02毕业设计论文

沈阳工程学院毕业设计（论文）

第一部分 设计说明书

第一章 60/10KV降压变电所主变压器的选择

在各级电压等级的变电所中，变压器是主要电气设备之一，担负着变换网络电压、进行电力传输的重要任务，确定合理的变压器容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

一． 变电所主变压器选择的有关规定

1． 主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当

考虑到远期10-20年的发展，对于大城市城郊变电所主变压器容量应与城市规划相组合。

2． 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，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷可靠供电。对一般性变电所当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%。

3． 同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应以全网出发。 二．主变选择的一般原

1．主变压器台数的确定

根据《电力系统设计技术规范》，为了保证供电可靠性，变电所一般应装设两台主边，但一般不应超过三台。 2．

主变压器型式的确定

对于330KV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器， 3．

主变压器容量的确定

根据《变电所设计规程》，当变电所装设两台及以上主变时，每台容量的选择以应按照其中任一台停运时，其余容量至少能保证所供一级负荷或变电所全部的60-75%。

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4．本设计变压器的选择

待设变电所10KV侧的最大负荷为34737KW，按照主变压器容量的确定原则，单台主变压器容量应大于22978，对于330KV及以下的变电所，在设备运输不受条件限制时，均采用三相变压器.故主变压器选择如下：

型号 额定容量 空载损耗（P0） 负载损耗（PK） 空载电流I% 短路阻抗UK% 连接组标号 SZ7-25000/65 25000 35.5 117 0.9 9 YN.d11

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沈阳工程学院毕业设计（论文） 第二章 变电所电气主接线选择

概述：电气主接线是多种主要电气设备（如：发电机、变压器、开关、互感器、线路、电抗器、母线、避雷器）按一定顺序要求连接而成的，是分配和传送电能的总线路。将电路中各种电气设备统一规定的图形符号和文字符号绘制成的电气连接图称为电气主接线图。变电所的电气主接线是电力系统接线的主要部分。主接线的确定对变电所的安全、稳定、灵活、经济运行及对电气设备选择，配电装置布置，继电保护拟定等都有着密切关系。由于发电、变电、输配电和用电是同时完成的，所以主接线设计的好坏不仅影响电力系统和变电所本身，同时也影响到工农业生产和人民生活，因此，主接线设计是一个综合性问题。

一、 电气主接线的设计原则

设计变电所电气主接线时，所遵循的总原则：①符合设计任务书的要求；②符合有关的方针、政策和技术规范、规程；③结合具体工程特点，设计出经济合理的主接线。为此，应考虑下列情况：

1．

明确变电所在电力系统中的地位和作用

变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。

2．

考虑近期和远期的发展规模

变电所主接线设计应根据5～10年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度以及地区网络情况和潮流分布，来确定主接线的形式以及连接电源数和出线回数。

3．

考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响

对一级负荷，必须有两个独立的电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电；对二级负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需要一

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个电源供电。

4． 考虑主变台数对主接线的影响

变电所主变的容量和台数，对主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性灵活性要求不是很高。

5．考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响

发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当母线或断路器检修时，是否允许变压器、线路停运；当线路故障时允许切除线路变压器的数量等，都直接影响主接线形式的选择。

二、电气主接线的基本要求

1．可靠性

供电的可靠性是电力生产和分配的首要要求，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电的价值大几十倍，会导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。研究主接线可靠性应注意的问题如下：

a.考虑变电所在电力系统中的地位和作用。变电所是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统要求相适应。如：对于一个小型的终端变电所的主接线一般不要求过高的可靠性，而对于一个大型超高压变电所，由于它在电力系统中的地位很重要，供电容量大、范围广，发生事故可能使系统运行受到扰动，甚至失去稳定，造成巨大损失，因此其电气主接线应采用供电可靠性高的接线方式。

b.变电所接入电力系统的方式。现代化的变电所都接入电力系统运行。其接入方式的选择与容量大小、电压等级、负荷性质以及地理位置和输送电能距离等因素有关。

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c.变电所的运行方式及负荷性质。电能生产的特点是发电、变电、输电、用电同一时刻完成。而负荷的性质按其重要意义又分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类之分。当变电所设备利用率较高，年利用小时数在5000h以上，主要供应Ⅰ类、Ⅱ类负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接线形式。

d.设备的可靠程度直接影响着主接线的可靠性。电气主接线是由电气设备相互连接而成的，电气设备本身的质量及可靠程度直接影响着主接线的可靠性。因此，主接线设计必须同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。随着电力工业的不断发展大容量机组及新型设备投运、自动装置和先进技术的使用，都有利于提高主接线的可靠性，但不等于设备及其自动化元件使用得越多、越新、接线越复杂就越可靠。相反，不必要的接线设备，使接线复杂、运行不便，将会导致主接线可靠性降低。

2．灵活性

电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。同时设计主接线时应留有发展扩建的余地。对灵活性的要求如下：

a.调度时，可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。

b.检修时，可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电。

c.扩建时，可以容易地从初期接线过度到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并对一次和二次部分的改建工作量最少。

3．经济性

在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。与使主接线可靠、灵活，必然要选高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到

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经济合理。一般从以下方面考虑：

a.投资省。主接线应简单清晰，节省断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等一次设备；②使继电保护和二次回路不过于复杂，节省二次设备和控制电缆；③限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器；④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。

b.占地面积小。主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积减少。

c.电能损失少。在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压器而增加电能损耗。

此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，变电所接入系统的电压等级一般不超过两回。

三 电气主接线的设计程序

电气主接线的设计伴随着变电所的整体设计，即按照工程基本建设程序，历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤相同。其具体设计步骤和内容如下。

对原始资料进行分析，具体内容如下： 1．主变的台数对主接线的影响：

根据规程，为保证供电可靠性，变电所一般应装设两台主变。并根据变电所带负荷的性质和电网结构确定变压器容量，对于一般性变电所，应满足当一台主变故障或检修停运时，另一台应能保证该地区总负荷的70%可靠供电，同时应满足重要负荷的可靠供电。

2．电气主接线的拟订：

根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定60KV侧和10KV侧主接线。在此过程中，一次侧主接线选取两个方案，从可靠性、经济性、灵活性和稳定性几个方面进行比较，来选取一个

