1、220kV 降压变电所一次系统初步设计（东北电力大学电气工程学院，吉林 吉林）摘要：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对 220kV 降压变电所的特点，阐述了 220kV 降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。文中介绍的 220kV降压变电所的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。关键词：降压变电所，设计方法，供配电Abstract: With the fast growth of the national economy, the use of the elec
2、tricity has been animportant limiting factor for the development and supervision of our country. A series of electricitydevices are being built. The text tells the characteristics of the 220 kV step-down substations, givesthe method and steps of the design for the 220 kV step-down substations and ca
3、rries on the relatedcalculation, which may be the reference of the other related designs.Key words: step-down substations, design method, supply and distribution of the electricity前言近十年来，随着我国国民经济的快速增长，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出（含投资和运行成本）为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和
4、质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国
5、国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。1 / 25第一章 设计任务书1.1 设计题目变电所设计任务书（6）：220kV 降压变电所一次系统初步设计1.2 变电所原始资料一、变电所性质：地方性降压变电所二、地理位置：有色金属矿区新建的变电所，在新兴城市附近三、自然条件：所区地势：半山区海拔：300m交通：比较方便，有铁路、公路经过本所附近最高气温：+30，最低气温-35，年平均气温：+5最大风速：20m/s覆冰厚度：5mm地震裂
6、度：6 级土壤电阻率：400m雷电日：25周围环境：较好，不受污染影响冻土深度：1.8m主导风向：夏季东南风，冬季西北风四、负荷资料220kV 侧，共 2 回线与电力系统联接60kV 侧，共 12 回架空出线，最大综合负荷 90MW，cos用户名称最大负荷（MW）矿山（甲）12矿山（乙）10铝厂20碳素厂18矿山机械厂12重型机械厂16市区变电所（甲） 20市区变电所（乙） 20远景发展：本所 60kV 侧不再发展10kV 侧装设 TT-30-6 调相机两台0.85回路数22221111线路长度（km）50603025304025202 / 25五、系统情况200KM4TS854/210-40
7、4SFPSL-120/220 80KM 120KM4TQN-100-24SFPSL-120/220变电所图1-1设计学生：完成设计日期：指导教师：3 / 25第二章 原始资料分析设计根据：220kV 降压变电所设计任务书变电所设计规程、2.1 对系统、待设计变电所、负荷的分析一、系统性质本变电所为地区性降压变电所，在新兴城市附近，由水电厂、火电厂两联合系统供电。水电系统：4TS854/210-40，升压变：4SFPSL-120/220火电系统：4TQN-100-2，升压变：4SFPSL-120/220二、变电所性质该变电所有两回进线，向 60KV 地方负荷供电。以远景发展看， 10KV 装设两
8、台 TT-30-6调相机。三、负荷性质220kV 侧：共 2 回线与系统相连60kV 侧：共 12 回架线与负荷相连，最大综合负荷为 90MV，cos 0.8510kV 侧：2 回出线与调相机相连2.2 环境分析所处地势为半山区，海拔 300m ，交通比较方便，有铁路、公路经过本所附近，可以考虑选择廉价、较笨重的设备。空气清洁，周围环境条件较好，故可采用屋外配电装置，考虑到土地的经济性，地表裂度等因素，屋外配电装置拟采用半高型装置。所区海拔低于 1000m，电气设备绝缘可不考虑修正。本所所在地区主导风向夏季为东风，冬季为西北风，所以变电所间隔及母线布置应为东西或西北走向，最大风速 20m/s
