变电站电气工程设计变电站电气工程设计变电站电气工程设计 变电站的认识变电站的认识概貌（概貌（1 1）变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 变电站电气工程设计 室外高压塔架及设备（室外高压塔架及设备（5 5）-钢架钢架变电站电气工程设计 室外高压塔架及设备（室外高压塔架及设备（7）-钢管塔架钢管塔架变电站电气工程设计 室外高压塔架及设备（室外高压塔架及设备（8 8）-铁塔架铁塔架变电站电气工程设计 室外高压塔架及设备（室外高压塔架及设备（9 9）-铁塔架铁塔架变电站电气工程设计 塔架塔架: : 不同电压等级母线塔架不同电压等级母线塔架角钢拼装、水泥管、角钢拼装、水泥管、钢管立柱或组合形式，门架（横担）角钢拼装，避钢管立柱或组合形式，门架（横担）角钢拼装，避雷针线塔架角钢拼装。安装设备塔架（基础）砼架、雷针线塔架角钢拼装。安装设备塔架（基础）砼架、角钢架。角钢架。室外高压塔架及设备（室外高压塔架及设备（1010） - -铁塔架铁塔架变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（1 1）-变压器变压器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（2 2）-变压器变压器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（3 3）-变压器变压器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（4 4）-互感器互感器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（5 5）-电流互感器电流互感器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（5 5）-断路器断路器变电站电气工程设计 室外高压设备（室外高压设备（6 6） - -断路器断路器变电站电气工程设计 室外设备室外设备 变压器、变压器、互感器、断路器、互感器、断路器、隔离开关及操作隔离开关及操作机构等。机构等。室外高压设备（室外高压设备（7 7） - -隔离开关隔离开关变电站电气工程设计 室内开关柜（室内开关柜（1 1）变电站电气工程设计 室内开关柜（室内开关柜（2 2）变电站电气工程设计 室内控制柜（室内控制柜（1 1）变电站电气工程设计 室内控制柜（室内控制柜（2 2） 室内设备室内设备 开关柜、开关柜、控制柜、继控制柜、继电保护柜、电保护柜、信号屏等。信号屏等。变电站电气工程设计 一一 概概 述述1 1、概念、概念2 2、变电站分类、变电站分类3 3、变电站组成、变电站组成变电站电气工程设计 各行各业的发展都必须以各行各业的发展都必须以电气工程为基础电气工程为基础，正常运行，正常运行都要使用电能。同时在国家大力发展清洁能源、超高压和都要使用电能。同时在国家大力发展清洁能源、超高压和特高压以及直流输电、智能化电网、区域和地区性电网不特高压以及直流输电、智能化电网、区域和地区性电网不断联网、各大公司就近建设电厂等举措下，新建、扩建和断联网、各大公司就近建设电厂等举措下，新建、扩建和改造的电网数量很大、投资巨大。电网中变电站是电能输改造的电网数量很大、投资巨大。电网中变电站是电能输送环节中连接发电厂和用户送环节中连接发电厂和用户最重要的环节最重要的环节，所以，所以“电气工程电气工程”专业学生对变电站（所）知识的掌握非常必要。专业学生对变电站（所）知识的掌握非常必要。 从从“电气工程及其自动化电气工程及其自动化”专业来说，变电站包含专业来说，变电站包含电气电气工程工程（强电部分）和（强电部分）和自动化自动化（弱电部分）两部分内容，本（弱电部分）两部分内容，本课程讲述的是电气工程方面的内容。而弱点的内容像变电课程讲述的是电气工程方面的内容。而弱点的内容像变电站通信、调度、自动化和智能化等不属于本设计的范围。站通信、调度、自动化和智能化等不属于本设计的范围。 变电站电气工程设计 电话通信系统电话通信系统一般采用载波方式，内线与外线统一、一般采用载波方式，内线与外线统一、使用长号和短号的模式；使用长号和短号的模式；调度系统调度系统采用光纤通信网络，整采用光纤通信网络，整个网络与一般外网屏蔽防止外网攻击调度系统和保密需要；个网络与一般外网屏蔽防止外网攻击调度系统和保密需要；自动化、数字化和智能化自动化、数字化和智能化是采用智能化一次设备（电子式是采用智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）、在间隔层、站控层）、在IEC61850通信规范基础上、实现变通信规范基础上、实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作功能以及电站内智能电气设备间信息共享和互操作功能以及运行管运行管理自动化、智能化理自动化、智能化的现代化变电站。的现代化变电站。 讲述变电站电气工程设计，可以提高讲述变电站电气工程设计，可以提高对所学单门、单对所学单门、单科知识的用途和之间的联系科知识的用途和之间的联系进一步加深理解，初步掌握进一步加深理解，初步掌握电电气工程设计的方法和所包含的内容气工程设计的方法和所包含的内容，并能，并能培养学生运用知培养学生运用知识解决实际工程问题的综合能力识解决实际工程问题的综合能力，对进行类似的毕业设计，对进行类似的毕业设计以及实际工作都会有很大的帮助。以及实际工作都会有很大的帮助。变电站电气工程设计 1 1、概念、概念 变电站变电站（所）（所）(Substation）电力系统中实现电力系统中实现变换变换电压电压、接受和分配电能接受和分配电能、控制电力的流向控制电力的流向和和调整电压调整电压的的电力设施，它通过变压器将各级电压的电网联系起来，电力设施，它通过变压器将各级电压的电网联系起来，是输送电能和分配电能的集结点。变电站主要分：升压是输送电能和分配电能的集结点。变电站主要分：升压变电站，主网变电站，二次变电站和配电站。变电站，主网变电站，二次变电站和配电站。 电网电网在电力系统中，把由在电力系统中，把由输电输电、变电变电、配电配电设备设备及相应的及相应的辅助系统辅助系统组成的组成的联系发电与用电联系发电与用电的统一整体称的统一整体称为电网。主要由联结成网的送电线路、变电站、配电所为电网。主要由联结成网的送电线路、变电站、配电所和配电线路组成。和配电线路组成。 我国电网的体制：我国电网的体制：国家电网国家电网(25) 华华北电网、华东电网、华中电网、西北电网、东北电网北电网、华东电网、华中电网、西北电网、东北电网和和南方电网南方电网(5) ，省级电网、地方电网等。，省级电网、地方电网等。变电站电气工程设计 2 2、变电站分类、变电站分类 电压等级电压等级：中压变电站中压变电站（66 kV及以下），及以下），高压变电高压变电站站（110220 kV），），超高压变电站超高压变电站（330765 kV）和）和特高特高压变电站压变电站（1000 kV及以上）。及以上）。 电网中的地位电网中的地位：枢纽变电站枢纽变电站汇集多个电源和联络汇集多个电源和联络线或连接不同电力系统的变电站，位于电力系统枢纽点。线或连接不同电力系统的变电站，位于电力系统枢纽点。电压电压330kV及以上、多个电源、出线回路多、变电容量大；及以上、多个电源、出线回路多、变电容量大；全站停电后将造成大面积停电或系统瓦解，对运行的可靠全站停电后将造成大面积停电或系统瓦解，对运行的可靠性很重要。性很重要。 中间变电站中间变电站位于系统主干环行线路或系统主位于系统主干环行线路或系统主要干线的接口处，电压要干线的接口处，电压330220kV，汇集，汇集23个电源，全站个电源，全站停电将引起区域电网的解列。停电将引起区域电网的解列。 终端变电站终端变电站是大、中型企是大、中型企业的专用站，电压业的专用站，电压1035kV，12回进线。回进线。 变电站电气工程设计 电压阶级：电压阶级：一次变电站一次变电站-承担由主网上第一次降压承担由主网上第一次降压任务的变电站就是一次变电站，由许多个一次变的许多出任务的变电站就是一次变电站，由许多个一次变的许多出线共同形成了次级局域电网；线共同形成了次级局域电网；二次变电站二次变电站-承担由这个次承担由这个次级电网继续降压的任务的变电站。级电网继续降压的任务的变电站。 用途：用途：电力系统电力系统变电站（输电变电站、配电变电站、变电站（输电变电站、配电变电站、换流站）、换流站）、工矿企业工矿企业变电站、变电站、铁路铁路变电站变电站(25kV），均为），均为升压变电站或降压变电站。升压变电站或降压变电站。 形式：形式：屋外屋外变电站、变电站、屋内屋内变电站、变电站、半屋外半屋外变电站、变电站、地下地下变电站、变电站、移动移动变电站等。变电站等。 容量和馈线数：容量和馈线数：大、中、小型大、中、小型变电站。变电站。 有人值班否：有人值班否：有人值班有人值班和和无人值班无人值班变电站。变电站。变电站电气工程设计 3 3、变电站组成、变电站组成 组成可以从所具有的设备角度，实现其功能时必须的组成可以从所具有的设备角度，实现其功能时必须的一次系统、必要的二次系统和其他辅助功能等不同角度。一次系统、必要的二次系统和其他辅助功能等不同角度。 主要设备：主要设备：起变换电压作用的起变换电压作用的主变压器主变压器；断开和闭；断开和闭合电路的合电路的开关设备开关设备或六氟化硫全封闭组合电器（或六氟化硫全封闭组合电器（GIS)；传；传输和汇集电流的输和汇集电流的母线母线；计量、保护和控制用的；计量、保护和控制用的互感器互感器、仪仪表表、继电保护装置继电保护装置；防止变电站遭受直接雷击或断路器操；防止变电站遭受直接雷击或断路器操作等引起过电压的作等引起过电压的防雷保护装置防雷保护装置；对运行情况进行监控的；对运行情况进行监控的信号和控制装置信号和控制装置；保证电网安全经济运行的；保证电网安全经济运行的调度通信装置调度通信装置；减少线路损耗的减少线路损耗的无功补偿设备无功补偿设备。 变电站的电压等级、功能变电站的电压等级、功能和连接方式不同，其主要设备差异很大。和连接方式不同，其主要设备差异很大。变电站电气工程设计 一次系统一次系统由主接线、主变压器、高、中、低压配电由主接线、主变压器、高、中、低压配电装置等。装置等。主接线主接线是变电所最重要的，决定变电所的功能、是变电所最重要的，决定变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。分单母线、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。分单母线、双母线和环形接线等。双母线和环形接线等。主变压器主变压器是最重要的设备，它的性是最重要的设备，它的性能与配置体现变电所的先进性、经济性和可靠性。能与配置体现变电所的先进性、经济性和可靠性。 二次系统二次系统由继电保护和控制系统、直流系统、远动由继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等组成。和通信系统等组成。继电保护继电保护分分系统保护系统保护和和元件保护元件保护。控控制方式制方式分分直接控制直接控制方式指一对一的按纽控制，对控制对象方式指一对一的按纽控制，对控制对象多的则控制盘数量太多、监视面太大；多的则控制盘数量太多、监视面太大；选控方式选控方式具有控制具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点，直观性容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点，直观性较差，中间环节多。较差，中间环节多。 防雷、接地、照明、通信等。防雷、接地、照明、通信等。变电站电气工程设计 1 1、项目具体资料、项目具体资料2 2、相关的法规、相关的法规3 3、新标准和规范、新标准和规范4 4、手册和标准图、手册和标准图5 5、产品样本、产品样本二二 设计依据设计依据变电站电气工程设计 在整个设计中必须满足如下要求：在整个设计中必须满足如下要求：1 1、符合针对性文件和资料、符合针对性文件和资料 设计委托合同、项目的立项计划、建设和土地以及环保设计委托合同、项目的立项计划、建设和土地以及环保等部门批复、气象、地质等资料。等部门批复、气象、地质等资料。2 2、符合国家和地方的法规、符合国家和地方的法规 国家、各级政府主管部门颁布的规定、条例。如电力国家、各级政府主管部门颁布的规定、条例。如电力法、节约能源法、电力供应与使用条例、供电法、节约能源法、电力供应与使用条例、供电营业规则、建设工程设计文件编制深度规定。营业规则、建设工程设计文件编制深度规定。 3 3、符合国家、行业、企业的标准和规范要求、符合国家、行业、企业的标准和规范要求 包括包括强制性强制性标准、标准、推荐推荐标准、标准、指导性指导性技术文件、技术文件、试行试行技技术文件，作为电气设施制造和检验、设计、施工和验收规范术文件，作为电气设施制造和检验、设计、施工和验收规范等。是保证电网系统安全、可靠、经济运行的前提。等。是保证电网系统安全、可靠、经济运行的前提。变电站电气工程设计 国家标准国家标准是由国家技术监督局、国家质量监督检验是由国家技术监督局、国家质量监督检验总局、国家标准化委员会等发布实施的。如：总局、国家标准化委员会等发布实施的。如： 工程建设标准强制性条文工程建设标准强制性条文 电力工程部分电力工程部分 2011版版 GB/T 13534-1992 电气颜色标志的代号电气颜色标志的代号 GB/T 18135-2008 电气工程电气工程CAD制图规则制图规则 GB/T 5465.2-1996 电气设备用图形符号电气设备用图形符号 GB/T 4728.7-2008 电气简图用图形符号电气简图用图形符号 GB/T 7356-1987 电气系统说明书用简图的编制电气系统说明书用简图的编制 GB/T 6988-2008 电气技术用文件的编制电气技术用文件的编制 GB/T 19678-2005 说明书的编制、构成、内容和表示方法说明书的编制、构成、内容和表示方法 GB/T 19045-2003 明细表的编制明细表的编制 GB 50059-1992 35110KV变电所变电所设计规范设计规范 GB 50053-1992 10KV及以下变电所设计规范及以下变电所设计规范 GB 50052-1995 供配电系统设计规范供配电系统设计规范 GB 50054-1995 低压配电设计规范低压配电设计规范变电站电气工程设计 GB 50060-2008 3110KV高压配电装置设计规范高压配电装置设计规范GB 50062-1992 电力装置的继电保护和自动装置设计规范电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB 50063-1992 电力装置的自动测量仪表装置设计规范电力装置的自动测量仪表装置设计规范GB 50217-1994 电力工程电缆设计规范电力工程电缆设计规范GB 50260-1996 电力设施抗震设计规范电力设施抗震设计规范GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范GB 50034-2004 建筑建筑照明设计标准照明设计标准GB 50016-2006 建筑设计防火规范建筑设计防火规范GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合高压输变电设备的绝缘配合GB 19517-2004 国家电气设备安全技术规范国家电气设备安全技术规范 GB 14050-1993 系统接地的型式及安全技术要求系统接地的型式及安全技术要求GB 7266-1987 电力系统二次回路电气控制台基本尺寸电力系统二次回路电气控制台基本尺寸GB 4208-2008 外壳防护等级外壳防护等级(IP代码代码)GB/T 13869-2008 用电安全导则用电安全导则GB/T 7269-2008 电子设备控制台的布局、型式和基本尺寸电子设备控制台的布局、型式和基本尺寸变电站电气工程设计 GB/T 7268-2005 电力系统二次回路控制、保护装置用插箱电力系统二次回路控制、保护装置用插箱及插件面板基本尺寸系列及插件面板基本尺寸系列GB/T 7267-2003 电力系统二次回路控制、保护屏及柜基本电力系统二次回路控制、保护屏及柜基本尺寸系列尺寸系列GB/T 12325-2008 电能质量电能质量供电电压偏差供电电压偏差 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡电能质量三相电压不平衡GB/T 12501-1990 电工电子设备防触电保护分类电工电子设备防触电保护分类 GB/T 12501.2-1997 电工电子设备按电击防护分类电工电子设备按电击防护分类 GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 16435.1-1996 远动设备及系统接口远动设备及系统接口(电气特性电气特性) GB/T 15148-2008 电力负荷管理系统技术规范电力负荷管理系统技术规范GB/T 25737-2010 1000 kV变电站监控系统变电站监控系统验收规范验收规范GB/T 26865.2-2011 电力系统实时动态监测系统电力系统实时动态监测系统 GB/T 13462-2008 电力变压器经济运行电力变压器经济运行 GB/Z 25841-2010 1000 kV电力系统继电保护电力系统继电保护技术导则技术导则 变电站电气工程设计 行业标准行业标准由原电力部、水电部、能源部等制定发布，是由原电力部、水电部、能源部等制定发布，是最主要的依据。像导则、要求、技术条件、技术规定、设计技最主要的依据。像导则、要求、技术条件、技术规定、设计技术规定、技术规范、管理规程、整定规程、检验规程、运行评术规定、技术规范、管理规程、整定规程、检验规程、运行评价规程、单项技术等，涉及整个电力系统的全过程。如：价规程、单项技术等，涉及整个电力系统的全过程。