220kv变电站毕业设计 (7)

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最小空气间隙。

表5.1 屋外配电装置安全净距 符号 1.带电部分至接地部分之间 2.网状和板状遮拦向上A1 延伸线距地2.5m处，与遮拦上方带电部分之间 1.不同相的带电部分之A2额定电压（kV） 适用范围 3～10 15～20 35 60 110J 110 220J 330J 500J 200 300 400 650 900 1000 1800 2500 3800 间 2.断路器和隔离开关的断口两侧引线带电部分之间 1.设备运输时，其外廓至无遮拦带电部分之间 2.交叉的不同时停电检B1 修的无遮拦带电部分之间 3.栅状遮拦至绝缘体和带电部分之间 4.带电作业时的带电部分至接地部分之间 B2200 300 400 650 1000 1100 2000 2800 4300 950 1050 1150 1400 1650 1750 2550 3250 4550 网状遮拦至带电部分 之间 1.无遮拦裸导体至地面之间 300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 C 2.无遮拦裸导体至建筑物、构筑物顶部之间 1.平行不同时停电检修无遮拦带电部和带2700 2800 2900 3100 3400 3500 4300 5000 7500 D 电部分与建筑物、构筑物的边缘部分之间 2200 2300 2400 2600 2900 3000 3800 4500 5800 配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运行的安全距离等因素

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而决定的。对于敞露在空气中的配电装置，在各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即A1和A2值。在这一间距下，无论为正常工作电压或出现内外过电压时，都不致使空气间隙击穿。A值可根据电气设备标准试验电压和相应电压与最小放电距离试验曲线决定，其它电气距离是根据A值并结合一些实际因素确定的。

安全净距可分为A、B、C、D、E五类。屋内配电装置的安全净距不应小于下表1所列数值。屋内电气设备外绝缘体最底部位距地小于2.3m，应装设固定遮拦。屋外配电装置安全净距不应小于表2所类数据。屋外配电装置使用软导线时，还应考虑软导线在短路电动力、风摆、温度等因素作用下使相间及对地距离的减小。屋外电气设备外绝缘体距地小于2.5m时，应装设固定遮拦。（注：J系指中性点接地系统）

5.2 屋外配电装置

根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为低型、中型、半高型和高型等。

在低型和中型屋外配电装置中，所有电气设备都装在地面设备支架上。低型的主母线一般都由硬母线组成，而母线与隔离开关基本布置在同一水平面上。中型配电装置大都采用悬挂式软母线，母线所在水平面高于电气设备所在水平面，但近年来硬母线采用日益增多。在半高型和高型屋外配电装置中，电气设备分别装在几个水平面内，并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。高型布置中母线、隔离开关位于断路器之上，主母线又在隔离开关之上，整个配电装置的电气设备形成了三层布置，而半高型的高度则处于中型和高型之间。

我国目前采用最多的是中型配电装置，近年来高型配电装置的采用也有所增加，而高型由于运行、维护、检修都不方便，只是在山区及丘陵地带，当布置受到地形条件限制时才采用。

5.3 设计原则

变电所的配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装的要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足下列四点要求： （1）节约用地

我国人口众多，但是耕地不多。因此，节约用地是我国现代化建设的一项带战略性的方针。配电装置少占地，不占良田和避免大量开挖土石方是一条必须认真贯彻的重要政策。 （2）运行安全和操作巡视方便

配电装置整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求，如保证各种电气安全净距、装设防误操作的闭锁装置，采取防火、防爆和蓄油、排油措施，考虑设备防冻、防阵风、抗震、耐污等性能，使配电装置一旦发生事故时能将事故限制到最小的范围和最

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低的程度，并使运行人员在正常操作和处理事故的过程中不致发生意外情况，以及在检修维护过程中不致损害设备。此外，还应重视运行维护时的方便条件，如合理确定电气设备的操作位置，设置操作巡视通道，便利与主（网络）控制室联系等。 （3）便于检修和安装

对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。目前，不少地区已开展带电检修作业，在布置与架构荷载方面需为此创造条件，要考虑构件的标准化和工厂化，减少架构类型，设置设备搬运道路、起吊设施和良好的照明条件等。此外，配电装置的设计还必须考虑分期建设和扩建过渡的便利。 （4）节约三材，降低造价

