错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以： 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

2、110KV侧母线短路（d-2）：取错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以： 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

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错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

3、10KV侧母线短路，不设电抗器，并列运行时（d-3）：取错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以： 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

4、10KV侧母线短路，不设电抗器，分裂运行时（d-4）：取错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以： 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

5、10KV侧母线短路，装设电抗器，并列运行时（d-5）：取错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以：

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错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

6、10KV侧母线短路，装设电抗器，分裂运行时（d-6）：取错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

由于无限大容量系统的短路电流周期分量是不衰减的，所以： 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

4.3.7 短路电流计算结果表 短路点 UP(KIj(KA) I”(KA) I∞(KA) ich(KA) Sd(MVAV) ) d-1 (220kV母线短路) 230 0.251 24.134 24.134 61.542 9615 d-2 (110kV母线短路) 115 0.502 9.401 9.401 23.973 1872.7 d-3 （10Kv母线并列运10.5 5.499 68.825 68.825 175.504 1251.6 行不带电抗器短路） d-4 （10kV分裂运行不10.5 5.499 51.680 51.680 131.784 939.8 带电抗器短路） d-5 （10kV并列运行带10.5 5.499 32.851 32.851 83.770 597.4 电抗器短路） d-6 （10kV分裂运行带10.5 5.499 19.543 19.543 49.835 355.4 电抗器短路）

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第5章 电气设备选择

5.1 电气设备选择的原则及条件

5.1.1 电气设备选择的原则

1、应满足正常运行检修、短路和过电压的要求，并考虑远景的发展。2、应力求技术先进及经济合理。 3、应按当地环境条件校验。 4、同类设备应尽可能地减少品种。 5、与整个工程的建设标准应协调一致。 5.1.2 电气设备选择的条件 1、按正常工作条件选择 1）按Ue选择：Ue≥Uew

2）按Ie选择：Ie≥Igmax，(导体)Iy≥Igmax 3）按环境来选型： 4）海拔修正

2、按短路电流情况来校验 1）热稳定校验：I∞2tdz ≤Ir2t 导体： 错误！未找到引用源。

2）动稳定校验：ich ≤idw , σmax=σxj+σtj≤σy , L≤Lmax 3、特殊条件 1）断路器DL：

开断电流Iekd≥I” 关合电流iec≥ich

2）熔断器RD： 无限流作用：Iekd≥Icj 有限流作用：Iekd≥I”

保证前后两级熔丝之间的选择性：应进行熔丝选择性校验

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5.2 10kV配电装置电气设备选择

5.2.1 10kV汇流母线选型 1、按长期允许电流选择

错误！未找到引用源。

查《变电站设计手册》选择双槽型铝母线，水平竖放；其技术参数如下表5-1：

截面尺寸（mm） 截面 电流积Sch b c r （mm） （A） 175 80 8 12 4880 6600 1.025 25 144 147 2允许集肤效应系数IyKf 断面系 数Wy (cm) 3惯性矩铝导体共振最大Jy (cm) 4允许跨距（cm） 考虑环境温度的修正系数K

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 ∴所选铝母线满足长期工作发热要求。 2、热稳固校验

1）短路计算时间即等效发热时间 tdz=tb+ tkd= tb+ td +tgf=1S

查《变电站设计手册》，铝导体长期允许工作温度为70℃时，C=87(热稳定系数)。 2）热稳定最小截面为： 错误！未找到引用源。 ∴满足热稳固要求。 3、动稳定校验 1) 计算条间应力： 错误！未找到引用源。 取衬垫距离Lt=0.5m,

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条间应力:

错误！未找到引用源。 2)相间允许应力: 错误！未找到引用源。 3)单位长度上相间电动力（β=1） 取母线相间距a=35cm, 错误！未找到引用源。

4）母线布置方式为水平布置，则截面系数W=2Wy=2×25=50cm3 绝缘子间最大允许跨距: 错误！未找到引用源。 5）母线共振校验

已知铝导体共振最大允许跨距为Lman=1.47（m）

绝缘子间距不得超过1.47m。取1.00m即满足动稳固性要求。 5.2.2 主变低压侧10kV支母线选型（同上） 5.2.3 10kV馈线电缆选型

1、按经济电流密度选择10kV馈线电缆 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

T max=4000h 查表得经济电流密度为2.25

错误！未找到引用源。

所以选择错误！未找到引用源。型电缆可满足要求，其技术参数如下5-2：

导体截面（mm） 150 320 2导体工作 允许载流量 最高允许温度θc（℃） 90 温度校正系数 1.04 多根并列 敷设系数K5 1 2、按长期允许电流校验

