220KV智能变电站一次系统设计

独钓寒江623 · 发表于 2012-10-26 21:47:35

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摘要
展望未来，我国能否在本世纪中叶基本实现现代化，相当大的程度上取决于能源。电力工业是国民经济的基础，是重要的支柱产业，它与国家的兴衰和人民的安康有着密切的关系，随着经济的发展和现代工业的建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。近年来数字化变电站已经在不同电压等级的电网上得到了一系列的示范性应用，特别是计算机技术的进步，电力系统对数字化变电站的更要求也越来越高。
变电站作为电能传输与控制的枢纽必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。本设计讨论的是220KV智能变电站一次电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备。
关键字：智能变电站，短路计算，设备选择

The Design of Primary System for 220kv Smart Substation
Abstract
Looking ahead, our ability to achieve the middle of this century, modernization, to a large extent depends on energy. The power industry is the basis of the national economy is an important pillar industry, the rise and fall with the State and the people closely related to the well-being, along with economic development and the rapid development of modern industry rise, more and more power supply system design comprehensive, systematic, rapid growth of plant consumption for power quality, technical and economic conditions, reliability of electricity supply are increasing, and therefore also have higher power supply design, better requirements, in recent years, different voltage power network of substation has been a series of exemplary applications, particularly computing technology has advanced, the power system demands on substation more.
Substation as a hub for power transmission and control to change 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 smart 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.
Keywords: Substation Equipment Selection Distribution Equipment

目  录
第一章引言 1
第二章电气主接线的设计 2
2.1  电气主接线的概述 2
2.2  电气主接线的基本要求 2
2.3  电气主接线设计原则 2
2.4  方案选择 2
2.4.1  方案拟定 2
2.4.2  方案比较 5
2.4.3  方案确定 5
第三章主变压器容量、台数及形式的选择 6
3.1  概述 6
3.2  主变压器台数的选择 6
3.3  主变容量、型式、绕组类型以及连接方式的选择 7
3.4  主变压器的选择结果 8
第四章  所用电设计 10
4.1 所用变压器选择 10
4.2 所用电接线图 10
第五章  电气部分短路计算 12
5.1  概述 12
5.2  短路计算的目的及假设 12
5.3  短路电流计算 14
第六章  电气设备的选择 20
6.2  断路器和隔离开关的选择 22
6.2.1  断路器的选择 22
6.2.2  断路器的计算 23
6.2.3  隔离开关选择计算 26
6.3  限流电抗器的选择 29
6.4  互感器的选择 30
6.4.1  概述 30
6.4.2  220KV侧电子式电压互感器 34
6.4.3  110KV侧电子式电压互感器 35
6.4.4  10KV侧电压互感器 35
6.4.5  电流互感器的选择 36
6.4.6  220KV侧电子式电流互感器的选择 37
6.4.7  110KV侧电子式电流互感器的选择 37
6.4.8  10KV侧电流互感器的选择 37
第七章  电气总平面布置及配电装置的选择 38
7.1  概述 38
7.2  高压配电装置的选择 39
第八章  结束语 43
致谢 44
参考文献 45
附录 46

第一章引言
电力事业的日益发展紧系着国计民生。它的发展水平和电气的程度，是衡量一个国家的国民经济发展水平及其社会现代化水平高低的一个重要标志。党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，从一定意义上讲，实现这个宏伟目标，需要强有力的电力支撑，需要安全可靠的电力供应，需要优质高效的电力服务。智能化变电站的建设显得尤为重要，智能化变电站以智能一次设备和统一信息平台为基础，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，实现变电站设备的远程监控、程序化自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策、网络故障后的自动重构以及与调度中心信息的灵活交互，实现了一二次设备的智能化，运行管理的自动化。智能设备是附加了智能组件的高压设备，智能组件通过状态感知和指令执行元件，实现状态的可视化、控制的网络化和自动化，为智能电网提供最基础的功能支撑。本毕业设计是在完成本专业所有课程后进行的综合能力考核。
通过对主接线的选择及比较、负荷计算和主变压器的选择及短路电流的计算、主要电器设备的选择及校验、线路图的绘制等步骤、最终确定了220kV变电站所需的主要电器设备、主接线图。通过本次毕业设计，达到了巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业相关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。该设计包括以下任务：1、主接线的设计 2、主变压器的选择 3、短路计算 4、导体和电气设备的选择 5、所用电设计等。

第二章电气主接线的设计
2.1  电气主接线的概述
电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系[1]。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。
2.2  电气主接线的基本要求
对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电所在系统中的地位和作用的不同，对变电所主接线的性能要求也不同的侧重[2]。
2.3  电气主接线设计原则
电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则[3]。
2.4  方案选择
2.4.1  方案拟定

表2-1 方案的初步拟定
方案 220KV 110KV 10KV 变压器台数
方案一双母线双母线单母线分段 2
方案二双母线带旁路母线双母线单母线分段 2
（1）单母线分段接线优点：单母线用分段断路器进行分段，对重要用户尅有从不同段引出两回馈输电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电；
缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。
（2）双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。其次是调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。最后就是扩建方便，向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源盒负荷自由自合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。
缺点：接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。
（3）双母线带旁路母线接线
双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。
缺点是：虽然多装了价高的断路器，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[4]。
方案一：220kV采用双母线接线，出线6回（其中备用2回）保证了可靠性。110kV侧也采用双母线接线，出线10回（其中备用2回），供给远方大型冶炼厂，铝厂和矿井等，其他作为地区变电所进线。10kV单母线分段接线，出线12回,接线简单，操作方便，使用的设备少，从而投资少，而且保证了重要用户供电，有很好的可靠性和灵活性[5]。
方案主接线图如下：