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比较合理的电气主接线方案。

3．短路计算：

为了对60KV和10KV侧电气设备进行合理选择，分析网络界限并远景考虑系统容量，分别对60KV侧和10KV侧进行短路计算，从而保证设备的合理选择和安全可靠供电。

4．电气设备选择对主接线的影响：

电气设备选择是变电所设计的主要内容之一。在进行电器选择时应根据工程情况在保证安全的前提下积极而稳妥的采用新技术。根据系统的电压等级和最大长期工作电流进行选择，同时根据实际要求进行必要的动稳定校验和热稳定校验。（包括母线、高压断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、补偿电容器、避雷器的选择。）

5．配电装置设计：

在设计中要考虑主接线所确定的形式和间隔，考虑变压器，避雷器等设备的布置。要满足便于监视、运行方便、占地面积小、出线合理等要求。

6．过电压保护设计：

写出保护的种类、基本原理装置的选择。 7．继电保护、自动装置的规划设计：

为了主变压器、母线、线路等配置保护，要求结合选择主接线的实际情况，并满足继电保护速动性、选择性、可靠性、灵敏性的要求。说明继电保护和自动装置的种类及基本原理。

根据变电所电气主接线的设计原则和基本要求，60KV侧接线单母线分

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段和内桥两种接线接线形式均可，现进行比较如下：

方案 项目 单母线分段 内桥接线 可 靠 性 灵 活 性 经 济 性 最终 方案 采用单母分段， 采用内桥接线当母线或断路器以及时，桥形接线虽然采线路、隔离开关发生用设备少，接线清晰故障时，分段断路器简单，但隔离开关用自动将故障段隔离，作操作电气，可靠性保证正常母线不间断不高，而且当桥连断供电。不致使重要符路器检修时，需要两合停电。用断路器把个回路解列运行。容母线分段后，对重要量较小，变压器的切用户可以从不同段引换较频繁，线路较短。 出两个馈电线路，有两个电源供电提高了供电的可靠性。 采用单母分段接采用内桥接线线调度时，可以灵活时，线路的切除和投地投入和切除变压器入较复杂，需动作两和线路，调配电源负台断路器，影响变压荷，满足系统在事故器的暂时停运。变压运行方式下检修方式器侧断路器检修时，下的系统调度要求，变压器需长时期停分段后的单母线可进运。而且不利于扩建。行分段检修，对重要因此，采用内桥接线用户可以从不同段引灵活性差。 出两个回路，使重要用户有两个电源供电，且其有利于扩建。 采用单母分段，回采用内桥接线时，使路数比单母线增加了用断路器数量少，隔一倍，并增加了断路离开关少，投资少，器、隔离开关、开关接线简单，减少了投电器数量，增加了投资。运行费用较低。 资和占地面积，运行费用较高。 通过上述两种接线的比较，单母线分段接线 用断路器把母线分段，对重要用户可以从不同段引出两个馈电线路，有两个电源供电 提高了可靠性。同时也可分段检修，灵活性较好。而且,本变电所有14回出线,所以本变电所采用单母线分段接线形式. 8

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在6-10KV配电装置时,常采用单母线和单母线分段两种接线形式，现进行比较如下： 方案 单母线接线 单母线分段 项目 1.任一元件故障，均使整 采用单母分段，当母个配电装置停运。 线或断路器以及线路、2.单母线可用隔离开隔离开关发生故障时，关分段，但当一段母线分段断路器自动将故障故障时，全部回路仍需段隔离，保证正常母线可 短时停电。 不间断供电。不致使重靠 综上,此接线可靠性不要符合停电。用断路器性 高. 把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个馈电线路，有两个电源供电提高了供电的可靠性。 单母线接线具有接 采用单母分段接线线简单,所用设备少,调度时，可以灵活地投操作方便、便于扩建和入和切除变压器和线采用成套配电装置,但路，调配电源负荷，满是当母线隔离开关故足系统在事故运行方式灵 障检修时,必须断开电下检修方式下的系统调活 源,因此灵活性较差 度要求，分段后的单母性 线可进行分段检修，对重要用户可以从不同段引出两个回路，使重要用户有两个电源供电，且其有利于扩建。 接线简单清晰、设 采用单母分段，回路备少。因此投资少,经数比单母线增加了一经 济性很好 倍，并增加了断路器、济 隔离开关、开关电器数性 量，增加了投资和占地面积，运行费用较高。 通过上述两种接线的比较，单母线分段接线用断路器把母线分段，对重要用户可以从不同段引出两个馈电最终 线路，有两个电源供电 提高了可靠性。同时也可分段方案 检修，灵活性较好。而且,本变电所有14回出线,双回线,所以本变电所采用单母线分段接线形式。

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第三章 短路电流计算

产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。绝缘损坏的原因多因设备过电压、直接遭受雷击、绝缘材料陈旧、绝缘缺陷未及时发现和消除。此外，如输电线路断线、线路杆塔也能造成短路事故。所谓短路是指相与相之间通过电弧或其他较小阻抗的一种非正常连接，在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，还指单相和多相接地。

一、短路电流计算的目的、规定和步骤

1．短路电流计算的主要目的

a.电气主接线的比较与选择。

b.选择断路器等电器设备，或对这些设备提出技术要求。 c.为继电保护的设计以及调试提供依据。

d.评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。 e.分析计算送电线路对通讯设施的影响

2.短路电流计算一般规定

a.接线方式

计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。

b.计算容量

应按工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，一般取工程建成后的5～10年。

c.一般按三相短路计算 d.短路计算点

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在正常接线方式时，通过设备的短路电流为最大的地点，称为短路计算点。

e.短路计算方法

在工程设计中，短路电流计算均应采用实用计算法。即在一定的假设条件下计算出短路电流的各个分量.

