220kv变电站设计本科毕业设计（论文）

'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：　2008级（泉州站）学生姓名：　　　　张海全　　　　　　　学　　号：　　　　　　　　指导教师：　　　涂轶昀　　　　　　2010年　9　月　13　日53 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53 目录引言………………………………………………………………………………………………II第1章概述……………………………………………………………………………………11.1设计依据………………………………………………………………………………………11.2接入电力系统概况……………………………………………………………………………11.3本变电所负荷情况分析………………………………………………………………………21.4变电所自然条件………………………………………………………………………………3第2章电气主接线……………………………………………………………………………42.1电气主接线设计的基本要求和基本原则……………………………………………………42.2变电所主变压器台数、容量、形式的选择…………………………………………………52.3电气主接线方案拟定及技术经济比较………………………………………………………72.4变电所电气主接线特点……………………………………………………………………13第3章所用电设计…………………………………………………………………………143.1变电所所用电电压等级确定………………………………………………………………143.2变电所所用接线方式的确定………………………………………………………………143.3变电所所用电源的引接……………………………………………………………………153.4变电所所用变压器台数、容量选择………………………………………………………153.5所用电接线说明……………………………………………………………………………16第4章短路电流计算………………………………………………………………………164.1短路电流计算的目的和条件………………………………………………………………164.2短路电流计算的方法及步骤………………………………………………………………174.3变电所短路电流计算………………………………………………………………………18第5章电气设备选择与校验……………………………………………………………265.1电气设备选择的原则及条件………………………………………………………………265.210kV配电装置电气设备选择………………………………………………………………26第6章电气系统继电保护…………………………………………………………………346.1继电保护整定计算……………………………………………………………………………346.2相间短路电流、电压保护……………………………………………………………………376.3零序电流保护…………………………………………………………………………………426.4断路器失灵保护………………………………………………………………………………46第7章变电站电气布置……………………………………………………………………477.1电气设备总平面布置要求…………………………………………………………………477.2变电所总平面布置…………………………………………………………………………477.3变电所10kV配电装置的布置………………………………………………………………48第8章主要材料汇总表………………………………………………………………………498.1材料汇总表…………………………………………………………………………………49总结………………………………………………………………………………………………52谢辞………………………………………………………………………………………………52参看文献…………………………………………………………………………………………535353 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。53 第1章概述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2×180MVA220/110/10kV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，220KVSF6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接入电力系统概况图1-1变电站系统接线图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1-11.2.1.2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53 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2×180MVAb.电压等级220/110/10kVc．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1×180MVAb．