110KV降压变电站设计说明

一、课题名称YN地区110KV降压变电站设计 二、毕业设计（论文）的目的和意义

毕业设计是本专业教学计划中的重要环节。本次毕业设计的目的是通过110kV降压变电所设计，综合运用三年本专业所学习的理论知识，并学习和贯彻执行我国电力工业有关方针和有关规程与规定。通过设计，做到理论联系实际，锻炼学生分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。

每个学生应该根据毕业设计任务书和指导书的要求，严肃认真地完成设计任务。如期提交设计成品，参加答辩。 三、毕业设计（论文）任务的容和要求

设计任务：YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展与人民生活用电要求，决定新建本变电站

变电站的电压等级与出线情况： 110KV：近期2回，远景发展1回； 10KV：近期9回，远景发展2回。

电力系统接线简图、负荷资料与所址条件见附件。 设计容：

㈠电气一次部分 1．变电所总体分析

2．负荷分析计算与主变压器选择

3．电气主接线设计（含所用变、中性点接地方式、消弧线圈选择、无功补

1 / 51

.

偿计算与选择等） 4．短路电流计算 5．电气设计选择

6．配电装置与电气总平面设计

㈡电气二次部分（继电保护的整定计算） 1．继电保护方式的考虑 2．系统运行方式的考虑 3．短路点的选择与短路计算 4．继电保护的整定计算 设计要求：

1．设计说明书一份，说明书字数不少于5000字，说明书用纸规格为：A4纸。

2．图纸：7（根据老师要求完成相应的部分） [1]电气主接线图 （标出相应参数）

[2]变电站总平面布置图 （标出各间隔的名称）

[3]110KV平面布置图加110KV主进（出）断面图 （教师指定） [4]主变保护原理图（教师指定） [5]主变保护展开图（教师指定） [6]10KV屋配电装置图 （教师指定） 四、毕业设计（论文）进程计划

2 / 51

.

起 讫 日 期 2007．3．6-2007．3．8 2007．3．9-2007．3．10 工 作 容 学习任务书与指导书，变电站总体分析 负荷分析计算与主要变压器选择 电气主接线设计（含所用变、中性点接地方备 注 集体辅导一次 2007．3．13-2007．3．16 集体辅导一次 式、消弧线圈选择、无功补偿计算与选择等） 2007．3．17 2007．3．20-2007．3．23 2007．3．24-2007．4．14 2007．4．17-2007．4．19 2007．4．20-2007．4．21 2007．4．24-2007．4．30 2007．5．8- 2007．5．12 2007．5．15-2007．5．31 2007．6．13-2007．6．2 短路计算 电气设备选择 配电装置设计与总平面布置设计 防雷设计 110KV变电站继电保护配置方案设计 变压器保护整定计算 输电线路保护整定计算 绘制图纸编写设计说明书 机动 集体辅导一次 集体辅导一次 集体辅导一次 集体辅导一次 集体辅导一次 集体辅导一次 集体辅导一次 五、其他（ 设计进行方式与注意事项）

实际的变电所工程设计，大体需要经过建所必要性、可行性论证，所址选择、初步设计、施工设计等主要阶段。设计工作量较大，专业分工细（一般分为：电力系统、电气部分、继电保护与安全自动装置、通信部分、

3 / 51

.

远动部分、建筑结构、总平面布置与交通运输、上下水道与消防、采暖通风等，。），由几个专业组协作进行，设计时间长。由于毕业设计时间有限，又要求每个学生工作，显然不能以实际工程设计的方式去完成全部工作。因此就毕业设计的容来说，大致相当实际电气初步设计的基本部分，即在了解电力系统设计思想的基础上设计电气部分、继电保护与安全自动装置两个部分的部分容。就毕业设计的方法来说，则偏重教学培养的要求，并适当兼顾实际工程设计的基本特点。学生应严肃认真、踏踏实实地进行设计工作，努力提高思想水平和业务能力，全面完成规定的设计任务。设计中应到现场参观实习。学生应根据自己的毕业设计任务，注意主动收集有关的现场资料，积累设计素材，努力做到理论联系实际。.毕业设计时应深入研读设计任务书、学习有关资料，明确设计容要求与方法步骤。安排好工作计划，力求做到统筹全局、心中有数。防止前松后紧、顾此失彼。在设计过程中，应注意培养查用资料，分析论证、计算、绘图与分析和解决问题的能力。在确定阶段性的方案时，宜与时与指导教师交换意见。既要防止埋头单干、主观片面，又力戒事事依赖教师。禁止互相抄袭或代做。每项设计容完成后，应与时整理好计算书、说明书初稿，画好有关的草图，以免遗忘、散失或积压成堆。设计结束前，应画好指定的正式图纸，编好正式的设计说明书、计算书，装订成册，按规定日期呈交指导教师与答辩委员会审阅。设计完成侯与时总结设计成果，准备答辩提纲，按时参加答辩。

附录:YN地区110kV降压变电站设计原始资料

一.建站性质与规模

4 / 51

.

YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展与人民生活用电要求，决定新建本变电站。

电压等级：

110KV：近期2回，远景发展1回； 10KV：近期9回，远景发展2回。 二.电力系统接线图

注

1.S1、S2分别是电力系统的两个电源。它们的容量和阻抗如下。 最大运行方式时：

S1=无穷大系统；XS1=0.6；S1=1000MVA；XS2=0 最小运行方式时：

5 / 51

.

S1=无穷大系统；XS1=0.8；S2=600MVA；XS2=0

2.图中线路上的数字：185、150等代表钢芯铝绞线的截面；85、50等是该线路的长度。 三.地址条件 1．地理位置

四.地形、地质、水文、气象等条件

所址地区海拔100m，地势平坦，输电线路走廊开阔，属轻地震区。土壤为黄粘土，地耐力2.5kg/m，土壤热阻率120Ω.m，土温200C。年最高气温＋40ºC，年最低气温－10ºC，年平均气温150C，最热月平均气温＋320C，

6 / 51

.

最大风速25m/s，主导风向西北，覆冰厚度5mm，微风风速3.5m/s. 五.负荷资料(10 kV负荷的同时率k t为0.85)

电压 等级 最大负荷（MW） 近期 1.5 1.5 1 2 2 2 1 2 2 3 负荷名称 最大穿越功率（MW） 近期 15 15 负荷组成 一级、二级、三级 远景 20 3 3 2．5 4 4 3 2 3．5 3.5 5 3 3 远景 20 20 线自然 Tmax 长 力率 小时 km 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 YN系一线 110kV YN甲线 备用一 印染厂1 印染厂2 机修厂 棉纺厂1 棉纺厂2 毛纺厂 10 kV 针织厂 小型拖拉机厂 小型拖拉机厂 生活区 备用1 备用2 40%、20% 40%、20% 20%、30% 20%、30% 20%、30% 30%、30% 30%、30% 20%、30% 20%、40% 20%、40% 5500 5500 5500 10 10 4 4 1 5500 2.5 5500 2.5 5500 3 6000 3.5 4000 3.5 2500 2000 2 六.110KV的所用电力负荷如下：

设备名称 主变风扇 生活消防供水泵 屋配电装置风机 电焊 生产综合楼空调 UPS电源 主控制室交流电源 全所照明 设备加热器 直流屏 数量 2×16 1 1 1台 2台 1 1 10 1 每台容量 0.15 kw 5kw 1.1kw 7.5kw 1.25kw 1kw 3kw 10kw 1kw 10.5kw 性 质 经常连续运行 经常而断续运行 经常连续运行 不经常断续运行 经常而断续运行 经常连续运行 经常连续运行 经常连续运行 不经常断续运行 经常连续运行 备注 7 / 51

.