配电装置的设计还应采取有效措施，减少三材消耗，努力降低造价。

5.4 设计要求

5.4.1 满足安全净距的要求

屋外配电装置的安全净距不应小于表5-2所列数值。

表5.2 设备对相间距离的要求

220kV设备类型 少油短路器 空气短路器 单柱式隔离开关 多柱式隔离开关 双柱式隔离开关

要求相间距离（m）

3 3 3 3 4

5.4.2 施工、运行和检修的要求

（1）施工要求

1）配电装置的结构在满足安全运行的前提下应该尽量予以简化，并考虑构件的标准化和工厂化，减少架构类型，以达到节省三材，缩短工期的目的。

2）配电装置的设计要考虑安装检修时设备搬运及起吊的便利。

3）工艺布置设计应考虑土建施工误差，确保电气安全距离的要求，一般不宜选用规程规定的最小值，而应留有适当的裕度（5cm左右）。

4）配电装置的设计必须考虑分期建设和扩建过渡的便利。 （2）运行要求

1）各级电压配电装置之间，以及它们和各种建（构）筑物之间的距离和相对位置，应按最终规模统筹规划，充分考虑运行的安全和便利。

1）配电装置的布置应该做到整体清晰，各个间隔之间要有明显的界限，对同一用途

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的同类设备，尽可能布置在同一中心线上（指屋外）或处于同一标高（指屋内）。 （3）检修要求

电压为110kV及以上的屋外配电装置，应视其在系统中的地位、接线方式、配电装置形式以及该地区的检修经验等情况，考虑带电作业的要求。

为保证检修人员在检修电器及母线时的安全，电压为63kV及以上的配电装置，对断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧，宜配置接地刀闸。

5.5 配电装置形式的选择

配电装置型式的选择，应考虑所在地的地理情况及环境要求。110kV以上多为屋外式，故本变电所设计采用屋外式配电装置。

根据电器和母线的布置高度，屋外配电装置可分为：高型、半高型、中型。中型配电装置按照隔离开关的布置方式又分为普通中型和分相中型两种。

220kV配电装置分普通中型布置和分相中型布置。对于普通中型布置，其母线下不布置任何电气设备，而分相中型布置的特点是将母线隔离开关直接安装在各相母线的下面。 （1）间隔及相间距

根据《电力工程设计手册》电气一次部分，220kV侧，间隔宽度选用13米，设备相间距取3米，进出线相间距取4米。设备与进出线对地距离分别为3.5米和2.5米。 （2）导线的弧垂和跨距

在分相中型配电装置中，进出线弧垂一般采用2米，一般将母线跨距限制为2-3个间隔，即30-40米左右，对母线弧垂限制为1.0-1.6米。 （3）搬运通道的设置

在搬运设备时，为使所搬运的设备与两侧带电设备保持足够的安全距离，并考虑到不超过设备端子的允许水平拉力，断路器和电流互感器之间的连接导线长度不大于10米。并设有宽度为3-3.5米的环行搬运道。 （4）母线及构架

本变电所母线选用软母线钢芯铝绞线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。软母线可选用较大的档距，但档距越大，导线弧垂越大。 （5）电缆沟

屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间，大型变电所的纵向电缆沟因电缆数多，一般分为两路。

分相中型布置可以节约用地，简化架构，节省三材，已基本上取代普通中型布置。在本次设计中220kV电压等级采用分相中型布置。60kV侧采用普通中型布置方式。

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6 继电保护及自动化装置规划设计

6.1 继电保护在电力系统中的作用

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见的同时也是最严重的是发生各种形式的短路。当发生短路时，可能产生的后果为：

（1）通过故障点有很大的短路电流和燃起的电弧使故障元件损坏； （2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用引起它们的损坏或寿命缩短； （3）使电力系统电压降低，影响电能质量；

（4）破坏系统稳定性，使其发生振荡甚至使系统瓦解。

基于以上情况，继电保护的作用就是要能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发信号，具体来说体现在以下两个方面： （1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除；

（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件动作于发信号，减负荷或跳闸。

6.2 继电保护的基本要求

（1）电力设备和线路的保护应有主保护和后备保护，必要时可装设辅助保护。 1）主保护：满足系统稳定及设备安全要求，有选择地切除被保护设备和全线故障的保护。

2）后备保护：主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和近后备两种方式。

3）辅助保护：为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。

电力设备和线路的异常运行保护，是反映被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。

（2）继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

1）可靠性是四性的前提，在拟制，配置和维护保护装置时，都必须满足可靠性的要求。

2）选择性是指首先由故障设备或线路的保护切除故障，当故障设备或线路的保护拒动时由相邻设备或线路保护切除故障。

3）灵敏性是指在被保护设备或线路范围内故障时，保护装置应有足够的灵敏系数。

4）速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，限制故障设备和线路的损坏程度，缩小故障范围。

6.3 选择保护配置及构成方案时的基本要求

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