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課題名稱(chēng)：220KV 變電站電氣設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 設(shè) 計(jì) 人： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2008年10月30日 摘 要 本說(shuō)明書(shū)以220KV地區(qū)變電站設(shè)計(jì)為例，論述了電力系統(tǒng)工程中變電站部分電氣設(shè)計(jì)（一次部分）的全過(guò)程。通過(guò)對(duì)變電站的主接線設(shè)計(jì)，站用電接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，電氣設(shè)備動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，主要電氣設(shè)備型號(hào)及參數(shù)的確定，運(yùn)行方式分析，防雷及過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，電氣總平面及配電裝置斷面設(shè)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)，較為詳細(xì)地完成了電力系統(tǒng)中變電站設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：變電站；短路電流；動(dòng)穩(wěn)定；過(guò)電壓保護(hù)裝置 ABSTRACT The statement about the 220kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer stations design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood, and without power compensation. Lastly,completed substation design in power system. KEY WORDS：Substation； Short circuit currents ；Moving stability；Thermal stability 第1章 引言 5 第2章 . 電氣主接線及接線方案選擇 6 2.1 概述 6 2.2 主接線接線方式的選擇 7 2.3 本章小節(jié) 14 第3章 站用電接線及設(shè)備用電源接線方案 15 3.1 所用電源數(shù)量及容量 15 3.2 所用電源引接方式 15 3.3 所用變壓器低壓側(cè)接線 15 3.4本章小結(jié) 16 第4章 短路計(jì)算 17 4.1 短路故障產(chǎn)生的原因 17 4.2 短路故障的危害 17 4.3 短路電流計(jì)算的目的 18 4.4 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 19 4.5 短路電流計(jì)算方法 19 4.6三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算 19 4.7本章小結(jié) 24 第5章 電氣設(shè)備的選擇 25 5.1 概述 25 5.2 斷路器的選擇 26 5.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 27 5.4 高壓熔斷器的選擇 28 5.5 互感器的選擇 29 5.6本章小結(jié) 37 第6章 防雷及過(guò)電壓保護(hù)裝置設(shè)計(jì) 38 6.1避雷針 38 6.2 避雷器 39 6.3 防雷接地 40 6.4 變電所的防雷保護(hù) 41 6.5接地裝置 41 6.6本章小結(jié) 42 第7章 無(wú)功補(bǔ)償 43 7.1 提高功率因數(shù)的意義 43 7.2 補(bǔ)償裝置的確定： 43 7.3 功補(bǔ)償容量計(jì)算 44 7.4本章小結(jié) 46 致 謝 47 參考文獻(xiàn) 48 附錄：1 49 該降壓變電所選用主變壓器基本參數(shù)表1： 49 該降壓變電所選用設(shè)備的型號(hào)表2： 49 第1章 引言 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門(mén)之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)換為供人們直接使用的電能的產(chǎn)業(yè)。它即為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供不可少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行。電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門(mén)，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能不斷前進(jìn)。 我國(guó)具有極其豐富的能源。這些優(yōu)越的自然條件為我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。不僅如此，目前我國(guó)的電力工業(yè)已開(kāi)始進(jìn)入“大電網(wǎng)”、“大機(jī)組”、“超高壓交、直流輸電”等新技術(shù)發(fā)展的新階段，一些世界水平的先進(jìn)的高新技術(shù)，已在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到了相應(yīng)的應(yīng)用。 但是，隨著近年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長(zhǎng)，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能滿足整個(gè)社會(huì)發(fā)展的需要，未能很好起到先行的作用，僅以2004年夏季的供電負(fù)荷高峰期為例，全國(guó)預(yù)計(jì)總共缺電3000萬(wàn)KW左右，有24個(gè)省區(qū)都先后出現(xiàn)拉閘限電的的情況，這樣的局面預(yù)期還要過(guò)2～3年才可能得到較好的解決 。 另外，由于我國(guó)人口眾多，由此在按人口平均用電方面，迄今不僅仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，即使在發(fā)展中國(guó)家中，也只處于中等水平，尚不及全世界平均人口用電量的一半。因而，要實(shí)現(xiàn)在21世紀(jì)初全面建設(shè)小康社會(huì)的要求，我國(guó)的電力工業(yè)必須持續(xù)、穩(wěn)步地大力發(fā)展。展望未來(lái)，我們堅(jiān)信，在新世紀(jì)中，中國(guó)的電力工業(yè)必須持續(xù)、高速地發(fā)展，取得更加輝煌的成就。 第2章 . 電氣主接線及接線方案選擇 2.1 概述 電所電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分，它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級(jí)的線路 、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。 電氣主接線的設(shè)計(jì)與所在電力系統(tǒng)及所采用的設(shè)備密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展、新技術(shù)的采用、電氣設(shè)備的可靠性不斷提高 ，設(shè)計(jì)主接線的觀念也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)、不斷創(chuàng)新。 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要組成部分。它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級(jí)的線路、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。一個(gè)變電所的電氣主接線包括高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)以及變壓器的接線。因各側(cè)所接的系統(tǒng)情況不同，進(jìn)出線回路數(shù)不同，其接線方式也不同。 