220kv变电站二次回路 220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计

220kv变电站二次回路 220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计

220kv变电站二次回路 220kV、110kV、10kV终端变电站的一次回路及防雷

设施的设计

第一章 原始资料及设计任务...................................2

第一节 原始资料.............................................2 第二节 设计任务.............................................4

第二章 主变台数、容量及型号的选择...........................5 第三章 电气主接线的选择确定.................................6 第四章 有关参数及短路电流计算..............................14 第五章 设备选择及校验计算..................................21 第二节 110KV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验..............24

第三节 10KV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验...............28

第六章 防雷接地保护........................................34

1

第七章 配电装置设计和平面布置..............................38 龙网 WWW 筑.Z

第一节 220KV线路侧断路器、隔离开关等设备的选择及校验........21 HULO

第二节 短路电流计

算........................................15 NG第一节 有关参数计算........................................14 .COM第三章 短路电流计算成果.....................................9

第一章 原始资料及设计任务

第一节 原始资料

1、系统接线如图所示

B系统：S=1500MVA,X=0.42 C系统：S=4000MVA,X=0.30

A—B线路长为50km,线型为LGJQ—400 B—C线路长为100km,线型为LGJQ—400 B—D线路长为100km,线型为LGJQ—400 A—D线路长为120km,线型为LGJQ—400 C—

1

D线路长为80km,线型为LGJQ—400 二、待设变电站负荷情况： 1、110kV负荷情况 2 筑龙

.CO一、系统情况 M110kV城区变电站电气一次回路 用电单位 最大负荷（MW）

功率因数 回路数 供电方式 距离（km）J厂架空K厂架空L厂架空钢铁厂南配电站北配电站架空备用负荷同时率：0.8，一级负荷38％，二级负荷50％，三级负荷15％ 2、10kV负荷情况 用电单位 最大负荷（MW） 功率因数 .Z 3 HULO

回路数 供电方式 距离（km）架空电缆电缆电缆电缆架空电缆厂无线电厂汽制厂配电变压器A 配电变压器B 其他筑 塑料厂龙 自来水厂网

仪表厂架空架空电缆备用 W

1

WW NG .CO M 架空架空

负荷同时率：0.68，一级负荷30％，二级负荷40％，三级负荷30％ 3、所用负荷

总负荷：2500kVA，其中：一级负荷：20％，二级负荷：30％，三级负荷：50％。 三、设计要求 参考书的代号：

a.《电气工程电气设计手册》一、二次部分 b.《电力工程电气设备手册》 c．《发电厂电气部分》

d.《发电厂电气部分设计参考资料》

三、 短路电流计算； 四、 配电装置设计。 五、 防雷设计；

筑龙网二、 选择待设变电站一次设备并进行校验； W一、

1

待设计变电站（D站）主接线； WW.Z第二节 设计任务 4 HULONG.CO合理选择主接线方式及各供电设备，计算短路断流。 M要求完成220kV/110kV/10kV终端变电站的一次回路及防雷设施的设计，

第二章 主变台数、容量及型号的选择

正确合理的选择变压器的台数、容量和类型是电力系统规则和具体变电所主接线设计的一个主要问题。

从本次设计出发，电源电压等都为220kV是终端变电所，负荷比较重，选择二台主变从经济角度看也是可以的，在一台变压器故障或检修时，仍可保证用户供电,故选用两台变压器。

46/0.9+40/0.9+38/0.9+40/0.8+32/0.85+35/0.85＝266.6MW 10kV最大负荷： 15.2MW

D站的最大负荷为:266.6+15.2＝281.8MW

根据电力系统5-10的发展计划进行选择, 还应考虑，利用变压器的正常和事故情况下过负荷能力，当一台主变事故或检修停运时可保证大于60%负得，主变型号为FSZ9-150000/220kVA，其参数如下：

接线组别：YN/yn0/d11 型号：SFSZ9-150000/220KVA 额定电压： 220（+10、 -6）×1.5％/121/11kV 短路电压%：高中14.55 高低 24.73 中低 8.18

1

5 筑龙网所最大负荷，本设计选用两台主变器容量、型号相同（远景三台），查手册 W荷的供电，我国现行规程中按，Su=0.6Sm，式中Su为主变容量，Sm为变电WW.ZHULO（1000+800+600+2500+1800+1200+2000）/0.8+（1600+900）/0.9＝NG.CO110kV最大负荷： M 变压器容量的选择