开题报告

本设计是根据YN地区110kV降压变电站设计任务书以与所给初的原始资料进行的。一个110kV降压变电站的设计大概要经过现场勘探、初步设计，并由上级批准后进行施工设计几个阶段，还要经过工程概算、审计。整个工程分为电气一次、二次部分，和土建、电信等部分。就是在电气部分也需要出图纸200余。本次设计为毕业设计，由于时间有限，我们只做相当于扩大的初步设计设计的电气一次和二次部分的部分工作。根据任务书要求，我们将完成：变电站的主接线设计，其中包括主变压器选择、主接线形式的选择、无功补偿、厂用电、中性点接地方式的设计等；短路计算；电气设备选择；配电装置与变电站总平面布置设计；保护的配置设计与变压器差动保护的整定计算等。在此基础上需要画出电气主接线等5-7图纸。通过本设计，将总结三年来学习的课程，并将其应用于工程实践，学习，锻炼解决实际工程问题的能力

8 / 51

.

Abstract

The content of this design is about an 110KV Substation in YNarea. As the Graduation Design for Bachelor’s Degree of Electric Engineering(E.E),with its depth and width, it is considered to be the most synthetic design and which is of great importance.

The design of this substation based on the actual engineering technical standard, and settled in a fabricated substation. It covered many main specialized subject in the courses of E.E, such as:‘ The Electric Part of Generating Plan 、‘ Analysis of Electric Power System’、‘The Principle of the Knowledge they’ve learned to the Repay Protection’ , etc. Students are able to tie the knowledge they’ve learned to the practice engineering work.

The process of designing shows the essence of the engineering technology on the whole. Like choosing the scheme obey the technical rules, and

9 / 51

.

evaluating the scheme by comparing with one or more other scheme. The design shortens the distance between theory and practice, and settles a sound base for our future work as well.

Key Words:electric power system ; Load Analysis ; Protective Setting ;

Short-circuit Calculation.

摘 要

本次设计的主要容是变电站设计，是本专业学生毕业前的最后一次综合性课程设计，同时，由于其深度和广度，又成为课程设计中最重要的一次设计。 变电站设计以实际工程技术水平为基础，以实际的变电站资料为背景，从原始资料的分析做起，容涵盖《发电厂电气部分》、《电力系统分析》、《继电保护原理》等电气工程，电力系统教学期间的主要专业课。通过设计，使学生将书本上的知识融入到工程设计的实际运用之中。拉进了理论与实际的距离，同时也为今后走向工作岗位奠定了坚实的基础。

在设计过程中，初步体现了工程设计的精髓容，如根据规程选方案、用对比的方法对方案评价等。教会了我们在工程中运用所学专业的知识，锻炼了我们用实际工程的思维方法分析和解决问题的能力。

关键字：电力系统 负荷分析、保护整定、短路电流计算。

引 言

本变电站设计说明书是根据水利水电专科学校电气工程系

毕业设计任务书《YN地区110kV降压变电所设计》编拟的。

本次设计的主要容是YN地区110kV变电所设计的电气一次部分和二次部分。在本次的设计中本着贯彻国家国民经济发展的方针，安全经济合理的基础上，积极采用新技术，综合考虑

10 / 51

.

发展要求，按5～10年发展规划设计。

本次设计针对性强，涉与容广泛，是大学三年所学专业知识的大综合，通过本次设计，对发电厂与电力系统专业的主要课程有一个较为全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了分析和解决电力工程设计问题的能力，为将来的实际工作奠定了必要的基础。

目前，110kV地区变电所的设计逐步向小型化，智能化方向发展，无人值守变电站已经很普遍，微机保护被广泛采用，成套式的设备得到广泛的应用，变电所的自动化程度得到了很大程度的提高。遥控，遥测，遥信等技术的应用使变电站的自动化程度更进一步。本设计遵照《35-110kV变电站设计规》的要求尽量采用经过生产实践验证过的先进设备，如六氟化硫、真空断路器等，

在继电保护方面由于课程学习知识上的不足，还是采用了传 统的电磁式保护。

本次设计中，得到了吉来老师的全面辅导和热情帮助，使得本次设计得以顺利完成，对老师表示衷心感！

本次设计由于设计资料不足以与能力有限，因此疏漏和错误在所难免，敬请各位老师批评指正。

设计人：严志雄 2008年6月2日

11 / 51

.

第一篇 变电站电气一次部分设计

第一章 变电站总体分析与主接线设计

1-1变电站总体分析

1-1.1变电站总体分析

1设计依据

根据省市电力局批文《变电所设计任务书的修复》。 2.建站必要性

YN地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展与人民生活用电要求，决定新建本变电站。本站除了给本地区工业与生活用电外，还向周围乡镇工业企业与农业供电。

本站由电力系统的S1、S2两电源供电；S2为无穷大系统，S1为1000MVA；S1、S2由110KV线路联系，与本站形成110KV环网可满足供电可靠性要求。 3.建站规模

YN地区变电站为110kV变电站，有2个电压等级110/10kv分两期完成。 其中进出线路回路数： 110kV：近期2回，远景1回； 10kV：近期9回，远景2回。

负荷情况：近期最大负荷18MW，远景最大负荷33.5MW； 近期一级负荷4.68MW，二级负荷6.84MW； 远景一级负荷8.71MW，二级负荷12.73MW。 4站址条件

12 / 51

.

地理位置

2）水文气象

所址地区海拔100米，地势平坦，输电线路走廊开阔，属轻地震区。土壤性质为黄粘土，地耐力2.5kg/cm，土壤热阻率120Ω·m，土温20˚C。年最高气温+40˚C，最低气温-10˚C，年平均温度15˚C，最热月平均最高温+32˚C，最大风速25m/s, 主

13 / 51

.