Kθ=1.04 K5=1 ∴K=KθK5=1.04 ∴IXU(34℃)= kIe(34℃)=1.04×320=332.8＞Ig ∴所选电缆满足长期工作发热要求 3、热稳定校验

1）短路计算时间即等效发热时间 tdz=0.25S

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2) 电缆热稳定系数错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 则热稳定系数为: 错误！未找到引用源。 3）热稳定最小截面为： 错误！未找到引用源。 ∴满足热稳定要求。 4、电压降校验

错误！未找到引用源。 rθ查表的0.152

结果表明所选10KV电缆馈线选择型电缆满足要求 5.2.4 10kV高压断路器、隔离开关选型 1、主变10kV侧进线断路器和隔离开关的选型 错误！未找到引用源。 短路电流的热效应： 错误！未找到引用源。

选择断路器型号为:ZN-10/3150-40，隔离开关型号为：GN30-10-3150

断路器和隔离开关选择结果表5-3

额 定 参 数 计 算 数 据 ZN-10/3150-40 U 10kV Igmax 2309.4A I” GN30-10-3150 10kV 3150A 40kA 100KA 22额定电压 Ue 额定电流Ie 额定短路开断电流Iekd 额定短路关合电流Ieg 2Ue Ie Iekd Ieg Itt idw 2210kV 3150A 40×4KAS 100KA 29.401kA ich 23.973KA QZT 22.095KA.S ich 23.973KA 2断路器允许热效应Itt 40×4KAS 动稳定电流idw 100KA 满足要求

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2、10KV馈线断路器的选型 错误！未找到引用源。

选择断路器型号为:ZN-10/1250-31.5

断路器选择结果表5-4 计 算 数 据 U 10kV Igmax 231.52A I” 额 定 参 数 ZN-10/1250-31.5 额定电压 Ue 额定电流Ie 额定开短路断电流Iekd 额定关合短路电流Ieg 断路器允许热效应Itt 动稳定电流idw 210kV 1250A 31.5kA 80KA 31.5×4KAS 80KA 2219.543kA ich 49.835KA QZT 95.482KA.S ich 49.835KA 2满足要求

3、10KV母线分段断路器的选型 错误！未找到引用源。 选择断路器型号为:ZN-10/3150-40

断路器选择结果表5-5

计 算 数 据 U 10kV Igmax 2309.4A I” 额 定 参 数 ZN-10/3150-40 额定电压 Ue 额定电流Ie 额定开断短路电流Iekd 额定关合短路电流Ieg 断路器允许热效应Itt 动稳定电流idw 210kV 31.50KA 40kA 100KA 40×4KAS 100KA 2219.543kA ich 49.835KA QZT 95.482KA.S ich 49.835KA 2满足要求

5.2.5 #1、#2所用变高压侧断路器的选型

错误！未找到引用源。

U=10 (KV) Igmax=144.3(A) I’’ =19.543(KA) 选择断路器型号为:ZN-10/1250-31.5

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断路器选择结果表5-6 计 算 数 据 U 10kV Igmax 144.3A I” 额 定 参 数 ZN-10/1250-31.5 额定电压 Ue 额定电流Ie 额定开短路断电流Iekd 额定关合短路电流Ieg 断路器允许热效应Itt 动稳定电流idw 210kV 1250A 31.5kA 80KA 31.5×4KAS 80KA 2219.543kA ich 49.835KA QZT 95.482KA.S ich 49.835KA 2满足要求。

5.2.6 10kV高压开关柜的选型

选用“铠装式金属封闭高压开关柜”

选用KYN28-12(Z)/T3150-31.5方案03为馈线开关柜 选用KYN28-12(Z)/T3150-40方案45为#1主变进线开关柜 选用KYN28-12(Z)/T3150-40方案45为#2主变进线开关柜 选用KYN28-12(Z)/T3150-40方案42为10#母线分段开关柜