9、小于 35m/s ，因此对屋外配电装置可不考虑风速对布置形式的影响。地区最高温度+30，最低气温-25，可以考虑在冬季时对变压器油加热，防止变压器等设备被冻坏。地震裂度小于 6 级，无需特殊设计。雷电日 25 日，对防雷也无需特殊考虑。冻土深度 1.8m，接地装置必须深入 1.2m 以下，才能可靠接地。2.3 发电机、电厂升压变压器的参数选取基准值：SB=100MVA, UB=Uav 见表 2-1、表 2-2、表 2-3表 2-1 发电机参数型 号 额定容量(MW) 额定电压(kV) 额定电流(kA) cos10010010.510.5表 2-2 升压变压器参数型号SFPSL-120/220额
10、定电压(kV)高压 中压 低压242 69 10.5阻抗电抗（%）高-中24高-低14.7中-低7.4额定容量(MVA)高压 中压 低压120 120 120-64750.850.85X“0.1920.155TS854/210-40TQN-100-2表 2-3 调相机参数型 号 额定容量(MW) 额定电压(kV)30 11X“0.533TT-30-64 / 25第三章 主变压器的选择根据电力工程设计手册的要求，并结合本所的具体情况和可靠性的要求，选用 2 台同样型号的无励磁调压三相三绕组变压器。3.1 主变压器台数的确定主变台数的考虑原则：（1）对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网
11、的情况下，以装两台主变为宜。（2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，设计时应考虑装三台主变的可能性。（3）对规划只装两台主变的变电所，其主变基础宜按大于变压器容量的 1-2 级设计，以便符合发展时更换主变。综上，结合任务书，确定主变压器台数为 2 台。3.2 主变压器容量的选择条件一：所选主变容量和应大于最大综合计算负荷，即：2S S . 52.94MVA条件二：当所选两台主变有一台停运时，另一台主变应满足 70%最大综合计算负荷S 0.7 =0.7105.88=74.116MVA条件三：当所选两台主变有一台停运时，另一台主变应满足全部 I 类负荷和大部分类负荷，220KV 以及上
12、电压等级变电所，在计及过负荷能力后的允许时间内，应能满足全部 I 类负荷和大部分类负荷，在本设计中，60kV 侧回路数为 2 的属于、类负荷即：S S S =(12+10+20+18)/0.85=70.59MVA综上，由于变压器容量没有 80MVA 且满足本题条件的，故取S =90MVA3.3 主变压器型式的选择一、相数的确定330kV 及以下的发电厂和变电所中，一般都选用三相式变压器。因为 1 台三相式较同容量的 3 台单相式投资小、占地少、损耗小，同时配电装置结构简单，运行维护较方便。如果受到制造、运输等条件（如桥梁负重、隧道尺寸等）限制时，可选用 2 台容量较小的三相变压器，在技术经济合
13、理时，也可选用单项变压器。综上，选择三相变压器。二、绕组数的确定有两种升高电压向用户供电或与电力系统连接的发电厂，以及有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器（包括自耦变压器）。具体方法如下：1、当最大机组容量为 125MW 及以下，而且变压器各绕组的通过容量均达到变压器额定容量的 15%以及上时（否则绕组利用率太低），应优先考虑采用三绕组变压器。因为两台双绕组变压器才能起到联系三种电压等级的作用，而 1 台三绕组变压器的价格、所用的控制电器及辅助设备比 2 太双绕组变压器少，运行维护也较方便。但一个电厂中的三绕组变压器一般不超过 2 台。当送电方向主要由低压侧送向中、高压侧，或
14、由低、中压侧送向高压侧时，优先采用自耦变压器。2、当最大机组容量为 125MW 及以下，但变压器某绕组的通过容量小于变压器额定容量的 15%时，可采用发电机双绕组变压器单元和双绕组联络变亚器。5 / 253、在有三种电压的变电所中，如变压器各绕组的通过容量均达到变压器额定容量的 15%以及上；或低压侧虽无负荷，但需要在该侧装设无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器。当变压器需要与 110kV 及以上的两个中性点直接接地系统相连时，可优先选用自耦变压器。综上分析，待设计变电所共有 220kV 、60kV 、10kV 共 3 个电压等级，其中只有 220kV 侧是中性点直接接地系统，故不能采用自耦变压
