330kv变电所说明书.docx
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330kv变电所说明书
前言………………………………………………………………………………1
第一章电气主接线的设计………………………………………………………3
第二章变电所所接线和变压器选择………………………………………………9
第三章短路电流计算………………………………………………………………10
第四章电气设备和导线的选择……………………………………………………11
第五章仪表及继电保护规划………………………………………………………16
第六章变电所防雷保护设计………………………………………………………18
第七章变电所配电装置……………………………………………………………24
参考文献………………………………………………………………………………25
附图：
变电所电气主接线图
330kV间隔断面图
毕业设计计算书
第一章电气主接线的设计
我国330~500KV超高压配电装置采用的接线有：
双母线分段、带旁路母线（或带旁路隔离开关）接线、一台半断路器接线、变压器母线接线和3~5角形接线。
一、330KV侧的接线选择
330KV超高压配电装置，连接着大容量的发电厂、变电所和超高压输电线路，要求供电可靠、调度灵活，同时应满足运行检修方便，投资及占地较小等。
首先要满足可靠性准则的要求，设计主接线时应从以下方面考虑：
（1）在保证安全可靠、运行灵活方面，即使不进行可靠性定量分析，也会想到运用双重连接这一基本准则。
即每一个回路应以多于一台短路器的可能与母线或相邻元件连接。
简单的单一连接不能用。
（2）为避免变电所全停或半全停事故的发生，普通的双母线带旁路的接线不能用。
（3）为维持系统的稳定性，易将故障的停电范围限制到最小，最好是一回线故障只停该回线，这就要求将母线分割，变成若干小段母线，显然要增加短路器的数量。
（4）对于超高压配电装置，主接线尚应适当考虑满足符合故障的能力，即一台设备检修，其他元件故障，停电范围不应超过全部元件的一半。
（5）断路器是超高压配电装置中比较昂贵的设备，从节省投资考虑，应合理配置使用。
综合以上因素，对于2回出线2台主变压器共4个元件的配置，有以下3种接线方案可供选择。
1.方案一：
变压器—母线组接线
这种接线的特点是:
（1）出线采用双断路，保证高度可靠性，但当线路较多时，出线可采用一台半断路器。
（2）选择质量可靠的主变压器，直接将主变压器经隔离开关连接到母线上以节省断路器。
（3）调度灵活，电源和负荷可自由调配，安全可靠，有利于扩建。
（4）主变压器故障时，连接于母线上的断路器跳开，但不影响其他回路供电。
图1-1为待设计的330kV变电所采用变压器—母线组接线方案一.
2.方案二：
双母线三分段带旁路隔离开关接线
这种接线的特点是：
330kV超高压配电装置接线的可靠性要求高，为限制故障范围，应按下列原则分段：
（1）为保证供电可靠性，每段母线宜接2－3个回路。
（2）当最终进出线回路数为6－7回时，宜采用双母线三分段带旁路隔离开关接线。
（3）电源与负荷以均分配在各段母线上。
3.方案三：
一台半断路器接线
一台半断路器接线是一种设有多回路集结点，一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线，是现代国内外大型变电所超高压配电装置广泛应用的一种接线，如图1－3所示。
这种接线的主要优点有:
在正常情况下，两组母线和所有断路器都投入运行，形成多环供电，因而调度灵活，运行方便。
（1）在一般情况下，发生单一故障，如果严重时母线故障，只断开与之相连的所有断路器，任何回路都不会停电，并保持原来的运行方式。
（2）在发生复合故障的情况下，最多只是影响两个回路的供电，而不会导致整个配电装置全停。
（3）任何一回路设备检修，可以随时进行，并不影响正常供电。
母线停电清扫或检修时，回路不需切换。
（4）所有回路的隔离开关，都用作检修时的隔离电器，而不作为操作电器。
这样就避免了在改变运行方式或处理事故时的大量倒闸操作，同时也消除了由此发生的误操作事故。
（5）这种接线可以大大缩减因断路器质量事故而造成的停电范围。
（6）从土建结构上看，与双母线带旁路相比，主母线较短，且无旁路母线，故结构减少，节省材料。
（7）以上占地面积而言，如果母线隔离开关采用单柱式，则较双母线带旁路接线节省25－28％。
这种接线的主要缺点有:
（1）由于一个回路故障需跳两台断路器，所以断路器的故障和检修工作量都增加了。