如： DL 5009.3-1997 电力建设安全工作规程电力建设安全工作规程(变电所部分变电所部分) DL 504-1992 电力工程规划设计任务来源代码电力工程规划设计任务来源代码 DL 503-1992 电力工程设计代码电力工程设计代码 DL 5028-1993 电力工程制图标准电力工程制图标准 DL 755-2005 电力系统安全稳定导则电力系统安全稳定导则 DL 5014-1992 330500kV变电所无功补偿装置设计技术规定变电所无功补偿装置设计技术规定 DL/T 5026-1993 电力工程计算机辅助设计技术规定电力工程计算机辅助设计技术规定 DL/T 5229-2005 电力工程竣工图文件编制规定电力工程竣工图文件编制规定 DL/T 5365-2006 电力数据通信网络工程初步设计内容深度规定电力数据通信网络工程初步设计内容深度规定 DL/T 5364-2006 电力调度数据网络工程初步设计内容深度规定电力调度数据网络工程初步设计内容深度规定 DL/T 5103-1999 35KV110KV无人值班变电所设计规程无人值班变电所设计规程变电站电气工程设计 DL/T 5218-2005 220KV500KV变电所设计技术规程变电所设计技术规程DL/T 5216-2005 35KV220KV城市地下变电站设计规定城市地下变电站设计规定DL/T 5223-2005 高压直流换流站设计技术规定高压直流换流站设计技术规定DL/T 5056-2007 变电站总布置设计技术规程变电站总布置设计技术规程DL/T 723-2000 电力系统安全稳定控制技术导则电力系统安全稳定控制技术导则DL/T 5352-2006 高压配电装置设计技术规程高压配电装置设计技术规程DL/T 5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5136-2001 火力发电厂、火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程变电所二次接线设计技术规程DL/T 5149-2001 220kV-550kV变电所计算机监控系统设计规程变电所计算机监控系统设计规程DL/T 5225-2005 220KV500KV变电所通信设计技术规定变电所通信设计技术规定DL/T 5025-2005 电力系统数字微波通信工程设计技术规程电力系统数字微波通信工程设计技术规程DL/T 5157-2002 电力系统调度通信交换网设计技术规程电力系统调度通信交换网设计技术规程DL/T 5002-2005 地区电网调度自动化设计技术规程地区电网调度自动化设计技术规程DL/Z 886-2004 750kV电力系统继电保护电力系统继电保护DL/T 5147-2001 电力系统安全自动装置设计技术规定电力系统安全自动装置设计技术规定变电站电气工程设计 DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规定导体和电器选择设计技术规定DL/T 575-1999 控制中心人机工程设计导则控制中心人机工程设计导则 DL/T 5391-2007 电力系统通信设计技术规定电力系统通信设计技术规定DL/T 5003-2005 电力系统调度自动化设计技术规程电力系统调度自动化设计技术规程DL/T 5155-2002 220kV500kV变电所所用电设计技术规程变电所所用电设计技术规程DL/T 5390-2007 火力发电厂和火力发电厂和变电站照明设计技术规定变电站照明设计技术规定DL/T 5221-2005 城市电力电缆线路设计技术规定城市电力电缆线路设计技术规定DL/T 5220-2005 10KV及以下架空配电线路设计技术规程及以下架空配电线路设计技术规程DL/T 5217-2005 220KV500KV紧凑型架空送电线路设计技术规定紧凑型架空送电线路设计技术规定DL/T 866-2004 电流互感器和电压互感器选择及计算导则电流互感器和电压互感器选择及计算导则DL/T 5048-1995 电力建设施工及验收技术规范电力建设施工及验收技术规范DL/T 782-2001 110kv及以上送变电工程启动及竣工验收规程及以上送变电工程启动及竣工验收规程DL/T 5161-2002 电气装置安装工程质量检验及评定规程电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/T 5344-2006 电力光纤通信工程验收规范电力光纤通信工程验收规范DL/T 5168-2002 110KV-500KV架空电力线路工程施工质量及评定架空电力线路工程施工质量及评定规程规程DL/T 769-2001 电力系统微机继电保护技术导则电力系统微机继电保护技术导则变电站电气工程设计 DL/T 969-2005 变电站运行导则变电站运行导则DL/T 593-2006 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求DL/T 814-2002 配电自动化系统功能规范配电自动化系统功能规范DL/T 720-2000 电力系统继电保护柜电力系统继电保护柜 屏通用屏通用DL/T 791-2001 户内交流充气式开关柜选用导则户内交流充气式开关柜选用导则DL/T 670-1999 微机母线保护装置通用技术条件微机母线保护装置通用技术条件DL/T 770-2001 微机变压器保护装置通用技术条件微机变压器保护装置通用技术条件DL/T 537-2002 高压高压/低压预装箱式变电站选用导则低压预装箱式变电站选用导则DL/T 1010-2006 高压静止无功补偿装置高压静止无功补偿装置DL/Z 981-2005 电力系统控制及其通信数据和通信安全电力系统控制及其通信数据和通信安全DL/Z 860-2004 变电站通信网络和系统变电站通信网络和系统DL/Z 713-2000 500KV变电所保护和控制设备抗挠度要求变电所保护和控制设备抗挠度要求SD 131-1984 电力系统技术导则电力系统技术导则(试行试行)SD 325-1989 电力系统电压和无功电力技术导则电力系统电压和无功电力技术导则(试行试行)能源部能源部 电力系统电压和无功电力管理条例电力系统电压和无功电力管理条例 变电站电气工程设计 地区或企业标准地区或企业标准是在国家强制标准下，某地区（多个是在国家强制标准下，某地区（多个省）依据地域环境特点和技术水平等或企业依据其定位和发省）依据地域环境特点和技术水平等或企业依据其定位和发展战略等制定的标准。一般地标用展战略等制定的标准。一般地标用DB，企标用，企标用QB，如：，如： 国家电网公司技术标准体系表（国家电网公司技术标准体系表（2009版）版） 国家电网公司输变电工程可行性研究内容深度规定国家电网公司输变电工程可行性研究内容深度规定(试行试行)2007 Q/GDW 166-2007 输变电工程初步设计内容深度规定输变电工程初步设计内容深度规定 Q/GDW 381.4-2009 输变电工程施工图设计内容深度规定输变电工程施工图设计内容深度规定 Q/GDW 156-2006 城市电力网规划设计导则城市电力网规划设计导则 Q/GDW 203-2008 110kV 变电站通用设计规范变电站通用设计规范 Q/GDW 341-2009 330kV变电站通用设计规范变电站通用设计规范 Q/GDW 342-2009 500kV变电站通用设计规范变电站通用设计规范 Q/GDW 347-2009 电能计量装置通用设计电能计量装置通用设计 Q/GDW 343-2009 信息机房设计及建设规范信息机房设计及建设规范 Q/GDW 393-2009 110(66)kV220kV智能变电站设计规范智能变电站设计规范 Q/GDW 394-2009 330kV750kV智能变电站设计规范智能变电站设计规范 Q/CSG 20001-2004 变电运行管理标准变电运行管理标准 Q/CSG 20004-2005 电力系统电压质量和无功电力管理标准电力系统电压质量和无功电力管理标准变电站电气工程设计 4 4、必须依据设计手册和标准图集进行设计、必须依据设计手册和标准图集进行设计 采用工程上的经验数据和常规作法，结合实际设计出采用工程上的经验数据和常规作法，结合实际设计出最佳方案。手册是符合标准和规范、为设计人员提供参考的最佳方案。手册是符合标准和规范、为设计人员提供参考的方法、数据，标准图是符合标准和规范的典型案例和做法。方法、数据，标准图是符合标准和规范的典型案例和做法。 各种手册各种手册 电力工程设计手册电力工程设计手册共共4册册 西北电力设计院、东北电西北电力设计院、东北电力设计院、华东电力设计院编写力设计院、华东电力设计院编写 上海人民出版社上海人民出版社 电力工程电气设计手册电力工程电气设计手册1、2册册 西北电力设计院编西北电力设计院编 中国电力出版社中国电力出版社 电力工程电气设备手册电力工程电气设备手册上、下册上、下册 西北电力设计院编西北电力设计院编 中国电力出版社中国电力出版社 电力系统设计手册电力系统设计手册 电力规划设计总院编电力规划设计总院编 电力出版社电力出版社变电站电气工程设计 供配电系统图集供配电系统图集 中国电力出版社中国电力出版社 电力工程高压送电线路设计手册电力工程高压送电线路设计手册 中国电力出版社中国电力出版社 电力施工工程师手册电力施工工程师手册 中国电力出版社中国电力出版社 电力工程师手册电力工程师手册 中国电力出版社中国电力出版社 电气工程师手册电气工程师手册 中国电力出版社中国电力出版社 实用电气工程设计手册实用电气工程设计手册 上海科学技术文献出版社上海科学技术文献出版社 工厂常用电气设备手册工厂常用电气设备手册 水利电力出版社水利电力出版社 电力计算手册电力计算手册 中国电力出版社中国电力出版社 电力电缆选择手册电力电缆选择手册 中国电力出版社中国电力出版社 电力工程材料手册电力工程材料手册 中国电力出版社中国电力出版社 实用电工手册实用电工手册 水利水电出版社水利水电出版社 实用电工手册实用电工手册 上、下册上、下册 金盾出版社金盾出版社 新电工手册新电工手册 安徽科学技术出版社安徽科学技术出版社 新编实用电工手册新编实用电工手册(精精) 北京科学技术出版社北京科学技术出版社变电站电气工程设计 标准图集标准图集 国家电网公司国家电网公司 输变电工程输变电工程典型设计典型设计35KV变电站分册变电站分册（2006） 输变电工程典型设计输变电工程典型设计 110KV变电站分册变电站分册 220(110)KV变电站典型设计实施方案编制和推广应用手册变电站典型设计实施方案编制和推广应用手册 220kV变电站通用设计标准变电站通用设计标准 输变电工程输变电工程典型设计典型设计 330kV变电站二次系统部分变电站二次系统部分 变电站智能化改造技术规范变电站智能化改造技术规范 (2011) 输变电工程输变电工程标准工艺标准工艺 南方电网公司南方电网公司 110500kV变电站标准设计变电站标准设计 (2011) 10kV配网标准设计配网标准设计(2011) 10kV和和35kV配网标准设计配网标准设计(2011) 标准设计和典型造价标准设计和典型造价(2011)设计要点及详解设计要点及详解 其他地区、省标等其他地区、省标等。变电站电气工程设计 5 5、必须查阅资料、产品手册和样本、必须查阅资料、产品手册和样本 针对针对使用场合使用场合及要求，确定可选范围。及要求，确定可选范围。 熟悉各种产品的功能、性能参数、使用上熟悉各种产品的功能、性能参数、使用上主要差主要差异异情况。情况。 掌握产品的技术先进程度和价格等，与项目总体掌握产品的技术先进程度和价格等，与项目总体相协调。相协调。 进行必要的生产厂家和进行必要的生产厂家和使用情况使用情况的现场考察，实的现场考察，实地了解情况。地了解情况。 选取具有生产许可证、质量认证、入网认证、国选取具有生产许可证、质量认证、入网认证、国家重点推广、节能环保、智能化程度高、家重点推广、节能环保、智能化程度高、成熟成熟、合格的、合格的适宜产品。适宜产品。变电站电气工程设计 三三 所需知识所需知识1 1、专业知识、专业知识2 2、其他知识、其他知识变电站电气工程设计 1 1、专业知识、专业知识 必须系统掌握电气工程主要课程，如必须系统掌握电气工程主要课程，如供配电技术供配电技术、电力系统继电保护电力系统继电保护、电气测量技术、电气测量技术、电气电气工程基础工程基础、电力系统自动化装置、高压电气工程、电力系统自动化装置、高压电气工程基础、基础、高电压技术高电压技术、电机学、电力系统静态、电机学、电力系统静态分析计算、电力系统暂态分析计算、电力系统微分析计算、电力系统暂态分析计算、电力系统微机继电保护等。机继电保护等。 必须对相关设计手册、标准图、设计规必须对相关设计手册、标准图、设计规范等真正理解、掌握，特别是国家范等真正理解、掌握，特别是国家强制性标准强制性标准，并能灵，并能灵活运用。活运用。 必须掌握目前技术和设备的现状及发展方向，熟悉必须掌握目前技术和设备的现状及发展方向，熟悉新技术、新设备、新材料、新工艺。新技术、新设备、新材料、新工艺。变电站电气工程设计 2 2、其他知识、其他知识 掌握工程设计知识，如设计内容、设计流程和设计掌握工程设计知识，如设计内容、设计流程和设计方法，不同项目的设计程序、设计内容、专业间关系和配方法，不同项目的设计程序、设计内容、专业间关系和配合内容是不同的。合内容是不同的。 掌握国家政策，国家引导、调控的方向，行业未来掌握国家政策，国家引导、调控的方向，行业未来的发展趋势。的发展趋势。 熟练使用计算机进行绘图，即掌握通用熟练使用计算机进行绘图，即掌握通用CAD或专业或专业CAD。 具备一定综合能力，即较好把握实际尺度的工程设具备一定综合能力，即较好把握实际尺度的工程设计经验、工程建设中现场处理解决问题能力、项目方案评计经验、工程建设中现场处理解决问题能力、项目方案评估、可行性审查、竣工验收等的综合能力。估、可行性审查、竣工验收等的综合能力。 以上知识需要以上知识需要不断学习和积累不断学习和积累，才能达到一定程度。，才能达到一定程度。变电站电气工程设计 四四 设计内容和方法设计内容和方法1 1、方案设计、方案设计2 2、初步设计、初步设计3 3、施工设计、施工设计4 4、设计方法、设计方法 和过程和过程变电站电气工程设计 1 1、方案设计、方案设计 主要是对变电站实现的全部功能编制设计说明书和主要是对变电站实现的全部功能编制设计说明书和投资及效益分析，一般需进行方案论证。投资及效益分析，一般需进行方案论证。 设计说明书设计说明书：对整个变电站的文字叙述说明，包：对整个变电站的文字叙述说明，包括：括：设计依据设计依据、设计范围设计范围、变电站位置变电站位置，重点重点是是变电系变电系统的方案统的方案和和主要设备选型主要设备选型（容量、电源数量、电压等级、（容量、电源数量、电压等级、主结线主结线、运行方式运行方式、计量、计量、保护保护、操作电源、功率因素、操作电源、功率因素补偿、补偿、站用电站用电），），防雷防雷（类别、方法）、（类别、方法）、接地接地（方式、（方式、等电位、接地体）、等电位、接地体）、通信通信、调度调度、照明照明（正常、应急）、（正常、应急）、消防消防、环保环保、节能节能等，对必要的附图说明。等，对必要的附图说明。 投资及效益分析投资及效益分析：由专业人员进行投资估算和效：由专业人员进行投资估算和效益分析。益分析。变电站电气工程设计 2 2、初步设计、初步设计 主要包括以下内容：主要包括以下内容： 设计说明书设计说明书：对整个变电站的文字叙述说明，包括：对整个变电站的文字叙述说明，包括：设计依据设计依据、设计范围设计范围、变电站位置变电站位置，变电系统（一次、二次）变电系统（一次、二次）、防雷防雷、接地接地、照明照明、主控主控、通信通信、调度调度、消防消防、环保环保、节节能实现功能和采取的技术方案能实现功能和采取的技术方案等。等。 设计图样设计图样：平面图平面图、主要结构剖面图主要结构剖面图、一次系统图一次系统图、二次方案编号二次方案编号、防雷接地图防雷接地图等。等。 主要设备材料表主要设备材料表：设备名称设备名称、型号型号、规格规格、数量数量等。等。 工程概算工程概算：由专业人员完成。：由专业人员完成。 设计计算书设计计算书：对相关的计算，仅限内部保存。：对相关的计算，仅限内部保存。 必须经过专家的可行性论证后才能进行施工图设计。必须经过专家的可行性论证后才能进行施工图设计。变电站电气工程设计 3 3、施工设计、施工设计 以初步设计方案和专家评审意见为依据。主要包括：以初步设计方案和专家评审意见为依据。主要包括：图纸目录、设计说明书、施工图、设备材料表等。设计过图纸目录、设计说明书、施工图、设备材料表等。设计过程中，互相关联、相互影响，是反复相互修改的过程。程中，互相关联、相互影响，是反复相互修改的过程。 施工设计说明书施工设计说明书：包括工程概况、变电站采用方案：包括工程概况、变电站采用方案简介、工程特点、施工要求及注意事项、采用标准图集编简介、工程特点、施工要求及注意事项、采用标准图集编号、设备订货要求、图例说明等。号、设备订货要求、图例说明等。 变电站平、剖面布置图变电站平、剖面布置图：对建筑物及建筑物内外各：对建筑物及建筑物内外各功能区的所有设施按比例绘制其功能区的所有设施按比例绘制其平面布置图和剖面布置图平面布置图和剖面布置图(变压器、开关、母线、线缆、各种柜和屏、操作机构、塔架、支架、变压器、开关、母线、线缆、各种柜和屏、操作机构、塔架、支架、地沟、接地体等地沟、接地体等)。并以此为依据设计并以此为依据设计土建、水暖资料图土建、水暖资料图(表明建表明建筑物、地沟、过墙洞、支架、防护方式及基础等的详细尺寸筑物、地沟、过墙洞、支架、防护方式及基础等的详细尺寸)。变电站电气工程设计 一次电气系统图设计一次电气系统图设计：按照规范方式：按照规范方式画出系统图画出系统图，首先在图中首先在图中标注各器件的型号、规格、整定值标注各器件的型号、规格、整定值等，如母线、等，如母线、变压器、断路器、开关、互感器、电工仪表等；其次在系变压器、断路器、开关、互感器、电工仪表等；其次在系统图下绘制表格对系统图中的统图下绘制表格对系统图中的每路情况进行说明每路情况进行说明，如回路，如回路编号、开关柜编号、开关柜型号、装机功率、计算电流、编号、开关柜编号、开关柜型号、装机功率、计算电流、线路型规和敷设方式、出线回路名称（用户名称）、二次线路型规和敷设方式、出线回路名称（用户名称）、二次原理图编号等。原理图编号等。 二次电气系统图设计二次电气系统图设计：绘制：绘制计量、保护、控制、信计量、保护、控制、信号和操作电源的二次原理图号和操作电源的二次原理图，如在，如在标准图集标准图集的基础上改动的基础上改动时可只画出修改部分并说明要求，进行具体时可只画出修改部分并说明要求，进行具体元器件参数计元器件参数计算和选用算和选用。如过负荷、电流速断、单相接地、零序电流保。如过负荷、电流速断、单相接地、零序电流保护、变压器温度和瓦斯保护等。护、变压器温度和瓦斯保护等。变电站电气工程设计 电力平面图电力平面图：在变电站平面布置图上绘制出所有电器：在变电站平面布置图上绘制出所有电器设备间的线路及敷设方式图，一般应是对变电站平、剖面布设备间的线路及敷设方式图，一般应是对变电站平、剖面布置图中未反映出的线路补充完善置图中未反映出的线路补充完善 防雷接地图防雷接地图：防雷平面图防雷平面图是对建筑物、塔架等采用的是对建筑物、塔架等采用的避雷针、引下线、接地装置等按比例绘制出图；避雷针、引下线、接地装置等按比例绘制出图；接地平面图接地平面图是绘制出接地线、断接卡、接地极的图；是绘制出接地线、断接卡、接地极的图；说明材料说明材料（标准图（标准图号）规格和要求，和其他中性点、等电位接地的关系。号）规格和要求，和其他中性点、等电位接地的关系。 站用电及照明站用电及照明：站用电应在满足规范的基础上在一次：站用电应在满足规范的基础上在一次系统设计中考虑。变电站照明分正常照明、备用电源自动投系统设计中考虑。变电站照明分正常照明、备用电源自动投入和应急照明。画出平面照明图。入和应急照明。画出平面照明图。 通信及智能化变电站通信及智能化变电站：电话内线与外线、宽带与外网：电话内线与外线、宽带与外网屏蔽防止外网攻击调度系统；采用成熟的智能化系统。屏蔽防止外网攻击调度系统；采用成熟的智能化系统。 设备材料表设备材料表：是设备名称、型号、规格、数量等。：是设备名称、型号、规格、数量等。 变电站电气工程设计 4 4、设计方法和过程、设计方法和过程 学习已实施的整套学习已实施的整套竣工图竣工图，反复对照设计手册、规，反复对照设计手册、规范、标准图、设备样本等，多问为什么？每个细节都必须范、标准图、设备样本等，多问为什么？每个细节都必须弄清楚，还可采用的类似方案的优缺点。弄清楚，还可采用的类似方案的优缺点。 完全读懂图纸内容后，多去完全读懂图纸内容后，多去现场实地学习现场实地学习，头脑中，头脑中具有实物立体概念，比较不同方案的要点和核心。具有实物立体概念，比较不同方案的要点和核心。 要有不耻下问的精神，请教有经验的要有不耻下问的精神，请教有经验的专家专家、同事同事和和现场现场操作人员操作人员，了解掌握各方面的知识。，了解掌握各方面的知识。 设计过程可以设计过程可以参照类似参照类似的设计图和的设计图和示范性典型案例示范性典型案例进行，反复对照实现的功能、指标等修改。进行，反复对照实现的功能、指标等修改。 工程工程建设中多去现场建设中多去现场，了解自己设计存在的问题，了解自己设计存在的问题，掌握解决办法，学习同行们的长处。掌握解决办法，学习同行们的长处。变电站电气工程设计 五五 一次电气系统图设计一次电气系统图设计1 1、总的要求、总的要求 2 2、主结线设计、主结线设计3 3、负荷和短路计算、负荷和短路计算4 4、变压器选择、变压器选择5 5、高压电器选择、高压电器选择变电站电气工程设计 一次电气系统图即电气主结线图，在满足总的要求情一次电气系统图即电气主结线图，在满足总的要求情况下完成具体的况下完成具体的主结线设计主结线设计、全部、全部电器和设备的选型电器和设备的选型。 