目 录
毕业设计（论文）任务书·····································2 第一章 电气主接线方案设计
第一节 概述··············································5 第二节 变电站性质分析··································6 第三节 主变压器的选择及方案的形成························7 第四节 初选方案的详细经济比较···························12 第二章 短路电流计算
第一节 概述·············································18 第二节 短路点的选择及各元件标么值计算···················23 第三节 短路电流计算过程及结果···························24 第三章 电气设备选择
第一节 高压短路器及隔离开关的选择·······················28 第二节 母线和避雷器的选择·······························32
第三节 电压互感器和电流互感器的选择·····················38 第四章 高压配电装置布置··································42 第五章 专题部分设计(变压器继电保护和母线继电保)
第一节 变压器的继电保护································45 第二节 母线的继电保护··································47
函授毕业设计(论文)任务书
专业函授站、学生
一．毕业设计(论文)题目
220/110/35KV枢纽变电站设计
二．毕业设计(论文)
时间：2007年5月起至2007年9月15日
三．毕业设计(论文)进行地点：
太原校函授站
四．毕业设计(论文)的内容要求：
原始资料数据和参考资料
（一）、设计任务：
1、本变电所在系统中的地位分析 2、变电所主接线设计
3、变电所主接线短路电流计算、经济计算等 4、主要电气设备选择
5、电气主接线绘制、配电装置选型
（二）、毕业设计（论文）要求及原始数据资料：
1、所设计变电所为一地区性枢纽变电所，根据系统地区负荷的要求，拟装设两台主变压器，设计容量为180MVA，变电所要求一次建成，变电所电压等级共分为三级：220KV、110KV、35KV，变电所进出线220KV侧4回；110KV侧6回；35KV侧8回。
2、变电所的负荷情况
110KV侧最大负荷100MVA（4-10月），最小负荷60MVA
35KV侧最大负荷50MVA（4-10月），最小负荷30MVA （最大负荷持续时间4-10月，6个月）
3、变电所与系统联系情况 220KV系统容量为2000MVA 110KV系统容量为1000MVA
220KV由系统以两回线联系接本所，又从本所以两回线连至另一地区变电所，110KV以两回联络线连接110KV系统，此两回线在正常工作情况下，只起联络作用，只是在故障或检修情况下，才需短时间向110KV地区负荷供电，110KV以四回线供110KV地区负荷，35KV侧以8回线供35KV侧负荷。
4、计算短路电流参数
220KV侧系统归算至变电所220KV母线总电抗标么值XC*220=，220KV以系统容量为基准，110KV系统容量为1000MVA，归算至变电所110KV侧母线总电抗标么值XC*110=。
5、所设计变电所设在地势较平坦，具有良好出线走廊条件，但
土地质量为一般的地区，年平均最高温度为38℃。
6、设计基本要求：
1、设计原则：在保证安全、经济、灵活、方便的条件下力求接线简单、布置紧凑、具有较高的自动化水平。
2、所址选择要求：尽量接近负荷中心，不占或少占良田，高低压设备进出线方便（考虑到交通运输方便性）
3、变电所拟装设两台主变，其中一台主变断开时另一台主变承担50%以上的全部负荷。
（四）、参考资料
1、发电厂变电所电气接线和布置 2、电力工程设计手册 3、发电厂电气部分教科书 4、发电厂、变电所电气设备 5、变电所设计技术规程 6、导体和电气设备技术规程
7、电力设备过电压保护设计规程 8、电气工程概算指标
第一章
指导教师：学 生：
电气主接线方案设计第一节 概述
变电站主接线是电力系统接线的主要组成部分。主接线方式直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，对电力系统运行的可靠性、灵活性和经济性起决定性的作用。由于电能生产的特点是：发电、变电、输电和用电是同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线是一个综合性的问题，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。因此主接线必须满足以下要求： 1、保证必要的供电可靠性和电能质量； 2、具有一定的灵活性和方便性； 3、具有经济性；
4、具有发展和扩建的可靠性。
在满足以上要求的情况下，还要以设计任务书为依据， 以国家经济建设方针、政策及有关技术参数、规程为准则等原则来设计
电气主接线。
于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。根据负荷来决定变压器容量和台数，论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。
主接线的形式可概括为两大类：其一，有汇流母线式接线，包括单母线，双母线，一台半断路器接线，一又三分之一台断路器接线以及变压器组接线等；其二，为无汇流母线式接线，包括桥形接线，多角形接线，单元接线等，为了提高供电可靠性和灵活性，常采用一些辅助改进措施，如：加设旁路母线和将母线分段等。 发电厂和变电所使用的电力变压器有主变压器、联络变压器和厂用变压器之分。各自的容量、形式及台数的选择和连接点的确定，直接影响主接线的可靠性，灵活性和经济性。
短路电流直接影响电气设备的安全运行，为了合理地选择开关
电器并限制短路电流，在220KV及以下电压等级中应考虑限制短路电流的措施，除在主接线形式和运行方式上尽可能采用等效阻抗较大的接线形式，如单元接线、母线硬分段外，更主要的是在某些电路中加装电抗器，亦可选用低压分裂绕组变压器取代普通变压器，所以，电气主接线的设计应经历以下几个阶段：
1、对任务书原始资料进行分析，并画出主接线框图 2、草拟主接线方案并进行分析 3、短路电流计算 4、选择主要电器设备
5、完成主接线图及设计技术说明书
第二节变电站性质分析
此设计为大型地区性枢纽变电所，所以该变电所要考虑可靠性、灵活性和经济性，由于属于枢纽变电所，在电网连接上处于枢纽地位，起汇集电源分配功率等作用。母线上电源较多，输送和穿越功率大，变压器容量大，除满足变电所附近的部分用户外，还将
电力转送到其它地区的二次变电所中供用户使用。因此该变电所在未来电力系统中的作用和地位是至关重要的，从负荷特点和电压等级可知，它具有220KV，110KV，35KV三级电压，两级电压负荷，220KV与系统有四回馈线，并接受本变电所剩余负荷，可见该变电所220KV电压级的接线对可靠性要求较高，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，应采取带旁路接线为宜。110KV、35KV等级的接线由于出线回路较多，故也应采用带旁路接线为宜。