第三章 电气主接线的选择确定

电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。 一、220kV母线的方案 现比较以下两种方案

方案一：采用单母线分段带旁路 筑

ZHULO并综合经济性、操作灵活等因素来选择最佳方案。 NG待设变电站高压侧连接着220kV电网，应以保证不影响这一原则为重，.CO M

1

优点：

1、用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。

2、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 6 缺点：

1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。

2、扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。

3、当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。 方案二、双母线带旁路

1、采用双母线接线，对重要负荷可以从不母线引出两个回路，提供双回路供电。

2、安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段

3、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，采用倒母线的方法将负荷倒至另一母线上，该段母线的回路都要在检修期间无需停电。

1

缺点：

1、操作复杂，容易发生误操作。 2、采用设备较多，投资较大。

经过上述比较，方案二的初期投资较大，但可靠性较高，扩建容易，方案一虽然初期建造费用较低，布置简单，操作方便，但可靠性不如方案一， 7 M筑切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。 龙网 W优点： WW

故选择双母线带旁路接线为220kV侧主接线。

二、110kV母线的方案

根据任务书要求，l10kV侧进出线共计10回。据《35kV～ll0kV变电所设计规范》：当变电所装有两台主变压器时，110kV侧宜采用双分段接线，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。故预选方案为：单母线分段接

由于所预选方案在第一节均已列出，故在此不再重复。也选择双母线

1、可选方案，10kV侧出线14回，宜采用室内配电装置，可选择接线有单母线分段及双母线接线，双母线分段接线。 2、各方案优缺点： （1）单母线分段接线 有两个电源供电。

1

2）当出线为双回路时，常使架空线交叉跨越； 3）扩建时需向两个方向，向衡扩建。

1）6-10kV配电装置出线回路数为6回及以上时； 2）35-63kV配电装置出线回路在4-8回时； 3）110kV-220kV配电装置出线回路数为3-4回时。 （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，检修任一回路母线隔离开关，只停该回路。 8 筑适用范围： 龙网 W优点：1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路WW.ZHULO三、10kV母线的方案 NG带旁路接线为110kV侧主接线。 .CO线和双母线接线。 M

调度灵活：各个电源和各回路负荷可以任意分配，到某一组母线上能灵活地适应系统中各种运行方式，调度和潮流变化的需要。

扩建方便：向方线的左右任何一个方向扩建，向不影响两组母线的电源和负荷的均匀分配，不会引起源有回路的停电，当有双架空线路时，可以顺序布置，以至连接不同的母线时，不会如单母线分段那样导致出线交叉跨线。 便于试验，当千别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接故障或检修时，隔离开关作为倒换，操作电器容易误操作，

1

为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。

障后要求迅速恢复供电，母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电， 系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：

6-10kV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时； 10-220kV配电装置出线回路数为5回及以上或当110-220kV配电装置，在系统中居重要地位，出线回路数为4回及以上时。

10kV侧主接线采用单母线分段接线。 第三章 短路电流计算成果

一、短路电流计算成果表 短路点 支路名称 稳态短路 电流（kA）冲击电流（kA） 短路容量（MVA）

母线筑龙网较大 W 35-63kV配电装置, 当出线回路数超过了回时,或连接的电源较多负荷WW.Z9 HULO适用范围：当母线回路数或母线上电流较多，输送和穿超功率较大，母线故NG.CO 缺点：增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关，当母线M至一组母线上。 母线母线

二、变压器的选择 额定容 型号

1

量(KVA)

SFSZ9-电压调整范围 220± 损耗（KW） .C O

短路 热稳定电流（A） 额定电压(KV) 高压 低压 M

阻抗电压(%) 24.73 空载电流(%) 连接组别 空载 HULO NG

150000150000 10×/220 1.5% 14.55 0.26 YN, YN0,d11 .ZWW W 额定电 额定电

1

8.18

三、开关设备的选择 设备名称 断路器 隔离开关 断路器 隔离开关

极限通过电流（kA） 网 型号

短路容量（MVA） 压（kV）流（A）筑 龙 10 断路 器 断路 器 隔离 开关 隔离 开关

1

四、各级电压互感器的选择

G.CO M 11 五、各级电流互感器的选择 型式 额定电流比 级次组合 准确度 二次负1S热稳 荷（Ω） 定倍数 1 安装地点 40 220kV母线

LZZBJ9－10A1 LZZBJ9－10A1 六、避雷器的选择 型号 最高持续工作电压（kV母线 .Z

额定电压（kV） HU LO 残压（kV） 数量 NG 10kV出线 .CO

1

M 出线

安装地点 220kV母线 110kV母线 变压器中性点 网 W WW 2组 2组

七、高压熔断器的选择 型号 额定电压（kV） 筑 2组 龙 1组母线 额定电流（A） 12

断流容量（MVA） 安装地点 备注

10kV电压 互感器

1

八、导体截面选择 设备名称 型号

最大安全电流（A 允许应力

220kV母线110kV母线10kV母线 13

85×106 PA 125×10双排矩形 铝母线 .CO 3282 85×106 PA 69×106 PA 筑 龙 网 W WW .Z

1

HULO NG M

第四章 有关参数及短路电流计算

第一节 有关参数计算 一、线路参数

导线型号：LGJQ－400

故Dm＝Dab×Dbc×Dac=×7×14＝8.82 m x1＝0.1445×lg ＝0.42Ω/km b0＝ 线路阻抗：

A—D R＋jX＝（0.0748＋j0.42）×120＝8.976＋j50.4 B—D R＋jX＝（0.0748＋j0.42）×100＝7.48＋j42 线路无功损耗

