【導讀】解決問題的能力。在完成此設計過程中，我們可以學習電力工程設。本畢業(yè)設計論文是220/60KV一次降壓變電所電氣部分初步設。為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠期負荷的要求，按照遠。期負荷規(guī)劃進行設計建設，從而保證變電所能夠長期可靠供電。自動裝置的規(guī)劃和防雷保護的規(guī)劃等主要工作。在此期間，遇到的。種種問題均通過反復比較、驗算，并請教老師得以解決。面布置圖、配電裝置斷面圖、防雷保護圖）組成。對今后擴建有一定的參考價值。近年來，電力在世界各國能源和經(jīng)濟發(fā)展中的作用日益增長，它已成為現(xiàn)代社會實用最廣、需要最快的能源。與建設是一個極其重要的組成部分。性、經(jīng)濟性、靈活性等諸多因素，最終完成本設計方案。觀點，培養(yǎng)對工程技術(shù)、經(jīng)濟進行較全面的綜合分析能力。由于時間緊張和能力有限，此論文中難免會出現(xiàn)遺漏和錯誤，希望老師給予指點和更正。

　　

【正文】 中能起保 護作用，如果變壓器的縱差動保護對單相接地適中的靈敏性不符合要求，可增設零序差動保護。 ，降壓變電所的變壓器兩側(cè)應裝設零序電流保護，作為變壓器主保護的后備保護，并作為相鄰元件的后備保護。 ：雙卷變壓器，過負荷保護裝于高壓 （ 2） 本變電所變壓器主變保護配置 主保護：瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護 后備保護：零序電流保護、過負荷保護、過電流保護 第六章 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計 — 22— 母線保護 （ 1）配置原則 35500KV 發(fā)電廠或變電所母線上，在下列情況下，應裝設專用的母線保護裝置。 及以上雙母線。 及以上單母線，重要發(fā)電廠或 110KV 及以上重要變電所的 3560K 母線需要按照裝設全線速動保護的要求，必須快速切除母線上的故障時應裝設。 （ 2）雙母線接線母線保護 目前已被使用的母線保護有以下幾種： 。 。 電流相位比較式母線保護： 目前在 110220KV 電網(wǎng)中應用較多的是母聯(lián)電流相位比較式差動保護，這種保護適用于并列運行的雙母線母聯(lián)斷路器合閘運行，不限制元件連接 方式，具有較高的可靠性和選擇性。 故本變電所母線保護均選用母聯(lián)電流比相式差動保護。 線路保護 配置原則 （ 1） 220KV 側(cè)線路保護 ①規(guī)程規(guī)定， 110220KV 直接接地電力網(wǎng)的線路，應裝設反應接地短路的保護裝置，雙側(cè)電源線路宜裝設階段式距離保護。 ②在下列情況下， 11022KV 電網(wǎng)的線路上，應裝設線路快速動作的高頻保護作為主保護，距離保護作為后備保護。 a． 當線路發(fā)生故障時，如不能全線快速地切除故障，則系統(tǒng)的穩(wěn)定運行將遭到嚴重破壞。 b． 在雙側(cè)電源線路上，如果要求全線速動切除故障 時。 線路的接地保護 a．宜裝設帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護， b．對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整第六章 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計 — 23— 個電力網(wǎng)接地保護的性能時，可裝設接地距離保護并輔之以階段式零序電流。 c. 常運行方式下保護安裝處短路，電流速斷保護有 以上靈敏度時，則可裝設此保護。 ：采用相差高頻保護 相差高頻保護適用于 200KM 以內(nèi)的 110220KV 輸電線路。 綜上述， 本變電所 220KV 線路采用保護 主保護：高頻保護 后備保護：距離保護 接地保護：零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護。 （ 2） 60KV 側(cè)線路保護 并列運行的平行線路，可裝設橫聯(lián)差動方向保護或電流平衡保護為主保護，距離保護為后備保護。 