图2-1主接线方案一
方案二：220kV采用双母带旁路母线接线形式，具有比双母线可靠性更高的接线方式，出线6回（其中2回备用），增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。110kV采用双母线接线，出线10回。10kV侧采用单母线分段接线，出线12回。
方案接线图如下：

图2-2主接线方案二
2.4.2  方案比较
表2-2 方案的比较
方案要求方案一方案二
可靠性 220kv侧双母线接线可靠较好，接线简单，停电时间较长可靠性更高
灵活性 220kv侧运行相对简单，灵活性差，各电压等级都利于扩建和发展。调度灵活各电压等级都利于扩建和发展。
经济性设备相对较少，投资少，费用低。设备相对多，投资大，220kV采用双母带旁母占地面积较大。
2.4.3  方案确定
比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线可靠性高，双母带旁路母线接线比双母线的可靠性更高。单母线分段接线简单，控制简单，有利于变电站的运行。从可靠性，灵活性，经济性方面综合考虑，辩证统一，确定选择第二种接线方案。

第三章主变压器容量、台数及形式的选择
3.1  概述
在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。
在生产上电力变压器制成有单相、三相、双绕组、三绕组、自耦以及分裂变压器等，在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济性来选择主变压器。
选择主变压器的容量，同时要考虑到该变电所以后的扩建情况来选择主变压器的台数及容量。
3.2  主变压器台数的选择
由原始资料可知，我们本次所设计的变电所是市郊区220KV降压变电所，它是以220KV受功率为主。把所受的功率通过主变传输至110KV及10KV母线上。若全所停电后，将引起下一级变电所与地区电网瓦解，影响整个市区的供电，因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。
为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积，和配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多复杂化。而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小。适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。
3.3  主变容量、型式、绕组类型以及连接方式的选择
本设计任务中220kv侧电源为无限大系统，该侧的6回出线负荷功率由该无限大系统供给，不需通过主变传送；110kv侧电源为500MVA,该侧共10回出线（两回备用），两回供给远方大型冶炼厂，容量为80MVA,单回最大负荷容量为40MVA。剩下8回作为一些变电所的进线。在正常运行情况下,该110KV侧的10回出线负荷功率可由该侧的500MVA电源供给，不需通过主变传送，仅10kv侧的35MVA总负荷也需要从110kv，220kv侧系统通过主变来传送。因此，在正常运行情况下，主变传送的总容量为35MVA。
通过变压器将220，110kv互连的目的有两个，一是从这两侧系统传送功率到10kv侧，二是在110kv侧系统电源故障时可通过主变从220kv侧的无限大电源支援。
正常工作时110KV侧向220KV侧输送功率 =500-320=180MVA,主变输送容量 =180+35=215MVA
考虑110kv侧的电源故障时，主变传送的容量最大为：
110KV侧负荷容量 =10*40*(1+0.6)/2=320MVA
10KV侧负荷容量  =35MVA
主变传送的最大容量 = + =355MVA
为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，220KV变电所中一般装设两台或两台以上主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络，配电设备，用电保护较复杂，且投资增大。考虑到两台主变同时发生故障机率小，因此可采用两台，选择容量时应满足当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。
由此可得单台主变最小容量：＝215×0.7＝150.5MVA
220kv变电所常用的单台主变容量为90MVA，120MVA，150MVA,180MVA。由此可选择两台容量为180MVA的主变，这样，也满足单台主变运行时，其容量（180MVA）大于用户一二级主要负荷（80＋35×0.6=101MVA）。所以，选择两台容量为180MVA的主变，主变总容量为360MVA。主变主要起通过高中绕组从220,110KV侧传送功率（35MVA）至低绕组10KVA侧，并在110KV侧电源故障时，通过高压绕组从220KVA侧无穷大系统传送180MVA(最大)支援。因此，可选择容量比为100/100/50。
本设计主变为大型变压器，发热量大，散热问题不可轻佻，强迫油循环冷却效果较好，再根据变电站建在郊区，通风条件好，可选用强迫油循环风冷却方式。
3.4  主变压器的选择结果
表3-1 变压器选择结果
型号 SFPSZ9-180000/220
联结组标号 YN，yn，d11
空载电流 0.56
空载损耗 156
额定电压高压中压低压
220±2×1.25% 115 10.5
额定容量MVA 180 180 180
阻抗电压高-中高-低中-低
13 23 8
型号中个符号表示意义：
从左至右
S：三相
F：风冷却
P：强迫油循环
S：三绕组
Z：有载调压
9：性能水平号
180000：额定容量
220：电压等级

第四章  所用电设计
变电站站用母线采用单母分段接线方式。当有两台站用变采用单母线接线方式，平时分列运行，以限制故障。对于容量不大的变电站，为了节省投资，所用变压器高压侧可用高压熔断器代替高压断路器[6]。
4.1 所用变压器选择
1.选择原则：所用电负荷按0.2%变电所容量计，设置2台所用变相互备用。
2.所用电负荷:

3.所用变容量计算：
=0.7×S=301
所用变压器参数:
型号：S9—315/10
=6.3±5%（） =0.4（）
连接组别：Y，yn0
空载损耗：0.70（）
阻抗电压：4（%）
空载电流：1.5（%）
4.2 所用电接线图
变电站的主要站用电负荷是变压器冷却装置，直流系统中的充放电装置和晶闸管整流设备，照明、检修及供水和消防系统，小型变电站，大多只装1台站用变压器，从变电站低压母线引进，站用变压器的二次侧为380/220V中性点直接接地的三相四线制系统。对于中型变电站或装设有调相机的变电站，通常都装设2台站用变压器，分别接在变电站低压母线的不同分段上，380V站用电母线采用低压断路器进行分段，并以低压成套配电装置供电[7]。
因而本设计两台所用变分别接于10KV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为备用，平时运行当
一台故障时，另一台能够承担变电所的全部负荷。接线图如下所示。

