畢業(yè)設(shè)計--220kv降壓變電站設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計是220kV降壓變電站設(shè)計，電壓等級為220kV、110kV、35kV。220kV架空進線4回 ，兩回電源線，兩回負荷線。110kV出線10回， 35kV出線12回，為電纜出線。</p><p>　　本設(shè)計220kV、110kV側(cè)電氣主接線采用的是雙母線接線，均采用高壓GIS組合電器；35kV側(cè)采

2、用單母線分段接線，選用KYN-61型開關(guān)柜。選用了兩臺120MVA的主變壓器。</p><p>　　本次220kV輸變電工程設(shè)計主要進行了短路電流計算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗，主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定，防雷及過電壓保護裝置的設(shè)計，并繪制了電氣主接線圖、總平面圖及各電壓等級間隔斷面圖，較為詳細地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計。</p><p>　　但是由于時間限制，本設(shè)計未能詳細選擇各種器件

3、以及二次側(cè)的保護設(shè)計，對于這部分的知識還有待今后去學(xué)習探究。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站，設(shè)計，短路計算</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is 220kV step-down transformer substation design, voltage rating fr

4、om 220kV, 110 kV, to 35kV. 220kV incoming line is 4 times, which include the power cord twice, load line twice. 110kV outgoing line 10 times, and 35kV incoming line 12 times, and both of them are cable outgoing line. <

5、;/p><p>　　In this design, for 220kV and 110 kV, the main electrical wiring use the double-bus configuration wiring, and all is the high pressure GIS combination appliances; 35kV uses single- bus subsection wiri

6、ng, choosing KYN- 61 type switchgear. In addition, this design adopts two 120MVA main transformers.</p><p>　　This 220kV power transformer engineering design mainly conducted the short-circuit current calcula

7、tion, the calibration of dynamic electric equipment and thermal stability, the determination of main electrical equipment model and parameter, the design of lightning protection as well as over voltage protection device,

8、 and plotted the main electrical hookup, total plan and each voltage class sectional drawing. All in all, the substation design in power system is completed detailed to some extent. </p><p>　　Keywords: subs

9、tation ; design ; short circuit currents</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目錄III</b></p&g

10、t;<p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　第二章 電氣主接線選擇2</p><p>　　2.1 適配選擇2</p><p>　　2.2 方案選擇2</p><p>　　第三章 主變壓器選擇5</p><p>　　3.1 設(shè)計原則5</p&g

11、t;<p>　　3.2 容量計算5</p><p>　　第四章 短路計算6</p><p>　　4.1短路故障產(chǎn)生原因6</p><p>　　4.2 短路計算的目的7</p><p>　　4.3 短路計算8</p><p>　　4.3.1 點短路時9</p><p>

12、　　4.3.2 點短路時9</p><p>　　4.3.3 點短路時10</p><p>　　第五章 導(dǎo)體和設(shè)備的選擇12</p><p>　　5.1 GIS組合電器概述12</p><p>　　5.2 220kV側(cè)GIS組合電器選擇12</p><p>　　5.2.1 斷路器13</p>

13、;<p>　　5.2.2 隔離開關(guān)及接地開關(guān)14</p><p>　　5.2.3 電流互感器15</p><p>　　5.2.4 電壓互感器17</p><p>　　5.2.5 避雷器17</p><p>　　5.2.6 出線套管18</p><p>　　5.3 220kV側(cè)母線和連接線選擇

14、19</p><p>　　5.3.1 220kV側(cè)母線選擇19</p><p>　　5.3.2 變壓器220KV側(cè)引接線的選擇20</p><p>　　5.4 110kV側(cè)GIS組合電器選擇20</p><p>　　5.4.1 斷路器22</p><p>　　5.4.2 隔離開關(guān)與接地開關(guān)22</

15、p><p>　　5.4.3 電流互感器23</p><p>　　5.4.4 電壓互感器25</p><p>　　5.4.5 避雷器25</p><p>　　5.4.6 出線套管27</p><p>　　5.5 110kV側(cè)母線及連接線選擇27</p><p>　　5.5.1 110kV

16、側(cè)母線選擇27</p><p>　　5.5.2 變壓器110kV側(cè)引接線選擇28</p><p>　　5.6 35kV高壓器件及母線選擇29</p><p>　　5.6.1 35kV側(cè)高壓開關(guān)柜選擇29</p><p>　　5.6.2 斷路器的校驗31</p><p>　　5.6.3 電流互感器的校驗

17、32</p><p>　　5.6.4 接地開關(guān)選擇33</p><p>　　5.7 35kV側(cè)進線高壓設(shè)備選擇34</p><p>　　5.7.1 35kV側(cè)進線斷路器選擇34</p><p>　　5.7.2 35kV側(cè)進線隔離開關(guān)選擇35</p><p>　　5.7.3 35kV側(cè)進線電流互感器選擇