导风向西北，覆冰厚度5mm，微风风速3.5m/s。

1-1.2负荷分析

1.负荷构成：印染厂，棉纺厂，小型拖拉机厂与针织厂，毛纺厂，机修厂，生活区等。

2.负荷分析：负荷分析见表1-1

电压 等级 最大负荷（MW） 近期 1.5 1.5 1 2 2 2 1 2 2 3 负荷名称 最大穿越功率（MW） 近期 15 15 负荷组成 一级、二级、三级 远景 20 3 3 2．5 4 4 3 2 3．5 3.5 5 3 3 远景 20 20 线自然 Tmax 长 力率 小时 km 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 YN系一线 110kV YN甲线 备用一 印染厂1 印染厂2 机修厂 棉纺厂1 棉纺厂2 毛纺厂 10 kV 针织厂 小型拖拉机厂 小型拖拉机厂 生活区 备用1 备用2 40%、20% 40%、20% 20%、30% 20%、30% 20%、30% 30%、30% 30%、30% 20%、30% 20%、40% 20%、40% 5500 5500 5500 10 10 4 4 1 5500 2.5 5500 2.5 5500 3 6000 3.5 4000 3.5 2500 2000 2 表1-1 负荷分析一览表 结论：由表1-1可见，本站的10KV负荷主要为印染厂、棉纺厂、小型拖拉机厂用电，其他还有毛纺厂，机修厂，生活用电，针织厂等。各用户均有Ⅰ，Ⅱ类负荷，特别是印染厂Ⅰ，Ⅱ类负荷占80%，一旦发生停电事故，将造成人身伤亡和设备损坏等恶性事故，因此对供电可靠性要求很高。其他如机修厂有冶炼炉，生活区有医院，供水，交通等重要Ⅰ，Ⅱ类负荷，发生停电事

14 / 51

.

故将使生产和人民生活造成较大损失，因此它们对供电可靠性要求也很高。在设计中应充分考虑避免出现上述停电事故，保证供电质量，满足用户对供电安全性与可靠性的要求。

1-2 变电站主变压器的选择 1-2.1设计原则

主变压器在电气设备投资中所占的比例较大，同时与之相对应的配电装置，特别是大容量，高电压的配电装置的投资很大。因此，主变压器的选择对发电厂、变电站的技术经济影响较大。 《35～110KV变电所设计规》：

第3.1.1条:主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。

第3.1.2条:在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上变压器。

第3.1.3条:装有两台与以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并保证用户的一、二级负荷。 第3.1.4条:具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三线圈的变压器。

第3.1.5条:电力潮流变化大和电压偏移大的变电所，如经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电能质量的要求时，应采用有载调压变压器。

1-2.2主变容量与台数选择

根据《35～110KV变电所设计规》

规定：变电所中一般装设两台主变压器，以免一台主变故障或检修时中

15 / 51

.

断供电。对110KV与以下的终端或分支变电所，如果只有一个电源，或变电所的重要负荷能由中、低压侧电网取得备用电源时，可只装设一台主变压器。对于大型超高压枢纽变电所，可根据具体情况装设2~4台主变压器，以便减小单台容量。应按照负荷发展水平分期逐台安装，以提高变电所的供电可靠性。

根据以上规定与YN地区的基本情况，故选择两台变压器，确保供电可靠性。

1．选择条件是两台主变容量总和应大于综合最大计算负荷：

nSN≥Sjs(kVA或MVA) n=2；Sjs—综合最大计算负荷 2．校核条件：(n-1)SN≥0.7Sjs (n-1)SN≥SⅠ+SⅡ 3．Sjs计算：

10kV侧综合最大计算负荷：

Sjs

= kt(

远i1nPimaxCOSt)(1+α%) =0.85*[(28)/0.8]*（1+0.5）

=24.48(MVA)

kt-10kV侧同时系数取0.85

Sjs近= kt(PimaxCOSt)(1+α%)=24.48MV

i1n 0.7Sjs远=18.36MVA

根据计算结果选择变压器容量可选用两台额定容量为25MVA的变压器，近期上一台。

1-2.3主变型式的选择

16 / 51

.

1-2.3.1相数选择

依据《电力工程电气设计手册》[1]（电气一次部分）第5—2节“主变形式的选择”依据的原则：

1.当不受运输条件时，在330kV与以下的变电所均应选用三相变压器。 2.当发电厂与系统连接的电压为500KV时，宜经经济技术比较后，确定选用三相变压器、两台半容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW的，并直接升压到500KV的，宜选用三相变压器。

3．对于500KV变电所除须考虑运输条件外，尚应根据所提供的负荷和系统情况，分析一台变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其是在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全所停电；如用总容量一样的多台三相变压器，则不会造成全所停电。为此，要经过技术经济论证，来确定选用单相还是三相变压器。

依据以上原则：YN地区110kV变电站应选用三相变压器。 1-2.3.2绕组数量和连接方式的选择

1．绕组数量选择原则：依据《电力工程设计规》第2.1.4条规定，在具有三种电压等级的变电所中，如通过各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，主变压器宜采用三绕组变压器。

2．绕组连接方式：依据《电力工程设计规》第2.2.4条规定，变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只有“Y”和“△”。高中低三侧绕组如何组合，要根据具体工程来定。我国110kV与以上电压，变压器绕组都采用“Y”型连接，35kV亦采用“Y”型。35kV以下电压变压器绕组都采用“△” 型连接，

17 / 51

.

根据以上原则：YN地区110kV变电站电压等级为110/10.5kV采用双绕组变压器，连接方式采用Y /△-11接线方式。 1-2.3.3调压方式选择

变压器的电压调整是用分接头开关切换变压器分接头，从而改变变压器变比来实现的。其有自动调压和手动调压两种方式，为保证本地区的供电电压质量，本站选择自动调压即有载调压方式。因在主变高压侧为电源侧且调节围大，主变分接头设在高压侧，本站主变选择为110KV±2*2.5%，即有五个分接头。

YN地区110kV变电站采用带自动调压的调压方式。 1-2.3.4电压等级选择

本站为降压变电所，变压器一次侧接电源，相当于用电设备，所以与线路额定电压相等为110KV；二次侧向负荷供电，相当于发电机二次侧，为保证经10KV线路输送到用户的电压为额定电压，电压应较额定电压高10%，即考虑10%的电压损耗，低压侧由于一般都采用无功补偿措施，所以也与线路额定电压一致。

电压等级选择为110/10.5kV。 1-2.3.5主变阻抗选择 阻抗选择原则：

1)各侧阻抗值的选择必须从电力系统稳定、潮流方向、无功分配、继电保护、短路电流、系统的调压方式和并联运行等方面进行综合考虑；并应以对工程起决定性作用的因素来确定。

2)对双绕组的普通变压器，一般按标准规定值来选择。

18 / 51

.