橫聯(lián)差動保護有相繼動作區(qū)和死區(qū)，而電流平衡保護只有相繼動作區(qū)無死區(qū)，并且相繼動作區(qū)比橫聯(lián)差動保護小，并且有動作迅速，靈敏度足夠大，并且接線簡單等優(yōu)點。 綜上述，本變電所 60KV 側(cè)線路采用： 主保護：電流平衡保護 后備保護：距離保護 表 6— 1 本變電所繼電保護規(guī)劃配置 主保護 后備保護 變壓器 瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護 過電流保護、零序電流保護、過負荷保護 母線保護 采用母聯(lián)電流比相式差動保護 線路保護 220KV 側(cè) 高頻相差保護 距離保護 接地保護 零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段電流保護 60KV 側(cè) 電流平衡保護 距離保護 第六章 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計 — 24— 自動裝置的配置 配置原則 （ 1） 3KV 及以上的架空線路和電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，如用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置。 （ 2）低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘。 自動重合閘的作用 （ 1）提高供電可靠性，對單側(cè)電源尤為顯著。 （ 2）高壓輸電線路上采用自動重合閘， 可提高并列運行的穩(wěn)定性。 （ 3）可暫緩或不架雙回線路，節(jié)約投資。 （ 4）可糾正斷路器或繼電保護引起的誤動。 自動重合閘裝置應符合基本要求 （ 1）自動重合閘一般由控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應的原理啟動，或用保護裝置啟動。 （ 2）用控制開關(guān)或通過遙控器將斷路器斷開時，自動重合閘均不應動作。 （ 3）自動重合閘裝置的動作次數(shù)應符合預先的規(guī)定。 （ 4）自動重合閘裝置動作后應自動復歸。 （ 5）自動重合閘裝置應能實現(xiàn)重合閘后加速繼電保護動作。 （ 6）當斷路器不處于正常狀態(tài)，不允許實現(xiàn)自動重合閘，應將自 動重合閘閉鎖。 綜上述，本變電所 220KV 線路采用綜合重合閘， 60KV 線路采用三相一次重合閘，主變壓器采用三相一次重合閘。 備用電源和備用設備自動投入 備用電源和備用設備自動投入裝置是當工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動地將備用電源或備用設備投入工作，使用戶不至于停電的一種裝置。 備自投裝置應滿足以下要求： （ 1）只有當工作電源斷開以后，備用電源才能投入。 （ 2）工作母線上無論何種原因失去電壓時，備自投均應投入。 第六章 繼電保護和自動裝置的規(guī)劃設計 — 25— （ 3）備用電源自動投入裝置只允許將備用電源投入一次。 （ 4）當備用電源自投于故 障母線時，應使其保護裝置加速動作，以防擴大事故。 本變電所的設計，為了確保不間斷供電，變電所的電源均應裝設備自投裝置。 第七章 防雷保護規(guī)劃設計 — 26— 第七章 防雷保護規(guī)劃設計 變電所的保護對象 A 類：電工裝置 B 類：需要采取防雷措施的建筑物和構(gòu)筑物 電工裝置的防雷保護 （ 1）電壓為 110KV 以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對于 3560KV 的配電裝置，為防止雷擊時引起反擊閃絡的可能，一般采用獨立避雷針保護。 （ 2）電壓為 110KV 及以上的屋外配電裝置，可將保護線路的避雷線連接在配電裝置的出 線門型構(gòu)架上。 （ 3）在選擇獨立避雷針的裝設地點時，應盡量利用照明燈塔，在其上裝設避雷針。 防雷設計要求和所需資料 雷電過電壓保護情況 （ 1）防止雷電直擊于電氣設備上，一般采用避雷針，避雷線進行保護。 （ 2）對于 60KV 及以下的電氣設備，應盡量減小感應過電壓， 一般電氣設備應遠離可能遭到直擊雷的設備或物體，增大電氣設備對電容或采用閥型避雷器保護。 （ 3）防止從線路侵入的雷電波過電壓對電器設備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應的進線保護段進行保護。 防雷保 護設計所需資料 （ 1）要求變電所附近氣象資料 （ 2）要求變電所主接線圖及電器設備布置圖 （ 3）其它需要保護的設備和設施 第七章 防雷保護規(guī)劃設計 — 27— 避雷針的選擇 根據(jù)總平面布置圖中的保護面積以及被保護物的最大高度，先初選避雷針的針高。然后根據(jù)保護的范圍進行校驗，看是否滿足要求。如不滿足則重新選擇針高。 利用公式： 7/0 Dhh ?? )( 0 xx hhb ?? rx=,進行計算。 第八章 主變壓器選擇的計算部分 — 28— 第八章 主變壓器選擇的計算部分 主變壓器選擇計算方法 已知條件：負荷同時系數(shù) ，線損率為 5%，重要負荷占 65%。 表 8— 1 負荷用戶表 序號 負荷名稱 最大負荷（ KW） 功率因數(shù) 出線 出線回路數(shù) 近期 遠期 1 機械廠 5000 10000 架空 1 2 東科科技園 5000 10000 架空 1 3 數(shù)字機床廠 6000 12020 架空 2 4 高壓電氣廠 8000 12020 架空 2 5 111 變電所 8000 12020 架空 2 6 121 變電所 6000 10000 架空 2 7 131 變電所 12020 12020 架空 2 8 市工業(yè)園 8000 15000 架空 2 Ⅰ、 主變壓器的容量應根據(jù)變電所的綜合最大負荷決定。如果是選用兩臺主變壓器，其容量應滿足綜合最大負荷的要求，且當一臺主變故障檢修時，能滿足變電所重要用戶的供電要求。當重要用戶的比重不大時，若一臺變壓器停運，則另一臺變壓器能滿足變電所綜合最大負荷的 65%。 Ⅱ、根據(jù)負荷的要求，負 荷同時率為 ，線損率 5%需要供電的容量為 P=P1+… +P7=109500 S=(1+5%)(?COSP)=(1+5%)()= 初選變壓器容量： Se== 臺數(shù)為兩臺 所選變壓器參數(shù)如表 8— 2。 第八章 主變壓器選擇的計算部分 — 29— 表 8— 2 變壓器主要參數(shù)表 額定容量（ KVA） 90000 額定電壓（ KV） 高壓 220177。 8*% 低壓 69 連接組標號 YN， d11 空載電流（ %） 空載損耗（ KW） 102 負載損耗（ KW） 阻抗電壓（ %） 冷卻方式 ODAF 第九章 短路電流計算過程 — 30— 第九章 短路電流計算過程 系統(tǒng)的等值電抗 圖 9— 1 系統(tǒng)等值電抗圖 進行短路計算 輸電線路和配電線路單 位長度正序電抗為 取基準容量 SB=100MVA,基準電壓為各段平均電壓。 UB=Uav，各元件標幺值計算如下： XG1=XNBSS? = 250100? = XG2= XG3=XNBSS? = ? = XB1=XB2=NBK SSU ?100% = 24010010013? = XZB1=XZB2=NBK SSU ?100% = ? = X1=2NBUS?=2230100100??= X2=2NBUS?=223010070??= 第九章 短路電流計算過程 — 31— X3=2NBUS?=223010080??= 為了 方便設備選擇，選取 220KV 側(cè)和 60KV 側(cè)為兩個短路點。 通過串并聯(lián)可將等值網(wǎng)絡化簡為： X12= 21 ?? ???? ? XXX XX= X13= 31 ?? ???? ? XXX XX= X23= 32 ?? ???? ? XXX XX= X4=X5= XG2 +XB1=+= 圖 9— 2 簡化的等值電抗圖 d1 點短路電流的計算 546 ??????? XX XXX ????? XXX G ????? XXX 圖 9— 3 d1 點短路計算 電抗圖 第九章 短路電流計算過程 — 32— 2372379 ????????? XX XXXXX= 23823810 ???????? X XXXXX= 圖 9— 4 變換后的等效電抗圖 計算電抗 ?????? BNjs SSXX ??????? BNjs SSXX 查汽輪機計算曲線計算數(shù)字表得對應的短路電流標幺值。 表 9— 1 汽輪機計算曲線計算數(shù)字表 Xjs 0S 4S 取 UJ=230KV，于是電流基值為： 系統(tǒng) 1 230325000 ???JIA 系統(tǒng) 2 AIJ ???? 