主接線是變電所的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)的首要部分，它是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成的接受和分配電能的電路，傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定直接影響電力運(yùn)行的可靠性、靈活性、和經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，因此，必須綜合處理好各方面的因素。 然而，電氣主接線的設(shè)計(jì)與所在電力系統(tǒng)及所采用的設(shè)備密切相關(guān)。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展、新技術(shù)的采用、電氣設(shè)備的可靠性不斷提高，設(shè)計(jì)主接線的觀念也應(yīng)與時(shí)具進(jìn)、不斷進(jìn)步。 電氣主接線，它表明變電所內(nèi)的變壓器、各電壓等級(jí)的線路、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最優(yōu)化的接線方式與電力系統(tǒng)連接，同時(shí)也表明在變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備之間的連接方式。一個(gè)變電所的電氣主接線包括高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)以及變壓器的接線。因各側(cè)所接的系統(tǒng)情況不同，進(jìn)出線回路數(shù)不同，其接線方式也不同。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合待建變電站的各方面的因素選擇出選擇出一種最佳設(shè)計(jì)方案。 我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ2-79規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，并便于擴(kuò)建。 一、可靠性：安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本要求，而且也是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。 1、主接線可靠性的具體要求： （1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電； （2）斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要求保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷全部和大部分二級(jí)負(fù)荷的供電； （3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可靠性。 二、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 1、為了調(diào)度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調(diào)配電源和負(fù)荷能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求； 2、為了檢修的目的：可以方便地停運(yùn)斷路器，母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電； 3、為了擴(kuò)建的目的：可以容易地從初期過(guò)渡到其最終接線，使在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)，無(wú)論在一次和二次設(shè)備裝置等所需的改造為最小。 三、經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 1、投資省：主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過(guò)復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器； 2、占地面積小，主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在不受運(yùn)輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡(jiǎn)化布置。 3、電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的型式、容量和數(shù)量，避免兩次變壓而增加電能損失。 2.2 主接線接線方式的選擇 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線路多時(shí)（一般超過(guò)四回）為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。而本所各電壓等級(jí)進(jìn)出線均超過(guò)四回，采用有母線連接。 在有母線的連接中，合理的布置出現(xiàn)和電源的位置，減少功率在母線上的傳輸，就能達(dá)到減少母線中功率和電壓的損耗。 2.2.1主接線接線方式分析： 1、單母線接線 單母線接線雖然接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)）等故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后，才能恢復(fù)非故障段的供電，并且電壓等級(jí)越高，所接的回路數(shù)越少。一般只用于一臺(tái)變壓器。 單母接線適用于： 110～220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)兩回，35～63KV，配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回，6～10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回的小型發(fā)電或多數(shù)箱式變電站，才采用單母線接線方式，故在此不選用。 2、單母分段 用斷路器，把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，則有兩個(gè)電源供電以保證對(duì)重要用戶的正常供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建.。 單母分段接線適用于： 110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，每段所接容量不超過(guò)25MW，則適宜采用單母分段接線。 3、單母分段帶旁路母線 即單母線分段接線中加裝一條旁路母線，在出線隔離開(kāi)關(guān)外側(cè)，加裝一條旁路母線，每一回出線通過(guò)一旁路隔離開(kāi)關(guān)與旁路母線相連；在每段匯流母線與旁路母線之間加裝一臺(tái)斷路器，組成專(zhuān)設(shè)旁路斷路器的接線，這樣旁路母線系統(tǒng)也可以用于檢修電源回路中的斷路器，單母線分段帶旁路母線接線方式簡(jiǎn)單、清晰，操作方便、易于擴(kuò)建，當(dāng)檢修出線斷路器是可不用停電；但其也有缺點(diǎn)，就是當(dāng)匯流母線檢修或故障時(shí)，該段需要母線全段停電。 這種接線方式適用于： 進(jìn)出線不多、有不允許停電檢修斷路器的要求，容量不大的中小型電壓等級(jí)為35～110KV的變電所較為實(shí)用，它具有足夠的可靠性和靈活性。 4、橋形接線 當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路時(shí)，采用橋式接線。它只采用三臺(tái)斷路器即可，所用斷路器數(shù)目最少，根據(jù)橋聯(lián)斷路器的位置，可分為內(nèi)橋接線和外橋接線。 （1）、內(nèi)橋接線：當(dāng)變壓器故障時(shí)，只需停掉相應(yīng)線路的供電；當(dāng)線路故障時(shí)，僅故障線路側(cè)的斷路器自動(dòng)分閘，其余三條回路可繼續(xù)工作。因此，內(nèi)橋接線適合于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較多而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，采用內(nèi)橋式接線。 （2）、外橋接線：當(dāng)變壓器故障時(shí)，斷路器和變壓器低壓側(cè)斷路器自動(dòng)斷開(kāi)，切除故障變壓器。當(dāng)線路故障時(shí)需停相應(yīng)的變壓器。檢修斷路器LD，不致引起系統(tǒng)開(kāi)環(huán)，有時(shí)增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開(kāi)關(guān)以供檢修LD時(shí)使用。因此，外橋接線適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。 