3)对三绕组的普通型和自偶型变压器，起最大阻抗是放在高、中压侧还是高、低压必须按上述第1）条原则来确定。目前国生产的变压器有“升压型”和“降压型”两种结构：“降压型”的绕组排列顺序为自锁芯向外依次为低、中、高，所以高、低侧阻抗最大。

故阻抗选择10.5%，短路电流计算后再确定是否改造变阻变压器。 1-2.3.6容量比

该变电所为区域性变电所，主要潮流为10kV，对于这种容量不大的变压器由于绕组带来的价格变化不大，两卷变采用的容量比为100/100，所以变压器采用容量组合为100/100 。 1-2.3.7冷却方式

小容量变压器一般采用自然风冷却。大容量的变压器采用强迫油循环风冷却变压器。YN地区主变的容量不大，故采用自然风冷却。 1-2.3.8绕组材料

变压器的绕组材料一般有铝和铜两种，为了减少YN地区变的体积和本身的损耗，选择铜绕组。

1-2.4主变的中性点接地方式和设备选择

1-2.4.1选择依据

根据我国电力系统规定110KV与以上系统为中性点直接接地方式，110KV以下系统为中性点不直接接地方式，故本站中性点接地方式为： 1)主变压器的110～500KV侧选用中性点直接接地方式。

2)主变压器的6～10KV侧采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。 1-2.4.2设备计算与选择

19 / 51

.

架空线电容计算：IC总=（2.7～3.3）UNL电缆： Ic总=0.1UNL

×103×（1+△Ic）（A） >10A

（1+△Ic）（A）>20A

YN变的10KV均为电缆故其10KV系统电容电流为： YN变 Ic总=0.1×10.5×42×（1+0.18）=52.04A>20A 故需要设置消弧线圈，消弧线圈容量计算为： ， Q=K Ic总UN/3=1.35×52.04×10.5/3=737.67KVA

故消弧线圈型式选择XDJ-550/10两台 SN=550KVA UN=10KV Ic=50～100A

由于10KV系统没有中性点引出，为接入消弧线圈需要选择接地变压器，接地变相好选择为：

查《电力工程电气设计手册》P136表2-1-43综合后选择变压器型号为SFZL7—25000/110

表1-2 为SFZ7—25000/110具体参数一览表

型号 额定电压（kV） 阻抗电压（%） 连接组别 高 SFZL7-25000/110 110 中 低 10.5 Y /△-11 / 10.5 1-3变电站的无功补偿和所用变设计 1-3.1无功补偿的意义

系统无功不足或无功分配不合理是造成电压质量下降的主要原因。配电站装设的并联电容器装置的目的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少

20 / 51

.

电网有功损耗和提高电压，以保证系统安全、可靠和经济运行有着重要意义。因此无功补偿显得很重要。

1-3.2无功补偿装置的容量确定

根据《并联电容器装置设计规》第1.0.3条：并联电容器装置的设计，应根据安装地点的电网条件、补偿要求、环境状况、运行检修要求和实践经验，确定补偿容量、选择接线、保护与控制、布置和安装方式。 1．容量：取主变容量的15% 。

2. 分组：并联电容器的分组应根据电压波动、负荷变化、谐波含量等定。负荷变化不大时可按主变台数分组，本站按主变台数分成两组分别接在主变低压侧的两组母线上。

3．接线：并联电容器接线有星型和三角型两种方式，选用其中任一种原则上讲都可以。选择不用接线方式时电容器的电压不同。本站选用星型接线方式。

图1-1

4.台数：QC总=SN×15%=25000×15%=3750KVar 选用BWF210.5/3-100-1W Qc=100KVA 故取38个。但并联电容器为双星型接线，所以取42

21 / 51

.

1-3.3变电所所用变设计

1-3.3.1台数与引接

根据《35-110KV变电站设计规》

第3.3.1条：在有两台与以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量一样可互做备用的所用变压器。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用所用电源时，亦可装设一台所用变压器。所以YN地区变所用变的台数选择型号一样的变压器，互为备用。 1-3.3.2 容量 S≥K1PP K

121=0.85

Yn地区：S≥0.85（2*16*0.15+5+1.1+7.5+1.25*2+1+3+10.5）+（10+10*1）=50.69KVA

所以取XDJ-550/10→KSJD-3.5/80/10

由于为便于消弧线圈的安装，已经选择了对应于XDJ-550/10的接地变KSJD-3.5/80/10，接地变的二次容量为80KVA，能满足所用电容量的要求，故接地变兼做所用变。

1- 4电气主接线设计

1-4.1电气主接线设计的基本要求

电气主接线是变电站电气部分主体结构，是电力系统网络的主要组成部分，正确选择各电压级主接线形式直接影响变电站运行的可靠、灵活和经济性，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订，都有决定性的关系。主接线的设计是一个综合性问题，必须在满足国家技术经济的前提下，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。

对电气主接线设计的基本要1)根据系统和用户的要求，保证必要的供

22 / 51

.

电可靠性和电能质量；2)具有运行、维护的灵活性和方便性；3)在满足可靠性和灵活性前提下做到经济性，令投资省，电能损失小和占地面积尽可能小；4)具有将来发展和扩建的可能性。

1-4.2电气主接线设计

《35-110KV变电所设计规》指出：

第3.2.1条：变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回数、设备特点与负荷性质等条件确定。

第3.2.2条：当能满足运行条件时，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。

第3.2.3条：35-110KV线路为两回与以下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回的，宜采用扩大桥形，单母线或单母线分段的接线。6.3-35KV的线路为8回或以上时，亦可采用双母线接线。110KV线路为6回与以上时，宜采用双母线接线。

第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35-110KV主接线中，当不允许停电检修时，可设旁路设施。

第3.2.5条：当变电所装有两台主变压器时，6-10KV侧宜采用分段单母线。线路为12回与以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修时，可设旁路设施。

第3.2.6条：当须变电所6-10KV线路的短路电流时，可采用以下措施之一：

一．变压器分列运行； 二．采用高阻抗变压器；

23 / 51

.

三．在变压器回路中装设电抗器。

第3.2.7条：接在母线上的避雷器和电压互感器，可采用一组隔离开关。 由上述原则分别设计本站两个电压级的主接线形式选择为： 110KV电压等级主接线设计

表1-3 110kV主接线方案比较一览表

方案 方案Ⅰ 单母线分段接线 方案Ⅱ 单母线分段带旁母 在用断路器分段的单母线接线中，除具有方案Ⅰ的优点外，检修分段断路器装有继电保护装置，在出线断路器，可以不停电检修，某一分段母线上发生故障时，分段对该回路供电可靠性较方案Ⅰ可 断路器在保护作用下首先自动跳高。 靠 开，保证非故障的正常供电，可靠性 性高。任一出线断路器检修时，本线路需停电，所以可靠性不如方案Ⅱ。 分段检修母线时，可避免全部停正常运行时，分段断路器闭合，电，对一级重要用户可以从不同分旁路隔离开关断开，以单母线灵 段上引接，保证在母线或母线隔离分段方式运行。检修某一出线活 开关故障或检修时不中断供电，灵的断路器时两组母线并列运行性 活性好。采用屋配电装置便于维不影响检修线路供电，灵活性护。 好。 24 / 51

.

