某区域220KV变电站电气部分初步设计.doc

ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE毕业设计（论文）题目：某区域220KV变电站电气部分初步设计系 （部）： 电气工程系 专业班级： 发电厂及电力系统（电力072） 姓 名： 季贤军 学 号： 200706074 指导教师： 陈永胜 陈俊杰 2010 年 5 月 1 日引言变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。现阶段：全面做好“十二五”发展规划，加快电网重点工程建设，进一步加强企业经营管理，推进“三集五大”体系建设，加大科技创新和管理创新力度，继续加强“三个建设”。电力力布局由注重就地平衡向全国乃至更大范围优化统筹转变，电力结构由过度依赖煤电向提高非化石能源发电比重转变，推进集约化发展和标准化建设，充分发挥国家电网在电力市场化、能源清洁化、经济低碳化、生活方式现代化中的基础性作用；实现供配电输送无缝隙，无错误结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，根据当地电力系统发展规划，拟在某区域新建一座220KV变电站，本题课题联系实际。本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它可以复习巩固了专业课程的有关内容，拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择等摘 要随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的更要求也越来越高。本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择电气设备，关键字220KV,变电站；短路计算；电气设备选择。ABSTRACTWith the development of science and technology in China, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more and more.The design is refer to the part of 220kV electrical substation design. First of all, analyze the original data and choose the main transformer, based on it , design the main wiring and Short Circuit Calculation, at last choose ；Electrical equipment SelectionKey Words 220KV，Substation；Short Circuit Calculation；Electrical equipment Selection目 录引言2摘 要3ABSTRACT3目 录41. 电气主接线的设计51.1 主接线概述51.2 主接线设计原则71.3 主接线选择82. 主变压器的选择112.1 主变压器的选择原则112.1.1 主变压器台数的选择112.1.2 主变压器容量的选择112.1.3 绕组数量和连接形式的选择122.2 主变压器选择结果123. 220KV变电站电气部分短路计算143.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算143.2 10KV侧短路计算153.3 220KV侧短路计算183.4 110KV侧短路计算194. 电气设备的选择224.1 断路器和隔离开关的选择234.1.1 220KV出线、主变侧244.1.2 主变110KV侧284.1.3 10KV限流电抗器、断路器隔离开关的选择304.2 电流互感器的选择344.2.1 220KV侧电流互感器的选择354.2.2 110KV侧的电流互感器的选择374.2.3 10KV侧电流互感器的选择384.3 电压互感器的选择394.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择404.3.2 110KV母线设备PT的选择414.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择414.4.4 变压器220KV侧引接线的选择与校验414.4.5 变压器110KV侧引接线的选择与校验424.4.6 变压器10KV侧引接线的选择与校验434.5避雷器的选择45结束语50参考文献51附录152主要设备清单表52附录252主接线图531. 电气主接线的设计1.1 主接线概述电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。单母线接线及单母线分段接线1、单母线接线单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸，扩建方便。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。2、单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站610KV接线中。但是，由于这种接线对重要负荷必须采用两条出线供电，大大增加了出线数目，使整体母线系统可靠性受到限制，所以，在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不予采用。3、单母线分段带旁路母线的接线单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。双母线接线及分段接线1、双母线接线双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的610KV配电装置；3560KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110220KV出线数为5回及以上时。2、双母线分段接线为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必短期停电。双母线分段接线被广泛用于发电厂的发电机电压配置中，同时在220550KV大容量配电装置中，不仅常采用双母分段接线，也有采用双母线分四段接线的。