1 1、总的要求、总的要求 1）符合国家和行业的政策、方针、发展方向。符合国家和行业的政策、方针、发展方向。 2）基本要求基本要求 满足供电可靠性和供电质量的要求。满足供电可靠性和供电质量的要求。 结线简单、清晰、操作简便。结线简单、清晰、操作简便。 必要运行灵活性、检修方便。必要运行灵活性、检修方便。 投资少、运行费用低。投资少、运行费用低。 为后续扩建留有余地。为后续扩建留有余地。 3）电压等级不超过三种。电压等级不超过三种。 4）最大、最小有功和无功负荷的平衡。最大、最小有功和无功负荷的平衡。变电站电气工程设计 2 2、变电站主结线设计、变电站主结线设计 依据变电站的作用、电网中的位置、供电区域内负依据变电站的作用、电网中的位置、供电区域内负荷等级、供电安全性、可靠性要求和灵活性、经济性、正荷等级、供电安全性、可靠性要求和灵活性、经济性、正常运行和检修（断路器）等情况设计。常运行和检修（断路器）等情况设计。 1）35220KV电压侧结线电压侧结线 单母线分段单母线分段用备用的手车断路器代替需检修的断用备用的手车断路器代替需检修的断路器或带旁路的结线，母线本身故障的概率很低，其他可路器或带旁路的结线，母线本身故障的概率很低，其他可带电检修，即单母线分段。倒闸操作简单，避免误操作。带电检修，即单母线分段。倒闸操作简单，避免误操作。 双母线双母线系统运行方式有此要求，出线回路数较多，系统运行方式有此要求，出线回路数较多，采用带旁路的结线。采用带旁路的结线。 多角线多角线进出线回路数不多，且规模确定运行以及进出线回路数不多，且规模确定运行以及设置旁路。设置旁路。变电站电气工程设计 设置旁路原则设置旁路原则110KV以下不设旁路设施；以下不设旁路设施；110220KV均设旁路母线，出线回路少利用均设旁路母线，出线回路少利用分段断路器分段断路器或或母联断母联断路器路器兼作旁路断路器兼作旁路断路器，出线在，出线在5个回路以上设专用旁路断路个回路以上设专用旁路断路器。器。35KV侧采用双母线时，一般不设旁路母线。侧采用双母线时，一般不设旁路母线。分段断路器兼作旁路断路器分段断路器兼作旁路断路器变电站电气工程设计 满足运行安全时，尽可能满足运行安全时，尽可能少用断路器少用断路器，35110KV短短路容量小、中小型变电站，优先选用高压熔断器。路容量小、中小型变电站，优先选用高压熔断器。 110KV及以上电网中性点一般均及以上电网中性点一般均直接接地直接接地，35KV电网电网当接地电流大于当接地电流大于10 A时变压器中性点经时变压器中性点经消弧线圈接地消弧线圈接地。 母联断路器兼作旁路断路器母联断路器兼作旁路断路器变电站电气工程设计 2）10KV电压侧结线电压侧结线 常采用单母线和常采用单母线和单母线分段单母线分段运行方式。运行方式。 旁路根据网络连接情况和用户供电重要程度决定，旁路根据网络连接情况和用户供电重要程度决定，出线回路少采用简易旁路，出线回路出线回路少采用简易旁路，出线回路8个以上时设旁路母个以上时设旁路母线和专用旁路断路器。线和专用旁路断路器。 为为限制短路电流限制短路电流，一般变压器分列运行或在变压，一般变压器分列运行或在变压器回路装设电抗器。器回路装设电抗器。 对大型变电站，一般采用在变压器的对大型变电站，一般采用在变压器的10KV侧串联侧串联分裂电抗器的结线，而不采用双母线。重要用户由双电分裂电抗器的结线，而不采用双母线。重要用户由双电源供电负荷可以调整。源供电负荷可以调整。变电站电气工程设计 3）站用电结线）站用电结线 站用变压器台数确定站用变压器台数确定：枢纽变电站枢纽变电站一般设两一般设两台站用变压器，其他一般只装一台，但容量在台站用变压器，其他一般只装一台，但容量在60MVA以以上需装两台变压器。上需装两台变压器。 变电站中装有变电站中装有强迫油循环变压强迫油循环变压器或调相机器或调相机时，应装设两台变压器。时，应装设两台变压器。 能从变电站外能从变电站外引入可靠的引入可靠的380V备用电源备用电源时，需装两台变压器的可只时，需装两台变压器的可只装一台变压器。装一台变压器。 对采用交流操作对采用交流操作及采用及采用整流装置得到直流操作整流装置得到直流操作电源电源的变电站，要求外接可靠的电源。外接难度很大的变电站，要求外接可靠的电源。外接难度很大时采用接于高压电源线路（断路器外侧）的变压器供时采用接于高压电源线路（断路器外侧）的变压器供电，与接于低压母线的变压器作为备用电源。电，与接于低压母线的变压器作为备用电源。变电站电气工程设计 提高所用电可靠性提高所用电可靠性。可采取可采取10KV有旁路母线的，有旁路母线的，所用变压器与旁路断路器接所用变压器与旁路断路器接在不同母线上，变压器接到在不同母线上，变压器接到旁路母线上；无旁路母线的，旁路母线上；无旁路母线的，所用变压器可以接在不同母所用变压器可以接在不同母线上。线上。 高压侧尽量采用熔断高压侧尽量采用熔断器器，低压侧采用低压侧采用380/220V中中性点接地性点接地，动力和照明公用，动力和照明公用一个电源，设置检修电源。一个电源，设置检修电源。 变电站电气工程设计 3 3、负荷计算和短路计算、负荷计算和短路计算 为正常运行检测、判断和处理故障提供电气开关、元为正常运行检测、判断和处理故障提供电气开关、元器件和装置参数选择的依据。器件和装置参数选择的依据。 1）负荷计算）负荷计算 采用采用需要系数法需要系数法（计算简便、精度一般、适合变电站）（计算简便、精度一般、适合变电站）、利用系数法利用系数法（计算较繁、精度高、适合企业）、（计算较繁、精度高、适合企业）、单位指单位指标法标法（计算简便、误差大、适合民建和工业），计算其计（计算简便、误差大、适合民建和工业），计算其计算负荷、尖峰电流、平均负荷，计算线路损耗的功率、无算负荷、尖峰电流、平均负荷，计算线路损耗的功率、无功补偿的容量等。功补偿的容量等。 2）短路电流计算）短路电流计算 根据短路电流计算的条件，对不同电压等级依据用途根据短路电流计算的条件，对不同电压等级依据用途分别计算出系统可能发生的分别计算出系统可能发生的最大短路电流最大短路电流和和最小短路电流最小短路电流。计算的内容和目的如下：计算的内容和目的如下： 变电站电气工程设计 三相对称短路电流初始值三相对称短路电流初始值(超瞬态短路电流超瞬态短路电流) 校验校验高压电器的热稳定、整定继电保护装置高压电器的热稳定、整定继电保护装置(电流速断电流速断)。 三相对称开断电流三相对称开断电流(有效值有效值) 校验开关电器设备的校验开关电器设备的分断能力。分断能力。 三相短路电流峰值三相短路电流峰值(短路冲击电流短路冲击电流)校验电器开关校验电器开关的动稳定、校验断路器的额定关合电流。的动稳定、校验断路器的额定关合电流。 三相稳态短路电流三相稳态短路电流(有效值有效值)为计算其他短路电流为计算其他短路电流提供的依据。提供的依据。 两相稳态短路电流两相稳态短路电流(有效值有效值) 校验继电保护装置或校验继电保护装置或熔断器的灵敏度。熔断器的灵敏度。 对称短路容量对称短路容量计算其他电网短路电流的依据。计算其他电网短路电流的依据。 单相接地短路电流单相接地短路电流校验接地装置的接触电压和校验接地装置的接触电压和跨步电压。跨步电压。 变电站电气工程设计 4 4、变压器选择、变压器选择 1）主变容量）主变容量 依据电力系统发电厂、供电网、配电网、用户变配电依据电力系统发电厂、供电网、配电网、用户变配电所的规划或负荷计算数据，计算出变压器处于经济运行状所的规划或负荷计算数据，计算出变压器处于经济运行状态时的容量。态时的容量。 2）主变台数）主变台数 一般和电力系统连接的一般和电力系统连接的主变压器不超过两组主变压器不超过两组（如扩（如扩容时主变已有两台，也尽可能更换大容量主变），当只有容时主变已有两台，也尽可能更换大容量主变），当只有一个电源或变电所的一级负荷有备用电源时可只装一组变一个电源或变电所的一级负荷有备用电源时可只装一组变压器。压器。 当装设两组及以上变压器时，每组容量应按任一组当装设两组及以上变压器时，每组容量应按任一组停运，其他容量停运，其他容量保证一级负荷或全部负荷的保证一级负荷或全部负荷的6075%。变电站电气工程设计 3)主变类型主变类型 制造和运输能满足的均采用制造和运输能满足的均采用三相变压器三相变压器，但原只装，但原只装一组单相变压器的枢纽变电站，最好一组单相变压器的枢纽变电站，最好装设备用相装设备用相。 与两个中性点直接接地系统连接的变压器，一般采与两个中性点直接接地系统连接的变压器，一般采用自耦变压器，需进行技术经济比较。用自耦变压器，需进行技术经济比较。 主变有调压要求的，应选主变有调压要求的，应选有载调压变压器有载调压变压器。 具有具有三种电压等级三种电压等级的变电站应选的变电站应选三卷变压器三卷变压器，如有，如有两种电压的用户或与系统连接且每种电压的容量超过主变两种电压的用户或与系统连接且每种电压的容量超过主变容量的容量的15%，一般采用三卷变压器或自耦变压器。，一般采用三卷变压器或自耦变压器。 三卷变压器阻抗：三卷变压器阻抗：降压结构降压结构适用于适用于高压向中压母高压向中压母线供电为主、低压母线供电为辅的降压变电站。线供电为主、低压母线供电为辅的降压变电站。升压结构升压结构适用于适用于向低压母线供电为主、中压母线供电为辅的升压向低压母线供电为主、中压母线供电为辅的升压变电站，发电厂变电站的主变。变电站，发电厂变电站的主变。变电站电气工程设计 分接头分接头：升压变压器低压线圈线电压为额定电压：升压变压器低压线圈线电压为额定电压105%，高中压线圈为，高中压线圈为110%，并带，并带22.5%的分接头；降的分接头；降压变压器高压线圈额定电压为压变压器高压线圈额定电压为100%，分接头可根据系统选，分接头可根据系统选用用22.5%、+12.5%、-32.5%、-42.5%。 4）所用变选择）所用变选择 容量容量：进行：进行负荷计算负荷计算，对，对连续经常运行连续经常运行（主变压器（主变压器风扇、浮充电机、载波通讯电源、油断路器油箱和操作机风扇、浮充电机、载波通讯电源、油断路器油箱和操作机构电热、户外开关端子箱电热、调相机循环水泵和润滑油构电热、户外开关端子箱电热、调相机循环水泵和润滑油泵、建筑物室内照明、户外配电装置照明、道路照明）、泵、建筑物室内照明、户外配电装置照明、道路照明）、连续不经常运行连续不经常运行（充电机、蓄电池室进排风）、（充电机、蓄电池室进排风）、断续不经断续不经常运行常运行、短时经常运行短时经常运行、短时不经常运行短时不经常运行进行分类计算。进行分类计算。 台数台数：依据主结线、变电站大小、重要程度选一台：依据主结线、变电站大小、重要程度选一台或两台互为备用。或两台互为备用。 变电站电气工程设计 5 5、高压电器选择、高压电器选择 1）一般要求）一般要求 不同类型电器，选择项目和条件不同，应满足：不同类型电器，选择项目和条件不同，应满足： 正常工作正常工作满足电压、电流、频率、开断电流能力、满足电压、电流、频率、开断电流能力、机械荷载等要求。机械荷载等要求。 短路条件短路条件按最大可能的故障校验电器的按最大可能的故障校验电器的动稳定性动稳定性和和热稳定性热稳定性，额定关合电流额定关合电流，开断短路电流的能力开断短路电流的能力。 环境条件环境条件使用场所、环境温度、湿度、海拔高度、使用场所、环境温度、湿度、海拔高度、防尘、防腐、防火、防爆等要求，自身产生的噪声等。防尘、防腐、防火、防爆等要求，自身产生的噪声等。 过电压能力及绝缘过电压能力及绝缘额定短时工作过电压及雷电冲击额定短时工作过电压及雷电冲击过电压下的绝缘配合要求。过电压下的绝缘配合要求。 其他其他不同电器的特点要求，如开关的操作性能、熔不同电器的特点要求，如开关的操作性能、熔断器的保护配合特性、互感器的准确度等级。断器的保护配合特性、互感器的准确度等级。变电站电气工程设计 2 2）断路器选择）断路器选择 满足使用环境、机械寿命和电寿命要求，选不同性能满足使用环境、机械寿命和电寿命要求，选不同性能级别的断路器，如油断路器、级别的断路器，如油断路器、六氟化硫断路器六氟化硫断路器、真空断路真空断路器器（35KV35KV及以下）和操作机构等，如下及以下）和操作机构等，如下8 8个项目：个项目： 电压选择电压选择额定电压符合线路标称电压，最高工作额定电压符合线路标称电压，最高工作电压大于线路最高运行低压。电压大于线路最高运行低压。 电流选择电流选择额定电流大于回路在各种工作方式下最额定电流大于回路在各种工作方式下最大持续工作电流。大持续工作电流。 频率选择频率选择额定频率等于电网工频额定频率等于电网工频50HZ50HZ。 断流量选择断流量选择额定短路开断电流大于断路器出线端额定短路开断电流大于断路器出线端子处的最大三相对称开断电流；用于开断电缆线路时，额子处的最大三相对称开断电流；用于开断电缆线路时，额定充电开断电流大于电缆充电电流。定充电开断电流大于电缆充电电流。变电站电气工程设计 峰值耐受电流峰值耐受电流（动稳定性校验）（动稳定性校验）额定峰值耐受电额定峰值耐受电流大于安装处的最大三相短路电流峰值。流大于安装处的最大三相短路电流峰值。 短时耐受电流短时耐受电流（热稳定性校验）（热稳定性校验）安装处短路电流安装处短路电流初始值和持续时间产生的的热效应满足如下公式：初始值和持续时间产生的的热效应满足如下公式： 短路关合电流短路关合电流额定短路关合电流大于安装处最大额定短路关合电流大于安装处最大三相断路电流峰值。三相断路电流峰值。 过电压能力过电压能力满足雷电冲击耐受电压满足雷电冲击耐受电压/KV和短时工和短时工频耐受电压（频耐受电压（1min有效值）有效值）/KV指标。指标。 变电站电气工程设计 3）负荷开关选择）负荷开关选择 满足环境、电压、机械和电寿命要求，选满足环境、电压、机械和电寿命要求，选真空真空、六氟化六氟化硫硫、压气式压气式负荷开关和负荷开关和操作机构操作机构等，选择等，选择八个八个项目：项目： 电压选择电压选择额定电压符合线路标称电压，最高工作电额定电压符合线路标称电压，最高工作电压不抵于线路最高运行低压。压不抵于线路最高运行低压。 电流选择电流选择额定电流大于回路在各种工作方式下最大额定电流大于回路在各种工作方式下最大持续工作电流。持续工作电流。 频率选择频率选择额定频率等于电网工频额定频率等于电网工频50HZ。 开断电流选择开断电流选择额定开断电流大于最大可能的过负荷额定开断电流大于最大可能的过负荷电流；用于电缆线路时，最大冲电电流大于额定电缆充电开电流；用于电缆线路时，最大冲电电流大于额定电缆充电开断电流；用于空载变压器断电流；用于空载变压器(不大于不大于1250KVA)时，变压器空载电时，变压器空载电流不大于空载变压器开断电流流不大于空载变压器开断电流(额定电流额定电流1%)。变电站电气工程设计 峰值耐受电流峰值耐受电流（动稳定性校验）（动稳定性校验）额定峰值耐受电额定峰值耐受电流不小于安装处的最大三相短路电流峰值。流不小于安装处的最大三相短路电流峰值。 短时耐受电流短时耐受电流（热稳定性校验）（热稳定性校验）满足安装处短路满足安装处短路电流初始值和持续时间产生的的热效应：电流初始值和持续时间产生的的热效应： 短路关合电流短路关合电流额定短路关合电流大于安装处最大额定短路关合电流大于安装处最大三相断路电流峰值。三相断路电流峰值。 过电压能力过电压能力满足雷电冲击耐受电压满足雷电冲击耐受电压/KV和短时工和短时工频耐受电压（频耐受电压（1min有效值）有效值）/KV指标。指标。 变电站电气工程设计 4）隔离开关选择）隔离开关选择 在满足正常使用环境（否则按特殊要求生产），根据在满足正常使用环境（否则按特殊要求生产），根据使用场所和电压等级及对机械寿命和电寿命要求，选用不使用场所和电压等级及对机械寿命和电寿命要求，选用不同功能的带接地开关、户内还是户外（同功能的带接地开关、户内还是户外（GN、GW） 、操、操作机构等选取，选择项目如下作机构等选取，选择项目如下6项项： 电压选择电压选择-额定电压符合线路标称电压，最高工作额定电压符合线路标称电压，最高工作电压大于线路最高运行低压。电压大于线路最高运行低压。 电流选择电流选择额定电流大于回路在各种工作方式下最额定电流大于回路在各种工作方式下最大持续工作电流。大持续工作电流。 频率选择频率选择额定频率等于电网工频额定频率等于电网工频50HZ。变电站电气工程设计 峰值耐受电流峰值耐受电流（动稳定性校验）（动稳定性校验）额定峰值耐受电额定峰值耐受电流大于安装处的最大三相短路电流峰值。流大于安装处的最大三相短路电流峰值。短时耐受电流短时耐受电流（热稳定性校验）（热稳定性校验）安装处短路电流安装处短路电流初始值和持续时间产生的的热效应满足如下公式，初始值和持续时间产生的的热效应满足如下公式，过电压能力过电压能力满足雷电冲击耐受电压满足雷电冲击耐受电压/KV和短时工和短时工频耐受电压（频耐受电压（1min有效值）有效值）/KV指标。指标。 变电站电气工程设计 5）熔断器选择）熔断器选择 按保护对象不同、户内和户外等，选择项目如下：按保护对象不同、户内和户外等，选择项目如下： 电压选择电压选择额定电压符合线路标称电压，最高工作额定电压符合线路标称电压，最高工作电压不低于线路最高运行低压。电压不低于线路最高运行低压。 电流选择电流选择额定电流不小于安装的熔体额定电流。额定电流不小于安装的熔体额定电流。 频率选择频率选择额定频率等于电网工频额定频率等于电网工频50HZ。 熔体电流选择熔体电流选择保护电力保护电力变压器变压器：按熔体额定电流：按熔体额定电流与变压器容量配合表选择，也可按变压器额定电流与变压器容量配合表选择，也可按变压器额定电流1.52.0倍选；保护倍选；保护电力线路电力线路：熔体额定电流按线路最大工作电流：熔体额定电流按线路最大工作电流1.11.3倍选；保护倍选；保护并联电容器并联电容器：熔体额定电流按电容器回：熔体额定电流按电容器回路额定电流路额定电流1.52.0倍选；保护倍选；保护电压互感器电压互感器：熔体额定电流：熔体额定电流选选0.5A或或1A，并能承受励磁冲击电流。，并能承受励磁冲击电流。变电站电气工程设计 开断电流开断电流（动稳定性校验）（动稳定性校验）对对限流熔断器限流熔断器，额定，额定最大开断电流大于安装处的最大三相短路电流初始值；对最大开断电流大于安装处的最大三相短路电流初始值；对后备熔断器后备熔断器，还应满足最小短路电流大于最小开断电流。，还应满足最小短路电流大于最小开断电流。 过电压能力过电压能力满足雷电冲击耐受电压满足雷电冲击耐受电压/KV和短时工频和短时工频耐受电压（耐受电压（1min有效值）有效值）/KV指标。指标。 选择性配合校验选择性配合校验按照熔断器选择性配合动作特性按照熔断器选择性配合动作特性的整定要求进行校验。的整定要求进行校验。上下级配合上下级配合下级先动作，上级不动下级先动作，上级不动或后动作或后动作(无交点无交点)；同级配合同级配合分别保护不同区域分别保护不同区域(有交点有交点)。变电站电气工程设计 6 6）电压互感器选择）电压互感器选择 在满足使用的环境条件下（否则按特殊要求生产），在满足使用的环境条件下（否则按特殊要求生产），如如安装地点安装地点（户内式和户外）、（户内式和户外）、相数相数（单、三相）、（单、三相）、绕组绕组数数（双、三绕组）、（双、三绕组）、绝缘方式绝缘方式（干式干式结构简单、无着火和结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6 6kVkV以下的户内式装以下的户内式装置；置；浇注式浇注式结构紧凑、维护方便，适用于结构紧凑、维护方便，适用于3 3kVkV3535kVkV户内式户内式配电装置；配电装置；油浸式油浸式绝缘性能较好，用于绝缘性能较好，用于1010kVkV以上的户外式以上的户外式配电装置；配电装置；充气式充气式用于用于SF6SF6全封闭电器中；全封闭电器中；电容式电容式是由若是由若干个相同的电容器串联组成，接在高压相线与地之间，用干个相同的电容器串联组成，接在高压相线与地之间，用于于110110kVkV330330kVkV的中性点直接接地的电网中等。