经 济 性 接线简单，比方案Ⅱ断路器、隔离多一组母线增加了断路器和隔开关少，控制保护相对简单，经济离开关，故比方案Ⅰ经济性略性比方案Ⅱ好。 差 变压器台数或出线回路数增加时，与方案Ⅰ类似，也有一定的可可 可以相应增加母线分段的数目，段扩性。 扩 数越多，停电的围就越小。有一定性 的可扩性。

本站110KV有两条与系统连络线和一回备用出线，正常运行时两回连络线互为备用，可保证其断路器检修时对本站不中断供电，所以用单母线分段接线形式可以满足对本站的供电可靠性要求。但是远景本站还有110KV出线向另一110KV变电所供电，为保证这一出线供电可靠性，应使其断路器检修时对该回路不停电。考虑本站为各厂区的边上，有污染，为节约用地和减少污染，配电装置选择为全室型，110KV室配电装备为小车开关，可以做到检修断路器时利用备用小车开关代替该回路供电，所以可以保证供电可靠性，故本站110KV侧主接线选择为单母线分段的接线形式。

10KV电压等级主接线设计

表1-4 10KV接线方案比较一览表

方方案Ⅰ 单母线分段接线 案 方案Ⅱ 单母线分段带旁母 25 / 51

.

用断路器把母线分段后，对重要用对重要用户可以从不同段引出两可 靠 性 户可从不同段引出两个回路，可靠，个回路，可靠，且由于有旁路母线，由于是屋布置，可采用手车式断路检修出线断路器，可以不停电，供器，这样可保证进出线检修时不中电可靠性高 断供电 灵 活 性 经 济 性 近期出线回路10回，远景2回，出与方案一类似，也具有一定的可扩可 线回路多，影响供电可靠性。可通性 扩 过增加母线分段的数目来提高供电 性 可靠性，可扩性好 通过定性分析，根据对变电站10KV的负荷分析，本站6KV负荷含有

比较大比例的Ⅰ、Ⅱ类负荷，虽然印染厂、棉纺厂、小型拖拉机厂是双回供电，允许其中一回出线，断路器停电检修，但机修厂，冶炼厂，生活区等用户为单回供电，其Ⅰ、Ⅱ类负荷的比重也比较大，不允许对这些回路断路器停电检修，所以在分段处使用寿命长且维修量少的真空断路器。为保证10KV所有用户供电可靠性要求，10KV侧主接线选择单母分段形式。

26 / 51

当一回线路故障时，分段断路器自当一回线路故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电 不间断供电，不致使重要用户停电 占地面积小，但小车投资多 占地面积大，多一旁路增加了投资 .

第二章 短路电流计算

2-1短路计算目的、规定、步骤 2-1.1短路电流计算目的

1．在选择电气主接线时为了比较各种接线方案或确定一种接线是否需要采取短路电流措施等都需要进行短路电流计算。

2．在选择电气设备时，为了保证设备在正常运行以与在事故情况下都能安全可靠的工作同时又力求节约资金，这就要求进行全面的短路电流计算。 3.在设计屋外高压配电装置时按短路条件校验软导线的相间与相对地的安全距离。

4．在选择继电保护方式和进行整定计算，校验灵敏度时需要计算最大和最小运行方式下的短路电流

5.接地装置的设计也需要用短路电流

2-1.2短路电流计算的一般规定

2-1.2.1 验算导体和电器的一般规定 1）计算的基本情况

用最大运行方式下电源的容量和电抗值以与系统的结构 短路发生在短路电流最大的瞬间（短路点）

2）接线方式：选用发生最大短路电流的最大运行方式

3）计算容量：按本次设计规容量计算，并考虑5-10年的设计规划 4）短路类型：三相短路

27 / 51

.

5）短路点：确定在各级电压母线上

2-1.2.2 继电保护整定计算与灵敏度校验时的短路计算

1）继电保护整定计算的短路电流计算，应根据保护性质即保护围确定短路计算点并计算最大短路电流。

2）继电保护灵敏度校验，根据保护围确定短路计算点，并计算最小短路电流。

2-1.3 短路电流计算的步骤

1. 选择短路点 2. 绘制等值网络图

3．选择基准容量和基准电压 Sj=100MVA Uj=UCP 4. 求每个元件对Sj 和Uj为基准的电抗标幺值 5．化简网络，求出对短路点等值电抗（转移电抗） 6. 转移电抗→计算电抗，查运算曲线图 7．求短路电流有名值 8. 绘制短路电流计算表

2-2短路电流计算 2-2.1等值网络图绘制

根据系统接线图，短路计算等值 如图2-1所示

D1 X6 D2

X5 X7 28 / 51 ① S1

X1 X3 X4 110kV 10KV ② X2 S2 图2-1

.

2-2.2短路电流计算结果

具体计算过程见计算书

表1-5 最大运行方式下主变低压侧并列运行计算结果表 短路点 110KV 10KV

表1-6 最大运行方式下主变低压侧分列运行计算结果表 短路点 110KV 10KV I'' I'' I''(KA) I(KA) ich(KA) 33.333 4.170 18.407 22.930 18.407 22.930 46.938 58.470 I''(KA) I(KA) ich(KA) 33.333 2.220 18.407 12.207

18.407 12.207 46.938 31.128 表1-7 最小运行方式下短路电流计算结果表

短路点 110KV I'' I''(KA) I(KA) ich(KA) 4.409 2.236 2.236 10.125 29 / 51

.

10KV

2.188 12.031 12.031 5.579 第三章 电气设备的选择与校验

3-1电器选择的主要任务 3-1.1导体和绝缘子

导体的选择主要有：各电压级的汇流母线，主变引下线，出线以与各电压级的绝缘子。

3-1.2电器设备

电器设备包括各电压级的出线断路器，分段断路器，以与相应的隔离开关，熔断器等。用于保护和测量用的电流互感器，包括穿墙套管，高压开关柜的选择与其一次接线的编号。

3-2选择导体和电器的一般原则

根据《导体和电器选择技术规定》SDGJ14-86第1.1.2条规定： （1）应力求技术先进，安全适用，经济合理。

（2）应满足正常运行，检修，短路，过电压情况下的要求，并考虑远景发展。

（3）应按当地环境条件校验。 （4）选择的导体品种不宜过多。 （5）应与整个工程建设标准协调一致。

（6）选用新产品应积极慎重，新产品应有可靠的实验数据，并经主管单位鉴定合格。

依据《导体和电器选择技术规定》

30 / 51

.

第2.1.6条 除配电装置的汇流母线外，较长导体的截面应按经济电流密度选择。

第2.1.3条 载流导体应选择铝质材料。

3-3 开关电器选择 3-3.1 断路器型式选择原则

按照《电力工程设计手册》高压断路器选择规定：断路器型式的选择除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术经济比较后确定选择断路器。

3-3.2 隔离开关的选择原则

种类和型式的选择：隔离开关电网型式很多，按安装地点的不同可分为屋式和屋外式，按绝缘支柱数目可分为单柱式和双柱式。它对配电装置的占地面积有很大影响，选型时应根据配电装置的特点和使用要求以与经济技术条件确定。

3-3.3 电压互感器的选择原则

依据《电力工程设计手册》对电压互感器配置的规定：电压互感器的配置与数量，接线方式有关，并应满足测量，保护周期和自动装置的要求，电压互感器应能在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。6～220kV电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否选用装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。当需要监视和检测线路有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。

3-3.4电流互感器选择原则

31 / 51

.