所以，橋式接線，可靠性較差，雖然它有：使用斷路器少、布置簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但是一般系統(tǒng)把具有良好的可靠性放在首位。 5、一臺(tái)半斷路器（3/2）接線 每?jī)蓚€(gè)回路用三臺(tái)斷路器接在兩組母線上，在兩斷路器之間引接回路，形成每一回路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至一組母線，兩個(gè)回路間設(shè)一聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一個(gè)“串”，這樣兩回路共用三臺(tái)斷路器稱(chēng)為一臺(tái)半斷路器接線。它具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，但是它使用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次控制回路的接線和繼電保護(hù)的復(fù)雜性，且投資大。 6、雙母線接線 它具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)點(diǎn)，而且，采用一條母線工作，另一條母線可實(shí)現(xiàn)不停電檢修；任何一回路母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，通過(guò)倒母線使該回路單獨(dú)在備用母線上停電檢修；母線故障時(shí)，所有回路能迅速切換到非故障母線上運(yùn)行；在特殊情況下，可將個(gè)別回路接在備用母線上單獨(dú)工作或?qū)嶒?yàn)。當(dāng)然，此種接法也有不足之處，隔離開(kāi)光相對(duì)較多，配電裝置布置比較復(fù)雜，投資和占地面積比單母線要大；同時(shí)在倒閘操作中也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤操作，為此在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間需加裝閉鎖裝置。但，當(dāng)母線故障時(shí)，需短時(shí)切換較多電源和負(fù)荷；當(dāng)檢修出線短路器時(shí)，該回路仍會(huì)短時(shí)停電。 此種接線方式適用于：35~6kv出線數(shù)超過(guò)8回以上時(shí)，或連接電源較多，負(fù)荷較大時(shí)，一般采用雙母線接線；電壓等級(jí)為110kv出線數(shù)目為5回及以上時(shí)，還有220kv電壓等級(jí)出線數(shù)目在3回及以上時(shí)，都采用雙母線接線。 7、雙母線分段接線 雙母線分段，可以分段運(yùn)行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個(gè)元件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且在需相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，還有在6~10kv 配電裝置中，短路電流較大，為選擇輕型設(shè)備，限制短路電流提高界限的可靠性，常采用母線分段接線，并在分段處加裝母線電抗器，提高此種接線的可靠性和靈活性。 8、雙母線帶旁路母線： 為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)（包括其保護(hù)裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對(duì)用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器，這樣就可以避免檢修短路器造成的短時(shí)停電。 當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時(shí)，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，這樣節(jié)省了斷路器及配電裝置間隔。但這樣就會(huì)在檢修短路器期間把雙母線變成但母線運(yùn)行，并且增加了隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，可靠性有所降低。 2.2.2 待建變電所不同電壓等級(jí)電氣主接線方式的選擇： 變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。 1、220KV側(cè)電氣主接線 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所知，該降壓變所的電源電壓將有兩回路輸入的220KV電壓，因此，采用內(nèi)橋節(jié)線方式最為合理，所用的配電裝置少，接線簡(jiǎn)單，又能保變電所電源的可靠性。 2、110kv側(cè)電氣主接線 由于此變電所在城市近鄰，向開(kāi)發(fā)區(qū)的煉鋼廠和附近的地區(qū)負(fù)荷供電，那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。110kv只向煉鋼廠一個(gè)用戶供電，2條輸出回路，最大負(fù)荷為42000kw，功率因素為0.9，重要負(fù)荷百分?jǐn)?shù)65%。則可采用無(wú)母線接線方式接線。 根據(jù)以上分析、并結(jié)合實(shí)際情況，保留以下兩種方案， 如圖1.1和圖1.2所示。 圖1-1無(wú)母線接線中的外僑接線 圖1-2無(wú)母線接線中的內(nèi)橋接線 對(duì)圖1.1及圖1.2所示方案Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行綜合比較，見(jiàn)表1-1。 表1-1 110KV主接線方案比較表 方案 項(xiàng)目 方案一 單元節(jié)線 方案二 內(nèi)橋接線 技術(shù) ①簡(jiǎn)單清晰、操作簡(jiǎn)單、易于發(fā)展。 ②降低故障的可能性。③可靠性、靈活性差 ①線路投入和切除方便、易于擴(kuò)建。 ②有較高的靈活性和可靠性。 經(jīng)濟(jì) ①單獨(dú)連接、配電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 ②設(shè)備少、投資小。 ①斷路器使用相對(duì)較多，增加投資成本。 ②占地相對(duì)較大。 在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。 3、10kv側(cè)電氣主接線 電壓等級(jí)為10kv，有6個(gè)供電用戶，最大負(fù)荷為9800kw，功率因素為0.95，重要負(fù)荷百分比為62%，共有12條輸出回路。低壓側(cè)10kv，在系統(tǒng)中處重要地位，因此可采用單母線分段帶旁路母線、雙母線、及雙母線分段接線方式。 據(jù)以上接線方式分析并結(jié)合該所的實(shí)際情況，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。 圖1-3單母線分段帶旁路母線接線。 圖1-4雙母線接線。 對(duì)圖1.3和1.4所示方案Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行綜合比較，見(jiàn)表1-2 1-2 10KV主接線接線方式比較表 方案 項(xiàng)目 方案一 單母線帶旁路母線接線 方案二 雙母線接線 技術(shù) ①優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、清晰，操作方便、易于擴(kuò)建且具有很高的可靠性。當(dāng)檢修出線斷路器時(shí)可不停電。 ②當(dāng)匯流母線檢修或故障時(shí)，該段母線將全部停電，但這機(jī)率很小。 ①優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式比較靈活，可靠性高、便于擴(kuò)建。 ②缺點(diǎn)：當(dāng)檢修出現(xiàn)斷路器檢修時(shí)，該回路仍會(huì)停電。 經(jīng)濟(jì) 比方案Ⅱ多裝2臺(tái)斷路器，增加了投資和配電裝置的占地面積。 比方案Ⅰ少些投資成本、占地面積稍少，。 根據(jù)以上分析，并結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)綜合分析后決定選用方案Ⅰ做為該降壓變電所低壓側(cè)10KV的主接線方式。 2.3 本章小節(jié) 本章先從大的方面介紹了電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求及原則和主接線的基本接線形式，然后根據(jù)設(shè)計(jì)資料提出了不同的設(shè)計(jì)方案，最后從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)這些方案進(jìn)行了綜合比較，得出該降壓變電所各個(gè)電壓等級(jí)所需的主接線形式。 