按以下项目的中性点直接接地的电网中等。按以下项目选取。选取。变电站电气工程设计 一次电压一次电压双绕组电压互感器额定一次电压与所双绕组电压互感器额定一次电压与所接线路标称电压相符，用于一次绝缘监视三绕组电压互接线路标称电压相符，用于一次绝缘监视三绕组电压互感器一次绕组额定电压为感器一次绕组额定电压为 。 二次电压二次电压双绕组电压互感器额定二次电压一般双绕组电压互感器额定二次电压一般为为100V100V，用于一次绝缘监视三绕组电压互感器二次绕组，用于一次绝缘监视三绕组电压互感器二次绕组额定电压为额定电压为 V。 频率频率额定频率为电网工频额定频率为电网工频50HZ。 准确级准确级测量、保护用电压互感器选测量、保护用电压互感器选0.51.0级，级，计量用电压互感器选计量用电压互感器选0.2 级，兼作交流操作电源选级，兼作交流操作电源选1.03.0级（反映互感器精度的是比差和角差）级（反映互感器精度的是比差和角差） 。 负荷校验负荷校验均应校验实际二次负荷容量小于对应均应校验实际二次负荷容量小于对应准确级的额定容量。准确级的额定容量。变电站电气工程设计 7）电流互感器选择）电流互感器选择 在满足使用的环境条件下，如安装地点、相数、在满足使用的环境条件下，如安装地点、相数、绝缘绝缘方式方式(干式干式只适用于只适用于6kV以下户内式装置；以下户内式装置；浇注式浇注式用于用于3kV35kV户内式装置；油浸式用于户内式装置；油浸式用于10kV以上的户外装置；以上的户外装置；充气充气式式用于用于SF6全封闭电器中全封闭电器中)。一般测量、保护、自动装置均。一般测量、保护、自动装置均由单独的电流互感器供电。并按以下项目选取。由单独的电流互感器供电。并按以下项目选取。 额定电压额定电压额定电压与所在线路标称电压相符。额定电压与所在线路标称电压相符。 一次电流一次电流测量、计量用测量、计量用的额定电流按线路正常负的额定电流按线路正常负荷电流的荷电流的1.25倍选；倍选；保护用保护用按电流不小于线路最大负荷电按电流不小于线路最大负荷电流选；流选；过电流继电器保护用过电流继电器保护用的还要考虑继电器的触点容量的还要考虑继电器的触点容量和动作电流整定值；和动作电流整定值；零序电流互感器零序电流互感器须考虑动作灵敏度。须考虑动作灵敏度。 二次电流二次电流电流互感器额定二次电流一般为电流互感器额定二次电流一般为5A（也（也可为可为1A、0.5A）。）。变电站电气工程设计 频率频率额定频率为电网工频额定频率为电网工频50HZ。 准确级准确级测量测量用电流互感器一般选用电流互感器一般选0.50.5级，级，计量计量用电用电流互感器选流互感器选0.20.2级（负荷变化范围大选级（负荷变化范围大选S S型），并校验实际二型），并校验实际二次负荷小于对应准确级的额定值；次负荷小于对应准确级的额定值；110110KVKV及以下及以下P P类类保护用保护用电电流互感器，选用标准准确级流互感器，选用标准准确级5P5P或或10P10P中一种，并校验稳态短中一种，并校验稳态短路情况下的准确限值系数是否满足要求。路情况下的准确限值系数是否满足要求。 动稳态电流动稳态电流额定动稳态电流不小于使用处的最大三额定动稳态电流不小于使用处的最大三相短路电流峰值。相短路电流峰值。 短时热稳定电流短时热稳定电流-安装处短路电流和持续时间产生的安装处短路电流和持续时间产生的的热效应满足公式：的热效应满足公式： 二次侧接线方式二次侧接线方式根据用途选用单相、两相不完全星根据用途选用单相、两相不完全星形联结、三相星形联结等。形联结、三相星形联结等。 变电站电气工程设计 8）开关柜选择）开关柜选择 开关柜的种类很多，首先了解其大的使用场合。如开关柜的种类很多，首先了解其大的使用场合。如KYN系列和系列和XGN系列的区别。系列的区别。 根据变电所供电可靠性、电压等级、使用场所根据变电所供电可靠性、电压等级、使用场所(户内户内和户外、环境温度、湿度、海拔高度、防尘、防腐、防火和户外、环境温度、湿度、海拔高度、防尘、防腐、防火)、防护等级防护等级(开关设备、隔离间开关设备、隔离间)、外形尺寸，选择、外形尺寸，选择开关柜种类开关柜种类和结构和结构。 力求技术先进、安全可靠、操作方便、免维或少维护、力求技术先进、安全可靠、操作方便、免维或少维护、小型无油、成熟适用、性价比高。小型无油、成熟适用、性价比高。 开关柜具备开关柜具备五防功能五防功能，可移动或抽出部件具有连锁功，可移动或抽出部件具有连锁功能。能。 每个开关柜符合对应的一次主结线和二次计量、测量、每个开关柜符合对应的一次主结线和二次计量、测量、保护、控制等系统图的保护、控制等系统图的功能功能。 变电站电气工程设计 所有柜内所有柜内电器电器应按上述要求应按上述要求选择和校验选择和校验，对不同的，对不同的器件要求参数不同，即额定电压、额定电流器件要求参数不同，即额定电压、额定电流(母线和断路器母线和断路器)、额定频率、绝缘水平、额定频率、绝缘水平(1min工频耐受电压、雷电冲击耐工频耐受电压、雷电冲击耐受电压、辅助回路和控制回路受电压、辅助回路和控制回路1min工频耐受电压工频耐受电压)、断路、断路开断电流、短路耐受电流开断电流、短路耐受电流/4S、 额定峰值耐受电流、额定短额定峰值耐受电流、额定短路关合电流、控制回路额定电压、操作性能路关合电流、控制回路额定电压、操作性能(分合闸线圈的分合闸线圈的额定操作电压和功率、储能电机额定电压、额定功率和储额定操作电压和功率、储能电机额定电压、额定功率和储能时间能时间)、保护配合特性、准确度等要求。、保护配合特性、准确度等要求。 机械荷载机械荷载：额定短路电流开断次数、断路器机械寿：额定短路电流开断次数、断路器机械寿命、隔离和接地开关机械寿命、命、隔离和接地开关机械寿命、 对高温地区柜内电器应降额使用，潮湿地区采取加对高温地区柜内电器应降额使用，潮湿地区采取加热、通风等措施，以提高安全使用性能。热、通风等措施，以提高安全使用性能。变电站电气工程设计 1 1、变电站形式、变电站形式2 2、布置要求、布置要求3 3、布置图设计、布置图设计4 4、资料图设计、资料图设计六六 变电站电气布置设计变电站电气布置设计变电站电气工程设计 能反映变电站所有电器开关、设备、线缆等的详细布能反映变电站所有电器开关、设备、线缆等的详细布置图以及为实现提供给其他专业的资料图。选址置图以及为实现提供给其他专业的资料图。选址 1 1、变电站形式、变电站形式 1）形式）形式 室内或室外型室内或室外型：变电站所有电器设备全部在室内或：变电站所有电器设备全部在室内或部分在室外的形式。部分在室外的形式。 独立式或附设结构独立式或附设结构：变电站结构上是独立或依附于：变电站结构上是独立或依附于生产车间、商住建筑等的形式。生产车间、商住建筑等的形式。 地上或地下地上或地下：变电站设在地上或地下。：变电站设在地上或地下。 2）形式选择）形式选择 除严重污秽地区和有防空要求的变电站，一般除严重污秽地区和有防空要求的变电站，一般35KV以上配电装置设在室外。以上配电装置设在室外。 成套变电站、杆上或高台式变电站均设在室外。成套变电站、杆上或高台式变电站均设在室外。 其他变电站和主控、检修等均设在室内。其他变电站和主控、检修等均设在室内。变电站电气工程设计 2 2、变电站布置的要求、变电站布置的要求 对不同电压等级的变电站，主要因电器开关置于室内对不同电压等级的变电站，主要因电器开关置于室内还是室外，其设置的室差别很大，一般主要包括：户外电还是室外，其设置的室差别很大，一般主要包括：户外电器、高压室、中压室、低压室、继电保护室、电容器室、器、高压室、中压室、低压室、继电保护室、电容器室、发电机房、主控室、值班室、试验室、检修室、备件室、发电机房、主控室、值班室、试验室、检修室、备件室、休息室等。休息室等。 1）总的要求）总的要求 便于运行维护便于运行维护布置和设置便于运行过程中值班人布置和设置便于运行过程中值班人员的监视和操作，如设独立值班室；便于维护，如设置方员的监视和操作，如设独立值班室；便于维护，如设置方便人行通道和设备通道、设备更换吊装条件、双层结构设便人行通道和设备通道、设备更换吊装条件、双层结构设吊运天井等。吊运天井等。 便于进出线便于进出线进线和出线距离短、方便，合理设置进线和出线距离短、方便，合理设置塔架、进出线孔洞、电缆沟等。塔架、进出线孔洞、电缆沟等。 变电站电气工程设计 保证运行安全保证运行安全对不同电压等级、不同种类的产品、对不同电压等级、不同种类的产品、安装于户内还是户外、变压器（油变和干变）、电器开关安装于户内还是户外、变压器（油变和干变）、电器开关（柜）、电容器、通道长度和出入口、防护结构和距离、（柜）、电容器、通道长度和出入口、防护结构和距离、人员安全出口等规范要求不同，必须符合规范保证运行中人员安全出口等规范要求不同，必须符合规范保证运行中的安全。的安全。 投资少效率高投资少效率高节约土地、降低建筑和电气成本，节约土地、降低建筑和电气成本，提高运行效率高。如户内和户外方式经济性比较、低压室提高运行效率高。如户内和户外方式经济性比较、低压室和电容器室合并、低压室和值班室合并等。和电容器室合并、低压室和值班室合并等。 预留发展空间预留发展空间为后期扩容留有余地，如主要设备为后期扩容留有余地，如主要设备空间可更换为大一级容量的、各室留有备用柜体空间等。空间可更换为大一级容量的、各室留有备用柜体空间等。变电站电气工程设计 2）操作维护通道）操作维护通道 室内外配电装置的布置，应便于室内外配电装置的布置，应便于设备搬运、操作、设备搬运、操作、检修维护和试验检修维护和试验。对。对不同电压等级不同电压等级(750、500、330、220、110、35、10、0.4KV)、不同类别不同类别(变压器、隔离开关、断路变压器、隔离开关、断路器、互感器器、互感器)、不同种类不同种类(油变和干变、真空断路器和六氟化油变和干变、真空断路器和六氟化硫断路器硫断路器)、不同型号不同型号(单面维护和双面维护、前开门室和抽单面维护和双面维护、前开门室和抽屉式、固定式和移动式屉式、固定式和移动式)、不同排列方式不同排列方式(单列布置、双列面单列布置、双列面对面、双列背对背、多排同向布置对面、双列背对背、多排同向布置)的设备要求的通道宽度的设备要求的通道宽度和出口数量不同，须满足规范要求。和出口数量不同，须满足规范要求。 特殊情况可适当处理特殊情况可适当处理，如不许就地检修等宽度适当，如不许就地检修等宽度适当减小，遇到个别墙柱宽度适当放大，出口长度超规范不多减小，遇到个别墙柱宽度适当放大，出口长度超规范不多时宽度适当放大等。时宽度适当放大等。变电站电气工程设计 3）安全净距离）安全净距离 室内外配电装置的室内外配电装置的安全净距离安全净距离，应便于设备的搬运、，应便于设备的搬运、操作、检修维护和试验。对不同电压等级、不同类别、不操作、检修维护和试验。对不同电压等级、不同类别、不同种类、不同型号容量、不同布置方式、装于室内或室外同种类、不同型号容量、不同布置方式、装于室内或室外的设备规范要求的净距离不同，必须满足规范的的设备规范要求的净距离不同，必须满足规范的要求。要求。 主要净距离主要净距离有：不同相裸带电体间距离、裸带电体有：不同相裸带电体间距离、裸带电体与接地体（各种遮拦、护栏）间水平和垂直距离、金属外与接地体（各种遮拦、护栏）间水平和垂直距离、金属外壳与墙间距离、金属外壳与门间距离、相邻两台侧面间距壳与墙间距离、金属外壳与门间距离、相邻两台侧面间距离、相邻两台正面间距离、离、相邻两台正面间距离、 特殊情况特殊情况可适当处理，如不许就地检修等宽度适当可适当处理，如不许就地检修等宽度适当减小，遇到个别墙柱宽度适当放大，出口长度超规范不多减小，遇到个别墙柱宽度适当放大，出口长度超规范不多时宽度适当放大等。时宽度适当放大等。变电站电气工程设计 3 3、布置图设计、布置图设计 能够把能够把变电站内塔架、建筑物门窗及净高、各处高程、变电站内塔架、建筑物门窗及净高、各处高程、变压器、电器开关及操作机构、互感器、避雷器、电抗器、变压器、电器开关及操作机构、互感器、避雷器、电抗器、电容器、调相机、绝缘支柱、各种箱柜台、母线及电缆、电容器、调相机、绝缘支柱、各种箱柜台、母线及电缆、过墙洞及地沟等过墙洞及地沟等所有内容所有内容的具体的具体详细布置描述清楚详细布置描述清楚的的平面平面图图和和剖面图剖面图统称为布置图。以初步设计（方案设计）内容统称为布置图。以初步设计（方案设计）内容为依据，是和一次系统图和二次图不断相互修改，最终融为依据，是和一次系统图和二次图不断相互修改，最终融为一体的过程。按以下方法设计：为一体的过程。按以下方法设计： 总体布置总体布置上，参照设计手册和标准图集，选取电压上，参照设计手册和标准图集，选取电压等级相同、用途、在电网中地位、形式、容量等类似的变等级相同、用途、在电网中地位、形式、容量等类似的变电站布置方案。电站布置方案。 采用采用典型、标准化、常用典型、标准化、常用的布置方案。的布置方案。 变电站电气工程设计 考虑考虑具体工程特点具体工程特点，如地形、高程、进出线位置、，如地形、高程、进出线位置、设备特点等，结合具体实际情况进行改动，修改处必须设备特点等，结合具体实际情况进行改动，修改处必须进行进行详细计算或核对规范要求详细计算或核对规范要求，以满足安全运行的要求。，以满足安全运行的要求。 便于设备便于设备安装、操作、检修、维护和试验安装、操作、检修、维护和试验，特殊，特殊情况酌情处理，提高运行效率。情况酌情处理，提高运行效率。 尽可能利用地势，降低土建、塔架等成本，节约尽可能利用地势，降低土建、塔架等成本，节约母线数量和安装成本。母线数量和安装成本。 考虑使用者考虑使用者的经济、管理水平、技术水平等因素的经济、管理水平、技术水平等因素细化布置方案。细化布置方案。 对未来对未来扩容留有适当余地扩容留有适当余地，主要设备可更换大一，主要设备可更换大一级的容量。级的容量。变电站电气工程设计 4 4、资料图设计、资料图设计 变电站对建筑、结构、给排水、采暖空调等的要求。变电站对建筑、结构、给排水、采暖空调等的要求。 建筑建筑：对建筑室内的：对建筑室内的耐火等级耐火等级（二级、一级）、门（二级、一级）、门和窗的和窗的防火等级防火等级（甲级、乙级）、（甲级、乙级）、窗窗的大小和窗台高度以的大小和窗台高度以及开启形式（及开启形式（1米米8高、向外开和双向开、防护网）、高、向外开和双向开、防护网）、地面地面形式（水泥压光、水磨石）、各室的形式（水泥压光、水磨石）、各室的高度高度（设备安装检修、（设备安装检修、调芯）、调芯）、穿墙和楼板孔洞穿墙和楼板孔洞位置和大小、内墙（摸灰、刷白）位置和大小、内墙（摸灰、刷白）、门窗数量、各种、门窗数量、各种安全距离安全距离和和检修维护通道检修维护通道（人员、设备）（人员、设备）、地面高度地面高度和和地沟形式地沟形式（地下、夹层）、（地下、夹层）、屋面排水屋面排水形式等。形式等。 结构结构：不同室和位置对：不同室和位置对荷载荷载和设备和设备吊装检修吊装检修荷载的荷载的要求（可查手册、产品样本等）。要求（可查手册、产品样本等）。变电站电气工程设计 给排水给排水：变电站室内不许无关管道和线路通过，进：变电站室内不许无关管道和线路通过，进出线、电缆沟和夹层须设排水措施，屋面排水等。出线、电缆沟和夹层须设排水措施，屋面排水等。 采暖空调采暖空调：不同室正常运行的温度保持在允许范围：不同室正常运行的温度保持在允许范围内。高压室一般自然通风不采暖、温度不低于内。高压室一般自然通风不采暖、温度不低于50C，变压器，变压器室一般自然通风、排风温度不高于室一般自然通风、排风温度不高于450C、进风和排风温差、进风和排风温差不大于不大于150C，低压室一般不采暖、温度不低于，低压室一般不采暖、温度不低于50C，控制室，控制室和值班室采暖温度不低于和值班室采暖温度不低于180C、采暖管道必须焊接不能用、采暖管道必须焊接不能用阀门等，对特殊环境条件的变电站设置空调系统。阀门等，对特殊环境条件的变电站设置空调系统。 其他其他：根据变电站等级设置消防系统（火灾自动报：根据变电站等级设置消防系统（火灾自动报警、固定式自动灭火装置和自动排烟，火灾自动报警、手警、固定式自动灭火装置和自动排烟，火灾自动报警、手提式灭火装置和排烟），根据变电站污染程度设置通风换提式灭火装置和排烟），根据变电站污染程度设置通风换气系统。气系统。变电站电气工程设计 1 1、总的要求、总的要求2 2、小母线设置、小母线设置3 3、二次保护和计算、二次保护和计算4 4、二次电气系统、二次电气系统5 5、二次设备选择、二次设备选择七七 二次电气系统设计二次电气系统设计变电站电气工程设计 二次电气图就是包含测量、计量、保护、控制、信二次电气图就是包含测量、计量、保护、控制、信号和操作电源的二次原理图，并对每个元器件进行选型，号和操作电源的二次原理图，并对每个元器件进行选型，对柜、屏、台进行选型和布置设计。不含智能变电站内对柜、屏、台进行选型和布置设计。不含智能变电站内容。按照操作电源分强电控制（容。按照操作电源分强电控制（220、110V）和弱电控制）和弱电控制（48V以下）。以下）。 1 1、总的要求、总的要求 1）控制回路）控制回路 三种形式：三种形式：控制地点控制地点远程控制、集中控制和就远程控制、集中控制和就地控制；地控制；跳、合闸的监视方式跳、合闸的监视方式灯光监视和音响监视；灯光监视和音响监视；控制回路的接线控制开关控制回路的接线控制开关固定位置（有人值班站）和固定位置（有人值班站）和自复位（无人值班站）的接线。自复位（无人值班站）的接线。变电站电气工程设计 断路器控制断路器控制：能监视电源及下次操作时跳闸回路的完：能监视电源及下次操作时跳闸回路的完整性和备用电源自动投入操作时下次合闸回路的完整性；指整性和备用电源自动投入操作时下次合闸回路的完整性；指示断路器合、分的位置状态，自动合、分时有明显的信号；示断路器合、分的位置状态，自动合、分时有明显的信号；有防止断路器多次合闸的有防止断路器多次合闸的“防跳防跳”闭锁装置；单相操作的断路闭锁装置；单相操作的断路器按三相操作时，合闸和跳闸的三相线圈应串联，并有检测器按三相操作时，合闸和跳闸的三相线圈应串联，并有检测三相不一致的信号；接线尽可能简单。三相不一致的信号；接线尽可能简单。 远程控制的远程控制的断路器采用灯光监视断路器采用灯光监视时，合闸位置红灯亮、时，合闸位置红灯亮、跳闸位置绿灯亮的双灯制。跳闸位置绿灯亮的双灯制。 主控室控制的主控室控制的断路器一般采用单灯制断路器一般采用单灯制，控制开关的手，控制开关的手柄位置表示断路器的开、合位置，垂直为合闸、水平为跳闸、柄位置表示断路器的开、合位置，垂直为合闸、水平为跳闸、开关手柄内须有信号灯。开关手柄内须有信号灯。 隔离开关和其对应的断路器应装设机械或电磁隔离开关和其对应的断路器应装设机械或电磁闭锁装闭锁装置置，防止隔离开关误动作。，防止隔离开关误动作。变电站电气工程设计 2）信号回路）信号回路 在控制室应装设中央信号装置或光字牌闪光的报警在控制室应装设中央信号装置或光字牌闪光的报警装置。符合设计规程装置。符合设计规程 中央信号中央信号分为事故信号和预告信号，一般设为手分为事故信号和预告信号，一般设为手动复归。事故信号分为单元事故信号（变压器、不同母动复归。事故信号分为单元事故信号（变压器、不同母线、站用电、调相机、直流屏、信号回路）和全站事故线、站用电、调相机、直流屏、信号回路）和全站事故信号（主母线、变压器），预告信号分为瞬时预告和延信号（主母线、变压器），预告信号分为瞬时预告和延时预告信号。时预告信号。 对不同类型信号设对不同类型信号设信号小母线信号小母线（事故、预告），（事故、预告），由发出信号的元件通过信号继电器送给中央信号屏光信由发出信号的元件通过信号继电器送给中央信号屏光信号（指明故障点）和其小母线。号（指明故障点）和其小母线。 断路器故障跳闸应发出断路器故障跳闸应发出音响信号音响信号、相应、相应指示灯闪指示灯闪亮亮，对所有断路器、隔离开关的位置均应有指示信号。，对所有断路器、隔离开关的位置均应有指示信号。