图4-1所用接线图

第五章  电气部分短路计算
5.1  概述
在电力系的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。
短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地系统）发生通路的情况。
在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性[8]。
5.2  短路计算的目的及假设
一、短路电流计算是变电所电气设计中的一个重要环节。
其计算目的是：
1）在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等，均需进行必要的短路电流计算。
2）在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又力求节约资金，这就需要进行全面的短路电流计算。
3）在设计屋外高压配电装置时，需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离。
4）在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。
5）按接地装置的设计，也需用短路电流。
二、短路电流计算的一般规定
1）验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划（一般为本期工程建成后5～10年）。确定短路电流计算时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。
2）选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。
3）选择导体和电器时，对不带电抗器回路的计算短路点，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。
4）导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流一般按三相短路验算。
三、短路计算基本假设
1）正常工作时，三相系统对称运行；
2）所有电源的电动势相位角相同；
3）电力系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化；
4）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
5）元件的电阻略去，输电线路的电容略去不计，及不计负荷的影响；
6）系统短路时是金属性短路。
四、基准值
高压短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取如下基准值：
基准容量： = 100
基准电压：（）  10.5 115 230
五、短路电流计算的步骤
1）计算各元件电抗标幺值，并折算为同一基准容量下；
2）给系统制订等值网络图；
3）选择短路点；
4）对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。
标幺值：
有名值：
5）计算短路容量，短路电流冲击值
短路容量：
短路电流冲击值：
6）列出短路电流计算结果
具体短路电流计算具体见计算说明书
5.3  短路电流计算
系统阻抗：220KV侧电源近似为无穷大系统A，归算至本所220KV母线侧阻抗为0.015（ =100MVA）,110KV侧电源容量为500MVA，归算至本所110KV母线侧阻抗为0.36（ =100MVA）。变压器型号为SFPS7—180000/220。
SN=180MVA其中高中、高低、中低阻抗电压（%）分别为13，23，8。简化图如下图所示：

图5-1等值电路图
1. 基准值
在短路计算的基本假设前提下，选取 = 100MVA，VB 为各级电压平均值（230，115，10.5kv）
2.系统电抗
由原始材料可知，在 =100MVA下
＝0.36
＝0.015
3.计算变压器各绕组电抗
阻抗电压％高-中高-低中-低
13 23 8
各绕组等值电抗
Vs(1-2)％＝12％，Vs（1-3）％＝22％，Ｖs（2-3）％＝8％
Vs1% = 12 （Vs(1-2)% + Vs(1-3)%－Vs(2-3)%）
= 12 （13+ 23－8）
=14
Vs2% = 12 （Vs(1-2)% + Vs(2-3)%－Vs(1-3)%）
= 12 （13+8－23）
=－1
Vs3% = 12 （Vs(1-3)% + Vs(2-3)%－Vs(1-2)%）
= 12 （23+8－13）
=9
各绕组等值电抗标么值为：
X1 = × = × ＝0.078
X2 =  × ＝ × ＝－0.0055
X3 =  × ＝ × ＝0.1
4.各短路点电流计算
a）d1点短路
10KV母线侧没有电源，无法向220KV侧提供短路电流，即可略去不计，等值电路可化间如下图：

图5-2 d1点等值计算图
则短路电流
  ＝
＝ +
＝69.19
换算到220KV短路电流有名值
  =    =69.19×  = 17.368KA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定
取电流冲击系数Kch = 1.8
当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值
= = 1+2(1.8-1) 2  = 1.51
= 1.51×17.368= 26.226KA
当不计周期分量衰减时
冲击电流 =  =2 ×1.87  = 2.55  = 2.55×17.368= 44.2884KA
短路容量  = 3    = 3 ×230×17.368 = 6918.9MVA
b）d2点短路
如d1处短路类似，10KV母线侧因没有电源，无法向110KV侧提供短路电流，即可略去不，等值电路可简化如下图：

图5-3 d2点等值计算图
则短路电流
=
= +
=22.29
换算到110KV短路电流有名值
  =    = 22.29× = 11.19KA
根据《电力工程电气设计手册》的相关规定
取电流冲击系数 = 1.8
当不计周期分量的衰减时，短路电流全电流最大有效值
= = 1+2(1.8-1) 2  = 1.51
= 1.51×11.19= 16.898KA
当不计周期分量衰减时
冲击电流 = = 1+2(1.8-1) 2  = 1.51  = 2.55×11.19= 28.53KA
短路容量 = 3    = 3 ×115×11.19= 1286.85MVA
c）d3点短路
等值电路图可化简为下图：

图5-4 d3点等值计算图
=0.36－ ×0.0055=0.357
=0.015＋ ×0.078=0.054
= ×0.1=0.05（如图5-5），星形变换成三角形(如图5-5)

图5-5星形变换成三角形变换等值图
  = 0.357+0.05+  = 0.738
= 0.054+0.05+ = 0.112

=  =10.28
换算到10KV侧有名值

= 10.28×100 3×10.5 =56.53KA
短路电流全电流最大有效值及冲击值
= 1.51×56.53 =85.36KA
= 2.55×56.53 = 144.15KA
短路容量 = 3 ×10.5×56.53=1028.08MVA
短路计算结果列表如下：
表5-1短路计算结果
短路点基准电压短路电流冲击电流短路容量S
单位 (K) (KA) (KA) (MVA)
d1 230 69.19 44.2884 6918.9
d2 115 22.29 28.53 1286.85
d3 10.5 10.28 144.15 1028.08