第三节 变电所主变压器的选择及方案的形成
一、 主变压器的选择及方案的形成
正确合理地选择主变的台数、容量和类型是电力系统规划和具体变电所主接线设计中的一个主要问题，所以，在选择变压器时，我们考虑以下一些原则：
（1）、主变压器台数：为保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变压器，当只有一个电源或变电所可由低压侧电网取得备用电
源给重要负荷供电时，可装设一台变压器。对于大型枢纽变电所，根据工程具体情况，可安装2－4台主变。
（2）、主变容量的选择：主变容量在根据5～10年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对于两台变压器的变电所，其变压器的额定容量可按下式确定：Se= PM—变电所最大负荷。总安装容量为：∑Se=2X=
如此，当一台变压器停运，考虑变压器的过负荷能力为40％，则可保证对84％负荷的供电。由于一般电网变电所大约有25％的非重要负荷，在事故运行方式下可以被切除。因此，采用Se=,对变电所保证重要负荷来说是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电所，应能在一台停运时，仍能保证对一、二级负荷的供电。
（3）、主变形式的选择：在选择主变压器时，应从①相数的确定②绕组数的确定③绕组接线组别的确定④调压方式的确定⑤冷却方式的确定等几个方面来进行考虑。在330KV及以下的电力系统中，一般应选择三相变压器，因为单相变压器组相对来讲，投资大、
占地多、运行损耗也较大。同时，配电装置结构复杂，也增加了维修工作量，但是由于变压器的制造条件和运输条件的限制，特别是大型变压器，尤其要考虑其运输的可能性，从制造厂到发电厂（或变电所）之间，变压器尺寸是否超过运输中隧道、涵洞、桥洞的允许通过限额；变压器重量是否超过运输途中车辆、船舶、码头等运输工具或设施的允许承载能力，若受到限制时，则宜选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量三相变压器，或者选用单相变压器组，如果以两台升高电压级向用户供电或与系统连接时，可以采用两台双绕组变压器或三绕组变压器，因为一台三绕组变压器的价格及所使用的控制电器和辅助设备与相应的两台双绕组变压器相比都较少，在此次变压器设计中，可选用两台三绕组变压器或两台自耦变压器的组合。 二、 主接线方案的拟定
在对原始资料分析的基础上，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑在满足技术，经济政策的前提
下，力争使其成为供电安全可靠、经济合理的主接线方案。 可靠性是变电所安全生产的首要问题，主接线的设计首先要保证可靠性，同时，尽可能减少传输能量过程中的损失，所以，对大型变电所主接线的可靠性应从以下几个方面考虑：
1、断路器检修时，是否影响连续供电
2、线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成馈线停运回路的多少和停电时间长短，是否满足重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷对供电的要求
3、本变电所有无造成全所停电的可能性
4、大型机组突然停电时对电力系统的稳定运行的影响及产生的后果等因素。
主接线还应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修事故等特殊状态下，操作方便、调度灵活、检修安全、扩建方便等要求。
主接线的可靠性与经济性应综合考虑，辨证统一，在满足技术
要求的前提下，尽可能投资少、占地面积小，电能损耗和年运行费最低，且应考虑限制短路电流的措施。
现将主接线形式的优缺点列出，并选出各电压等级的最佳接线方案。
1、双母线接线
优点：具有两组母线，当母联断路器断开时，一组母线运行另一组母线备用，每回线路都要经过一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线分别连接，母线之间通过母联断路器连接，使运行可靠性和灵活性大为提高，检修任一母线时，不会停止对用户连续供电，运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同运行方式，扩建方便，
向母线左右任一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷自由组合分配，在施工中也不会引起原有回路停电。
缺点：与单母线分段相比，增加了母线长度和使每回路增加了一组母线隔离开关，还使配电装置架构增加，占地面积增大，投资增多。当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作，为了避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间加装联锁装置。
适应范围：(1)、35KV-63KV配电装置，当出线回路数 超过8回时，或所接电源较多，负荷较大 时。
(2)、110KV-220KV配电装置复杂，出线回
路数为5回及以上时，或当110KV-220KV配电装置在系统中居重要地位且出线回路数为4回及以上时。
2、单母分段接线
优点：单母分段接线是借分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性，便于分段检修母线，减少因母线故障造成的影响范围，对重要用户可以从不同段上引接，当某一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器断开，保证正常段母线不间断供电，因两段母线同时故障的机率很小，故不予考虑。
缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线回路都要在检修期间内停电，当出线为双回路时，常使架空线出现交叉，扩建时应注意两方向的均衡。
适应范围：(1)、35KV-63KV配电装置出线回路为4-8回。 (2)、110KV-220KV配电装置出线回路为3-4
回。
3、双母带旁母接线
断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修，为检修出线断路器时，不致中断该回路供电,可增设旁路母线和旁路断路器，有了旁路母线，检修与它相连的任一回路的出线断路器时，该回路便可不停电，从而大大提高了供电可靠性。
这种运行接线方式操作方便，不影响双母线正常运行，但多装一台断路器和一组母线，增加了投资和配电装置的占地面积，且旁路断路器的继电保护为适应各回出线的要求，其整定较为复杂。 按照一般规定，在220KV出线为5回及以上或110KV出线为7
回及以上时，装设专用旁路断路器。
根据以上分析，对于110KV-220KV，因输送容量大，断路器大修日期较长，一般设旁路母线，又因220KV、110KV、35KV各电压级出线分别大于或等于4回、6回、8回，因此三个电压等级均应采用双母线带旁路的接线。
第四节 初选方案的详细经济比较
经济比较主要是对各方案的综合投资和年运行费用进行综合效益比较：