变电站电气工程设计 电源保护元件电源保护元件应有监视，手动或自动复归音响，接线应有监视，手动或自动复归音响，接线简单、可靠。简单、可靠。 中央信号装置中央信号装置一般采用冲击型继电器实现重复动作。一般采用冲击型继电器实现重复动作。 过负荷信号过负荷信号经其单独时间继电器接入预告信号，其他经其单独时间继电器接入预告信号，其他信号一般直接接入信号系统。信号一般直接接入信号系统。 中央信号中央信号可采用模拟、可采用模拟、LCD显示屏等不同形式，进而显示屏等不同形式，进而在系统图上显示瞬时的电压、电流、有功功率、无功功率、在系统图上显示瞬时的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、记录与时间对应的各种状态和数据等信息量。功率因素、记录与时间对应的各种状态和数据等信息量。 3）测量、计量回路）测量、计量回路 按照规范要求，选取适宜的互感器和测量、计量表，测按照规范要求，选取适宜的互感器和测量、计量表，测量其电压、电流、功率因素等，计量有功功率、无功功率、量其电压、电流、功率因素等，计量有功功率、无功功率、功率因素、峰值、谷值等。功率因素、峰值、谷值等。变电站电气工程设计 2 2、小母线设置、小母线设置 1）直流小母线）直流小母线 各安装单位的控制、信号直流小母线由直流屏供电，各安装单位的控制、信号直流小母线由直流屏供电，尽可能使不同用途的受电器具由独立网络供电，如操作、尽可能使不同用途的受电器具由独立网络供电，如操作、保护、自动装置供电网络，合闸电磁线圈供电网络。保护、自动装置供电网络，合闸电磁线圈供电网络。 控制、信号、保护和自动装置小母线控制、信号、保护和自动装置小母线：主结线为双：主结线为双母线设控制、信号小母线，主结线为单母线只设控制小母母线设控制、信号小母线，主结线为单母线只设控制小母线，信号电源由控制小母线引接或附设信号小母线。线，信号电源由控制小母线引接或附设信号小母线。 信号、控制小母线均为单母线信号、控制小母线均为单母线，按屏组分设、双电，按屏组分设、双电源供电、开环运行、并用刀开关适当分段；每个屏上装设源供电、开环运行、并用刀开关适当分段；每个屏上装设为各安装单位供电的转换开关，便于寻找接地故障。为各安装单位供电的转换开关，便于寻找接地故障。 变电站电气工程设计 2）交流小母线）交流小母线 母线电压互感器二次测电压小母线一般在该互感器有母线电压互感器二次测电压小母线一般在该互感器有关的控制屏、保护屏或信号屏顶上；供二次设备用的关的控制屏、保护屏或信号屏顶上；供二次设备用的220V电源和接地小母线视具体情况装设。电压互感器须注意：电源和接地小母线视具体情况装设。电压互感器须注意： 各单位回路电压切换：各单位回路电压切换：电压回路电压回路不经继电器切换不经继电器切换的的电压小母线敷设在配电装置内，电压回路电压小母线敷设在配电装置内，电压回路经继电器切换经继电器切换的的电压小母线敷设在控制室内。电压小母线敷设在控制室内。 各等级电压小母线：各等级电压小母线：110KV及以上及以上小母线附设在主控小母线附设在主控室保护屏上室保护屏上,安装单位的电压回路均需经其隔离开关重动继安装单位的电压回路均需经其隔离开关重动继电器进行电压切换；电器进行电压切换；35 KV室外配电装置室外配电装置小母线附设在主控小母线附设在主控室保护屏上室保护屏上,安装单位的电压回路均需经其隔离开关重动继安装单位的电压回路均需经其隔离开关重动继电器进行电压切换；电器进行电压切换；35 KV及以下室内配电装置及以下室内配电装置附设在配电附设在配电装置内装置内,安装单位的电压回路用其隔离开关辅助触电切换。安装单位的电压回路用其隔离开关辅助触电切换。变电站电气工程设计 3 3、二次保护和计算、二次保护和计算 对各单元按照规范要求设置保护并进行相应计算。对各单元按照规范要求设置保护并进行相应计算。 1）线路保护和整定计算）线路保护和整定计算 按照按照GB50062-2008规定：线路应装设过电流保护、规定：线路应装设过电流保护、电流速断保护、零序电流保护和过负荷保护。电流速断保护、零序电流保护和过负荷保护。 对上保护计算整定电流和动作时间及灵敏度校验。对上保护计算整定电流和动作时间及灵敏度校验。 2）变压器保护和整定计算）变压器保护和整定计算 按照按照GB50062-2008规定：变压器应装设规定：变压器应装设过电流保护、过电流保护、电流速断保护、过负荷和温度保护电流速断保护、过负荷和温度保护；800KVA以上油浸式应以上油浸式应装设气体保护；单台装设气体保护；单台10000KVA或并列运行或并列运行6300KVA以上应装以上应装设差动保护。结合实际情况选取保护形式。设差动保护。结合实际情况选取保护形式。 应针对以上保护进行应针对以上保护进行整定电流计算整定电流计算和和灵敏度校验灵敏度校验。变电站电气工程设计 4 4、二次电气系统、二次电气系统 1）电源）电源 控制回路按操作电源不同分为控制回路按操作电源不同分为直流操作直流操作、交流操作和、交流操作和整流操作，信号回路电源一般和控制回路相同。整流操作，信号回路电源一般和控制回路相同。 2）断路器操作机构）断路器操作机构 常用的有常用的有电磁、液压电磁、液压、弹簧弹簧、电动机、气压操作机、电动机、气压操作机构（随断路器配套供应），应用广电磁和液压操作机构。构（随断路器配套供应），应用广电磁和液压操作机构。 断路器断路器跳闸跳闸需要的需要的功率不大功率不大，如直流，如直流110V或或220V，各种操作机构的跳闸电流为各种操作机构的跳闸电流为25A。 不同操作机构不同操作机构合闸电流相差较大合闸电流相差较大，如直流，如直流110V或或220V，液压、弹簧、气压操作机构的合闸电流小于，液压、弹簧、气压操作机构的合闸电流小于5A，电，电磁操作的合闸电流达几十甚至几百安（加中间继电器）。磁操作的合闸电流达几十甚至几百安（加中间继电器）。变电站电气工程设计 2）隔离开关操作机构）隔离开关操作机构 常用的隔离开关常用的隔离开关有手动、电动、气压、液压操作机有手动、电动、气压、液压操作机构（随厂家配套供应），一般对构（随厂家配套供应），一般对110KV以上采取就地操作和以上采取就地操作和远方操作相结合。远方操作相结合。 隔离开关控制接线隔离开关控制接线：防止带负荷操作和断路器有闭：防止带负荷操作和断路器有闭锁、防止带电合接地刀闸、防止带地线合闸、误入有电间锁、防止带电合接地刀闸、防止带地线合闸、误入有电间隔，不同操作机构的控制接线（隔，不同操作机构的控制接线（330KV以上单相操作）。以上单相操作）。 隔离开关闭锁接线隔离开关闭锁接线：装有电指示器、网门与地线闭：装有电指示器、网门与地线闭锁、防止误操作的线路，对单母线、双母线、旁路隔离开锁、防止误操作的线路，对单母线、双母线、旁路隔离开关的闭锁接线。关的闭锁接线。 隔离开关位置指示隔离开关位置指示：对经常操作或：对经常操作或330KV以上重要回以上重要回路利用其辅助触点装设位置指示器。路利用其辅助触点装设位置指示器。变电站电气工程设计 3）典型基本线路）典型基本线路 断路器控制、信号回路断路器控制、信号回路：包括断路器的跳合闸回路：包括断路器的跳合闸回路（基本跳合闸、灯光信号、音响信号回路），断路器的（基本跳合闸、灯光信号、音响信号回路），断路器的“防防跳跳”闭锁回路（串联防跳接线、控制回路保护元件和条、合闭锁回路（串联防跳接线、控制回路保护元件和条、合闸回路完整性监视），重合闸装置的断路器分相控制回路接闸回路完整性监视），重合闸装置的断路器分相控制回路接线，进线旁路断路器跳闸回路，分相操作断路器控制回路线，进线旁路断路器跳闸回路，分相操作断路器控制回路（220KV以上多采用，液压操作、弹簧操作机构接线）。以上多采用，液压操作、弹簧操作机构接线）。 灯光监视的控制、信号回路灯光监视的控制、信号回路：主控室控制的断路器控：主控室控制的断路器控制、信号回路，就地控制的断路器控制、信号回路，弹簧操制、信号回路，就地控制的断路器控制、信号回路，弹簧操作机构的断路器控制、信号回路（作机构的断路器控制、信号回路（110KV以上少油断路器采以上少油断路器采用），液压操作机构的断路器控制、信号回路（用），液压操作机构的断路器控制、信号回路（110KV以上以上多采用）。多采用）。变电站电气工程设计 音响监视的控制、信号回路音响监视的控制、信号回路：在主控室控制的断路：在主控室控制的断路器，断路器的控制回路中用中间继电器监视其状态。器，断路器的控制回路中用中间继电器监视其状态。 隔离开关的控制、信号和闭锁回路隔离开关的控制、信号和闭锁回路：220KV及以下及以下倒闸操作用的隔离开关宜就地操作，倒闸操作用的隔离开关宜就地操作，330KV及以上倒闸操及以上倒闸操作用的的隔离开关应能远方操作和就地操作，检修用的隔作用的的隔离开关应能远方操作和就地操作，检修用的隔离开关、接地导闸、母线接地器以就地操作，离开关、接地导闸、母线接地器以就地操作，110KV及以及以上的电压互感器回路的隔离开关宜远方操作。气动操作、上的电压互感器回路的隔离开关宜远方操作。气动操作、电动机操作、电动液压操作隔离开关的基本接线，隔离开电动机操作、电动液压操作隔离开关的基本接线，隔离开关和断路器的闭锁接线（单母线、双母线、旁路）。关和断路器的闭锁接线（单母线、双母线、旁路）。 变压器冷却和调压方式接线变压器冷却和调压方式接线：变压器的自然风冷却：变压器的自然风冷却（小容量）通风控制回路，强迫油循环风冷却（一般的大（小容量）通风控制回路，强迫油循环风冷却（一般的大容量）、强迫油循环水冷却（电厂水源丰富、需水冷却系容量）、强迫油循环水冷却（电厂水源丰富、需水冷却系统）、强迫油循环导向冷却（巨型）的冷却器和电机控制统）、强迫油循环导向冷却（巨型）的冷却器和电机控制变电站电气工程设计 回路。有载调压的自整角机分接开关控制回路（主要由自回路。有载调压的自整角机分接开关控制回路（主要由自整角机指示位置、执行电机改变位置、限位开关、保护装整角机指示位置、执行电机改变位置、限位开关、保护装置、减速装置组成），具体定型分接开关产品，如贵州长置、减速装置组成），具体定型分接开关产品，如贵州长征电器厂生产的征电器厂生产的ZY系列、西德的系列、西德的MR系列产品的接线。系列产品的接线。 4）二次系统设计）二次系统设计 对对计量、测量、进线保护、主变保护、出线保护、各计量、测量、进线保护、主变保护、出线保护、各种信号、操作电源种信号、操作电源等在满足总要求和规范要求时，选择标等在满足总要求和规范要求时，选择标准图典型的线路并结合具体工程实际情况修改。主要包括：准图典型的线路并结合具体工程实际情况修改。主要包括：断路器控制及信号系统、自动重合闸的控制及信号系统、断路器控制及信号系统、自动重合闸的控制及信号系统、备用电源自动投入装置、中央信号装置（事故、预告）、备用电源自动投入装置、中央信号装置（事故、预告）、隔离开关的位置指示信号、进出线的各种保护（过电流、隔离开关的位置指示信号、进出线的各种保护（过电流、速断）、变压器的保护（温度、瓦斯、速断）。速断）、变压器的保护（温度、瓦斯、速断）。变电站电气工程设计 5 5、二次设备选择、二次设备选择 1）保护设备）保护设备 二次回路的保护二次回路的保护采用熔断器或小自动开关。采用熔断器或小自动开关。 同一设备的控制、保护装置和所有信号回路一般同一设备的控制、保护装置和所有信号回路一般公用公用保护元件保护元件。 控制、保护和信号回路用的保护元件均须进行监视。控制、保护和信号回路用的保护元件均须进行监视。 同屏上母线设备、信号回路一般装设公用保护元件。同屏上母线设备、信号回路一般装设公用保护元件。 公用的信号回路（中央信号）装设单独保护元件。公用的信号回路（中央信号）装设单独保护元件。 电压互感器一次不装保护元件，二次应装自动开关监电压互感器一次不装保护元件，二次应装自动开关监视回路完好，其辅助触电可发出信号。视回路完好，其辅助触电可发出信号。 保护元件选择：对熔断器或小空气开关应按二次回路保护元件选择：对熔断器或小空气开关应按二次回路最大负荷电流和动作特性选取。最大负荷电流和动作特性选取。变电站电气工程设计 2）控制开关）控制开关 符合功能要求符合功能要求：复位方式、回路的接点数量、实现：复位方式、回路的接点数量、实现功能等。功能等。 符合使用要求符合使用要求：额定电压、额定电流、分断电流、：额定电压、额定电流、分断电流、操作频繁程度、接线方式等。操作频繁程度、接线方式等。 3）信号灯及附加电阻）信号灯及附加电阻 信号灯短路信号灯短路时，跳合闸线圈的电流须小于其最小动时，跳合闸线圈的电流须小于其最小动作电流，一般按不大于线圈额定电流作电流，一般按不大于线圈额定电流10%选取附加电阻。选取附加电阻。 母线电压为额定值的母线电压为额定值的95%时，信号灯电压为其额定时，信号灯电压为其额定的的6070%，对音响监视开关内带信号灯的只按此条件选，对音响监视开关内带信号灯的只按此条件选取附加电阻。取附加电阻。 一般电压为一般电压为110或或220V，信号灯选，信号灯选8W，可参考设，可参考设计手册选。计手册选。变电站电气工程设计 4）音响和灯光监视跳、合闸继电器）音响和灯光监视跳、合闸继电器 正常情况合闸或跳闸回路的电流，小于其动作电流其正常情况合闸或跳闸回路的电流，小于其动作电流其长期热稳定电流。长期热稳定电流。 当母线电压为额定电压的当母线电压为额定电压的85%时，继电器上的电压不时，继电器上的电压不小于其额定电压的小于其额定电压的70%。 5）控制和信号回路继电器）控制和信号回路继电器 断路器的断路器的合闸、跳闸继电器合闸、跳闸继电器和和“防跳防跳”继电器继电器的额定电的额定电流，按其额定电流选择，灵敏度分别达到流，按其额定电流选择，灵敏度分别达到1.5和和 2 。 自动重合闸继电器和其出口信号继电器，按其接断路自动重合闸继电器和其出口信号继电器，按其接断路器的合闸线圈或合闸继电器满足的要求选，灵敏度器的合闸线圈或合闸继电器满足的要求选，灵敏度1.5。 对不同断路器的不同操作机构、防跳继电器、灯管监对不同断路器的不同操作机构、防跳继电器、灯管监视和音响监视，可参照设计手册选取。视和音响监视，可参照设计手册选取。变电站电气工程设计 6）串接信号继电器和附加电阻）串接信号继电器和附加电阻 信号继电器和电阻选择原则信号继电器和电阻选择原则：信号继电器动作灵敏：信号继电器动作灵敏度大于度大于1.4；信号继电器的压降不大于额定电压；信号继电器的压降不大于额定电压10%；故障；故障切除后继电器断开功率不大于切除后继电器断开功率不大于50 W；满足热稳定性。；满足热稳定性。 重瓦斯保护信号继电器和电阻选择原则重瓦斯保护信号继电器和电阻选择原则：额定电压：额定电压时信号继电器动作灵敏度大于时信号继电器动作灵敏度大于1.4；回路电流不大于信号继；回路电流不大于信号继电器额定电流的电器额定电流的3倍。倍。 7）控制电缆和信号电缆）控制电缆和信号电缆 总的要求总的要求：一般采用铠装橡皮绝缘或聚氯乙烯绝缘：一般采用铠装橡皮绝缘或聚氯乙烯绝缘的铜芯电缆；截面不小于的铜芯电缆；截面不小于1.5mm2；1.5mm2芯数不超过芯数不超过37，2.5mm2芯数不超过芯数不超过24，4mm2芯数不超过芯数不超过10；较长；较长6芯以上芯以上应有备用芯，截面小于应有备用芯，截面小于4 mm2；同一起止点的电缆至少一；同一起止点的电缆至少一个备用芯；同根电缆尽量避免接到屏的两侧。个备用芯；同根电缆尽量避免接到屏的两侧。变电站电气工程设计 测量表电流回路电缆测量表电流回路电缆：最小：最小2.5mm2（二次电流（二次电流5A），），不需进行额定电流和短路热稳定校验，但须校验电流互感器不需进行额定电流和短路热稳定校验，但须校验电流互感器在某准确等级下允许的负荷值，即电缆长度。在某准确等级下允许的负荷值，即电缆长度。 保护装置电流回路电缆保护装置电流回路电缆：根据电流互感器的：根据电流互感器的10%误差误差曲线查出允许二次负荷，按长度计算电缆截面。曲线查出允许二次负荷，按长度计算电缆截面。 电压回路电缆电压回路电缆：按允许电压降选截面。互感器至计费：按允许电压降选截面。互感器至计费表不超过表不超过05%，至测量表不超过，至测量表不超过3%，至保护和自动装置不，至保护和自动装置不超过超过3%；电压校正器与电压互感器间不小于；电压校正器与电压互感器间不小于4mm2。 控制和信号回路电缆控制和信号回路电缆：按允许电压降选截面，最小：按允许电压降选截面，最小1.5mm2。按照正常最大负荷下电压降不超过。按照正常最大负荷下电压降不超过10%选截面。选截面。 按使用场合按使用场合选取电缆型号，如室内、电缆沟、管道内、选取电缆型号，如室内、电缆沟、管道内、地下、承受外力选不同绝缘的护套电缆或铠装电缆；其次按地下、承受外力选不同绝缘的护套电缆或铠装电缆；其次按芯数和截面确定电缆规格。芯数和截面确定电缆规格。变电站电气工程设计 8）端子排）端子排 端子排设计原则端子排设计原则：屏内与屏外屏内与屏外二次回路的连接、二次回路的连接、同同屏内屏内各安装单位间的连接均应经过端子排；屏内设备与直各安装单位间的连接均应经过端子排；屏内设备与直接接到小母线设备的连接应经端子排；各安装单位主要保接接到小母线设备的连接应经端子排；各安装单位主要保护方式的正电源要经过端子排，负电源在屏内设备间接成护方式的正电源要经过端子排，负电源在屏内设备间接成环形且环的两端接端子排；电流回路应经过试验端子，预环形且环的两端接端子排；电流回路应经过试验端子，预告及试验信号回路和其他须断开的回路（试验断开的仪表、告及试验信号回路和其他须断开的回路（试验断开的仪表、至闪光小母线的端子）应经过试验端子，同屏测量表之间至闪光小母线的端子）应经过试验端子，同屏测量表之间连接不经过端子；每个安装单位应有独立的端子排，每个连接不经过端子；每个安装单位应有独立的端子排，每个安装单位端子排的排列应与平面布置相配合；每一安装单安装单位端子排的排列应与平面布置相配合；每一安装单位的端子排应编号，各组之间留备用端子，正负电源、跳、位的端子排应编号，各组之间留备用端子，正负电源、跳、合闸回路之间的端子排应留一个空端子隔开。强电和弱电合闸回路之间的端子排应留一个空端子隔开。强电和弱电的端子应分开布置。的端子应分开布置。变电站电气工程设计 端子排排列顺序端子排排列顺序：每个安装单位的端子排按下列回：每个安装单位的端子排按下列回路分组，并由上到下或由左到右排列。路分组，并由上到下或由左到右排列。交流交流电流按每组电电流按每组电流互感器分组；流互感器分组；电压电压按每组互感器分组；按每组互感器分组；信号信号按事故、位按事故、位置、预告分组；置、预告分组；控制控制按各组熔断器分组，先正后负；按各组熔断器分组，先正后负；转接转接按先本安装单位后别的安装单位。按先本安装单位后别的安装单位。 端子排种类端子排种类：一般端子（：一般端子（B1-1和和D1-）连接屏内外）连接屏内外导线、试验端子（导线、试验端子（B1-2和和D1-S）接入试验仪器、连接试）接入试验仪器、连接试验端子（验端子（B1-3和和D1-SL）彼此需要连接试验仪器、连接端）彼此需要连接试验仪器、连接端子（子（B1-4和和D1-L1、D1-L2）端子间连接、终端端子）端子间连接、终端端子（B1-5和和D1-B）固定或分割不同安装单位、标准端子）固定或分割不同安装单位、标准端子（B1-6）连接屏内外导线、特殊端子（）连接屏内外导线、特殊端子（B1-7）方便断开回）方便断开回路、隔板（路、隔板（D1-G）绝缘隔板。）绝缘隔板。D1是国家统一设计，由是国家统一设计，由10A和和20A两种两种, B1过去用的多。过去用的多。 变电站电气工程设计 1 1、防雷基本知识、防雷基本知识 2 2、建筑物防雷设计、建筑物防雷设计3 3、高压配电装置防、高压配电装置防 雷设计雷设计4 4、接地装置设计、接地装置设计5 5、等电位联结设计、等电位联结设计八八 防雷与接地保护设计防雷与接地保护设计变电站电气工程设计 1 1、防雷基本知识、防雷基本知识 变电站室外的塔架、线路、设备及建筑物等的防雷接变电站室外的塔架、线路、设备及建筑物等的防雷接地保护是变电站安全运行的保证。