11212-6QA－D＝－UBA-B L＝－×220×2.70×10×120 222

＝－j7.84Mvar

111QB－D＝－U2BB-C L=－×2202×2.70×10-6×100 222 ＝－j6.534Mvar

筑C—D R＋jX＝（0.0748＋j0.42）×80＝5.984＋j33.6

1

龙网 W7.58 7.58 -6-6×10-6＝×10＝2.70×10S/km D8820lglgm27.36rdz2WW.Z14 HULODm8820＋0.0157＝0.1445×lg＋0.0157 d27.3622NG.CO220kV线路的线间距离为7m M查表得 r0＝0.0748Ω/km d＝27.36mm 11212-6QC－D＝－UBD-C L=－×220×2.70×10×80 222

＝－j5.227Mvar

二、变压器参数计算 主变压器的短路电压：

高压侧与中压侧绕组间的短路电压：UK1-I％=14.55 中压侧与低压侧绕组间的短路电压：UK1-III％=8.18 变压器各支路基准标准值：

X1*=UK1%S×B=0.104 100Se X2*=UK2%SB×=-0.007 100Se UK3%S×B=0.061 100SeX3*= 筑龙

一、计算电抗

选Sj＝100MVA, 220kV侧Uj＝Up＝230kV,

15 网 W =9.18 第二节 短路电流计算

WWUK1-II=1（UK1-I%+UKII-III%-UK1-I%） 2.Z =-1 HULO1(14.55+24.73-8.18)＝15.55 21同理：UK1-II=

1

（UK1-I%+UK1-III%-UK1-II%） 2 ＝NGUK1-I％＝1（UK1-I%+UK1-II%-UK1-III%） 2.COM高压侧与低压侧绕组间的短路电压：UK1-II％＝24.73

110kV侧Uj＝Up＝115kV, 10kV侧Uj＝Up＝10.5kV 计算线路电抗标幺值： A—D X＝X *1 Sj 2UP ＝50.4×SjU 2P 100230 2 ＝0.095

B—D X*＝X2 ＝42× 100230 2 ＝0.079 C—D X＝X 二、短路电流计算 *

1

3 U 2P ＝33.6× 230 2

2、为选择和检验电气设备必须计算通过该选择电气设备的最大可能短路电流值此值应按正常运行方式决定。

3、为选择电气设备，短路电流计算按最大运得方式考虑。 4、计算短路电流考虑发展的要求。 路电流计算。

取d1和d2 、d3两个三相短路点，计算最大运行方式下的短路电流。 等值电路如图所示： 筑 龙 网

考虑线路未端，该用变等其它短路电流及选择220 kV、110kV、10kV母线短 W

5、本次计算不考虑断电保护装置，故不计算最小运行方式下短路电流，不

1

WW .Z 16 HULO

1、计算电路图是根据选定的主接线及其运得方式为选择电气设备而设定的。 NG .C O ＝0.0 Sj 100 M

1、当d1点短路时，阻抗图简化为如图所示

U**X10＝（X1＋0.36）//（X*＋0.42）//（X3＋0.30） 2 ＝0.144 则：I*＝K1 11 ==6.94 * X100.144 化为有名值：

1

17

I∞＝IK1 = I*K1 ×三相冲击电流： SjUP ＝6.94× 1003×230 ＝1.742kA

iSh＝2.55 I∞＝2.55×1.742＝4.44 kA 三相短路容量： Skt＝Up IK1＝3×230×1.742＝693.96（MVA） 2、当d2点短路时，阻抗图简化为如图所示 短路回路的等值等值电抗为：