3.计算步骤----实用计算法

a.选择计算短路点。

b.绘出等值网络（次暂态网络图）。

c.化简等值网络：将等值网络化简为以短路点为中心的辐射形等值网

''络，并求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗X?。

d.求计算电抗Xjs。

e.由运算曲线查出各电源提供给的短路电流周期分量的标幺值。 f.计算无限大容量的电源提供给的短路电流周期分量的标幺值。 g.计算短路电流周期分量有名值和短路容量。 h.计算短路电流冲击值。 i.绘制短路电流计算结果表。

二、三相短路电流的计算

1.等值网络的绘制

a.网络模型的确定

计算短路电流所用的网络模型为简化模型，即忽略负荷电流；发电机用次暂态电抗表示；认为各发电机电势模值为1，相角为0。

b.网络参数的计算

短路电流的计算通常采用标幺值进行近似计算。常取基准容量SB为一整数100MW或1000MW而将各电压级的平均额定电压取为基准电压即

UB=Uav=1.05UN，从而是计算大为简化。

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2.化简等值网络

采用网络简化法将等值电路逐步化简，求出各电源与短路点之间的转移电抗。

在工程计算时，为进一步简化网络，减少工作量，常将短路电流变化规律相同或相近的同类型发电机可以合并；直接接于短路点的发电机一般予以单独考虑，无限大容量的电源应该单独计算。

3.三相短路电流周期分量任意时刻的计算

''进行网络简化时，求出各个等值电源与短路点之间的转移电抗X?，i再将其换算成以等值电源容量为基准的标幺值，即为该电源的计算电抗

Xjsi。

X''jsi=X?iSNiSB

式中 SNi---- 第i个等值电源的额定容量，MVA；i=1，2，?，n 。

a.无限大电源

当供电电源为无限大容量或计算电抗Xjs≥3.45时，则可以认为其周期分量不衰减，此时

I?''?I???b.有限电源

当供电电源为有限容量时，其周期性分量是随时间衰减的。这时工程上常采用运算曲线法来求得任意时刻短路电流的周期分量。

c.总的短路电流周期分量的有名值

最后将得到的各电源在某同一时刻供出的短路电流的标幺值换算成有名值，然后相加，便得到短路点某一时刻的三相短路电流周期分量，即

n1?1?或?''XjsX????? ?? It??i?1Iti?SNi3UB?I??SB3UB

式中 Iti? ----有限容量供给的短路电流周期分量标幺值；

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I??----无限大容量电源供给的短路电流的标幺值； It ----短路点t秒短路电流周期性分量的有效值，KA 。

4.三相短路电流冲击值的计算

三相短路电流的最大峰值出现在短路后半个周期，当f=50Hz时，发生在短路后0.01s，此峰值被称为冲击电流ish。其计算式为 ish?式中 Ks----冲击系数。（发电机出口1.9；其他地点1.8）

本次设计所选的短路点取为变电所两台主变高压侧的f1点和低压侧并列运行时f2点

''2KsI

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第四章 电气设备的选择与校验

一．设计原则

1．总的原则

按照正常工作条件进行选择，短路条件进行校验

2．一般原则

a.高压电器应满足正常工作状态的电压和电流的要求。 b.高压电器应满足安装地点和使用的环境条件的要求。 c.高压电器应满足短路条件下的热稳定和动稳定的要求。 d.高压电器应考虑操作的程度和开断负荷的性质。 e.对于电流互感器的选择应计及负荷和准确度的级别。 f.对于熔断器的选择应考虑其上下级配合。

g.对于电抗器的选择应校验其正常情况时的电压损失和短路时的母线残压值。

二．高压断路器的选择

1．选择和校验项目

高压断路器按下列项目选择和校验:

（1）形式和种类，（2）额定电压（3）额定电流（4）开断能力校验 （5）额定关合电流（6）动稳定校验（7）热稳定校验

2．按种类和形式选择

本变电所60KV侧选择屋外式六氟化硫断路器，10KV侧选择屋内式真空断路器。

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3．按额定电压选择

高压断路器的最高工作电压Uzd应大于或等于安装地点断路器的工作电压Ug即Uzd>Ug.

4．按额定电流选择

高压断路器的额定电流Ie应大于或等于它的最大持续工作电流Igmax，即Ie>Igmax，当断路器使用环境温度不等于设备基准环境温度是，应对断路器的额定电流进行修正。

5．按开断电流选择

在给定的电网电压下，高压断路器的额定开断电流Inbr≥I”, 式中 I”—断路器安装地点的次暂态电流。

6．按额定关合电流选择

要求断路器的额定关合电流Incl≥ish

7. 动稳定校验

高压断路器的极限通过电流峰值，ies应不小于冲击电流瞬时值ish, 即ies≥≥ish。

8．热稳定校验

高压断路器短路是允许发热量，It2t应不小于三相短路电流发出的热量Ug，即It2t≥QK。。

根据以上原则，60KV侧可采用少油断路器或六氟化硫断路器,但六氟化硫断路器结构简单,体积小,重量轻,而且开断性能好.所以本设计选用六氟化硫断路器,其选择结果如下表：

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表4-1 断路器选用结果表

安装地点 型号 额定电压（KV） 最高工作电压（KV） 额定电流（A） 额定开断电流（KA） 额定关合电流（KA） 额定峰值耐受电流（KA） 额定短时耐受电流（KA） 60kv侧 LW□OFPI-63 63 72.5 1250 25 63 63 25(3s) 附注：所选LW□OFPI-63型断路器分闸时间为30ms.

表4-2 60KV侧断路器各项技术数据与各项计算数据比较表

计算数据 断路器工作电压：Ug=60KV 长期最大工作电流：Igmax=240.57A 次暂态短路电流：I=4.9025KA 短路冲击电流：ish=12.5473KA 短路冲击电流：ish=12.5473KA 热效应：QK=100.18KA2.S ”断路器保证值 最高工作电压：UZd=72.5kv 额定电流：Ie=1250A 额定开断电流：Inbr=25KA 额定关合电流：Incl=63KA 动稳定电流：ies=63KA 热稳定：IT2t=1875KA2.S 三．隔离开关的选择

1．选择和校验项目

隔离开关应根据下列条件：

（1）型式和种类；（2）额定电压；（3）额定电流； （4）动稳定校验；（5）热稳定校验。

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2．选型说明

隔离开关的型式和种类的应根据配电装置的布置特点和使用条件等因素，进行综合技术经济比较后确定。其它四项技术条件要求与高压断路器相同。

隔离开关按安装地点分为屋内屋外两种,本设计60KV侧采用屋外式GW4-63型隔离开关。

根据以上原则，本设计选用隔离开关结果见以下各表：

表4-4 隔离开关选用结果表

安装地点 型号 额定电压（KV） 最高工作电压（KV） 额定电流（A） 定峰值耐受电流（KA） 额定短路时耐受电流（KA） 60kv侧 GW4-63 63 72.5 630 50 20（4S）

