KV變電所設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u180051緒論 -1-182881.1概述 -1-85421.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 -1-16042變電所分析與主變壓器選擇 -2-82412.1變電所總體分析 -2-221412.2負(fù)荷分析 -2-198552.3主變壓器選擇 -3-266023電氣主接線設(shè)計(jì) -3-291403.1電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和原則 -3-5383.2各電壓級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì) -3-236603.3220kV電氣主接線設(shè)計(jì) -4-113824短路電流計(jì)算與電氣設(shè)備選擇 -5-240734.1短路電流計(jì)算的目的 -5-266724.2短路電流的計(jì)算 -5-85244.3電氣設(shè)備選擇的一般原則與技術(shù)要求 -6-47844.4導(dǎo)體的選擇 -6-158804.5高壓電器的選擇 -6-318474.6斷路器的選擇與校驗(yàn) -7-8376電氣總平面設(shè)計(jì)及配電裝置 -7-243646.1變電所電氣總平面初步布置 -8-58006.2配電裝置的分類(lèi)與設(shè)計(jì)要求 -8-308636.3安全凈距 -8-153537過(guò)電壓保護(hù)及絕緣配合 -9-286207.1電力系統(tǒng)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)必要性 -9-281127.2直擊雷保護(hù) -9-113277.3雷電侵入波保護(hù) -9-308987.4變電所繼電保護(hù)配置 -10-103747.5220kV側(cè)母線的保護(hù)配置 -11-51667.6斷路器失靈保護(hù) -11-286038結(jié)論 -11-1緒論1.1概述生產(chǎn)出的電能會(huì)被及時(shí)消耗，不能被大量地儲(chǔ)存，電能生產(chǎn)的基本特點(diǎn)之一就是：發(fā)、輸、變、配和用都是在同一個(gè)瞬間內(nèi)同時(shí)完成的，即發(fā)電廠需要生產(chǎn)的電能和用戶(hù)需要消耗的電能同時(shí)完成，而大型的發(fā)電廠大多選址于與用戶(hù)之間距離較遠(yuǎn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電能不可以被直接輸送，而是需要通過(guò)變壓器提高電壓，經(jīng)過(guò)高壓輸電線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，再經(jīng)過(guò)降壓變電站若干次的降壓后，才可以提供給客戶(hù)使用。220kV變電站是地方電力網(wǎng)的骨干部分，變電站將電壓從高壓側(cè)220kV向轉(zhuǎn)換到低壓110kV并最終輸送給用戶(hù)使用，由于其電壓等級(jí)高，變換容量大的特點(diǎn)，其面積通常也很大，而且易對(duì)附近地區(qū)帶來(lái)無(wú)線電干擾、噪音和電磁輻射。所以，作為電力系統(tǒng)中重要的組成環(huán)節(jié)，220kV變電站的建造和管理也是非常必要的。由于當(dāng)今我國(guó)現(xiàn)存的一些大型變電站之所以產(chǎn)生問(wèn)題的原因很多，這是由于建設(shè)前期的規(guī)劃措施不足，沒(méi)有考慮未來(lái)的擴(kuò)建等問(wèn)題，因此在修建大型變電站時(shí)需要符合以下方面的要求：1.設(shè)計(jì)緊湊，減少占地面積2.科學(xué)規(guī)劃，節(jié)約前期投資，降低運(yùn)行維護(hù)成本3.滿足要求為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案4選擇新型設(shè)備，滿足智能化需求5.盡量減少環(huán)境污染1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為滿足某地區(qū)的供電需要，提高居民用電質(zhì)量。根據(jù)原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，本文主要研究設(shè)計(jì)一座220kV變電所的一次部分，設(shè)計(jì)主要包括：主接線設(shè)計(jì)：根據(jù)變電所主接線工程設(shè)計(jì)可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的基本原則、基本接線方法和形式，選擇合適的主接線設(shè)計(jì)方案。主變壓器的選擇：無(wú)論何種類(lèi)型的變壓器，主變壓器都被認(rèn)為是變電所中最重要的設(shè)備，承擔(dān)著通過(guò)電網(wǎng)電壓傳輸電力的重要任務(wù)。