选用KYN28-12(Z)/T3150-40方案43为11#母线分段开关柜 选用KYN28-12(Z)/T3150 方案19为10KVⅠ段母线PT柜 选用KYN28-12(Z)/T3150 方案19为10KVⅡ段母线PT柜 选用KYN28-12(Z)/T3150-31.5方案01为#1所用变联络柜

选用KYN28-12(Z)/T3150-31.5方案01为#2所用变联络柜 5.2.7 高压开关柜配电设备的选型

1、10KV母线电压互感器（PT）及高压熔断器的选型 1) 选择电压互感器的型式

因为每段母线上接有馈线5回，所用变1台，主变1台，电容器组1组。共有有功电度表8只，有功功率表3只，无功功率表1只，母线电压表1只，绝缘监察电压3只。故选用JDZJ-10，Y/Y/△错误！未找到引用源。型电压互感器。 2)准确度等级和额定二次容量的选择

因电压互感器需供电度表，故选择准确度等级为0.5级。相应的额定二次容

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量Se2=120VA

3）保护电压互感器的高压熔断器的选择

错误！未找到引用源。 选择RN2-10/0.5

熔断器选择结果表5-7

额 定 参 数 RN2-10/0.5 额定电压 Ue 熔丝额定电流Ie2 最大切断电流Ikd 熔管额定电流 Ie1 10kV 0.5A 50kA 50kA 计 算 数 据 U 10kV Igmax 0.00693A I” 19.543kA ’

∵Ie1 ＞Ie2 ＞Igmax， Ikd＞I’

∴所选熔断器符合要求。 2、10KV电流互感器（CT）的选型 1)10KV馈线CT的选型

根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LZZB-10，300/5，0.5/D型电流互感器。技术参数如下表5-8：

额定 型号 变比 LZZB-10 300/5 级 次 0.5 （VA） 15 （KA-S） 31-2 流（KA） 80 准 确 额定二次负荷额定短时热电流额定动稳定电2)主变低压侧CT的选型

根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LMZB-10，3000/5，0.5/D型电流互感器。技术参数如下表5-9：

额定 型号 变比 LMZB-10 3000/5 级 次 0.5 （VA） 50 （KA-S） 流（KA） 准 确 额定二次负荷额定短时热电流额定动稳定电3)母线分段开关CT的选型

根据电流互感器安装处的电网电压，最大工作电流等条件选择LMZB-10，3000/5，0.5/D型电流互感器。技术参数如下表5-10：

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额定 型号 变比 LMZB-10 3000/5 准 确 级 次 0.5 额定二次负荷（VA） 50 额定短时热电流（KA-S） 额定动稳定电流（KA） 3、10KV避雷器（BL）的选型

根据系统电压Uew =10.5kV，选用FZ2-10型避雷器，技术参数如下表5-11：

额定电 型号 压（KV） FZ2-10 10 压（KV） 12.7 （KV） 26-31 （KV） 45 （KV） <50 灭弧电 工频放电电压冲击放电电压（1.5～20μs）残压 5.2.8 限流电抗器的选型

1、错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。

根据：错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。选择XZK-10-3000-10型电抗器。

Ie=3000A, Xk%=10，错误！未找到引用源。 2、电压损失校验：

错误！未找到引用源。 满足要求 3、母线残压校验：

错误！未找到引用源。 满足要求 4、动稳校验：

错误！未找到引用源。 满足要求 5、热稳定校验： 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。 满足要求,故选择XZK-10-3000-10型电抗器满足要求。

第6章电气系统继电保护

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6.1继电保护整定计算

6.1.1基本任务

继电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值；而对电力系统中的全部继电保护来说，则需编制出一个整定方案。整定计算方案通常可按电力系统的电压等级或设备来编制。还可按继电保护的功能划分方案分别进行。

各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，继电保护方案也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化(包括建设发展和运行方式变化)，当超出预定的适应范围时，就需要对全部或部分继电保护重新进行整定，以满足新的运行需要。

必须注意，任何一种保护装置的性能都是有限的，即任何一种保护装置对电力系统的适应能力都是有限的。当电力系统的要求超出该种保护装置所能承担的最大变化限度时，该保护装置便不能完成保护任务。