掌握其地理、地质、土地保护是变电站安全运行的保证。掌握其地理、地质、土壤、气象、环境、雷电活动规律和被保护物的特点。壤、气象、环境、雷电活动规律和被保护物的特点。 1）建筑物防雷分类及规定）建筑物防雷分类及规定 防雷分类防雷分类：根据重要性、使用性质、发生雷电可能：根据重要性、使用性质、发生雷电可能性及后果，按性及后果，按GB50057分分一类、二类、三类一类、二类、三类防雷建筑物。防雷建筑物。 一般规定一般规定：一类防雷一类防雷具有防直击雷、雷电感应、具有防直击雷、雷电感应、雷电波浸入措施，雷电波浸入措施，二类防雷二类防雷具有防直击雷、雷电感应措具有防直击雷、雷电感应措施、施、 个别需具有雷电波浸入措施，个别需具有雷电波浸入措施，三类防雷三类防雷具有防直击具有防直击雷、雷电波浸入措施。对建筑物内有电子信息系统设备的，雷、雷电波浸入措施。对建筑物内有电子信息系统设备的，考虑是否采取防考虑是否采取防雷击电磁脉冲雷击电磁脉冲的措施。的措施。 变电站电气工程设计 2）防雷措施）防雷措施 防直击雷防直击雷：装接闪器、引下线、接地装置，高度超：装接闪器、引下线、接地装置，高度超过过45米应防侧击雷。米应防侧击雷。 防雷电感应防雷电感应：建筑物内金属物就近接地，平行或交：建筑物内金属物就近接地，平行或交叉附设的金属管道应跨接，高度超过叉附设的金属管道应跨接，高度超过45米金属物顶和底部米金属物顶和底部与防雷装置连接。与防雷装置连接。 防雷电波浸入防雷电波浸入：进出建筑物架空和埋地电缆、金属：进出建筑物架空和埋地电缆、金属管道接地。管道接地。 防雷击电磁脉冲防雷击电磁脉冲：建筑物和房间设屏蔽，适宜的附：建筑物和房间设屏蔽，适宜的附设线路和线路屏蔽；装设电涌保护器；姐弟河等电位连接设线路和线路屏蔽；装设电涌保护器；姐弟河等电位连接等措施。等措施。变电站电气工程设计 3）防雷设备）防雷设备 接闪器接闪器：独立避雷针、架空避雷线或避雷网、建：独立避雷针、架空避雷线或避雷网、建筑物上避雷针、避雷带或避雷网、被利用做接闪器的金筑物上避雷针、避雷带或避雷网、被利用做接闪器的金属体。独立避雷针按标准图集选用，所有材料符合规范属体。独立避雷针按标准图集选用，所有材料符合规范要求，必须热镀锌或涂漆，做好防腐处理。要求，必须热镀锌或涂漆，做好防腐处理。类别类别 条条 件件材材 料料规规 格格 避雷避雷 针针 针长针长1m1m以下以下圆钢圆钢直径直径12mm12mm钢管钢管直径直径20mm20mm 针长针长1 12m2m圆钢圆钢直径直径16mm16mm钢管钢管直径直径25mm25mm避雷避雷带网带网圆钢圆钢直径直径8mm8mm 扁钢扁钢截面截面48mm248mm2（厚度（厚度4mm4mm）屋面接屋面接闪器闪器金属屋面下面无易燃物品金属屋面下面无易燃物品 钢板钢板厚度厚度0.5mm0.5mm搭接长度搭接长度100mm100mm金属屋面下面有易燃物品金属屋面下面有易燃物品钢钢/ /铜铜/ /铝铝厚度厚度4/5/7mm4/5/7mm变电站电气工程设计 引下线引下线：利用钢塔、柱及建筑物内主筋（至少两个：利用钢塔、柱及建筑物内主筋（至少两个以上、可靠连接处理）作自然引下线或人工敷设引下线以上、可靠连接处理）作自然引下线或人工敷设引下线（防腐处理、支架固定），材料符合规范要求。（防腐处理、支架固定），材料符合规范要求。 避雷引下线材料、规格避雷引下线材料、规格类别类别材料材料规格规格备注备注暗敷暗敷圆钢圆钢直径直径8mm8mm 仅明敷时，在易受机械损仅明敷时，在易受机械损坏和人身接触的地方，地面上坏和人身接触的地方，地面上1.7m至地面下至地面下0.3m的一段接地的一段接地线应采取暗敷或镀锌角钢、改线应采取暗敷或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管等保护。性塑料管或橡胶管等保护。扁钢扁钢截面截面48mm48mm2 2（厚（厚度度4mm4mm）明敷明敷圆钢圆钢直径直径10mm10mm扁钢扁钢截面截面80mm80mm2 2（厚（厚度度4mm4mm）变电站电气工程设计 断接卡断接卡：在引下线适当处设置的测量接地电阻、：在引下线适当处设置的测量接地电阻、接人工接地体和等电位连接的连接板，一般设在地上接人工接地体和等电位连接的连接板，一般设在地上1.8米处。断开、连接可靠，做好防腐处理。米处。断开、连接可靠，做好防腐处理。 接地体接地体：尽可能利用设施、建筑物基础作为接地：尽可能利用设施、建筑物基础作为接地体或敷设人工接地体，做好快速放电的防腐处理，根据体或敷设人工接地体，做好快速放电的防腐处理，根据DL/T621 交流电气装置的接地交流电气装置的接地 和和GB50057 建筑物建筑物防雷设计规范满足接地材料和接地电阻要求。防雷设计规范满足接地材料和接地电阻要求。种种 类类参参 数数室内地上室内地上室外地上室外地上地下地下圆圆 钢钢 直径（直径（mm） 6 8 10 扁扁 钢钢 截面（截面（mm2） 60 100 100 厚度（厚度（mm） 3 4 4 角角 钢钢 厚度（厚度（mm）2 2.5 4 钢钢 管管 管壁厚度（管壁厚度（mm）2.5 2.5 3.5 接接地地材材料料变电站电气工程设计 2 2、建筑物防雷设计、建筑物防雷设计 1）防直击雷方案设计）防直击雷方案设计： 计算保护设施预计的年雷击次数计算保护设施预计的年雷击次数： 校正系数校正系数反映保护物旷野孤立取反映保护物旷野孤立取2，金属屋面砖木，金属屋面砖木结构取结构取1.7，河边、山地土壤电阻率小、土山顶、山谷风，河边、山地土壤电阻率小、土山顶、山谷风口、特别潮湿口、特别潮湿1.5，具体潮湿程度、土壤电阻率大小和所，具体潮湿程度、土壤电阻率大小和所处山坡的底和中间以及顶等可修正系数。处山坡的底和中间以及顶等可修正系数。 年均雷暴日数年均雷暴日数以当地气象部门提供数据为准。以当地气象部门提供数据为准。 建筑物截收相同雷击次数的建筑物截收相同雷击次数的等效面积等效面积与建筑物的与建筑物的长、宽、高有关。长、宽、高有关。变电站电气工程设计 确定保护方案确定保护方案：拟定保护方式采用避雷针、带、线、：拟定保护方式采用避雷针、带、线、网的单一方式还是几种混合方式、采用独立式还是附设式网的单一方式还是几种混合方式、采用独立式还是附设式等，选择接闪器的类型、规格和布置，按照避雷针滚球半等，选择接闪器的类型、规格和布置，按照避雷针滚球半径和避雷网网格尺寸表对保护范围进行验算，确定保护方径和避雷网网格尺寸表对保护范围进行验算，确定保护方案。案。避雷针滚球半径和避雷网网格尺寸表避雷针滚球半径和避雷网网格尺寸表 防雷防雷类别避雷避雷针滚球半径球半径/m/m避雷网网格尺寸避雷网网格尺寸/m/m一一类防雷防雷30305555或或6464二二类防雷防雷454510101010或或128128三三类防雷防雷606020202020或或24162416变电站电气工程设计 防雷防雷类别引下引下线间距距/m/m引下引下线数数备 注注人工引下人工引下线自然引下自然引下线一一类防雷防雷1212121222不采用独立避雷不采用独立避雷针、架空避雷架空避雷线二二类防雷防雷1818按柱跨距，按柱跨距，平均平均值满足足22三三类防雷防雷25252240m40m以下以下引下线数量及间距表引下线数量及间距表 接地装置接地装置：估算利用基础的接地电阻，按照接地电：估算利用基础的接地电阻，按照接地电阻的要求确定接地体的形式。祥见后述。阻的要求确定接地体的形式。祥见后述。 确定引下线确定引下线：按照规范要求的引下线数量及间距表：按照规范要求的引下线数量及间距表和方便测试、连接的断接卡确定引下线和断接卡的位置，和方便测试、连接的断接卡确定引下线和断接卡的位置，确定引下线的材料规格（扁钢、圆钢）。确定引下线的材料规格（扁钢、圆钢）。变电站电气工程设计 2）防雷击电磁脉冲方案设计）防雷击电磁脉冲方案设计 设计时无法准确知道电子信息系统的规模和位置，设计时无法准确知道电子信息系统的规模和位置，应将所有外露的金属物、砼中钢筋、金属管道、配电保护应将所有外露的金属物、砼中钢筋、金属管道、配电保护和防雷组成共地系统，在合适地方安装等电位连接板。和防雷组成共地系统，在合适地方安装等电位连接板。 从总配电箱和分支引出的线路必须采用从总配电箱和分支引出的线路必须采用TN-S系统。系统。 按需保护设备的数量、耐压水平及要求的磁场环境按需保护设备的数量、耐压水平及要求的磁场环境设置屏蔽、安装电涌保护器和采用屏蔽线的不同组合方案。设置屏蔽、安装电涌保护器和采用屏蔽线的不同组合方案。典典型型方方案案变电站电气工程设计 3）布置图设计）布置图设计 根据上述方案和以下有求，绘制出防雷平面图和必要根据上述方案和以下有求，绘制出防雷平面图和必要的防雷立面图。的防雷立面图。 保护物上的所有保护物上的所有金属突出物金属突出物（卫星天线、航空障碍（卫星天线、航空障碍灯、节日灯、广告牌等）和灯、节日灯、广告牌等）和防侧击雷门窗防侧击雷门窗等与防雷装置可等与防雷装置可靠连接，不在保护范围的靠连接，不在保护范围的非金属突出物非金属突出物（烟囱、管道、天（烟囱、管道、天窗等）增设避雷设施，避雷网应对屋角、屋脊、屋檐和檐窗等）增设避雷设施，避雷网应对屋角、屋脊、屋檐和檐角进行重点保护；角进行重点保护； 断接卡的设置断接卡的设置处必须方便测试、增加人工接地体的处必须方便测试、增加人工接地体的敷设和连接。敷设和连接。 人工接地体距出入口或人行道要大于人工接地体距出入口或人行道要大于3米，否则深米，否则深埋或加绝缘层（祥见接地部分）。埋或加绝缘层（祥见接地部分）。变电站电气工程设计 3 3、高压配电装置防雷设计、高压配电装置防雷设计1 1）户外配电装置直击雷防护）户外配电装置直击雷防护 户外配电装置应装设独立避雷针户外配电装置应装设独立避雷针保护，不宜装在配保护，不宜装在配电装置架和房顶上和人经常通行的地方（不小于电装置架和房顶上和人经常通行的地方（不小于3 3米）。米）。 对独立避雷针保护范围对独立避雷针保护范围采用折线法进行计算（单针、采用折线法进行计算（单针、多针、等高、不等高）。多针、等高、不等高）。 独立独立避雷针避雷针与配电装置带电部分、变电站电器设备与配电装置带电部分、变电站电器设备接地部分、架构接地部分的距离应满足：接地部分、架构接地部分的距离应满足： 独立避雷针的接地装置独立避雷针的接地装置与变电站接地网的地中距离与变电站接地网的地中距离应满足：应满足：变电站电气工程设计 2）雷电侵入波防护）雷电侵入波防护 进线进线：架空进线架空进线的的进线段架设避雷线进线段架设避雷线，保护角满足，保护角满足110220KV小于小于200、500KV及以上小于及以上小于150，35KV架设长度架设长度为为2Km，110KV及以上与原保护对接；及以上与原保护对接；电缆进线电缆进线在架空线在架空线与电缆连接处和末端装避雷器，架空线架设避雷线。与电缆连接处和末端装避雷器，架空线架设避雷线。 进线侧带电，进线开关（隔离开关或断路器）经常进线侧带电，进线开关（隔离开关或断路器）经常处于断开状态，在隔离开关处处于断开状态，在隔离开关处装设避雷器装设避雷器。 变电站的不同等级电压变电站的不同等级电压母线上均应装避雷器母线上均应装避雷器，配电，配电所装所装FS型、型、220KV级以下装级以下装FZ型、型、220KV以上金属氧化物以上金属氧化物的，避雷器与主变压器和其他设备的距离符合规范要求。的，避雷器与主变压器和其他设备的距离符合规范要求。 避雷器应以避雷器应以最短的接地线最短的接地线与与变电站接地主网相连变电站接地主网相连（通过电缆外皮连接），同时其附近应有集中接地装置。（通过电缆外皮连接），同时其附近应有集中接地装置。 变电站电气工程设计 3）配电装置防雷设计）配电装置防雷设计 对户外配电装对户外配电装采用一组独立避雷针或与避雷线相采用一组独立避雷针或与避雷线相结合的方式形成的保护区域防直击雷，避雷针从标准图结合的方式形成的保护区域防直击雷，避雷针从标准图集中选取，保护范围计算必须留有余量。集中选取，保护范围计算必须留有余量。 架空进线架空进线采用避雷线防止雷电侵入，必须考虑避采用避雷线防止雷电侵入，必须考虑避雷线的机械强度。雷线的机械强度。 避雷针避雷针满足与电气设备间距离、接地部分间距离、满足与电气设备间距离、接地部分间距离、接地网距离要求。接地网距离要求。 避雷器避雷器一般在对应的主结线图中表示出来。一般在对应的主结线图中表示出来。 平面布置时平面布置时必须和接地要求一并考虑。必须和接地要求一并考虑。 画出防雷平面布置图和必要立面图。画出防雷平面布置图和必要立面图。变电站电气工程设计 4 4、接地装置设计、接地装置设计 接地分为工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接接地分为工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地、电子信号接地、屏蔽接地、重复接地等，同时构成不地、电子信号接地、屏蔽接地、重复接地等，同时构成不同的接地系统，如同的接地系统，如TNCS、 TNC、 TNS、 T T、 IT。 1）接地要求）接地要求 变电装置变电装置：电器设备的底座和外壳、互感器的二次：电器设备的底座和外壳、互感器的二次绕组、铠装电缆外皮、塔杆架、穿线钢管和桥架、接线盒、绕组、铠装电缆外皮、塔杆架、穿线钢管和桥架、接线盒、敷线钢索、设备导轨等均应接地；安装在屏上的设备外壳、敷线钢索、设备导轨等均应接地；安装在屏上的设备外壳、绝缘子金属底座、已接地金属架上的设备、交流绝缘子金属底座、已接地金属架上的设备、交流50V直流直流110V及以下的电器设备可不接地。及以下的电器设备可不接地。 建筑物建筑物：参照前述设计应接地内容。：参照前述设计应接地内容。 接地电阻：接地电阻：小于下表的数据，越小越好。小于下表的数据，越小越好。变电站电气工程设计 接地类别接地类别接地的电气装置特点接地的电气装置特点接地电阻要求（接地电阻要求（）安全保护安全保护接地接地低电阻系统中的变电所电气装置保护低电阻系统中的变电所电气装置保护接地的接地电阻接地的接地电阻R2000/IR2000/I 且且5不接地、消弧线圈接不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统地和高电阻接地系统中变电所电气装置保中变电所电气装置保护接地的接地电阻护接地的接地电阻与变电所低压与变电所低压电气装置共用电气装置共用R120/I120/I 且且4仅用于高压电仅用于高压电气装置气装置R250/I250/I 且且10雷电保护雷电保护接地接地独立避雷针独立避雷针(含悬挂独立避雷线的架构含悬挂独立避雷线的架构)的接地电阻的接地电阻Ri1010（冲击电阻）（冲击电阻）在变压器门型架构上装设避雷针时的在变压器门型架构上装设避雷针时的接地电阻（不包括架构基础的接地电接地电阻（不包括架构基础的接地电阻）。阻）。R4（工频电阻）（工频电阻）变变电站电气装置的接地电阻电站电气装置的接地电阻变电站电气工程设计 接地类别接地类别接地的电气装置特点接地的电气装置特点接地电阻要求（接地电阻要求（）低压中性点接地低压中性点接地低压低压TN系统、系统、TT系统的电源中性点的接地电阻系统的电源中性点的接地电阻R4R4（注（注2）安全安全保护保护接地接地配电变压配电变压器位于所器位于所供电建筑供电建筑物之外物之外高压侧工高压侧工作于低电作于低电阻接地阻接地变压器保护接地不应与低压系统中性变压器保护接地不应与低压系统中性点接地不共用接地装置点接地不共用接地装置R250/IR250/I 且且10变压器保护接地无法与低压系统中性变压器保护接地无法与低压系统中性点接地分开时点接地分开时R1200/IR1200/I高压侧工作于消弧线圈和高电阻接地系统，保护高压侧工作于消弧线圈和高电阻接地系统，保护接地与低压系统中性点接地共用接地装置接地与低压系统中性点接地共用接地装置R50/IR50/I 且且4配电变压配电变压器位于所器位于所供电建筑供电建筑物之内物之内高压侧工作于低电阻接地系统，保护接地与低压高压侧工作于低电阻接地系统，保护接地与低压系统中性点接地共用接地装置并作等电位联结系统中性点接地共用接地装置并作等电位联结R4R4高压侧工作于消弧线圈接地和高电阻接地系统，高压侧工作于消弧线圈接地和高电阻接地系统，保护接地应与低压系统中性点接地共用接地装置，保护接地应与低压系统中性点接地共用接地装置，并作等电位联结。并作等电位联结。R4R4雷电保护接地雷电保护接地一类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻一类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻Ri10Ri10（冲击电阻）（冲击电阻）一、二类防雷建筑物防感应雷接地电阻一、二类防雷建筑物防感应雷接地电阻R10R10（工频电阻）（工频电阻）二类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻二类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻Ri10Ri10（冲击电阻）（冲击电阻）三类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻三类防雷建筑物防直击雷接地装置电阻Ri30Ri30（冲击电阻）（冲击电阻）共用接地共用接地接入设备中要求的最小值确定接入设备中要求的最小值确定R1R1（有信息系统）（有信息系统）建筑物建筑物电气装置的接地电阻电气装置的接地电阻变电站电气工程设计 2）人工接地装置）人工接地装置 人工接地极人工接地极：水平敷设用圆钢、扁钢，垂直敷设用：水平敷设用圆钢、扁钢，垂直敷设用角钢、钢管。按机械强度必须满足最小规格尺寸要求。角钢、钢管。按机械强度必须满足最小规格尺寸要求。种种 类类参参 数数室内地上室内地上室外地上室外地上地下地下圆圆 钢钢 直径（直径（mm） 6 8 10 扁扁 钢钢 截面（截面（mm2） 60 100 100 厚度（厚度（mm） 3 4 4 角角 钢钢 厚度（厚度（mm）2 2.5 4 钢钢 管管 管壁厚度（管壁厚度（mm）2.5 2.5 3.5 水平接地极和垂直接地极间的距离为水平接地极和垂直接地极间的距离为5米，埋设深米，埋设深度为度为0.60.8米，垂直接地极长度为米，垂直接地极长度为2.5米。米。 接地线截面接地线截面应进行热稳定校验，应满足应进行热稳定校验，应满足:变电站电气工程设计 3）接地电阻计算）接地电阻计算 接地电阻受大地干燥、冻结程度的影响，所以用估算接地电阻受大地干燥、冻结程度的影响，所以用估算值设计，最终以实测为准。土壤电阻率以实测值为准。值设计，最终以实测为准。土壤电阻率以实测值为准。 自然接地装置工频电阻估算自然接地装置工频电阻估算： 钢筋砼基础：钢筋砼基础： 金属管道：金属管道： 人工接地装置工频电阻估算人工接地装置工频电阻估算：简易的计算方法。：简易的计算方法。 单根单根3米垂直接地极：米垂直接地极： 单根单根60米水平接地极：米水平接地极： 复合接地网：复合接地网： 或或 如果土壤电阻率很高，可采用外引接地、土壤置换、如果土壤电阻率很高，可采用外引接地、土壤置换、采用降阻剂和深井式接地极等。采用降阻剂和深井式接地极等。 变电站电气工程设计 4）接地装置布置）接地装置布置 独立变电站独立变电站除利用自然接地体外，应附设以水平接除利用自然接地体外，应附设以水平接地极为主的人工接地网。人工接地网外缘应闭合、成圆弧地极为主的人工接地网。人工接地网外缘应闭合、成圆弧形且圆弧直径不小于均压带间距。形且圆弧直径不小于均压带间距。 建筑物的接地装置建筑物的接地装置优先利用砼基础内钢筋，应估算优先利用砼基础内钢筋，应估算及最终实测接地电阻，如大于要求值应补设人工接地装置。及最终实测接地电阻，如大于要求值应补设人工接地装置。有钢筋地梁时应将地梁内钢筋焊接成环形接地装置；无钢有钢筋地梁时应将地梁内钢筋焊接成环形接地装置；无钢筋地梁时应用筋地梁时应用404镀锌扁钢敷在基础外围形成环，并与基镀锌扁钢敷在基础外围形成环，并与基础钢筋焊接形成接地装置。