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30Mvar1.2.2.2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％/121/10.5kV1.2.2.3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1.3.1.1220kV母线穿越功率：800MVA1.3.1.2220KV线路最大输送容量：320MVA1.3.1.3110kV母线穿越功率：200MVA1.3.1.4110KV线路：每回线最大输送容量：40000KVA1.3.1.510KV线路：每回线最大输送容量：4000KVA53 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%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、亿千瓦时年份项目1994199520002005全市最高负荷34.343.694.7157其中：岛内23.927.747.475岛外10.415.947.382全市年供电量19.14245182岛内13.3815.226.539岛外5.768.824.5431.3.2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53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5353 第2章电气主接线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。53 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。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。53 （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。（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＝280MVASN=K∑SM=0.8×280=224MVA（2）主变容量选择：所以选SN=180MVA（3）校验：①SN≥0.6K∑SM=0.6×224=134.4MVA满足要求②℃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--/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：53 额定容量（KVA）容量分配联结组标号Ud%I0%高-低高-中中-低100/100/100YN0，yn0,d112514.78.70.84额定电压（KV）损耗（KW）重量（t）外形尺寸（mm）长×宽×高高压中压低压△P0△P油重总重220+8×1.25％12110.519570051.5217.614860×5500×74002.3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2.3.1.16～10KV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。2.3.1.235～220KV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：2.3.2.1220KV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2-253 2.3.2.2110kV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2-42.3.2.310kV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四220kV①①②②变压器2222110kV③④③④10kV⑤⑤⑤⑤53 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。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53 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：方案项目方案2方案4变压器台数2210KV侧接线单母线分段单母线分段110KV侧接线双母线带简旁双母线带简旁220KV侧接线双母线带简旁单母线分段带旁路220KV进线回路数44高压断路器数（220KV）78高压隔离开关（220KV）2519综合投资（万元）6825.56760.92.3.5.2综合投资计算综合总投资（万元）根据现在的市场价格：变压器——750万元/台，220KVSF6断路器——60万元/台53 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：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：2.3.5.3年运行费用计算年运行费电价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：53 查SFPSZ7－/220/121/10.5参数得：△P0=195KW△P=700KWI0%=0.84UdI-II%=14.7UdI-III%=25UdII-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=0.1S1=1/2××0.8=KVAS2=1/2××0.8=96000KVAS3=1/2×40000×0.8=16000KVASe1=KVA,Se3=KVA=[2(195+0.1×1512)+2(700+0.1×43560)×0.798]×4000=8762×40002.3.5.4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+U253 =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2.4.2.