**X11＝X12＝X*＋X*＝0.097 45***X13＝X11//X12＝0.0485 ***X14＝X10＋X13＝0.1925 I*＝K2 11 ==5.195 * 0.1925X14 18

化为有名值： I∞＝IK2 = I*K2 ×三相冲击电流：

1

iSh＝2.55 I∞＝2.55×2.61＝6.65 kA 三相短路容量： SjUP ＝5.195× 1003×115 ＝2.61kA

3、当d3点短路时，阻抗图简化为如图所示 O

短路回路的等值等值电抗为：

***X15＝X16＝X*＋X＝0.165 46***X17＝X15//X16＝0.0825 ***X18＝X17＋X10＝0.2265 19 M

Skt＝Up IK2＝3×115×6.65＝1324.7（MVA） I*＝K311==4.415 *X180.1925 化为有名值：

I∞＝IK3 = I ×三相冲击电流： *K3SjUP＝4.415×1003×10.5＝24.28kA

Skt＝Up IK3＝×10.5×24.28＝441.6（MVA）

220kV区最大的短路电流为1.742kA，110kV区最大的短路电流为

1

2.61kA，10kV区最大的短路电流为24.28kA，对电气设备造成的冲击不大。

筑龙网 WWW20 .Z所以220kV及110kV母线可以并列运行，10kV母线可以单母线运行。 HULONG.CO三相短路容量： MiSh＝2.55 I∞＝2.55×24.28＝61.9 kA 第五章 设备选择及校验计算

第一节 220kV线路侧断路器、隔离开关等设备的选择及校验 一、断路器的选择及校验 1、 Ug<Un Ug:断路器所在电网工作电压

110kV Un=1.1Ue=121kV 10kV Un=1.15Ue=11.5kV 2、各侧长期最大工作电流： 220kV侧 Ig.max= 266.6+15.23×220×0.85266.6 ＝0.87kA 3×110×0.8515.2 10kV侧 Ig.max=

d1点短路参数：I∞＝Ik1＝1.742 kA iSh＝4.44 kA Skt＝693.96（MVA）

试选用北京ABB开关厂生产的HPL245B1型SF6高压断路器，其技术参数：Ue＝252kV，Ie＝4000A, Ikd＝50kA, It＝31.5kA 4S, Imax＝80kA Sed＝Ue Ikd＝3×252×50＝

1

21823（MVA）

设主保护动作时间为0.2S，断路器全分闸时间为0.15S, ″″

则t＝0.2＋0.15＝0.35S，β＝I/I∞＝1,查表得 tz＝0.3S

tdz＝tz+ 0.05β＝0.3＋0.05＝0.35S 校验：Ig.max﹤Ie Skt﹤Sed iSh﹤Imax 21 筑 龙 网

3×10×0.85 W WW

110kV侧 Ig.max= ＝1.03kA .Z ＝1.65kA HULO NG .CO

220kV Un=1.1Ue=242kV

1

M

Un:断路器额定电压

I∞2tdz＝1.7422×0.35＝1.062 kA2.S It2t＝31.52×4＝3969 kA2.S I∞2tdz﹤ It2t

故所选北京ABB开关厂生产的HPL245B1型SF6高压断路器完全满足d1点短路条件下短路容量，动、热稳定的要求。

GW16-220IDW型隔离开关 ，其技术参数：Ue＝220kV，Ie＝1600A, It＝31.5kA 4S, Imax＝80kA 校验：Ig.max﹤Ie iSh﹤Imax

I∞2tdz＝1.7422×0.35＝1.062 kA2.S It2t＝31.52×4＝3969 kA2.S I∞2tdz﹤ It2t

三、电压、电流互感器的选择和校验

1、母线上的电压互感器选北京开关厂生产的TYD220/3-0.075H型，其技术参数：Ue＝220/kV， 额定变比0.1/3:0.1/3:0.1kV，准确度

0.2级时Se＝100VA，最大容量为150VA。

2、电流互感器试选上海MWB互感器有限公司生产的SAS245/0G型，额定电流比600/1，级次组合0.2/0.5/5P， 1S

1

热稳定倍数为50，动稳定电流Kes为125kA。 热稳定校验：

I∞2tdz＝1.7422×0.35＝1.062 kA2.S

22 筑龙网 W故所选GW16-220IDW型隔离开关完全满足要求。 WW.ZHULONG.CO根据d1点短路条件，试选用河南平高电气股份有限公司生产的M二、隔离开关的选择和校验

(I1eKt)2＝（0.6×50）2＝900 kA2.S (I1eKt)2＞I∞2tdz 满足热稳定要求 动稳定校验：

Kes×2IN1=125×2×0.6=106.1kA＞iSh 满足动稳定要求 母线的选择

1、按经济电流密度迭母线截面 220kV侧 Se=

Iwmax不考虑运行中电路可能过负荷，以及故障或检修时，电路负荷的增加,

220KV侧母线选用：北京开关厂生产的ZF4-220M母线筒，额定电流：

1、机械条件：机械强度足够。

2、电晕条件：经查参考书可以满足要求。

1

3、导线最高允许温度为+75℃。可以满足要求。

4、长期允许的截流量3200A，大于110kV侧522A，满足运行条件的要求。 110kV侧Se=

筑校验： IWmax 因Tmax=5200小时，查表Je=1.85A/mm2 Je23 龙3200A，应力：85×106 (PA)。 网 W0.522×103Se= = 293(mm2) 1.78WWIwmax=1.2In=0.522(KA) .Z又因本主变为关联运行，故： HULOIWmax 因Tmax=5000小时，查表Je=1.78A/mm2 JeNG.COM四、母线的选择和校验 Iwmax不考虑运行中电路可能过负荷，以及故障或检修时，电路负荷的增加,又因本主变为关联运行，故： Iwmax=1.2In=0.99(KA) 0.99×103Se= =535.1(mm2) 1.85五、避雷器的选择与校验