表4-5 60KV侧隔离开关各项技术数据与各项计算数据比较表

计算数据 断路器工作电压：Ug=60KV 长期最大工作电流Igmax=240.57A 短路冲击电流：ish=12.5473KA 热效应：QK=100.18KA.S 2GW4-63技术数据 最高工作电压：UZd=72.5kv 额定电流：Ie=630A 动稳定电流：ies=50KA 热稳定：ITt=160KA.S 22 四．电流互感器选择

选择电流互感器应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求。

1．型式和种类

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电流互感器的型式和种类应根据使用环境条件和产品情况选择。本变电所60KV侧采用LDB-60型电流互感器。

2．按一次额定电压和额定电流选择

电流互感器的一次额定电压和额定电流必须满足：UZd≥Ug，Ie>Igmax

其中：UZd ，Ie—电流互感器一次最高工作电压和额定电流；

Ug ，Igmax—电流互感器安装处一次回路工作电压和一次回路最大工作电流。

3．动稳定校验

电流互感器的极限通过电流峰值ies应大于冲击电流瞬时值ish， 即ies≥ish。

4．热稳定校验

电流互感器的短路时允许发热量It2t应不小于三相短路电流发出的热量QK，即Itt≥QK。。

根据以上原则，本设计选用电流互感器结果见以下各表：

表4-7 电流互感器选用结果表

安装地点 型号 额定电压（KV） 最高工作电压（KV） 额定电流（A） 动稳定倍数 1s热稳定倍数 60kv侧 LDB-60 63 72.5 750/5 63（KA） 25（KA） 10kv侧 LMZ-10 10 11.5 1500/5 —— —— 2

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表4-8 60KV侧电流互感器各项技术数据与各项计算数据比较表

计算数据 断路器工作电压：Ug=60KV 长期最大工作电流：Igmax=240.57A 短路冲击电流：ish=12.5473KA 热效应：QK=100.18KA2.S LDB-60技术数据 最高工作电压：UZd=72.5kv 额定电流：Ie=750A 动稳定电流：ies=63KA 热稳定：IT2t=650KA2.S

表4-9 10KV侧电流互感器各项技术数据与各项计算数据比较表

计算数据 断路器工作电压：Ug=10KV 长期最大工作电流：Igmax=1443.42A 短路冲击电流：ish=38.58KA 热效应：QK=920.86KA.S 2LMZ-10技术数据 最高工作电压：UZd=11.5kv 额定电流：Ie=1500A —— —— 五．母线的选择

1．母线的型式及适用范围

母线除满足工作电流、机械强度和电晕要求外，导体形状还应满足下列要求：

a.电流分布均匀； b.机械强度高； c.散热良好；

d.有利于提高电晕起始电压； e.安装、检修简单、连接方便。

2．截面选择说明

a．为了保证母线的长期安全运行，母线在额定环境温度θ0和导体面正常发热允许最高温度θe下的允许电流IP应大于或等于流过导体的最大持续工作电流Igmax即Igmax≥KθIP（Kθ为温度修正系数）b．为了考虑母线长

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期运行的经济性，除了配电装置的汇流母线以及继续运行或

长度在20米以下的母线外，一般均应按经济电流密度选择导体和面积，这样可使年运行费用最低。经济电流密度的大小与导体的种类和最大负荷利用的小时数Tmax有关，母线经济截面为S=Igmax/Je。

3．校验说明 a．热稳定校验

根据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。其公式为：S≥smin?QkKCs

式中： SMIN—根据热稳定决定的导体最小允许截面（mm）2 Qk— 热效应 Ks— 集肤效应系数

C— 热稳定系数，其值与材料及发热温度有关

b．动稳定校验

若所选母线为多条矩形导体，则先利用公式?max??ph??b计算出多条矩形母线的最大应力，若?max??ph??b≤?al，则母线满足动稳定要求。 式中： ?max—母线最大机械应力 ?ph—相间应力 ?b—同相条间应力 ?al—导体材料许应力

60KV侧采用安装在户外,母线应采用软母线 ,因为软母线柔韧度较好，无需校验动稳定。10KV侧装入开关柜中,采用硬母线,且为双条矩形导体,矩形导体散热条件较好，便于固定和连接，但当电流较大时，截面超过1250mm2时不易采用单条，所以采用双条矩形导体。本设计选用母线结果见下表:

表4-10 母线选用结果表 安装地点 60KV

母线类型 LGJ-300/40 20

截面面积(mm2) 300 载流量(A) 742

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10KV 双条矩形导体 2（80?8） 1858

表4-11 60KV侧母线技术数据与各项计算数据比较表 计算数据 额定电压：60KV 长期最大工作电流: Igmax?1443.42(A) 最小截面面积：Smin?101.61mm2 表4-12 10KV侧母线技术数据与各项计算数据比较表

计算数据 额定电压：10 长期最大工作电流：Igmax?1443.42（A） 最小截面面积：Smin?376.9(mm2） 母线技术数据 最高工作电压：UZd=11.5kv 额定电流：Ie=2000A 所选面积：640mm2 ?al=70?106 母线技术数据 最高工作电压：UZd=63kv 额定电流：Ie=2000A 所选面积：300mm2 ?max=3.32?106 六．电压互感器选择

1．按装置种类及型式选择

电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用方式来选择，6-35KV屋内配电装置的电流互感器一般采用油浸式或浇注式：110-220KV配电装置通常采用串级式电磁式电压互感器，也可采用电容式电压互感器。

2．按一次电压选择：

为了确保电压互感器安全和在规定的准确等级下运行，电压互感器一次绕组所在电网电压在（0.9—1.1）UN1范围内变动，即应满足下列条件：

0.9UN1〈UNS〈UN1

3．按二次回路电压选择：

电压互感器二次侧额定电压必须满足继电保护装置和测量用标准仪表

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的要求，二次侧额定电压可按下表选择

表4-13 电压互感器二次额定电压 绕组 二次绕组 接成开口三角形的附加线圈 在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中 100100 100/3 100 /3 高压侧接法 在中性接于原边线电压 接于原边相电压上 点接地的系统中 二次侧电压（V） 4．按准确级和容量选择