15、器，而采用三绕组变压器。四、绕组接线组别（联结方式）的确定110kV 及以上的电压侧均为 “YN”，即有中性点引出并直接接地；3560kV 作为高、中压侧时都可采用“Y”或者“D”；35kV 以下电压侧（不含 0.4kV 及以下）一般为“D”，也有“Y”方式。变压器绕组接线组别（各侧绕组连接方式的组合），一般考虑系统或机组同步并列要求及限制 3 次谐波对电源的影响等因素。综上，本题采用 YN，y0，d11 接线。五、调压方式变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变其变比来实现，切换方式有两种。不带电切换，即无励磁调压变压器的分接头较少，调压范围只有 10%（22.5%），且分接
16、头必须在停电的情况下才能调节。有载调压变压器的分接头较多，调压范围可达 30%，且分接头可在带负荷的情况下调节，但其结构复杂、价格贵，通常在下列情况下采用：（1）出力变化大或发电机经常在低功率因数运行的发电厂的主变压器。（2）具有可逆工作特点的联络变压器。（3）电网电压可能有较大变化的 220kV 及以上的降压变压器。（4）电力潮流变化大和电压偏移大的 110kV 变电所的主变压器。（ 5）变配电综合自动化系统要求分接头实现遥调的变压器综上，选择带负荷切换的有载调压方式。六、结构型式60kV 侧最大综合计算负荷为 90MW，变压器高压侧向中压侧供电为主、向低压侧供电为辅，故选降压型。降压型的绕
17、组排列为铁芯-低压绕组-中压绕组-高压绕组，其中。高、低绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大。七、容量比220kV 以及上变电所的变压器容量大，其低压绕组主要带无功补偿电容器和所用电，容量较小，为降低造价，一般选择 100/100/50 容量比。八、冷却方式采用潜油泵强迫油循环，并用风扇对油管进行冷却，额定容量在 40MVA 及以上的变压器，宜采用强迫油循环风冷。120MVA 及以上则采用强迫油循环水冷。九、绝缘材料为降低造价，采用半绝缘铝导体。十、变压器各侧电压的选择220kV 侧，额定电压 220kV60kV 侧，额定电压 66kV10kV 侧，额定电压 10.5kV6 / 25第
18、四章 电气主接线的选择变电站的电气主接线根据变电站的规划容量，线路、变压器连接元件总数，设备特点等条件确定。电气主接线应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、节省投资、便于过渡或扩建等要求。对于可靠性较高的 GIS 设备，宜采用简化接线。4.1 考虑原则220 kV 最终出线回路数 23 回、主变为 23 台时，采用线路变压器组、桥形、扩大桥形、单母线和单母线分段接线；最终出线回路数 410 回、主变为 24 台时，采用双母线接线或双母线单分段接线；最终出线回路数超过 10 回、主变为 24 台时，宜采用双母线双分段接线。110、66 kV 最终出线回路数 6 回以下时，采用单母线或单母
19、线分段接线；最终出线回路数 6 回及以上时，宜采用双母线接线，不设旁路母线。35、10 kV 有出线时，宜采用单母线分段接线； 35、10 kV 无出线，仅接无功补偿装置时，宜采用单元制单母线接线接在母线上的阀型避雷器和电压互感器一般合用一组隔离开关。接在变压器引线上阀型避雷器回路中，一般不装隔离开关。如果采用接地开关，对电力系统稳定不应造成影响，线路上有分支变电所的终端变电所应和分支变电所同时装设快分离开关。接地开关和相应的快分离开关之间应用闭锁装置。4.2 各电压等级的接线一、本所特点1、属地区降压变电所。2、供电负荷为、类负荷。3、220kV 侧为本所唯一的电源进线。二、220kV 电压
20、等级接线1、接线选择根据规程可知，由于出线为两回，所以采用桥形接线，又因为有较大的穿越功率，所以采用外桥式接线（如图 4-1）。图 4-17 / 252、评价分析优点：桥形接线简单清晰，没有母线，用三台断路器带四个回路工作，所以断路器使用数量较少，可节省投资，也易于发展过渡为单母分段或双母线型接线。缺点：工作可靠性和灵活性不够高，根据我国多年运行经验，桥形接线一般可用于条件适合的中小型发电厂和变电所，或为最终接线是单母线分段或双母线接线的工程初期接线方式。三、60kV 电压等级接线1、接线选择根据规程，60kV 配电装置中，出线回数较多，可采用双母线接线，出线 2 回以上时，一般采用分段单母线
21、。本变电所 60kV 侧有 12 回出线链接负荷，通过比较单母分段与双母线的优缺点，采用双母线接线方式。因旁路母线的利用率不大，60kV 一般不需要设旁路母线。（如图 4-2）图 4-22、评价分析优点：（1）运行方式灵活，可以采用两组母线同时工作，将母联断路器Q 合闸，而进出线均衡地分配在母线上的运行方式。也可以采用一组母线工作，另一组备用，母联断路器断开的单母线运行方式。（2）检修母线时不中断供电，由于每个回路都有两组隔离开关，检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路的供电，这时可将要检修的隔离开关所在母线上的其他回路均接至另一组母线继续运行，然后停电检修该母线隔离开关。（3）任意一母线故