电网最高运行相电压有效值Uxg＝1.1×最大工频过电压有效值 2203 ＝139.7 kV

母线侧 1.3 Uxg＝1.3×139.7＝181.6 kV

2、据以上参数，试选Y10W-200/496型避雷器装于220kV线路。 3、校验

电网参数与所选避雷器特性比较如下表： 位置

1

网

避雷器安装 W

220kV电网参数 WW .Z

所选避雷器特性 最高持续工作电压 额定电压

最高运行相 最大工频过电压 筑 龙 电压

（kV有效值）（kV有效值）线路侧由上表可见，所选避雷器均满足要求。

4、在220kV降压变压器220kV中性点选择安装SZ63-1型避雷器。

第二节 110kV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验 24

1

HU LO

线路侧 1.4 Uxg＝1.4×139.7＝195.6 kV NG

（kV有效值）（kV有效值）.CO M

1、220kV侧参数计算 一、断路器的选择及校验

1、d2点短路参数：I∞＝IK2＝2.61kA iSh＝6.6kA Skt＝1324.7（MVA）

试选用北京ABB开关厂生产的LTB145D1/B型高压真空断路器，其技术参数：Ue＝145kV，Ie＝3150A, Ikd＝40kA, It＝31.5kA.4S, Imax＝80kA

校验：Ig.max﹤Ie Skt﹤Sed iSh﹤Imax

设后备保护动作时间为1.5S，断路器全分闸时间为0.06S, 则t＝1.5＋0.06＝1.56S，查表得 tz＝1.42S tdz＝tz+ 0.05β＝1.42＋0.05＝1.47S I∞2tdz﹤ It2t

故所选LTB145D1/B型高压真空断路器完全满足要求。 二、隔离开关的选择与校验

GW16A-126DW型隔离开关 ，其技术参数：Ue＝110kV，

1

Ie＝1250A, It＝31.5kA 3S, Imax＝80kA 校验：Ig.max﹤Ie iSh﹤Imax

I∞2tdz＝2.612×0.35＝2.38 kA2.S It2t＝31.52×3＝2976.75 kA2.S I∞2tdz﹤ It2t 25 筑

根据d1点短路条件，试选用河南平高电气股份有限公司生产的 龙 网 W

It2t＝402×4＝00 kA2.S WW

I∞2tdz＝2.612×1.47＝10.01 kA2.S .Z HULO NG .CO

Sed＝Ue Ikd＝3×145×40＝10045.9（MVA） M

1

故所选GW16A-126DW型隔离开关完全满足要求。

三、电压、电流互感器的选择和校验

1、母线上的电压互感器选北京开关厂生产的TYD110/-0.01H型，其技术参数：Ue＝110/kV， 额定变比0.1/:0.1/:0.1kV，准确度0.2

级时Se＝50VA，最大容量为150VA。

600/1，级次组合0.2/0.5/5P， 1S热稳定倍数为50，动稳定电流Kes为125kA。 (I1eKt)2＝（0.6×50）2＝900 kA2.S (I1eKt)2＞I∞2tdz 满足热稳定要求 动稳定校验：

四、母线的选择和校验 母线的选择

1、按经济电流密度迭母线截面

110kV侧Se=IWmax 因Tmax=5200小时，查表Je=1.85A/mm2 Je

Iwmax不考虑运行中电路可能过负荷，以及故障或检修时，电路负荷的增加,

又因本主变为关联运行，故： Iwmax=1.2In=0.99(KA)

1

26 筑龙网满足动稳定要求 WKes×2IN1=125×2×0.6=106.1kA＞iSh WW.ZHULOI∞2tdz＝2.612×0.35＝2.38 kA2.S NG热稳定校验： .CO2、电流互感器试选上海MWB互感器有限公司生产的SAS123型，额定电流比M 0.99×103Se= =535.1(mm2) 1.85