它是變電所電氣主接線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和依據(jù)，是保證供電可靠性和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。短路電流計(jì)算：主要用于各種電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)選型和短路選線。它是理論數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源。2變電所分析與主變壓器選擇2.1變電所總體分析根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，將新建一座220kV降壓變電所。變電所設(shè)計(jì)為三級(jí)電壓，電壓為220/110/10kV。變電所的停電不僅對(duì)廠區(qū)、農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)和居民的日常用電產(chǎn)生重大影響，而且影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。整個(gè)區(qū)域的可靠性要求很高。車(chē)站位于郊區(qū)西北部，位于平原上。一般地勢(shì)平坦，交通便利。防洪站高度每100年超過(guò)一次防洪標(biāo)準(zhǔn)，地震烈度小于5度。該地區(qū)最熱月份日均氣溫約21℃，年平均氣溫5℃，最高絕對(duì)溫度40℃，土壤溫度約8℃；海拔127.95米。2.2負(fù)荷分析110kV側(cè)出線10回(其中備用2回)。1.110kV側(cè)有兩回出線供給東部工業(yè)區(qū)，工業(yè)區(qū)內(nèi)包含機(jī)械廠、化工廠和水泥廠等大型重要生產(chǎn)企業(yè)，要求供電可靠性很高。2.變電所東北部為礦場(chǎng)，是重要的電力用戶(hù)，同樣要求很高的供電可靠性。3.三條市區(qū)線分別向南部城區(qū)的西部、中部和東部供電，該城市西部有軍隊(duì)駐地以及政府部門(mén)，東部有醫(yī)院、大學(xué)城和機(jī)場(chǎng)，必須要求供電可靠，城市中部主要為生活用電和商業(yè)用電。4這條縣城供電線路是向西南方向的舊縣城城區(qū)區(qū)域進(jìn)行供電，該縣城線的主要用途是用于作為大型農(nóng)業(yè)、生活用電設(shè)施和商業(yè)辦公設(shè)施的用電，一、二類(lèi)負(fù)荷占總?cè)萘康谋戎叵鄬?duì)較低，故對(duì)供電可靠性一般要求不高。5.農(nóng)電線主要向郊區(qū)農(nóng)村用戶(hù)供電，主要負(fù)荷為灌溉、排澇、照明等，季節(jié)性較明顯。表2-1變電所110kV側(cè)負(fù)荷資料負(fù)荷最大負(fù)載（MW）負(fù)荷組成(%)功率因數(shù)Тmax(h)線路長(zhǎng)(km)備注近期遠(yuǎn)景ⅠⅡⅢ工業(yè)區(qū)60704030300.950005向東出線礦場(chǎng)20252035450.9500015向東北出線市區(qū)130352040400.9500010向南出線市區(qū)230352020600.9500010同上市區(qū)330352025550.9450010同上縣85350030向西南出線農(nóng)85400035同上備用線302530450.85備用線202530450.852.3主變壓器選擇在變電所中，用于改變電力系統(tǒng)和用戶(hù)之間電壓等級(jí)的變壓器稱(chēng)為主變壓器，在變電所的設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。選擇主變壓器。一般來(lái)說(shuō)，在110KV以上的大中型變電所中，當(dāng)主變壓器發(fā)生故障或大修時(shí)，必須至少安裝兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的大型主變壓器，這樣可以有效地降低單臺(tái)變壓器的容量，節(jié)省投資。選擇兩臺(tái)主變壓器。選擇主變壓器的類(lèi)型。主變壓器的選擇包括相數(shù)、繞組數(shù)、繞組連接方式、調(diào)壓方式等的選擇。330kV及以下變電所的變壓器分為三相變壓器和單相變壓器，通常選用三相變壓器。由于銷(xiāo)售價(jià)格高，占地面積大，與三相變壓器相比，運(yùn)行成本高?？紤]到運(yùn)輸、成本等因素，變電所主變壓器采用三相變壓器。根據(jù)繞組數(shù)量，變壓器可分為三種類(lèi)型：雙繞組、自耦繞組和低壓繞組。由于變電所需要高壓并聯(lián)補(bǔ)償器，設(shè)計(jì)中采用了三繞組變壓器。3電氣主接線設(shè)計(jì)通常的情況下，把以完成輸配電任務(wù)為主要目的，在變電所中主變壓器及輸電線路相連接到整個(gè)電力系統(tǒng)的方式被稱(chēng)為變電所的電氣主接線。用規(guī)定的符號(hào)按照各個(gè)元件的實(shí)際工作順序進(jìn)行排列，詳盡地描述和表示了各種電氣設(shè)備或成套配電裝置的基礎(chǔ)組成及其相互連接關(guān)系的單線接線圖，稱(chēng)為主接線電氣圖。變電所的主接線是整個(gè)電力系統(tǒng)接線組成中一個(gè)很重要的組成部分。