同时，回路检修的断路器操作次数是双母线单断路器的4倍。
如此频繁的操作势必增加了断路器据动的机率，增加了检修的次数。
在此情况下，由三台断路器的一串只能开环运行，回路的事故停电就要增加了。
（2）由于每个进出线回路连接两台断路器，而每串中间的联络断路器又连着两个回路，所以在二次接线和继电保护方面存在一定的复杂性。
（3）由于所需断路器数量多，且电流互感器及控制电缆也用得较多，所以设备投资较双母线带旁路接线有所增加。
综合以上分析论证，对于四回进出线两台变压器共六个元件的330KV超高压配电装置，方案一需八台断路器，方案二和方案三都需九台断路器。
经验表明：
方案一以四回出线两台变压器为佳，出线回路超过四回时，为提高可靠性及灵活性，宜将母线进行分段，断路器就需十四台，投资增加较多。
方案二虽然停电范围缩小了，但仍然要进行复杂的倒闸操作，这在超高压配电装置中应力求避免。
同时在这种接线中还要注意解决分段后母线保护的复杂性问题。
就配电装置而论，三个方案中，双母线三分段带旁路隔离开关接线复杂，占地面积最大，变压器—母线组界线占地居中，一台半断路器接线占地最省。
从以上简单分析，一台半断路器接线对本工程设计较其它两个方案接线有显著的优势。
故待设计的330KV变电所配电装置选择一台半断路器接线为最佳方案。
二、110kV侧的接线选择
待设计的变电所110kV侧，进出线共10回，变压器进线两回，每回110kV输电线路最大输出功率为40MVA，其总的最大输送功率为400MVA，小于两台主变压器容量之和，同时，110kV侧担负着重要地区电网负荷的供电，也是连接330kV电力系统和110kV电力系统中间站，所以，110kV进出回路数多，负荷大，功率交换大。
在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠、操作灵活，同时也要节省投资。
综上，有以下方案可供选择：
1.方案一：
双母线接线.
这种接线的特点是：
（1）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；检修任意回路母线的隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线继续运行。
（2）调度灵活。
各个电源和个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的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。
（3）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和负荷自由组合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。
2.方案二：
母联断路器兼旁路断路器的双母线接线
此方案不设专用旁路断路器，而以母联断路器兼做旁路断路器专用。
（1）优点：
节约专用旁路断路器和配电装置间隔。
（2）缺点：
当进出线断路器检修时，就要用母联断路器代替旁路断路器，双母线变成单母线，破坏了双母线固定连接的运行方式，增加了进出线回路母线隔离开关的倒闸操作。
3．方案三：
有专用旁路断路器的双母线接线
此方案具有较高的可靠性和灵活性，母线故障对用户停电时间较短也可不停电检修出线断路器。
此方案设置有专用旁路断路器，仅增加一台断路器，这时引出线回路数较多的变电所，会提高运行的灵活性和供电的可靠性。
通过比较，方案三比其他两种方案有较大优越性，故待设计的变电所110kV配电装置采用有专用旁路断路器的双母线带旁路母线的接线。
三、10kV侧接线选择
待设计的变电所10kV侧出线8回，全部电缆出线，且多为双回供电线路。
同时应考虑10KV侧采用屋内配电装置。
6－10KV配电装置中，出线回路数不超过5回时，一般采用单母线接线方式；线路在6回及以上时，一般采用单母线分段的接线方式。
所以待设计的变电所10kV侧采用单母线分段接线。
四、主变压器的选择
变电站主变压器容量，一般应按5~10年规划负荷来选择。
根据城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量。
对重要变电站，应根据当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力容许时间内，应满足I类及II类负荷的供电；对一般性变电站当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%~80%。
