2024年10月22日发(作者：刑暄美)

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

目 录

第一章 前言………………………………………………………………2

1.1 原始资料 …………………………………………………………2

1.2 对原始资料的分析 ………………………………………………4

第二章 电气主接线………………………………………………………5

2。1 220KV

2.2 110KV

2。3 10KV

第三章

3.1 d1

3.2 d2

3.3 d3

3.3 d4

第四章

4.1

4.2

第五章

5.1 220KV

5。2 110KV

5。3

5.4

第六章

侧的接线 …………………………………………………5

侧的接线…………………………………………………7

侧的接线 …………………………………………………8

短路电流的计算 ………………………………………………13

点短路时短路电流 …………………………………………15

点短路时短路电流……………………………………………17

点短路时短路电流……………………………………………19

点短路时短路电流 …………………………………………21

电气设备的选择 ………………………………………………23

断路器、隔离开关的选择………………………………………23

母线、引线、互感器的选择……………………………………30

继电保护的配置 ………………………………………………39

侧的保护配置 …………………………………………39

侧的保护配置 …………………………………………39

主变压器保护配置 …………………………………………40

调相机保护配置………………………………………………40

总结 ……………………………………………………………43

220KV变电所设计

1

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第一章 序言

1.1 原始资料

：

1、变电所的建设规模

(1)类型：220KV枢纽变电所

(2）最终容量:根据工农业负荷的增长,需要安装两台220/110/10KV，120MVA

的变压器，容量比为100/100/50,一次设计，两期建成.

2、本变电所与系统连接情况

（1）变电所与220KV和110KV两个电力系统相连,并担负一个地区的供电，

是一座枢纽变电所。

（2）变电所所用2回线路与220KV系统连接，用3回线路与110KV系统连接。

（3）将来大型水电厂建成后，用2回220KV线路连至本变电所，另有一座火

电厂建成后，用2回110KV线路连至本变电所.

（4）本变电所用2回110KV线路与110KV地区电网相连。

（5）220KV和110KV侧，为了将来负荷发展需要，各为一回线路作备用线路.

（6）本变电所地理位置图

2

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

大型水电厂

220KV系统

220kv枢纽变电所

火电厂

110KV系统

110KV地区电网

（7）电力系统在最大运行方式下的正序、负序和零序阻抗，如下图所示（括

号内为零序阻抗，

S

j

100MVA

）

220KV系统110KV系统

0.094

（0.0836）

0.1199

（0.0715）

220KV110KV

3、负荷情况

（1）220KV进出线四路数最终为5回,本期兴建2回，每回路最大输送容量为

S

1

200000KVA

，

T

max

5000h

为一级负荷。

（2）110KV进出线回路数最终为8回，本期已兴建5回，其中3回与110KV

系统连接,每回的最大输送容量为

S

3

4500KVA

,

T

max

4000h

,为一级负荷。

（3）10KV出线回路共有4回，本期一次建成，每回线路的最大输送容量为

2000KVA.

4、环境条件

3

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

(1）变电所周围地势平坦，

（2）当地年最高温度40.5℃,年最低温度—5。8℃，

（3）海拔高度156m,

日/年

。

(4)雷电日数

25.1

5、型号：

SFPZ

7

120000/220

120000/120000/60000KVA

接线方式：

Y

0

/Y

0

/1211

电压调整范围：

22081.5%/121/11KV

调压方式：220KV侧中性点调压

结构形式：降压结构

U

K

%13.4

，

U

K

%22.06

，

U

K

%7.07

变电所装有两台120MVA的强迫油循环冷却的主变压器,为了提高并改善该地

区各点电压水平和电压质量，避免水电站远距离输送无功功率,在本变电站

''

10KV侧装设两台

T

7158

型，15MVA，

x

d

0.16

调相机。

1。2 对原始资料分析

待设计的变电所是一座220KV枢纽变电所，负责将220KV线路送来的廉价的

水电降压后送入地区电网，以满足该地区工农业用电的需要.同时该变电所还担负

着220KV和110KV两个电力系统的功率交换,该变电所在电网系统中的地位很重要，

进出线回路数多，负荷大部分为一级负荷.

由于该地区水电季节性较强，潮流起伏较大,待设计变电所宜选用带负荷调压

变压器，以稳定110KV系统电压.根据潮流计算，若采用自耦变压器中性点调压方

式，则10KV电压波动很大，使接有调相机的第三线圈无法运行，故选用220/110/11KV

的三绕组变压器，在220KV中性点带负荷调压.

4

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第二章 电气主接线

在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠，操作灵活，同时也要节约投资。

2。1 220KV侧的接线

220KV出线最终5回，本期2回，主变压器进线2回，可供选择的接线方式较

多,但比较好的方案有三个。

方案一、单母分段带旁路母线，分段断路器兼作旁路断路器.

方案一接线图

方案二、双母带旁路母线，母联断路器兼作旁路断路器.

方案二接线图

5

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

方案三、一个半断路器接线

方案三接线图

方案一、具有接线简单，操作方便，投资少等优点，设置旁路母线后可以不

停电检修出线断路器，采用分段断路器兼作旁路断路器,还可以节省一台220KV断

路器,但任一段母线故障时，都会造成50％的用户中断供电,这对220KV线路来说是

不允许的.

方案二、具有较高的可靠性和灵活性,母线故障时对用户停电时间较短。目前

在我国大容量的变电所中广泛采用这种接线。设计认为接双母线带旁路一次建成比

采用由方案一过度到方案二要好，虽然过度方式推迟投资，但增加了一定的过度工

作量和过度费用。待将来电网发展后宜专设旁路断路器。

方案三、虽有很高的可靠性，但投资也较大，二次回路较复杂,结合该变电所，

6

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

采用此接线又显回路数少,不能充分体现这种接线的优点,且这种接线不便于出线

和布置。

通过比较可知,方案一最经济,方案三最可靠，而方案二在保证供电可靠性的

条件下，是比较经济的一个最佳方案。

2。2 110KV侧的接线

110KV侧有三回线连接着110KV电力系统，每回线路的输送容量都比较大，进

出线回路数最终8回，本期5回，回路数较多，负荷重要，要求供电可靠，经济合

理。

根据《变电所设计技术规程》第22条，即在枢纽变电所中，当110~220KV出

线在4回及以上时，一般采用双母线接线。《变电所设计技术规程》第24条,采用

双母线的110~220KV配电装置中，除断路器允许停电检修外,一般设置旁路设施,所

以本变电所在技术和经济比较合理的方案是：110KV采用双母线带旁路母线.本期母

联断路器兼作旁路断路器,以后改为专设旁路断路器,并另增设母联断路器。

110KV接线图如下所示

7

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

110KV接线方案

2.3 10KV侧接线

10KV侧除接调相机外，还要带少量地区负荷，10KV出线4回，一次设计并

建成，所以10KV侧接线选用单母分段，为限制10KV短路电流，选用NKL—10-600-4

型普通水泥电抗器，装在10KV进线回路。

通过短路电流计算，当两台变压器并联运行时，为限制主变10KV侧断路电

路，还需要在各台主变10KV侧接NKL—10—1500—6型水泥电抗器。

8

1#调相机

10KV

接线方案

9

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

2#调相机

10KV

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

最终五回

２２０ＫＶ

１０ＫＶ

２＃主变

１＃主变

１０ＫＶ１０ＫＶ

１＃调相机２＃调相机

１１０ＫＶ

最终８回

第一方案

10

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

１段２段　　２２０ＫＶ

１＃主变

１段２段　１０ＫＶ

２＃主变

10KV

10KV

１＃调相机２＃调相机

110KV

第二方案

11

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

根据以上分析，提出下列两个方案，再进行技术综合比较,从中选出最佳方

案。

第一方案

（1）供电可靠性：供电的可靠性较高,但隔离开关用的较多，容易造成该操

作。

(2）电能质量:对电压、频率的稳定性能有较好的保证.

(3）对负荷发展及过度能较好地适应。

(4)运行灵活，检修和维护方便。

第二方案

（1）供电可靠性：母线故障时对用户要停电，有一定的可靠性。

（2）供电质量：对负荷的容量和电压，频率的稳定性有一定影响。

（3）对负荷的发展和过度能较好地适应。

（4)运行较灵活，检修和维护方便。

通过技术和经济综合比较,第一方案能满足供电可靠，电能质量,运行灵活的

要求，同时与第二方案比较增加的投资不多，所以本设计采用该方案.