在选择时，首先根据仪表和继电器的接线要求选择电压互感器的接线方式，并尽可能将负荷均匀分布在各相上，然后计算各负荷大小，再按所接仪表的准确级和容量选择电压互感器的准确级和容量。对应于测量仪表

额定容量 0.5级 1级 500 3级 1000 型 号 JCC1-60 额定变比 60/30.1/3/0.1/3 最大容量 2000 所要求的最高准确级的电压互感器的额定容量Se2应不小于电压互感器的二次负荷容量S2 即Se2 ?Se2

额定电压（V） 额定输出（cosφ=0.8滞后） 极 限 型号 一次绕组 二次 0.5级 绕组 1级 3级 负 荷 JDZ-10

10000 100 80 22 150 300 500 沈阳工程学院毕业设计（论文）

电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度等级以及 按副边负载选择。由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，故不需校验动、热稳定性。

七． 避雷器的选择

1．避雷器的配置原则

a． 配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器。

b．旁路母线上是否需安装避雷器应视在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要求而定。

c．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。

d．不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上应装设避雷器。

e．单元连接的发电机出线宜装一组避雷器。

f．发电厂变电所35KV及以上电缆和架空线连接处应装设避雷器。 g．110、220KV线路侧一般不装设避雷器。 h．SF6全封闭电器原架空线路侧必须装设避雷器。

2．避雷器的选定

根据以上原则，60KV侧避雷器选用FZ—60型，10KV侧选用FS—10型。

60kv侧避雷器选择结果表： 额定电压型号 有效值/kv 不小于 不大于 值/kv /kv 1.5～2?s）小于 灭弧电工频放电电压干压有效燥及雨淋有效值/kv（预放电时间（不大于） 冲击放电电压冲击残压/kv FZ-60

60 70.5 140 173 220 3KA 227 5KA 250 23

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10kv侧避雷器选择结果表：

额定电压型号 有效有效及雨淋有效值/kv 值/kv 值/kv 不小于 不大于 灭弧冲击放电电压/kv电压工频放电电压干燥（预放电时间1.5～2?s）小于 /kv （不大于） 冲击残压FS-10 10 12.7 26 31 50 3KA 5KA 47 50 八．开关柜选择

开 关 柜 型号 额定电压 最高工作电压 额定电流（A） 母 动稳定电流峰值（KA） 线 热稳定电流（KA-S） 型号 额定电流（A） 断 额定电压（KV） 路 最高工作电压（KV） 器 额定开断电流（KA） 额定关合电流（KA） 电 流 互 感 器 型号 一次额定电流（A） 二次额定电流（A） 准确级数 额定二次负载（Ω） 43 130 LMZ-10 1500 5 1 2 12 10 43-2 SN10-10Ⅲ/2000-43 2000 130 GC-2-40 10 12 2000 24

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级次组合类型 柜体外形尺寸 1000?1500?2200 1/6 第五章 配电装置设计

配电装置是按主接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要的辅助设备组成。它主要作用是：接受电能，并把电能分配给用户。

一． 总的原则

高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁发的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。

配电装置是变电所的重要组成部分，配电装置形式的选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。为了保证电力系统安全经济运行，配电装置应满足以下基本要求：

1．节约用地；

2．运行安全和操巡视方便； 3．便于检修和安装； 4．节约三材、降低造价；

二 设计要求

1．满足安全净距要求； 2．施工、运行和检修的要求； 3．噪声的允许标准及限制措施； 4．静电感应的场强水平；

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5．电晕无线电干扰的特性和控制；

三 分类及特点

按电气设备安装地点不同，配电装置可分为屋内式和屋外式。按其组装方式又可分为装配式和成套式配电装置。

屋内配电装置的特点：

（1）占地面积；（2）不受气候影响；

（3）外界污秽空气对电气设备影响小；（4）房屋建筑投资大。 屋外配电装置的特点：

（1）土建量和费用小建设周期短；（2）扩建方便；

（3）相邻设备间距较大，便于带电作业；（4）占地面积大； （5）受气候影响，设备运行条件差； （6）外界气候变化影响设备的维修和操作。

四 配电装置的型式选择

大中型变电所中35千伏及以下的配电装置，多采用屋内配电装置；110千伏及以上多为屋外配电装置。在特殊情况下，如当大气中含有腐蚀性气体或处于严重污秽地区的35—110千伏也可采用屋内配电装置。

综上所述，在本变电所设计中60KV侧配电装置采用屋外中型配电装置，此类型特点为布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，经过多年的实践已经积累了丰富的经验，但占地面积较大；10KV侧采用GC-2-40系列屋内高压开关柜。

五 屋内外配电装置的安全净距

安全净距是从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件和其它因数和影响所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带

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电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。

配电装置的整体结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运输的安全净距等因数决定的。对于裸露在空气中的配电装置，在各种间隙距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即A1和A2值。在这一间距下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时都不致使空气间隙击穿。A值可根据电气设备标准实验和相应电压与最小放电距离实验曲线确定，其它电气距离是根据A值并结合一些实际因素确定的。

表5—1 60KV室外配电装置的安全净距 符号 适用范围 1． 带电部分至接地部分之间 2． 网状遮拦向上延伸线距地2.5处与遮拦上方带电部分之间 A2 1． 同相的带电部分之间 2． 断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间 1． 设备运输时，其外廊至无遮拦带电部分之间 2． 交叉的不同时停电检修的B1 无遮拦带电部分之间 3． 栅栏遮拦至绝缘体和带电部分之间 4． 带电作业时的带电部分至接地部分之间 B2 C 网状遮拦至带电部分之间 1． 遮拦裸导体至地面之间 2． 遮拦裸导体至建筑物、构筑物顶部之间 1． 平行的不同时停电检修的D 无遮拦带电部分之间 2． 电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间 根据以上条件，所选屋外配电装置长为55m，宽为46m。 2600 2600 3100 750 1400 650 安全净距（mm） A1 650

六．屋内配电装置

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屋内配电装置的特点是将母线、隔离开关、短路器等电气设备上下重叠布置在屋内。这样可以改善运行和检修条件，亦可大大缩小占地面积。