在具有三种电压的变电所中，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到该变压器容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但在变电所内需装设无功补偿设备时，主变压器宜采用三绕组变压器。
同时在220kV及以上的变电所中，以优先选用自耦变压器。
因自耦变压器与同容量的普通变压器相比，具有损耗小，效率高，造价低，便于运输等优点，故选用有载调压三绕组自耦变压器。
由于电力潮流方向主要是由高压向中压侧送电，要求高，中压之间阻抗小，故选择降压结构的自耦变压器。
待设变电站要求安装主变压器两台，每台容量240MVA，电压为330/110/10kV，每台各侧容量比为100：
100：
30。
330kV主变压器选择特性数据为：
型式：
OSFPS
240000/330
容量分配：
240000/240000/72000kVA
连接组别号：
YN，yn0,
电压调整范围：
阻抗电压：
结构型式：
降压结构
第二章变电所所用接线和变压器选择
对于超高压枢纽变电所，由于容量大，装有要求供电可靠的强迫油循环冷却的主变压器和调相机，所用电路的设计必须满足运行可靠，检修维护方便的要求，以保证变电所安全经济的运行。
一、所用变压器的选择
所用变压器是变电所的重要负荷，所用电总负荷是变电所各种用电设备容量之和。
根据式S=
计算。
S=
根据计算总负荷，选择所用变压器，其额定容量要大于430KVA。
选择两台
型所用变压器，技术数据如下：
变比10/0.4,
.
二、所用变接线方式的设计
为保证所用电负荷的供电可靠，两台所用变压器分别接在变电所10kV的两段母线上，若有工程师工时架设的临时线路，还可以做所用电的外接电源。
所用变压器低压侧的接线方式采用单母分段，两台所用变压器分别接在380/220V的两段上。
两台变压器平时分裂运行，以限制故障范围，提高供电可靠性；故障时分段开关的自动投入装置动作，由一台所用变压器供全所用电。
所用电系统采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，动力和照明合用一个电源。
如图2-1所示：
图2－1所用电接线
第三章短路电流的计算
根据设计的变电所电气主接线,,绘出等值网络图,采用标幺值计算,S
=100MVA,
则网络中各元件的阻抗标幺值如图所示.
为了选择各级电压的导体和电气设备，选择计算短路点
、d
和d
，计算各短路点的三相短路电流，计算结果见下表。
短路电流计算结果表（
）
短路点编号
支路名称
短路点平均电压
电源对短路点电抗
稳态电流值
短路电流峰值
全短路电流有效值
短路容量
X
I
kV
kA
kA
kA
MVA
330kV母
线短路
345
0.013
12.87
32.8
19.4
7690
d
110kV母线短路
115
0.03
16.7
42.585
25.2
3330
d
10k母
线短路
未加电抗器
10.5
0.00585
93.97
239.6
141.8
1709
加电抗器后
10.5
0.36
16
40.8
24
280
第四章电气设备和导体的选择
根据规程对主电路的所有电气设备和导体进行选择和校验。
主要有各级电压的断路器、隔离开关、互感器和母线等。
电气设备和导体的选择见下表。
330kV变电所电气设备和导体选择表
电压等级
330
110
10
项
目
名
称
接线方式
一台半断路器
双母带旁路
单母分段
出线方式
架空出线
架空出线
电缆出线
母线
LGKK-600
LGJ-800
进出线
LGKK-600
LGJ-185
ZLQ-50
断路器
SFM-330/2000
GFC-15高压开关柜
隔离开关
避雷器
-294/679
-290/670
FCZ-110J
FZ-10
电压互感器
YDR-330
JCC
-110
JDZJ-10
电流互感器
LCWD-330
LCWD-110
LMC-10
LFC-10
LJ-2
熔断器
各电压等级的电气设备技术参数详见下表。
330kV侧断路器的选择结果
型号
额定
电压
（kV）
最高工作电压（kV）
额定频率（HZ）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流峰值（kA）
3S热稳定电流（kA）
额定动稳定电流峰（kA）
额定开断时间（ms）
固有分闸时间（ms）
SFM-330/2000
330
363
50
2000
40
100
40
100