当继电保护的配置和选型均难以满足电力系统的特殊需要时，必须考虑暂时改变电力系统的需要或采取某些临时措施加以解决。

继电保护整定计算即有自身的整定问题，又有继电保护的配置与选型问题，还有电力系统的结构和运行问题。因此，整定计算要综合、辩证、统一的运用。 整定计算的具体任务有以下几点： (1)绘制电力系统接线图；

(2)绘制电力系统阻抗图； (3)建立电力系统设备参数表；

(4)建立电流、电压互感器参数表；

(5)确定继电保护整定需要满足的电力系统规模及运行方式变化限度； (6)电力系统各点短路计算结果列表； (7)建立各种继电保护整定计算表；

(8)按继电保护功能分类，分别绘制出整定值；

(9)编写整定方案报告书，着重说明整定原则问题、整定结果评价、 存在的问题及采取的对策等。

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6.1.2整定计算的步骤

(1)按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式，选择短路类型， 选择分支系数的计算条件；

(2)进行短路故障计算，录取结果；

(3)按同一功能的保护进行整定计算，选取整定值并做出定值图；

(4)对整定结果分析比较，以选出最佳方案；最后应归纳出存在的问题， 并提出运行要求； (5)画出定值图；

(6)编写整定方案说明书，一般应包括以下内容： 1)方案编制时间、电力系统概况；

2)电力系统运行方式选择原则及变化限度； 3)主要的、特殊的整定原则； 4)方案存在的问题及对策；

5)继电保护的运行规定，如保护的停、投，改变定值、 改变使用要求以及对运行方式的限制要求等； 6)方案的评价及改进方向。 6.1.3对继电保护装置的基本要求

电力系统发生故障时，保护装置必须能可靠地、有选择地、灵敏地和快速地将故障设备切除，以保证非故障设备继续运行。因此，对作用于断路器跳闸的继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。 1.可靠性

可靠性是指被保护设备区内发生故障时，保护装置能可靠动作；系统正常运行或在区外故障时，保护应不动作。即保护装置应既不拒动也不误动。 2.选择性

选择性是指电力系统发生故障时，仅由故障的保护装置将故障设备切除。当故障设备的保护或断路器拒动时，则由相邻的设备保护装置切除故障，以尽量缩小停电范围。

为保证选择性，在设计保护时，对相邻设备有配合要求的保护和同一保护内

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的两个元件之间的灵敏性与动作时间应相互配合。

在必须加速切除故障或提高灵敏度的情况下，允许保护无选择性动作，但必须采取补救措施。

3.灵敏性

灵敏性是指保护装置对其保护区内故障的反应能力。保护装置的灵敏性一般用灵敏系数或保护范围来衡量。

故障参数的最大、最小值应根据常见的最不利运行方式、短路类型和短路点来计算。

在校验保护装置的灵敏系数时，各类短路保护装置的灵敏系数应符合继电保护规程的规定值。

4.速动性

速动性是指保护装置应快速切除故障。在设计保护时，主保护的动作时间一般必须经过系统稳定计算来确定。有时也可以由电力系统有关部门提供。

在装有管型避雷器的线路上，为了在避雷器放电时，保护不致误动作，保护装置的动作时间应不小于0.08s，保护装置的返回时间应小于0.02s。 四、线路保护装置的选择

根据110KV出线保护的配置要求，选择CSL1613B微机型线路保护装置。 CSL1613B微机型线路保护功能配置： 三相过流、零序过流、方向闭锁、低压闭锁、自动重合闸、低频减载、滑差闭锁、过负荷、遥测、遥信、遥控、遥脉、远方管理。

6.2相间短路的电流、电压保护

相间短路的电流电压保护通常是三段式保护。第I段为无时限电流速断保护或无时限电流闭锁电压速断保护；第II段为带时限电流速断保护或带时限电流闭锁电压速断保护；第III段为过电流保护或低电压闭锁的过电流保护。但根据被保护线路在电网中的地位，在能满足选择性、灵敏性和速动性的前提下，也可装设I、II段，II、III段或只装设第III段保护。