電氣主接線的確定，對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布局、繼電保護(hù)的整定將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)，必須要經(jīng)過(guò)綜合考慮、充分考量各方面因素，經(jīng)過(guò)實(shí)際經(jīng)濟(jì)、技術(shù)論證比較后方可確定。3.1電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求和原則對(duì)電氣主接線的基本要求，精簡(jiǎn)來(lái)講是應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。根據(jù)國(guó)家能源部關(guān)于《220～500kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》SDJ2-88規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件決定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作方便檢修、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。”電力生產(chǎn)的首要任務(wù)是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，作為其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)的電氣主接線，最先應(yīng)當(dāng)滿足的是可靠性的要求。但可靠性是相對(duì)的的，在分析過(guò)程中應(yīng)當(dāng)考慮如下因素：1.斷路器檢修是否影響供電；2.斷路器或母線故障以及母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修，影響回路數(shù)和停電時(shí)長(zhǎng)，能否保證對(duì)全部Ⅰ類(lèi)負(fù)荷和大部分Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的供電；3.變電所全站停電的可能性；4.歐美發(fā)達(dá)國(guó)家一般以每年每戶(hù)不停電時(shí)間百分比來(lái)表示供電可靠性。靈活性。1.可以按調(diào)度要求，方便投切變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，以滿足在不同運(yùn)行方式下的不同操作要求；2.可以方便、安全地停運(yùn)斷路器、母線及其二次設(shè)備進(jìn)行檢修，但是不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行和對(duì)終端的供電，盡可能精簡(jiǎn)操作步驟，易于工作人員掌握，降低誤操作可能；3.應(yīng)盡可能多的根據(jù)供電規(guī)劃技術(shù)要求，方便地從原來(lái)的供電接線上進(jìn)行修改擴(kuò)建，在不至于中斷連續(xù)供電或盡可能短的停電時(shí)間情況下投入新機(jī)組、變壓器和新的線路而不至于發(fā)生互相間的干擾，施工為最少。經(jīng)濟(jì)性。主接線應(yīng)該是能夠滿足可靠性和靈活性的前提下，做到成本合理。其經(jīng)濟(jì)性包含以下幾個(gè)方面：電氣主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次電氣設(shè)備的花銷(xiāo)；繼電保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜等設(shè)備投資；選擇經(jīng)濟(jì)的電氣設(shè)備和輕型電器；由于電氣主接線的形式設(shè)計(jì)直接關(guān)系到?jīng)Q定各種類(lèi)型配電設(shè)備的接線布置和電氣總平面的安排布局，所以進(jìn)行主接線方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能節(jié)約各種類(lèi)型配電裝置占地和空間；生產(chǎn)運(yùn)行周期費(fèi)用成本小：行周期費(fèi)用成本主要包括日常電能損耗費(fèi)、材料費(fèi)、折舊維護(hù)費(fèi)及大修費(fèi)、日常小修的維護(hù)費(fèi)等。電能的損耗主要產(chǎn)生于變壓器二次變壓，因此需要合理選擇主變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，應(yīng)盡可能避免兩次變壓而導(dǎo)致的電能損耗。變電站在我國(guó)現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的位置與其作用是決定電氣主接線的重要因素。本所屬于環(huán)網(wǎng)接入式、具有三個(gè)電壓等級(jí)的地區(qū)變電站，在該供電區(qū)十分重要。變電站主接線工程設(shè)計(jì)要按根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)規(guī)劃要求來(lái)進(jìn)行。