【正文】 ge the traditional design and control mode, to adapt to the modern power system, modernization of industrial production and the development trend of social life. The design discussion is part of 220KV electrical substation design (a system), 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 equipment, then mine and the protection of earth and distribution device. The design is based on summarizing our country’ s substation design and operation. It takes the selections of devices which this substation needed such as the type of electric bus, the type of the power distribution. Keywords: substation 。 短路電流 。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。因而，要實現(xiàn)在 21 世紀(jì)初全面建設(shè)小康社會的要求，我國的電力工業(yè)必須持續(xù)、穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面是要大力加強電源建設(shè)，搞好“西電東送”，以確保電力先行，另一方面，要繼續(xù)深化電力體制改革，實施廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng) ，并建立起符合社會主義市場經(jīng)濟(jì)法則的、規(guī)范的電力市場。 計主要包括以下方面： ⑴對原始資料的分析，其主要有以下方面：工程情況、電力系統(tǒng)情況、負(fù)荷情況、 環(huán)境條件以及設(shè)備供貨情況 ⑵主接線方案的擬定及選擇 ⑶短路電流計算和主要電氣設(shè)備選擇 ⑷繪制電氣主接線圖 ⑸編制工程預(yù)算 主接線的基本形式 電氣主接線的方式住要有以下幾種：單母及單母分段接線、母及雙母分段接線、帶旁路的單母和雙母接線、一臺半及四分之三臺斷路器接線、變壓器母線組接線、單元接線以及橋形接線。為了滿足工農(nóng)業(yè)負(fù)荷增長的需要，由此擬定以下兩種方案 作為選擇： 負(fù)荷增長的需要，由此擬定以下兩種方案作為選擇： 方案一 方案一 220kV 側(cè)及 110kV側(cè)均采用雙母線接線方式， 10kV 側(cè)則采用單母分段。 經(jīng)濟(jì)性比較主要是對各種方案的綜合投資和年運行量進(jìn)行綜合效益比較，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。 110kV 側(cè)最大負(fù)荷 180MW， 10kV側(cè)最大負(fù)荷 25MW。 ⑶聯(lián)絡(luò)變壓器一般應(yīng)選用三繞組變壓器，其低壓繞組可接高壓廠用啟動／備用變壓器或無功補償設(shè)備。 系統(tǒng)電抗計算，樞紐變電站站的功率因素一般很高，超過 ，這里計算系統(tǒng)電抗功率因素按 1估算。用熔斷器保護(hù)的電器可不進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗；當(dāng)熔斷器有限流作用時，可不驗算動穩(wěn)定；用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路可不驗算動、熱穩(wěn)定。 選擇 LW110Ⅱ /3150，技術(shù)數(shù)據(jù)如表 ： 表 技術(shù)數(shù)據(jù)表 19 型號 額定 電壓 (kV) 額定電流（ A） 額定開斷電流（ kA） 極限通過電流峰值（ kA） 3s 熱穩(wěn)定電流（ kA） 固有分閘時間（ S） LW110Ⅱ /3150 110 3150 40 125 50 (5)動穩(wěn)定校驗： shes ii ? kAikAi shes 2 7 2 5 ??? 所以滿足動穩(wěn)定校驗。 具體參數(shù)如表 ： 表 具體參數(shù)如下表 計算數(shù)據(jù) GW4— 220/2020 NU 220kV NU 220kV maxI NI 2020A kQ ])[ 2 skA ?（ tIt2 ])[(6400 2 skA ? shi esi 100 kA 由于 220KV 母聯(lián)隔離開關(guān)的最大工作條件與主變 220KV側(cè)隔離開關(guān)的條件相同，故選用相同的隔離開關(guān)， GW4— 220/2020型。 