变电所电气主接线特点2.4.2.1220KV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；⑦53 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。2.4.2.2110KV侧采用双母线带简旁接线：（同上）2.4.2.310KV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。53 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10KVI、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：53 表3-1主变压器技术参数额定容量（KVA）分接电压（%）联结组标号外形尺寸（mm）长×宽×高2500±2×2.5%Yyn02320×1440×2400额定电压（KV）损耗（W）重量（kg）Ud%I0%高压低压△P0△P总重100.4285015880682060.63.5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53 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。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；53 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图4-1电力系统与变电所接线图4.3.2绘制等值电路图53 图4-2等值电路图4.3.3选取Sj=100MVA,Uj=UP=1.05Ue,已知：电抗器Ie=3000A,XK%=104.3.4网络各元件阻抗标幺值计算4.3.5化简等值电路53 图4-310KV不装限流电抗器，且并行运行图4-410KV不装限流电抗器，且分裂运行53 图4-510KV装设限流电抗器，且并列运行图4-610KV装设限流电抗器，且分裂运行4.3.6计算三相短路电流1、220KV侧母线短路（d-1）：取53 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：2、110KV侧母线短路（d-2）：取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：3、10KV侧母线短路，不设电抗器，并列运行时（d-3）：取53 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：4、10KV侧母线短路，不设电抗器，分裂运行时（d-4）：取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：5、10KV侧母线短路，装设电抗器，并列运行时（d-5）：取53 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：6、10KV侧母线短路，装设电抗器，分裂运行时（d-6）：取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：53 4.3.7短路电流计算结果表短路点UP(KV)Ij(KA)I”(KA)I∞(KA)ich(KA)Sd(MVA)d-1(220kV母线短路)2300.25124.13424.13461.5429615d-2(110kV母线短路)1150.5029.4019.40123.9731872.7d-3（10Kv母线并列运行不带电抗器短路）10.55.49968.82568.825175.5041251.6d-4（10kV分裂运行不带电抗器短路）10.55.49951.68051.680131.784939.8d-5（10kV并列运行带电抗器短路）10.55.49932.85132.85183.770597.4d-6（10kV分裂运行带电抗器短路）10.55.49919.54319.54349.835355.4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。53 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≥Uew2）按Ie选择：Ie≥Igmax，(导体)Iy≥Igmax3）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：2）动稳定校验：ich≤idw,σmax=σxj+σtj≤σy,L≤Lmax3、特殊条件1）断路器DL：　开断电流Iekd≥I”　关合电流iec≥ich2）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5.210kV配电装置电气设备选择5.2.110kV汇流母线选型1、按长期允许电流选择查《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5-1：53 截面尺寸（mm）截面积Sc（mm2）允许电流Iy（A）集肤效应系数Kf断面系数Wy(cm3)惯性矩Jy(cm4)铝导体共振最大允许跨距（cm）hbcr17580812488066001.02525144147考虑环境温度的修正系数K∴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：∴满足热稳固要求。