18、36</p><p>　　5.7.4 35kV側(cè)母線電壓互感器選擇37</p><p>　　5.7.5 35kV側(cè)母線選擇37</p><p>　　5.7.6 35kV側(cè)避雷器選擇38</p><p>　　第六章 防雷保護設(shè)計39</p><p>　　6.1 避雷針設(shè)計39</p>&

19、lt;p>　　6.1.1 避雷針的配置原則39</p><p>　　6.1.2 避雷針位置的確定39</p><p>　　6.1.3 避雷針的參數(shù)選擇39</p><p>　　6.2 避雷器選擇40</p><p>　　6.3防雷接地裝置40</p><p><b>　　總結(jié)42<

20、/b></p><p><b>　　參考文獻43</b></p><p><b>　　致謝44</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是我們在校期間最后一次綜合訓(xùn)練，它將從思維、理論以及動手能力方面給予我們嚴格的要求。使

21、我們綜合能力有一個整體的提高。它不但使我們鞏固了本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)知識，還使我們了解、熟悉了國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)程、規(guī)定、導(dǎo)則以及各種圖形、符號。它將為我們以后的學(xué)習、工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　能源是社會生產(chǎn)力的重要基礎(chǔ)，隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，人類使用能源不僅在數(shù)量上越來越多，在品種及構(gòu)成上也發(fā)生了很大的變化。人類對能源質(zhì)量也要求越來越高。電力是能源工業(yè)、基礎(chǔ)工業(yè)，在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟發(fā)

22、展中占據(jù)十分重要的地位，是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點。電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同時瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界發(fā)展規(guī)律。因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用。它承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的責任。220KV變電

23、站電氣部分設(shè)計使其對變電站有了一個整體的了解。</p><p>　　電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一項基礎(chǔ)工業(yè)，其發(fā)展速度必須超前與國民經(jīng)濟的發(fā)展速度，否則其他各項工業(yè)將要受到制約。我國的電力工業(yè)目前已躍居世界前列，但于發(fā)達國家相比仍有一定差距，今后還有待奮力追趕。就國民經(jīng)濟建設(shè)的情況來看，電力工業(yè)仍然沒有滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活對電力的需要，這將會阻礙國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展。因此，必須加速電力工業(yè)的發(fā)展，使其成為名副其實的先

24、行工業(yè)，以推動整個國民經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)步地發(fā)展。</p><p>　　在傳輸中必須經(jīng)過變壓器和不同的輸電線路輸送并分配給用戶，再通過用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶的各種能量，變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電能從生產(chǎn)、傳輸、分配到使用要經(jīng)過一個復(fù)雜的過程，電能不能儲存，電能在傳送的過程中不可避免的產(chǎn)生損耗，為了減小損耗，采用高壓輸電是有效的方法之一。</p><p>　　

25、變電站在電力系統(tǒng)中是輸電配電中的一個重要的環(huán)節(jié)。電能一般要經(jīng)過變電所升降壓后才可供給用戶使用，變電站在這個過程中起著變換、分配電能的作用。因而，合理而又正確的變電站設(shè)計是保證電網(wǎng)可靠、經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 電氣主接線選擇</p><p><b>　　2.1 適配選擇 </b></p><p>　　在110~220kV配電

26、裝置中，當出線為2回時，一般采用橋形接線；當出線不超過4回時，一般采用分段單母線接線。在樞紐變電所中，當110~220kV出線在4回及以上時，一般采用雙母線。</p><p>　　35~60kV配電裝置中，當出線為2回時，一般采用橋形接線；當出線為2回以上時，一般采用分段單母線接線。當出線回路較多，連接的電源較多、負荷大或污染環(huán)境中的35~60kV屋外配電裝置，可采用雙母線接線。</p><p

27、><b>　　2.2 方案選擇</b></p><p>　　方案一：220kV側(cè)使用雙母線接線，110kV側(cè)使用雙母線帶旁路接線，35kV側(cè)使用雙母線接線</p><p>　　方案二：220kV側(cè)使用雙母線接線，110kV側(cè)使用雙母線接線，35kV側(cè)使用單母線分段接線。</p><p>　　方案三：220kV側(cè)使用單母線帶旁路接線，110

28、kV側(cè)使用雙母線接線，35kV側(cè)使用單母線分段接線。</p><p><b>　　雙母線接線</b></p><p>　　圖2-1 雙母線接線圖</p><p>　　雙母線接線有兩組母線，并且可以互為備用。每一電源和出線的回路都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關(guān)，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)，通過母聯(lián)斷路器QFC來實現(xiàn)。</p

29、><p>　　其主要優(yōu)點為：供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；調(diào)度靈活；擴建方便。缺點:接線復(fù)雜,設(shè)備多,母線故障有短時停電。</p><p><b>　　雙母線帶旁路接線</b></p><p>　　110-220kV配電裝置的出線送電距離較長，輸送功率較大，停電影響較大，且常用的少油斷路器年均檢修時