整定计算一般包括动作值的整定，灵敏度校验和动作时限的整定三部分。 （一）1.瞬时电流速断保护的整定计算

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1. 动作电流的整定原则

按躲本线路末端故障整定。为了保证外部短路时，无时限电流速断保护不动作，其动作电流应躲过外部短路时的最大短路电流，即

I错误！未找到引用源。= K错误！未找到引用源。I错误！未找到引用源。

式中：I错误！未找到引用源。：本线路末端短路时最大短路电流；

K错误！未找到引用源。： 可靠系数，取1.2～1.3 2. 灵敏度校验

按本线路末端故障整定的电流速断保护，灵敏度通常用保护范围来测量。根据保护区末端两相短路时短路电流与动作电流相等可以得出最小保护范围为：

l错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。(错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。-X错误！未找到引用源。)

E错误！未找到引用源。：系统等效相电动势； X1：单位长度线路正序阻抗；

X错误！未找到引用源。：系统最小运行方式下的等值阻抗；

同理可得最大运行方式下三相短路时的最大保护范围为：

l错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。(错误！未找到引用源。-X错误！未找到引

用源。)

X错误！未找到引用源。：系统最大运行方式下的等值阻抗；

要求最小保护范围不小于本线路全长的15%～20%，最大保护范围不小于本线路全长的50% 3. 动作时限的整定

瞬时电流速断保护动作时间仅为保护固有动作时间，整定时限为0s （二）瞬时电流闭锁电压速断保护的整定计算

当瞬时电流速断保护的灵敏度不满足要求时，可采用瞬时电流闭锁电压速断保护，以提高保护的灵敏度。

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LmainIL??0.75LKk主要运行方式时的最大保护区为

保护的动作电流为：I错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 式中 Ib: 110KV侧基准电压下的基准电流值；

X错误！未找到引用源。： 系统正常运行方式下的等值阻抗； X1：单位长度线路正序阻抗；

l错误！未找到引用源。: 经常运行方式下的保护范围长度，一般取0.75倍线路全长；

I错误！未找到引用源。就是系统经常运行方式下，保护区末端三相短路时的短路电流。按保护范围相等整定，此时低电压元件也刚好动作，所以它的动作电压为：

U错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。

I错误！未找到引用源。 最大运行方式时的保护区计算公式为

LmaxIIXxt.maxUdz?1X1(Up?Udz)

最小运行方式时的保护区计算公式为

I0.866Ex?Xxt.minIdzLmin?IX1IdzI 式中的：Kk——取1.3～1.4；

Ex——系统电源的等值相电势（KV）；

Xxt.mian——主要运行方式时，保护安装处的系统等值电抗（Ω）； Up——系统电源的平均额定电压（KV）。 （三）带时限电流速断保护的整定计算

为了保证选择性，带时限电流速断保护的整定值必须与相邻元件的保护配合，通常是与相邻元件的无时限电流速断保护配合。它的整定计算与电网的结构和相邻

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元件的保护类型有关。 1. 动作电流的整定原则

（1）相邻线路装有无时限电流速断保护时

I错误！未找到引用源。= K错误！未找到引用源。I错误！未找到引用源。

式中的：K错误！未找到引用源。：可靠系数，取1.1～1.2

I错误！未找到引用源。：相邻线路无时限电流速断保护的动作电流； （2）相邻线路装有无时限电流闭锁电压速断保护时，保护动作电流的整定必须与其电流元件和电压元件的动作值都配合，并取大者为整定值。其中： 1）与电流元件配合时，可按式

I错误！未找到引用源。= K错误！未找到引用源。I错误！未找到引

用源。

去计算，但式中的I错误！未找到引用源。应该用相邻线路无时限电流闭锁电压速断保护的电流元件的动作电流。

1）与电压元件配合时

I错误！未找到引用源。= K错误！未找到引用源。 I错误！未找到引用源。 式中的：K错误！未找到引用源。：可靠系数，取1.1～1.2

I错误！未找到引用源。：相邻线路电压元件最小保护区末端短路时，流经被保护线路的最大短路电流； 2. 灵敏度校验

带时限电流速断保护的灵敏度校验按下式计算

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≥1.3～1.5 式中的：K错误！未找到引用源。：可靠系数，取1.1～1.2