110KV侧母线选用：北京开关厂生产的ZF4-110M母线筒，额定电流：1600A，应力：85×106 (PA)。 校验： 1、机械条件：机械强度足够。

3、导线最高允许温度为+75℃。可以满足要求。

4、长期允许的截流量1600A，大于110kV侧990A，满足运行条件的要求。 五、避雷器的选择与校验 1、110kV侧参数计算

电网最高运行相电压有效值Uxg＝1.1×最大工频过电压有效值

线路侧 1.4 Uxg＝1.4×69.8＝97.8 kV 母线侧 1.3 Uxg＝1.3×69.8＝90.7 kV

2、据以上参数，试选Y10W-108/268型避雷器装于110kV线路。 筑

电网参数与所选避雷器特性比较如下表：

1

110kV电网参数 最高运行相电压 最大工频过电压

所选避雷器特性 最高持续工作电压 额定电压

避雷器安装位置 龙 3、校验 网 W WW .Z

（kV有效值）（kV有效值）线路侧 27 HU LO 1103 NG ＝69.8 kV

（kV有效值）（kV有效值）.CO M

2、电晕条件：经查参考书可以满足要求。

1

由上表可见，所选避雷器均满足要求。

4、在220kV降压变压器110kV中性点选择安装SZ63-1型避雷器。

第三节 10kV侧断路器、隔离开关等设备选择及校验 一、断路器的选择及校验

1、d3点短路参数：I∞＝IK3＝24.28kA Skt＝441.6（MVA）

试选用新会电器厂生产的ZN28A-10Q/3150-40型高压真空断路器，其技术参数：Ue＝10kV，Ie＝3150A, Ikd＝40kA, It＝40kA.4S, Imax＝100kA Sed＝Ue Ikd＝3×10×40＝

692.82（MVA） 校验：Ig.max﹤Ie Skt﹤Sed iSh﹤Imax

则t＝1.5＋0.06＝1.56S，查表得 tz＝1.42S

tdz＝tz+ 0.05β＝1.42＋0.05＝1.47S I∞tdz＝19.29×1.47＝546.99 kA.S 2 龙 网 2 W

设后备保护动作时间为1.5S，断路器全分闸时间为0.06S, WW

1

.Z 2

I∞2tdz﹤ It2t

故变低及母联选用ZN28A-10Q/3150-40型高压真空断路器完全满足要求。

2、由于线路主干线导线截面为240 mm2，可采用LGJ－240导线，由于Tmax＝4500 h，可查得J＝1.085A/ mm2， 则Ig.max＝SJ＝240×1.085＝260.4 A ，根据d2点短路参数线路开关试选用新会电器厂生产的ZN28A-10Q/1250-31.5型高压真空断路器，其技术参数：Ue 28 筑

It2t＝402×4＝00 kA2.S HULO NG .CO M

iSh＝61.9kA

＝10kV，Ie＝1250A, Ikd＝40kA, It＝31.5kA 4S, Imax＝80kA Sed＝Ue Ikd＝3×10×40＝692.82（MVA） 设后备保护动作时间为1.5S，断路器全分闸时间为0.05S, 则

1

t＝1.5＋0.05＝1.55S，β＝1,查表得 tz＝1.41S tdz＝tz+ 0.05β＝1.41＋0.05＝1.46S 校验：Ig.max﹤Ie iSh﹤Imax

I∞2tdz＝24.282×1.46＝860.7 kA2.S It2t＝31.52×4＝3969 kA2.S I∞2tdz﹤ It2t

故选用ZN28A-10Q/1250-31.5型高压真空断路器完全满足要求。

1、变压器低压侧及母联隔离开关试选新会电器厂生产的GN22-10/31.5型，其技术参数：Ue＝10kV，Ie＝3150A, Ikd＝40kA, It＝50kA.4S, Imax＝100kA 校验：Ig.max﹤Ie Itt＝50×4＝10000 kA.S I∞2tdz﹤ It2t

故选用GN22-10/31.5型隔离开关完全满足要求。

2、线路出线的隔离开关试选GN30-10/1000型，其技术参数： Ue＝10kV，Ie＝1000A, Ikd＝31.5kA, It＝31.5kA.4S, Imax＝80kA 校验：Ig.max﹤Ie 29 2 筑

I∞2tdz＝24.282×1.46＝860.7 kA2.S 2

1

2 龙 iSh﹤Imax 网 W WW

二、隔离开关的选择与校验 .Z HU LO NG .CO M Skt﹤Sed iSh﹤Imax

I∞2tdz＝24.282×1.46＝860.7 kA2.S It2t＝31.52×4＝3969 kA2.S I∞2tdz﹤ It2t

故选用GN30-10/1000型隔离开关完全满足要求。

比1000/3:100/3: 100/3 kV，

1

准确度1级时Se＝60VA，最大容量为300VA。

2、降压变压器10kV侧和10kV母线分段处的电流互感器选：LZZBJ9－10A1型，额定电流比为3000/5，级次组合0.5/3，1级二次负荷阻抗31Ω，1S

I∞2tdz＝24.282×1.46＝860.7 kA2.S （I1eKt）2＝（3×63）2＝35721 kA2.S 故选LZZBJ9－10A1型电流互感器满足要求。