30、間長達5-7天，較多設(shè)置旁路母線；當110kV出線為7回及以上，220kV出線為5回及以上時，可采用這種接線方式；對于在系統(tǒng)中居重要地位的配電裝置，110kV 6回及以上，220kV 5回及以上，也可裝專用斷路器，同時變電所主變壓器的110-220kV側(cè)斷路器，也應(yīng)接入旁路母線。</p><p><b>　　3.單母線分段</b></p><p>　　圖2-2 單母

31、線分段接線圖</p><p>　　優(yōu)點：母線經(jīng)斷路器分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個供電電源；一段母線故障時(或檢修),僅停故障(或檢修)段工作，非故障段仍可繼續(xù)工作。缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，接在該段母線上的電源和出線，在檢修期間必須全部停電；任一回路的斷路器檢修時，該回路必須停止工作。</p><p>　　對于220kV側(cè)，由于進線四回，雙母線已完全

32、滿足其可靠性要求，再加旁路只會增大投資，對經(jīng)濟性有所降低；而對于110kV側(cè)，雖然出線有十回，達到了增加旁路的要求，但是增加旁路對經(jīng)濟性影響比較大，而且不帶旁路對可靠性降低不是特別明顯，因此選擇雙母線接線；對于35kV側(cè)，如果選擇雙母線接線，則室內(nèi)設(shè)備要全部更換成雙母線接線形式，不利于經(jīng)濟性。因此綜合考慮，選擇方案二。</p><p>　　第三章 主變壓器選擇</p><p><b&

33、gt;　　3.1 設(shè)計原則</b></p><p>　　1、主變?nèi)萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?～10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10～20年的負荷發(fā)展。</p><p>　　2、根據(jù)變電所所帶負荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變的容量。對于有重要負荷的變電所，應(yīng)考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的Ⅰ級和Ⅱ級負荷，對于一般變電所，當一臺主變停

34、運時，其他變壓器容量應(yīng)能保證全部負荷的70%～80%。</p><p>　　3、為了保證供電可靠性，變電所一般裝設(shè)兩臺主變，有條件的應(yīng)考慮設(shè)三臺主變的可能性。</p><p><b>　　3.2 容量計算</b></p><p>　　110kV出線10回，每回負荷為10000kW，同時率為0.7，功率因數(shù)為0.9；35kV出線12回，每回負荷為

35、10MW，同時率0.7，功率因數(shù)為0.9。則</p><p>　　故選擇120MVA的變壓器兩臺。</p><p>　　根據(jù)以上條件，選擇SFPSZ7-120000/220的220KV三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，其參數(shù)如下：</p><p><b>　　第四章 短路計算</b></p><p>　　4.1短路故障產(chǎn)生原因&

36、lt;/p><p>　　工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營﹑辦公等活動以及人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑安全﹑可靠地運行。但是由于各種原因，系統(tǒng)會經(jīng)常</p><p>　　出現(xiàn)故障，使正常運行狀態(tài)遭到破壞。</p><p>　　短路是系統(tǒng)常見的嚴重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有 ：</p

37、><p><b>　　1、設(shè)備原因</b></p><p>　　電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運行時被擊穿短路；以及設(shè)計、安裝、維護不當所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。</p><p><b>　　2、自然原因</b></p><p>　　氣候惡劣，由于大風、

38、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。 </p><p><b>　　3、人為原因</b></p><p>　　工作人員違反操作規(guī)程帶負荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運行管理不善造成小動物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。</p><p&g

39、t;　　4.2 短路計算的目的</p><p>　　短路計算的目的主要有以下幾個方面：</p><p>　　1、為了選擇和校驗電氣設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器、母線、瓷瓶、電纜、架空線等等。其中包括計算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗電氣設(shè)備電動力穩(wěn)定，計算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計算三相短路容量以校驗斷路器的遮斷能力等。</p&

40、gt;<p>　　2、為繼電保護裝置的整定計算。在考慮正確、合理地裝設(shè)保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其它支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計算最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計算三相短路電流而且也要計算兩相短路電流或根據(jù)需要計算單相接地電流等。</p><p>　　3、在選擇與設(shè)計系統(tǒng)電

41、氣之接成時，短路計算可為不同方案進行技術(shù)性比較以及確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。</p><p><b>　　4.3 短路計算</b></p><p><b>　　，設(shè)，則</b></p><p>　　4.3.1 d短路時</p><p><b>　　由已知條件，</b&

42、gt;</p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值</p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　　4.3.2 d點短路時，</p><p>　　折算到110kV短路電流有名值</p><p>

43、　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值</p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p><b>　　短路容量</b></p><p>　　4.3.3 點短路時，</p><p>　　換算到35kV短路電流有名值&

44、lt;/p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，取電流沖擊系數(shù)K，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值</p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p><b>　　短路容量</b></p><p>　　第五章 導(dǎo)體和設(shè)備的選擇</p><p&