短路電流有名值： 第九章 短路電流計算過程 — 33— KAI 1 ????? 2 7 7 1 8 13 0 5 2 74 6 ??????I 等值電抗 1091 ????????? XX XXX 沖擊電流有效值： 11 ????? II ch KA 沖擊電流： KAII ch 6 9 3 1)3( 1 ????? 短路容量： M V AS 1 ???? 2d 點短路電流的計算： 213 ??????? ZBZB ZBZBZB XX XXX 圖 9— 5 2d 點短路計算電抗圖 再進行星角變換： 10393912?????????XXXXXX ZBZB 第九章 短路電流計算過程 — 34— 931031013?????????XXXXXX ZBZB 圖 9— 6 變換后的等效電抗圖 計算電抗： ??jsX12 ????BNSSX ??????? BNjs SSXX 查汽輪機計算曲線計算數(shù)字表得相應的短路電流標幺值。 表 9— 2 汽輪機計算曲線計算數(shù)字表 Xjs 0S 4S 取 UJ=63KV，于是電流基值為： 系統(tǒng) 1 63325000 ???JIA 系統(tǒng) 2 AIJ ???? 短路電流有名值： KAI 3 1 2 9 2 ????? KAI 3 1 2 9 ?????? 等值電抗 13121 ????????? XX XXX 沖擊電流有效值： KAII ch 0 1 6 22 ????? 沖擊電流： 第九章 短路電流計算過程 — 35— KAII ch 8 3 6 2)3( 2 ????? 短 路容量： M V AS 1 6 3 45 6 2 ???? 表 9— 3 短路電流計算數(shù)據(jù)表 單位 d1(3) d2(3) 基準容量 MVA 100 100 基準電壓 KV 230 63 等值電抗 短路電流標幺值 KA 短路電流有名值 KA 短路電流有效值 KA 沖擊電流 KA 短路容量 MVA 第十章 電氣設備的選擇計算及校驗 — 36— 第十章 電氣設備的選擇計算及校驗 高壓斷路器的選擇計算 220KV 側(cè)斷路器的選擇 （ 1）按電壓選擇：安裝地點斷路器的工作電壓 Ug=220KV ∴斷路器最高工作電壓 U2d 應大于 220KV。 （ 2）按電流選擇：根據(jù)最大長期工作電流選擇 Igmax= AUS NN ????? （ 3）形式選擇： 依據(jù)工作電壓 和工作電流以及戶外工作條件，本變電所選擇 LW(OFPT)220 型斷路器，有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見下表 10— 1。 表 10— 1 220KV 側(cè)斷路器主要參數(shù)表 型號 額定電壓（ KV） 最高工作電壓（ KV） 額定電流（ KA） 額定開斷電流（ KA） 額定關(guān)合電流（ KA） 額定峰值耐受電流（ KA） 3S 額定短時耐受電流（ KA） 分閘時間 (ms) LW(OFPF)220 220 252 1250 80 80 ≤ 30 （ 4）動穩(wěn)定校驗 所選斷路器的極限動穩(wěn)定電流 idw=80KA 大于沖擊電流， ich（ 3） =,即 idw＞ ich(3) ∴滿足要求 （ 5）熱穩(wěn)定校驗 需滿足 Ir2tr≥ I∞ 2tdz 其中 Ir=, tr=3s, I∞ = ??? ?II? 第十章 電氣設備的選擇計算及校驗 — 37— 短路電流持續(xù)時間 t= tb+ tfd=3+=＞ 1 ∴非周期忽略不計。 tb繼電保護時間 tfd斷路器分閘時間 查 tz=f(t, ? )曲線得 tz= 故短路電流發(fā)熱 等值時間為 tdz= tfz+ tz= 其中 tfz短路電流非周期分量發(fā)熱等值時間 tZ短路電流周期分量發(fā)熱等值時間 tdz短路電流全電流發(fā)熱等值時間 Ir2tr= 2 ?? I∞ 2tdz= 2 ?? ∴ Ir2tr＞ I∞ 2tdz 滿足要求。 （ 6）按額定開斷電流 Ibr= I = Ibr＞ I 滿足要求。 （ 7） 額定短路關(guān)合電流校驗 Ip=80KA Ich= Ip＞ Ich 滿足要求。 表 10— 2 220KV 側(cè)斷路器數(shù)據(jù)比較表 計算數(shù)據(jù) LW(OFPT)220 的參數(shù) Vg (KV) 220 Vg (KV) 220 Igmax (A