表 電流互感器的參數(shù)選擇 項目 參數(shù) 技術(shù) 條件 正常工作條件 一次回路電壓、電流，二次回路電流，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級，二次級數(shù)量，機 械荷載 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過電壓值力 絕緣水平、泄露比距 環(huán)境條件 環(huán)境濕度、最大風(fēng)速、相對濕度、污穢、海拔高度、地震烈度 電流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A，強電系統(tǒng)用 5A，當(dāng)配電裝置距離控制室較遠(yuǎn)時也可考慮用 1A。 綜上，所以 LCW220滿足要求。 2． 10kV 母聯(lián)電流互感器的選擇 由于 10kV 母聯(lián)只在一臺主變停運時才有大電流通過，與 10kV母線側(cè)電流互感器相同，所以同樣選擇 LBJ10/6000 型電流互感器。 ⑵額定電壓： kVU N 2201 ? VU N 3/1002 ? ⑶準(zhǔn)確等級：用于保護(hù)、測量、計量用，其準(zhǔn)確等級為 級。采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器，安裝地點是屋內(nèi)。 外部動穩(wěn)定校驗式為 : alF aLi ???（ N） 其中： alF —— 作用于電流互感器瓷帽端部的允許力； L—— 電流互感器出線端至最近一個母線支柱絕緣子之間的跨距； a —— 相間距； —— 表示電流互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。為確保工作人員在接觸測量儀表和繼電保護(hù)時的安全 ,電流互感器的每一個二次繞組必須可靠接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。其技術(shù)校驗項目與斷路器類似，列表如 ： 表 高壓隔離開關(guān)校驗項目 項目 額定電壓 額定電流 開斷電流 短路關(guān)合 電流 熱穩(wěn)定 動穩(wěn)定 隔 離開關(guān) SNN UU ? maxIIN? kt QtI ?2 shii ?es 變壓器 220kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 1. 主變側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗過程如下： （ 1）額定電壓選擇： )(2 2 0 kVUU SNN ?? （ 2）額定電流選擇： )(.36 6 1m a x AII N ?? 選擇 GW4— 220/2020，其技術(shù)參數(shù)如 表： 表 GW4— 220/2020 技術(shù)參數(shù)表 型號 額定電壓 kV 額定電流 A 4s 熱穩(wěn)定電流（ kA） 動穩(wěn)定電流峰值（ kA） 22 GW4— 220/2020 220 2020 40 100 （ 3）熱穩(wěn)定校驗： Kt QtI ?2 ])[(6 4 0 0440 222 skAtI t ???? ﹥ kQ = ])[ 2 s?（ 所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。其具體參數(shù)如表 ： 表 具體參數(shù)表 計算數(shù)據(jù) LW1— 220/2020 18 SNU 220kV NU 220kV maxI 1260A NI 2020A I? NbrI kA shi clNi 80 kA shi esi 80 kA kQ ])[ 2 skA ?（ tIt2 6400 ])[ 2 skA ?（ 由表可知，所選斷路器滿足選擇要求。 高壓電器選擇的技術(shù) 條件 選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運行。 4 短路電流計算 短路電流計算的目的 短路電流計算的主要目的是為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計與調(diào)試提供依據(jù)；分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響等。 繞組數(shù)量和聯(lián)接方式的選擇 ⑴最大容量為 125MW 及以下電廠，當(dāng)有兩種升高電壓與用戶供電與聯(lián)系時，應(yīng)采用三繞組變壓器，各繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到變壓器額定容量的 15％及以上。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證一級、二級負(fù)荷的供電可靠；對于一般性的變電所應(yīng)保證 一臺主變壓器停運時其余變壓器容量能滿足總負(fù)荷的 70％～ 80％。但由于 10kV 側(cè)雖然有 10 回出線，但其中有兩條是備用回路，且本側(cè)的最小負(fù)荷為 15MW 最大負(fù)荷也只有 25MW，方案一完全能滿足其要求，所以本側(cè)接線方式選擇單母分段較為適宜。 增設(shè)旁路母線可提高了供電可靠性，特別 是在進(jìn)出線檢修時（包括其保護(hù)裝置的 檢修和調(diào)試）不中斷對用戶的供電，但同時會增加母線等投資。 ⑵靈活性是指電氣主接線能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換。不過，隨著改革開放的深入發(fā)展，我國電力工業(yè)的發(fā)展很快。變電站是聯(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。本設(shè)計討論的是 220kV 樞紐 變電所電氣部分設(shè)計（一次系統(tǒng)），首先根據(jù)原始資料進(jìn)行分析，負(fù)荷計算選擇主變壓器，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行主接線設(shè)計，再進(jìn)行短路計算，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇，最后通過主變保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計。其次，電能經(jīng)過高壓輸電線路，還可輸送很長的距離，供給遠(yuǎn)方用電。 設(shè)計意義 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的 電能的產(chǎn)業(yè)。最大負(fù)荷 180MW，最小負(fù)荷 150MW，最大負(fù)荷運行時間Tmax=5500h， cos φ =，一、二類負(fù)荷占 70%。但其要比單母接線要多一臺或多臺斷路器及隔離開關(guān)的投資。又考慮到隨著城市的發(fā)展供電需求會不斷上升，變 電站進(jìn)線回路要增加所以 220kv側(cè)采用雙母接線方式是合理的。 設(shè)備相對多，投資較大，但對供電可靠性的優(yōu)先保障是必要的 方案二 220kv 側(cè)采用雙母線接線方式，110kv 側(cè)及 10kv 側(cè)均采用有專用旁路斷路器的單母帶旁路接線方式。 主變壓器型式和結(jié)構(gòu)的選擇 相數(shù)的選擇 7 主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求運輸條件的因素。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有丫和△，高、中、低三側(cè)繞組如何結(jié)合要根據(jù)具體工作來確定。他們的合理選擇直接關(guān)系到其它設(shè)備（如變壓器、發(fā)電機等）及整個電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。 其具體參數(shù)如下表： 表 具體參數(shù)表 計算數(shù)據(jù) LW110Ⅱ /3150 SNU 110kV NU 110kV 20 maxI 2520A NI 3150A kI? NbrI 40kA shi Ncli 125 kA shi esi 125 kA kQ ])[ 2 skA ?（ tIt2 7500 ])[ 2 skA?（ 3．母聯(lián)斷路器的選擇 由于 110KV 母聯(lián)斷路器的最大工作條件與主變 110KV出線處相同，故選用相同的斷路器 LW110Ⅱ /31500。 10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 流過回路的最大持續(xù)工作電流： ? ?AI .25 1 9 610.5103 3m a x ????? (1）額定電壓選擇： )(10 kVUU SNN ?? （ 2）額定電流選擇： )(.25 1 9 6m a x AII N ?? 選擇 10T/6000型隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如表 ： 表 10T/6000 技術(shù)參數(shù)表 型號 額定 電壓 kV 額定 電流 A 5s 熱穩(wěn)定電流（ kA） 動穩(wěn)定電 流峰值（ kA） 24 10GN 10T/6000 10 6000 105 200 （ 3）熱穩(wěn)定校驗： Kt QtI ?2 ])[(.82 7 5 2])[(5 5 1 2 55105 2222 skAQskAtI Kt ??????? 所以，滿足熱穩(wěn)定校驗。選用母線式電流電流互感器時，應(yīng)注意校核窗口允許穿過的母線尺寸。 表 LCWD110 電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)表 型 號 額定電流比 （ A/A） 級次 組合 準(zhǔn)確級次 10%倍 數(shù) 1S 熱穩(wěn)定倍數(shù)（倍） 動穩(wěn)定倍數(shù)（倍） 二次負(fù)荷（Ω） 倍數(shù)（倍） LCWD110 2 600/5 1D / 2D /0.5 20 75 150 1D 2D 15 (3)熱穩(wěn)定校驗 ? ? k21t QIK N ? ]s)kA[(]s)kA[(1 5 8 7 6. 6 8 0175IK( 22K222N1t ????????? ）（） 滿 足熱穩(wěn)定校驗。110kV～ 220kV 配電裝置當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級滿足要求時，適宜采用電容式電壓互感器，也可采用油浸