础钢筋焊接形成接地装置。 接地网接地网内应设置水平均压带，接地网边缘经常有人内应设置水平均压带，接地网边缘经常有人出入走道处应铺设烁石、沥青或在地下装设两条均压带或出入走道处应铺设烁石、沥青或在地下装设两条均压带或深埋接地体。深埋接地体。变电站电气工程设计 引入架空线避雷器的接地应与变电装置接地相连，引入架空线避雷器的接地应与变电装置接地相连，入地处应敷设集中接地装置。人工接地体应敷设在地上空入地处应敷设集中接地装置。人工接地体应敷设在地上空闲或绿化带处。闲或绿化带处。 工作地与保护地公用接地装置时，低压的中性点与工作地与保护地公用接地装置时，低压的中性点与保护地应在进线配电屏处一点接地（保护地应在进线配电屏处一点接地（PEN）,接至变电站总接至变电站总接地。接地。 应设总接地母线应设总接地母线与接地线、保护线、等电位联结干与接地线、保护线、等电位联结干线相连，总母线应在不同点采用不少于两根连接线与接地线相连，总母线应在不同点采用不少于两根连接线与接地网相连；每个接地部分应以单独接地线和母线相连，不得网相连；每个接地部分应以单独接地线和母线相连，不得一个接地线串接几个接地部分。一个接地线串接几个接地部分。 5）接地装置设计）接地装置设计 按照上述要求绘出接地装置平面图和必要断面图，注按照上述要求绘出接地装置平面图和必要断面图，注意均压带、环网及基础钢筋焊接等。意均压带、环网及基础钢筋焊接等。变电站电气工程设计 5 5、等电位联结设计、等电位联结设计 不同的系统、不同地线的联结地点不同。不同的系统、不同地线的联结地点不同。 1 1）等电位连接要求）等电位连接要求 总等电位联结总等电位联结：建筑物的每个电源进线处的总等电：建筑物的每个电源进线处的总等电位联结板把进线的中性线、保护母线、金属管道干管（给位联结板把进线的中性线、保护母线、金属管道干管（给排水、热力、天然气）、金属构件、接地装置联结在一起，排水、热力、天然气）、金属构件、接地装置联结在一起，几个电源进线的总等电位联结板必须互相联结。几个电源进线的总等电位联结板必须互相联结。 局部等电位联结局部等电位联结：局部等电位联结板把保护母线、：局部等电位联结板把保护母线、金属管道、金属构件联结在一起。如浴室、游泳池、手术金属管道、金属构件联结在一起。如浴室、游泳池、手术室，使用手持式、移动式电器设备，电子信息系统和有特室，使用手持式、移动式电器设备，电子信息系统和有特殊要求的地方。殊要求的地方。 辅助等电位联结辅助等电位联结：是伸臂范围内或其他的外露可导：是伸臂范围内或其他的外露可导电部分与装置外可导电部分联结在一起。电部分与装置外可导电部分联结在一起。变电站电气工程设计 2）等电位联结设计）等电位联结设计 参照参照GB50054低压配电设计规范、低压配电设计规范、GB50057建建筑物防雷设计规范和国家标准图集筑物防雷设计规范和国家标准图集D501-2等电位联结等电位联结安装等进行设计。安装等进行设计。 电气装置均应设总等电位联结，防止间接触电、改电气装置均应设总等电位联结，防止间接触电、改善电磁兼容。善电磁兼容。 各种建筑的卫生间、洗浴设备均应作等电位联结，各种建筑的卫生间、洗浴设备均应作等电位联结，游泳池、手术室、使用手持式、移动式电器设备和有特殊游泳池、手术室、使用手持式、移动式电器设备和有特殊要求的地方应作等电位联结。要求的地方应作等电位联结。 联结线的截面、连接端子板满足机械强度和联结线联结线的截面、连接端子板满足机械强度和联结线的要求见下表。的要求见下表。 绘制等电位联结的系统图和平面图（与接地图一起绘制等电位联结的系统图和平面图（与接地图一起绘制）。绘制）。变电站电气工程设计 等电位联结线的截面 类别类别取值取值总等电位总等电位联结线联结线局部等电位局部等电位联结线联结线辅助等电位联结线辅助等电位联结线一般值一般值不小于电不小于电源进线截源进线截面的面的1/21/2不小于局部不小于局部场所最大场所最大PEPE线截面的线截面的1/21/2两电气设备外露导电两电气设备外露导电部分部分较小较小PEPE线截线截面面电气设备与装置外导电气设备与装置外导电部分电部分PEPE线截面线截面1/21/2最小值最小值6mm6mm2 2铜线铜线有机械防护有机械防护2.5mm2.5mm2 2铜导体；无机械防护铜导体；无机械防护4mm4mm2 2铜导体铜导体50mm50mm2 2钢线钢线16 mm16 mm2 2钢导体钢导体最大值最大值25mm25mm2 2铜导体铜导体防雷等电位联结线的最小截面 不同部位不同部位材料材料总等电位联结处总等电位联结处LPZ0B与与LPZ1交界处交界处局部等电位联结处局部等电位联结处LPZ1与与LPZ2交界处及以下交界处及以下铜导体铜导体16mm26mm2钢导体钢导体50 mm216mm2变电站电气工程设计 1 1、站用电、站用电2 2、照明方式和灯具、照明方式和灯具3 3、灯具布置和照度、灯具布置和照度 计算计算4 4、照明供电、照明供电5 5、照明设计、照明设计九九 站用电与照明设计站用电与照明设计变电站电气工程设计 1 1、站用电、站用电 站用电是给整个变电站提供电能的，必须与变电站所站用电是给整个变电站提供电能的，必须与变电站所处的地位和重要性相适应，从保证整个变电站运行的安全处的地位和重要性相适应，从保证整个变电站运行的安全和可靠性出发，选定站用电供电方案。主要给运行操作控和可靠性出发，选定站用电供电方案。主要给运行操作控制和中央信号、试验与检查维修、照明等提供电源。制和中央信号、试验与检查维修、照明等提供电源。 运行控制和各种信号电源前面已进行了说明，在此不运行控制和各种信号电源前面已进行了说明，在此不多叙述。多叙述。 试验与检修用电应针对性地设置相应容量和保护装置试验与检修用电应针对性地设置相应容量和保护装置的电源。的电源。 参照前面一次系统设计，画出参照前面一次系统设计，画出站用电的供电系统图站用电的供电系统图和和相关相关平面布置图平面布置图等。等。变电站电气工程设计 2 2、照明方式和灯具确定、照明方式和灯具确定 不同工作区域以满足使用功能和适合使用场所的原则。不同工作区域以满足使用功能和适合使用场所的原则。 按照使用和功能要求按照使用和功能要求选定照明方式，如采用一般照明、选定照明方式，如采用一般照明、局部照明、混合照明等不同形式。局部照明、混合照明等不同形式。 按照用途要求按照用途要求选定照明种类，如采用工作照明、事故选定照明种类，如采用工作照明、事故照明、应急照明、警卫照明、障碍照明等。照明、应急照明、警卫照明、障碍照明等。 按照使用场合要求按照使用场合要求选定光源和灯具种类，在掌握各种选定光源和灯具种类，在掌握各种光源的技术特性和灯具结构特点的基础上，结合具体区域的光源的技术特性和灯具结构特点的基础上，结合具体区域的要求同时选取。光源：白炽灯、碘钨灯、荧光灯、高压汞灯、要求同时选取。光源：白炽灯、碘钨灯、荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、单灯混光灯、固体放电灯、高强度气金属卤化物灯、氙灯、单灯混光灯、固体放电灯、高强度气体放电灯、体放电灯、LED灯。灯具：广照型、深照型、均照型、配照灯。灯具：广照型、深照型、均照型、配照型、防水防尘型、斜照型，具体型号规格非常多。型、防水防尘型、斜照型，具体型号规格非常多。变电站电气工程设计 3 3、灯具布置和照度计算、灯具布置和照度计算 以使用功能要求为依据，进行灯具布置和照度计算。以使用功能要求为依据，进行灯具布置和照度计算。 室内灯具布置室内灯具布置：平面布置采取均匀布置和选择布置、：平面布置采取均匀布置和选择布置、工作照明和事故照明相间布置相结合的方式、应急照明适宜工作照明和事故照明相间布置相结合的方式、应急照明适宜布置；灯具安装高度与工作面适宜，太高降低工作面照度、布置；灯具安装高度与工作面适宜，太高降低工作面照度、维修麻烦，过低产生眩光、不安全、不同灯具最低高度也有维修麻烦，过低产生眩光、不安全、不同灯具最低高度也有要求。要求。 室外灯具布置室外灯具布置：一般照明采取均匀布置，设施设备照：一般照明采取均匀布置，设施设备照明采用选择布置，其他同上。明采用选择布置，其他同上。 按照按照GB50034-2004或设计手册选定不同区域或设计手册选定不同区域要求的要求的照度值照度值，对灯具布置方案采用利用系数法或单位容量法验算，对灯具布置方案采用利用系数法或单位容量法验算工作面照度值并使其工作面照度值并使其满足要求满足要求。变电站电气工程设计 4 4、照明供电、照明供电 所有所有照明照明用电在电源进线处应与用电在电源进线处应与动力用电分开动力用电分开，并，并分别计量电能。分别计量电能。 按照用途要求按照用途要求选定工作照明、事故照明、应急照明、选定工作照明、事故照明、应急照明、警卫照明、障碍照明等的供电方式。如双电源供电有备用警卫照明、障碍照明等的供电方式。如双电源供电有备用电源自动投入装置的，可以从电源处满足全部工作照明或电源自动投入装置的，可以从电源处满足全部工作照明或事故照明、应急照明的要求；只需工作照明和疏散用的应事故照明、应急照明的要求；只需工作照明和疏散用的应急照明；警卫照明、障碍照明采用太阳能电池板供电等等急照明；警卫照明、障碍照明采用太阳能电池板供电等等不同方式，不同方式，设计照明供电系统设计照明供电系统。 选择所有线路选择所有线路按照敷设方式选择型号，按照计算电按照敷设方式选择型号，按照计算电流选择截面规格。流选择截面规格。 变电站电气工程设计 5 5、照明设计、照明设计 编写设计说明书编写设计说明书。对整个设计的依据、实现功能、。对整个设计的依据、实现功能、具体做法、施工要求等的全面叙述。具体做法、施工要求等的全面叙述。 画出各级的照明供电系统图画出各级的照明供电系统图。标注回路编号、用途、。标注回路编号、用途、容量、开关型号规格、线路型号规格等。容量、开关型号规格、线路型号规格等。 画出所有的照明平面图画出所有的照明平面图。标注所有配电箱型号规格。标注所有配电箱型号规格和安装高度、灯具型号规格和安装高度、开关型号规格和和安装高度、灯具型号规格和安装高度、开关型号规格和安装高度、线路型号规格和敷设方式等。安装高度、线路型号规格和敷设方式等。 画出有特殊要求的相关图画出有特殊要求的相关图。如母线安装方式大样图、。如母线安装方式大样图、灯具安装大样图、备用电源自动投入装置二次图等。灯具安装大样图、备用电源自动投入装置二次图等。变电站电气工程设计 九九 施工设计说明书施工设计说明书1 1、工程概况、工程概况2 2、设计依据、设计依据3 3、方案和方法、方案和方法4 4、图例说明、图例说明变电站电气工程设计 施工设计说明书是对整个工程的设计情况进行全面说施工设计说明书是对整个工程的设计情况进行全面说明，主要包括：工程概况、工程特点、设计依据、采用方明，主要包括：工程概况、工程特点、设计依据、采用方案、采用计算方法、采用标准和规范、采用的标准图集编案、采用计算方法、采用标准和规范、采用的标准图集编号、施工要求及注意事项、设备订货要求、图例说明等。号、施工要求及注意事项、设备订货要求、图例说明等。对工程的实施起着很重要的作用。对工程的实施起着很重要的作用。 一般可以把全部内容集中起来进行总的说明，或总说一般可以把全部内容集中起来进行总的说明，或总说明仅就主要的方案和使用面广的进行说明，其他局部使用明仅就主要的方案和使用面广的进行说明，其他局部使用的在具体图中进行说明。的在具体图中进行说明。 开始设计时依据初步方案进行设计，设计中小的细节开始设计时依据初步方案进行设计，设计中小的细节做法必须是整个设计完成后才确定下来，所以说明书是最做法必须是整个设计完成后才确定下来，所以说明书是最后对设计图应说明的内容归纳整理出来的。后对设计图应说明的内容归纳整理出来的。 变电站电气工程设计 1 1、工程概况、工程概况 说明变电站地点、地位、容量、电压等级、说明变电站地点、地位、容量、电压等级、 2 2、设计依据、设计依据 国家和地方规范、标准、企业标准、具体特点和要国家和地方规范、标准、企业标准、具体特点和要求、建设单位提供的数据。求、建设单位提供的数据。 3 3、方案和方法、方案和方法 如主结线方式、运行方式，负荷计算方法，电如主结线方式、运行方式，负荷计算方法，电缆线路大型号、敷设方式，未标注表示的意义，具体采缆线路大型号、敷设方式，未标注表示的意义，具体采用标准图做法、订货要求等。用标准图做法、订货要求等。 4 4、图例说明、图例说明 图中符号表示的意义。图中符号表示的意义。变电站电气工程设计 十十 设计实例设计实例 10/0.4 10/0.4KVKV变电所电气工程设计变电所电气工程设计1 1、工程概况、工程概况2 2、变电所负荷、变电所负荷3 3、变电所定位、变电所定位4 4、一次系统设计、一次系统设计5 5、布置图设计、布置图设计6 6、二次系统设计、二次系统设计7 7、防雷与接地、防雷与接地变电站电气工程设计 1 1、工程概况、工程概况 1）基本情况）基本情况 工程名称：工程名称：XXX商业办公大厦配套变电所。商业办公大厦配套变电所。 建筑面积：建筑面积： 40000m2(地上地上37000、地下、地下3000）。）。 层数与高度：地下层数与高度：地下1层、地上层、地上28层，总高层，总高100m。 建筑结构：框架、剪力墙结构。建筑结构：框架、剪力墙结构。 功能布局：地下功能布局：地下1层为变电所、蓄水池、水泵房、热层为变电所、蓄水池、水泵房、热交换站、汽车库、活动室等，地上交换站、汽车库、活动室等，地上14层为商场，夹层为层为商场，夹层为转换层，转换层，520层为公寓式写字间，层为公寓式写字间，2128层为标准写字间，层为标准写字间，局部顶层为电梯机房、设备间等。局部顶层为电梯机房、设备间等。 2）要求）要求 满足国家标准、规范的供电要求满足国家标准、规范的供电要求 双电源供电，一路满足全部、一路满足一般负荷。双电源供电，一路满足全部、一路满足一般负荷。 变电站电气工程设计 2 2、变电所负荷、变电所负荷 本工程负荷的等级和容量需要设计者确定。本工程负荷的等级和容量需要设计者确定。 负荷等级负荷等级：根据全国民用建筑工程设计技术措施：根据全国民用建筑工程设计技术措施/电气为一类民用建筑，根据高层民用建筑防火设计规范电气为一类民用建筑，根据高层民用建筑防火设计规范和建筑设计防火规范本工程负荷等级如下：和建筑设计防火规范本工程负荷等级如下： 一级负荷一级负荷：乘客电梯、地下室排污泵、各层公共照明、：乘客电梯、地下室排污泵、各层公共照明、应急照明、所有消防负荷（消防电梯、消防泵、消火栓泵、应急照明、所有消防负荷（消防电梯、消防泵、消火栓泵、喷淋泵、送风机、排烟机、消防电梯井排污泵、消防控制室喷淋泵、送风机、排烟机、消防电梯井排污泵、消防控制室照明等）等。照明等）等。 二级负荷二级负荷：地下室及：地下室及15层照明、商场自动扶梯、商场层照明、商场自动扶梯、商场电梯、生活水泵等。电梯、生活水泵等。 三级负荷三级负荷：628层户内用电、底层设备房、商场空调层户内用电、底层设备房、商场空调机组、节日彩灯照明等其余全部负荷。机组、节日彩灯照明等其余全部负荷。变电站电气工程设计 负荷计算负荷计算：统计各类负荷的相关数据，为计算做好：统计各类负荷的相关数据，为计算做好准备，如用电设备的装机容量、台数、功率因数、所在位准备，如用电设备的装机容量、台数、功率因数、所在位置、负荷等级等，把实现相同功能、位于相同区域、功率置、负荷等级等，把实现相同功能、位于相同区域、功率不大的设备统计在一起；计算不同区域或层（变电所同一不大的设备统计在一起；计算不同区域或层（变电所同一回路供电）、不同状态各等级负荷的总有功功率、视在功回路供电）、不同状态各等级负荷的总有功功率、视在功率、功率因数和计算电流等，一般一级消防负荷比较小，率、功率因数和计算电流等，一般一级消防负荷比较小，在使用时其他负荷所切除的容量远大于一级消防负荷，所在使用时其他负荷所切除的容量远大于一级消防负荷，所以计算总容量时不必计入消防负荷。以计算总容量时不必计入消防负荷。用电设备负荷统计表用电设备负荷统计表设备名称名称所在所在位置位置设备数量及数量及功率功率KWKW功率功率因数因数负荷荷等等级数据数据来源来源备注注变电站电气工程设计 一级正常照明负荷计算一级正常照明负荷计算设 备名名 称称回路回路编号号设备功率功率KWKW需要需要系数系数功率功率因数因数有功有功负荷荷KWKW无功无功负荷荷KVarKVar视在在负荷荷KVAKVA计算算电流流A A备注注1 14 4层公共通公共通道照明道照明1M-11M-180.080.00.80.80.90.964.064.031.031.071.171.1108.1108.16 62828层公共通公共通道照明道照明1M-21M-272.072.00.80.80.90.957.657.625.125.162.862.897.297.2合合 计一级消防负荷计算一级消防负荷计算二级正常照明负荷计算二级正常照明负荷计算二级正常动力负荷计算二级正常动力负荷计算三级正常照明负荷计算三级正常照明负荷计算三级正常动力负荷计算三级正常动力负荷计算变电站电气工程设计 3 3、变电所定位、变电所定位 变电所类别变电所类别：电压等级为高压、用途为用户、形式：电压等级为高压、用途为用户、形式为地下、容量规模为小型的降压变电站。为地下、容量规模为小型的降压变电站。 供电电源与电压等级供电电源与电压等级：本设计按照引入两条相对独：本设计按照引入两条相对独立的立的10KV考虑，无需备用发电机组。用电设备有三相考虑，无需备用发电机组。用电设备有三相380V、单相单相220V，即变电所为，即变电所为10/0.4KV，用电设备为低压三相四，用电设备为低压三相四线制线制TN-S供电。供电。 电能质量与接地系统电能质量与接地系统：如变电所设在地下室，最长：如变电所设在地下室，最长的低压配电距离约为的低压配电距离约为160m，能满足用电设备端电压在，能满足用电设备端电压在5%以内的要求，故只设一个变电所；高层建筑的基础构成的以内的要求，故只设一个变电所；高层建筑的基础构成的接地电阻一般都满足最小接地电阻的要求，故采用接地电阻一般都满足最小接地电阻的要求，故采用TN-C-S系统。系统。变电站电气工程设计 适用的规范和标准适用的规范和标准：如工程建设标准强制性条文：如工程建设标准强制性条文电力工程部分、电力工程部分、10KV及以下变电所设计规范、供配及以下变电所设计规范、供配电系统设计规范、电力装置的继电保护和自动装置设计电系统设计规范、电力装置的继电保护和自动装置设计规范、电力装置的自动测量仪表装置设计规范、电规范、电力装置的自动测量仪表装置设计规范、电力工程电缆设计规范、建筑物防雷设计规范、建筑力工程电缆设计规范、建筑物防雷设计规范、建筑照明设计标准、系统接地的型式及安全技术要求、照明设计标准、系统接地的型式及安全技术要求、电能质量供电电压偏差、电能质量三相电压不平电能质量供电电压偏差、电能质量三相电压不平衡、电力变压器经济运行、变电站总布置设计技术衡、电力变压器经济运行、变电站总布置设计技术规程、火力发电厂和变电站照明设计技术规定等住建规程、火力发电厂和变电站照明设计技术规定等住建部、省规范和标准图集。部、省规范和标准图集。 适用的设计手册适用的设计手册，如电力工程电气设备手册、，如电力工程电气设备手册、 电力工程电气设备手册、建筑电气设计手册、供电力工程电气设备手册、建筑电气设计手册、供配电系统图集、工厂常用电气设备手册等。配电系统图集、工厂常用电气设备手册等。变电站电气工程设计 4 4、一次系统设计、一次系统设计 一次系统设计对规划的变电站，其容量、出线回路一次系统设计对规划的变电站，其容量、出线回路数和负荷是确定的，本工程需要针对性进行设计。数和负荷是确定的，本工程需要针对性进行设计。 