一、 设计中所涉及到的公式和所需计算量
1、综合投资计算：综合投资主要包括变压器综合投资，配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。进行方案比较时，一般不必计算全部费用，只计算方案不同部分的投资，可用下式计算：
O=00（1+a/100）（万元） 式中：OO----主体设备投资
a----不明显的附加费用比较系数。220KV取70，110KV
取90
所谓综合投资应包括设备本体价格，附属相关设备费（如控制设备、母线等）主要材料费、安装费等各项费用的总和。综合指标
随各时期市场经济变化而浮动。
2、年运行费用计算：主接线中电气设备的运行费V主要包括变压器的电能损耗及设备的检修，维护和折旧费用等，按投资百分率计算，即
V＝βΔA+U1+U2 （万元）
式中：U1——检修维护费，一般取（）O，O为综合投资费，（本设计中自耦变取） 三绕组变取；
U2——折旧费，取 O；
β——电能电价，可参考各地区实际电价（本设计取元/度） ΔA——变压器电能损失。
因本设计采用三绕组变压器，所以ΔA按下式计算： ΔA =（ΔP0+ΔQ0K）t0+Σ[(ΔPK1+ΔQK2K)(S1i/SN)+(ΔPK2+Δ
2
QK2)(S2i/SN)+(ΔPK3+ΔQK3K)(S3i/SN)]tI
式中：SN——每台变压器的额定容量（KVA）
S1、S2、S3——每台变压器第一、二、三侧所承担的总负荷
（KV A）
t0——空载时使用的小时数 t1——对应负荷使用的小时数
ΔP0、ΔQ0——每台变压器的空载有功损耗（KW），无功损
耗（KVAR）
ΔPK、ΔQK——每台变压器的短路有功损耗（KW），无功损
耗（KVAR）
K——无功经济当量，即每台多发或多供1KVAR无功功率，
在电力系统中所引起的有功功率损耗（KW）增加的值，一般发电厂取，变电所取（本设计中取） 二、 经济计算比较
单台变压器第一、二、三侧所承担的负荷
22
i t S 220KV 110KV 35KV 50 30 25 15 1 6/12t0 Smax(MVA) 75 2 6/12t0 Smin(MVA) 45 方案Ⅰ: 两台三绕组变压器：90000/90000/90000KVA
技术数据：损耗ΔP0= ΔPK1-2=580KW
ΔPK2-3=384KW ΔPK1-3=704KW 阻抗电压：ΔU1-2%= ΔU2-3%= ΔU1-3%=
空载电流：ΔIO%= 计算过程：
ΔPK1=1/2(ΔPK1-2+ΔPK1-3-ΔPK2-3)=1/2(580＋704－384) =450KW
ΔPK2=1/2(ΔPK1-2+ΔPK2-3-ΔPK1-3)=1/2(580＋384－704) =130KW
ΔPK3=1/2(ΔPK1-3+ΔPK2-3-ΔPK1-2)=1/2(384＋704－580) =254KW
ΔUK1%=1/2(ΔUK1-2%+ΔUK1-3%-ΔUK2-3%)
=1/2＋－=
ΔUK2%=1/2(ΔUK1-2%+ΔUK2-3%-ΔUK1-3%) =1/2++=
ΔUK3%=1/2(ΔUK1-3%+ΔUK2-3%-ΔUK1-2%) =1/2+ =738KVar ΔQK1%=(ΔUK1%/100)XSN=100X90= =
ΔQK2%=(ΔUK2%/100)XSN=100X90= =
ΔQK3%=(ΔUK3%/100)XSN=100X90= =
ΔA=(ΔPO+ΔQ0k)t0+∑[(ΔPk1+ΔQk1)(S1i/SN)+(ΔPk2+ΔQk2)(S2i/SN)+(ΔPk3+ΔQk3)(S3i/SN)]ti =+X8760+[(450+万KW·h
2
2
2
方案Ⅱ: 两台自耦变压器：90000/90000/45000KVA 技术数据：损耗ΔP'0=；ΔP'K1-2=
ΔP'K2-3=274KW；ΔP'K1-3=295KW
阻抗电压：ΔU'1-2%=； ΔU'2-3%=；
ΔU'1-3%=
空载电流：ΔIO%=
先将短路损耗和阻抗电压归算至对应与变压器的额定容量： ΔPK1-2=ΔP'K1-2=
ΔPK2-3=ΔP'K2-3X(SN/S3)2=274X(90/45)2=274X4=1096KW ΔPK1-3=ΔP'K1-3X(SN/S3)2=295X(90/45)2=274X4=1180KW ΔUK1-2%=ΔU'K1-2%=
ΔUK2-3=ΔU'K2-3X(SN/S3)=(90/45)= ΔUK1-3=ΔP'K1-3X(SN/S3)=(90/45)= 从而，
ΔPK1=1/2(ΔPK1-2+ΔPK1-3-ΔPK2-3)
=1/2+1180-1096)=199KW ΔPK2=1/2(ΔPK1-2+ΔPK2-3-ΔPK1-3) =1/2+1096-1180)= ΔPK3=1/2(ΔPK1-3+ΔPK2-3-ΔPK1-2) =1/2(1180+=
ΔUK1%=1/2(ΔUK1-2%+ΔUK1-3%-ΔUK2-3%)
=1/2+ =1/2+ =1/2+ ==1125Kvar ΔQK1%=(ΔUK1%/100)XSN=100X90 ==9666KVar
ΔQK2%=(ΔUK2%/100)XSN=100X90 ==-1152KVar
ΔQK3%=(ΔUK3%/100)XSN=100X90 ==20540KVar
ΔA=(ΔPO+ΔQ0k)t0+∑[(ΔPk1+ΔQk1)(S1i/SN)+(ΔPk2+ ΔQk2)(S2i/SN)+(ΔPk3+ΔQk3)(S3i/SN)]ti
2
2
2
=+X8760+[(199+(75/90)+
万KW·h
两台自耦变电耗ΔA1＝万KW·h=万KW·h 两台三绕组变电耗 ΔA2＝万KW·h=万KW·h 计算年运行费：U=aΔA+U1+U2
方案一：UII＝ΔA2+U1+U2 = =1057万元
方案二：UI＝ΔA1+U1+U2 = =1002万元 根据抵偿年限法：
OI＝1500万元 UI=1002万元 OII＝1200万元 UII=1057万元
T=( OI- OII)/( UII- UI)=(1500-1200)/(1057-1002) =
2
根据当前国家经济政策,T规定以5-8年为限。由上述经济比较后，T＝>5年，说明方案一每年节约的运行费，不足以在短期(5-8年)内将多用的投资偿还，因此应选择初期投资小的方案二为宜，以达到最佳经济效益。因此，其经济性是可见的。同时，由于三绕组变多在绝缘水平上较高，保护整定比较简单，中性点接地方式上较灵活，再则有载调压方式方便等诸多优点，故选择方案二，即两台三绕组变的组合。
在经济比较之后，还需进行可靠性计算比较，可靠性是指系统设备在规定的条件下和预定的时间内完成规定功能的概率，随着系统工程学的兴起，可靠性理论及其应用的迅速发展，对大型发电厂或变电所电气主接线设计时不能只凭借设计和运行人员进行判断，作出决策，必须用定量计算的方法，判定出能够反映其可靠性能的指标，来衡量主接线完成功能和丧失功能的判据，使主接线的设计和运行建立在更加科学的基础上，但在本次设计中，仍根据经验判断其可靠性满足要求，不再进行计算，下面将对网络II化简进行
短路电流计算。
第二章 短路电流计算
第一节 概论