第六章  电气设备的选择
6.1  概述
导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。
电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。
一、一般原则
1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；
2）应按当地环境条件校核；
3）应力求技术先进和经济合理；
4）选择导体时应尽量减少品种；
5）扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；
6）选用的新品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格。
二、技术条件
1、按正常工作条件选择导体和电气
1）电压：
所选电器和电缆允许最高工作电压Vymax不得低于回路所接电网的最高运行电压
即
一般电缆和电器允许的最高工作电压，当额定电压在220KV及以下时为1.15 ，而实际电网运行的一般不超过1.1 。
2）电流
导体和电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，导体和电器的长期允许电流应不小于该回路的最大持续工作电流
即
由于变压器在电压降低5%时，出力保持不变，故其相应回路的（为电器额定电流）。
3）按当地环境条件校核
当周围环境温度和导体额定环境温度不等时，其长期允许电流可按下式修正：
基中K —修正系数
—导体或电气设备正常发热允许最高温度
我国目前生产的电气设备的额定环境温度 = 40℃，裸导体的额定环境温度为+25℃。
2、按短路情况校验
电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，一般校验取三相短路时的短路电流，如用熔断器保护的电器可不验算热稳定。当熔断器有限流作用时，可不验算动稳定，用熔断器保护的电压互感器回路，可不验算动、热稳定。
1）短路热稳定校验
；
—短路电流产生的热效应
—短路时导体和电器允许的热效应
—t秒内允许通过的短时热电流
验算热稳定所用的计算时间：
—断电保护动作时间
110KV以下导体和电缆一般采用主保护时间
110KV以上导体电器和充油电缆采用后备保护动作时间
—相应断路器的全开断时间
2）短路的动稳定校验
满足动稳定条件为：


— 短路冲击直流峰值（KA）
— 短路冲击电流有效值（KA）
、 —电器允许的极限通过电流峰值及有效值（KA）
6.2  断路器和隔离开关的选择
断路器和隔离开关是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用。当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。而高压隔离开关的主要功能是保证高压电器及装置在检修工作时的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作[9]。
6.2.1  断路器的选择
变电所中，高压断路器是重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧性能，正常运行时，用来接通和开断负荷电流，在某所电气主接线中，还担任改变主接线的运行方式的任务，故障时，断路器通常继电保护的配合使用，断开短路电流，切除故障线路，保证非故障线路的正常供电及系统的稳定性[10]。高压断路器应根据断路器安装地点，环境和使用技术条件等要求选择其种类及型式，由于真空断路器、SF6断路器比少油断路器，可靠性更好，维护工作量更少，灭弧性能更高，目前得到普遍推广，故35～220KV一般采用SF6断路器。真空断路器只适应于10KV电压等级，10KV采用真空断路器。
1、按开断电流选择
高压断路器的额定开断电流应不小于其触头开始分离瞬间（）的短路电流的有效值
即：（KA）
— 高压断路器额定开断电流（KA）
— 短路电流的有效值（KA）
2、短路关合电流的选择
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，触头间在未接触时即有巨大的短路电流通过（预击穿），更易发生触头熔焊和遭受电动力的损坏，且断路器在关合短路电流时，不可避免地接通后又自动跳闸，此时要求能切断短路电流，为了保证断路器在关合短路时的安全，断路器额定关合电流ieg 不应小于短路电流最大冲击值。
即：或
— 断路器额定关合电流
— 额定动稳定电流
— 短路冲击电流
3、关于开合时间的选择
对于110KV及以上的电网，当电力系统稳定要求快速切除故障时，分闸时间不宜大于0.045s，用于电气制动回路的断路器，其合闸时间大于0.04 ~ 0.06s。
其选择具体过程见计算说明书
6.2.2  断路器的计算
本设计任务中考虑到检修、维护方便，220KV及110KV均选同型产品
1、220KV侧断路器
1）额定电压选择：  = 220KV×1.15 = 253KV
2）额定电流选择：
考虑到变压器在电压降低5%时其出力保持不变，所以相应回路的即：  = 2×180×1.05 3×220 = 0.9915KA
3）按开断电流选择：  = 17.368 KA  即 ≥17.368KA
4）按短路关合电流选择：  = 44.2884KA  即 44.2884KA
根据以上数据初步选择LW6－220型SF6断路器其参数如下表：
表6-1 断路器参数
额定电压最高工作电压
额定电流
额定开断电流为
额定闭合电流峰值
动稳定电流峰值
4S热稳定电流额定开断时间额定闭合时间固有分闸时间燃弧时间取
KV KV A KA KA KA KA S S S S
220 252 3150 50 100 100 50 0.06 0.09 0.036 0.05