3、10 kV出线的电流互感器，试选LZZBJ9－10A1型，其额定电流比为400/5，级次组合1，1级二次负荷阻抗0.6Ω，1S热稳定倍数为75，动稳定电流Kes为130kA。（Ig.max＝260.4） 热稳定校验：

30 筑动稳定校验： 龙 满足热稳定要求 Kes

×2IN1=121×2×3=513.36kA＞iSh 满足动稳定要求 网即 （I1eKt）2 ﹥I∞2tdz WWW热稳定校验： .Z热稳定倍数为63，动稳定电流Kes为121kA，接成两相式。 HULONG.CO1、母线上的电压互感器选JDZXF14-10型，其技术参数：Ue＝10kV， 额定变M三、电压、电流互感器的选择和校验

I∞2tdz＝19.292×1.46＝543.27 kA2.S （I1eKt）2＝（0.4×75）2＝900 kA2.S

即 （I1eKt）2 ﹥I∞2tdz 满

1

足热稳定要求 动稳定校验：

Kes×2IN1=130×2×0.4=73.5kA＞iSh 故选LZZBJ9－10A1型电流互感器满足要求。

4、变压器中性点电流互感器装于高压侧，但由于阻抗较低，工作电压较低，故可选6～10 kV电流互感器：LZZBJ9－10A1型。

四、10 kV熔断器的选择与校验

Ue＝10kV， Ie＝0.5 A， Sed＝1000 MVA 故所选RN2－10型户内高压熔断器满足要求。 筑

1、10kV侧参数计算 龙

五、10kV避雷器的选择与校验 网 W WW

Skt＝350.82（MVA），查表试选RN2－10型，其技术参数： 电网最高运行相电压有效值Uxg＝1.1×母线最大工频过电压有效值 1.3 Uxg＝1.3×6.35＝8.26 kV .Z 31

1

1、10 kV电压互感器用高压熔断器保护，d2点短路参数： 2、据以上参数，试选Y10WF－96/250型避雷器装于110kV母线，Y5W5-12.7/45型避雷器装于10kV母线。 3、校验 HU LO 10NG ＝6.35 kV .CO M

满足动稳定要求

电网参数与所选避雷器特性比较如下表： 避雷器安装位置

10kV电网参数 最高运行相电压 最大工频过电压

所选避雷器特性 最高持续工作电压 额定电压

（kV有效值）（kV有效值）母线侧由上表可见，所选避雷器均满足要求。

六、10kV母线的选择与校验 10kV侧最大持续工作电流 Ig.max=

1

查表（工厂供电技术5.9.16），试选125×10两片矩形铝母线，竖放时长期允许载流量为3426，集肤效应系数为1.8，30℃时温度修正系数0.94，则 Ial＝0.94×3426＝3220.44 A＞1030 A

查表（工厂供电技术5.9.12），C=91，则满足热稳定的导体的最小截面为： Smin=QKKS/c=×106×1.8/91=466.9mm2 矩形母线截面

S=2×125×10＝1250（mm）2 Smin< S 故满足热稳定要求 32 筑 =62℃ 龙 2

θ=θ0+(θal−θ0)I2/Ial=30+（70-30）×2886.752/3220.442 网

热稳定校验，正常运行导体温度为 W WW .Z HU

1

LO

15.23×10×0.85 NG ＝1.03kA .CO M

（kV有效值）（kV有效值） 动稳定校验：

h=125mm=0.125m，b=10mm=0.01m 双片竖放截面系数：

W=1.44hb2 ＝1.44×0.125×0.12＝1.8×10-5

取支持绝缘子间跨距L=1m，母线相间距离a=25cm=0.25m，β=1 相间作用应力σф： =9.3×106(pa)

同相各条母线间相互作用力σS： m=b10==0.08 h125 a−b25−10==0.11 b+h10+125 查指图1-15，得K12＝0.42 1fS=2.5 K12 i2sh ×10−8 b ＝2540(N/m)

最大允许衬垫跨距（铝母线最大允许应力σy=69×106Pa,λ=1003） 筑1=2.5×0.42×(49.19×10)0.01×10-8 3 2龙LS.maX=2h.(σy−σφ)

1

fS网 临界跨距LC: 33

WWW2

×

0.125

×

(69

−9.3)

×

106

=0.01=0.77(m)2540.ZHULONG2×11−83 2×10=1.73×(49.19×10) 0.25×1.8×10−5.COσΦ：=1.73 i2shβ.L2× 10α.W-8 M