在电力系统的运行过程中，时常会发生故障，其中大多数是短路故障（简称短路）。所谓短路，是指电力系统正常运行的相与相之间或相与地之间的连接，电力系统的运行经验表明，单相接地短路占大多数，三相短路分为对称短路和不对称短路，产生短路的主要原因是电气部分的载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被破坏，电力系统的短路故障大部分发生在架空线部分，总之，产生短路的原因有主观的，也有客观的，只要运行人员加强责任心。严格按规定办事，就可以把短路故障控制在一个很低的限度内。
短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，在发生短路时，由于电压供电回路阻抗减少以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍，短路点距发电机的距离愈小（即阻抗愈小），短路电流愈大，且短路点的电弧有可能烧坏电气设备，短路电流通过电气设备中导体时。其热效应会使导体或其他绝缘破坏，另一方面，导体也会受到很大的电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏，短路也会引起电
网中电压降低，特别是靠近短路点的电压下降得最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏，更为严重的是短路相当于改变了电网的结构，致使系统中功率分布发生变化，则发电机输出功率也相应变化，但是发电机的输入功率是由原动机的进气量或进水量决定的，不可能立即相应变化，因而发电机的输入和输出功率不平衡，发电机转速将变化，这就可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大片地区的停电。
短路问题是电力技术方面的基本问题之一，在发电厂、变电所以及电力系统的设计和运行过程中，都必须先进行短路计算，以此作为合理选择电气接线，选用有足够热稳定和动稳定的电气设备和载流体，确定限制短路电流的措施，在电力系统中合理地设置各种继电保护并整定其参数等的重要依据，为此，掌握短路发生以后的物理过程以及计算短路时的各种运行参数（电流、电压等）的计算过程是非常重要和必要的。
短路计算的目的：
1、电器主接线比较 2、选择导体和电器 3、确定中性点接线方式 4、计算软导线的短路摇摆 5、确定分裂导线间隔棒的间距 6、验算接地装置的接触电压和跨步电压 7、选择继电保护装置和进行整定计算
短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则： 1、正常工作时，三相系统对称运行。
2、系统中同步和异步电机均为理想电机，不考虑电磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置相差120电气角度。
3、所有电源的电动势相位角相同。
4、电力系统各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。
0
5、电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在系统侧，50%负荷接在高压母线上。
6、同步电机都具有自动调整励磁装置（包括强行励磁） 7、短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
8、除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。
9、不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流
10、元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围。
11、输电线路的电容略去不计。
12、用概率统计法则指定短路电流运算曲线。
在短路后瞬间的发电机可用次暂态电动势和次暂态电抗等值，所以短路交流初始值的计算实质上是一个稳态交流电路的计算问题，只是需要注意：
1、各台发电机均采用Xd″作为等值电路。
2、忽略线路对地电容和变压器的励磁回路，另外在计算高压电网时可以忽略电阻。
3、不计算负荷，即短路前按空载情况决定次暂态电动势，短路后电网上依旧不接负荷（由于负荷电流较短路电流小得多） 在计算Xd″时，Xd″即转电动机的启动电抗，可由启动电流求得：
X″=Xst=1/Ist
EI0I″由正常运行方式计算而得： EI0I″= VI0I-jII0Ix″
其中：VI0I –正常时电动机端电压 II0I—正常时吸收的电流
事实上，负荷是综合性的，很难准确计及电动机对短路电流的影响，而一般电动机距短路点较远，提供的短路电流不大，因此在实际计算中只对于短路点附近、显著供给短路电流的大容量电动机，才按上述方法以EI0I″、
Xd″作为电动机的等值参数计算I″，一般计算I″的方法如下：
一、简单系统I″的计算：
计算I″有两种方法：一是采用近似计算，即EI0I″≈1和忽略负荷。另一种是运用叠加原理，即I″f=1/X∑，其中X∑-----电网对短路点的等值电抗，这种方法具有一般的意义，即电网中任一点的短路电流交流分量初始值等于该点短路前的电压（开路电压）除以电网对该点的等值电抗（该点向电网看进去的等值阻抗），这时所有发电机电抗为Xd″。
二、复杂系统的计算：
复杂系统计算方法的原则与简单系统相同，只是电网结构复杂必须简化。一般运用叠加原理。从已知的正常情况求的短路点的开路电压，然后将所有电源短路接地，化简合并电网求得网络对短路点的等值电抗X∑，则求得大电流，计算步骤：
1、作出系统在短路前的等值电路
2、分析计算短路前的运行状况及确定短路点开路电压和各待
求值的正常分量。
3、计算短路后各待求量的故障分量 4、将2、3的结果叠加，得出各待求量的值
以上方法在计算各时刻的短路电流时仍是比较繁的，这对于工程上的实际计算是不大合适的，为此，我们可以运用运算曲线来计算任意时刻的短路电流，其计算步骤如下：
1、网络简化，得出各电压对短路点的转移电抗
2、求各电源的计算电抗Xjs（将各转移阻抗按发电机额定功率计算）
3、查运算曲线，得出以发电机额定功率为基准的各电源送至短路点电流的标么值
4、求3中各电流的有名值之和，即为短路点的计算电流 注意：当电流的计算Xjs>3时，可以按无穷大电源供给短路电流进行计算；当Xjs<3时，按有限电源供给进行计算。
1、无穷大电源供给的短路电流计算：
I*Z=I*″=I*∞=1/Xr∑
IZ=IS/ Xjs =UP/3X∑=Ij/I*=I*″Ij S″=SS/ Xjs=Sj/X*∑=I*″Sj 其中：Sj =短路容量 Xjs= X*∑SS/Sj
2、有限电源对短路点的等值电抗，归算到以电源容量为基准的计算电抗Xjs，按Xjs值查（暂态）上运算曲线表，可得短路电流标么值，求出各电压有名值之和，即为短路电流。
第二节 短路点的选择及多元件标么值的计算
一、 画出所选方案的连接图及有关技术数据：
三绕组变压器的阻抗电压： UK1%= UK2%= UK3%= 二、 等值电路图：
已知220KV系统容量为2000MVA，系统至变电所220KV母线总电抗标么值X*220=；110KV系统容量为1000MVA，系统至变电所110KV母线总电抗标么值X*110=，且均以1000MVA为基准；则计算电抗标么值取SB=1000MVA，Uj=UP=