根据《导体和电器选择设计技术规定》第9.0.3条： 3-20kV屋配电装置的电流互感器，应根据安装使用条件与产品情况，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构。35kV与以上配电装置的电流互感器，宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的式电流互感器，在有条件时，应采用套管式电流互感器。根据《电力工程电气设计手册》规定电流互感器配置原则是：凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。发电机和变压器的中性点，发电机和变压器的出口，桥型接线的跨条上等也装设电流互感器。对直接接地系统，按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相装配。

3-4电气设备选择一览表

根据上述原则本设计所选择的导体、断路器和隔离开关、电压互感器与电流互感器结果如以下各表所示

表5-1 导体选择一览表

110kV电压母线 110KV侧主变引出线 10kV 型号与规 LGJ-300 LGJ-150 LMY-2×（125×10）双条平放

表5-2 10KV电缆出线选择一览表

32 / 51

.

印染厂 棉纺厂 小型拖拉机厂 机修厂 10KV 生活区 针织厂 毛纺厂 备用

电缆 YJLV22-10-240 YJLV22-10-240 YJLV22-10-240 YJLV22-10-150 YJLV-10-240 YJLV22-10-120 YJLV22-10-240 YJLV22-10-240 表5-3 断路器选择一览表

安装处 110kV母线侧 LW6-110Ⅱ/3150 110KV主变出线侧 10kV进线 10kV母线分段 10kV 出线 ZN-10/3150-31.5 ZN-10I/3150-40 ZN12-10/1250-20

2 1 14 5 型号 数量(台) 33 / 51

.

表5-4 隔离开关选择一览表

安装处 110KV电压互感器侧 10KV进线 10KV母线分段 10KV出线 110主变侧

表5-5 电流互感器选择一览表

额定电安装处 型号 压（KV） 110KV母线分段 10KV母线LAJ-10-2000 分段 10KV印染LAJ-10-300/5 厂 10 300/5 0.5/0.5 75 135 10 3000/5 0.5/D 50 90 LCWD2-110B-2×110 300/5 600/5 D/D/0.5 75 135 额定变化 合 定倍数 倍数 级次组1S热稳动稳定型号 GW5-110ⅡGD GN2-10G/2000 GN19-10/1250 GN19-10/630 GN19-10/1250 数量(台) 3 2 2 32 2 34 / 51

.

侧出线 棉纺LAJ-10-300/5 厂 毛纺LAJ-10-300/5 厂 拖拉LAJ-10-300/5 机厂 机修LAJ-10-200/5 厂 生活LAJ-10-400/5 区 针织LAJ-10-200/5 厂 备用 LAJ-10-300/5 10

表5-6 电压互感器一览表

额定电压V 300/5 0.5/0.5 75 135 10 200/5 0.2/3 120 215 10 400/5 0.5/0.5 75 110 10 200/5 0.2/3 90 160 10 300/5 0.5/0.5 75 135 10 300/5 0.5/0.5 75 135 10 300/5 0.5/0.5 75 135 安装处 型号 电压KV 一次 二次 100 3数量 三次 100 2 110KV母JCC6110 110 线 110000 335 / 51

.

10KV母线 JDZJ-10 10 10000 3100 3100 32

表5-7 绝缘子与穿墙套管选择一览表

名称 悬式绝缘子 耐绝缘子 屋支持绝缘子 屋外支持绝缘子 穿墙套管

型号与规 XPW-4.5 XPW-4.5 ZC-10F ZPC-35 CMWF-20/3000 数量 7(片) 8(片) 第四章．配电装置设计与总平面布置设计

4-1配电装置设计原则与要求

配电装置是电气主接线的具体实现，是按主接线的要求将电气一次设备合理安排，用以接受和分配电能的装置。其设计原则和要求为：

1、配电装置必须认真贯彻国家的技术经济，遵循上级颁发的有关规、技术规定，并根据电力负荷性质、容量、环境条件和安装维修等要求，合理地选用设备和制定布置方案，应该采用行之有效的新技术、新设备、新布置

36 / 51

.

和新材料。

2、配电装置的设计应该根据工程特点、规模和发展规划，做到远期和近期结合，以近期为主，并考扩建的可能。 3、配电装置的设计必须坚持节约用地的原则。

我国人口众多，但耕地不多，因此节约用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针，所以配电装置少占地，不占良田和避免大量开挖土方是必须认真贯彻的重要。各种配电装置的占地面积比较：以屋外普通中型为100%；屋外分相中型为70-80%；屋外半高型为50-60%；屋外高型为40-50%；屋型为25-30%；SF6全封闭电器为5-10%。

4、配电装置的设计必须考虑运行安全和操作巡视方便。在布置上应该力求整齐清晰，运行中满足安全距离与防误、放火、防爆，蓄油、排油措施等。重视运行维护时的方便条件，如合理确定电气设备操作位置，操作巡视通道，便于与主控制室（主网络）联系等。

5、便于检修安装扩建。如应考虑设备搬运道路，必要的检修起吊空间，良好的照明，是否开展带电作业与其措施，分期建设和扩建的便利等。 6、节约三材（钢材、木材、水泥）减低造价。 7、应该满足最小安全净距的要求。

前面讲的总原则中最主要的是可靠和安全，这是由电气设备安装时的安净距来保证的。根据试验和运行经验国家规定了各种最小安全净距，屋外的配电装置的安全净距都不能小于这个安全净距。在各种安全净距中最基本的是最小安全净距，即A1 和A2。其他B、C、D、E值都是由A1 和A2考虑了其他因素派生出来的。详细见有关规、规定和手册中的说明。因为我们这次

37 / 51

.

使用的是典型设计图纸，所以所有的尺寸都符合最小安全净距的要求。

4-2 配电装置的设计

4-2.1 配电装置设计应满足的基本原则

配电装置的设计的基本原则为：必须贯彻国家的基建方针和技术经济，如合理利用地形，地质，节约土地等；要保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理的选择设备，在布置上力求整齐，清晰，保证有足够的安全距离；要便于检修，巡视和操作，运行和维护方便，便于扩展；在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。最好采用防污和抗震性能好的，采用新技术要慎重。

4-2.2 各电压级配电装置型式的选择

为保证110kV，10kV配电装置安装，检修，运行，方便，经济合理。根据《3～110KV高压配电装置设计规》第5.2.1条：配电装置型式的选择，应考虑所在地区的地理情况与环境条件，通过技术经济比较，有限选用占地少的配电装置型式，并宜符合下列规定：

一、市区或污秽地区的35～110KV配电装置宜采用屋配电装置；

二、大城市中心地区或其他环境特别恶劣地区，110KV配电装置可采用SF6全封闭组合电器（简称GIS）。 4-2.2.1 110KV配电装置选择

根据规，由于YN地区土地面积有限，因此110KV配电装置采用屋型配电装

38 / 51

.