考慮到重要的Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)負(fù)荷必須同時(shí)設(shè)置有兩個(gè)相互獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，主接線在回?cái)?shù)數(shù)相對(duì)較多的條件下選擇采用旁母接線。本站有兩臺(tái)容量為180MVA的大型變壓器，故要求電氣主接線可靠性要很高。3.2各電壓級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì)主接線形式的選擇，主要取決于進(jìn)出線的連接數(shù)量以及所帶負(fù)荷的性質(zhì)。根據(jù)2012年12月國(guó)家能源局正式發(fā)布的《220kV～750kV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5218-2012中規(guī)定：在我國(guó)電力系統(tǒng)的220kV變電所中，220kV配電裝置設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在其出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)，宜優(yōu)先考慮選擇采用雙母線接線。110kV高壓配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)大于等于6回時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用雙母線或雙母線分段接線，10kV配電裝置宜采用單母線接線，并根據(jù)主變壓器臺(tái)數(shù)來(lái)合理確定分段的數(shù)量。3.3220kV電氣主接線設(shè)計(jì)本站220kV電壓等級(jí)遠(yuǎn)期出線6回，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和經(jīng)驗(yàn)，先列出兩個(gè)可行方案：雙母線接線和雙母帶旁母接線，然后進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。方案比較過(guò)程如表3-1所示。表3-1220kV電氣主接線方案比較要求方案Ⅰ:雙母線接線方案Ⅱ:雙母線帶旁母接線簡(jiǎn)圖可靠性1.檢修任一母線不致中斷供電；2.在檢修某個(gè)母線回路的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需該回路停電，母線發(fā)生故障后，僅僅只需短時(shí)停電；3.接線簡(jiǎn)單，故障率低，故障時(shí)停電持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；4.在檢修出線斷路器時(shí)，只需該回路停電。1.系統(tǒng)的工作可靠性更高；2.檢修任一母線而不致中斷供電；3.在檢修任一回路隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路，母線故障后，僅需短時(shí)停電；4.檢修出線斷路器時(shí)，該回路不停電靈活性1.系統(tǒng)調(diào)度靈活，各個(gè)回路上的出線都可以隨時(shí)任意分配到另外一組母線上；2.通過(guò)倒閘操作可組成多種工況；3.有利于擴(kuò)建和便于實(shí)驗(yàn)。同雙母線接線1、2、3。經(jīng)濟(jì)性使用設(shè)備較少，投資較小1.設(shè)備增多，投資較高；2.占地面積較大；經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較后，220kV的電氣主接線采用了方案Ⅱ：雙母線帶旁母接線。4短路電流計(jì)算與電氣設(shè)備選擇4.1短路電流計(jì)算的目的1.進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；2.進(jìn)行繼電保護(hù)的整定計(jì)算；4.2短路電流的計(jì)算高壓短路時(shí)的短路電流計(jì)算一般會(huì)選擇使用標(biāo)幺制來(lái)計(jì)算。標(biāo)幺制中每一個(gè)值的物理量均用標(biāo)幺值來(lái)加以體現(xiàn)。標(biāo)幺值是一種相對(duì)的單位制，其有名值與基準(zhǔn)值兩個(gè)值之比用來(lái)作為一個(gè)電路參數(shù)規(guī)定對(duì)應(yīng)的的標(biāo)幺值，即：標(biāo)幺值（相對(duì)值）=4.3電氣設(shè)備選擇的一般原則與技術(shù)要求它能滿足各種電力系統(tǒng)在工作條件下的性能要求，并充分考慮了未來(lái)的發(fā)展前景。應(yīng)因地制宜，根據(jù)長(zhǎng)期工作條件進(jìn)行選擇和校準(zhǔn)，力求技術(shù)先進(jìn)，降低成本，滿足整個(gè)工程的施工規(guī)范。選擇類(lèi)似設(shè)備，盡量減少品種。新材料和產(chǎn)品的選擇必須經(jīng)過(guò)可靠測(cè)試和正式認(rèn)證。