45、gt;　　5.1 GIS組合電器概述</p><p>　　GIS（gas insulated substation）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS 由斷路器、 隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設(shè)備或部件 全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的 SF6絕緣氣體，故也稱 SF6 全封閉 組合電器。GIS（gas insulated substation）

46、是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS 由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體， 故也稱SF6全封閉組合電器。</p><p>　　5.2 220kV側(cè)GIS組合電器選擇</p><p>　　初步選擇ZF11-252型GIS組合電器。</p><p&

47、gt;　　ZF11型GIS共用的技術(shù)參數(shù)如下表。</p><p>　　表5.1 GIS通用部分的技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　5.2.1 斷路器</b></p><p>　　ZF11-252內(nèi)部斷路器參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓 220kV 最高工作電壓252kV 額定電流 3

48、150A</p><p>　　額定開斷電流 50kA 額定短路關(guān)合電流 100kA 3s熱穩(wěn)定電流 40kA</p><p>　　額定閉合時間 0.09s 固有分閘時間 0.028s 燃弧時間 0.05s</p><p><b>　　⑴ 額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　

49、⑵ 額定電流選擇：</b></p><p><b>　?、?開斷電流選擇：</b></p><p>　?、?短路關(guān)合電流選擇：</p><p>　?、?熱穩(wěn)定校驗，取后備保護時間：</p><p><b>　　⑹ 動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此斷路

50、器符合要求。</p><p>　　由于每回出線的各項指標都比220kV側(cè)總負荷低，因此選擇此斷路器也合適。</p><p>　　5.2.2 隔離開關(guān)及接地開關(guān)</p><p>　　ZF11-252內(nèi)部隔離開關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　額定電壓 220kV 最高工作電壓252kV 額定電流 3150A</p&g

51、t;<p>　　額定開斷電流 50kA 額定短路關(guān)合電流 100kA 3s熱穩(wěn)定電流 40kA</p><p><b>　　⑴ 額定電壓選擇：</b></p><p><b>　?、?額定電流選擇：</b></p><p>　?、?熱穩(wěn)定校驗，取后備保護時間：</p><p>

52、<b>　　⑷ 動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　由于每回出線的各項指標都比220kV側(cè)總負荷低，因此選擇此隔離開關(guān)也合適。接地開關(guān)和隔離開關(guān)參數(shù)一致，也滿足要求。</p><p>　　5.2.3 電流互感器</p><p>　　該電流互感器在線路正常運行狀態(tài)和過載狀態(tài)以及短路故障時，測量電流，給測量儀表和繼電保護裝置提供電流參量。該C

53、T為穿心式結(jié)構(gòu)，即原邊僅有主回路導(dǎo)體一匝，二次線圈繞制完成后把它們放置在金屬殼體內(nèi)，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體作為絕緣介質(zhì)，一般一個筒體內(nèi)可裝1~4只二次線圈，一般一只線圈配一個接線座。接線座上的端子編號與二次線圈的出線頭編號完全一致。金屬殼體外有明顯的極性標牌。</p><p>　　表 5.2 電流互感器元件額定技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　?、?額定電壓選擇：<

54、/b></p><p>　　⑵ 額定電流選擇： </p><p><b>　?、?熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　?、?動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此電流互感器也滿足要求。</p><p>　　5.2.4 電壓互感器</p>

55、<p>　　電壓互感器也是GIS標準之一，采用的是JDQX型SF6絕緣的電磁式電壓互感器，獨立氣室，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體，殼體上裝有密度繼電器、吸附劑、充放氣接頭等附件，可為用戶提供三線圈和四線圈兩種規(guī)格的品種。具有變比及精度可按用戶主接線要求確定。</p><p><b>　　其參數(shù)如下表。</b></p><p>　　表 5.3 電壓互感器元

56、件額定技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　5.2.5 避雷器</b></p><p>　　避雷器是一種過電壓限制器，它實質(zhì)上是過電壓能量的接受器，它與別保護設(shè)備并聯(lián)運行，當作用電壓超過一定的幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量,限制過電壓，保護電氣設(shè)備。</p><p>　　本GIS組合電器內(nèi)帶氧化鋅避雷器，主要安裝在變電站的進線側(cè)，用于保

57、護GIS的電氣設(shè)備絕緣免受雷電和操作過電壓的損害，為獨立氣室，內(nèi)充0.4MPaSF6氣體。其標準放電流分5KA、10KA兩種。該產(chǎn)品系無間隙氧化鋅避雷器，芯體是氧化鋅閥片，其非線性電阻特性比碳化硅優(yōu)異，在運行電壓下阻性泄露電流約0.1 mA以下，無串聯(lián)火花放電間隙，不存在續(xù)流和放電遲延問題。</p><p>　　表 5.4 避雷器參數(shù)</p><p>　　5.2.6 出線套管</p