5）校验热稳定，取后备保护为0.15S
= 0.036 + 0.05= 0.086S
=0.086+0.15=0.2366s
= 17.3682×0.2366 = 71.37
= 502×4 = 10000
即  满足要求
= 17.3680.2366/4 = 4.224< 40满足要求
6）检验动稳定：
  = 26.226< 100  满足要求
故选户外LW6－220型SF6断路器满足要求：
表6-2 断路器参数比较
项目
设备 LW6－220
产品数据计算数据
Vmax≥Vgmax 252KV 253KV
Ie≥Igmax 3150A 991.5A
ieg≥ic 100KA 44.2884KA
Iekd≥I″ 50KA 17.368KA
idw≥icj 100KA 26.226KA
Qr≥Qd 10000KA2.S 71.37KA2.S
2、110KV侧断路器
考虑到2台主变及一定的交换功率
1）额定电压： = 1.15×110 = 126.5KV；
2）额定电流：
=  = 1.05×2×180 3×110 =1.9845KA；
3）按开断电流选择： ≥ I= 11.19KA  即 ≥11.19KA；
4）短路关合电流： = 28.53KA  即 ≥28.53KA；
根据以上数据可以初步LW14－110型SF6断路器选择，其参数如下表：
表6-3 断路器参数
最高工作电压额定工作电压固有分闸时间燃弧时间取额定电流额定开断电流短路关合电流峰值动稳定电流峰值 3S热稳定电流
126KV 110KV 0.025S 0.05s 2000A 31.5KA 80KA 80KA 31.5KA
5）检验热稳定取后备保护为0.15S
= 0.025+0.0 5 = 0.075S =1
=0.075+0.15=0.225S
= 11.192×0.225= 28.17
= 31.52×3 = 3969
即  满足要求
检验动稳定：
            = 28.53< ＝ 80满足要求
由以上计算表明选择LW14－110型SF6断路器能满足要求，列出下表：
表6-4 断路器参数比较
项目
设备 LW14－110
产品数据计算数据
  (kv)
126 126.5
  (A)
2000 1984.5
  (KA)
80 30.115
  (KA)
31.5 11.19
  (KA)
80 28.53
  ( )
2976 28.174
3．110kv侧最大一回负荷出线侧断路器
  1）额定电压： = 1.15×110 = 126.5KV；
2）额定电流：
= =1.05×40 3×110×0.6 ＝0.367KA；
3）按开断电流选择： =11.19KA  即 ≥11.19KA；
4）短路关合电流：  = 16.898KA  即 ≥16.898KA；
根据以上数据可以初步选择SW14－110高压少油断路器，其参数为：
表6-5 断路器参数
最高工作电压额定电压固有分闸时间燃弧时间额定电流额定开断电流短路关合电流峰值动稳定电流峰值 4S热稳定电流
126KV 110KV 0.05S 0.05S 1250A 31.5KA 80KA 80KA 31.5KA
5）检验热稳定取后备保护为0.15S
= 0.05+0.0 5 = 0.1S
=0.075+0.15=0.25s
  = 11.192×0.25= 31.3
= 31.52×3 = 2969
即  满足要求
检验动稳定：
         ＝ 80满足要求
根据以上计算表明选择SW14－110型SF6断路器能满足要求，列表如下：
表6-6 断路器参数比较

项目设备 SW14－110
产品数据计算数据
(kv)
126 126.5
  (A)
1250 367
  (KA)
80 16.898
  (KA)
31.5 11.19
  (KA)
80 28.53
  ( )
29.76 31.3
6.2.3  隔离开关选择计算
选择隔离开关，跟选择断路器相同，其校验有所不同[8]
为了维护及操作方便，同理220KV、110KV、10KV都造同类型
1、220K侧隔离开关
1）    = 1.25V 即  = 1.15×220 = 253KV
2）额定电流：  =  = 991.5A
根据以上数据，可以初步选择户外GW7－220DW型，隔离开关，其参数如下：额定电压220KV，最高工作电压252KV，额定电流1600A，动稳定电流峰值80KA，热稳定电流3S为31.5KA，并带按地刀闸。
3）校验热稳定：
= 0.036 + 0.05= 0.086S
=0.086+0.15=0.2366s
  = 17.3682×0.2366 = 71.419
  = 31.52×3 = 2978
即满足要求
6）检验动稳定：
= 80KA
即：  满足要求
由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。
由上述计算表明，选择GW7－220DW型隔离开关能满足要求，列出下表：表6-6表6-7 隔离开关参数比较
项目
设备 GW7－220DW
产品数据计算数据

252KV 253KV

1600A 991.5A

2978KA2.S 71.37KA2S

80KA 44.2884KA
选择隔离开关，跟选择断路器相同，其校验有所不同
为了维护及操作方便，同理220KV、110KV、10KV都造同类型
1、220K侧隔离开关
1）    = 1.25  即 = 1.15×220 = 253KV
2）额定电流： =  = 991.5A
根据以上数据，可以初步选择户外GW7－220DW型，隔离开关，其参数如下：额定电压220KV，最高工作电压252KV，额定电流1600A，动稳定电流峰值80KA，热稳定电流3S为31.5KA，并带按地刀闸。
3）校验热稳定：
  = 0.036 + 0.05= 0.086S
=0.086+0.15=0.2366s
= 17.3682×0.2366 =71.37
= 31.52×3 = 2978
即满足要求
6）检验动稳定：
   = 80KA
即：  满足要求
由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路电流的校验。
由于上述计算选择GW5－110Ⅱkw型户外隔离开关能满足要求：
表6-8 隔离开关参数比较
项目设备 GW5－110Ⅱkw
产品数据计算数据

126KV 126.5KA

2000A 1984.5A

3969
28.174

100KA 28.53KA
3．110kv侧最大一回负荷出线侧隔离开关
  1）额定电压：    = 1.15×110 = 126.5KV；
2）额定电流：
= =1.05×40 3×110×0.6 ＝0.367KA；
根据以上计算数据可以初步选择户外GW4－110型隔离开关，其参数如下：额定电压110KV，最高工作电压126KV，额定电流1000A，动稳定电流80KA，4S热稳定电流有效值25KA。
3、检验热稳定，同110KV侧扩路器相同
即 = 0.05+0.0 5 = 0.1S
=0.1+0.15=0.25S
= 11.192×0.25= 31.3
= 252×4=2500
Ｑr>Qd  满足要求
4）检验动稳定：
= 28.53KA    = 80KA
即：  满足要求
由于上述计算选择GW4－110型户外隔离开关能满足要求:
表6-9 隔离开关参数比较
设备
项目 GW4－110
产品数据计算数据