未經(jīng)正式認(rèn)證的新產(chǎn)品在使用時(shí)必須經(jīng)相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)。海拔條件：當(dāng)平均海拔低于1000m時(shí)，無(wú)需特別考慮。最高工作電壓為海平面以上每100米1%。對(duì)于1000米以上的區(qū)域，通常應(yīng)考慮高接地產(chǎn)品或高外部絕緣產(chǎn)品。環(huán)境條件：在惡劣的環(huán)境中，如空氣或積雪，一些電氣設(shè)備應(yīng)考慮選擇絕緣增強(qiáng)或高電壓產(chǎn)品。中國(guó)電氣設(shè)備的環(huán)境溫度等級(jí)分別為+40℃和+25℃。4.4導(dǎo)體的選擇導(dǎo)體材料絕大多數(shù)采用銅和鋁。由于銅的電阻率低，機(jī)械運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大，抗腐蝕性能強(qiáng)，但是價(jià)格貴。鋁的電阻率相比于銅高，機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)于銅低，其耐腐蝕性也相對(duì)較差但其密度比銅低，且其儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低。因此本所主要采用鋁作為導(dǎo)體材料。4.5高壓電器的選擇高壓斷路器在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)它所安裝的地點(diǎn)、環(huán)境狀況以及所采取的技術(shù)條件等進(jìn)行選型，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮是否便于施工及正常運(yùn)行和維護(hù)，并對(duì)之作出必要的技術(shù)分析。選擇斷路器的技術(shù)指標(biāo)如下1.額定電壓選擇：U2.額定電流選擇：I3.額定開(kāi)斷電流選擇：I4.額定關(guān)合電流校驗(yàn)：i5.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：I6.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：i4.6斷路器的選擇與校驗(yàn)220kV斷路器選擇與校驗(yàn)經(jīng)計(jì)算，流過(guò)斷路器的最大負(fù)荷電流為:Imax斷路器選擇及校驗(yàn)過(guò)程如下：1.額定電壓選擇：UN2.額定電流選擇：IN3.額定開(kāi)斷電流選擇：INbr根據(jù)本電壓等級(jí)斷路器的安裝位置、電網(wǎng)額定電壓和最大電流，選用的斷路器型號(hào)為L(zhǎng)W-35-252，其主要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)下表4.1：表4.1LW-35-252型斷路器參數(shù)斷路器型號(hào)額定電壓/kV額定電流/kA額定開(kāi)斷電流/kA額定關(guān)合電流/kA動(dòng)穩(wěn)定電流/kA熱穩(wěn)定電流/kA固有分閘時(shí)間/s合閘時(shí)間/sLW-35-25225240005012512550≤0.03≤0.09計(jì)算數(shù)據(jù)與所選設(shè)備參數(shù)對(duì)比如下表：表4.2計(jì)算數(shù)據(jù)與LW-35-252參數(shù)對(duì)比表計(jì)算數(shù)據(jù)LW-35-252UNUNs=252IIN=4000IINbr=iiQk=6I2t=ii由上表數(shù)據(jù)對(duì)比，所選斷路器滿足要求。6電氣總平面設(shè)計(jì)及配電裝置6.1變電所電氣總平面初步布置根據(jù)室外電氣設(shè)備的高度和類(lèi)型，室外配電設(shè)施分為三類(lèi)：中、半高、高，GIS室外配電設(shè)備可分為傳統(tǒng)的中小型和中型。變電站的電壓等級(jí)為220/110/10kV。通過(guò)對(duì)220kV配電設(shè)備的分析比較，確定安裝在中段管狀客車(chē)室外配電設(shè)備中，選用半高柔總線作為110kV配電設(shè)備。南北線。國(guó)內(nèi)高壓配電設(shè)備根據(jù)需要可分為一層、二層和三層。本變電所10kV配電裝置出口端未安裝電抗器，因此戶(hù)用配電裝置選用單層全開(kāi)關(guān)柜。220kV配電裝置與110kV配電裝置之間設(shè)置10kV配電裝置，每臺(tái)主變配一組獨(dú)立的配電裝置。電容器和變壓器端子安裝在每個(gè)配電設(shè)備附近。6.2配電裝置的分類(lèi)與設(shè)計(jì)要求室內(nèi)配電設(shè)備按安裝方式可分為三層、兩層和一層。單層：為適應(yīng)6~10kv高壓出線，無(wú)需安裝電抗器。一般情況下，有必要選擇全套高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。雙層式：主要用于6~10kV電抗生產(chǎn)線的安裝。