【導(dǎo)讀】本設(shè)計是“電氣工程及其自動化”專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)之一。的初步訓(xùn)練，為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。110kV側(cè)：雙回路送至煉鋼廠，共計2回；10kV側(cè)：分別以雙回路送至6個地區(qū)負荷，共計12回；置選擇，變電所電氣總平面布置和對一些特殊問題的解決方法。文所遇到的問題在220kV變電所中也是較為普遍的。

　　

【正文】 額定電壓 （ kV） 額定電流比（ A） 3s熱穩(wěn) 定電流（ kA） 額定動穩(wěn)定電流（ kA） 220kV 進線、母線及變壓器側(cè) 2TAFV5P 220 2600/1 50 125 110kV 110kV母線及變壓器側(cè) 1TADA1S 110 2600/1 40 100 110kV出線側(cè) 1TADA1S 110 2300/1 40 100 表 447 10KV側(cè) 電流互感器選擇結(jié)果表 安裝地點 型號 額定電流 比（ A） 準確級次 次級組合 1s熱穩(wěn)定倍數(shù)（倍） 動穩(wěn)定倍數(shù)（倍） 10kV 10kV母線及變壓器側(cè) LAJ10 3000/5 D 50 90 10kV出線側(cè) LZJ10 1000/5 3 50 90 40 避雷器的選擇 變電所與發(fā)電廠的雷害可能來自兩個方面：一是雷擊變電所、發(fā)電廠；二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波侵入變電所或發(fā)電廠。 防護雷擊的措施： 1. 對主廠房需裝設(shè)的直擊雷保護，或為保護其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)的避雷針、避雷線，應(yīng)采取如下措施： (1) 加強分流 (2) 防止反擊 (3) 裝設(shè)接地裝置 2. 對變電站、發(fā)電廠的電氣設(shè)備及廠房防止雷擊的保護： 出于對反擊問題的考慮，避雷針的安裝方式 可分為構(gòu)架避雷針和獨立避雷針兩種。對于 110kV 及以上的配電裝置，由于電氣設(shè)備的絕緣水平較高，在土壤電阻不高的地區(qū)不易發(fā)生反擊，可采用構(gòu)架避雷針。但在土壤電阻率大于 1000Ω m 的地區(qū)，不宜裝設(shè)構(gòu)架避雷針。為了確保變電所中最重要而絕緣又較弱的設(shè)備，裝設(shè)避雷針的構(gòu)架應(yīng)就近鋪設(shè)輔助的接地裝置。 本變電站的防雷措施 設(shè)計站位于地勢平坦的地區(qū)，雷電活動較少，但為了供電的可靠性，防止事故的發(fā)生，考慮到被保護電器的絕緣水平和便用特點以及安裝地點， 本工程采用 220kV、 110kV 配電裝置構(gòu)架上設(shè)避雷針； 10kV 配電裝置設(shè)獨立避雷針進行直接雷保護。 為了防止雷擊，主變構(gòu)架上不設(shè)置避雷針。 采用避雷針來防止雷電侵入波對電氣設(shè)備絕緣造成危害。避雷器的選擇，考慮到氧化鋅避雷器的非線性伏安特性優(yōu)越于碳化硅避雷器（磁吹避雷器），且沒有串聯(lián)間隙，保護特性好，沒有工頻續(xù)、滅弧問題，所以本工程 220kV 和 110kV 系統(tǒng)中，采用氧化鋅避雷器。 由于金屬氧化物避雷器沒有串聯(lián)間隙，正常工頻電壓要長期施加在金屬氧化物電阻片上，為了保證適用壽命，長期施加于避雷器上的運行電壓不可超過避雷器允許的持續(xù)運行電壓。 避雷器參數(shù)選擇原則 (1)避雷器 滅弧電壓選擇； (2)避雷器的雷電沖擊保護水平； (3)普通閥型避雷器的工頻放電電壓 Ugf； (4)流通容量。 避雷器參數(shù)計算與選擇 母線側(cè)避雷器 選用型號 Y10W1200/520， 其具體參數(shù)如表 451。 