126KV 126.5KA

1000A 367A

1600
31.3

80KA 28.53
6.3  限流电抗器的选择
10KV最大一回负荷出线正常工作时
= 151.55A
短路时，由前面短路计算可知
=58.176KA
如果不加装电抗器，将无法选择断路器，因此，在10kv侧出线需加装电抗器。
根据10kv侧出线的额定电压和最大负荷电流，选定断路器型号为SN10-10Ⅰ,其技术参数为，额定电压10kv，额定电流1000A,额定开断电流16KA,额定断流容量300MVA，固有分闸时间0.06S,燃弧时间0.05s，（则断路器全分闸时间为0.11S）,出线保护时间1s，
则电抗器限制短路电流到 =16KA,取＝5.5KA, ＝10.5KV, ＝100MVA，系统归算到电抗器前总电抗为
=0.3572//0.051+0.05=0.095
初选型号NKL-10-400电抗器，Un＝10kv，In＝300A,
则XL(%)= = ＝1.42％
选用限流电抗器型号为NKL-10-400-3,其参数如下：
表6-10限流电抗器参数
额定电压KV 额定电流A 额定电抗％通过容量KVA
10 300 3 3*1734
电压损耗和残压校验
电抗标幺值X*L=
X* =X*L+X =0.524+0.095=0.619
电压损失检验：普通电核器在运行时，电抗器的电压损失不大于额定电压的5%
U(%)=XL(%) ＝
母线残压检验：为减轻短路对其他用户的影响，当线路电抗器后短路时，母线残压不能于电网额定值的60～70%

动，热稳定校验：

由此可见，电压损失、残压，动、热稳定均能满足要求
6.4  互感器的选择
6.4.1  概述
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况，其作用有[11]：
1）将一次回路的高电压和电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量
仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，便于屏内安装。
2）使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。
电流互感器的特点：
1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流完全取决于被测量电路的负荷，而与二次电流大小无关；
2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。
电压互感器的特点：
1）容量很小，类似于一台小容量变压器，但结构上需要有较高的安全系数；
2）二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，互感器近似于空载状态运行，即开路状态。
互感器的配置：
1）为满足测量和保护装置的需要，在变压器、出线、母线分段及所有断路器回路中均装设电流互感器；
2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器，如：发电机和变压器的中性点；
3）对直接接地系统，一般按三相配制。对三相直接接地系统，依其要求按两相或三相配制；
4）6－220KV电压等级的每组主母线的三相上应装设电压互感器；
5）当需要监视和检测线路有关电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。
一、电流互感器的选择
1、电流互感器由于本身存在励磁损耗和磁饱和的影响，使一次电流I1与-I′2在数值和相位上都有差异，即测量结果有误差，所以选择电流互感器应根据测量时误差的大小和准确度来选择。
2、电流互感器10%误差曲线：
是对保护级（BlQ）电流互感器的要求与测量级电流互感器有所不同。对测量级电流互感器的要求是在正常工作范围内有较高的准确级，而当其通过故障电流时则希望早已饱和，以便保护仪表不受短路电流的损害，保护级电流互感器主要在系统短路时工作，因此准确级要求不高，在可能出现短路电流范围内误差限制不超过-10%。电流互感器的10%误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过-10%的条件下，一次电流的倍数入与电流互感器允许最大二次负载阻抗Z2f关系曲线。
3、额定容量
为保证互感器的准确级，其二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量。
即： =
（Ω）
   — 测量仪表电流线圈电阻
   — 继电器电阻
   — 连接导线电阻
   — 接触电阻一般取0.1Ω
4、按一次回路额定电压和电流选择
电流互感器用于测量时，其一次额定电流应尽量选择得比回路中正常工作电流大1/3左右以保证测量仪表的最佳工作电流互感器的一次额定电压和电流选择必须满足：，为了确保所供仪表的准确度，互感器的一次工作电流应尽量接近额定电流
  — 电流互感器所在电网的额定电压
— 电流互感器的一次额定电压和电流
— 电流互感器一次回路最大工作电流
5、种类和型式的选择
选择电流互感器种类和形式时，应满足继电保护、自动装置和测量仪表的要求，再根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（穿墙、支持式、装入式等）来选择。
6、热稳定检验
电流互感器热稳定能力常以1S允许通过一次额定电流的倍数来表示，即：（或≥  ）
7、动稳定校验
电流互感器常以允许通过一次额定电流最大值（  ）的倍数 —动稳定电流倍数，表示其内部动稳定能力，故内部动稳定可用下式校验：

短路电流不仅在电流互感器内部产生作用力，而且由于其邻相之间电流的相互作用使绝缘帽上受到外力的作用。因此需要外部动稳定校验，即：

对于瓷绝缘的母线型电流互感器（如LMC型）可按下式校验

在满足额定容量的条件下，选择二次连接导线的允许最小截面为：
m2
二、电压互感器的选择
1、电压互感器的准确级和容量
电压互感器的准确级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差最大值。
由于电压互感器本身有励磁电流和内阻抗，导致测量结果的大小和相位有误差，而电压互感器的误差与负荷有关，所以用一台电压互感器对于不同的准确级有不同的容量，通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。
2、按一次回路电压选择
为了保证电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电网电压应在（1.1~0.9）范围内变动，即应满足：

3、电压互感器及型式的选择
电压互感器的种类和型式应根据安装地点和使用条件进行选择，在6～35KV屋内配电装置中一般采用油浸式或浇注式电压互感器。110～220KV配电装置中一般采用半级式电磁式电压互感器。220KV及以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。
4、按容量的选择
互感器的额定二次容量（对应于所要求的准确级），应不小于互感器的二次负荷，即：