LC=λbh/fS=1003×0.010.125/2540=0.84(m) 由LS ≤LS.maX, LS≤LC 取LS＝0.75mm σS＝fS LS/（2b2h） ＝2540×0.75/(2×0.012×0.125)=57.15×106(Pa)

＝66.45×106≤69×106 满足动稳定要求 WW W龙 一、防雷保护

220kV、11kV屋外配电装置 降压变压器和10kV屋外母线 110kV、35kV屋外架空线路 10kV屋外配电室和主控室

1、保护范围：变电所是电力系统的重要环节，为防止雷击造成用户停电的事故发生，本设计在下列场所装设直击雷保护装置。 筑 网

1

第六章 防雷接地保护 .Z 34 HULO

故10kV侧母线选用：125×10矩形双排铝母线 NG .CO

σmax＝σS+σΦ＝57.15×106+9.3×106 M

2、防雷措施

①220kV、11kV架空线采用避雷线

②由于主变构架和11kV构架不能装设避雷针，又根据被保护建筑和电气装置确定，本设计采用12支避雷针做为全所防雷保护，其保护面积为：6500×6200mm2

③根据手册，装设避雷针时，避雷针与配电装置的距离有下列地中，避在任何情况下，Sdi不得小于3m 本设计满足要求

空气中，避雷针到配电装置采电部分之间以及到配电装置电力设备与架接地Sk≥0.3R+0.1h(m) h-被保护物的高度

1

在任何民情况下，SK不得小于5m, 本设计满足要求 避雷针到主变的距离不得小于15m,本设计满足要求 单支避雷针保护范围，设针30m，被保护物hｒ=10ｍ hx-被保护物高度（m)ha—避雷针保护的有效高度（m) P-避雷针高度影响系数 当h≤30m时，P=1 rx=（1.5h-2hx)P=(1.5×30-20×10)×1=25(m) ha=h-hx=30-10=20m

两针面距离D 双针保护的最小宽度bx D1=60m 查表得 bx1=12.1m D2=60.1m bx2=12.1m D3=67.6m bx3=10.5m D4=57.7m bx4=12.6m 35 筑龙网h-避雷针高度(m) rx-避雷针在hx水平面上的保护半径（m) W当hｒ＜1/2ｈ 时 rx=(1.5h-2hx)P WW.ZHULO部分之间的空气距离Sk NG.COSdi≥0.3R(m) R-避雷针的接地电阻（n) M雷针本身的接地装置与最近的配电装置接地网的地中距离。

D5=86.8m bx5=7.6m 接地装置

一、保护接地和工作接地的要求

1）为保证人身安全，所有电气设备都应装设接地装置，并

1

接电气设备外壳点的接地装置其电阻应满足接地电阻最小的电气设备要求；

3）电气设备的人工接地应尽可能使电气设备所在地对地电压分配均匀接地

4）本设计接地装置要考虑，一年四季均能保证接地电阻的要求值。

二、变电所电气设备接地范围

1、变压器、电气照明设备的底座和外壳； 2、电气设备的传动装置； 3、互感器二次接线；

5、屋内、屋外配电装置的金属和钢筋混凝土架构，以及带电部分的金属、遮栏。

6、交直流电力、电缆的金属外壳和电缆的金属外皮。 三、接地网的布置

本变电所的土壤电阻率为400欧未（极值）

因为电位分布衰减较慢，可采用的水平接地为主的棒接地装置，围绕屋外、屋内配电装置，主控楼及其它尽可能埋于冻土层下，埋深度（0.5-1m)0.7m左右。

220kV、110kV为接地计算短路电流系统rja≤0.5

36 筑龙网4、配电屏与控制台的框架； WWW .ZHULO短路电流、电气设备要装设环形接地，体并加装均压带； NG.CO2）为了将各种不同用途和各种不同电压等级的电气

1

设备接地，应使用一个M接地； 10kV

为中性点不接地计算接地短路电流

Iid=U(35Le+Lj)=2(A) 350

式中：Iid-计算接地短路电流（A） U-网络线电

压（V）U=10kV Le-电缆线路长度（km）Le=2km Lj-架空线路长度（km) 接地电阻要求R≤查手册表7-1取R≤10n

共用接地装置的接地电阻应≤0.5n 四、接地计算

扩散电阻为RZ=.69PrlCth(rl.L)k P=4×104 1.69Prl-电缆外皮的交流电阻 查表得 r=7.1×10-6 .Z

37 HULONG/cm Rf=设选用ф48钢2.5m,用20×4扁钢连接成环形,上端埋入深度0.8m n≥RL=0.9Rl RfηL P4Lln=1362πLd设R=7.5m

1