12

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第三章 短路电流计算

各元件参数计算：

取

S

B

100MVA

，

U

B

U

av

220KV系统,

x

1

0.094

110 KV系统，

x

2

0.1199

主变

T

1

，

T

2

,选取变压器的型号为

SFPZ

7

120000/220

x

3

x

4



S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.1330.2370.074)0.123

2S

N

2120

S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.1330.0740.237)0

2S

N

2200

S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.2370.0740.133)0.074

2S

N

2200

S

B

100

0.161.067

S

N

15

x

5

x

6



x

7

x

8



''

调相机：

x

9

x

10

x

d



电抗器：NKL—10—1500—6型

x

11

x

12



610100

0.2095

2

100

10.5

31.5

电抗器：NKL—10—600-4型

x

13

x

14



410100

0.349

2

100

30.6

10.5

等值电路图如下:

13

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

220kv系统

110KV系统

X1/0.094

D1

X3/0.123X4/0.123

X2/0.1199

D2

X5/0X6/0

X7/0.074X8/0.074

D4

X11/0.2095X13/0.349

X14/0.349X12/0.2095

D3

X9/1.067X10/1.067

F2F2

通过计算,220KV断路器最大电流为659。17A，试选LW—220，高压SF6断路器；

110KV断路器最大电流为662A，试选LW11—110，高压SF6断路器。

t

k

t

pr

t

in

t

a

t

k

——短路电流通过时间

t

pr

——主保护动作时间(0.05S/0.1S）

t

in

--断路器固有分闸时间（0。04S）

t

a

——灭弧时间（0。05S）

d1点（220KV）

t

k

0.050.040.050.14s

d2点（110KV）

t

k

0.050.040.050.14s

d3点（10KV）

t

k

10.050.051.1s

d4

i

ch

14

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计算

I''

，

I

t

，

I

t

值

k

k

2

3。1 d1点,

I

0

''

,

I

0.07

，

I

0.14

(1)网络变换

220KV

X1/0.094

110KV

X2/0.1199

X15/0.0615

X16/0.037

X17/0.1048

X18/0.5335

x

15



x

16



x

4

0.123

0.0615

22

x

8

0.074

0.037

22

x

12

0.2095

0.1048

22

F1。2

x

17



x

18



x

10

2



1.067

2

0.5335

220KV

X1/0.094

D1

X19/0.6753X15/0.0615

220KV

Y--A

F1.2

X1/0.094

D1

X2/0.1199

F1。2110KV

X21/10.84X20/0.192

110KV

x

19

x

16

x

17

x

18

0.0370.10480.53350.6753

x

20

x

2

x

15



x

2

x

15

0.11990.0615

0.11990.06150.1923

x

19

0.6753

15

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

21

x

19

x

15



x

19

x

15

0.67530.0615

0.67530.06151.083

x

2

0.1199

(2）短路电流计算:0秒时

I

B



S

B

3U

B



100

3230

215

3230

0.251KA

'

调相机：

I

B

0.0753KA

220KV系统：

I

1

''

110KA系统：

I

2

''



11

I

B

0.2512.67KA

x

1

0.094

11

I

B

0.2511.305KA

x

20

0.1923

S





F

1.083

215

0.3249xx

计算电抗:

cal21

S

B

100

查曲线：

I

3

''



3.368

'''''

I

3

I

3

IKA

B

3.3680.07530.2536

总电流:

I

''

I

1

''

I

2

''

I

3

''

2.671.3050.25364.2286KA

取

k

im

1.8

冲击电流:

i

ch

2.55I

''

2.554.228610.783KA

0.07/0。14秒时电流

x

22



x

1

x

20

0.0940.1923

0.063

x

1

x

20

0.0940.1923

16

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

系统

X22/0.063

D1

X21/1.084

F1.2

计算电抗：由于电力系统的总装机容量为465万千瓦,



4650/0.8

x

cal1

x

22





0.0633.662

S

B

100

S



I

0.07G



1

x

cal1



1



0.2730I

0.14G

3.662

调相机：

x

cal

0.3249



查曲线得:

I

F0.07

3.0

，

I

F0.14

2.9

总电流:

I

0.07

I



0.07G

S

F

4650/0.8215



G





I

0.07F

0.27303.04.21KA

3U

av

3U

av

32303230

4650/0.8



G

'

I

0

2.90.07534.202KA

.14F

I

B

0.2730

3U

av

3230

S

S

I

0.14

I



0.07G



3。2 d2点，

0

''

，

0.07

''

，

0.14

''

电流

网络变换，两台主变与调

220KV

X13/0.1555X2/0.1199

D2

X24/0.6753

110KV

相机并联运行

F1.2

17

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

23

x

1

x

15

0.0940.06150.1555

x

24

x

16

x

17

x

18

0.0370.10480.53350.6753

I

B



100

3115

0.502KA

调相机换算到115KV的额定电流：

I

F



215

3115

0.151KA

（A)

0

''

''

220KV系统：

I

G1



11

I

B

0.5023.228KA

x

23

0.1555

11

I

B

0.5024.187KA

x

2

0.1199

S

''

110KV系统：

I

G2



调相机：

x

calF

F

215

x

24





0.67530.2026

S

B

100

''

查曲线得：

I

F

5.0

''''

I

F

I

F

KA



I

F

5.00.1510.755

''''''

总电流：

I

''

I

G1

I

G2

I

F

3.2284.1870.7558.17KA

（B）

0.07

''

，

0.14

''

X25/0.0667

f

X24/0.6753

F1.2

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.558.1720.8335KA

18

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

25



x

23

x

2

0.15550.1199

0.0677

x

23

x

2

0.15550.1199

S

G

4650/0.8

x

calG

x

25





0.06773.935

S

B

100



I

0.07G

I

0.14G



11

14.771

x

25

0.0677



I

0.07G

I

0.14G

I

0

0.5027.415KA

.07G

I

B

14.771

调相机：

x

calF

0.0753

215

0.2026

100



查曲线：

I

F0.07

4.1

，

I

F0.14

3.3



总电流:

I

0.07

I

0.07G

I

F

0.07

I

F

7.4154.10.1518.0341



I

0.14

I

0.07G

I

F0.14

I

F

7.4153.30.1517.9133

3。3 d3点，

0

''

,

0.55

''

，

1.1

''

电流

网络变换，

I

B



100

310.5

5.5KA

,

I

FB



215

310.5

1.65KA

两台主变与调相机并联运行，

220KV110KV

X26/0.1555X2/0.1199

X16/0.037

X17/0.1408

D3

X18/0.5335

F1.2

x

26

x

1



x

3

0.0940.123/20.1555

2

19

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

27

x

26

//x

2

x

16

x

17



0.15320.1199

0.0370.10480.2091

0.15320.1199

(A)

0

''

时短路电流

D3

X27/0.2091

''

I

G



X18/0.5335

F1.2

1

4.7824

0.2091

''''

I

G

I

G

5.526.30KA



I

B

4.7824

F

215

x

calF

x

18





0.53350.16

S

B

100

S



查曲线得：

I

F

6.8

''

I

F

I

F

I

FB

6.81.6511.22KA

''''

总电流：

I

''

I

G

I

F

26.3011.2237.52KA

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.5537.5295.676KA

（B）

0.55

''

，

1.1

''

电流

x

calG

0.2091

4650/0.8

12.1543

100

I

0.55G

I

1.1G

26.30KA

I

F0.55

3.3

,

I

F1.1

2.9

I

0.55F

I

F0.55

I

FB

3.31.655.445KA

I

1.1F

I

F1.1

I

FB

2.91.654.79KA

I

0.55

I

0.55G

I

0.55F

26.305.44531.745KA

I

0.55

I

1.1G

I

1.1F

26.304.7931.09KA

20

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

3。4 d4点

D4

系统

系统

X27/0.2091X28/0.1745

X29/0.452

Y--A

X18/0.5335

F1.2

X30/10153

D4

x

28



x

13

0.349

0.1745

22

x

29

x

27

x

28



x

27

x

28

0.20910.1745

0.20910.17450.452

x

18

0.5335

x

18

x

28

0.53350.1745

0.53350.17451.153

x

27

0.209

5.5KA

x

30

x

18

x

28



100

310.5

I

BG



（A)

0

''

''

I

a



x

calF

1

5.512.1199KA

0.4538

30

1.15330.346

100

''

查曲线：

I

F

2.9

，

I

F

I

F

I

FB

2.91.654.785KA

总电流：

I

''

12.11994.78516.9049KA

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.5516.904943.1075KA

（B)

0.55

''

,

1.1

''

I

G0.55

I

G1.1

12.1199

查曲线：

I

F0.55

2.1

，

I

F1.1

2.0

I

0.55

12.32.11.2515.5849KA

21

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

1.1

12.32.01.6515.4199KA

短

路

点

短路

次暂态

支路平均冲击电

电流

名称

电压流（KA）

(KA）

（KV)

220KV

母线230

4.2286

10.783

短路

110KV

母线115

8。17

20.8335

短路

110KV

调相

10。5

37。52

95。676

机母

线

10KV

19。

供电10。5

43。1075

9049

母线

任意时间短路电流

0。

0。14

0.075

0。15

0。55

1.1

07

4。

4.202

21

0.55

1。1

d1

d2

8.034

7.913

d3

31。31。

745

09

d4

15.585

15.42

22

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第四章 电气设备选择

4。1 断路器、隔离开关

在选择导体和电器时，遵循以下原则。

（1）所选导体和器力求技术先进，安全适用，经济合理，贯彻以铝代铜的原则。

（2）在选择导体和电器时,应按正常工作条件进行选择，并按短路情况校验其动稳

定和热稳定，以满足正常运行，检修和短路情况要求。

（3）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，按本工

程的设计规划容量计算。

（4）为了便于维修，减少产品、备件的型号，设计时间—电压等级下的条件和电

器尽量采用同一型号。

4。1.1、220KV母线上断路器、隔离开关的选择和校验。

220KV母线上断路器最大工作电流为：

I

max



1.05S

3U

N



1.05250000

689A

3220

按电网工作电压最大持续工作电流，试选LW6—220型少油断路器.