、  — 仪表的有功功率和无功功率
综上所述，为了确保运行的可靠性，电流互感器选择传统型，电压互感器选择电子型互感器，突出智能变电站的一些智能特性。
6.4.2  220KV侧电子式电压互感器
主变220KV侧CT的选择
一次回路电压：
二次回路电流：
动稳定校验：

满足动稳定要求。
热稳定校验：


根据以上计算，初选LDTZGB-220户外独立式电子式电流互感器，其参数如下：表6-11 LDTZGB-220参数
项目
设备 LDTZGB-220
产品数据计算

220KV 220KV

1200A 496.01A
＞
518KA S
115.743KA S

＞
101.81KA 44.309KA
220KV母联CT：
由于220KV母联与变高220KV侧的运行条件相应，故同样选用
型CT。
6.4.3  110KV侧电子式电压互感器
主变中110KV的CT的选择：
一次回路电压：
二次回路电流：
动稳定校验：

热稳定校验：

满足热稳定性要求。综上所述，所选的电子式电流互感器LDTZGB-110满足动热稳定性要求。
表6-12 LDTZGB-110参数
项目
设备 LDTZGB-110
产品数据计算数据

110KV 110KV

1200A 992.02A
＞
8100KA S
186.747KA S

＞
229.10KA 24.484KA
110KV母联CT的选择。
母联的工作条件与变中110KVCT应相同，所以同样选择型CT
6.4.4  10KV侧电压互感器
10KV主变进线回路CT的选择
1、一次回路电压：
2、二次回路电流：
3、动稳定校验：

4、热稳定校验：

满足热稳定性要求。
综上所述，考虑到电子式互感器的不稳定性、确保变电站的稳定运行，所选的电流互感器为传统LCZD-10/（11000/5）满足动热稳定性要求：
表6-13 LCZD-10/（11000/5）参数
设备
项目 LCZD-10/（11000/5）
产品数据计算数据

10KV 10KV

1100A 10912.24A
＞
193600KA S
12898.306KA S

＞
1399.86KA 51KA
10KV母联CT的选择：
由于10KV母联只在一台主变停运时才有大电流通过，与10KV母线侧电流互感器相同，所以同样选择户LCZD-10/（11000/5）户外独立式电流互感器
6.4.5  电流互感器的选择
电压互感器的选择和配置应按下列条件：
型式：6～20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV～110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器
一次电压、，为电压互感器额定一次线电压。
二次电压：按表所示选用所需二次额定电压。
准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，
继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：
用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。
供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为１级。
用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。
在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级
6.4.6  220KV侧电子式电流互感器的选择
型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。
电压：额定一次电压：
准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级，查相关设计手册，选择电子式电压互感器的型号：JDFDG—220。
额定变比：
6.4.7  110KV侧电子式电流互感器的选择
型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用。
电压：额定一次电压：
准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为0.5级。
查《发电厂电气部分》，选定PT的型号为：JDFDG-110
额定变比为：
6.4.8  10KV侧电流互感器的选择
型式：采用树脂浇注绝缘结构PT，用于同步、测量仪表和保护装置。
电压：额定一次电压：
准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级。
查《发电厂电气部分》选定PT型号：JDJ-10
额定变比为：10/0.1KV

第七章  电气总平面布置及配电装置的选择
7.1  概述
配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分。它是按主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。
配电装置按电气设备装置地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式，又可分为：由电气设备在现场组装的配电装置，称为配式配电装置和成套配电装置。
屋内配电装置的特点：①由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；②维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；③外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；④房屋建筑投资大。
屋外配电装置的特点：①土建工程量和费用较小，建设周期短；②扩建比较方便；③相邻设备之间距离较大，便于带电作业；④占地面积大；⑤受外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；⑥外界气象变化对设备维修和操作有影响。
成套配电装置的特点：①电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；②所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；③运行可靠性高，维护方便；④耗用钢材较多，造价较高。
配电装置应满足以下基本要求：
1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策；
2）保证运行可靠，按照系统自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离；
3）便于检修、巡视和操作；
4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价；
5）安装和扩建方便。
配电装置的设计原则：
1）节约用地；
2）运行安全和操作巡视方便；
3）考虑检修和安装条件；
4）保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；
5）节约三材，降低造价；
6）安装和扩建方便。
7.2  高压配电装置的选择
配电装置的整个结构天寸，是综合考虑到设备外形尺寸，检修维护和搬运的安全距离，电气绝缘距离等因素而决定，对于敞露在空气中的配电装置，在各种间距中，最基本的是带电部分对地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，在这一距离下，无论为正常最高工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿[12]。
表7-1 屋外配电装置的安全净距（mm）
符号适用范围图号额定电压（kv）
3-10 15-20 35 63 110J 110 220J 220 500J
A1 1、带电部分至接地部分之间
2、网状遮栏向上延伸线距2.5m处与遮栏上方带电部分之间
10-1

10-2

200

300

400

650

900

1010

1800

2500

3800
A2 1、不同相的带电部分之间
2、断路器和隔离开关的断口两
引线带电部分之间
10-1

10-3

200

300

400

650

1000

1100

2000

2800

4300

B1 1、设备运输时，其外部至无遮栏带电部分之间
2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间
3、栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间
4、带电作业时的带电部分至接地部分之间