22、障时仅短时停电，双母线接线与单母分段相比，母线故障时停电时间短，任意一母线故障时，只需将母线接于该母线上的所有回路切换至另一母线，故障母线上的回路经短时停电便可恢复供电。缺点：（1）变更运行方式时，都是用各回路母线侧的隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易出现误操作。（2）检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电。（3）任意一母线故障仍会短时停电。（4）由于增加了大量的母线隔离开关和母线长度，双母线配电装置结构较复杂，占地面积大，投资大。8 / 25四、10kV 电压等级接线1、接线选择本变电所 10kV 侧远景发展接有两台调相机。根据技术规程，考虑可靠性采用单母分段接线。（如图
23、4-3）图 4-32、评价分析优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。（2）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时须向两方面均衡扩建。4.3 变电所主接线的确定由上述分析可知，220kV 采用外桥接线，60kV 采用双母接线， 10kV 采用分段单母线接线。主接线图见图 4-4。图 4-49 / 25第五章 短路电流计算5.1 系统阻抗标幺值计算一、基
24、准值S100MVA，UU表 5-1 我国电力网额定电压、平均额定电压额定电压 UN（kV）3平均额定电压 Uav（kV） 3.566.31010.535376063110115220230330345500525二、各电源阻抗由于所查阻抗X 即为基准值为S变压器阻抗（见表 5-2）计算式：X 100MVA下的标幺值，所以不用计算。结果同表 2-1 三、各U %S100 SU %S100 SU %S100 S1U21U21U2% U100% U % SSSSSSX% U100% U % X% U100% U % 表 5-2型号SFPSL-120/220SFPSZ4-90/220四、线路阻抗计算式
25、：X线路G 与G 相连的线路LG 与 220kV 相连线路 LG 与 220kV 相连线路 L0.4阻抗电抗（%）高-中高-低中-低2414.77.413.8422.477.14额定容量 X X X 120/120/120 0.1304 0.06958090/90/450.162100.1752x L SU长度（km）20080120X 表 5-3X （/km）0.15120.06050.090710 / 25综上，得系统等值阻抗电路图（如图 5-1）图 5-15.2 转移阻抗一、220KV 侧K 点短路（K 选在靠近主变压器处）电源G 、G 转移阻抗（如图 5-2）图 5-211 / 25将
26、图 5-2 -Y 变换得：（如图 5-3）图 5-3其中，X XXXXXX XXXXXX XXXXX再将图 5-3 进行 Y- 变换得：0.0605 0.15120.0605 0.1512 0.09070.1512 0.09070.0605 0.1512 0.09070.0605 0.09070.0605 0.1512 0.09070.030250.045350.01815图 5-412 / 25其中XXXXXXXXXXXXXXXXXX 0.14620.1540二、60KV 侧K 点短路（K 在 60KV 母线上）等效电路图如下（如图 5-5）图 5-5化化简得：（如图 5-6）图 5-613
27、 / 25即（如图 5-7）图 5-7再进行 Y- 变换得：（如图 5-8）图 5-8其中：XXXXXXXXXXXXXXXXXX 0.30430.320314 / 25三、10KV 侧K 点短路（K 在 10KV 母线上）（如图 5-9）图 5-9化简得：（如图 5-10）图 5-1015 / 25再进行 Y- 变换得：（如图 5-11）图 5-11其中：XX5.3 计算阻抗一、220KV 侧母线短路XX二、60KV 侧母线短路XX三、10KV 侧母线短路XXXXSSSS4000.850.47511004000.850.50021002.2352.3539XXSSSS4000.850.3043