U

N

252KVU

NS

220KV

,

I

N

1200AI

max

689A

参数：最高工作电压

U

max

252KV

额定电压

U

N

220KV

额定电流

I

N

16000A

额定开断电流

I

Nbr

40KA

极限通过电流

i

es

100KA

t

s

''

4

''

,

I

t

40KA

固有分闸时间

t0.04

''

23

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

校验：

热稳定

Q

k



t

k

''

2

0.14

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(4.2286

2

104.21

2

4.202

2

)2.482(KA)

2

•S

k

1212

2

I

t

2

•t

s

40

2

46400(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

Q

k

动稳定

i

es

100KA10.58KA

计算数据

SW6—220/1200

U

NS

220KV

I

max

689A

I

''

4.2286KA

U

N

220KV

I

N

1600A

I

Nbr

40KA

i

es

100KA

i

eh

10.783KA

Q

k

2.482(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

6400(KA)

2

•S

220KV隔离开关，试选GW6-220G（D）型，

参数:额定电压

U

N

220KV

额定电流

I

N

2000A

额定开断电流

i

es

100KA

t

s

3

''

，

I

t

40KA

计算数据

GW6-220G（D）

U

NS

220KV

24

U

N

220KV

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

max

689A

i

ch

10.783KA

Q

K

2.482(KA)

2

•S

I

N

2000A

i

es

100KA

I

t

2

•S4800(KA)

2

•S

4。1.2、110KV断路器、隔离开关的选择和校验.

在正常运行条件下，断路器切断的最大长期负荷电流为：

I

max



1.05S

3U



1.05120000

662A

3110

试选LW11—110,高压SF6断路器

技术参数：

额定电压

U

N

110KV

额定电流

I

N

1600A

额定断开电流

I

Nbr

31.5KA

极限通过电流

i

es

80KA

t

s

''

3

''

，

I

t

31.5KA

固有分闸时间

t0.04

''

校验：

热稳定

Q

k



t

k

''

2

0.14

2

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(8.17

2

108.03417.9133

2

)9.0398(KA)

2

•S

k

1212

2

I

t

2

•t

s

31.5

2

32976.75(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

Q

k

热稳定

动稳定

i

es

i

ch

25

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

计算数据

LW11-110

U

NS

110KV

I

max

662A

I

''

8.17KA

U

N

110KV

I

N

1600A

I

Nbr

31.5KA

i

es

80KA

i

ch

20.8335KA

Q

k

9.0398(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2976.75(KA)

2

•S

110KV隔离开关选择GW4—110G（D）

参数：额定电压

U

N

110KV

额定电流

I

N

1000A

额定断开电流

I

Nbr

25KA

，

极限通过电流

i

es

80KA

t

s

4

''

,

I

t

25KA

计算数据

U

NS

110KV

I

max

662A

i

ch

20.8335KA

GW4—110G（D）

U

N

110KV

I

N

1000A

i

es

80KA

Q

k

9.0398(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2500(KA)

2

•S

4。1。3、10KV调相机回路断路器、隔离开关的选择和校验。

同步调相机最大持续工作电流为：

I

max



1.05S

3U



1.05150000

826.7A

311

选ZN-10/1250—40型真空断路器

26

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

1250A

额定断开电流

I

Nbr

43.3KA

极限通过电流

i

es

130KA

I

t

2

•t

s

40

2

46400(KA)

2

•S

Q

k



t

k

''

2

1.1

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(37.52

2

1031.745

2

31.092

2

)1141.425(KA)

2

•S

k

1212

2

动稳定

i

ch

95.676KA

,

i

es

i

ch

计算数据

ZN-10/1250—40

U

NS

10KV

I

max

826.7A

I

''

37.52KA

U

N

10KV

I

N

1250A

I

Nbr

40KA

i

es

100KA

i

ch

95.676KA

Q

k

1141.425(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

6400(KA)

2

•S

隔离开关GN2-10/3000型

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

3000A

，

极限通过电流

i

es

100KA

I

t

2

•t

s

50

2

512500(KA)

2

•S

4。1。4、10KV出线断路器、隔离开关的选择。

10KV出线最大长期负荷电流

27

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

.05S1.052000

max



1

3U



310

121.24A

ZN4-10/1250—20型真空断路器，固有分闸时间

0.05

''

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

1250A

额定断开电流

I

Nbr

20KA

极限通过电流

i

es

50KA

I

2

t

•t

s

20

2

41600(KA)

2

•S

热稳定

Q

k



t

k

(I

''

2

10I

2

I

2

1.1

t

k



t

)(16.9049

2

1015.5849

2

15.4199

2

)270.64(KA)

2

12

k

•S

2

12

i

ch

43.1075KA

，

i

es

i

ch

计算数据

ZN—10/1250—20

U

NS

10KV

U

N

10KV

I

max

122.46A

I

N

1250A

I

''

16.9049KA

I

Nbr

20KA

i

ch

43.1075KA

i

es

50KA

Q

2

k

270.64(KA)

2

•S

I

2

t

•t

s

1600(KA)•S

10KV出线隔离开关选GN6—10T/600型

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

600A

极限通过电流

i

es

52KA

28

动稳定

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

t

2

•t

s

20

2

52000(KA)

2

•S

计算数据

GN6—10T/600

U

NS

10KV

I

max

122.46A

i

ch

43.1075KA

U

N

10KV

I

N

600A

i

es

52KA

Q

k

270.64(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2000(KA)

2

•S

29

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

4。2 母线、引线、互感器

各级电压母线的选择

选择配电装置中各级电压母线，主要考虑如下内容：

（1）选择母线的材料、结构和排列方式，

（2）选择母线截面的大小，

(3）校验母线短路时的热稳定和动稳定，

（4）对35KV以上母线,应校验它在当地晴天气象条件下，是否发生电晕.

(5）对于重要母线和大电流母线，由于电动力将引起母线振动,为避免危险的共振，

应校验母线自振频率.

4。2。1、220KV母线和旁路母线的选择.

(1）按母线上可能通过的长期最大负荷电流选择导线截面,

当两台主变通过旁母由一条出线供给最大负荷时，旁母上最大持续工作电流为:

I

max



1.05250000

689A

3220

试选铝锰合金管型母线LF21-80/T2

导线截面954

mm

2

，截面系数

W17.3cm

3

17.310

6

m

3

可不进行电晕校验的最小导体外径为30mm，而所选的母线为80mm，相间距离为

300cm，不校验电晕.

（2）导体校验

（A）长期发热允许电流校验

I

max

KI

al

，

K

Q

w

Q

7041

0.80

Q

w

Q

0

7025

KI

al

0.8019001520AI

max

689A

30

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

(B）热稳定校验

正常运行时导体温度

2

I

max

689

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)46.96c

2

I

al

1520

查表C=97，集肤效应系数

K

s

1.8

满足短时发热的最小导体截面为：

S

min

Q

k

K

s

/C2.48210

6

1.8/9721.79954mm

2

(C）动稳定校验

母线单位长度所受的作用力有短路电动力,最大风压力，导体自重和冰重

1）短路电动力

a3m

，



1

，

i

ch

10.83KA

f

k

1.7310

7

1

2

1

i

ch



1.7310

7

(10783)

2

16.705N/m

a3

2)最大风力

a1

，

k1.2

,

D0.08

,

U10

9.8U

2

9.810

2

f

w

akD11.20.085.88N/m

1616

3）母线自重

r2.710

3

N/m

3

f

m

S

9.8r9.82.7

0.00095425.2410

6

N/m

10001000

4）冰重

b0.005

f

i

0.0277b(Db)0.02770.005(0.080.005)11.7710

6

N/m

5）跨距L=13m的母线所受的合力为:

F(f

m

f

i

)

2

(f

k

f

w

)

2

l(25.2410

6

11.7710

6

)

2

(6.7055.88)

2

13164.44N

母线所

31

受的最大弯距应力为：





F



l

max

10w



164.497

6

1017.310

6

12.4110Pa



max

6910

9

Pa

动稳定满足要求

4.2。2、110KV母线和旁路母线的选择。

最大长期负荷电流接主变容量下的额定电流计算

I

max



120000

3110

630A

选铝锰合金管型母线LF21-70/64

在最高允许温度+

70



c

的截流量为1545A,截面

w10.2cm

3

10.210

6

m

3

导体校验

（1)长期发热允许电流校验

KI

al

1.0413631477.52I

max

630A

（2）热稳定校验

正常运行时导体温度

QQ

I

2

max

630

2



0

(Q

al

Q

0

)

I

2

41.7(7041.7)

2

47.746c

al

1363

查表C=95

满足短时发热的最小导体截面

S

min

Q

k

K

s

/C9.039810

6

1.04/9532.275631mm

2

(3)动稳定校验

32

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S为631

mm

2

,截面系数

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

1）短路电动力

f

k

1.7310

7

1

2

1

i

ch



1.7310

7

(20833.5)

2

150.059N/m

a1.5

2）最大风力

9.8U

2

9.810

2

f

w

akD11.20.075.15N/m

1616

3）母线自重

f

m

S

9.8r9.82.7

0.00063116.710

6

N/m

10001000

4)冰重

f

i

0.0277b(Db)0.02770.005(0.070.005)10.38710

6

N/m

5）跨距L=8。5m的母线所受的合力为：

F(f

m

f

i

)

2

(f

k

f

w

)