3、双母线带旁路母线的接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的1.2 主接线设计原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则。1.3 主接线选择根据原始资料的分析现列出两种主接线方案。方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而双母接线使用范围是110220KV出线数为5回及以上时。满足主接线的要求。且具备供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。110kV出线10回（其中备用2回），110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为80000kVA，其他作为一些地区变电所进线，其他地区变电所进线总负荷为100MVA。根据条件选择双母接线方式。10kV出线12回（其中备用2回），10kV侧总负荷为35000kVA，、类用户占60%，最大一回出线负荷为2500kVA，最大负荷与最小负荷之比为0.65。选择单母分段接线方式。方案主接线图如下：图1-1 主接线方案一方案二：方案进行综合比较：220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。220kV出线6回（其中备用2回），而由于本回路为重要负荷停电对其影响很大，因而选用双母带旁路接线方式。双母线带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。主接线（方案2）如下图：图1-2 主接线方案二现对两种方案比较如下10： 主接线方案比较表方案项目方案一：220KV侧双母接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。方案二、220KV侧双母带旁路接线，110KV侧双母接线、10KV侧单母分段接线。可靠性1.220KV接线简单，设备本身故障率少；2.220KV故障时，停电时间较长。1.可靠性较高；2.有两台主变压器工作，保证了在变压器检修或故障时，不致使该侧不停电，提高了可靠性。灵活性1.220KV运行方式相对简单，灵活性差；2.各种电压级接线都便于扩建和发展。1.各电压级接线方式灵活性都好；2.220KV电压级接线易于扩建和实现自动化。经济性设备相对少，投资小。1.设备相对多，投资较大；2.母线采用双母线带旁路，占地面增加。从图中以及数据综合考虑，现确定第二方案为设计最终方案。2. 主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。2.1 主变压器的选择原则1、主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。3、为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。2.1.1 主变压器台数的选择1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。3、对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。2.1.2 主变压器容量的选择（1）根据变电所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其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；对一般性变电所，当一台变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%12。（2）同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化、标准化13。 2.1.3 绕组数量和连接形式的选择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。电力系统采用的绕组连接方式只要有丫和，高、中、低三侧绕组如何结合要根据具体工作来确定。我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用丫连接；35KV亦采用丫连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组多采用连接。由于35KV采用丫连接方式，与220、110系统的线电压相位角为0，这样当变压变比为220/110/35KV，高、中压为自耦连接时，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星接线的变压器，全国投运这类变压器约4050台。2.2 主变压器选择结果查电力工程电气设备手册：电气一次部分，选定变压器的容量为180MVA。由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查大型变压器技术数据选定主变型号为：SFPS7-18000/220。主要技术参数如下：额定容量：180000（KVA）额定电压：高压22022.5% ；中压121； 低压10.5（KV）连接组标号：YN/yn0/d11空载损耗：178(KW)阻抗电压（%）：高中：14.0；中低：7.0；高低：23.0空载电流（%）：0.7所以一次性选择两台SFPS7-180000/220型变压器为主变。3. 220KV变电站电气部分短路计算系统阻抗：220KV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所220KV母线侧阻抗为0.015（Sj=100MVA）,110KV侧电源容量为500MVA，归算至本所110KV母线侧阻抗为0.36（Sj=100MVA）。变压器型号为SFPS7180000/220。SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为14，23，7。简化图如下图所示：图3-1 系统图的等值电路3.