下面以6～10KV的屋内配电装置为例，说明它的一般结构和布置。 当出线不带电抗器时，一般采用成套开关柜单层布置。当出线带电抗器时，一般采用三层式或两层式布置。三层式是将所有电气设备依其轻重分别布置在三层中，它具有安全、可靠性高、占地面积小等特点，但结构复杂，施工时间长，造价高，检修运行不太方便。二层式是在三层式基础上改进而来的，所有电器布置在二层中，造价低，运行和检修方便，占地面积较三层式有所增加。35～220KV的屋内配电装置，只有二层和单层式。

设计配电装置时，在确定所采用的配电装置型式后，通常用配置图来分析配电装置的布置方案和统计所用的主要设备。所谓“配置图”，是把进线（进线指发电机、变压器；出现指线路）、断路器、互感器、避雷器等合理分配于各层间隔中，并示出导体和电器在各间隔和小室中的轮廓，但不要求按比例尺寸绘制。

屋内配电装置的布置原则是：

（1）既要考虑设备的重量，把最重的设备（如电抗器）放在最底层，以减轻楼板负重和方便安装，又需要按照主接线图的顺序来考虑设备的连接，做到进出线方便。

（2）同一回路的电器和导体应布置在同一间隔（小间）内，而各回路的间隔则相互隔离以保证检修时的安全及限制故障范围。

（3）在母线分段处要用墙把各母线隔开，以防止母线事故的蔓延并保证检修安全。

（4）布置尽量对称，以便于操作。 （5）容易扩建。 屋内配电装置的若干问题 1.母线及隔离开关

母线通常在配电装置的顶部，一般呈水平、垂直和三角布置，水平布置安装容易，可降低建筑物的高度，因此在中小容量变电所的配电装置中采用较多。垂直布置时，相间距离可以取得较大，支柱绝缘子装在水平隔板上，绝缘子间的距离可取最小值，因此母线结构可获得较高的机械强度，但结构复杂，增加建筑物

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高度，可用于20KV以下、短路电流很大的装置中。直角三角形布置方式，结构紧凑，可充分利用间隔的高度和深度，但三相为非对称布置，外部短路时，各相母线和绝缘子机械强度均不相同，这种布置方式常用于6～35KV大、中容量的配电装置中。

母线相间距离a决定于相间电压，并考虑短路时母线和绝缘子的机械强度与安装条件。在6～10KV小容量的配电装置中，母线水平布置时，约为250～350mm；垂直不和子时，欲为700～800mm；35KV水平布置时，相间距离约为500mm。

双母线（或分段母线）布置中的两组母线应以垂直的隔离（或板）分开，这样在一组母线故障时，不会影响另一组母线，并可以安全检修。

在负荷变动或温度变化时，硬母线会胀缩，如母线很长，又好似固定连接，则母线、绝缘子和套管中可产生危险的应力。为了将它消除，必须按规定加装母线补偿器。不同材料的导体连接时，应采取措施，防止产生电腐蚀。

母线隔离开关，通常设在母线的下方。为了防止带负荷误拉隔离开关引起飞弧造成母线短路，在3～35KV双母线的布置汇总，母线与母线隔离开关之间宜安装设耐火隔板。 两层以上的配电装置中，母线隔离开关宜单独布置在一个小室内。

为了确保设备以工作人员的安全，屋内配电装置应设置：防止误拉合隔离开关、带接地线合闸、带电合接地线刀闸、误拉合断路器、误入带电间隔等（称五防）电气误操作事故的闭锁装置。

2.断路器及其操作机构

断路器通常设在单独的小室内。油断路器（或含油设备）小室的形式，按照油量多少及防爆结构的要求，可分为敞开式、封闭式及防爆式。

为了防火安全，屋内35KV以下的断路器和油浸互感器，一般安装在两侧有隔墙（板）的间隔内；35KV及以上，则安装在有防爆隔墙的间隔内。总油量超过100kg的油浸电力变压器，应安装在单独的防爆间隔内。当间隔内单台电器设备总油量在100kg以上时，应设置储油或挡油设施。

断路器的操作机构设在操作通道内。手动操作机构和轻型远距离控制的饿操动机构均装在壁上，重型远距离控制的操动机构则落地装在混凝土基础上。

3.互感器和避雷器

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电流互感器无论是干式或油浸式，都可和断路器放在同一小室内。穿墙式电流互感器应尽可能作为穿墙套管使用。

电压互感器经隔离开关和熔断器（110KV以上只用隔离开关）接到母线上，它需占用专用的间隔，但同一个间隔内，可以安装几个不同用途的电压互感器。

当母线接有架空线路时，母线上应安装避雷器，由于其体积不大，通常与电压互感器共占一个间隔（以隔层隔开），并可共用一组隔离开关。

4.隔离开关

电抗器按其容量不同有三种不同的布置方式：三相垂直、品字形和三相水平布置。通常线路电抗器采用垂直布置或品字形布置。

安装电抗器必须注意：垂直布置时，B相应放在上下两相之间；品字形布置时，不应将A、C相重叠在一起，其原因是B相电抗器线圈的缠绕方向与A、C相线圈相反，这样在外部短路时，电抗器相间的最大作用力是吸力，而不是排斥力，以便利用瓷绝缘子抗压强度比抗拉强度大的特点。

5.配电装置的通道和出口

配电装置的布置应便于设备操作、检修和搬运，故需设在必要的通道。凡用来维护和搬运各种电器的通道，称为维护通道。如通道内设有断路器（隔离开关）的操动机构、就地控制屏等，称为操作通道。仅和防爆小室相通的通道，称为防爆通道。

为了保证工作人员安全及工作便利，配电装置室长度大于7m时，应有两个出口（最好设在两端）；当长度大于60m时，在中部适当的地方再增加一个出口。

6.电缆隧道及电缆沟

电缆隧道及电缆沟是用来放置电缆的。电缆隧道为封闭狭长的建筑物，高1.5m以上，两层设有数层敷设电缆的支架，可放置较多的电缆，便于敷设和维修，但造价太高，一般用于大型发电厂。电缆沟为有盖板的沟道，沟宽与深不足1m，敷设与维修不方便，但土建施工简单，造价低，常为变电所和中小型发电厂所采用。