2

l(16.710

6

10.3910

6

)

2

(50.0595.15)

2

13443.984N

母线

所受的最大弯距应力为:



max

F

l

443.984



6

36.47410Pa

6

10w

1010.210



max

6910

9

Pa

动稳定满足要求

（3）主变高、中压侧引线的选择、出线的选择

220KV出线

按经济电流密度

I

max1



1.05250000

3220

688.8A

I

max2



1.05120000

3220

381.0512A

最大负荷利用小时5000h/r，查表J=

1.05A/mm

2

S

A



I

max

688.8

656mm

2

J1.05

33

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

选LGJQ—500

校验

（A）长期发热，由

I

max

K•I

al

，则

I

al



I

max

K

（B）短时发热，正常运行时导体温度

2

I

max

688.8

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)59.812c

2

I

al

861

查曲线：C=91

S

min

2.48210

6

17.31mm

2

91

SS

min

满足要求

4.2。3、110KV出线及主变引线

I

max

662A

，

T

max

4000h

查表J=1.25

A/mm

2

按经济电流选择导体的截面积

S

A



I

max

662

529.6mm

2

J1.25

选LGIQ-500

校验：（A）长期发热

I

al

945

I

max

662

827.5A

K0.8

(B）短时发热，正常运行时导体温度

2

I

max

662

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)63.2c

2

I

al

756

查表C=89

34

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S

9.039810

6

min



89

33.78mm

2

SS

min

满足要求

4.2。4、主变低压侧10KV引线选择

最大持续工作电流，按两台调相机同时供一台主变的运行方式计算

I

.0515000

max

2

1.05S

N

3U

2

1

N

310

1653A

按经济电流密度选择导体截面，查表,当T=5000小时以上时，J=0.78

A/mm

2

，故经

济截面为：

S

I

max



1653

0.78

2119mm

2

J

查表，选每相两条

10010

的矩形铝母线

校验：

（1）长期发热

温度修正系数为K=0。8

查表

I

al

2613A

，

K

s

1.42

KI

al

0.826132090.4I

max

1653A

满足长期发热要求。

（2）热稳定校验（短时）

正常运行时导体温度

2

QQ

I

2

Q

max

1653

0

(Q

al0

)

I

2

41.7(7041.7)

2

28.01



c

al

2613

查表C=91

满足短时发热的最小导体截面为：

35

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S

min

Q

k

K

s

/C270.6410

6

1.42/91215.422100102000mm

2

能满足热稳定要求。

（3）校验母线的动稳定性

由前面的短路计算的结果可知：短路时冲击电流为95。676Ka,取支持绝缘子之

间的跨距L=1m，母线相间距离a=0。7m，



1

，截面系数

w0.333bh

2

10100

2

0.333()

10001000

0.3330.010.01

33.310

6

(m

3

)

相间作用应力





的计算:





1.73•i

ch

•

2



l

2

aw

10

8

x

2

1.73(95076)

2



6.8110

6

(pa)

8

10

0.733.310

6

1.7394.110

8

0.04310

6

10

8

同相各条间作用应力

j

s

的计

由母线的形状系数曲线图,可

(

bab2bb10

0.1;0.09)

hbhbh10100

算：

以查得

单位长度上同相各条间的相互作用力:

f

s

2.5k

1s

i

ch

2

1

•10

8

b

2.54.595676

2



1000

10

8

10

10298(N/m)

根据铝母线最大允许应力



Y

6910

6

(pa)

来决定最大允许衬垫跨距：

L

bmax

b•

2h(



al





ph

)

f

b

10298

36

6

20.1(696.81)10

0.01•

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

=

0.3475(m)

衬垫数为：

L

bmax

在每跨距间加两个衬垫。

l1

l

b

0.333m

33

h

L1

2.878

0.3475

临界跨距为：其中



为系数，对于双条铝导体



应取1003

L

cr





b•

4

h

f

b

3

1010010

1003()

4

100010298

0.56L

s

0.333

f•L

102980.333

6



s



s

2

s

57.0910pa

2

2bh20.010.1

S

max











s

(6.8121.17)10

6

63.910

6

pa

2

所选截面为

2(10010)mm

2

的铝母线,能满足动稳定性的要求.

（4）各级电压互感器的选择

1）220KV侧互感器的选择

母线上电压互感器的选择：

母线上电压互感器：JCC—220型

主变侧电流互感器:LR（D）—220型（套管式）

出线上电流互感器LCLWDI-220型

中性点接地电流互感器LR(D)-110型(主变带）

2）110KV侧互感器的选择

37

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

母线上电压互感器的选择

母线上电压互感器JCCZ—110型

主变侧电流互感器LR(D)—110型(主变带）

出线上电流互感器LCLWD-110型

中性点接地电流互感器LR（D)-35型

3)10KV侧互感器的选择

母线上电压互感器的选择

母线上电压互感器JSJW—110型

母线桥上电压互感器JDZ—11型

调相机出口上电压互感器SJSTK—50/10型

主变10KV侧电流互感器LAJ-10型

调相机出口上电压互感器SJSTK-50/10型

主变10KV侧电流互感器LAJ-10型

调相机出口上电流互感器LJN-1型

调相机出口上电抗器前电流互感器LAJ—10型

调相机中性点电流互感器LDCD—10型

电抗器处电流互感器LAJ1—10型

10KV出线电流互感器LQJ—10型

第五章 继电保护配置

5。1、220KV侧的保护配置

5。1.1、220KV线路保护

（1）相差高频保护，选用QCH-IA型装置

38

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

（2)装设距离及零序保护,距离保护包括三段式相间距离保护及两段式接地距离保

护，零序保护为四段式零序方向保护.

(3）综合重合闸装置。

(4）装设断路器失灵保护,两台断路器合用一套保护.

5.1.2、220KV母线保护

采用电流相位比较式保护

5.1.3、220KV回路故障录波器

5。1.4、220KV母联兼旁路断路器保护

（1)两段相电流和零序电流保护

（2)PLH-11A/2K型距离保护装置

（3）综合重合闸装置

5.2、110KV侧的保护配置

5。2.1、110KV线路保护

（1)110KV线路(一）保护采用三段式相间距离，三段零序电流及重合闸装置。

（2)110KV线路（二）、（三）双回线保护，采用方向零序电流横差保护,距离保护包

括三段式相间保护及两段式接地距离保护，零序保护为四段式零序电流方向保护。

5。2。2、110KV母联兼旁路断路器保护

（1)两段式相电流和零序电流保护

（2）距离零序保护装置及重合闸装置

5。2。3、110KV母线保护

5。2.4、110KV回路故障录波器

5.3 主变压器保护

（1)瓦斯保护，重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯作用于信号。

39

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

（2）纵联差动保护

（3）后备保护高、中压侧装设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220KV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。

5.4 调相机保护

（1)三相式纵联差动保护

（2）带4秒时限动作于调闸的低电压保护

（3）低频率闭锁的有功功率方向保护

（4）利用失磁开关常闭接点联动调相机保护出口继电器，使调相停机的失磁保护

（5）定子绕组装设带4秒时限动作于信号的过负荷保护

（6)动作于信号的过负荷保护

(7）事故紧急停机装置

（8）自动装置，装有强行励磁和自动调节励磁装置，冷却水泵和油泵自动投入装

置.

继电器型号、技术参数、安装地点（一）

持

续

运

行

电

压

146

146

146

录波电压

不小于

直

流

290

290

290

工

频

技术参数

残压峰值不大

于

0。

5KA

11K

A

520

520

520

40

序

号

型号

额

定

电

压

200

200

200

Ims冲

4/10



•s

击电

流不冲击电流

10

小于不小于

KA

（日）

（A）

58

2

58

2

58

800

800

800

100

100

100

数

量

安装

地点

Y10w-200/52

0

Y10w—

2

200/520

3

Y10w-200/52

1

200

442

200

442

200

442

2220KV

组

母线

2220KV

组

母线

2主变

0

Y10w—

100/260

Y10w-100/26

5

0

4

6

Y10w-100/26

0

Y1w—

146/320

100

100

100

73

73

73

145

145

145

100

221

100

221

100

221

260

260

260

2

29

1

29

1

29

1

800

800

800

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

组

220KV

侧

100

100

100

7

146

196

304

320

400

40

8

Y1w—73/160

73

106

73

165

176

400

40

2110KV

组

母线

2110KV

组

母线

主变

2

110KV

组

侧

主变

2220KV

组

中性

点

主变

2110KV

组

中性

点

继电器型号、技术参数、安装地点（二）

技术参数

持

续

运

行

电

压

直流

1mA

参考电压

不小

于

不

大

于

1



s

陡坡冲

击电流残压

峰值

8/20



s

雷

电冲击电流

残压峰值

序

号

型号

额定

电压

方波通

流容量

20msA

组

数

安

装

地

点

2.5KA

3KA

2.5KA

3KA

1

Y3w-12。

12。7

6.6

18.9

7/31

25

35。7

31

400

2组

2

Y1w-7。

6/19

7。6

11。3

19

200

2组

调

相

机

出

口

处

调

相

机

中

心

点

继电器型号、技术参数、安装地点（三）

序号

型号

技术参数

41

数量

安装

额定

电压

工频

放电

1.2/50



s

持续电压

冲击放电

运行有限

电压峰值

电压

值不

不大于

小于

（KV)

（KV)

6.6

26

45

标称电流下

残压峰值不

大于(KA）

陡坡

冲击

雷电

冲击

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

地点

方波通

流容量

峰值

2ms

20次

10KV

供电

母线

主变

10KV

侧

1

Y5ch—

12.7

12.7/45

Y5c—

12.7

12.7/45

56

45

100/150

2组

2

26

45

45

400

2组

42

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第六章 收获与体会

首先感谢老师的指导和帮助!