28、1004000.850.32031001.4321.5272XXSSSS0.14620.15404000.851004000.851000.68880.7247XXXXXXXXXXXXXXXX 0.47510.50025.4 短路电流一、用计算电抗查运算曲线得短路电流标幺值（如表 5-4）表 5-4短路点K1K2电源I. I.I.I.I I G11.561.922.040.730.790.79G21.471.511.70.690.710.71I 0.470.43K3I.0.490.44I.0.490.4416 / 25二、有名值（KA）1、220KV 电流基准值：I2、60KV 电流基准值：I
29、3、10KV 电流基准值：I S3U4000.853 10.525.876KAS3U4000.853 634.3126KAS3U4000.853 2301.1813KA将标幺值化为有名值，（结果见表 5-5）表 5-5 短路电流有名值短路点K1K2K3平均电压（KV）2306310.5电流（KA）I. I.I.I.I.I.I I I 电源G11.8424 2.2681 2.4099 3.1482 3.407 3.407 12.16 12.68 12.68G21.7365 1.7838 2.9757 2.9757 3.062 3.062 11.13 11.39 11.3917 / 25第六章 电
30、气设备的选择6.1 高压断路器的选择一、种类和型式的选择高压断路器应根据其安装地点，环境条件和使用技术条件进行选择，还应考虑便于施工调试和运行维护，并进行必要的经济比较。610KV 电网一般选用少油、真空、 6 断路器；SF35KV电网一般选用少油，真空、 6 断路器，SF某些 35KV 屋外配电装置也可用多油断路器；110330KV电网一般选用少油、SF6 断路器。二、额定电压选择高压断路器的额定电压 U N 不得低于电网额定电压，即U U三、额定电流选择，即高压断路器的额定电流不得小于流过它的最大持续工作电流II I当断路器使用的环境温度不等于设备周围介质极限温度时，应该对断路器的额定电流
31、进行修正。四、额定短路开断电流选择断路器的额定短路开断电流不小于断路器实际开断时间的短路电流周期分量有效值，即I I 断路器实际开断时间等于继电保护主保护动作时间与断路器的固有分闸时间之和。五、额定关合电流的选择在断路器合闸之前，若线路上已存在短路故障，则在断路器合闸过程中，触头在未接触时即有很大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的破坏。且断路器在关合短路电流时，不可皮面地在接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流。为了保证断路器在关合短路电流时的安全，断路器的额定短路关合电流i 应不小于短路冲击电流幅值i ，即i i六、热稳定校验高压断路器的额定短时耐受热量I 应不小于短
32、路期内短路电流热效应Q ，即I Q七、动稳定校验高压断路器的额定峰值耐受电流i 应不小于三相短路时通过断路器的短路冲击电流幅值i ，即i i6.2 隔离开关的选择隔离开关的型号选择应根据其安装特点、配电装置的布置特点和使用要求等条件，进行综合技术经济比较后确定。由于隔离开关没有灭弧装置，不能用来开断和接通负荷电流及短路电流，故没有开断电流关合电流校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。18 / 25表 6-1 220kV 高压断路器的选择结果设备选型LW6-220备注计算数据 参数数据U(kV)220I(kA)0.293I (kA)3.58i(kA)9.11
33、QkA2s65.50U(kV)220I(kA)3.15I(kA)50i(kA)125IkA2s7500表 6-2 220kV 高压隔离开关的选择结果计算数据设备选型GW7-220备注参数数据U(kV)220I(kA)0.293i(kA)9.11QkA2s65.50U(kV)220I(kA)0.6i(kA)55IkA2s1024表 6-3 60kV 高压断路器的选择结果设备选型LW6-63备注计算数据 参数数据U(kV)60I(kA)1.072I (kA)6.124i(kA)15.62QkA2s165.94U(kV)63I(kA)2.5I(kA)31.5i(kA)80IkA2s3969表 6-4
34、 60kV 高压隔离开关的选择结果设备选型计算数据 参数数据U(kV)60I(kA)1.072i(kA)15.62QkA2s165.94U(kV)110I(kA)1.25i(kA)50IkA2s1600备注 未查阅到额定电压为 60kV 等级的隔离开关表 6-5 10kV 高压断路器的选择结果设备选型ZN12-10备注计算数据 参数数据U(kV)10I(kA)3.22I (kA)23.29i(kA)59.39QkA2s2304.17U(kV)10I(kA)3.15I(kA)80i(kA)125IkA2s3969表 6-6 10kV 高压隔离开关的选择结果计算数据设备选型GN3-10/4000备