第3章 站用電接線及設(shè)備用電源接線方案 3.1 所用電源數(shù)量及容量 1) 樞紐變電所﹑總?cè)萘繛?0MVA及以上的變電所﹑裝有水冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的主變壓器以及裝有同步調(diào)相機(jī)的邊點(diǎn)所，均裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器. 采用整流操作電源或無(wú)人值班的變電所,裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器,分別接在不同等級(jí)的電源或獨(dú)立電源上. 如果能夠從變電所外引入可靠的380V備用電源，上述變電所可以只裝設(shè)一臺(tái)所用變壓器. 2) 500KV變電所裝設(shè)兩個(gè)工作電源.當(dāng)主變壓器為兩臺(tái)時(shí),可以分別接在每一臺(tái)主變壓器的第三繞組上。兩臺(tái)所用變壓器的容量應(yīng)相等,并按全所計(jì)算負(fù)荷來(lái)選擇.當(dāng)建設(shè)初期只有一臺(tái)主變壓器時(shí),可只接一臺(tái)工作變壓器. 3) 當(dāng)設(shè)有備用所用變壓器時(shí),一般均裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置. 3.2 所用電源引接方式 1) 當(dāng)所內(nèi)有較低電壓母線時(shí),一般均由這類(lèi)母線上引接1～2個(gè)所用電源,這一所用電源引接方式具有經(jīng)濟(jì)和可靠性較高的特點(diǎn)。如能由不同電壓等級(jí)的母線上可分別引接兩個(gè)電源,則更可保證所用電的不間斷供電.當(dāng)有旁路母線時(shí),可將一臺(tái)所用變壓器通過(guò)旁路隔離開(kāi)關(guān)接到旁路母線上。正常運(yùn)行時(shí),則倒換到旁路上供電. 2) 由主變壓器第三繞組引接,所用變壓器高壓側(cè)要選用大斷流容量的開(kāi)關(guān)設(shè)備，否則要加裝限流電抗器。 3) 由于低壓網(wǎng)絡(luò)故障機(jī)會(huì)較多,從所外電源引接所用電源可靠性較低.有些工程保留了施工時(shí)架設(shè)的臨時(shí)線路，多用于只有一臺(tái)主變壓器或一段低壓母線時(shí)的過(guò)度階段.220KV變電所多由附近的發(fā)電廠或變電所引接專(zhuān)用線作為所用電源. 3.3 所用變壓器低壓側(cè)接線 所用電系統(tǒng)采用380/220V中性點(diǎn)直接接地的三相四線制,動(dòng)力與照明合用一個(gè)電源。 1) 所用變壓器低壓側(cè)多采用單母線接線方式.當(dāng)有兩臺(tái)所用變壓器時(shí),采用單母線分段接線方式，平時(shí)分列運(yùn)行，以限制故障范圍,提高供電可靠性. 2)220KV變電所設(shè)置不間供電裝置，向通訊設(shè)備﹑交流事故照明及監(jiān)控計(jì)算機(jī)等負(fù)荷供電,其余負(fù)荷都允許停電一定時(shí)間,故可不裝設(shè)失壓?jiǎn)?dòng)的備用電源自投裝置,避免備用電源投合在故障母線上擴(kuò)大為全所停電事故. 3) 具備條件時(shí),調(diào)相機(jī)專(zhuān)用負(fù)荷優(yōu)先采用由所用變壓器低壓側(cè)直接支接供電的方式. 3.4本章小結(jié) 所用電是比較重要的負(fù)荷，其電能重要取自電站本身，它的安全運(yùn)行一定程度上影響著整個(gè)變電站的安全運(yùn)行。為此，我們應(yīng)謹(jǐn)細(xì)的考慮。在本章中重要論述了變電站站用電的電源的選擇、引接線及備用電源的設(shè)計(jì)。 第4章 短路計(jì)算 計(jì)算短路電流的目的主要是 為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；評(píng)價(jià)確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流措施；為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與調(diào)試提供依據(jù)；分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的影響等。 在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算應(yīng)按遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年來(lái)考慮，遠(yuǎn)景規(guī)劃水平年一般取工程建成后5-10年中的某一年。計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)，個(gè)樞紐點(diǎn)的三相短路電流。 4.1 短路故障產(chǎn)生的原因 工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)﹑辦公等活動(dòng)以及人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑安全﹑可靠地運(yùn)行.但是由于各種原因，系統(tǒng)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障，使正常運(yùn)行狀態(tài)遭到破壞。 短路是系統(tǒng)常見(jiàn)的嚴(yán)重故障。所謂短路，就是系統(tǒng)中各種類(lèi)型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的原因很多，主要有 ： 1）設(shè)備原因 電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部分自然老化或設(shè)備本身有缺陷，正常運(yùn)行時(shí)被擊穿短路；以及設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)所造成的設(shè)備缺陷最終發(fā)展成短路的功能。 2）自然原因 氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引起架空線倒桿斷線；因遭受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過(guò)電壓，絕緣被擊穿等。 3）人為原因 工作人員違反操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違反電業(yè)安全工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯(cuò)線造成短路或運(yùn)行管理不善造成小動(dòng)物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。 4.2 短路故障的危害 供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時(shí)阻抗小很多，短路電流通常超過(guò)正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會(huì)帶來(lái)以下嚴(yán)重后果： 1）短路電流的熱效應(yīng) 巨大的短路電流通過(guò)導(dǎo)體，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過(guò)熱而損壞。 2）短路電流的電動(dòng)力效應(yīng) 由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力。如果電動(dòng)力過(guò)大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，則可能引起電氣設(shè)備機(jī)械變形甚至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。 3） 短路系統(tǒng)電壓下降 短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對(duì)用戶帶來(lái)很大影響。例如，異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時(shí)電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，影響正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。 