20
20
330kV侧隔离开关的选择结果
型号
技术参数
额定电压（kV）
最高电压（kV）
额定电流（A）
动稳定电流峰值（kA）
3s热稳定电流（kA）
330
363
2000
80
40
110kV侧断路器的选择结果
型号
额定
电压
（kV）
最高工作电压（kV）
额定频率（HZ）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流峰值（kA）
4S热稳定电流（kA）
额定动稳定电流峰值（kA）
额定开断时间（ms）
110
126
50
2000
40
100
40
100
60
110kV侧隔离开关的选择结果
型号
技术参数
额定电压（kV）
最高电压（kV）
额定电流（A）
动稳定电流峰值（kA）
4s热稳定电流（kA）
110
126
2000
80
31.5
110kV出线断路器的选择结果
型号
额定
电压
（kV）
最高工作电压（kV）
额定频率（HZ）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流峰值（kA）
4S热稳定电流（kA）
额定动稳定电流峰（kA）
额定开断时间（ms）
110
126
50
1250
40
80
40
80
60
110kV出线隔离开关的选择结果
型号
技术参数
额定电压（kV）
最高电压（kV）
额定电流（A）
动稳定电流峰值（kA）
4s热稳定电流（kA）
110
126
1250
80
31.5
110kV母联断路器的选择结果
型号
额定
电压
（kV）
最高工作电压（kV）
额定频率（HZ）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流峰值（kA）
4S热稳定电流（kA）
额定动稳定电流峰值（kA）
额定开断时间（ms）
110
126
50
2000
40
100
40
100
60
110kV母联隔离开关的选择结果
型号
技术参数
额定电压（kV）
最高电压（kV）
额定电流（A）
动稳定电流峰值（kA）
4s热稳定电流（kA）
110
126
2000
80
31.5
10kV侧断路器的选择结果
型号
额定
电压
（kV）
最高工作电压（kV）
额定频率（HZ）
额定电流（A）
额定开断电流（kA）
额定关合电流峰值（kA）
5S热稳定电流（kA）
额定动稳定电流峰值（kA）
额定开断时间（ms）
固有分闸时间（ms）
10
363
50
5000
120
300
120
300
190
150
10kV侧隔离开关的选择结果
型号
技术参数
额定电压（kV）
最高电压（kV）
额定电流（A）
动稳定电流峰值（kA）
5s热稳定电流（kA）
10
363
5000
200
100
高压熔断器选择结果表
安装地点
型号
额定电压
（kV）
额定电流
（A）
断流容量
（MVA）
切断极限电流（kA）
最大分断电流（kA）
备注
所用变压器
10
40
200
8.6
12
供电力线路或过流保护用
10kV电压互感器
10
0.5
1000
－
50
保护户内电压互感器
电压互感器选择结果表
安装地点
型号
最大容量
（VA）
额定电压（kV）
二次负荷（A）
初级
次级
辅助
0.5级
1级
3级
330kV
YDR-330
1200
0.1
150
300
1000
110kV
JCC
-110
2000
－
500
1000
10kV
JDZJ-10
300
40
60
150
电流互感器选择结果表
安装地点
型号
额定电流比（A）
级次组合
二次负荷（
）
1s热稳定倍数
动稳定倍数
0.5级
1级
D级
330kV侧
LCWD-330
110kV侧
LCWD-11
1
75
150
10kV分段
LMC-10
1.2
3
2
75
10kV馈线
LFC-10
3
2.4
80
250
10kV电缆
LJ-2
电缆式零序电流互感器
避雷器选择结果
序号
型号
技术参数（kV）
安装地点
灭弧电压
工频放电电压
冲击放电电压
残压
1
-294/679
_
_
_
679
330kV线路侧
2
-290/670
670
330kV母线侧
3
FCZ-110J
100
170～195
265
265
110kV系统侧
4
FZ-10
12.7
26～31
45
45
降压变低压绕组
10kV母线上
第五章仪表及继电保护规划
一、变电所仪表规划
为了保证电力系统正常运行，对变电所一次电气量进行测量，监察及满足继电保护和自动装置的要求，在变电所控制室及配电室内需要装置的仪表和设备见下表.