为了完成该变电站的设计，本人查阅了很多的资料和多次请教了指导老师和单

位的技术人员，从而使自己系统地掌握了220KV变电站设计的一般方法程序，将自

己在课堂上所学的知识，更好地运用在实际工作中去，使自己能力有了较大提高。

通过这次学习和设计，将我3年来所学的知识与实际工作系统地连贯起来,不

仅提高了自己的理论知识水平和解决问题,分析问题的能力,使自己得到前所未有

的充实和成就感，并对今后的工作充满了信心。

参考文献

1、范锡普，发电厂电气部分，中国电力出版社

2、刘天琪，邱小燕，电力系统分析（上）

3、电力系统故障分析

4、电力工程设计手册，《35KV-110KV变电站设计规范》

5、电力工程电气设备手册

6、贺家李，宋从矩，电力系统继电保护原理，中国电力出版社

43

2024年10月22日发(作者：刑暄美)

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

目 录

第一章 前言………………………………………………………………2

1.1 原始资料 …………………………………………………………2

1.2 对原始资料的分析 ………………………………………………4

第二章 电气主接线………………………………………………………5

2。1 220KV

2.2 110KV

2。3 10KV

第三章

3.1 d1

3.2 d2

3.3 d3

3.3 d4

第四章

4.1

4.2

第五章

5.1 220KV

5。2 110KV

5。3

5.4

第六章

侧的接线 …………………………………………………5

侧的接线…………………………………………………7

侧的接线 …………………………………………………8

短路电流的计算 ………………………………………………13

点短路时短路电流 …………………………………………15

点短路时短路电流……………………………………………17

点短路时短路电流……………………………………………19

点短路时短路电流 …………………………………………21

电气设备的选择 ………………………………………………23

断路器、隔离开关的选择………………………………………23

母线、引线、互感器的选择……………………………………30

继电保护的配置 ………………………………………………39

侧的保护配置 …………………………………………39

侧的保护配置 …………………………………………39

主变压器保护配置 …………………………………………40

调相机保护配置………………………………………………40

总结 ……………………………………………………………43

220KV变电所设计

1

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第一章 序言

1.1 原始资料

：

1、变电所的建设规模

(1)类型：220KV枢纽变电所

(2）最终容量:根据工农业负荷的增长,需要安装两台220/110/10KV，120MVA

的变压器，容量比为100/100/50,一次设计，两期建成.

2、本变电所与系统连接情况

（1）变电所与220KV和110KV两个电力系统相连,并担负一个地区的供电，

是一座枢纽变电所。

（2）变电所所用2回线路与220KV系统连接，用3回线路与110KV系统连接。

（3）将来大型水电厂建成后，用2回220KV线路连至本变电所，另有一座火

电厂建成后，用2回110KV线路连至本变电所.

（4）本变电所用2回110KV线路与110KV地区电网相连。

（5）220KV和110KV侧，为了将来负荷发展需要，各为一回线路作备用线路.

（6）本变电所地理位置图

2

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

大型水电厂

220KV系统

220kv枢纽变电所

火电厂

110KV系统

110KV地区电网

（7）电力系统在最大运行方式下的正序、负序和零序阻抗，如下图所示（括

号内为零序阻抗，

S

j

100MVA

）

220KV系统110KV系统

0.094

（0.0836）

0.1199

（0.0715）

220KV110KV

3、负荷情况

（1）220KV进出线四路数最终为5回,本期兴建2回，每回路最大输送容量为

S

1

200000KVA

，

T

max

5000h

为一级负荷。

（2）110KV进出线回路数最终为8回，本期已兴建5回，其中3回与110KV

系统连接,每回的最大输送容量为

S

3

4500KVA

,

T

max

4000h

,为一级负荷。

（3）10KV出线回路共有4回，本期一次建成，每回线路的最大输送容量为

2000KVA.

4、环境条件

3

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

(1）变电所周围地势平坦，

（2）当地年最高温度40.5℃,年最低温度—5。8℃，

（3）海拔高度156m,

日/年

。

(4)雷电日数

25.1

5、型号：

SFPZ

7

120000/220

120000/120000/60000KVA

接线方式：

Y

0

/Y

0

/1211

电压调整范围：

22081.5%/121/11KV

调压方式：220KV侧中性点调压

结构形式：降压结构

U

K

%13.4

，

U

K

%22.06

，

U

K

%7.07

变电所装有两台120MVA的强迫油循环冷却的主变压器,为了提高并改善该地

区各点电压水平和电压质量，避免水电站远距离输送无功功率,在本变电站

''

10KV侧装设两台

T

7158

型，15MVA，

x

d

0.16

调相机。

1。2 对原始资料分析

待设计的变电所是一座220KV枢纽变电所，负责将220KV线路送来的廉价的

水电降压后送入地区电网，以满足该地区工农业用电的需要.同时该变电所还担负

着220KV和110KV两个电力系统的功率交换,该变电所在电网系统中的地位很重要，

进出线回路数多，负荷大部分为一级负荷.

由于该地区水电季节性较强，潮流起伏较大,待设计变电所宜选用带负荷调压

变压器，以稳定110KV系统电压.根据潮流计算，若采用自耦变压器中性点调压方

式，则10KV电压波动很大，使接有调相机的第三线圈无法运行，故选用220/110/11KV

的三绕组变压器，在220KV中性点带负荷调压.

4

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第二章 电气主接线

在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠，操作灵活，同时也要节约投资。

2。1 220KV侧的接线

220KV出线最终5回，本期2回，主变压器进线2回，可供选择的接线方式较

多,但比较好的方案有三个。

方案一、单母分段带旁路母线，分段断路器兼作旁路断路器.

方案一接线图

方案二、双母带旁路母线，母联断路器兼作旁路断路器.

方案二接线图

5

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

方案三、一个半断路器接线

方案三接线图

方案一、具有接线简单，操作方便，投资少等优点，设置旁路母线后可以不

停电检修出线断路器，采用分段断路器兼作旁路断路器,还可以节省一台220KV断

路器,但任一段母线故障时，都会造成50％的用户中断供电,这对220KV线路来说是

不允许的.

方案二、具有较高的可靠性和灵活性,母线故障时对用户停电时间较短。目前

在我国大容量的变电所中广泛采用这种接线。设计认为接双母线带旁路一次建成比

采用由方案一过度到方案二要好，虽然过度方式推迟投资，但增加了一定的过度工

作量和过度费用。待将来电网发展后宜专设旁路断路器。

方案三、虽有很高的可靠性，但投资也较大，二次回路较复杂,结合该变电所，

6

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

采用此接线又显回路数少,不能充分体现这种接线的优点,且这种接线不便于出线

和布置。

通过比较可知,方案一最经济,方案三最可靠，而方案二在保证供电可靠性的

条件下，是比较经济的一个最佳方案。

2。2 110KV侧的接线

110KV侧有三回线连接着110KV电力系统，每回线路的输送容量都比较大，进

出线回路数最终8回，本期5回，回路数较多，负荷重要，要求供电可靠，经济合

理。

根据《变电所设计技术规程》第22条，即在枢纽变电所中，当110~220KV出

线在4回及以上时，一般采用双母线接线。《变电所设计技术规程》第24条,采用

双母线的110~220KV配电装置中，除断路器允许停电检修外,一般设置旁路设施,所

以本变电所在技术和经济比较合理的方案是：110KV采用双母线带旁路母线.本期母

联断路器兼作旁路断路器,以后改为专设旁路断路器,并另增设母联断路器。

110KV接线图如下所示

7

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

110KV接线方案

2.3 10KV侧接线

10KV侧除接调相机外，还要带少量地区负荷，10KV出线4回，一次设计并

建成，所以10KV侧接线选用单母分段，为限制10KV短路电流，选用NKL—10-600-4

型普通水泥电抗器，装在10KV进线回路。

通过短路电流计算，当两台变压器并联运行时，为限制主变10KV侧断路电

路，还需要在各台主变10KV侧接NKL—10—1500—6型水泥电抗器。

8

1#调相机

10KV

接线方案

9

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

2#调相机

10KV

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

最终五回

２２０ＫＶ

１０ＫＶ

２＃主变

１＃主变

１０ＫＶ１０ＫＶ

１＃调相机２＃调相机

１１０ＫＶ

最终８回

第一方案

10

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

１段２段　　２２０ＫＶ

１＃主变

１段２段　１０ＫＶ

２＃主变

10KV

10KV

１＃调相机２＃调相机

110KV

第二方案

11

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

根据以上分析，提出下列两个方案，再进行技术综合比较,从中选出最佳方

案。

第一方案

（1）供电可靠性：供电的可靠性较高,但隔离开关用的较多，容易造成该操

作。

(2）电能质量:对电压、频率的稳定性能有较好的保证.