4）不對(duì)稱(chēng)短路的磁效應(yīng) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，不對(duì)稱(chēng)短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在鄰近的電路內(nèi)能感應(yīng)出很大的電動(dòng)勢(shì)。 5）短路時(shí)的停電事故 短路時(shí)會(huì)造成停電事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失。并且短路越靠近電源，停電波及范圍越大。 6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)定造成系統(tǒng)瓦解 短路可能造成的最嚴(yán)重的后果就是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地區(qū)性或區(qū)域性大面積停電。 4.3 短路電流計(jì)算的目的 1）電主接線比選 短路電流計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并為確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。 2）選擇導(dǎo)體和電器 如選擇斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)短路器的遮斷能力等。 3）確定中性點(diǎn)接地方式 對(duì)于35KV 、10KV供配電系統(tǒng)，根據(jù)單相短路電流可確定中性點(diǎn)接地方式。 4） 選擇繼電保護(hù)裝置和整定計(jì)算 在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置，在校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度時(shí)，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其他支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或根據(jù)需要計(jì)算單相接地電流等。 4.4 短路電流計(jì)算的內(nèi)容 1） 短路點(diǎn)的選?。焊骷?jí)電壓母線、各級(jí)線路末端。 2） 短路時(shí)間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，確定計(jì)算短路電流的時(shí)間。 3） 短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下最大短路電流；最小運(yùn)行方式下最小短路電流；各級(jí)電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的 。 4.5 短路電流計(jì)算方法 供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時(shí)，要算出短路電流必須首先計(jì)算出短路點(diǎn)到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數(shù)的計(jì)算有兩種方法：標(biāo)幺值法和有名值法。 1）標(biāo)幺值法 標(biāo)幺制是一種相對(duì)單位制，標(biāo)幺值是一個(gè)無(wú)單位的量，為任一參數(shù)對(duì)其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺值法，就是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。由于電力系統(tǒng)有多個(gè)電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)組成，采用標(biāo)幺值法，可以省去不同電壓等級(jí)間電氣參量的折算。在電壓系統(tǒng)中宜采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。 2） 有名值法 有名值法就是以實(shí)際有名單位給出電路元件參數(shù)。這種方法通常用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計(jì)算。 4.6三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算 1短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 短路電流的計(jì)算通常采用近似標(biāo)幺值計(jì)算。取=100MW，各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。 2網(wǎng)絡(luò)模型 計(jì)算短路電流對(duì)所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即：忽略負(fù)荷電流；不計(jì)各元件的電阻，也不計(jì)送電線路的電納及變壓器的導(dǎo)納；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示，并認(rèn)為發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值標(biāo)幺制為1，相角為0。 3三相短路電流周期分量起始值的計(jì)算步驟 1）計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值，作出等值電路 前已選出了主變壓器（三繞組），其阻抗電壓百分比，如下表4-1： 表4-1 繞組 高-中 高-低 中-低 阻抗電壓 12-14 22-24 7-9 計(jì)算每個(gè)繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)： ＝（＋－）＝（13＋23－8）＝14 (4-1) ＝（＋－）＝（13＋8－23）＝-1 (4-2) ＝（＋－） ＝（8＋23－13） ＝9 (4-3) 取=100MVA，=計(jì)算變壓器各繞組的標(biāo)幺值 ＝＝＝0.0583 (4-4) ＝＝＝-0.0042 (4-5) ＝＝ ＝0.0375 (4-6) 由于該工程，只有兩臺(tái)主變運(yùn)行。所以，只需考慮2臺(tái)變壓器。 2變的參數(shù)與1變的參數(shù)一致。 做出等值電路圖4-2所示： 圖4-2 等值電路 2）當(dāng)（f-1）點(diǎn)（220kv母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算 ＝＝＝55.6 (4-7) 有名值： ＝55.6＝55.6＝14（KA） (4-8) 沖擊電流：＝＝142.55＝35.7（KA） ( 4-9 ) 圖4-3 3）當(dāng)（f-2）點(diǎn)（110KV母線）發(fā)生短路時(shí)的計(jì)算 圖4-4 ＝＝＋＝0.0583－0.0042＝0.0541 (4-10) ＝//＝0.0271 (4-11) ＝＋＝0.018＋0.0271 (4-12) ＝＝22.17 (4-13) 有名值：＝22.17＝22.17＝11.1（KA） (4-14) 沖擊電流：＝＝2.5511.1＝28.3（KA） (4-15) 4）當(dāng)（f-3）點(diǎn)（35KV母線）短路計(jì)算 圖4-5 ＝＝＋＝0.0583＋0.0375＝0.0958 (4-16) ＝//＝0.0479 (4-17) ＝＋＝0.018＋0.0479 (4-18) ＝＝15.2 有名值： ＝15.2＝15.2＝23.7（KA） (4-19) 沖擊電流： ＝＝2.5523.7＝60.44（KA） (4-20) 4.7本章小結(jié) 通過(guò)對(duì)短路計(jì)算為下一步設(shè)備的選擇奠定了基礎(chǔ),比較全面的 計(jì)算短路計(jì)算。 第5章 電氣設(shè)備的選擇 5.1 概述 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件，在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)定地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資選擇合適的電氣設(shè)備。 盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求都是相同的，電氣設(shè)備設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 5.1.1 一般原則 （1）應(yīng)滿足正常進(jìn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下地要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展 （2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) （3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 （4）與整個(gè)工程地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致 （5）同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種 （6）選用新產(chǎn)品為應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格，在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn) 5.1.2 技術(shù)條件 1、 按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電器 （1）電壓 所選電器和電纜允許最高工作電Uymax，不得低于回路所接地網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Ugmax 即Uymax≥Ugmax，一般電纜和電器允許的最高工作電壓，當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15U，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的Ugmax一般不超過(guò)1.1Uco （2）電流 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流Iy，應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igumax，即Igumas≤Iy 由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，按其相應(yīng)回路的Igumax＝1.051Ic，（Ic為電器額定電流） （3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn) 當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度0和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流Iyo，可按下式修正 Iyo＝Iy＝Kiy 其中K——修正系數(shù) 0y——導(dǎo)體和電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度 我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度00＝40，在環(huán)境溫度高于+40℃（但≤+60℃），其允許電流一般可按應(yīng)增高1℃，校驗(yàn)電流減少1.8%，當(dāng)環(huán)境溫度低于+40℃時(shí)環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流增加0.5%，但最大負(fù)荷不得超過(guò)額定電流的20%。 我國(guó)生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度00為+25℃。 5.1.3 按短路情況校驗(yàn) 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，檢驗(yàn)的短路電流一般取三相短路電流，用熔斷器保護(hù)繼電器，可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定，當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 滿足熱穩(wěn)定條件為Qd≤Qr，或I2≤I2t Qd——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) Qr——短路時(shí)導(dǎo)體和電氣設(shè)備允許的熱效應(yīng) Ir——t秒內(nèi)允許通過(guò)的短路熱電流 驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間約tdz＝tb+td tb——繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 當(dāng)驗(yàn)算裸導(dǎo)體及110KV以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，一般采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，110KV以上，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。 tkd——相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間 （2）短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) iej≤idw 或 Iej≤Idw iej——短路沖擊電流峰值（KA） Iej——短路沖擊電流有效值（KA） idw、Idw——允許通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值及有效值 5.2 斷路器的選擇 電力系統(tǒng)中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常情況下，用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流，在某些電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器還常在繼電保護(hù)的配合使用下，斷開(kāi)短路電流，切斷故障部分，保證非故障部分的正常運(yùn)行。 高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)、環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類(lèi)型，由于SF6斷路器滅弧性能好，維護(hù)工作量小，故220KV一般采用SF6斷路器。 5.2.1 按開(kāi)斷電流選擇 高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流應(yīng)滿足 Ickd≥Iz Iz——高壓斷路器觸頭實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量的有效值 5.2.2 短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器分閘之前，當(dāng)線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過(guò)程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過(guò)（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地在接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)，要求能切斷短路電流，因此確定關(guān)合電流是斷路器的重要參數(shù)之一，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流icg不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值icj 即icg≥icj 5.2.3 關(guān)于關(guān)合時(shí)間的選擇 關(guān)于分合時(shí)間，對(duì)于110KV以上的電網(wǎng)當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障，分閘時(shí)間不宜大于0.04S，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器，其分閘時(shí)間不宜大于0.04—0.06S 其選擇具體過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 5.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 隔離開(kāi)關(guān)配置在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修時(shí)形成明顯的斷口與帶電部分隔離，由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置及開(kāi)斷能力低，所以操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須遵守倒閘操作順序，送電時(shí)，首先合上母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，其次合上線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器，停電則與上述順序相反。 