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算设SB=100MVA，UB=Uav3.2 10KV侧短路计算f(3)-1短路时, 示意图如下图3-2 =0.018 =-0.241三角形变为星形：图3-3 f-1短路的等值电路图再次简化因为 所以： =0.057 示意图如下所示:图3-4 f-1短路的等值电路图再做三角形变换示意图如下： 图3-5短路的等值电路图计算电抗：汽轮发电机计算曲线，0s时标么值为IB0*=0.390因为A电源为无穷大系统所以提供的短路电流为：所以短路电流有名值为11：冲击电流：短路容量： 3.3 220KV侧短路计算f-2短路时，示意图如下图所示。图3-6短路的等值电路图图3-7XB*=XT*=XBS*=0.039+0.36=0.399图3-8A电源（无穷大系统）的短路电流为：查汽轮发电机计算曲线有I=0.512所以短路电流有名值为冲击电流11：短路容量：3.4 110KV侧短路计算短路时图3-9 短路的等值电路图XA*=XT*+XAS*=0.039+0.015=0.054上图简化图如下：图3-10 短路的等值电路图A为无穷大系统所以有而 查汽轮发电机的计算曲线得IB0=0.570所以短路电流有名值为冲击电流：短路容量：短路计算结果列表于下：短路计算成果表表3-1短路点基准电压短路电流冲击电流短路容量S(K)(KA)(KA)(MVA)f-110.576.154194.193384.977f-223017.37644.3096922.106f-311510.77827.4842146.8254. 电气设备的选择尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。本设计，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择。电气气设备选择的一般原则：1）.应按当地环境条件校验；2）.应力求技术先进与经济合理；3）.选择导体时应尽量减少品种；4）.扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；5）.选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。技术条件：选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。4.1 断路器和隔离开关的选择断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生产情况，电压等级在10KV220KV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器。断路器选择的具体技术条件如下隔离开关下同：额定电压校验： UNUNs 额定电流校验： INImax 开断电流： INbrI 动稳定： iesish 热稳定： It2t Qk 4.1.1 220KV出线、主变侧（1）、主变断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流 具体选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=220KV2.额定电流选择：INImax=496.01A 3.开断电流选择：INbrI=17.376KA选择SW6220/1200，其SW6220/1200技术参数如下表：表4-1型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值4SSW6-220/1200220120060002155210.044.热稳定校验：It2t Qk It2t=2124=1764（KA）2S电弧持续时间取0.06S， 热稳定时间为：tk =1.5+0.04+0.06=1.6S查计算电抗并计算短路电流为 所以，It2t Qk满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=55kAish=44.309KA满足校验要求具体参数如下表：表4-2计算数据SW6-220/1200UNs 220KVUN 220KVImax 496.01AIN 1200AI 17.376KAINbr 21KAish 44.309KAINcl 55KAQK 120.252（KA）2sIt2t 2124=1764（KA）2sish 44.309KAies 55KA由表可知，所选断路器满足要求。（2）、出线断路器的选择与校验由上表可知SW6-220/1200同样满足出线断路器的选择。其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。具体参数如下表所示： 表4-3计算数据SW6-220/1200UNs 220KVUN 220KVImax 944.88AIN 1200AI 17.376KAINbr 21KAish 44.309KAINcl 55KAQK 120.252（KA）2sIt2t 2124=1764（KA）2sish 44.309KAies 55KA（3）、主变侧隔离开关的选择及校验过程如下：1.额定电压选择：UNUNs=220KV2.额定电流选择：INImax=496.01A3.极限通过电流选择：iesish=44.309KAGW6220D/100080，其技术参数如下表：表4-4型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值4SGW6220D/10008022010008023.74.热稳定校验：It2t Qk It2t=23.724=2246.76（KA）2S所以， It2t Qk 满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=80KAish=44.309kA满足校验要求。具体参数如下表： 表4-5计算数据GW4-220D/100080UNs 220KVUN 220KVImax 496.01AIN 1000AQK 115.743（KA）2SIt2t 23.724=2246.76（KA）2Sish 44.309KAies 80KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。（4）、出线侧隔离开关的选择及校验过程如下：由上表可知GW6220D/100080同样满足出线隔离开关的选择。其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。