3、动稳定校验1)计算条间应力：取衬垫距离Lt=0.5m,条间应力:2)相间允许应力:53 3)单位长度上相间电动力（β=1）取母线相间距a=35cm,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: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）5.2.310kV馈线电缆选型1、按经济电流密度选择10kV馈线电缆Tmax=4000h查表得经济电流密度为2.25所以选择型电缆可满足要求，其技术参数如下5-2：导体截面（mm2）允许载流量导体工作最高允许温度θc（℃）温度校正系数多根并列敷设系数K5150320901.0412、按长期允许电流校验Kθ=1.04K5=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53 3、热稳定校验1）短路计算时间即等效发热时间tdz=0.25S2)电缆热稳定系数则热稳定系数为:3）热稳定最小截面为：∴满足热稳定要求。4、电压降校验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5.2.410kV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短路电流的热效应：选择断路器型号为:ZN-10/3150-40，隔离开关型号为：GN30-10-315053 断路器和隔离开关选择结果表5-3计算数据额定参数ZN-10/3150-40GN30-10-3150U10kV额定电压Ue10kVUe10kVIgmax2309.4A额定电流Ie3150AIe3150AI”9.401kA额定短路开断电流Iekd40kAIekdich23.973KA额定短路关合电流Ieg100KAIegQZT22.095KA2.S断路器允许热效应It2t402×4KA2SIt2t402×4KA2Sich23.973KA动稳定电流idw100KAidw100KA满足要求2、10KV馈线断路器的选型选择断路器型号为:ZN-10/1250-31.5断路器选择结果表5-4计算数据额定参数ZN-10/1250-31.5U10kV额定电压Ue10kVIgmax231.52A额定电流Ie1250AI”19.543kA额定开短路断电流Iekd31.5kAich49.835KA额定关合短路电流Ieg80KAQZT95.482KA2.S断路器允许热效应It2t31.52×4KA2Sich49.835KA动稳定电流idw80KA满足要求3、10KV母线分段断路器的选型53 选择断路器型号为:ZN-10/3150-40计算数据额定参数ZN-10/3150-40U10kV额定电压Ue10kVIgmax2309.4A额定电流Ie31.50KAI”19.543kA额定开断短路电流Iekd40kAich49.835KA额定关合短路电流Ieg100KAQZT95.482KA2.S断路器允许热效应It2t402×4KA2Sich49.835KA动稳定电流idw100KA断路器选择结果表5-5满足要求5.2.5#1、#2所用变高压侧断路器的选型U=10(KV)Igmax=144.3(A)I’’=19.543(KA)选择断路器型号为:ZN-10/1250-31.5断路器选择结果表5-6计算数据额定参数ZN-10/1250-31.5U10kV额定电压Ue10kVIgmax144.3A额定电流Ie1250AI”19.543kA额定开短路断电流Iekd31.5kAich49.835KA额定关合短路电流Ieg80KAQZT95.482KA2.S断路器允许热效应It2t31.52×4KA2Sich49.835KA动稳定电流idw80KA满足要求。5.2.610kV高压开关柜的选型选用“铠装式金属封闭高压开关柜”53 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/△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。相应的额定二次容量Se2=120VA3）保护电压互感器的高压熔断器的选择选择RN2-10/0.5计算数据额定参数RN2-10/0.5U10kV额定电压Ue10kVIgmax0.00693A熔丝额定电流Ie20.5AI”19.543kA最大切断电流Ikd50kA熔管额定电流Ie150kA熔断器选择结果表5-753 ∵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：型号额定变比准确级次额定二次负荷（VA）额定短时热电流（KA-S）额定动稳定电流（KA）LZZB-10300/50.51531-2802)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：型号额定变比准确级次额定二次负荷（VA）额定短时热电流（KA-S）额定动稳定电流（KA）LMZB-103000/50.5503)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：型号额定变比准确级次额定二次负荷（VA）额定短时热电流（KA-S）额定动稳定电流（KA）LMZB-103000/50.5503、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：型号额定电压（KV）灭弧电压（KV）工频放电电压（KV）冲击放电电压（1.5～20μs）（KV）残压（KV）FZ2-101012.726-3145<5053 5.2.8限流电抗器的选型1、，根据：和选择XZK-10-3000-10型电抗器。