置。

4-2.3.2 10kV配电装置选择

10KV配电装置使用GG1A-10型固定式高压开关柜屋单列布置，采用真空断路器。其一次线路方案的开关柜型选择如下： 出线柜 选用GG1A-10-03型，共14台； 分段柜 选用GG1A-10-26\\28型, 共2台； 所用变柜 选用GG1A-10-04型，共2台； 电容器柜 选用GG1A-10-04型，共2台； 主变引线柜 选用GG1A-10-27型，共2台；

电压互感器与避雷器柜 选用GG1A-10-型，共2台。

4-3 总平面布置设计

4-3.1 总平面布置的容和基本要求

变电所的总平布置图是一反映变电所全貌的俯视图，电气主接线图反映了电气设备间的电气连接，而总平布置则表示了电气设备的相对位置、连接方法、总体布局和定位，因此它是施工设计和安装中的重要图纸之一，也称第二司令图。

总平面布置主要解决和协调全所建筑物，道路在平面布置的相互关系和相对位置。高压配电装置－变压器－低压配电装置的布局是总平面布置的主体，是核心。

39 / 51

.

4-3.1.1 主控制室

主控制的安排室应该考虑美观、位置适中便于和各电压级的配电装置联系，一般靠近大门，并应该考虑设置维修间、运行人员休息室等。 4-3.1.2 补偿电容器室

考虑电容器易爆，不能与主控制室与其配电装置设置在同一室，但应该尽量与10ＫＶ配电装置靠近，以减少电缆的长度。 4-3.1.3 10KV配电装置

10ＫＶ配电装置为屋配电装置，其尺寸应该详细计算各高压开关柜的尺寸和个数。

4-3.1.4 端子箱、配电箱与电缆沟

ＤＬ、ＰＴ、ＣＴ与主变旁边均应有端子箱，其二次电缆下电缆沟入主控制室，所以各个电压级配电装置都应有通往主控制室的电缆沟。

配电箱是供检修用的动力电源，端子箱、配电箱在总平中可以不画但电缆沟的位置必须画出，在各个电压级的配电装置平面布置图上应该全部画出。

4-3.1.5 相位关系

总平可以画成单线图，但屋外各电压级的配电装置应该画成三线图，那么就应该反映出相序。各电压级配电装置的相序排列应该尽量一致，一般原则是：面向出线电流流出方向自左至右，由远至近，由上到下，按Ａ、Ｂ、Ｃ相顺序排列。 4-3.1.6 管沟的位置

应从整体出发，按规划最终目的全面规划，平面和管沟相互协调，合理

40 / 51

.

布置，不宜穿套重建用地。

4-3.1.7 大门

建在靠近公路旁，宜采用钢门，门宽应满足运输所用大型设备的要求。 4-3.1.8 道路

所用道路设计应根据运行检修要求，并结合总平面，竖向布置设计标高协调一致，相互衔接。道路宽一般为：3.5m；转弯半径不小于7m。 4-3.1.9 主变位置

其布置应与配电装置，无功补偿装置相配合，通常建在配电装置之间与无功补偿装置之间。 4-3.1.10 出线位置

各点与电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的分向进行平面组合。尽量避免线路交叉，尽量缩短主变引下线的长度。各级电压配电回路相序排列应该一致。

4-3.1.11 设置供操作巡视用的通道

其宽度不应为0.8~1ｍ。采用明沟排水时，明沟应扩面处理，沟的纵度应小于0.3％，总深度不应小于0.2ｍ，阴沟可用梯形或矩形断面，梯形沟底宽度应为0.3ｍ，矩形沟底宽度应为0.4ｍ。硅石或混凝土铺面的梯形沟面宜采用1:0.75－1.1的边坡明沟宜沿道路布置，应减少与道路和管沟的交叉，当交叉时宜采用垂直交叉。

4-3.2总平面布置设计的基本原则

1.要求出线方便，注意出线方式（架空或电缆）方位与110kV出线走廊。

41 / 51

.

2.节约占地。

3.符合防火规定，确保安全（主变间距）。 4.注意风向。

5.便于巡视运输，路径短捷。 6.便于检修和生活。

7.适当留有余地，考虑发展。 8.注意整体性，协调美观。 总平面布置详见总平布置设计图。

第二篇 YN地区110kV降压变电所二次设计部分

设计

第五章 继电保护设计的一般问题

5-1 继电保护装置设计的一般规定 5-1.1继电保护设计的作用

继电保护装置，是指能反映电力系统者电气元件发生故障会不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。在电力系统中，除采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，在继

42 / 51

.

电保护作用下迅速而有选择性的切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

5-1.2继电保护的一般规定

《电力装置的继电保护和自动装置设计规》

第2.0.1条：电力网中的电力设备和线路，应装设反应短路故障和异常运行的继电保护和自动装置。继电保护和自动装置应能尽快地切除短路故障和恢复供电。

第2.0.2条：电力设备和线路应有主保护、后备保护和异常运行保护，必要时可增设辅助保护。

第2.0.3条：继电保护和自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求，并应符合下列规定：

1.继电保护和自动装置应简单可靠，使用的元件和接点应尽量少，接线回路简单，运行维护方便，在能够满足要求的前提下宜采用最简单的保护。

2.对相邻设备和线路有配合要求的保护，前后两级之间的灵敏性和动作时间应相互配合。

3.当被保护设备或线路围发生故障时，应具有必要的灵敏系数。 4.保护装置应能尽快地切除短路故障。当需要加速切除短路故障时，可允许保护装置无选择性地动作，但应利用自动重合闸或备用电源自动投入装置，缩小停电围。

第2.0.4条：保护装置的灵敏系数，应根据不利正常运行方式和不利故障类型进行计算，必要时，应计与短路电流衰减的影响。发电机、变压器、线路

43 / 51

.

与电动机纵联差动保护最小灵敏系数为2。

第2.0.6条：在正常运行情况下，当电压互感气二次回路断线或其他故障能使保护装置误动作时，应装设电压回路断线信号装置。

第2.0.7条：在保护装置应设置由信号继电器或其他元件等构成的指示信号。指示信号应符合下列要求：

1.在直流电压消失时不自动复归，或在直流恢复时仍能维持原动作状态。

2.能分别显示各保护装置的动作情况。

3.对复杂保护装置，能分别显示各部分与各段的动作情况。根据装置具体情况，可设置能反应装置部异常的信号。

第2.0.：保护装置采用的电流互感器与中间电流互感器的稳态比误差，不应大于10%。对35KV与以下的线路和设备，当技术上难以满足要求且不致使保护装置误动作时，可允许有较大的误差。

5-2电力系统对继电保护的基本要求

继电保护装置应满足可靠性，选择性，灵活性和速动性的要求。 1．可靠性

可靠性是指保护动作时应能可靠动作，不该动作时应可靠不动作。 可靠性是四性的前提，在拟定，配置和维护装置时，都必须满足可靠性的要求。为保证可靠性，以选用可能最简单的保护方式，应采取必要的检测，闭锁和双重化等措施。此外，保护装置还应便于整定，调试和运行维护。 2．.选择性

选择性是指首先由故障设备或线路的保护切除故障，当故障设备或线路

44 / 51

.