58、><p>　　出線套管是GIS的一個標準元件，供架空線與GIS連接使用，該套管為穿心式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流桿從中央通過，上部接接線板，下部裝電聯(lián)接和GIS主回路連通，內(nèi)充0.45MPaSF6氣體。該瓷套為防污型：海拔高度分1000、2000m兩種；爬電比距分25mm/kV，31mm/kV兩種，以滿足Ⅲ、Ⅳ級污穢地區(qū)的要求，其余技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　工頻耐壓：395KV</p>

59、<p>　　雷電沖擊： 950KV</p><p>　　無線電干擾電壓：≤500μV</p><p>　　瓷套彎曲負荷：4000N</p><p>　　主回路電阻：≤80μΩ</p><p><b>　　安全系數(shù)：3.5倍</b></p><p>　　5.3 220kV側(cè)母線和連接線

60、選擇</p><p>　　5.3.1 220kV側(cè)母線選擇</p><p>　　回路最大持續(xù)工作電流為：</p><p><b>　　修正系數(shù)K為 </b></p><p>　　按最大持續(xù)工作電流選擇查設(shè)備手冊選型鋁錳合金管形導(dǎo)體。其標稱截面積為，+70℃允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為1900A。</p>&

61、lt;p><b>　　電流校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　+70℃時，=87 </p><p>　　代入計算的 滿足要求。</p><p>　　5.3.2 變壓器220KV側(cè)引接線的選擇</p><p>　　按經(jīng)

62、濟電流密度選擇導(dǎo)體截面積：</p><p>　　查經(jīng)濟電流密度曲線，當時，經(jīng)濟電流密度，則：</p><p>　　查閱資料選取LGJ-800/100鋼芯鋁絞線，其標稱截面積為，+70℃允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為2400A。</p><p><b>　　電流校驗：</b></p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：=87 </

63、p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　5.4 110kV側(cè)GIS組合電器選擇</p><p>　　由條件初步選擇ZF12-126型組合電器。</p><p>　　表5.5 GIS通用部分的技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　5.4.1 斷路器</b>

64、;</p><p><b>　?、?額定電壓選擇：</b></p><p><b>　?、?額定電流選擇：</b></p><p><b>　　⑶ 開斷電流選擇：</b></p><p>　?、?短路關(guān)合電流選擇：</p><p>　　⑸ 熱穩(wěn)定校驗，取

65、后備保護時間：</p><p><b>　?、?動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此斷路器符合要求。</p><p>　　由于每回出線的各項指標都比110kV側(cè)總負荷低，因此選擇此斷路器也合適。而對于母線斷路器，由于只有在一臺主變故障時才會閉合，而故障容量也不會超過進線容量，因此選擇此斷路器也符合要求。</p><

66、p>　　5.4.2 隔離開關(guān)與接地開關(guān)</p><p><b>　?、?額定電壓選擇：</b></p><p><b>　?、?額定電流選擇：</b></p><p>　?、?熱穩(wěn)定校驗，取后備保護時間：</p><p><b>　　⑹ 動穩(wěn)定校驗：</b></p&

67、gt;<p>　　故此隔離開關(guān)符合要求。</p><p>　　由于每回出線的各項指標都比110kV側(cè)總負荷低，因此選擇此隔離開關(guān)也合適。而對于母線隔離開關(guān)，由于只有在一臺主變故障時才會閉合，而故障容量也不會超過進線容量，因此選擇此隔離開關(guān)也符合要求。</p><p>　　接地開關(guān)和隔離開關(guān)參數(shù)一致，也滿足要求。</p><p>　　5.4.3 電流互感

68、器</p><p>　　ZF12-126型三相共箱SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備采用一次穿心式電流互感器。這種電流互感器在線路正常運行或過載狀態(tài)或短路故障時測量電流，給測量儀表和繼電器保護提供電流參量。每只電流互感器內(nèi)可裝2-3只二次線圈。二次線圈分為測量和保護兩種。</p><p>　　其主要參數(shù)如表5.6所示。</p><p>　　表 5.6 電流互感器元件額定

69、技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　?、?額定電壓選擇：</b></p><p>　?、?額定電流選擇： </p><p><b>　　⑶ 熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　?、?動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此電流互感器也滿

70、足要求。</p><p>　　5.4.4 電壓互感器</p><p>　　ZF12-126型SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備用電壓互感器。采用電磁式電壓互感器（PT），供額定頻率為50Hz的額定電壓為110kV電力系統(tǒng)作為電氣測量和保護用。</p><p><b>　　其參數(shù)如下：</b></p><p>　　表 5.7

71、 電壓互感器元件額定技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　5.4.5 避雷器</b></p><p>　　ZF12-72.5/126（L）型三相共箱SF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備采用Y10WF-100/260型無間隙金屬氧化物避雷器作為該GIS的保護元件，它用于保護GIS的電氣設(shè)備絕緣免受雷電和部分操作過電壓的損害。</p><p>　　該避雷