7.配电装置室的采光和通风

配电装置室可以采用开窗采光和通风，但应采取防止雨雪，风沙、污秽和小动物进入室内的措施。按事故排烟要求，假装足够的事故通风装置。

七．屋外配电装置

根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为低型、中型、半高型

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和高型等。

在低型和中型屋外配电装置中，所有电气设备都装在地面设备支架上。低型的主母线一般都由硬母线组成，而母线与隔离开关基本布置在同一水平面上。中型配电装置大都采用悬挂式软母线，母线所在水平面高于电气设备所在水平面，但近年来硬母线采用日益增多。在半高型和高型屋外配电装置中，电气设备分别装在几个水平面内，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。高型布置中母线、隔离开关位于断路器之上，主母线又在隔离开关之上，整个配电装置的电气设备形成了三层布置，而半高型的高度则处于中型和高型之间。

我国目前采用最多的是中型配电装置，近年来高型配电装置的采用也有所增加，而高型由于运行、维护、检修都不方便，只是在山区及丘陵地带，当布置受到地形条件限制时才采用。

高压侧中型屋外配电装置有关尺寸表：

电压等级 名称 弧垂 线间距离 构架高度 母线 出线 T型母线架 门型母线架 出线 母线构架 出线构架 双尾构架 T型母线架 门型母线架 60 1.1m 0.8m 2.6m 1.6m 1.6m 7.0m 9.0m 12.5m 5.2m 6.0m 6.0m 构架 出线

其它设备间距如下：

隔离开关与断路器之间：2800mm 断路器与电流互感器之间：2500mm 电流互感器与隔离开关之间：2500mm

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构架与避雷器之间：2500mm 避雷器与电压互感器：2500mm

屋外高压配电装置的若干问题 1）母线及构架

屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝绞线，扩径软管母线和分裂导线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。硬母线常用的有矩形、管形和组合管形。矩形用于35kv及以下的配电装置中，管形则用于66kv及以上的配电装置中。管形母线一般安装在支柱式绝缘子上，母线不会摇摆，相间距离可缩小，与剪刀式隔离开关配合可节省占地面积；管形母线直径大，表面光滑，可提高电晕起始电压。

屋外配电装置的构架，可由钢或钢筋混凝土制成。钢构架强度大，可以按任何负荷和尺寸制造，便于固定设备，抗震能力强，运输方便，但金属消耗量大，需要经常维护。钢筋混凝土构架可以节约大量钢材，也可以满足各种强度和尺寸的要求，经久耐用，维护简单。以钢筋混凝土环形和渡锌钢梁组成的构架，兼有二者的优点，目前，以在我国220kv以下的各种配电装置中广泛采用。

2）电力变压器

变压器基础一般做成双梁形并辅以铁轨，轨距等于变压器的滚轮中心距。单个油箱油量超过1000kg以上的变压器，按照防火要求，在设备下面需设置储油池或挡油墙，其尺寸应比设备外廓大1m，储油池内一般铺设厚度不小于0.25的卵石层。

主变压器与建筑物的距离不应小于1.25m。当变压器油量超过2500kg以上时，两台变压器之间的防火距离不应小于5～10m，如布置有困难，应设防火墙。

3）电器的布置

按照断路器在配电装置中所占据的位置，可分为单列、双列和三列布置。断路器的排列方式，必须根据主接线、场地地形条件、总体布置和出线方向等多种因素合理选择。

断路器有低式和高式两种布置。低式布置的断路器安装在0.5～1m的混凝土的基础上，其优点是检修比较方便，抗震性能好，但低式布置必须设置围栏，因而影响通道的畅通。高式布置断路器安装在高约2m的混凝土基础上，基础高度应满足：①电气支柱绝缘子最低裙边的对地距离为2.5m；②电气间的连线对地距离应符合C值的要求。

避雷器也有高式和低式两种布置。110kv以上的阀形避雷器由于器身细长，多落地安装在0.4m的基础上。110kv及以下的氧化锌避雷器形体矮小，稳定好，一般采用高式布置。

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4）电缆和通道

屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间。大型变电所的纵向电缆沟，因电缆 量多，一般分为两路。

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第六章 继电保护和自动装置的规划设计

为了保证电力系统的安全，稳定运行，需要配置继电保护，而且继电保护的配置要满足电气主接线的要求，确定主接线时也应与继电保护统筹考虑，继电保护装置应满足快速性、选择性、可靠性和灵敏性的要求。

一 60KV出现继电保护配置

60KV电网属中性点非直接接地系统，其中性点或经消弧线圈接地或不接地，对于相间短路和单相接地，均应装设相应保护，一般由具有阶梯时限性的多段式保护构成。对于重要的短路线路或保护灵敏度不满足要求的线路，可增设线路60KV线路保护设计：

1．三段电流保护：为了快速、有选择的切出故障，电流相间保护一般按阶梯时限特性构成三段保护。第一段即无时限电流速断保护，第二段即时限电流速断保护，第三段即后备保护。

2．单相接地保护：中性点分直接接地电网的单相接地保护，除对人身及设备安全有要求时，接地保护动作与跳闸外，一般仅动作于信号。

二 10KV出线继电保护配置

10KV线路保护一般以电流速断保护为主，以过电压保护为后备保护。 当装设电流保护时，为保证母线电压不至于过分的下降，必要时允许非选择性的动作，并装设自动重合闸或备用电源自动投入装置来全部或部分校正保护的非选择性动作。

10KV线路保护设计：

本线路为瞬时电流速断，后备保护为过电流保护。自动重合闸采用后加速方法，由闪光电源。测量仪表有电度表、电流表。

该线路设计保护的特点：

1．本线路的自动重合闸是利用控制开关和短路器位置不对应的原则启

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动的。

2．当事故为永久性时，采用后加速跳闸。

3．当跳闸回路断线时，发出预报信号。当事故跳闸，重合闸动作时，由事故音响信号发出。

三 变压器的保护

1．主保护：纵差保护和重斯保护

当变压器线圈和引出线发生相间短路以及变压器发生匝间 短路时，差动保护瞬时动作。

当变压器油箱内部短路时，短路点电弧使变压器油分解，形成瓦斯气体。重瓦斯动作于跳闸。

2．后备保护：复合电压闭锁的过电流保护

复合电压闭锁的过电流保护装设在60KV侧，保护有两个时限。第一段时限跳开变压器低压侧断路器，第二时段动作于总出口中间继电器。该保护作为外部相间短路和内部相间短路的后备。