斷路器和電抗器主要設(shè)置在同一基礎(chǔ)底板上，母線隔離開(kāi)關(guān)設(shè)置在同一基礎(chǔ)底板上。但缺點(diǎn)是成本相對(duì)較高，操作維護(hù)不方便，但其優(yōu)點(diǎn)是占地面積小。三層式：6~10kV，帶出口電抗器、底部電抗器、兩層短路、頂部母線隔離開(kāi)關(guān)。6.3安全凈距由于不同配電設(shè)備的電壓等級(jí)和布置方式不同，不同配電設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸可能略有不同，在選擇配電設(shè)備的安裝方式和尺寸時(shí)必須加以考慮，充分考慮設(shè)備的安裝位置和運(yùn)行維護(hù)后的各種安全條件。在這種空氣中，無(wú)論最大工作電壓或內(nèi)部和外部電壓如何，氣隙都不會(huì)破裂。根據(jù)水利電力部頒布的《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》sdj5-85的相關(guān)規(guī)定，配電裝置的最小安全距離如表6.1所示。表6-1配電裝置的最小安全凈距（mm）符號(hào)適應(yīng)范圍屋內(nèi)配電裝置屋外配電裝置10(kV)110J(kV) 110J(kV)220J(kV) 220J(kV)A11.帶電部分至接地部分之間；2.網(wǎng)狀（和板狀）遮欄向上延伸線距地2.3m（2.5m）處與遮欄上方帶電部分之間1259001800A21.不同相的帶電部分之間；2.斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的斷口兩側(cè)帶電部分之間12510002000B11.設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，其外廓至無(wú)遮欄帶電部分之間；2.交叉的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄帶電部分之間；3..柵狀遮欄和帶電部分之間；4.帶電作業(yè)時(shí)的帶電部分至接地部分之間。87516502550B21.網(wǎng)狀遮欄至帶電部分之間22510001900C1.無(wú)遮欄裸導(dǎo)體至地（樓）面之間；2.無(wú)遮欄裸導(dǎo)體至建筑物構(gòu)筑物頂部之間。242534004300D1.平行的不同時(shí)停電檢修的無(wú)遮欄裸導(dǎo)體之間；2.帶電部分與建筑物構(gòu)筑物的邊沿部分之間。192529003800E通向屋外的出線套管至屋外通道的路面。4000注：適應(yīng)范圍中的括號(hào)內(nèi)部分為屋外配電裝置特有的或不同于屋內(nèi)配電裝置的適應(yīng)范圍。7過(guò)電壓保護(hù)及絕緣配合7.1電力系統(tǒng)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)必要性變電站防雷主要用于防止以下雷害：直擊雷、防雷、感應(yīng)雷和沿輸電線路傳播的雷電波。雷云放電產(chǎn)生的雷擊電壓可達(dá)數(shù)十萬(wàn)甚至數(shù)兆伏，威脅著各種電氣設(shè)備的內(nèi)外絕緣。此外，當(dāng)雷擊時(shí)，三繞組變壓器的低壓繞組會(huì)產(chǎn)生高壓，從而損壞絕緣。因此，變電站防雷裝置的設(shè)計(jì)具有重要的意義和必要性。7.2直擊雷保護(hù)本實(shí)用新型涉及一種可選擇避雷器、避雷器導(dǎo)線、接地網(wǎng)等的直擊雷過(guò)電壓保護(hù)裝置。中國(guó)大多數(shù)變電站采用多個(gè)避雷器進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)，只有少數(shù)變電站直接采用線路防雷。因此，終端選擇直接使用多個(gè)避雷器進(jìn)行組合保護(hù)。必須在地面上安裝單獨(dú)的避雷器和單獨(dú)的避雷器。工頻接地電阻一般應(yīng)小于10m，接地裝置、閃變裝置與日常巡檢的距離應(yīng)大于5m，并采取措施平衡電壓。經(jīng)批準(zhǔn)的110kV及以上配電設(shè)備應(yīng)采用避雷器結(jié)構(gòu)，避雷器應(yīng)單獨(dú)安裝在土壤電阻率大于1000Ω·M的地方。7.3雷電侵入波保護(hù)能限制雷電侵入波的手段是因?yàn)檎_安裝避雷器，正確選擇避雷器的類(lèi)型、參數(shù)、數(shù)量和安裝位置是保證防護(hù)效果的重要前提。當(dāng)一個(gè)變壓器的三個(gè)出線套管的端部均安裝了一個(gè)有效的避雷器，且這個(gè)避雷器的沖擊放電電壓和殘壓均低于這個(gè)變壓器的沖擊絕緣的水平時(shí)，它就能得到可靠的防護(hù)。按間隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)，可分為無(wú)間隙型避雷器和有間隙型避雷器；按所使用的非線性電阻片材料分類(lèi)，可分為碳化硅閥式避雷器和金屬氧化物避雷器；按外殼材質(zhì)分類(lèi)，可分為瓷殼避雷器、復(fù)合外套避雷器和罐式避雷器；按標(biāo)稱(chēng)放電電流分類(lèi)，主要有20、15、10、5、2、1kA等。