表 451 Y10W1200/520技術(shù)數(shù)據(jù) 避雷器額定電壓有效值 （ kV） 系統(tǒng)額定電壓有效值 （ kV） 持續(xù)運行電壓有效值 （ kV） 直流 1MA參考電壓不小于（ kV） 2KA操作波殘壓峰值不小于（ kV） 8/20μ A雷電波沖擊殘壓峰值不小于（ kV） 200 220 146 290 442 520 41 (1)避雷器的持續(xù)運行電壓： 式中 — 金屬氧化物避雷器的持續(xù)運行電壓有效值 — 系統(tǒng)最高相電壓有效值 =146kV =242/ 3 = 則 (2)避雷器額定電壓： 式中 — 工頻過電壓 === 式中 — 接地系數(shù) ， 直接接地時 = 由參數(shù)可知 =200kV 則 (3)避雷器的最大沖擊殘壓： 式中 BIL— 內(nèi)絕緣全波額定雷電沖擊耐壓 — 雷電沖擊絕緣配合系數(shù)，選 查設(shè)計手冊可得 BIL＝ 850kV =520kV =850/= 則 (4)避雷器的操作沖擊殘壓： 式中 — 內(nèi)絕緣沖擊系數(shù) — 內(nèi)絕緣一分鐘工頻實驗電壓 — 操作沖擊絕緣配合系數(shù) ， 選 。 查設(shè)計手冊得 =395kV = 則 (5)荷電率： β = 式中 — 直流（ 110MA）參考電壓 β 一般不超過 ，β ＝ 2 146/290＝ 故所選的避雷器滿足要求。 母線側(cè)避雷器 選用型號 Y10W1100/260， 其具體參數(shù)如表 452。 表 452 Y10W1100/260技術(shù)數(shù)據(jù) 避雷器額定電壓有效值 （ kV） 系統(tǒng)額定電壓有效值 （ kV） 持續(xù)運行電壓有效值 （ kV） 直流 1MA 參考電壓不小于 （ kV） 2KA 操作波殘壓峰值不小于 （ kV） 8/20μ A雷電波沖擊殘壓峰值不小于（ kV） 42 100 110 73 145 221 260 (1)避雷器的持續(xù)運行電壓： =73kV =121/ 3 = 則 (2)避雷器額定電壓： === 由參數(shù)可知 =110kV 則 (3)避雷器的最大沖擊殘壓： 查設(shè)計手冊可得 BIL＝ 450kV =260kV 選 =450/= 則 (4)避雷器的操作沖擊殘壓： 選 ， 查設(shè)計手冊得 =200kV =則 (5)荷電率： β = β ＝ 2 146/290＝ 故所選的避雷器滿足要求。 母線側(cè)避雷器 選用型號 FZ10， 其具體參數(shù)如表 453。 表 453 FZ10技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 額定電壓有效值（ kV） 滅弧 電壓 （ kV） 工頻放電電壓有效值（ kV） 沖擊放電電壓峰值()不 大于（ kV） 8/20μ s雷電沖擊波殘壓峰值不大于 （ kV） 不小于 不大于 5kA 10kA FZ10 10 26 31 45 45 50 (1)避雷器的滅弧電壓： == 式中 = — 工頻過電壓震蕩的安全系數(shù)。 43 (2)避雷器的工頻放電電壓： = 內(nèi)部過電壓允許計算 倍數(shù)，對非直接接地 63kV 及以 =4 (3)避雷器的殘壓： ＝ 2 = 2 ＝ 42kV (4)避雷器的沖擊放電電壓： ＝ ＝ 40kV (5)避雷器的工頻放電電壓上限： ==35kV 故所選的避雷器滿足要求。 中性點的避雷器選擇 變壓器中性點 氧化鋅避雷器的選擇的優(yōu)點： 氧化鋅避雷器沒有間隙，使用在變壓器中性點有其特殊的優(yōu)越性 (1)在正常運行時，變壓器中性點電壓位移很小，氧化鋅避雷器的荷電率極低，大大延長了使用壽命。 (2)不必擔心滅弧問題。只要氧化鋅避雷器的交流暫態(tài)過電壓耐受 能力能夠滿足要求，其額定電壓的選擇不太嚴格。 (3)通過氧化鋅避雷器的雷電流較小，一般在 ，殘壓低，能量小，可以不必校驗通流容量。 因此，在變壓器中性點，特別是分級絕緣的變壓器中性點選擇氧化鋅避雷器。 