5.3.1隔離開(kāi)關(guān)的配置 （1）斷路器的兩則均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口與電源隔離。 （2）中性點(diǎn)直接接地的普通壓器，均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地 （3）接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝1—2組接地刀閘或接地器，63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)和線路的隔離開(kāi)關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘，應(yīng)盡量選用一側(cè)式兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān) （4）接在變壓器引出線或中性點(diǎn)的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān) （5）當(dāng)饋電線路的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。 5.4 高壓熔斷器的選擇 熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備受過(guò)載和短路電流的損害，屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器，配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護(hù)電壓互感器。 5.4.1 按額定電壓選擇 對(duì)于一般高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，另外，對(duì)于填充石英沙有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因?yàn)檫@種類(lèi)型的熔斷器能在電流達(dá)最大值之前就將電流截?cái)?，致使熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓。 5.4.2 按額定電流選擇 熔斷器的額定電流選擇，為了保證熔斷器不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流Ierg應(yīng)大于或等于熔體的額定電流Iert。 Ierg≥Iert 5.4.3 額定電流選擇 為了糾正熔體在通過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外短路及電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)等沖擊電流時(shí)應(yīng)動(dòng)作，保護(hù)35KV以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇 Iert＝Kigumax K——可靠系數(shù)（不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)K＝1.1—1.3，考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)K＝＝1.5—2.0）Igumax——電力變壓器回路最大工作電流 項(xiàng)目 額定電壓 額定電流 開(kāi)斷電流 短路關(guān)合電流 熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 高壓斷路器 Ｕe≥Uew Ie≥Igmax Ickd≥Iz igh≥ icj It ≥I∞ tdw≥icj 隔離開(kāi)關(guān) / / 高壓熔斷器 Iekd≥Iej / / / 用于保護(hù)電力電容器高壓熔器高壓熔斷器的熔體，當(dāng)系統(tǒng)電壓升高或波形畸變引起回路電流增大或運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生涌流時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作，其熔體按下式選擇 Ierc＝Kicc K——可靠系數(shù) Icc——電力電熔器回路的額定電流 5.4.4 熔斷器開(kāi)斷開(kāi)電流檢驗(yàn) Icrd≥Iej 對(duì)于保護(hù)電壓互感器的高壓熔斷器只需按規(guī)定電壓及斷流量來(lái)選擇 高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)及高壓熔斷器的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 5.5 互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表，繼電器的電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 互感器作用 （1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧，價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。 （2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全 電流互感器的特點(diǎn)： 1、一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次電流大小無(wú)關(guān) 2、電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以在正常情況下，電流互感器在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行 電壓互感器的特點(diǎn)： 容量很小，類(lèi)似一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù) 二次側(cè)所接測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈阻抗很大，互感器在近于空載狀態(tài)下運(yùn)行。 5.5.1電壓互感器的配置： 1、母線：一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同期，測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置 2、線路：35KV及以上輸電線路，當(dāng)對(duì)方帶有電源時(shí)，為了監(jiān)視線路有無(wú)電壓，進(jìn)行同期和設(shè)備重合閘，裝有一臺(tái)單相電壓互感器 5.5.2電流互感器的配置： 1、為了滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線母線分段及母聯(lián)斷路器，旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器，對(duì)于大接地短路電流系統(tǒng)，一般按三相配置，對(duì)于小接地短路電流系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置 2、對(duì)于保護(hù)用電流互感器，應(yīng)盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū) 5.5.3電流互感器的選擇 1、電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和等影響，使一次電流Ⅱ與-12’在數(shù)值和相位上都有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器，應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來(lái)選擇 2、電流互感器10%誤差曲線 對(duì)保護(hù)級(jí)（即B級(jí)）電流互感器的要求與測(cè)量級(jí)電流互感器有所不同，對(duì)測(cè)量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確度，而當(dāng)其通過(guò)故障電流時(shí)，則希望電流互感較早飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損壞，保護(hù)級(jí)電流互感器主要是在系統(tǒng)短時(shí)工作，因此在額定一次電流內(nèi)的準(zhǔn)確度要求不如測(cè)量級(jí)高，一般只相當(dāng)于3—10級(jí)，但對(duì)可能出現(xiàn)的短路電流范圍內(nèi)，則要求互感器最大誤差限值不超過(guò)-10%誤差線，就是在保證電流互感器誤差不超過(guò)-10%的條件下，一次電流的倍數(shù)n與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗ZZ1關(guān)系曲線 額定容量 保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量SC2 即 SC2 S2=Ie22Z2r Z2r=rg+rj+rd+rc (Ω) ry——測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻 rj——繼電器電阻 rd——連接導(dǎo)線電阻 re——接觸電阻一般取0.1Ω 按一次回路額定電壓和電流選擇 當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右，以保證測(cè)量?jī)x表得最佳工作，并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘尽? 