220kV設(shè)備絕緣配合220kV設(shè)備耐壓及保護(hù)水平如下表。表7.1220kV設(shè)備耐壓及保護(hù)水平（單位：kV）試驗(yàn)電壓設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備耐受電壓值雷電沖擊保護(hù)水平雷電沖擊耐受電壓短時(shí)工頻耐受電壓全波截波變壓器9501050360全波：950/532=1.78截波：1050/594=1.76高壓電器類(lèi)10501050（TA）395全波：950/532=1.78高壓電力電纜1050395全波：950/532=1.787.4變電所繼電保護(hù)配置為了保護(hù)各種電氣設(shè)備不受損壞，必須使用繼電保護(hù)快速、選擇性地隔離某些設(shè)備。另一方面，快速排除或修復(fù)故障可以有效提高整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。隨著我國(guó)現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力設(shè)施對(duì)繼電保護(hù)裝置的要求越來(lái)越高。主要設(shè)備的保護(hù)設(shè)計(jì)必須符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，以滿足可靠性、靈敏度、速度和選擇性的要求。主變壓器是大型變電站供電的重要組成部分之一。當(dāng)主變壓器發(fā)生故障時(shí)，將嚴(yán)重影響供電的可靠性和連續(xù)性。為了保證變電站的安全運(yùn)行和電力系統(tǒng)的有效支持，有必要根據(jù)主變壓器的容量和電壓水平設(shè)計(jì)合適的繼電保護(hù)裝置。變壓器常見(jiàn)故障可分為罐內(nèi)故障和罐外故障。油箱故障主要包括繞組或匝間短路和鐵芯燒損。油箱外故障主要是套管與導(dǎo)線之間的各種短路。主變壓器的異常工況包括過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、油位低等。分勵(lì)差動(dòng)保護(hù)：縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用于將變壓器繞組的差動(dòng)保護(hù)從兩側(cè)分開(kāi)，分別引出獨(dú)立的單元。后備保護(hù)：距離保護(hù)、復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流保護(hù)、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)、零序電流間隙保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)作為主要保護(hù)之一，變壓器保護(hù)能準(zhǔn)確反映油箱故障時(shí)的各種情況。保護(hù)氣體可分為輕型氣動(dòng)和重型氣動(dòng)。輕氣動(dòng)信號(hào)通過(guò)斷路器兩側(cè)的跳閘發(fā)送。其他非電量保護(hù)：如溫控保護(hù)、壓力控制保護(hù)、油位保護(hù)、制冷系統(tǒng)故障保護(hù)、制冷系統(tǒng)自動(dòng)切換、制冷系統(tǒng)自動(dòng)延時(shí)啟停裝置組、光纖測(cè)溫裝置、，智能單端非電量保護(hù)裝置硬件。7.5220kV側(cè)母線的保護(hù)配置對(duì)于110kV或更高電壓的雙母線或側(cè)母線，必須選擇性地安裝特殊母線保護(hù)，以消除任何母線組中的問(wèn)題，而其他母線組則可以不費(fèi)力地繼續(xù)運(yùn)行。在API高壓側(cè)母線中應(yīng)用全電流差動(dòng)保護(hù)連接到母線的所有元件必須配備具有相同轉(zhuǎn)換比和特性的電流互感器。當(dāng)避免外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器的啟動(dòng)電流根據(jù)任何二次線路電流互感器斷開(kāi)引起的最大不平衡電流和最大負(fù)載電流進(jìn)行設(shè)置。7.6斷路器失靈保護(hù)在110kV及以上電壓等級(jí)的變電站，當(dāng)變壓器、母線和輸電線路發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)采用故障消除保護(hù)裝置。在高壓電網(wǎng)中，如果斷路器不動(dòng)作，故障持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，事故后果越嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致供電系統(tǒng)不穩(wěn)定或崩潰。因此，220kV及以上變電站需要雙重保護(hù)裝置，以防止裝置拒動(dòng)。為了操作斷路器，必須專(zhuān)門(mén)安裝斷路器故障保護(hù)器。斷路器故障保護(hù)應(yīng)由母線斷路器和分段斷路器啟動(dòng)。如果相鄰保護(hù)元件或保護(hù)線路連續(xù)動(dòng)作，故障保護(hù)僅起到使母線斷路器跳閘的作用。8結(jié)論220kV變電站從電力系統(tǒng)側(cè)