1）变压器选择）变压器选择 变压器形式和台数变压器形式和台数：变电所位于地下室可优先考：变电所位于地下室可优先考虑虑干式变压器干式变压器、电压比为电压比为10/0.4KV双绕组变压器、负荷变双绕组变压器、负荷变化不是特别大可用化不是特别大可用无励磁调压无励磁调压的变压器、连接标号可用的变压器、连接标号可用Y,yn0或或D,yn11任一种、外壳防护等级按照其设置方式和任一种、外壳防护等级按照其设置方式和要求可选要求可选IP2X或或IP4X、型号选用节能变压器如、型号选用节能变压器如SCB10和和SGB10、海拔高度等使用环境满足要求（、海拔高度等使用环境满足要求（GB20052-2006三相配电变压器能效限定值及节能评价），本三相配电变压器能效限定值及节能评价），本工程一、二级负荷容量较大故选择工程一、二级负荷容量较大故选择两台两台变压器，以满足变压器，以满足检修时保证一、二级负荷供电。检修时保证一、二级负荷供电。变电站电气工程设计 变压器容量变压器容量：本工程总：本工程总计算负荷为计算负荷为2400KVA、功率、功率因素为因素为0.92，一、二级负荷为一、二级负荷为1150KVA、功率因素为、功率因素为0.91，照明和动力可以公用变压器照明和动力可以公用变压器。如选两台同容量的变压器互。如选两台同容量的变压器互为备用，并单台能满足一、二级负荷供电要求是比较理想为备用，并单台能满足一、二级负荷供电要求是比较理想的，选用的，选用1600KVA的变压器负荷率为的变压器负荷率为0.75且大于一、二级负且大于一、二级负荷，符合变压器经济运行规范和实际使用要求，如用荷，符合变压器经济运行规范和实际使用要求，如用1250KVA或或2000KVA不符合规范要求。不符合规范要求。 综上综上，选两台，选两台SCB10-1600-10/0.4、连接标号为、连接标号为D,yn11、防护等级为、防护等级为IP2X的变压器，可查相关数据为：的变压器，可查相关数据为：UK%=6、P0=2.4KW、PS=12.37KW、外形尺寸、外形尺寸15609601840（武汉天仕达电气有限公司）。（武汉天仕达电气有限公司）。变电站电气工程设计 2）负荷分配计算）负荷分配计算 对那些用电设备由变电所的对那些用电设备由变电所的同一个低压回路供电同一个低压回路供电，必须满足负荷等级相同、负荷性质相同（照明、动力）、必须满足负荷等级相同、负荷性质相同（照明、动力）、负荷所在位置较近等，如上负荷计算时的分法。负荷所在位置较近等，如上负荷计算时的分法。 对那些低压回路由对那些低压回路由同一个低压屏供电同一个低压屏供电，必须满足负，必须满足负荷等级相同、负荷性质相同、负荷功能相近等。荷等级相同、负荷性质相同、负荷功能相近等。 对那些低压屏由对那些低压屏由同一个变压器供电同一个变压器供电，必须满足两个，必须满足两个变压器正常运行时的负荷率相近、如将动力、消防和次要变压器正常运行时的负荷率相近、如将动力、消防和次要照明负荷由一台变压器供电，另一台变压器给主要照明负照明负荷由一台变压器供电，另一台变压器给主要照明负荷供电。荷供电。变电站电气工程设计 3）高压电气系统设计）高压电气系统设计 主结线形式主结线形式：单母线和双母线、不分段和分段、变：单母线和双母线、不分段和分段、变压器单独和并联运行等方式。压器单独和并联运行等方式。 单母线并联分段单母线并联分段: 主电源主电源A供电、供电、B断开，变压器一、断开，变压器一、二次母线联络断路器闭合，共同承担负荷。二次母线联络断路器闭合，共同承担负荷。A故障或检修、故障或检修、B承担部分负荷。可靠性高、灵活型好、经济性好。承担部分负荷。可靠性高、灵活型好、经济性好。 单母线分段单母线分段: 电源电源A、B同时供电，变压器一、二次母同时供电，变压器一、二次母线联络断路器断开，各自承担负荷。线联络断路器断开，各自承担负荷。B故障或检修时闭合母故障或检修时闭合母线联络断路器，线联络断路器，A承担全部负荷。承担全部负荷。A故障或检修时闭合母线故障或检修时闭合母线联络断路器，联络断路器，B承担部分负荷。经济性差。承担部分负荷。经济性差。 根据供电规定根据供电规定：电源进线必须先隔离，电能计量必须：电源进线必须先隔离，电能计量必须在进线断路器之前；两个电源不能并联运行；照明负荷与在进线断路器之前；两个电源不能并联运行；照明负荷与动力负荷必须分开计量，决定了高压侧的主结线。动力负荷必须分开计量，决定了高压侧的主结线。变电站电气工程设计 短路计算短路计算：根据供电部门提供的相关数据，如母线：根据供电部门提供的相关数据，如母线三相短路电流、上一级变电站距本变电所距离、引入电源三相短路电流、上一级变电站距本变电所距离、引入电源电缆型号规格等，分别计算两个电源不同运行方式的高压电缆型号规格等，分别计算两个电源不同运行方式的高压短路电流。作为选择高压开关柜及电器设备的依据。短路电流。作为选择高压开关柜及电器设备的依据。 开关柜型号选择开关柜型号选择：因变压器容量较大，故主开关选：因变压器容量较大，故主开关选用真空断路器，开关柜选用用真空断路器，开关柜选用KYN44A-12型型户内式金属铠户内式金属铠装手车柜装手车柜（相同的还有（相同的还有KYN28A、GZS1等型号）。必须等型号）。必须满足满足：进线隔离柜和进线断路器间、联络隔离柜和联络断：进线隔离柜和进线断路器间、联络隔离柜和联络断路器柜间有电器闭锁，防止带负荷操作隔离手车；两个进路器柜间有电器闭锁，防止带负荷操作隔离手车；两个进线断路器与联络断路器间设置电气互锁，只能闭合任意两线断路器与联络断路器间设置电气互锁，只能闭合任意两个断路器，保证两个电源不并联运行。个断路器，保证两个电源不并联运行。变电站电气工程设计 KYN44A-12型户内式金属铠装手车柜样图主要技术参数：主要技术参数：变电站电气工程设计 开关柜规格选择开关柜规格选择：根据每个开关柜实现的功能（如：根据每个开关柜实现的功能（如一次进出线方式、断路器数量和容量，二次测量、计量功一次进出线方式、断路器数量和容量，二次测量、计量功能和保护方案等），选择与之相符的规格。能和保护方案等），选择与之相符的规格。 电器设备选择电器设备选择：主要从所选设备柜上能用和整体协：主要从所选设备柜上能用和整体协调配套考虑。调配套考虑。高压母线高压母线选选TMY-3(808)；断路器断路器(进线、变进线、变压器、联络压器、联络)选户内真空断路器选户内真空断路器VD4-12-630A/20KA（可用（可用ZN、 VS1、 EV12、3AE、VB2、VEP型），弹簧操作机型），弹簧操作机构；构；避雷器避雷器(进线、变压器进线、变压器)选氧化锌型选氧化锌型HY5WZ-17/45；熔熔断器断器(电压互感器保护电压互感器保护)选选XRNP1-12-0.5A/50KA；电压互感电压互感器器(计量、进线隔离计量、进线隔离)选选JDZ12-10；电流互感器电流互感器(计量、保护计量、保护)选选LZZBJ-12-10A；带电显示器带电显示器选选DXNA1-10；还有电压；还有电压表、电流表、有功和有功功率表、功率因素表等。表、电流表、有功和有功功率表、功率因素表等。变电站电气工程设计 绘制高压电气系统图绘制高压电气系统图 高压系统图就是高压主结线图，对供电的可靠性、高压系统图就是高压主结线图，对供电的可靠性、安全性、灵活性和经济性起着据定性作用。必须认真反安全性、灵活性和经济性起着据定性作用。必须认真反复考虑每个细节来完成。复考虑每个细节来完成。 a、按上述选定的方案，依据实际布置时柜子正面的排按上述选定的方案，依据实际布置时柜子正面的排列顺序（由左到右）列顺序（由左到右）画出电气系统图画出电气系统图。 b、标注、标注图上母线、电缆、断路器、隔离开关、互感器、图上母线、电缆、断路器、隔离开关、互感器、熔断器、避雷器、电压表、电流表、有功功率表、有功熔断器、避雷器、电压表、电流表、有功功率表、有功功率表、功率因素表等所有设备的型号规格。功率表、功率因素表等所有设备的型号规格。 c、对应对应列表说明列表说明每个柜子的编号、型号规格、回路编每个柜子的编号、型号规格、回路编号、容量、计算电流、保护方案、回路名称、柜体尺寸、号、容量、计算电流、保护方案、回路名称、柜体尺寸、电缆型号规格等。电缆型号规格等。变电站电气工程设计 4）低压电气系统设计）低压电气系统设计 主结线形式主结线形式：一般主结线是高压和低压同时考虑的，：一般主结线是高压和低压同时考虑的，采用单母线分段运行，采用单母线分段运行， 前面已经叙述。前面已经叙述。 根据供电和消防规定：单母线分段运行时，变压器低压根据供电和消防规定：单母线分段运行时，变压器低压侧的两台断路器与低压母线联络断路器必须连锁，只能同时侧的两台断路器与低压母线联络断路器必须连锁，只能同时闭合任意两个；消防用电设备应集中设置于配电屏内。闭合任意两个；消防用电设备应集中设置于配电屏内。 短路计算短路计算：根据低压系统的主结线，计算不同点三相：根据低压系统的主结线，计算不同点三相短路、单相短路的短路电流。作为选择压开关柜及电器设备短路、单相短路的短路电流。作为选择压开关柜及电器设备的依据。的依据。 开关柜型号选择开关柜型号选择：因有一级负荷，故主开关选用断路：因有一级负荷，故主开关选用断路器，开关柜选用器，开关柜选用MNS(BWL3)-0.4型抽出式开关柜。必须满足：型抽出式开关柜。必须满足：所有单个回路隔离和对应的断路器间、总进线隔离和相关的所有单个回路隔离和对应的断路器间、总进线隔离和相关的断路器间有电器闭锁，防止带负荷操作隔离。断路器间有电器闭锁，防止带负荷操作隔离。变电站电气工程设计 额定绝缘电压：额定绝缘电压：1000VAC；额定工作电压额定工作电压 ： 690VAC ；额定电流：额定电流： 6300A；额定峰值耐受电流：额定峰值耐受电流：220KA；额定短时耐受电流：额定短时耐受电流：100KA；配电母线配电母线 额定电流：额定电流：2000A；额定峰值耐受电流：额定峰值耐受电流： 165KA；额定短时耐受电流额定短时耐受电流 ： 86KA；防护等级防护等级 ：IP30IP54；外形尺寸：外形尺寸： 高高 2200mm 宽宽 400,600,800,1000,1200 深深 400,600,800,1000,1200。主要技术参数：主要技术参数： 标准标准: IEC60439-1 GB7251.1 JB/T9661MNS(BWL3)-0.4型抽出式开关柜变电站电气工程设计 开关柜规格选择开关柜规格选择：根据每个开关柜实现的功能（如：根据每个开关柜实现的功能（如一次进出线方式、断路器数量、断路器容量，二次测量、一次进出线方式、断路器数量、断路器容量，二次测量、计量功能和保护方案等），选择与之相符的规格。计量功能和保护方案等），选择与之相符的规格。 电器设备选择电器设备选择：母线选：母线选TMY-32(10010)(10010)；进线断路器、母线联络断路器、大容量出线断；进线断路器、母线联络断路器、大容量出线断路器选空气断路器路器选空气断路器E3N,PR122式，小容量出线断路器选式，小容量出线断路器选B塑壳断路器塑壳断路器T5S、PR222P-LSI或或T2S、PR221DS-LS；电；电流互感器选流互感器选AKH型；低压浪涌保护器选型；低压浪涌保护器选OVRBT2型。型。 绘制低压电气系统图绘制低压电气系统图：按上述选定的方案，依据实：按上述选定的方案，依据实际布置时柜子正面的排列顺序画出电气系统图；并标注图际布置时柜子正面的排列顺序画出电气系统图；并标注图上母线、电缆、断路器、互感器、熔断器等型号规格；列上母线、电缆、断路器、互感器、熔断器等型号规格；列表说明每个柜子的编号、型规、容量、计算电流、保护方表说明每个柜子的编号、型规、容量、计算电流、保护方案、测量方案、回路名称、柜体尺寸、电缆型号规格等。案、测量方案、回路名称、柜体尺寸、电缆型号规格等。变电站电气工程设计 5 5、变电所布置图设计、变电所布置图设计 规划的变电所地址是确定的，只存在布置问题。规划的变电所地址是确定的，只存在布置问题。 变电所选址变电所选址：一般从进出线方便、距离短、接近：一般从进出线方便、距离短、接近负荷中心来考虑，针对本工程还需考虑设备进出方便、负荷中心来考虑，针对本工程还需考虑设备进出方便、上方避开卫生间、浴室、靠近电气竖井为宜。上方避开卫生间、浴室、靠近电气竖井为宜。 总体布置总体布置：根据：根据2台干式变压器、台干式变压器、10面高压柜、面高压柜、19面低压柜、可能的直流屏和信号屏等所占面积大小，同面低压柜、可能的直流屏和信号屏等所占面积大小，同时所有设备均可以同室布置的特点，结合建筑结构布局时所有设备均可以同室布置的特点，结合建筑结构布局选择适宜的区域作为变电所，在满足便于运行维护、便选择适宜的区域作为变电所，在满足便于运行维护、便于进出线、保证安全运行、面积小但有预留空间的条件于进出线、保证安全运行、面积小但有预留空间的条件下，画出建筑门窗、设备和线路敷设的不同布置方案。下，画出建筑门窗、设备和线路敷设的不同布置方案。变电站电气工程设计 优选方案优选方案：对上述布置方案核准其维护通道和安：对上述布置方案核准其维护通道和安全净距离，使其均必须满足要求（个别尺寸可适当调整）全净距离，使其均必须满足要求（个别尺寸可适当调整），优选其中之一作为实施方案。，优选其中之一作为实施方案。 布置图设计布置图设计：按比例画出平面布置图，并标注标：按比例画出平面布置图，并标注标高、设备编号、各种相对净尺寸；按比例画出必要剖面高、设备编号、各种相对净尺寸；按比例画出必要剖面图，反映设备安装、母线连接、特殊做法、局部放大样图，反映设备安装、母线连接、特殊做法、局部放大样图等内容，此图配上标准图就可完成施工。图等内容，此图配上标准图就可完成施工。 资料图设计资料图设计：画出对建筑、结构、采暖通风、给：画出对建筑、结构、采暖通风、给排水等具体要求的图纸，反映门窗位置及大小、设备基排水等具体要求的图纸，反映门窗位置及大小、设备基础、地沟形式、预埋件、预留洞、检修钓钩、通风换气础、地沟形式、预埋件、预留洞、检修钓钩、通风换气等内容。等内容。变电站电气工程设计 6 6、二次电气系统设计、二次电气系统设计 1）二次总体方案）二次总体方案 计量计量：一般由供电部门装设三相多功能电能表，附：一般由供电部门装设三相多功能电能表，附带计量专用接线盒、电压互感器失压断相计时仪等。带计量专用接线盒、电压互感器失压断相计时仪等。 测量测量：电源进线柜装电压表，电源进线、母联、变：电源进线柜装电压表，电源进线、母联、变压器柜装电流表，变压器柜装有功和无功表。低压进线柜装压器柜装电流表，变压器柜装有功和无功表。低压进线柜装电压和电流表，配电回路装电流表，电容器主柜装功率因素电压和电流表，配电回路装电流表，电容器主柜装功率因素表，根据电费核算方式和管理需要装有功电能表等。表，根据电费核算方式和管理需要装有功电能表等。 保护保护：高压进线：高压进线-短时限电流速断、定时限过电流和短时限电流速断、定时限过电流和失压；变压器失压；变压器-电流速断、定时限过电流、温度；母联电流速断、定时限过电流、温度；母联-电流电流速断；低压侧总断路器作为过负荷保护。采用继电器为主。速断；低压侧总断路器作为过负荷保护。采用继电器为主。 控制、信号控制、信号：就地控制方式。就地设中央信号柜。：就地控制方式。就地设中央信号柜。 小母线小母线：根据控制的复杂程度如控制、合闸、信号。：根据控制的复杂程度如控制、合闸、信号。变电站电气工程设计 2）整定计算及继电器选择）整定计算及继电器选择 根据前面计算出的变电所高低压母线短路数据，根据前面计算出的变电所高低压母线短路数据，对电源两个进线、高压分段母线、变压器进行保护整定对电源两个进线、高压分段母线、变压器进行保护整定计算。计算。 定时限或短时限过电流保护应计算动作电流、定时限或短时限过电流保护应计算动作电流、动作时限、校验灵敏系数；电流速断保护计算动作电流、动作时限、校验灵敏系数；电流速断保护计算动作电流、校验灵敏系数；灵敏系数和动作时限均须符合规范和当校验灵敏系数；灵敏系数和动作时限均须符合规范和当地供电部门的要求。地供电部门的要求。 根据动作电流选取电流继电器型号规格、设定根据动作电流选取电流继电器型号规格、设定整定值；根据动作时限选取时间继电器型号规格、整定整定值；根据动作时限选取时间继电器型号规格、整定动作时间。动作时间。变电站电气工程设计 3）操作电源设计）操作电源设计 直流直流110V,选免维护铅酸蓄电池，单母线供电。选免维护铅酸蓄电池，单母线供电。 蓄电池容量蓄电池容量：统计负荷持续：统计负荷持续1h放电电流，如信号放电电流，如信号灯、位置指示器、位置继电器、控制和保护电源、断路器灯、位置指示器、位置继电器、控制和保护电源、断路器跳闸、恢复供电合闸等；采用公式：容量跳闸、恢复供电合闸等；采用公式：容量=（3.44.0）（1h放电电流），计算放电电流），计算10h放电所需的容量约为放电所需的容量约为20Ah。 充电装置充电装置：用电流：用电流=（1.01.25）2.4（长期负（长期负荷电流），计算充电装置额定电流荷电流），计算充电装置额定电流78A，HD11005高频高频开关充电额定电流开关充电额定电流5A，选，选2正常用，正常用，1块备用。块备用。 直流馈电回路直流馈电回路：断路器控制、断路器储能、信号、：断路器控制、断路器储能、信号、数字仪表、备用等，据电流大小选断路器作控制开关。数字仪表、备用等，据电流大小选断路器作控制开关。 其他功能其他功能：电压和电流测量、信号指示灯、熔断：电压和电流测量、信号指示灯、熔断器保护、绝缘监视等功能。器保护、绝缘监视等功能。变电站电气工程设计 4）二次测量与计量设计）二次测量与计量设计 电流互感器选用电流互感器选用LZZJB12-10A型，精度等级有型，精度等级有0.2S、0.5，变比根据实际电流选取；电压互感器选用，变比根据实际电流选取；电压互感器选用JDZ12-10型，精度型，精度0.5级，变比级，变比10/0.1KV。 电压和电流表均为数显电压和电流表均为数显CL96-AV3、CL96-AI3，电能表选电能表选DT96-3E、DT96-3RE。 接线是标准的非常简单，参考标准图设计。接线是标准的非常简单，参考标准图设计。变电站电气工程设计 5）断路器控制与保护回路设计）断路器控制与保护回路设计 断路器控制断路器控制采用就地操作和灯光监视的方式，通过采用就地操作和灯光监视的方式，通过开关对其线圈操作，用辅助触点改变信号灯的状态；开关对其线圈操作，用辅助触点改变信号灯的状态；每个断每个断路器的合闸回路串入本柜处于工作和试验位置的辅助触点，避免其他状路器的合闸回路串入本柜处于工作和试验位置的辅助触点，避免其他状态合闸；两个进线柜断路器与母联断路器进行连锁，防止两个电源并联态合闸；两个进线柜断路器与母联断路器进行连锁，防止两个电源并联运行；进线断路器与进线隔离手车间、母联断路器与其隔离手车间连锁，运行；进线断路器与进线隔离手车间、母联断路器与其隔离手车间连锁，防止带负荷操作手车。防止带负荷操作手车。 保护保护电流互感器电流互感器LZZJB12-10A型，精度型，精度0.5、10P；把对应电流继电器串入电流互感器回路中，电流超过整定值把对应电流继电器串入电流互感器回路中，电流超过整定值和时限电流继电器动作，设计使断路器跳闸的电路。和时限电流继电器动作，设计使断路器跳闸的电路。 就地信号就地信号一般把与操作有关的信号灯装设在操作屏一般把与操作有关的信号灯装设在操作屏上，利用断路器辅助触点改变信号灯状态。上，利用断路器辅助触点改变信号灯状态。 按不同小母线分别画原理图，对图实现的功能用表按不同小母线分别画原理图，对图实现的功能用表格进行说明，对所有器件进行选型，并画出接线端子图。格进行说明，对所有器件进行选型，并画出接线端子图。变电站电气工程设计 6）中央信号回路设计）中央信号回路设计 实现把变电所全部运行情况反映出的信号指示，实现把变电所全部运行情况反映出的信号指示，包括正常运行、不同等级的事故、辅助监视等。包括正常运行、不同等级的事故、辅助监视等。 对不同的故障情况必须有本质的区别，如不同对不同的故障情况必须有本质的区别，如不同音响、指示；具有故障信号解除功能。音响、指示；具有故障信号解除功能。 以信号小母线画出其原理图，对图每部分实现以信号小母线画出其原理图，对图每部分实现的功能用表格形式进行说明，对所有器件进行选型，并的功能用表格形式进行说明，对所有器件进行选型，并画出接线端子图。画出接线端子图。变电站电气工程设计 7、防雷与接地、防雷与接地