具体参数如下表： 表4-6计算数据GW4-220D/100080UNs 220KVUN 220KVImax 944.88AIN 1000AQK 115.743（KA）2SIt2t 23.724=2246.76（KA）2Sish 44.309KAies 80KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。4.1.2 主变110KV侧断路器的选择与校验流过断路器的最大持续工作电流具体选择及校验过程如下：1）.额定电压选择：UNUNs=110KV2）.额定电流选择：INImax=992.02A3）.开断电流选择：INbrI=10.778KA初选SW4110/1000技术数据如下表所示：表4-7型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值5SSW4110/10001101000350018.455210.064.热稳定校验：It2tQk It2t=2125=2205（KA）2S灭弧时间取0.06S，热稳定计算时间： tk=1.5+0.06+0.06=1.62S查转移电抗并计算短路电流所以，It2t Qk满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=55kAish=27.484KA满足校验要求。具体参数如下表： 表4-8计算数据SW4-110/1000UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AI 10.778KAINbr 18.4KAish 27.484KAINcl 55KAQK 186.747（KA）2SIt2t 2125=2205 （KA）2Sish 44.309KAies 55KA由表可知，所选断路器满足要求。隔离开关的选择及校验过程如下：1）.额定电压选择：UNUNs=110KV2） 额定电流选择：INImax=992.02A3）极限通过电流选择：iesish=27.484KA选择GW4110D/100080其技术数据如下表： 表4-9型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值4SGW4110D/10008011010008021.54.热稳定校验：It2t Qk It2t=21.525=2311.25（KA）2s所以，It2t Qk满足热稳校验5.动稳定校验：ies=55kAish=27.484kA满足校验要求具体参数如下表 表4-10计算数据GW4-110D/100080UNs 110KVUN 110KVImax 992.02AIN 1000AQK 186.747（KA）2SIt2t 21.525=2311.25（KA）2Sish 27.484KAies 55KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。110KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变中110KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SW4-110/1000型少油断路器和GW4-110D/100080型隔离开关。4.1.3 10KV限流电抗器、断路器隔离开关的选择由于短路电流过大需要装设限流电抗器（一）、限流电抗器的选择 设将电抗器后的短路电流限制到I=20KA(1)初选型号根据以上条件初选XKK1040004电抗器标么值：X*= 其中：KA(2)选择电抗值电源至电抗器前的系统标么值： 曾运用4%的电抗器，计算结果表明不满足动稳定要求，故改为XKK-10-4000-12。 表4-11型号额定电压KV额定电流A电抗率动稳定电流峰值KA热稳定电流KA固有分闸时间S4SSW410400010KV400012%204800.17（3）电压损失和残压校验当所选电抗值大于计算值时，应重算电抗器后短路电流，以供残压校验。为计算短路电流先计算电抗标么值为 其中tk=2+0.17+0.05=2.22S，查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值：I=76.154KA I2.22=76.23KA I1.11=76.23KA则电压损失和残压分别为（4）动、热稳定校验 4-12 具体参数计算数据XKK10400012UNs 10KVUN 10KVImax 1347AIN 4000AQK 12898.306（KA）2sQK 8024=25600 （KA）2sish 194KAies 204KA根据以上校验，选择满足要求。限流后I=20KA ish=2.5520=51KA流过断路器的最大工作电流：具体选择及校验过程如下：1）.额定电压选择：UNUNs=10KV2）.额定电流选择：INImax=1414.4A3）.开断电流选择：INbrI=20KA表4-13 SN410G/5000型号额定电压KV额定电流A断流容量MVA额定断流量KA极限通过电流KA热稳定电流KA固有分闸时间S峰值4SSW4-10G/500010500018001053001200.154.热稳定校验：It2t=12025=72000（KA）2S设后备保护时间为1.5S，灭弧时间为0.06S查短路电流计算曲线并换算成短路电流有名值：I=20KA It2t Qk 满足要求。5.动稳定校验：ies=300kAish=51kA满足校验要求。具体参数如下表: 4-14计算数据SN4-10G/5000UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AI 20KAINbr 105KAish 194.193KAINcl 300KAQK 9123.9 （KA）2sIt2t 12025=72000（KA）2sish 51KAies 300KA隔离开关的选择及校验过程如下：1）.额定电压选择：UNUNs=10KV2）.额定电流选择：INImax=1414.4A3）.极限通过电流选择：iesish=51KA4-15 GN1010T/5000200，型号额定电压KV额定电流A极限通过电流KA热稳定电流KA峰值5SGN10-110T/5000-2001050002001004.热稳定校验：It2t Qk It2t=10025=50000（KA）2s所以，It2t Qk= 9123.9 （KA）2s，满足热稳校验。5.动稳定校验：ies=200kAish=51kA满足校验要求。