变电所仪表规划
安装位置/名称及数量
电
压
等
级
交流电压表V
交流电流表A
有功功率表W
无功功率表VAR
记录式无功功率表VAR
电度表Wh
无功
电度
表VArh
频率表HZ
直流电压表V
直流电流表A
备注
主变压器各侧
330kV
110kV
10KV
3
3
1
1
1
1
1
1
1
1
主变装温度计
引出线回路
330kV
110kV
10kV
3
3
1
1
1
1
1
1
1
母
线
330kV
110kV
10kV
1
1
1
1
1
手动二位同期装置一套
母联或分段断路其
110kV
10kV
1
1
所用变压器
10kV
380/220
1
1
1
1
二、变电所继电保护配置
为了反映电力系统故障和不正常工作状态，保证变电所及电力系统安全运行，在变电所各元件上应配置以下继电保护和自动装置。
1.主变压器保护
（1）瓦斯保护：
重瓦斯动作于跳闸；轻瓦斯动作于信号；
（2）纵联差动保护；
（3）后备保护：
高、中压侧装置复合电压起动的过电流保护；低压侧装设过电流保护；
（4）变压器330kV和110kV中性点装设零序过电流保护；
（5）在高、中压侧绕组装设过负荷保护，动作于信号；
2.330kV线路保护
（1）高频闭锁距离保护，瞬时切除全线路上任何一处故障；
（2）高频闭锁方向保护，快速切除全线范围内的各种故障；
（3）阶段式距离保护，由三段式相间距离保护和两段式接地距离保护组成，是高频保护的后备；
（4）四段式零序电流方向保护；
（5）断路器失灵保护，在装主断路器拒动时切除故障；
（6）综合自动重合闸装置，线路发生故障，切除故障相后，再实现自动重合；
（7）故障录波器，记录发生故障时继电保护及自动装置动作情况。
3.110kV线路保护
（1）三段式高频闭锁保护；
（2）阶段式零序电流保护
（3）断路器失灵保护；
（4）综合自动重合闸装置；
（5）110kV回路故障录波器；
4.10KV线路保护
（1）电流速断保护；
（2）过电流保护；
5.母线保护
（1）330kV母线采用DMB-1型新的母线保护装置；
（2）110kV母线采用电流相位比较保护；
（3）10kV和母线两相两段式不完全母线差动保护；
6.110KV母联和旁路断路器保护
（1）两段式相电流和零序电流保护；
（2）PLH-11A/ZK型距离零序保护及重合闸装置。
第六章变电所的防雷保护设计
一、避雷针的布置
避雷针是变电所屋外配电装置和所在电工建筑物防护直击雷过电压的主要设施。
变电所借助屋外配电装置架构上的避雷针共同组成的保护网来实现。
主控制室和屋内配电室采用屋顶上的避雷针。
二、各级电压避雷器的选择
避雷器是发电厂、变电所防雷电侵入波的主要设施。
应根据被保护设备的绝缘水平和使用条件，选择避雷器的形式、额定电压等，并按照使用情况校验所选避雷器的灭弧电压和工频放电电压等。
1.330kV侧避雷器的选择
330kV超高压配电装置，应选氧化锌避雷器，即作限制雷过电压的保护，又作限制操作过电压的第二线保护，并且以它的保护水平作为电气设备绝缘配合的基础。
⑴330KV电气设备绝缘配合的原则
①按照《电力设备过电压保护设计技术规程》第13条规定，330kV电网的工频过电压水平在线路断路器的线路侧不超过1.4Uxg,母线侧不超过1.3Uxg。
待设计的变电所在某长线装设一组
的并联电抗器，可以将出现大气过电压或操作过电压时的工频电压升高限制在1.3~1.4Uxg以下。
②330kV配电装置采用带400/相合闸电阻的
断路器，使切合空线操作过电压限制在2.75Uxg之内。
③电气设备的绝缘水平与雷电冲击耐受电压的绝缘配合，与操作冲击耐受电压的绝缘配合。
电气设备的1分钟工频耐受电压按有关规程决定。
⑵氧化避雷器的选择
氧化锌避雷器的工频电压参数忽然流通能力应满足以下要求：
①⑴氧化
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