X1=Xc*220XSB/SN220=2000= X2=( UK1%/100)XSB/Se=100)X1000/90= X3=(UK2%/100)XSB/Se=100)X1000/90=(舍) X4=( UK3%/100)XSB/Se=100)X1000/90=
X4′=X4 X2′=X2 X3′=X3 X5= Xc*110XSB/SN110=1000= 三、 选短路点：
从220KV电压级母线网络，110KV电压级母线网络、35KV电压级母线网络发生短路时的三相短路，电流对d1、d2 、d3分别短路时流过电气设备的短路电流。
在正常接线方式时，选通过电气设备的短路电流值最大的点为短路计算点，对于负荷部分选出线端为短路点，对于发电机，因在断路器断开前的短路电流较大，故选为短路点。
第三节 短路电流计算过程及结果
在发电厂和变电所的电气设计中，短路电流计算是一个重要环节，计算短路电流时所采用的接线方式，应是尽可能发生最大短路电流的正常接线，一般按三相短路计算：
一、d1点短路时： 1、 等值网络图化简
(3)
(3)
(3)
(3)
X6=X2
′
算I″ ich
(3)
I∞
由于计算电抗Xjs>3,因此按无穷大电源供给短路电流进行计算：
I*″= I*∞＝1/ Xjs = 短路点总电流：
I″= I*″*S总/(Up*3)=(37X 3)= 冲击电流：ich=* I″=*= 稳态电流：I∞＝I″= 短路电流计算结果表如下：
(3)
短短路路基准 总电流 电抗标么短路电流周稳态短路电流标么值 短路电流周期分量起始值 I″ 短路电流冲击值 短路电流最大有稳态短路电流起始短路容量 计算电抗 Xjs 点 点 Ij(K 平编A) 均 号 电压 Up (KV) 值 期 分X* 量起始标么值I″* 值IS″ ∞ (KA) (MVA) ich 效(KA) 值 计Up Ij 算 数据 d1(230 3)X*I*I*∞ I*″XIj I*3I″ ∑ ″ I″ I″ ∞xIj Uj 1278 d2(115 3) 1197 d3(37 3)753
第三章 主要电气设备选择
电气选择是变电站电气设计的主要内容之一。正确地选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。
尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。
第一节 高压断路器及隔离开关的选择
由于六氟化硫断路器结构简单，灭弧能力强，绝缘水平高，维护工作量少等优点，本设计选用六氟化硫断路器。
选择准则：按正常工作条件选择；按短路条件校验
一、220KV侧端口断路器及隔离开关选择： 1、最大持续工作电流： Imax= 3Ue= 3X220=248A
根据Ug≤UN,Imax≤IN,可以进行初选 断路器：LW10B-252/3150 隔离开关：GW6－220GDW/1600 2、校验：
固有分闸时间：tpr1= 后备保护时间：tpr2= 灭弧时间：ta= 开断计算时间：tk=++=
查运算曲线及短路电流换算成有名值为： I″= I∞= β″= I″/ I∞== 查周期分量等值曲线
tfz=
由于tk=>1s,故不考虑非周期分量，所以tr=4s ∴断路器和隔离开关选择如下表：
LW10B－序 项 目 号 数 数 计算参项目设备参 GW6－252/315220D/1600 0 220 1600 1 2 3 UNS(KV) Imax(A) I″(KA) 220 248 UN IN INbr 252 3150 50 4 5 6 ich(KA) QK ich(KA) Idw Ixt ies 2125 50x3 125 2 980 50 因为：INbr> I″ Incl> ich 满足开断、关合电流要求
ies>ich 满足动稳定要求 Itt> I∞t 满足热稳定要求 因此，所选断路器和隔离开关合格
2
2
二、110KV侧端口断路器及隔离开关选择： 1、最大持续工作电流： Imax= 3Ue= 3X110=496A
根据Ug≤UN,Imax≤IN,可以进行初选 断路器：LW－126W/2000 隔离开关：GW5－110DW/1250 2、校验：
后备保护动作时间：tb2= 固有分闸时间：tin= 灭弧时间：ta= 开断计算时间： tk=tb2+ta+tin=++=
由于tk=>1s,因此不考虑非周期分量，查运算曲线表，短路电流换算成有名值为：
I″= I∞= β″= I″/ I∞=
查周期分量等值曲线 tjs=
断路器和隔离开关选择如下表：
LW－ 项 序号 目 1 UNS(KV) 2 Imax(A) 3 I″(KA) 4 ich(KA) 5 6 QK ich(KA) I2xt ies 100 980 50 Idw 100 INbr 496 IN 2000 1250 参数 110 参数 00 UN 126 110 计算 项目设备126W/2011DW/1250 GW5－因为：INbr> I″ 满足开断电流要求
Incl> ich 满足关合电流要求
ies>ich 满足动稳定要求 Itt> Itjs 满足热稳定要求 因此，所选断路器和隔离开关合格 三、35KV侧端口断路器及隔离开关选择： 1、最大持续工作电流： Imax= 3Ue= 3X37=
根据Ug≤UN,Imax≤IN,可以进行初选 断路器：LW8－35/2000 隔离开关：GW4－35W/1600 2、校验：
后备保护动作时间：tpr2= 固有分闸时间： tin= 灭弧时间： ta= 开断计算时间： tk=tb2+ta+tin=++=
2
2
由于tk=>1s,因此不考虑非周期分量 ∵ I″= I∞= β″= I″/ I∞=1 查周期分量等值曲线 tjs=
断路器和隔离开关选择如下表：
计算 序号 项目 参数 1 2 3 UNS(KV) Imax(A) I″(KA) 4 5 6 ich(KA) QK ich(KA) Idw Ixt ies 2项目设备参数 UN IN INbr LW8-35/2000 35 2000 GW4－35W/600 35 1600 35 1559 80 80 2800 83 因为：INbr> I″满足开断电流要求 Incl> ich 满足关合电流要求 ies>ich 满足动稳定要求 Itt> Itjs 满足热稳定要求 因此，所选断路器和隔离开关合格
第二节 母线和避雷器的选择
一、母线的选择：
常用导体材料有铜、铝、铝合金，铜的电阻率低，强度大，抗腐蚀性强，是很好的导体材料，但它的用途广，价格高，因此铜导体只用于持续工作电流大的场所；铝的电阻率虽比铜大，但密度小，我国铝储量丰富，价廉，因此，一般选铝或铝合金材料为导体材料。
常用的硬导体截面有矩形、槽形、和管形。矩形导体散热条件较好，但集肤效应较大，一般运用于35KV及以下，电流在4000A及以下的配电装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小，一般用于4000－8000A的配电装置中。管形导体集肤效应系数较小，机械强度高，且有利于提高电晕的起始电压，管内可
2
2
以通风或通水，因此，可用于8000A以上的大电流母线。而且，户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小，架构简明，布置清晰等优点。
常用的软导体有钢芯铝绞线、组合导线、分裂导线和扩径导线，后者多用于330KV及以上的配电装置。
110KV及以上高压配电装置,一般采用软导线.当采用硬导线时,宜用铝锰合金管形导体.