Ie=3000A,Xk%=10，2、电压损失校验：满足要求3、母线残压校验：满足要求4、动稳校验：满足要求5、热稳定校验：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6.1继电保护整定计算6.1.1基本任务53 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。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；53 (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53 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=KI式中：I：本线路末端短路时最大短路电流；53 K：可靠系数，取1.2～1.32.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=(-X)E：系统等效相电动势；X1：单位长度线路正序阻抗；X：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=(-X)X：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。主要运行方式时的最大保护区为保护的动作电流为：I=式中Ib:110KV侧基准电压下的基准电流值；53 X：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: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=I最大运行方式时的保护区计算公式为最小运行方式时的保护区计算公式为式中的：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=KI式中的：K：可靠系数，取1.1～1.2I：相邻线路无时限电流速断保护的动作电流；53 （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=KI去计算，但式中的I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=KI式中的：K：可靠系数，取1.1～1.2I：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=≥1.3～1.5式中的：K：可靠系数，取1.1～1.2I：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：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：t=t+△t当与相邻线路电流II段保护配合时，动作时限为：t=t+△t（四）定时限过电流保护的整定计算53 1.按躲过线路可能流过的最大负荷电流整定I=式中的：K：可靠系数，取1.15～1.25；I：被保护线路的最大负荷电流；K：负荷自启动系数，取2～5；K：返回系数，取0.85；2.灵敏度校验（1）作近后备时K=≥1.3～1.5式中的：I：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=≥1.2式中的：I：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=t+△t式中的：t：相邻元件过电流保护的最大延时。（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=53 式中的：I：流过保护的正常负荷电流；1.电压元件动作电压的计算U=≈0.7U式中的：U：最小工作线电压；U：额定线电压；K：返回系数，取1.15K：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=≥1.3～1.5式中的：I：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=≥1.2进行校验。4.电压元件的灵敏度校验K=式中的：U：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=t+△t6.3零序电流保护53 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式中：—非全相运行时的最大零序电流此段称为不灵敏Ⅰ2）按大于本线路末端接地故障的最大零序电流式中：—可靠系数，取1.25～1.3；—本线路末端接地故障的最大零序电流；此段称为灵敏Ⅰ段2.灵敏度校验（保护范围）53 零序电流I段的保护范围计算，通常用图解法确定，也可参照相间电流保护I段的计算方法计算。保护范围应不小于线路全长的15%～20%。当时，，单相接地作为整定条件，两相接地短路作为校验条件，按两相接地短路来计算最小保护范围由可得L=[3×式中：E：电源相电动势；Z1：线路每公里正序阻抗值；Z0：线路每公里零序阻抗值；Z：系统最小运行方式下的等值零序阻抗；Z：系统最小运行方式下的等值正序阻抗；当时，，两相接地作为整定条件，单相接地短路作为校验条件，按单相接地短路来计算最小保护范围L=[3×1.动作时间零序电流I段的动作时间为保护装置的固有动作时限。