I错误！未找到引用源。：被保护线路末端短路时，流经被保护线路的最小短路电流；

I错误！未找到引用源。：相邻线路带时限电流速断保护的动作电流； 3.动作时限的整定

当与相邻线路电流I段保护配合时，动作时限为：

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t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。= t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。+△t

当与相邻线路电流II段保护配合时，动作时限为：

t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。= t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。+△t （四）定时限过电流保护的整定计算 1.按躲过线路可能流过的最大负荷电流整定

I错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 式中的：K错误！未找到引用源。：可靠系数，取1.15～1.25； I错误！未找到引用源。：被保护线路的最大负荷电流；

K错误！未找到引用源。：负荷自启动系数，取2～5； K错误！未找到引用源。：返回系数，取0.85；

2. 灵敏度校验 （1）作近后备时

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≥1.3～1.5

式中的：I错误！未找到引用源。：被保护线路末端短路时，流经被保护线路的最小短路电流； （2）作远后备时

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≥1.2

式中的：I错误！未找到引用源。：相邻元件末端短路时，流经被保护线路的最小短路电流； 3. 动作时限的整定 按阶梯原则整定，即

t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。= t错误！未找到引用源。+△t

式中的：t错误！未找到引用源。：相邻元件过电流保护的最大延时。

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（五）低电压闭锁过电流保护的整定计算

当采用过电流保护不能满足灵敏度要求时，可采用低电压闭锁的过电流保护。其整定计算方法如下： 1. 电流元件动作电流的计算

I错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 式中的：I错误！未找到引用源。：流过保护的正常负荷电流； 2. 电压元件动作电压的计算

U错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≈0.7U错误！未找到引用源。

式中的：U错误！未找到引用源。：最小工作线电压； U错误！未找到引用源。：额定线电压； K错误！未找到引用源。：返回系数，取1.15 K错误！未找到引用源。：可靠系数，取0.9； 3.电流元件的灵敏度校验 按 （1）作近后备时

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≥1.3～1.5

式中的：I错误！未找到引用源。：被保护线路末端短路时，流经被保护线路的最小短路电流； （2）作远后备时

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。≥1.2 进行校验。

4.电压元件的灵敏度校验

K错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 式中的：U错误！未找到引用源。：被保护线路末端短路时，保护安装处的最大剩余电压； 5.动作时间的整定

按阶梯原则整定，即 t错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。= t错

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误！未找到引用源。+△t

6.3零序电流保护

零序电流保护反映中性点接地系统中发生接地短路时的零序电流分量，对于110KV电压等级，单侧电源线路的零序电流保护一般为三段式，终端线路也可以采用两段式；双侧电源线路一般采用四段式，对于220KV及以上电压等级的线路，零序电流保护一般采用四段式。

在进行零序电流保护之前，必须了解所整定电力系统的运行方式及中性点的接地方式，了解所整定线路采用的重合闸方式；对于双回线，要分析两回线路之间的零序互感对零序电流、电压的数值的影响；了解所整定电力系统的参数特征，特别是等值正序阻抗与等值零序阻抗的比值。 （一）零序电流I段保护的整定计算

在非全相运行时的最大零序电流大于区外接地故障时的零序电流1.3倍的情况下，宜设置“不灵敏I段”和“灵敏I段”。不灵敏I段躲非全相运行时的最大三倍零序电流；灵敏I段躲区外接地故障时的最大三倍零序电流。不灵敏I段在故障及重合闸过程中都不退出。灵敏I段在第一次故障时动作，在单相重合闸时退出运行；在三相重合闸时，动作带短暂延时，躲过重合闸时断路器三相不同期合闸时间。

如区外故障电流大于非全相运行电流，则不设置“不灵敏I段”，只装设一个灵敏I段，其动作电流按躲过区外接地故障时最大三倍零序电流整定。 1. 动作电流

1）躲开非全相运行时的最大三倍零序电流整定

错误！未找到引用源。

式中：错误！未找到引用源。—非全相运行时的最大零序电流 此段称为不灵敏Ⅰ

2）按大于本线路末端接地故障的最大零序电流

错误！未找到引用源。

式中：错误！未找到引用源。—可靠系数，取1.25～1.3；

错误！未找到引用源。—本线路末端接地故障的最大零序电流；

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