通过以上分析，在本变电站设计中，220KV、110KV母线选择铝锰合金管形母线，35KV母线选择钢芯铝绞线.列表如下：
实际工作安装条件 地点 工作热稳电流 定截面2所选 母线型式 允许工作条件 母线母线允许电流截面 （A） （mm2（A） （mm） ） 220KV侧 110KV侧 35KV侧 496 LF-21Y-130/116 Φ2705 3511 992 LF-21Y-110/100 Φ1649 2569 154 LGJQT－1400 1、220KV侧母线选择
(1)、按电晕条件校验：对110KV及以上裸导体，可按晴天不发生全面电晕条件校验。即裸导体的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax,即Ucr>Umax.当所选软导线型号和管形导体外径大于或等于下列数值时，可不进行电晕校验：110KV，LGJ－70/Φ20;220KV,LGJ-300/Φ30.因此，本站的220KV母线不进行电晕条件的校验。
(2)、按最大长期工作电流选择： Igmax=2Igmax1= 3Ue =( 3X220)=496A 查表，选LF-21Y-Φ130/116
Ip=3511A>496A
(3). 按短路动稳定校验。 F=βx10/a
=母线自重产生的垂直弯矩 Mcz=母线上集中荷载产生的最大弯矩 Mcf=最大风速产生的水平弯矩
Msf=短路电动力产生的水平弯矩Msd及短路电动力fd fd= =(Nm)
内过电压风速下产生的水平弯矩为 Msf′=(Nm)
(4). 按短路热稳定校验。 Smin= Qd/c= 87=<2705mm满足热稳定要求。
短路状态时母线所承受的最大弯矩及应力为 Md= ( Msd + Msf’)+(Mcz+Mcf)=(Nm)
2
2
2
-2
Ód=100Md/W=79=626(N/cm2)
由手册查得LF-21型铝锰合金管的最大允许应力为 Óp=8820(N/cm2)> Ód=626(N/cm2) 故动稳定满足要求。 ２、110KV侧母线选择
(1).按最大长期工作电流选择： Igmax=2Igmax1= 3Ue =( 3X110)=992A
查表，选LF-21Y-Φ110/100 Ip=2569A>992A
(2).按电晕条件校验：对110KV及以上裸导体，可按晴天不发生全面电晕条件校验。即裸导体的临界电压Ucr应大于最高工作电压Umax,即Ucr>Umax.当所选软导线型号和管形导体外径大于或等于下列数值时，可不进行电晕校验：110KV，LGJ－70/Φ20;220KV,LGJ-300/Φ30.因此，本站的110KV母线不进行电晕条件
的校验。
(3).按短路热稳定校验。 Smin= Qd/c= 87=<1649mm 满足热稳定要求。 (4).按短路动稳定校验。 F=
2
βx10/a=母线自重产生的垂直弯矩 Mcz=母线上集中荷载产生的最大弯矩 Mcf=最大风速产生的水平弯矩
Msf=短路电动力产生的水平弯矩Msd及短路电动力fd fd= =(Nm)
内过电压风速下产生的水平弯矩为 Msf’=(Nm)
短路状态时母线所承受的最大弯矩及应力为 Md= ( Msd + Msf’)+(Mcz+Mcf)=(Nm)
2
2
-2
Ód=100Md/W==(N/cm2)
由手册查得LF-21型铝锰合金管的最大允许应力为 Óp=8820(N/cm2)> Ód=(N/cm2) 故动稳定满足要求。
３、35KV侧母线选择
（1）、按经济电流密度选择。由负荷曲线可知，最大负荷运行小时数为4320h。故查手册得经济电流密度Je=mm2。变压器的最大长期工作电流为,则经济截面为 Se=Igmax/Je== 选LGJQT－1400，其截面为>
（２）、热稳定校验：按上述情况选择的导体截面S，还应校验其在短路条件下的热稳定。
裸导体热稳定校验公式为：S≥Smin=I∞Tdz/C Smin=I∞Tdz/C= 87=154mm< 所以，热稳定满足要求。
2
二、避雷器的选择：
避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备，避雷器的类型主要有保护间隙、管形避雷器、和氧化锌避雷器等几种。保护间隙和管形避雷器主要用于限制大气过电压一般用于配电系统、线路和发、变电所进线段的保护。阀型避雷器主要用于变电所和发电厂的保护，在220KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。
保护间隙的熄弧能力较差， 往往不能自行熄灭，引起断路器的跳闸，这样，虽然保护间隙限制过电压保护了设备，但将造成线路跳闸事故，这是保护间隙的主要缺点。管形避雷器虽然具有较高的熄弧能力，但其缺点是：(1).伏秒特性较陡且放电分散性较大，而一般变压器和其它设备绝缘的冲击放电伏秒特性较平，二者不能很好配合；(2).管形避雷器动作后工作母线直接接地形成截波，对变压器纵绝缘不利；此外，其放电特性受大气条件影响较大，因此，管形避雷器目前只用于线路保护。氧化锌避雷器除了有理想的非线
性伏秒特性外，其主要优点还有：(1).无间隙。故大大改善了陡波下的响应特性。(2).无续流。故只要吸收过电压能量即可，这样，对ZnO的热容量的要求就比SiC低得多。(3).电气设备所受过电压可以降低。这是由于在整个过电压过程中都有电流流过，因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压。(4).通流容量较大，可以用来限制内部过电压。此外，由于无间隙和通流容量大，故氧化锌避雷器体积小，重量轻，结构简单，运行维护方便，使用寿命长，并且造价低，从而逐步取代了其它种类的避雷器而被广泛推广使用，所以在本设计中，220KV、110KV、35KV侧均采用氧化锌避雷器。
氧化锌避雷器选择结果如下：
型 号 避雷器 系统 残压 方波通 冲击额定 8/20us 流容量 波通 5KA 不大于 2ms 18次 流容量 额定 电压 电压 不小于 4/10us2次 不小于 Kv(有效值) KV(峰值) Y10W1-200/560 HY5WZ2-100/260 HY5WZ2-51/134 Y1W1-146/320 200 100 51 220 110 35 431 200 134 320 600 400 100 65 A KA 146 220中性点 Y1W1-60/150 60 110中性点 150