(3）对负荷发展及过度能较好地适应。

(4)运行灵活，检修和维护方便。

第二方案

（1）供电可靠性：母线故障时对用户要停电，有一定的可靠性。

（2）供电质量：对负荷的容量和电压，频率的稳定性有一定影响。

（3）对负荷的发展和过度能较好地适应。

（4)运行较灵活，检修和维护方便。

通过技术和经济综合比较,第一方案能满足供电可靠，电能质量,运行灵活的

要求，同时与第二方案比较增加的投资不多，所以本设计采用该方案.

12

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第三章 短路电流计算

各元件参数计算：

取

S

B

100MVA

，

U

B

U

av

220KV系统,

x

1

0.094

110 KV系统，

x

2

0.1199

主变

T

1

，

T

2

,选取变压器的型号为

SFPZ

7

120000/220

x

3

x

4



S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.1330.2370.074)0.123

2S

N

2120

S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.1330.0740.237)0

2S

N

2200

S

11100

(U

K

U

K

U

K

)

B

(0.2370.0740.133)0.074

2S

N

2200

S

B

100

0.161.067

S

N

15

x

5

x

6



x

7

x

8



''

调相机：

x

9

x

10

x

d



电抗器：NKL—10—1500—6型

x

11

x

12



610100

0.2095

2

100

10.5

31.5

电抗器：NKL—10—600-4型

x

13

x

14



410100

0.349

2

100

30.6

10.5

等值电路图如下:

13

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

220kv系统

110KV系统

X1/0.094

D1

X3/0.123X4/0.123

X2/0.1199

D2

X5/0X6/0

X7/0.074X8/0.074

D4

X11/0.2095X13/0.349

X14/0.349X12/0.2095

D3

X9/1.067X10/1.067

F2F2

通过计算,220KV断路器最大电流为659。17A，试选LW—220，高压SF6断路器；

110KV断路器最大电流为662A，试选LW11—110，高压SF6断路器。

t

k

t

pr

t

in

t

a

t

k

——短路电流通过时间

t

pr

——主保护动作时间(0.05S/0.1S）

t

in

--断路器固有分闸时间（0。04S）

t

a

——灭弧时间（0。05S）

d1点（220KV）

t

k

0.050.040.050.14s

d2点（110KV）

t

k

0.050.040.050.14s

d3点（10KV）

t

k

10.050.051.1s

d4

i

ch

14

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

计算

I''

，

I

t

，

I

t

值

k

k

2

3。1 d1点,

I

0

''

,

I

0.07

，

I

0.14

(1)网络变换

220KV

X1/0.094

110KV

X2/0.1199

X15/0.0615

X16/0.037

X17/0.1048

X18/0.5335

x

15



x

16



x

4

0.123

0.0615

22

x

8

0.074

0.037

22

x

12

0.2095

0.1048

22

F1。2

x

17



x

18



x

10

2



1.067

2

0.5335

220KV

X1/0.094

D1

X19/0.6753X15/0.0615

220KV

Y--A

F1.2

X1/0.094

D1

X2/0.1199

F1。2110KV

X21/10.84X20/0.192

110KV

x

19

x

16

x

17

x

18

0.0370.10480.53350.6753

x

20

x

2

x

15



x

2

x

15

0.11990.0615

0.11990.06150.1923

x

19

0.6753

15

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

21

x

19

x

15



x

19

x

15

0.67530.0615

0.67530.06151.083

x

2

0.1199

(2）短路电流计算:0秒时

I

B



S

B

3U

B



100

3230

215

3230

0.251KA

'

调相机：

I

B

0.0753KA

220KV系统：

I

1

''

110KA系统：

I

2

''



11

I

B

0.2512.67KA

x

1

0.094

11

I

B

0.2511.305KA

x

20

0.1923

S





F

1.083

215

0.3249xx

计算电抗:

cal21

S

B

100

查曲线：

I

3

''



3.368

'''''

I

3

I

3

IKA

B

3.3680.07530.2536

总电流:

I

''

I

1

''

I

2

''

I

3

''

2.671.3050.25364.2286KA

取

k

im

1.8

冲击电流:

i

ch

2.55I

''

2.554.228610.783KA

0.07/0。14秒时电流

x

22



x

1

x

20

0.0940.1923

0.063

x

1

x

20

0.0940.1923

16

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

系统

X22/0.063

D1

X21/1.084

F1.2

计算电抗：由于电力系统的总装机容量为465万千瓦,



4650/0.8

x

cal1

x

22





0.0633.662

S

B

100

S



I

0.07G



1

x

cal1



1



0.2730I

0.14G

3.662

调相机：

x

cal

0.3249



查曲线得:

I

F0.07

3.0

，

I

F0.14

2.9

总电流:

I

0.07

I



0.07G

S

F

4650/0.8215



G





I

0.07F

0.27303.04.21KA

3U

av

3U

av

32303230

4650/0.8



G

'

I

0

2.90.07534.202KA

.14F

I

B

0.2730

3U

av

3230

S

S

I

0.14

I



0.07G



3。2 d2点，

0

''

，

0.07

''

，

0.14

''

电流

网络变换，两台主变与调

220KV

X13/0.1555X2/0.1199

D2

X24/0.6753

110KV

相机并联运行

F1.2

17

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

23

x

1

x

15

0.0940.06150.1555

x

24

x

16

x

17

x

18

0.0370.10480.53350.6753

I

B



100

3115

0.502KA

调相机换算到115KV的额定电流：

I

F



215

3115

0.151KA

（A)

0

''

''

220KV系统：

I

G1



11

I

B

0.5023.228KA

x

23

0.1555

11

I

B

0.5024.187KA

x

2

0.1199

S

''

110KV系统：

I

G2



调相机：

x

calF

F

215

x

24





0.67530.2026

S

B

100

''

查曲线得：

I

F

5.0

''''

I

F

I

F

KA



I

F

5.00.1510.755

''''''

总电流：

I

''

I

G1

I

G2

I

F

3.2284.1870.7558.17KA

（B）

0.07

''

，

0.14

''

X25/0.0667

f

X24/0.6753

F1.2

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.558.1720.8335KA

18

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

25



x

23

x

2

0.15550.1199

0.0677

x

23

x

2

0.15550.1199

S

G

4650/0.8

x

calG

x

25





0.06773.935

S

B

100



I

0.07G

I

0.14G



11

14.771

x

25

0.0677



I

0.07G

I

0.14G

I

0

0.5027.415KA

.07G

I

B

14.771

调相机：

x

calF

0.0753

215

0.2026

100



查曲线：

I

F0.07

4.1

，

I

F0.14

3.3



总电流:

I

0.07

I

0.07G

I

F

0.07

I

F

7.4154.10.1518.0341



I

0.14

I

0.07G

I

F0.14

I

F

7.4153.30.1517.9133

3。3 d3点，

0

''

,

0.55

''

，

1.1

''

电流

网络变换，

I

B



100

310.5

5.5KA

,

I

FB



215

310.5

1.65KA

两台主变与调相机并联运行，

220KV110KV

X26/0.1555X2/0.1199

X16/0.037

X17/0.1408

D3

X18/0.5335

F1.2

x

26

x

1



x

3

0.0940.123/20.1555

2

19

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

x

27

x

26

//x

2

x

16

x

17



0.15320.1199

0.0370.10480.2091

0.15320.1199

(A)

0

''

时短路电流

D3

X27/0.2091

''

I

G



X18/0.5335

F1.2

1

4.7824

0.2091

''''

I

G

I

G

5.526.30KA



I

B

4.7824

F

215

x

calF

x

18





0.53350.16

S

B

100

S



查曲线得：

I

F

6.8

''

I

F

I

F

I

FB

6.81.6511.22KA

''''

总电流：

I

''

I

G

I

F

26.3011.2237.52KA

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.5537.5295.676KA

（B）

0.55

''

，

1.1

''

电流

x

calG

0.2091

4650/0.8

12.1543

100

I

0.55G

I

1.1G

26.30KA

I

F0.55

3.3

,

I

F1.1

2.9

I

0.55F

I

F0.55

I

FB

3.31.655.445KA

I

1.1F

I

F1.1

I

FB

2.91.654.79KA

I

0.55

I

0.55G

I

0.55F

26.305.44531.745KA

I

0.55

I

1.1G

I

1.1F

26.304.7931.09KA

20

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

3。4 d4点

D4

系统

系统

X27/0.2091X28/0.1745

X29/0.452

Y--A

X18/0.5335

F1.2

X30/10153

D4

x

28



x

13

0.349

0.1745

22

x

29

x

27

x

28



x

27

x

28

0.20910.1745

0.20910.17450.452

x

18

0.5335

x

18

x

28

0.53350.1745

0.53350.17451.153

x

27

0.209

5.5KA

x

30

x

18

x

28



100

310.5

I

BG



（A)

0

''

''

I

a



x

calF

1

5.512.1199KA

0.4538

30

1.15330.346

100

''

查曲线：

I

F

2.9

，

I

F

I

F

I

FB

2.91.654.785KA

总电流：

I

''

12.11994.78516.9049KA

冲击电流：

i

ch

2.55I

''

2.5516.904943.1075KA

（B)

0.55

''

,

1.1

''