72、器主絕緣為六氟化硫氣體，芯體是氧化鋅閥片，其非線性電阻特性比碳化硅優(yōu)異。在運行電壓下阻性泄漏電流小，沒有串聯(lián)火花放電間隙，不存在續(xù)流和放電遲延問題。其接地端子經(jīng)放電記錄器和短路片（供測量泄漏電流用）再接地。</p><p>　　避雷器在正常運行電壓下，基本上處于絕緣狀態(tài)，僅流過數(shù)百微安的泄漏電流，其中大部分是容性電流。當過電壓侵入時，避雷器工作在伏—安特性的低阻區(qū)域，放電電流經(jīng)過避雷器泄入大地。過電壓過后，避雷器

73、又恢復(fù)到正常運行電壓下的工作狀態(tài)。其參數(shù)如下表所示。</p><p>　　表5.8 避雷器參數(shù)</p><p>　　5.4.6 出線套管</p><p>　　本GIS帶的出線套管參數(shù)如下：</p><p>　　表5.9 出線套管參數(shù)</p><p>　　5.5 110kV側(cè)母線及連接線選擇</p>&l

74、t;p>　　5.5.1 110kV側(cè)母線選擇</p><p>　　回路最大持續(xù)工作電流為：</p><p><b>　　修正系數(shù)為：</b></p><p>　　按最大持續(xù)工作電流選擇查設(shè)備手冊選型鋁錳合金管形導(dǎo)體。其標稱截面積為，+70℃允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為1200A。</p><p><b>

75、　　電流校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　+70℃時，=87 </p><p>　　代入計算的 滿足要求。</p><p>　　5.5.2 變壓器110kV側(cè)引接線選擇</p><p>　　按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面積：</

76、p><p>　　查經(jīng)濟電流密度曲線，當時，經(jīng)濟電流密度，則：</p><p>　　查閱資料選取LGJ-800/100鋼芯鋁絞線，其標稱截面積為，+70℃允許的最大熱穩(wěn)定工作電流為2400A。</p><p><b>　　電流校驗：</b></p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：=87 </p><p>&l

77、t;b>　　滿足要求。</b></p><p>　　5.6 35kV高壓器件及母線選擇</p><p>　　5.6.1 35kV側(cè)高壓開關(guān)柜選擇</p><p>　　本次設(shè)計選擇KYN61-40.5型鎧裝一開始交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。本產(chǎn)品特點：</p><p>　　采用熱縮絕緣材料及環(huán)氧涂覆絕緣工藝，優(yōu)化電極形狀，柜體結(jié)

78、構(gòu)緊湊，縮小占地面積；</p><p>　　開關(guān)柜柜體選用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板經(jīng)數(shù)控鈑金加工成型后，通過高強度螺栓螺母和鉚螺母連接而成，構(gòu)件表面采用噴塑或鍍鋅工藝；</p><p>　　可配用國產(chǎn)ZN85-40.5(3AV3)真空斷路器和法國施耐德SF1、SF2型及阿爾斯通FP系列六氟化硫斷路器，以滿足不同用戶的需求；</p><p>　　開關(guān)柜各功能小室均采用金屬隔板封隔

79、，并設(shè)有獨立的壓力釋放通道；</p><p>　　斷路器、接地開關(guān)等操作均可在開關(guān)柜門關(guān)閉情況下進行，即可實現(xiàn)關(guān)門操作；</p><p>　　開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強，主接線方案可達到198種以上，能滿足不同用戶的需要；</p><p>　　手車、斷路器、接地開關(guān)和后柜門之間設(shè)有防止誤操作的機械連鎖裝置，“五防”功能齊全，安全可靠。</p><p&g

80、t;<b>　　其技術(shù)參數(shù)如下表：</b></p><p>　　表5.10 開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)</p><p>　　5.6.2 斷路器的校驗</p><p>　　本開關(guān)柜采用ZN85-40.5（3AV3）真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　表5.11 ZN85-40.5（3AV3）真空斷路器技術(shù)參數(shù)<

81、;/p><p><b>　　額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　額定電流選擇：</b></p><p><b>　　開斷電流選擇：</b></p><p><b>　　短路管和電流選擇：</b></p><p>　　熱穩(wěn)

82、定校驗，設(shè)后備保護時間為1.5s。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此斷路器滿足要求。</p><p>　　5.6.3 電流互感器的校驗</p><p>　　本開關(guān)柜選擇LZZB9-35/300型電流互感器，其參數(shù)如下：</p><p>　　表5.12 LZ

83、ZB9-35型電流互感器技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　額定電流選擇：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p>

84、<p>　　故此電流互感器滿足要求。</p><p>　　5.6.4 接地開關(guān)選擇</p><p>　　本開關(guān)柜選擇JN22-40.5/31.5型接地開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下表：</p><p>　　表5.13 JN22-40.5/31.5型接地開關(guān)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　額定電壓選擇：</b>&

85、lt;/p><p><b>　　額定電流選擇：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此接地開關(guān)滿足要求。</p><p>　　5.7 35kV側(cè)進線高壓設(shè)備選擇&