由于變壓器為分級絕緣，所以 220kV 中性點絕緣等級 為 110kV，可選用 110kV 側(cè)裝設(shè)的避雷器即 Y10W1100/260， 110kV 中性點的絕緣等級可用 55kV 級的， 10KV 的出線側(cè)可選用與 10kV 母線側(cè)相同的避雷器。 中性點的避雷器選擇 選用型號 Y10W569/224， 其具體參數(shù)如表 454。 表 454 Y10W569/224技術(shù)數(shù)據(jù) 避雷器額定電壓有效值 （ kV） 系統(tǒng)額定電壓有效值 （ kV） 持續(xù)運行電壓有效值 （ kV） 直流 1MA參考電壓不小于 （ kV） 2kA操作波殘壓峰值不小于（ kV） 8/20μ A雷電波沖擊殘壓峰值不 小于（ kV） 69 63 40 122 190 224 (1)避雷器的持續(xù)運行電壓： =40kV = 則 (2)避雷器額定電壓： 44 === 由參數(shù)可知 =69kV 則 (3)避雷器的最大沖擊殘壓： 查設(shè)計手冊可得 BIL＝ 325kV =224kV =325/= 則 (4)避雷器的操作沖擊殘壓： 查 設(shè)計手冊得 =170kV = =190kV 則 (5)荷電率： β = β ＝ 2 40/122＝ 故所選的避雷器滿足要求 引線側(cè)避雷器的選擇 由于 220kV 引線側(cè)的電壓等級與 220kV 母線側(cè)的電壓等級相同故可選擇相同的避雷器。 220kV 側(cè)與 220kV 側(cè)情況也相同，故也可以選擇相同的避雷器。 ，見表 455。 表 455本變電所所選避雷器型號一覽表 220kV 110 kV 10 kV 母線側(cè) Y10W1200/520 Y10W1100/260 FZ10 引線側(cè) Y10W1200/520 Y10W1100/260 FZ10 中性點側(cè) Y10W1100/260 Y10W569/224 出線 側(cè) FZ10 45 第 5 章 導(dǎo)線的選擇 導(dǎo)體選擇的一般要求 根據(jù) DL/T 5222 《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，可得導(dǎo)體的選擇標準?；疽?guī)定如下： ，按下列技術(shù)條件進行選擇或校驗： (1)電流； (2)電暈； (3)動穩(wěn)定或機械強度； (4)熱穩(wěn)定； (5)允許電壓降； (6)經(jīng)濟電流密度。 ： (1)環(huán)境溫度； (2)日照； (3)風(fēng)速； (4)污穢； (5)海拔高度。 ： 220kV 及以下軟導(dǎo)線宜選用鋼芯鋁絞 線； 330kV 軟導(dǎo)線選用空心擴徑導(dǎo)線； 550kV 軟導(dǎo)線宜選用雙分裂導(dǎo)線。 ： (1)硬導(dǎo)體除滿足工作電流、機械強度和電暈等要求外，導(dǎo)體形狀還應(yīng)滿足下列要求： ① 電流分布均勻； ② 機械強度高； ③ 散熱良好； ④ 有利于提高電暈起始電壓； ⑤ 安裝檢修簡單，連接方便。 常用的導(dǎo)體型式有矩形、雙槽形和圓管形。 (2)20kV 及以下回路的正常工作電流在 4000A 及以下時，宜選用矩形導(dǎo)體；在（ 4000～8000） A時，宜選用槽形導(dǎo)體；在 8000A 以上時，宜選用圓管形導(dǎo)體。 (3)驗算短路動穩(wěn)定時，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力不應(yīng)大于表 511所列數(shù)值。 表 511 硬導(dǎo)體的最大允許應(yīng)力 項目 導(dǎo)體材料及牌號和狀態(tài) 銅 /硬銅 鋁及鋁合金 1060 H112 IR35 H112 1035 H112 3A21 H18 6063 T6 6061 T6 6R05 T6 最大允許應(yīng)力 120/17 30 30 35 100 120 115 125 46 MPa 0 注：表內(nèi)所