I

G0.55

I

G1.1

12.1199

查曲线：

I

F0.55

2.1

，

I

F1.1

2.0

I

0.55

12.32.11.2515.5849KA

21

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

1.1

12.32.01.6515.4199KA

短

路

点

短路

次暂态

支路平均冲击电

电流

名称

电压流（KA）

(KA）

（KV)

220KV

母线230

4.2286

10.783

短路

110KV

母线115

8。17

20.8335

短路

110KV

调相

10。5

37。52

95。676

机母

线

10KV

19。

供电10。5

43。1075

9049

母线

任意时间短路电流

0。

0。14

0.075

0。15

0。55

1.1

07

4。

4.202

21

0.55

1。1

d1

d2

8.034

7.913

d3

31。31。

745

09

d4

15.585

15.42

22

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

第四章 电气设备选择

4。1 断路器、隔离开关

在选择导体和电器时，遵循以下原则。

（1）所选导体和器力求技术先进，安全适用，经济合理，贯彻以铝代铜的原则。

（2）在选择导体和电器时,应按正常工作条件进行选择，并按短路情况校验其动稳

定和热稳定，以满足正常运行，检修和短路情况要求。

（3）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，按本工

程的设计规划容量计算。

（4）为了便于维修，减少产品、备件的型号，设计时间—电压等级下的条件和电

器尽量采用同一型号。

4。1.1、220KV母线上断路器、隔离开关的选择和校验。

220KV母线上断路器最大工作电流为：

I

max



1.05S

3U

N



1.05250000

689A

3220

按电网工作电压最大持续工作电流，试选LW6—220型少油断路器.

U

N

252KVU

NS

220KV

,

I

N

1200AI

max

689A

参数：最高工作电压

U

max

252KV

额定电压

U

N

220KV

额定电流

I

N

16000A

额定开断电流

I

Nbr

40KA

极限通过电流

i

es

100KA

t

s

''

4

''

,

I

t

40KA

固有分闸时间

t0.04

''

23

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

校验：

热稳定

Q

k



t

k

''

2

0.14

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(4.2286

2

104.21

2

4.202

2

)2.482(KA)

2

•S

k

1212

2

I

t

2

•t

s

40

2

46400(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

Q

k

动稳定

i

es

100KA10.58KA

计算数据

SW6—220/1200

U

NS

220KV

I

max

689A

I

''

4.2286KA

U

N

220KV

I

N

1600A

I

Nbr

40KA

i

es

100KA

i

eh

10.783KA

Q

k

2.482(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

6400(KA)

2

•S

220KV隔离开关，试选GW6-220G（D）型，

参数:额定电压

U

N

220KV

额定电流

I

N

2000A

额定开断电流

i

es

100KA

t

s

3

''

，

I

t

40KA

计算数据

GW6-220G（D）

U

NS

220KV

24

U

N

220KV

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

max

689A

i

ch

10.783KA

Q

K

2.482(KA)

2

•S

I

N

2000A

i

es

100KA

I

t

2

•S4800(KA)

2

•S

4。1.2、110KV断路器、隔离开关的选择和校验.

在正常运行条件下，断路器切断的最大长期负荷电流为：

I

max



1.05S

3U



1.05120000

662A

3110

试选LW11—110,高压SF6断路器

技术参数：

额定电压

U

N

110KV

额定电流

I

N

1600A

额定断开电流

I

Nbr

31.5KA

极限通过电流

i

es

80KA

t

s

''

3

''

，

I

t

31.5KA

固有分闸时间

t0.04

''

校验：

热稳定

Q

k



t

k

''

2

0.14

2

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(8.17

2

108.03417.9133

2

)9.0398(KA)

2

•S

k

1212

2

I

t

2

•t

s

31.5

2

32976.75(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

Q

k

热稳定

动稳定

i

es

i

ch

25

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

计算数据

LW11-110

U

NS

110KV

I

max

662A

I

''

8.17KA

U

N

110KV

I

N

1600A

I

Nbr

31.5KA

i

es

80KA

i

ch

20.8335KA

Q

k

9.0398(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2976.75(KA)

2

•S

110KV隔离开关选择GW4—110G（D）

参数：额定电压

U

N

110KV

额定电流

I

N

1000A

额定断开电流

I

Nbr

25KA

，

极限通过电流

i

es

80KA

t

s

4

''

,

I

t

25KA

计算数据

U

NS

110KV

I

max

662A

i

ch

20.8335KA

GW4—110G（D）

U

N

110KV

I

N

1000A

i

es

80KA

Q

k

9.0398(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2500(KA)

2

•S

4。1。3、10KV调相机回路断路器、隔离开关的选择和校验。

同步调相机最大持续工作电流为：

I

max



1.05S

3U



1.05150000

826.7A

311

选ZN-10/1250—40型真空断路器

26

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

1250A

额定断开电流

I

Nbr

43.3KA

极限通过电流

i

es

130KA

I

t

2

•t

s

40

2

46400(KA)

2

•S

Q

k



t

k

''

2

1.1

(I10I

t

2

k

I

t

2

)(37.52

2

1031.745

2

31.092

2

)1141.425(KA)

2

•S

k

1212

2

动稳定

i

ch

95.676KA

,

i

es

i

ch

计算数据

ZN-10/1250—40

U

NS

10KV

I

max

826.7A

I

''

37.52KA

U

N

10KV

I

N

1250A

I

Nbr

40KA

i

es

100KA

i

ch

95.676KA

Q

k

1141.425(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

6400(KA)

2

•S

隔离开关GN2-10/3000型

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

3000A

，

极限通过电流

i

es

100KA

I

t

2

•t

s

50

2

512500(KA)

2

•S

4。1。4、10KV出线断路器、隔离开关的选择。

10KV出线最大长期负荷电流

27

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

.05S1.052000

max



1

3U



310

121.24A

ZN4-10/1250—20型真空断路器，固有分闸时间

0.05

''

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

1250A

额定断开电流

I

Nbr

20KA

极限通过电流

i

es

50KA

I

2

t

•t

s

20

2

41600(KA)

2

•S

热稳定

Q

k



t

k

(I

''

2

10I

2

I

2

1.1

t

k



t

)(16.9049

2

1015.5849

2

15.4199

2

)270.64(KA)

2

12

k

•S

2

12

i

ch

43.1075KA

，

i

es

i

ch

计算数据

ZN—10/1250—20

U

NS

10KV

U

N

10KV

I

max

122.46A

I

N

1250A

I

''

16.9049KA

I

Nbr

20KA

i

ch

43.1075KA

i

es

50KA

Q

2

k

270.64(KA)

2

•S

I

2

t

•t

s

1600(KA)•S

10KV出线隔离开关选GN6—10T/600型

技术参数：额定电压

U

N

10KV

额定电流

I

N

600A

极限通过电流

i

es

52KA

28

动稳定

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

I

t

2

•t

s

20

2

52000(KA)

2

•S

计算数据

GN6—10T/600

U

NS

10KV

I

max

122.46A

i

ch

43.1075KA

U

N

10KV

I

N

600A

i

es

52KA

Q

k

270.64(KA)

2

•S

I

t

2

•t

s

2000(KA)

2

•S

29

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

4。2 母线、引线、互感器

各级电压母线的选择

选择配电装置中各级电压母线，主要考虑如下内容：

（1）选择母线的材料、结构和排列方式，

（2）选择母线截面的大小，

(3）校验母线短路时的热稳定和动稳定，

（4）对35KV以上母线,应校验它在当地晴天气象条件下，是否发生电晕.

(5）对于重要母线和大电流母线，由于电动力将引起母线振动,为避免危险的共振，

应校验母线自振频率.

4。2。1、220KV母线和旁路母线的选择.

(1）按母线上可能通过的长期最大负荷电流选择导线截面,

当两台主变通过旁母由一条出线供给最大负荷时，旁母上最大持续工作电流为:

I

max



1.05250000

689A

3220

试选铝锰合金管型母线LF21-80/T2

导线截面954

mm

2

，截面系数

W17.3cm

3

17.310

6

m

3

可不进行电晕校验的最小导体外径为30mm，而所选的母线为80mm，相间距离为

300cm，不校验电晕.