86、lt;/p><p>　　5.7.1 35kV側(cè)進線斷路器選擇</p><p>　　1. 額定電壓選擇：</p><p><b>　　額定電流選擇：</b></p><p><b>　　開斷電流選擇：</b></p><p><b>　　短路管和電流選擇：</b&

87、gt;</p><p>　　由上述條件初步選擇ZN85-40.5/1250型真空斷路器，其參數(shù)如下：</p><p>　　表5.14 ZN85-40.5/1250真空斷路器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗，設(shè)后備保護時間為1.5s。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><

88、;p>　　故此斷路器滿足要求。由于一臺變壓器故障時總負荷也不會超過正常工作的情況，因此母線分段斷路器選擇本斷路器滿足要求。</p><p>　　5.7.2 35kV側(cè)進線隔離開關(guān)選擇</p><p><b>　　1．額定電壓選擇：</b></p><p>　　2. 額定電流選擇：</p><p>　　由以上條件

89、初步選擇型室內(nèi)高壓隔離開關(guān)。其參數(shù)如下表：</p><p>　　表5.15 ZN85-40.5（3AV3）真空斷路器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗，設(shè)后備保護時間為1.5s。</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此隔離開關(guān)滿足要求。由于一臺變壓器故障時總負荷也不會超過正常工

90、作的情況，因此母線分段隔離開關(guān)選擇本斷路器滿足要求。</p><p>　　5.7.3 35kV側(cè)進線電流互感器選擇</p><p><b>　　額定電壓選擇：</b></p><p><b>　　額定電流選擇：</b></p><p>　　由以上數(shù)據(jù)，初步選擇LZZB9-35/2000型電流互感器

91、。</p><p>　　表5.17 LZZB9-35/2000型電流互感器技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　故此電流互感器滿足要求。</p><p>　　5.7.4 35kV側(cè)母

92、線電壓互感器選擇</p><p>　　采用JDJJ-35型電壓互感器，其參數(shù)如下：</p><p>　　表5.18 JDJJ-35型電壓互感器參數(shù)</p><p>　　5.7.5 35kV側(cè)母線選擇</p><p>　　35kV的長期工作持續(xù)電流</p><p>　　35kV主母線一般選用矩形的硬母線，選擇LMY—1

93、006立放矩形鋁母線時最高允許溫度為1371A，熱穩(wěn)定要求最小截面積。</p><p><b>　　電流校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗： </b></p><p>　　+70℃時，=87 </p><p>　　代入計算的 滿足要求。</p><p>　

94、　5.7.6 35kV側(cè)避雷器選擇</p><p>　?。?）按額定電壓選擇 35kV系統(tǒng)最高電壓40.5kV，相對地電壓為40.5/=23.4kV，避雷器相對地電壓為1.25U=1.2540.5=50.6kV，取避雷器額定電壓為53kV。</p><p>　?。?）按持續(xù)運行電壓選擇 35kV系統(tǒng)相電壓23.4kV,選擇氧化鋅避雷器持續(xù)運行電壓40.5kV，此值大于23.4kV。<

95、;/p><p>　　（3）標稱放電電流的選擇 35kV氧化鋅避雷器標稱放電電流選擇5A。</p><p>　　由上述條件，選擇HY5WZ2-52/134型避雷器。</p><p>　　第六章 防雷保護設(shè)計</p><p>　　6.1 避雷針設(shè)計</p><p>　　6.1.1 避雷針的配置原則</p>&l

96、t;p>　　1.獨立式避雷針宜裝設(shè)獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。當有困難時，可將該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點沿接地線的長度不得小于15m。</p><p>　　2.獨立式避雷針與變配電裝置在空氣中的間距；獨立式避雷針的接地裝置與變配電所主接地網(wǎng)在地中距離，且，式中為沖擊接地電阻。</p><p>　　6.1.2 避雷針位置的確定&l

97、t;/p><p>　　首先應(yīng)根據(jù)變電所設(shè)備平面布置圖的情況而確定，避雷針的初步選定安裝位置與設(shè)備的電氣距離應(yīng)符合各種規(guī)程規(guī)范的要求。</p><p>　　1、電壓110KV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架或房頂上，但在土壤電阻率大于1000n米的地區(qū)，宜裝設(shè)獨立的避雷針。</p><p>　　2、獨立避雷針（線）宜設(shè)獨立的接地裝置，其工頻接地電阻不超過1

98、0n。</p><p>　　3、 35KV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時易引起反擊。</p><p>　　4、在變壓器的門型架構(gòu)上，不應(yīng)裝設(shè)避雷針、避雷線，因為門形架距變壓器較近，裝設(shè)避雷針后，構(gòu)架的集中接地裝置，距變壓器金屬外殼接地點在址中距離很難達到不小于15m的要求。</p><p>　　6.1.3 避雷針的參數(shù)選擇<