第三节 电压互感器和电流互感器的选择
一、 电压互感器的选择
（1）、 电压互感器的选择是根据额定电压、装置种类、构造形式、准确度级以及按副边负载选择。而副边负荷是在确定二次回路方案以后方可计算。故互感器初选形式如下表所示：
型 式 JDCF-220JDCF-110 JDX-35W W1 额定一次电压 KV 测量二 次绕组 额定电压 准确级次 额定输出 保护二 次绕组 额定电压 准确级次 额定输出 剩余电 额定电压 KV 3 VA 500 400 75 3P 3P KV 3 3 3 VA 100 100 75 KV 220/ 3 3 110/ 3 3 35/ 3 3 压绕组 准确级次 额定输出 3P 3P 3P VA 300 300 150 二次绕组极限输VA 出 2000 2000 1500 电压互感器各相负荷如下：（220KV侧）
仪表电每线圈消仪表名称及型耗功号 率cos(VA) Ф Ф 电压表1T1－V 有功功率表 1D1－W 无功功率表 1D1－Var 有功电度表 DS1 4 1 4 3 3 1 1 1 4 3 3 nsi目 Pab Qab Pbc Qbc 圈 数压 仪线 表AB相 BC相 无功电度表 DY1 频率表40L1－ HZ 总计 4 1 根据上表求出不完全星形部分负荷为： Sab= Pab+Qab= Sbc= Pbc+Qbc= COSfab=Pab/Sab== fab=120 COSfbc=Pbc/Sbc== fbc=10
由于每相上尚接有绝缘监视电压表V（P’=,Q’=0） 故：A相负荷为：PA＝Sabcos(fab-30)/ 3+Pa=19W QA= Sabsin(fab-30)/ 3=-8Var
B相负荷为：
PB＝[Sabcos(fab+30)Sbccos(fbc-30)]/ 3+Pb=20W
o
o
oo
o
2
2
2
2
QB=[Sabsin(fab+30)+Sabsin(fab-30)]/3=
由于B相负荷较大，因此按B相校验 SB＝ PB2＋QB2＝<100VA 故所选电压互感器符合要求。
根据上述选择步骤和校验过程，同样可验证110KV、35KV电压互感器合格。
由于电压互感器与电网并联，当系统发生短路时，互感器本身并不遭受短路电流的作用，因此，不需要校验动稳定与热稳定。 二、电流互感器的选择：
(1).根据电流互感器安装处的电网电压、最大长期工作电流和安装地点的要求，初选电流互感器如下表，由于供给计费电能表用，故应选准确级为级，其二次负荷额定阻抗为2Ω。
二次负荷 额定额定电型号 流 (KV) 电压 数 (KA) 5P 倍电流(KA) 10% 稳定流 3s热动稳定电oo
LCWB7-222X600/0W2 5 220 50250 80 VA Ω VA 110 50250 45 115 LCWB6-112X750/0W2 LR、LRD-35 5 1800/5A VA Ω VA 35 20 根据电流互感器安装处ich和I∞进行校验。 计 算 参 数 220KV UNS Imax ich I∞tfz 110KV UNS Imax ich I∞tfz 35KV UNS Imax ich I∞tfz 222电 流 互 感 器 LCWB7-220W2 UN 220KV 220KV 248A KAS 110 496A KAS 35KV 1559A KAS 222IN 2X600/5A ies 280KA 2It 2976 KAS LCWB6-110W2 UN 110KV IN 2X750/5A ies 2115KA 2It 6075 KAS LR、LRD－35 UN IN ies It 235KV 1800/5A 经比较，均满足动稳定、热稳定的要求。因此，所选三侧电流互感器均符合要求。
第四章 高压配电装置布置
配电装置布置与设备选型有密切关系,应按工程实际情况,选用不同的设备。如选用敞开式和SF6组合电器以及单柱式或V型隔离开关等。这些设备都有利于缩小配电装置面积。
配电装置是变电所的重要组成部分，它是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置的型式选择，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，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。
配电装置应满足以下基本要求：
(1)、配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针还技术经济政策，如节约用地。
(2)、保证运行可靠。按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。
(3)、便于检修、巡视和操作。
(4)、在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。
(5)、安装和扩建方便。
本设计中的220KV和110KV配电装置布置如下： 一、220KV配电装置：
220KV配电装置分普通中型布置和分相中型布置两种。对于普通中型布置，其母线下不布置任何电气设备，在施工、运行和检修方面都比较方便，但是占地面积过大；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。分相中型布置可以节约用地，与普通中型布置相比，可以节约用地20％～30％，而且简化结构、节省三材，故已基本上取代普通中型布置。
本设计中220KV配电装置采用硬母线配单柱式隔离开关的分
相布置。
硬母线与软母线相比，硬母线布置有以下优点：
(1)、缩小母线间距。硬母线在风吹和电动力作用下，弧垂摇摆现象很微小。因此，可缩小母线相间距离，从而使配电装置纵向尺寸缩小。
(2)、降低架构高度。硬母线采用棒式绝缘子支持，因而降低了母线高度。由于母线高度降低，进出线架构高度也降低了。
(3)、有利于单柱式隔离开关可靠合闸。由于硬母线挠度小，不易发生上、下、左、右位移，因此有利于在大风时单柱式隔离开关可靠合闸。
但是，硬母线与软母线相比，也存在缺点： (1)、抗震及防污性能稍差；
(2)、带电距离较紧，硬母线不能上人，需专用检修登高设施。 本设计中的220KV配电装置中，为了节约用地，将间隔宽度缩小到13米，缩小间隔宽度所采取的措施