35、注参数数据U(kV)10I(kA)3.22i(kA)59.39QkA2s2304.17U(kV)10I(kA)4i(kA)200IkA2s5760019 / 256.3 电压互感器的选择6-20KV 屋内配电装置一般采用油浸绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电瓷式电压互感器。35-110KV 配电装置一般采用油浸绝缘结构的电瓷式电压互感器。220KV 以上配电装置一般采用电容式电压互感器。电压互感器一次侧的额定电压应满足电网电压的要求，二次侧的额定电压按测量表计和保护要求以标准化为 100V。电压互感器一次绕组及二次绕组额定电压的具体数值与电压互感器的相数和接线方式有关。表 6-7 电压互感器的选择
36、结果额定电压（kV）电压（KV）型号一次绕组二次绕组辅助绕组220JDCF-2200.1220/30.1/360JDX-600.1/360/30.1/310JDZJ-100.1/310/30.1/36.4 电流互感器的选择6-20KV 屋内配电装置的电流互感器，应采用瓷绝缘或树脂浇注绝缘结构。35KV 以配电装置的电流互感器，采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。额定电压：即U U额定电流：即I I表 6-8 电流互感器的选择结果型号额定电流比LCWB2-220W(2220) (2600)/5LCWD-60(20-40) (300-600)/5LFZ1-10400/5电压（kV）22060
37、106.5 高压熔断器的选择高压熔断器应根据型式种类、额定电压、额定电流、开断电流、保护的选择性等进行选择。一、型式选择根据安装地点选用屋内式和屋外式。屋外式高压熔断器（RW 系列）常用于保护送、配电线路及配电变压器。屋内式高压熔断器（RN 系列）在变电所中常用于保护电压互感器、电力电容器、配电变压器和送、配点线路，而在电厂中多用于保护电压互感器，一般来说，作为供电线路、变压器设备的过载及短路保护选用 RN1 型，作为电压互感器的短路保护选用 RN2、RN4 型，作为电力线路的短路保护选用 RN3 型，作为直流配电装置过载和短路保护选用 RNZ型。二、额定电压的选择对于一般高压断路器，其额定电
38、压U 不小于所在电网的额定电压U对于限流式高压断路器，其电压只能等于其所在电网的额定电压，是因为这类型的熔断器能在电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔断器熔断时产生过电压，以保证产生的过电压不超过电网中电器的绝缘水平和不会损坏电网中的电气设备。三、额定电流的选择式中 K 是可靠系数，不考虑电动机自启动时，取 1.11.3；考虑时，取 1.52.020 / 25表 6-9 10kV 高压侧熔断器的选择情况安装地点10kV备注型号 最大开断容量（MVA） 额定电压（kV） 额定电流（A） 最大开断电流（kA）RN1-10200102200126.6 限流电抗器的选择表 6-10 10kV 限流电
39、抗器额选择结果U型号XKK-10-1500-10备注（kV）10三相通过容量(kVA)38660单相无功容量（kvar）I（kA）1.5电抗（%）10i(kA)95.63IkA2s5625866.06.7 消弧线圈的选择安装地点60kV10kV备注表 6-11 60kV、10kV 消弧线圈的选择结果型号S （MVA） U （kV） I （kA）XD-950/60XD-600/1047695330360666310.5312.52550100X （）30491524121.260.66.8 防雷规划本工程采用 220kV、60kV 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
40、雷保护。为了防止反击，主变构架上不设置避雷针。采用避雷器来防止雷电侵入波对电气设备绝缘造成危害。避雷器的选择，考虑到氧化锌避雷器的非线性伏安特性优越于磁吹避雷器（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 和 60kV 系统中，采用氧化锌避雷器。由于金属氧化物避雷器没有串联间隙，正常工频相电压要长期施加在金属氧化物电阻片上，为了保证使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不可超过避雷器允许的持续运行电压。表 6-12 避雷器的选择情况设备名称 安装地点220kV 母线60kV 进线侧10kV 母线10kV 出线主变中性点型号Y10W5FZ-60FZ