具体参数如下表： 4-16计算数据GN10-10T/5000-200UNs 10KVUN 10KVImax 1414.4AIN 5000AQK 9123.9 （KA）2SIt2t 10025=50000（KA）2Sish 51KAies 200KA由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。10KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变低10KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SN4-10G/5000型少油断路器和GN10-10T/5000200型隔离开关。4.2 电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：型式：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。一次回路电压： 一次回路电流： 准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。二次负荷： 式中， 动稳定： 式中， 是电流互感器动稳定倍数。热稳定： 为电流互感器的1s热稳定倍数。4.2.1 220KV侧电流互感器的选择主变220KV侧CT的选择一次回路电压：二次回路电流：动稳定校验：满足动稳定要求。热稳定校验： 满足热稳定要求。综上所述，所选满足要求。见下表：4-18设 备项 目LCW-220产品数据计算数据unug 220KV220KV1200A496.01A518KAS115.743KAS101.81KA44.309KA220KV母联CT：由于220KV母联与变高220KV侧的运行条件相应，故同样选用 型CT。4.2.2 110KV侧的电流互感器的选择主变中110KV的CT的选择：一次回路电压： 二次回路电流：根据以上两项，初选户外独立式电流互感器 动稳定校验：热稳定校验：满足热稳定性要求。综上所述，所选的电流互感器满足动热稳定性要求。 4-19 设 备项 目LCWDL-110（2600/5）产品数据计算数据unug 110KV110KV1200A992.02A8100KAS186.747KAS229.10KA24.484KA110KV母联CT的选择。母联的工作条件与变中110KVCT应相同，所以同样选择型CT。4.2.3 10KV侧电流互感器的选择10KV主变进线回路CT的选择1）、一次回路电压：2）、二次回路电流：3）、动稳定校验： 4）、热稳定校验： 满足热稳定性要求。综上所述，所选的电流互感器满足动热稳定性要求。4-20 LMZD-10（11000/5）参数 设 备项 目LMZD-10产品数据计算数据unug 10KV10KV1100A10912.24A193600KAS12898.306KAS1399.86KA51KA10KV母联CT的选择：由于10KV母联只在一台主变停运时才有大电流通过，与10KV母线侧电流互感器相同，所以同样选择户户外独立式电流互感器。4.3 电压互感器的选择电压互感器的选择和配置应按下列条件：型式：620KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。一次电压、，为电压互感器额定一次线电压。二次电压：按表所示选用所需二次额定电压。二次额定电压见下表 表 4-21绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中心用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压100100准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。 供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为级。用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。5、负荷S2：S2Sn 4.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级，查相关设计手册，选择PT的型号：JCC2220。 额定变比：4.3.2 110KV母线设备PT的选择型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为0.5级。查发电厂电气部分，选定PT的型号为：JCC-110额定变比为：4.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择型式：采用树脂浇注绝缘结构PT，用于同步、测量仪表和保护装置。电压：额定一次电压：准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级。查发电厂电气部分选定PT型号：JDJ-10额定变比为：10/0.1KV4.4.4 变压器220KV侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当Tmax=3600h时，经济电流密度，则查阅资料选取LJ-800铝绞线。当环境温度为40时 （考虑日照影响：取80）按长期发热允许电流校验：满足要求。2） 热稳定校验，正常运行时导体温度查表得： 满足热稳定要求。选择LG-800铝绞线符合要求。4.4.5 变压器110KV侧引接线的选择与校验按经济电流密度选择导体截面积：查经济电流密度曲线，当时，J=1.07A/mm2，则：查阅资料选取LGJK-1250/150扩径钢芯铝绞线。长期允许载流量（考虑日照）：1430A 当环境温度40时（考虑日照影响：取80）按长期发热允许电流校验：满足要求。2） 热稳定校验，正常运行时导体温度查表得： 满足热稳定要求。选择LGJK-1250/150钢芯铝绞线符合要求。4.4.6 变压器10KV侧引接线的选择与校验10KV母线最大持续工作电流：查表：导体经济面积：查表选取二条矩形硬铝导体平放：竖放允许电流： 3152A集肤效应系数： Kf=1.45当环境温度40，温度修正系数：K=0.82热稳定校验：正常运行时导体温度：查表得：C=95。则满足短路时发热的最小导体截面积：满足条件。动稳定校验：相间距a=0.25m10KV侧短路冲击电流：ish=51KA母线相间应力：母线同相条间作用应力计算如下：由导体形状系数曲线查得K12=0.24其中，满足要求。所以选择：2条矩形硬铝导体满足条件。4.5避雷器的选择型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点，按下表选择。