（2）导体校验

（A）长期发热允许电流校验

I

max

KI

al

，

K

Q

w

Q

7041

0.80

Q

w

Q

0

7025

KI

al

0.8019001520AI

max

689A

30

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

(B）热稳定校验

正常运行时导体温度

2

I

max

689

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)46.96c

2

I

al

1520

查表C=97，集肤效应系数

K

s

1.8

满足短时发热的最小导体截面为：

S

min

Q

k

K

s

/C2.48210

6

1.8/9721.79954mm

2

(C）动稳定校验

母线单位长度所受的作用力有短路电动力,最大风压力，导体自重和冰重

1）短路电动力

a3m

，



1

，

i

ch

10.83KA

f

k

1.7310

7

1

2

1

i

ch



1.7310

7

(10783)

2

16.705N/m

a3

2)最大风力

a1

，

k1.2

,

D0.08

,

U10

9.8U

2

9.810

2

f

w

akD11.20.085.88N/m

1616

3）母线自重

r2.710

3

N/m

3

f

m

S

9.8r9.82.7

0.00095425.2410

6

N/m

10001000

4）冰重

b0.005

f

i

0.0277b(Db)0.02770.005(0.080.005)11.7710

6

N/m

5）跨距L=13m的母线所受的合力为:

F(f

m

f

i

)

2

(f

k

f

w

)

2

l(25.2410

6

11.7710

6

)

2

(6.7055.88)

2

13164.44N

母线所

31

受的最大弯距应力为：





F



l

max

10w



164.497

6

1017.310

6

12.4110Pa



max

6910

9

Pa

动稳定满足要求

4.2。2、110KV母线和旁路母线的选择。

最大长期负荷电流接主变容量下的额定电流计算

I

max



120000

3110

630A

选铝锰合金管型母线LF21-70/64

在最高允许温度+

70



c

的截流量为1545A,截面

w10.2cm

3

10.210

6

m

3

导体校验

（1)长期发热允许电流校验

KI

al

1.0413631477.52I

max

630A

（2）热稳定校验

正常运行时导体温度

QQ

I

2

max

630

2



0

(Q

al

Q

0

)

I

2

41.7(7041.7)

2

47.746c

al

1363

查表C=95

满足短时发热的最小导体截面

S

min

Q

k

K

s

/C9.039810

6

1.04/9532.275631mm

2

(3)动稳定校验

32

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S为631

mm

2

,截面系数

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

1）短路电动力

f

k

1.7310

7

1

2

1

i

ch



1.7310

7

(20833.5)

2

150.059N/m

a1.5

2）最大风力

9.8U

2

9.810

2

f

w

akD11.20.075.15N/m

1616

3）母线自重

f

m

S

9.8r9.82.7

0.00063116.710

6

N/m

10001000

4)冰重

f

i

0.0277b(Db)0.02770.005(0.070.005)10.38710

6

N/m

5）跨距L=8。5m的母线所受的合力为：

F(f

m

f

i

)

2

(f

k

f

w

)

2

l(16.710

6

10.3910

6

)

2

(50.0595.15)

2

13443.984N

母线

所受的最大弯距应力为:



max

F

l

443.984



6

36.47410Pa

6

10w

1010.210



max

6910

9

Pa

动稳定满足要求

（3）主变高、中压侧引线的选择、出线的选择

220KV出线

按经济电流密度

I

max1



1.05250000

3220

688.8A

I

max2



1.05120000

3220

381.0512A

最大负荷利用小时5000h/r，查表J=

1.05A/mm

2

S

A



I

max

688.8

656mm

2

J1.05

33

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

选LGJQ—500

校验

（A）长期发热，由

I

max

K•I

al

，则

I

al



I

max

K

（B）短时发热，正常运行时导体温度

2

I

max

688.8

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)59.812c

2

I

al

861

查曲线：C=91

S

min

2.48210

6

17.31mm

2

91

SS

min

满足要求

4.2。3、110KV出线及主变引线

I

max

662A

，

T

max

4000h

查表J=1.25

A/mm

2

按经济电流选择导体的截面积

S

A



I

max

662

529.6mm

2

J1.25

选LGIQ-500

校验：（A）长期发热

I

al

945

I

max

662

827.5A

K0.8

(B）短时发热，正常运行时导体温度

2

I

max

662

2



QQ

0

(Q

al

Q

0

)

2

41.7(7041.7)63.2c

2

I

al

756

查表C=89

34

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S

9.039810

6

min



89

33.78mm

2

SS

min

满足要求

4.2。4、主变低压侧10KV引线选择

最大持续工作电流，按两台调相机同时供一台主变的运行方式计算

I

.0515000

max

2

1.05S

N

3U

2

1

N

310

1653A

按经济电流密度选择导体截面，查表,当T=5000小时以上时，J=0.78

A/mm

2

，故经

济截面为：

S

I

max



1653

0.78

2119mm

2

J

查表，选每相两条

10010

的矩形铝母线

校验：

（1）长期发热

温度修正系数为K=0。8

查表

I

al

2613A

，

K

s

1.42

KI

al

0.826132090.4I

max

1653A

满足长期发热要求。

（2）热稳定校验（短时）

正常运行时导体温度

2

QQ

I

2

Q

max

1653

0

(Q

al0

)

I

2

41.7(7041.7)

2

28.01



c

al

2613

查表C=91

满足短时发热的最小导体截面为：

35

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

S

min

Q

k

K

s

/C270.6410

6

1.42/91215.422100102000mm

2

能满足热稳定要求。

（3）校验母线的动稳定性

由前面的短路计算的结果可知：短路时冲击电流为95。676Ka,取支持绝缘子之

间的跨距L=1m，母线相间距离a=0。7m，



1

，截面系数

w0.333bh

2

10100

2

0.333()

10001000

0.3330.010.01

33.310

6

(m

3

)

相间作用应力





的计算:





1.73•i

ch

•

2



l

2

aw

10

8

x

2

1.73(95076)

2



6.8110

6

(pa)

8

10

0.733.310

6

1.7394.110

8

0.04310

6

10

8

同相各条间作用应力

j

s

的计

由母线的形状系数曲线图,可

(

bab2bb10

0.1;0.09)

hbhbh10100

算：

以查得

单位长度上同相各条间的相互作用力:

f

s

2.5k

1s

i

ch

2

1

•10

8

b

2.54.595676

2



1000

10

8

10

10298(N/m)

根据铝母线最大允许应力



Y

6910

6

(pa)

来决定最大允许衬垫跨距：

L

bmax

b•

2h(



al





ph

)

f

b

10298

36

6

20.1(696.81)10

0.01•

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

=

0.3475(m)

衬垫数为：

L

bmax

在每跨距间加两个衬垫。

l1

l

b

0.333m

33

h

L1

2.878

0.3475

临界跨距为：其中



为系数，对于双条铝导体



应取1003

L

cr





b•

4

h

f

b

3

1010010

1003()

4

100010298

0.56L

s

0.333

f•L

102980.333

6



s



s

2

s

57.0910pa

2

2bh20.010.1

S

max











s

(6.8121.17)10

6

63.910

6

pa

2

所选截面为

2(10010)mm

2

的铝母线,能满足动稳定性的要求.

（4）各级电压互感器的选择

1）220KV侧互感器的选择

母线上电压互感器的选择：

母线上电压互感器：JCC—220型

主变侧电流互感器:LR（D）—220型（套管式）

出线上电流互感器LCLWDI-220型

中性点接地电流互感器LR(D)-110型(主变带）

2）110KV侧互感器的选择

37

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

母线上电压互感器的选择

母线上电压互感器JCCZ—110型

主变侧电流互感器LR(D)—110型(主变带）

出线上电流互感器LCLWD-110型

中性点接地电流互感器LR（D)-35型

3)10KV侧互感器的选择

母线上电压互感器的选择

母线上电压互感器JSJW—110型

母线桥上电压互感器JDZ—11型

调相机出口上电压互感器SJSTK—50/10型

主变10KV侧电流互感器LAJ-10型

调相机出口上电压互感器SJSTK-50/10型

主变10KV侧电流互感器LAJ-10型

调相机出口上电流互感器LJN-1型

调相机出口上电抗器前电流互感器LAJ—10型

调相机中性点电流互感器LDCD—10型

电抗器处电流互感器LAJ1—10型

10KV出线电流互感器LQJ—10型

第五章 继电保护配置

5。1、220KV侧的保护配置

5。1.1、220KV线路保护

（1）相差高频保护，选用QCH-IA型装置

38

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

（2)装设距离及零序保护,距离保护包括三段式相间距离保护及两段式接地距离保

护，零序保护为四段式零序方向保护.

(3）综合重合闸装置。

(4）装设断路器失灵保护,两台断路器合用一套保护.

5.1.2、220KV母线保护

采用电流相位比较式保护

5.1.3、220KV回路故障录波器

5。1.4、220KV母联兼旁路断路器保护

（1)两段相电流和零序电流保护

（2)PLH-11A/2K型距离保护装置

（3）综合重合闸装置

5.2、110KV侧的保护配置

5。2.1、110KV线路保护

（1)110KV线路(一）保护采用三段式相间距离，三段零序电流及重合闸装置。

（2)110KV线路（二）、（三）双回线保护，采用方向零序电流横差保护,距离保护包

括三段式相间保护及两段式接地距离保护，零序保护为四段式零序电流方向保护。

5。2。2、110KV母联兼旁路断路器保护

（1)两段式相电流和零序电流保护

（2）距离零序保护装置及重合闸装置

5。2。3、110KV母线保护

5。2.4、110KV回路故障录波器

5.3 主变压器保护

（1)瓦斯保护，重瓦斯动作于跳闸，轻瓦斯作用于信号。

39

(完整)220KV变电所设计(200MVA)课案

（2）纵联差动保护

（3）后备保护高、中压侧装设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220KV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。

5.4 调相机保护

（1)三相式纵联差动保护

（2）带4秒时限动作于调闸的低电压保护

（3）低频率闭锁的有功功率方向保护

（4）利用失磁开关常闭接点联动调相机保护出口继电器，使调相停机的失磁保护

（5）定子绕组装设带4秒时限动作于信号的过负荷保护

（6)动作于信号的过负荷保护

(7）事故紧急停机装置

（8）自动装置，装有强行励磁和自动调节励磁装置，冷却水泵和油泵自动投入装

置.

继电器型号、技术参数、安装地点（一）

持

续

运

行

电

压

146

146

146

录波电压

不小于

直

流

290

290

290

工

频

技术参数

残压峰值不大

于

0。

5KA

11K

A

520

520

520

40

序

号

型号