41、-101FS-10FZ-40，间隙保护避雷器6.9 支柱绝缘子、穿墙套管的选择表 6-13 支柱绝缘子、穿墙套管的选择设备名称支柱绝缘子穿墙套管备注安装地点母线桥汇流母线类型户内户外户外型号ZA-10YZS-10CLB-100.6 （N）220530002500（N）17070056021 / 256.10 所用电的接线方式、所用变的选择一、所用电的接线为了保证所用电供电的可靠性。所用电分别从 10kV 的两个分段上引接。为了节省投资，所用变压器采用隔离开关加高压熔断器与母线相连。二、所用变的容量所用变容量的选择，可通过对变电所自用电的负荷，结合各类负荷的需求系数，球得最大需求容量来选取容量。
42、所用变为两台 S9-50/10 变压器。表 6-14 10kV 所用变高压侧熔断器的选择情况计算数据安装地点所用变高压侧备注型号RN6-6参数数据I （kA）23.29I (kA)406.11 继电保护配置1、主变的保护。按照 BG14285-93继电保护和安全自动装置技术规程的要求，并考虑到采用微机保护的具体情况，采用双主双后的配置方式：差动保护、负荷电压闭锁的过电流保护、过负荷保护、零序过电流保护及瓦斯、油温、油位、绕组温度、压力释放等非电量保护。2、220kV 的保护装设高频保护作为主保护，电流保护作为后备。3、60kV 的保护。设置距离保护，以电流保护作为后备。4、10kV 的保护。设
43、置两段式电流保护。22 / 25附：具体计算一、220kV 侧母线电气设备选择220kV1.3I IIiQ. 0.2927kA1.8428 1.7365 3.5793kA4.0519kA4.4181kAI II.I IIKI . 2.26812.4099I 9.1114kA. .1.78382.0082. . .212 10 65.503kA 二、60kV 侧母线电气设备选择60kV1.3I IIiQ. 1.072kA3.1482 2.97573.06193.06196.1239kA6.4689kA6.4689kAI II.I IIKI . 3.4073.407I . . .21215.616
44、kA. .10 165.938kA 三、10kV 侧母线电气设备选择10kV1.3I IIiQ. . 3.22kA11.1267 23.288kA24.0646kA24.0646kAI II.I IIKI .12.161712.679212.6792I 59.385kA. .11.385411.3854. . .212 10 2304.168kA 23 / 25第七章 配电装置的选择7.1 配电装置的基本要求1、在配电装置设计中，必须认账贯彻国家的技术经济政策，遵循国家颁发的有关规程，规范及技术规定，做到安全可靠、技术先进、经济合理和维修方便。2、根据其在电力系统中的地位，环境条件和运行、安装
45、检修的要求，合理地制定和布置方案和选用设备。保证足够的安全距离，采用行之有效的新技术、新设备、新布置和新材料。3、保证运行安全和操作巡视方便。4、必须坚持节约用地的原则，布置应紧凑，少占地。5、节约材料，降低造价6、根据工程特点、规模和发展规划，远近期结合，以近期为主，适当考虑扩建要求。7.2 具体配置外桥接线的 220kV 侧由于本变电所地处半山区受环境污染小，故采用屋外配电装置。而半高型配电装置占地面积比普通中型布置少 30%，运行维护比较方便，故采用半高型配电装置。双母线接线的 60kV 配电装置用屋外半高型布置10kV 的单母线分段接线采用屋内成 套开关柜 JYN-10 型手车式开关柜
46、单层布置24 / 25第八章 参考文献1杨耀杰.姚凯.变电所电气一次部分设计J. 科技资讯,2007,NO.30:2482国家电网公司 220 kV 和 110kV 变电站典型设计工作组.国网公司 110kV 变电站典型设计(2005 年版)Z.北京:国家公司 ,2005.3郭日彩.许子智.徐鑫乾.220kV 和 110kV 变电站典型设计研究与应用.电网技术,2007.3,Vol.31NO.64DL/T5218-2005,220 kV500 kV 变电所设计技术规程S5范锡普.发电厂电气部分(第二版 )水利电力出版社.6水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册.水利电力出版社 .7杨宛辉等.发电厂电气部分.设计计算资料.西北工业出版社 .8高电压配电装置设计技术规程 SDJ5-85.中国电力出版社.9导体和电器选择设计技术规定 SDGJ14-86.中国电力出版社.10电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册.中国电力出版社 .11电力工程设计手册电气一次部分.水利水电部西北电力设计院编，水利水电出版社12发电厂变电所电气接线和布置.西北电力设计院编.水利水电出版社 .198413电力工程设计手册.东北电力设计院 西北电力设计院编 .上海人民出版社.1972.314电气工程专业毕业设计指南( 电力系统分册).陈跃主编.中国水利水电出版社.2003.825 / 25