99、;/p><p>　　由于設(shè)備最高點，選取避雷針高度。則</p><p>　　式中p為高度修正系數(shù)，時，p=1。即</p><p>　　，兩個避雷針聯(lián)合保護時，取D=50m，</p><p>　　則本變電站選擇四根20m高避雷針，做防雷保護用。</p><p>　　6.2 避雷器選擇</p><p>

100、;　　避雷器在220kV側(cè)及110kV側(cè)已經(jīng)選出，具體參數(shù)如下</p><p><b>　　防雷接地裝置</b></p><p>　　無論是工作接地還是保護接地，都是經(jīng)過接地裝置與大地連接，接地裝置包括接地體和接地線兩部分。</p><p><b>　　1）接地體（網(wǎng)）</b></p><p>　　

101、待設(shè)計變電所為長方形，則接地網(wǎng)也可取為長方形，若取直徑為48mm，長為250cm的鋼管作接地體，埋深0.8m,接地體之間連接一般用鍍鋅扁鋼，應(yīng)保證接地地電阻R≤4Ω。</p><p><b>　　2）接地線</b></p><p>　　接地線是連接接地體和電氣設(shè)備接地部分的金屬部分的金屬導(dǎo)體，一般接地采用截面積不小于4mm*12mm的扁鋼，直徑不 應(yīng)小于6mm的圓鋼。

102、</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過了本學(xué)期三個多月的學(xué)習和整理，本設(shè)計總算順利成型?？傮w而言我認為這次設(shè)計還算順利，從開始的查閱資料到后來的開始分析，也算補上了之前不經(jīng)常去圖書館的遺憾。其間好多次都被一些知識點卡住，但是我一直沒有氣餒，通過繼續(xù)查閱相關(guān)資料和與同學(xué)以及老師交流，都可以順利過關(guān)。因為時間也不是很長久，其中肯定不免有錯誤漏

103、洞，還請老師指點。</p><p>　　由于當前對電力系統(tǒng)性能要求的不斷提高，在參考了一些文獻后，在設(shè)計中采用了目前較先進的設(shè)計方案和電氣設(shè)備，提高了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性?？煽啃苑矫?，主要從電氣主接線的選型、設(shè)備的選型和自動裝置的選型方面做了考慮。220kV及110kV側(cè)采用了GIS組合電器，而35kV側(cè)則采用高壓開關(guān)柜，這些都保證了電力系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　通過本次設(shè)計

104、，我不僅將大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的復(fù)習鞏固了一遍，而且學(xué)到了許多在書本上學(xué)不到的東西，通過學(xué)習把理論知識應(yīng)用于實踐當中，做到理論與實踐相結(jié)合，這是之前的學(xué)習過程中沒有涉及的。相信這些經(jīng)驗對我將來的工作也會有所幫助，我會把這些理論應(yīng)用到實踐中去，在今后的工作中能學(xué)到更多的知識。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 華中工學(xué)院.

105、發(fā)電廠電氣部分.北京: 電力工業(yè)出版社.</p><p>　　[2] 電力部生產(chǎn)司. 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程.北京: 水利電力出版社.</p><p>　　[3] 丁毓山. 中小型變電所實用設(shè)計手冊.北京: 中國水利電力出版社.</p><p>　　[4] 劉介才. 工廠供電簡明設(shè)計手冊.北京: 機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[5] 電力

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107、gt;　　[9] 電力部生產(chǎn)司. 電力工程設(shè)計手冊.北京: 水利電力出版社.</p><p>　　[10] 電力部生產(chǎn)司. 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)程.北京: 水利電力出版社.</p><p>　　[11] 尹克寧. 電力工程.北京: 水利電力出版社.</p><p>　　[12] 電氣工程師常用法規(guī)及標準匯編.北京:中國標準出版社.（上、下）</p>

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110、e Relaying Principles and Applications, 2nd ed. Marcel Dekker, New York, 1998</p><p>　　[19] Grainger, J.J., and Stevenson, W.D., JR., Power System Analysis, McGraw-Hill, New York, 1994</p><p>　　

111、[20] Wood, A.J., and Wollenberg, B.F., Power Generation Operation and Control, 2nd ed., John Wiley and Sons, New York,1996</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先感謝學(xué)院給我提供這次畢業(yè)設(shè)計的機會，讓我能更多得了解有用的

112、知識。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計，我得到了許多幫助。尤其是我的導(dǎo)師，總是在忙碌中抽時間來給我們指導(dǎo)，并親自帶我們?nèi)⒂^開關(guān)廠和變電站，讓我們通過近距離的接觸來彌補感性上的欠缺。其次是身邊的同學(xué)們，他們自己也在忙畢業(yè)設(shè)計，但是無論我有什么問題，他們都會放下手中的工作來幫助我解決眼前的困難。可以說沒有大家的指導(dǎo)和講解我是完不成這次設(shè)計的。你們無私的幫助不僅讓我完成了本次畢業(yè)設(shè)計，還讓我對變電所的了解進一步增加