表4-22型号型式应用范围FS配电用普通阀型10KV以下配电系统、电缆终端盒FZ电站用普通阀型3220KV发电厂、变电所配电装置FCZ电站用磁吹阀型330KV及需要限制操作的220KV以及以下配电2、某些变压器中性点FCD旋转电机用磁吹阀型用于旋转电机、屋内1）、额定电压Un：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。2）、灭弧电压Umh：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压，是否等于或小于避雷器的最大容许电压（灭弧电压）。3）、工频放电电压Ugf：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一般大于最大运行相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。4）、冲击放电电压和残压：一般国产阀式避雷器的保护特性与各种电器的具有均可配合，故此项校验从略16。根据避雷器配置原则，配电装置的每组母线上，一般应装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器，并接在变压器和断路器之间；110、35kv线路侧一般不装设避雷器。本工程采用220KV、110KV配电装置构架上设避雷针，10KV配电装置设独立避雷针进行直接保护为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于碳化硅避雷器，且没有串联间隙，保护特性好，没有工频续流、灭弧等问题，所以本工程220KV、110KV系统中，采用氧化锌避雷器。1、220KV侧避雷器的选择和校验 （1）型式选择：根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择： 因此选 FCZ-220避雷器，其参数如下表4-23 避雷器参数型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FCZ-220220252503580710740（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压： 直接接地： KV，满足要求。（4）工频放电电压校验：下限值：KV上限值：KV580KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验：KV740KV满足要求。（6）冲击放电电压校验：KV710KV，满足要求。所以，所选FCZ-220 型避雷器满足要求2、110KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择：根据设计规定选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。（2）额定电压的选择：因此选FCZ-110避雷器，其参数如下表：表4-24型号额定电压（kv）灭弧电压有效值（kv）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电峰值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FCZ-110220126255290345365（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压： KV直接接地： KV，满足要求。（4）工频放电电压校验：下限值： KV上限值： KV290KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验： KV365KV满足要求。（6）冲击放电电压校验：KV345KV，满足要求。所以，所选FCZ-110 型避雷器满足要求。3、10KV侧避雷器的选择和校验（1）型式选择： 根据设计规定选用FS系列普通阀式避雷器。（2）额定电压的选择： 因此，选择FS10型磁吹阀式避雷器.表4-25 FS-10主要技术数据型式额定电压（KV）灭弧电压有效值（KV）工频放电电压有效值（KV）冲击放电电压值（1.5/20）不大于（KV）冲击残压不大于（KV）不小于不大于FS101012.726315050（3）灭弧电压校验：最高工作允许电压：KV直接接地： KV，满足要求。（4）工频放电电压校验下限值： KV上限值： KV31KV上、下限值均满足要求。（5）残压校验：KV50KV，满足要求。（6）冲击放电电压校验：KV50KV，满足要求。故所选FS10阀式避雷器合格。结束语这次设计，在遵循电力系统设计基本原则前提下，我应用所学知识主要是完成负荷分析并求出计算负荷、电容器补偿容量，确定总降变压器容量、数量，完成电气主接线设计，计算短路电流以及对部分主要设备进行选型，经过6个多月的准备时间，以及在温州文成县百丈祭水电站实习了3个多月，在各类高低压成套设备厂也实习过2个多月，对于这个课题也有了一定得实际接触，对于自己的这份设计还是比较满意的，在此期间，查阅了电气类多种书籍以及网上的各类资料，参考同类资料，非常感激陈永胜老师和程俊杰老师在设计中还有实习中遇到的问题都耐心的和我讲解。从对变电站设计的认识性到研究设计，较好的完成了这次毕业论文。但是自己涉及到实际经验难免有很多不足，如果有遗漏掉错误，请指导老师批评指点。通过本次设计，我把自己三年的专业知识好好的整理了下，加深了对本专业的理解。而且让我体会到了这样一个工程设计的复杂。在此期间熟练掌握了AutoCAD绘制图纸，学会如何寻找数据，资料，完成对课题的深入探讨。从拿到题目，再查阅资料，对题目进行设计、论证、修改到设计的完成。体现了理论联系实际的重要性。这次设计让我认识到自己的专业知识还不够，还需要做以后的学习工作中继续接触。参考文献1 罗云霞，李燕.电力系统基础.黄河水利出版社，20092 魏涤非，戴源生.电机技术.中国水利水电出版社，20083 卢文鹏，吴佩熊.发电厂变电所电气设备.中国电力出版社，20054 谷水清，李凤荣.电力系统继电保护.中国电力出版社，20055 电力工业部西北电力设计院.电气工程设计手册电气一次部分M.中国电力出版社，19986 上海超高压输变电公司.常用中高压断路器及其运用.中国电力出版社，20047 黄益庄.变电站综合自动化技术M.中国电力出版社，20018 丁德劭.怎样对新技术标准电气一次接线图M.中国水利水电出版社，20019