(1)、采用单柱式（GW6）及三柱式(GW7)隔离开关，这两种隔离开关要求相间距离较小，可使设备相间距离缩减为3米。
(2)、用V型绝缘子串悬挂阻波器，能限制其摇摆，可缩小相间及相对地距离。
(3)、母线采用铝锰合金硬管母线。采用硬管母线可以使架构高度降低和相间距离缩小，并有利于与单柱式隔离开关配合。
二、110KV配电装置布置：
110KV接线型式为双母线带旁路母线，为了节约用地及减少架构用材，本所的110KV配电装置布置型式，在普通中型配电装置的基础上，将主母线架构与中央门型架构合并，旁路母线架构与出线架构合并，从而缩小了配电装置的纵向尺寸。
本所中110KV部分采用铝管母线配电装置布置，其主要特点是：
(1)、母线采用铝锰合金管，以棒型支柱绝缘子支撑，其弧垂很小，没有电动力和风力引起的摇摆，可以压缩相间和相对地的距
离，同时又采用了合并架构，从而减少了占地面积，与同规模的110KV中型软母线配电装置相比，可节约用地14％。
(2)、铝管母线基本成一直线，布置比较清晰，且能降低母线高度，给巡视维护带来方便。
(3)、铝管母线对架构不产生拉力荷载，因此可简化土建结构、节省三材，降低土地造价。
(4)、由于110KV铝管母线的相间距离较小，一般为～米，带电检修铝管母线的安全不够，无法进行带电作业，但当采用双母线带旁路母线接线时，两组铝管 母线可以分别停电检修。
三．35KV配电装置的布置：
由于在现有35KV屋外配电装置中，其布置型多为普通中型布置。普通中型配电是将所有电气设备都安装在地面设备支架上，母线下不布置任何电气设备。本所35KV配电装置采用普通中型布置。
第五章 变压器的继电保护和母线继电保护
第一节 变压器的继电保护
电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件。因此，必须根据变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护装置。因此，根据变压器的故障类型和不正常运行状态，应装设下列保护：
1．瓦斯保护
对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。
瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障。其缺点是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。
2．纵差动保护
对变压器绕组、套管及引出线上的故障，应装设纵差动保护。保护动作后，跳开变压器各电源侧的断路器。
纵差动保护适用于：（1）、并列运行的变压器，容量为6300KVA及以上时；（2）、单独运行的变压器，容量为10000KVA及以上时；
3．后备保护
为反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流，以及在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备。
高、中压侧均有电源的三卷变压器可按高压侧为主电源侧设计，除主电源外，其它各侧只要求作相邻元件的后备保护。本方案采用三侧装后备保护。三侧装后备保护方案是：(1)、高、中压侧均装设复合电压启动的过电流保护，结线中将高、中压侧复合电压并联后启动二套过电流保护，以提高保护装置的灵敏度。（2）、方向装于高压侧，高压侧保护由带方向与不带方向两段组成，方向指
向220KV侧 ，方向元件由110KV侧电压互感器取得电压，带方向的保护以较短时限跳开变压器220KV侧断路器，不带方向的保护以最长的时限跳开变压器三侧断路器。（3）、低压侧装设两相式过电流保护。
4、零序保护
对于变压器高压侧和相邻元件单相接地短路，应装设变压器零序保护作为相邻元件、变压器高压绕组和引线的后备保护。零序保护装置与变压器中性点绝缘水平和接地方式有关。（1）、当高压侧和中压侧不同时接地运行，或同时接地运行但低压侧等值电抗不等于零时，除应装设零序电流保护外，还应增设零序过电压保护。对于高压侧和中压侧同时接地运行但低压侧等值电抗不等于零时，还应在220KV侧和110KV侧零序电流保护中增加方向元件，方向指向各自的母线。（2）、中性点不直接接地运行时，主变设零序电压保护和三段零序电流保护。
5．过负荷保护
对400KVA以上的变压器，当数台并列运行，或单独运行并作为其它负荷的备用电源时，或根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护。对于高、中压侧均有电源的三卷变压器，过负荷保护装于三侧。
6．其它保护
对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，装设可作用于信号或动作于跳闸的装置。
第二节 母线保护
根据运行经验可知，母线相间短路较少，大多数故障为单相接地。尽管如此，母线故障却是电气设备最严重的故障之一，因为它不但会使联于母线上的所有元件被迫停电，且将会危及到电力系统的稳定。一般说来,利用变压器的过流保护装置可以把母线故障切除，但因切除时间过长，且当双母线同时运行时，上述保护不能保证有选择性切除故障。因此，在下列情况下应装设专门的母线保护：
（1）、在110KV及以上的双母线和分段单母线上，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续运行，应装设专用的母线保护。
（2）、110KV及以上的单母线，重要发电厂的35KV母线或高压侧为110KV及以上的重要降压变电所的35KV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护。为满足速动性选择性的要求，母线保护都是按差动原理构成的。
根据以上原则，并结合本站的情况，本站母线保护采用母联相位差动保护。这种保护克服了固定连接元件的母线电流差动保护缺乏灵活性的缺点，适用于作母线连接元件运行方式常常改变的母线保护。
在高压和超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护方式得到普遍应用，其目的是当发生故障断路器拒动（含跳闸回路异常因素所致）时 ，快速而有选择性地切除故障。因此，在本站
装设断路器失灵保护。
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