（一）零序电流II段保护的整定计算（1）按与相邻线路零序Ⅰ段整定式中：—相邻线路零序Ⅰ段（灵敏Ⅰ段或不灵敏Ⅰ段）定值—可靠系数，取1.1～1.2—最小分支系数53 （2）按与相邻线路的零序电流保护Ⅱ段配合整定整定公式为：式中：—为相邻线路零序Ⅱ段整定值—可靠系数，取1.1—1.2（3）II段动作时间取（4）灵敏度校验式中：—本线路末端接地时，流过本保护的最小零序电流当灵敏系数不满足要求时，可按与相邻（一）零序电流III段保护的整定计算（1）按与相邻线路零序保护第Ⅱ段配合整定式中：—零序电流保护三段的整定值、—分别为相邻线路零序Ⅱ段动作时间和动作电流—最小分支系数—可靠系数取1.1～1.2（2）按与相邻线路零序保护第Ⅲ配合整定53 中：—分别为相邻线路零序Ⅲ段动作时间和动作电流（3）按最大不平衡电流I整定。原则上是按照躲开在下一线路出口处相间短路时所出现的最大不平衡电流来整定，即为：I=K×II=0.5KKI式中：K：非周期分量系数，取1.0～2.0；K：电流互感器误差，取0.1；I：本线路末端三相短路时，流经保护的最大短路电流。6.4断路器失灵保护高压电网的保护装置和断路器都应采取一定的后备保护，以便在保护装置拒动或断路器失灵时，仍能可靠切除故障。对于重要的220KV及以上主干线路，针对保护拒动通常设两套保护（即保护双重化）；针对断路器拒动即断路器失灵，则装设断路器失灵保护。在220～500KV电力网中，以及110KV电力网的个别重要部分，可按下列规定装设断路器失灵保护：（1）线路保护采用近后备方式，对220～500KV分相操作的断路器，可只考虑断路器单相拒动的情况；（2）线路采用远后备方式，如果由其他线路或变压器的后备保护切除故障将扩大停电范围，并引起严重后果时；（3）如断路器与电流互感器之间发生故障，不能由该回路主保护切除，而由其他线路和变压器后备保护将扩大停电范围，并造成严重后果时；断路器失灵保护主要由起动元件、时间元件、闭锁元件和出口回路组成。为了提高保护动作的选择性，起动元件必须同时具备下列两个条件才能起动：（1）故障元件的保护出口继电器动作后不返回；（2）在故障保护元件的保护范围内短路依然存在，即失灵判别元件起动。53 当母线上连接元件较多时，失灵判别元件可采用检查母线电压的低电压继电器，动作电压按最大运行方式下线路末端短路时保护应有足够的灵敏性整定；当母线上连接元件较少时，可采用检查故障电流的电流继电器，动作电流在满足灵敏性的情况下，应尽可能大于负荷电流。由于断路器失灵保护的时间元件在其他保护动作后才开始计时，动作延时按躲过断路器的跳闸时间与保护的返回时间之和整定，通常取0.3～0.5s。当采用单母线分段或双母线时，延时可分为两段，第I段以短时限动作于分段断路器或母联断路器；第II段再经一时限动作跳开有电源的出线断路器。第7章电气设备布置7.1变电所电气总平面布置设计要求7.1.1基本要求1、应能满足使用要求；2、依据并符合外部条件（城市规划、交通、水源等要求）；3、变电所电气设施布置工艺流程合理；4、配电装置的布置要注意电压等级，采用形式，出线方向与方式，出线走廊的条件问题，应便于检修、巡视、操作、运行安全、可靠；5、符合防火和环境保护的要求；6、因地制宜，布置力求紧凑，节约用地，降低造价，便于发展、扩建、过渡。7.2变电所总平面布置7.2.1220kV配电装置的布置220KV配电装置布置在主变压器上方，采用户外半高式。本方案的特点是将母线及母线隔离开关抬高，增设上层母线隔离开关操作走道，以便巡视、操作和检修抬高后的隔离开关和母线。断路器单列布置，道路设置在靠主变压器侧的一组母线下面。7.2.2110kV配电装置的布置53 110KV配电装置布置在主变压器左方，采用户外半高式。本方案的特点是将母线及母线隔离开关抬高，增设上层母线隔离开关操作走道，以便巡视、操作和检修抬高后的隔离开关和母线。断路器单列布置，道路设置在靠主变压器侧的一组母线下面。7.2.310kV配电装置的布置10KV高压开关室布置在主变下侧，10KV配电装置采用成套高压开关柜，占地面积不大，故采用单层式布置。设所用变室、电抗器室和电容器室，出线全部采用电缆。7.2.4主控室及所区的平面布置主控制及通讯楼布置在10KV配电装置的右侧，职工宿舍、车库、食堂等布置在变电所右侧。7.2.5变电所总平面布置图说明变电所分为配电装置部分和主控制部分和所区部分。配电装置部分：220KV配电装置采用户外半高式，布置在主变压器下方；110KV配电装置采用户外半高式，布置在主变压器左侧；10KV配电装置采用户内式布置。设置10KV开关室，布置在主变的下方。所用变室、电抗器室和电容器室布置在10KV高压开关室右侧，全部采用电缆出线。主控制及通讯楼布置在10KV配电装置右侧，职工宿舍、车库、食堂等布置在变电所右侧。7.3变电所10kV配电装置的布置7.3.1配电装置设计的基本要求配电装置设计必须贯彻国家基本建设方针和技术经济政策，并满足如下要求：1、保证运行可靠性：按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。2、保证运行维护人员的人身安全和设备安全。3、便于检修、维护、巡视、操作和安装。4、力求经济，必须在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。5、考虑发展扩建的可能性。53 7.3.2配电装置的分类1、屋内配电装置：应用于大、中型发电厂、变电所中35kV及以下的配电装置；或有特殊性要求的（如备战、防污）110～220kV的配电装置。2、屋外配电装置：应用于110kV及以上的配电装置。3、成套配电装置：应用于发电厂、变电所6～10KV或35KV配电装置；SF6全封闭组合电器：主要用于110～500kV的配电装置。7.3.310kV配电装置的选型和布置10kV高压开关室布置在主变的下侧，10kV配电装置选用成套高压开关柜，占地面积不大，故采用单层式布置。高压开关柜布置在10kV高压开关室左侧，为单列布置；所用变室、电抗器室、电容器室布置在10kV高压开关室右侧，出线全部采用电缆。7.3.410kV配电装置布置图的说明10KV配电装置选用户内成套手车式高压开关柜，型号为GGIA-10。采用单层式布置。