10-1
10-2
10-3

950

1050

1150

1400

1650

1750

2550

3250

4550
B2 1、网状遮栏至带电部分之间 10-2 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900

C 1、无遮栏裸导体至地面之间
2、无遮栏裸体至建筑物、构筑物之间 10-2

10-3
2700
2800
2900
3100
3400
3500
4300
5000
7500

D 1、平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间
2、带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间
10-1

10-2

2200

2300

2400

2600

2900

3000

3800

4500

5800
表7-2屋外配电装置的安全净距（mm）
符号适用范围图号额定电压（kv）
3 6 10 15 20 35 63 110J 110 220J

A1 1、带电部分至接地部分之间
2、网状和极状遮栏向上延伸线距地2.3m处当遮栏上方带电部分之间
10-4
75
100
125
150
180
300
550
850
950
1800

A2 1、不同相的带电部分之间
2、断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间
10-4
75
100
125
150
180
300
550
900
1000
2000

B1 1、栅状遮栏至带电部分之间
2、交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间
10-4
825
850
875
900
930
1050
1300
1000
1700
2550
B2 网状遮栏至带电部分之间 10-5 175 200 225 250 280 400 650 950 1050 1900
C 无遮栏裸导体至地（楼）面之间 10-4 2375 2400 2425 2450 2480 2600 2850 3150 3250 4100
D 平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间 10-4 1875 1950 1925 1980 1980 2100 2350 5000 2750 3600
注：110J、22J、330J、500J系指中性点直接接地网
以上表中所列出各种间隔距离中最基本的最小安全净距，《高压配电装置设计技术规程》中所规定的A值，它表明带电部分至接地部分或相间的最小安全净距，保持这一距离时，无论正常或过电压的情况下，都不致发生空气绝缘的电击穿。其余的B、C、D值是在A值的基础上，加上运行维护、搬运和检修工具活动范围及施工误差等尺寸而确定的。
本变电所三个电压等级：即220KV、110KV、10KV根据《电力工程电气设计手册》规定，110KV及以上多为屋外配电装置，35KV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，故本所220KV及110KV采用屋外配电装置，10KV采用屋内配电装置。
根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可以分为中型、中高型和高型等。
1、中型配电装置：中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作售货员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。这种布置特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，此种配电装置用在非高产农田地区及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度较高地区建用。这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装抢修方面积累了比较丰富的经验。
2、半高型配电装置，它是将母线及母线隔离开关抬高将断路器，电压互感器等电气设备布置在母线下面，具有布置紧凑、清晰、占地少等特点，其钢材消耗与普通中型相近，优点有：
①占地面积约在中型布置减少30%；
②节省了用地，减少高层检修工作量；
③旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很方便。缺点：上层隔离开关下方未设置检修平台，检修不够方便。
3、高型配电装置，它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5%，但其耗钢  多，安装检修及运行中条件均较差，一般适用下列情况：
1）配电装置设在高产农田或地少人多的地区；
2）原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；
3）场地狭窄或需要大量开挖。
本次所设计的变电站位于市郊区，地质条件良好，所用土地工程量不大，且不占良田，所以该变电所220KV及110KV电压等级均采用普通中型，配电装置，而本变电所采用的是软导线，采用普通中型布置，具有运行维护、检修且造价低、抗震性能好、耗钢量少而且布置清晰，运行可靠，不易误操作，各级电业部门无论在运行维护还是安装检修，方面都积累了比较丰富的经验。
若采用半高型配电装置，虽占地面积较少，但检修不方便，操作条件差，耗钢量多。选择配电装置，首先考虑可靠性、灵活性及经济性，所以，本次设计的变电所，适用普通中型屋外配电装置，该变电所是最合适的。
第八章  结束语
经过四个多月的时间，我顺利的完成了这次毕业设计。从总体上来说，我对自己的成果还是比较满意的，也基本上达到了卢强院士的要求。这段时间我翻阅了许多的书籍，从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计。不过由于本人经历、阅历、实际操作能力有限。难免存在一些不近人意的地方，请各位老师指点。
通过本次设计，不仅丰富了我的专业知识，还让我深深体会到了认识事物的过程。从拿到题目，再查阅资料，对题目进行设计、论证、修改到设计的完成。体现了理论联系实际的重要性。更重要的是这次设计让我学会了让自己独立完成一件事情，为将来参加工作做好基础。当然这次设计从开始到结束都离不开李老师的帮助，在此表示谢意。

致谢
本设计的顺利完成，自己付出了许多劳动，但与卢强院士的细心指教是分不开的。在过程中体现出卢强院士的渊博专业知识，更体现出了卢强院士的宽厚待人的品质。我在设计过程中不但学会了勤奋求实的工作精神，更懂得了待人的品质。这一切将在我以后的工作生涯中起着重要的作用。借此机会，向帮助过我的李老师表示衷心的谢意！
在此过程中，我从对变电站的生疏，到了解，再到深入研究，第一次完成了一件实际应用的设计，感觉有不少的收获，虽然，在这个过程中我也曾遇到了不少困难，但是，在老师和同学们的热情帮助和我自己的不懈努力下，所有的难题都被我逐个解决。在此过程中，我还要特别感谢给予我帮助的同学、朋友们，是在他们的鼓励、支持下我才会有今天的成绩。

redplum · 发表于 2012-10-27 00:18:53

资料很详实，不用费流量，楼主赞一个

liuqingrui · 发表于 2012-10-27 10:29:26

没有图

ssshh · 发表于 2012-10-27 12:04:10

不用费流量，楼主赞一个

mingyu · 发表于 2012-10-27 16:22:39

回复 1# 独钓寒江623

楼主为什么不弄个附件方便下载呢，这样直接复制格式都变了，只是部分内容吧。

baijin0002 · 发表于 2014-11-22 19:56:58

看不到图啊

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