的保护或断路器动作时，应由相邻设备或线路的保护切除故障。 3．灵敏性

灵敏性是指在被保护设备或线路围故障时，保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据常见不利于运行方式和不利的故障类型计算。各类短路保护装置的灵敏系数应按有关规定整定。 4．速动性

速动性是指保护装置应能尽快的切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波与围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。

5-3 保护整定时应考虑的问题 5-3.1 系统运行方式的确定

整定计算中应选用系统的有最大运行方式，而保护灵敏度校验时应选用系统最小运行方式，还需考虑系统的网络接地方式，以便计算保护的整定值和校验灵敏度。

5-3.2 短路点的确定

按保护的保护对象和围来确定，本设计完成变压器差动保护和后备保护的整定计算、负荷电压、闭锁电流保护，短路点为10KV电压母线。

5-4 主变保护配置方案设计

《电力装置的继电保护和自动装置设计规》

第4.0.1条：对电力变压器的下列故障与异常运行方式，应装设相应的保护装置：

1.绕组与其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地

45 / 51

.

短路；

2.绕组的匝间短路；

3.外部相间短路引起的过电流；

4.中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流与中性点过电压；

5.过负荷； 6.油面降低；

7.变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。

第4.0.2条： 0.8MVA与以上的油浸式变压器和0.4MVA与以上的车间油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。当变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，可作用于信号。 第4.0.3条对变压器引出线、套管与部的短路故障，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定：

1.10MVA与以上的单独运行变压器和6.3MVA与以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。6.3MVA与以下单独运行的重要变压器，亦可装设纵联差动保护。

2.10MVA以下的变压器可装设电流速断保护和过电流保护。2MVA与以上的变压器，当电流速断灵敏系数不符合要求时，宜装设纵联差动保护。

3.0.4MVA与以上，一次电压为10KV与以下，线圈为三角-星形连接的变压器，可采用两相三继电器式的过流保护。

4.本条规定的各项保护装置，应动作于断开变压器的各侧断路器。 第4.0.4条：变压器的纵联差动保护应符合下列要求：

46 / 51

.

1.应能躲过励磁涌流和外部短路产生的不平衡电流。

2.差动保护围应包括变压器套管与其引出线。如不能包括引出线时，应采取快速切除故障的辅助措施。但在10.5KV或110KV电压等级的终端变电所和分支变电所，以与既有旁路母线的电气主接线在变压器断路器推出工作由旁路断路器代替时，纵联差动保护可利用变压器套管的电流互感器，引出线可不再采取快速切除故障的辅助措施。

第4.0.5条：对由外部相间短路引起的变压器过电流，应装设相应的保护装置。保护装置动作后，应带时限动作于跳闸，并应符合下列规定：

1.过电流保护宜用于降压变压器。

2.复合电压启动的过电流保护或低电压闭锁的过电流保护，宜用于升压变压器、系统联络变压器和过电流不符合灵敏性要求的降压变压器。

根据以上原则本变电站的主变压器保护配置如下：

1）.防御绕组与引出线之间相间短路的差动保护 2）.防御变压器油箱部短路的瓦斯保护 3）.防御外部相间短路的复合电压电流保护

4）.防御中性点直接接地电力网中外部直接接地的零序保护 5）.防御过负荷的过负荷保护

47 / 51

.

第六章 变压器差动保护整定与计算

6-1差动保护保护围

差动保护是变压器的主保护，反映变压器绕组和引出线的多相与绕组匝间短路故障。

6-2变压器差动保护的整定计算 6-2.1变压器差动保护不平衡电流计算

表6-1 各侧一次电流计算

计算各侧数据 项目 110KV 额定电压（kV） 额定电流（A） LH接线方式 LH变比计算 LH实际变比 110 25000131.4 311010KV 10.5 250001374.684 10.53 131.4×3/5=227.3/5  1374.684/5 300/5=60 2000/5=400 48 / 51

.

LH二次实际电流（A） 最大不平衡电流227.3603.8 1374.6844003.44 3.82－3.44=0.38（二次侧） （A） 6-2.2确定差动保护装置的动作电流

（1）．躲过励磁涌流

Idz=kkIBC =1.3×1374.684=1787.09 A

（2）．躲过LH二次断线

Idz=kkIbl=1.3×1374.684= 1787.09A （3）.躲过外部故障时最大不平恒电流

IdzKK（kTXkFZ+V+f）IDMAX=1.3×（1×0.1+0.05+0.05）×19563=5086.38A

取1、2、3中最大值 Idz=5086.38A

6-2.3确定基本侧差动保护动作电流和差动线圈匝数

Idzj=5086.38/600=8.48A

差动线圈计算匝数Wcd=AWo/ Idzj=60/8.48=7.08(匝) 取整数偏小Wcd=7(匝)

由实际Wcd匝数决定的实际动作电流

IdzjbZ=60/7=8.57A

6-2.4 非基本侧的工作线圈和平衡线圈匝数

1）．工作线圈同基本侧：取7匝 2）. 110KV侧平衡线圈匝数

49 / 51

.

Wph110=

Ieb26.3Ieb21103.823.44=30.1匝

Ieb26.33.82 所以实际匝数 Wphz0匝

3）.由于Wph整定匝数与计算匝数不同引起的相对误差

fzaWphWphzWphWcdz0.100.00085%

0.112所以满足要求合格 4）灵敏度校验

2Id12000klmmin2.362

Idz5086.38 所以满足要求合格

所以选择BCH-2差动继电器满足要求

50 / 51

.

参 考 文 献

⑴．35へ110KV变电所设计技术规程SDJ2-88 1996年出版 中国电力 ⑵.发电厂电气部分 2002年出版 大学

⑶．电力工程电气设计手册电气一次部分1、2 19年出版 水利电力

⑷．电力系统分析 2004年出版 中国电力 ⑸．电力系统继电保护与自动装置整定计算 2004年出版 水利电力 ⑹．电力系统继电保护 2004年出版 大学 ⑺．高压配电装置设计技术规程SDJ5-85

1996年出版 中国电力

⑻．变电所总布置设计技术规定（试行）SDGJ63-84

1996年出版 中国电力

⑼．继电保护和安全自动装置技术规程SDJ6-83

1996年出版 水利电力

⑽．导体和电器选择设计技术规定SDGJ14-86

1996年出版 中国电力

⑾．并联电容器装置设计技术规程SDJ25-85（试行）

1996年出版 水利电力

51 / 51