总长20.00米，共有20高压开关柜。（1#母线补偿电容器联络柜，1#所用变联络柜，1#PT柜，1#～5#馈线柜，1#进线柜，母联柜，2#进线柜，2#PT柜，9#～10#馈线柜，2#所用变联络柜，2#母线补偿电容器联络柜。）进线采用双槽型硬母线，出线全部采用电缆。所用变室、电抗器室、电容器室布置在10kkV高压开关室右侧，四周设有保护网和网门。第8章主要材料汇总表8.1材料汇总表序号名称型号/规格单位数量备注1主变压器SFPSZ7—220±8×1.25%/121/10.5KVYn0,Yn0,d11100/100/100Ud1-2%=14.7,Ud1-3%=25,Ud2-3%=8.7台22所用变压器SC-2500/10,10±2×2.5%/04,Y,yn11,Ud%=6台253 3六氟化硫断路器SF6-220-3150-50台54六氟化硫断路器SF6-110-3150-40台95真空断路器ZN-10/3150-40台36真空断路器ZN-10/1250-31.5台107隔离开关GW5-220D-2000-40组17带接地刀8隔离开关GW5-110D-2000-40组9带接地刀9隔离开关GW5-110D-630-40组20带接地刀10隔离开关GN30-10-3150组211隔离开关GW8-110-630组212隔离开关GW8-63-630组213电流互感器LB6-220-2×600/5A只155P/5P/5P/0.514电流互感器LB6-110-2×600/5A只95P/5P/5P/0.515电流互感器LB6-110-2×300/5A只185P/5P/5P/0.516电流互感器LMZB-10-3000/5A只1717电流互感器LZZB-10-300/5A只3418电流互感器LRD-220-1200/5A只6主变厂家配套19电流互感器LRD-110-1200/5A只6主变厂家配套20电流互感器LRD-110-600/5A只2主变厂家配套21电流互感器LRD-35-1200/5A只2主变厂家配套22电流互感器LQ（B）-10，50/5A只4主变厂家配套23电压互感器JDC-220，只2Y/Y/Δ24电容式电压互感器TYD-220/-0.05H只225电压互感器JDC-110，只2Y/Y/Δ26电容式电压互感器TYD-110/-0.01H只627电压互感器JDJJ-10，只228避雷器Y10W5-200/520只629避雷器Y10W5-100/260只630避雷器FZ2-10只631熔断器BDG-12只232熔断器RN2-10/0.5只433电抗器NKZ-10-3000-10组234补偿电容BM10.5-30组253 35阻波器XZK-1000-0.5/25-T6台436阻波器XZK-630-1.0/16-T5台1237耦合电容OWF-220/-0.005台438耦合电容OWF-110/-0.01台1239放电间隙镀锌圆钢，3mm组440铝母线双槽型母线h=175b=80c=8r=12米10KV母线41电缆ZR-YJV-10-3×150米10KV出线42钢芯铝绞线LGJ-700米220KV、110KV母线43钢芯铝绞线LGJ-500米220KV、110KV出线53 总结在此次毕业设计中，我基本圆满的完成了毕业设计的要求，达到了设计的目的，对变电站综合自动化的基本设计过程要求有了比较深的认识，让我了解到最新的电力系统继电保护的整定计算方法。随着信息技术的不断发展，各级电力企业继电保护的管理也应该紧跟形势，开拓思路，运用新思路、新观念、新技术处理企业保护管理中的问题，大力减轻人员的劳动强度，提高劳动效率，积极开发有自己特色的、实用的、功能全面的继电保护信息管理系统，使运行部门及时掌握全网继电保护的运行信息，对事故进行及时分析和处理，为电网的安全分析和决策提供实现的手段，从根本上使继电保护的管理进入一个新的层次。毕业设计是全面运用所学基础理论，专业知识和基本技能，对实际问题进行设计的综合性训练。通过毕业设计，增强了我运用所学知识解决实际问题的能力，增强了工程观念，可以更好地适应工作的需要。谢辞通过此次毕业设计，我深刻的认识到毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在此要感谢我的指导老师涂轶韵对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向53 老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。主要参考文献[1]熊信银．发电厂电气部分．中国电力出版社，2004年[2]华智明．张瑞林．电力系统．重庆出版社，2004年[3]宋继成．220—500KV变电所电气接线设计．中国电力出版社，2004年[4]文远芳．高电压技术．华中科技大学出版社，2005年[5]冯金光，王士政.发电厂电气部分.北京：中国水利水电出版社，1988[6]弋东方.电力工程电气设计手册·电气一次部分.北京：中国电力出版社，1999年[7]曹绳敏.电力系统课程设计及毕业生设计参考资料.北京：中国电力出版社，1995年[8]靳龙章.丁毓山.电网无功补偿实用技术.北京：中国水利水电出版社，1997年.[9]范锡普.发电厂电气部分.北京：中国电力出版社，1995.[10]谭业堂，邱瑞敏.110kV变电站电气主接线选择和开关站选型.湖南:湖南省隆回县木瓜山二级电站，1998.[11]西北电力设计院，东北电力设计院.电力工程设计手册(第1分册).上海科学技术出版社，1980.[12]水利电力部西比电力设计院.电力工程电气设计手册(第1分册).水利电力出版社，1989.[13]宋春燕.变电所设计与环境保护.电力建设报，2002，22(6).3-20.[14]变电所设计技术规程[15]220kV变电所设计规程[16]110kV变电所设计规程53'