3．零序保护

60KV侧中性点直接接地，装设零序闭锁的零序过电流保护。保护装置以第一时限跳开中性点不接地变压器各侧，以防中性点不接地变压器遭受过电压危害，以第二时限跳开本变压器。

4．负荷保护

过负荷保护装于60KV侧设有三相自动重合闸。当变压器过负荷时，发过负荷信号。

四 母线保护

母线保护采用电流相位比较式母线差动保护和故障滤波装置，采用重合闸。

当保护区外发生故障时，差动回路中流过不大的不平衡电流，保护不动作。

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当保护区外故障时，差动回路中流过全部故障电流，保护动作。

五 自动装置的配置

1. 自动装置的作用

a.保证电力系统的可靠、经济运行、消除运行人员在执行某项操作时可能发生的不准确或错误的动作。

b.保护电气设备安全可靠运行，使运行人员及时、准确地判断运行中的异常情况并及时进行处理。

2. 配置原则

a.3KV及以上的架空线路和电缆与架空混合线路，在具有断路器的条件下，如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸。

b.低压侧不带电源的降压变压器，可装设自动重合闸。 c.必要时母线故障可采用母线自动装置重合闸装置。

d.装有备用电源的变电所所用的电源应装设备用电源自动投入装置。 3. 本地变电所自动装置的配置

a.10KV线路因是全线电缆线路不设自动重合闸装置。 b.60KV线路配置三相一次自动重合闸装置。 c.主变压器配置三相一次自动重合闸。 d.60KV侧母线采用母线重合闸装置。

e.装在10KV的所用电源设备用电源自动投入装置。 f.装设故障滤波器。

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第七章 过电压保护的规划设计

一 概述

雷电引起的大气过电压将会对电气设备和变电所的建筑物产生的危害，因此在变电所和高压输电线路中，必须采取有效的防雷措施，以保证电气设备的安全。

1.防止雷直击于电气设备上，一般采用避雷针，避雷线进行保护。 2.对于10KV及以下的电气设备，应尽量减少感应过电压，一般电气设备应远离可能遭到直击雷的设备或物体增大电器设备对电容或采用阀型避雷器的保护。

3.防止从线路侵入的雷电波过电压对电气设备的危害，一般采用避

雷器、间隙，电容器和相应的进线保护段进行保护。

二 防雷保护的有关规定

《电力设备过电压保护设计技术规程》规定：

对于30-60KV的配电装置，为防止雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针进行保护。安装避雷针的构架支柱应与配电装置接地网连接。在避雷的支柱附近，应设置辅助的集中接地装置接在地网上的连接处起到变压器与接地网上的连接处止，沿接地线距离不得小于15m，在变压器的门型构架上，不得装设避雷针。

三 直击雷过电压保护装置设计

根据规程规定，首先确定避雷针安放的地点。在本设计中共需四根避雷针放置在屋外配电装置区的四角。为避免雷电反击，避雷器应距变电所5m，这样配电装置区的宽度各向两边延伸5m，避雷针的保护范围是长宽分别为55m、46m的区域。设计中选定针高h=19.0m，被保护物高度hx=10m。

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四 避雷针的保护范围

避雷针的保护范围计算： 1. 单支避雷针：当hx? 当hx?h2h2时，rx?(h?hx)p

时，rx?(1.5h?hx)p

Rx— 保护半径（m） hx— 被保护物高度（m） h— 避雷针高度（m） 2. 两支等高避雷针：

两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点O的圆弧来确定，O点的高度h0按下式计算： h0?h?D7P

D 为两针间的距离

在O-O截面中的高度为hx的水平上保护范围的一侧宽度bx可按下式计算 bx?1.5(ho?hx) 一般

Dh不宜大于5

3. 两支不等高避雷针及多支等高避雷针：

三支等高避雷针的外侧保护范围分别按两支等高针的计算方法确定，如在三角形内被保护物最大高度hx的水平面上各相邻避雷针间保护范围的外侧宽度bx≥0时，则全部面积即受到保护，四支及以上等高避雷针，可先将其分成两个或几个三角形，然后按三支等高针的方法计算。 五 保护范围计算结果

避雷针在高度hx水平面上的保护范围的半径rx=9.7m

相临避雷针hx水平面上的保护范围的一侧的最小宽度bx=3.2m 相对避雷针hx水平面上的保护范围的一侧的最小宽度bx=5.0m

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第二部分 毕业设计计算书

第一章 主变压器、电容器 容量和台数的确定

一 主变容量的计算

Smax=

一台变压器的容量应为负荷的70%

S=34737?0.7?1.05?0.9?22978KVA

（根据负荷情况初选变压器为两台并列运行，型号为SZT—25000/65。变压器参数： 型 号 额定 容量（KVA） 损耗（KW） 空载 35.5 负载 117 阻抗电压（UK%） 空载电流（I0%） Pcos??5000?4050?4000?3100?1750?5900?6000?51000.95?34737KW

SZT—25000/65 25000 9 0.9 二 无功补偿容量的确定

1.变压器有功损耗

?S?PT?nPO?nPK??NSN???22978???2?35.5?2?117????120.42??2?25000??22 Kvar

2.变压器无功损耗

?Q?nI100SN?SU?nKSN??nS100N????1400.38??2 Kvar

3.补偿前功率因数

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cosΦ1=

1?(1??Q??P=

)21?0.8?tg??P?1????0.75?P?2?11.06?0.943

4.补偿后的功率因数为：

cosΦ2 = 0.95

5. 需补偿的无功容量：

Qc=??Pca×(tgΦ1 - tgΦ2 )

=（0.353-0.329）×（34900+120.42）×0.024=567.55(Kvar)

根据以上数据选补偿电容器为BFF11/3—50—1W型，数量12台。

6.校验：

计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗： 空载损耗：P0=27.5（KW），空载电流：I0%=0.9； 负载损耗：Pk=99.0（KW），阻抗电压：Uk%=9；

cosΦ2=

、

1??QCa?QC1????PCa?????2?11.05?0.952 ＞0.95

根据以上计算，003二次变电所所选补偿电容器为BFF11/3—50—1W型，数量12台。

补偿电容器主要参数表如下： 序 号 BFF11/3—50—1W 额定电压（KV） 11/3

40

额定容量（Kar） 50 相数 3

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