電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足 UC≥Ucw Uet≥Igmax 為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流 Uew——電流互感器的一次所在電網(wǎng)的額定電壓 Uc、Iet電流到感器的一次額定回路最大動(dòng)作電流 種類(lèi)的型號(hào)的選擇 選擇電流互感器種類(lèi)和型號(hào)時(shí)，應(yīng)滿足繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求，再根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支瓷式、裝入式等）來(lái)選擇。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 電流互感器種類(lèi)和允許通過(guò)一次額定電流IeI 的倍數(shù)Kr來(lái)表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn)（KrIel）2≥I∞2tdz 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器常以允許通過(guò)一次額定電流最大值（ ）的倍數(shù)kd —— 動(dòng)穩(wěn)電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部穩(wěn)定能力，故內(nèi)部穩(wěn)定可用下式校驗(yàn) Iclkd≥icj 短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的相互作用使絕緣瓷帽上受到力的作用，因此，對(duì)于瓷絕緣型電流互感器應(yīng)校驗(yàn)瓷套管的機(jī)械強(qiáng)度，故部動(dòng)力穩(wěn)定應(yīng)滿足 Fy≥0.51.73iej210-7 (N) Fy——作用于電流互感器帽端部的允許力 I——電流互感器串線端至最近一個(gè)母線超級(jí)支柱絕緣子之間的跨距 對(duì)于瓷絕緣的母線型電流互感器（如LMC型），其端部作用力可用下式計(jì)算 fy≥1.731.732cj10-7 (N) 二、？？？？？電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量 1.電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí) 是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差最大值。 由于電壓互感本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相關(guān)有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對(duì)于不同的準(zhǔn)確級(jí)，便有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。 2.按一次回路電壓選擇 為了確保電壓互感器安和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1～0.9）UC范圍內(nèi)變動(dòng)。 即應(yīng)滿足1.1Uel﹥Ul﹥0.9Uel 3.按二次回路電壓選擇 電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn)、儀表的要求。電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇： 接線型式 電網(wǎng)電壓（KV） 型式 二次繞組電壓（V） 接成開(kāi)口三角的輔助繞組電壓（V） 一臺(tái)P不完全星形接線方式 3—35 單相式 100 無(wú)此繞組 YO / YO / 110J-500J 單相式 100/ 100 3-60 單相式 100/ 100/3 3-15 三相互柱式 100 100/3 4.電壓互感器種類(lèi)及型式的選擇 電壓互感器種類(lèi)及型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)的使用條件進(jìn)行選擇，例如：在6-35KV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆柱式：110KV-220KV配電裝置一般采用串張式或電磁式電壓互感器；220KV及以上配電裝置，其容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)一般采用電容式電壓互感器。 5.按容量的選擇 互感器的額定二次容量（對(duì)應(yīng)所要求的準(zhǔn)確級(jí)）Sc2應(yīng)不小于互感器的二級(jí)負(fù)荷S2，即：Sc2≥S2 6.母線的選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來(lái)匯集和分散電功率，在發(fā)電廠、變電所及輸電線路中，所用導(dǎo)體有裸導(dǎo)體，硬鋁母線及電力電纜等，由于電壓等級(jí)及要求不同，所使用導(dǎo)體的類(lèi)型也不相同。 敞露母線一般按導(dǎo)體材料、類(lèi)型和敷設(shè)方式、導(dǎo)體截面、電暈、短路穩(wěn)定、共振頻率等各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。 1、母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體截面，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 （1）按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，導(dǎo)體能在電路中最大持續(xù)工作電流應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流 即：≤ （5-2） （2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低，對(duì)應(yīng)不同種類(lèi)的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度—經(jīng)濟(jì)電流密度（J），導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式： （5-3） J取0.9A/MM2 （3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。 S≥ = （mm2） （5-4） C — 熱穩(wěn)定系數(shù) 取 — 穩(wěn)態(tài)短路電流（KA） tdz — 短路等值時(shí)間S （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定必須滿足下列條件 即： （5-5） — 母線材料的允許應(yīng)力（硬鉛δy為69106P∞硬銅137106Pa，銅為157106Pa）提供電源，以獲得較高的可靠 5.5.1 一般要求 1）裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)下列技術(shù)條件進(jìn)行選擇和校驗(yàn): (1)工作電流 (2)動(dòng)穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度 (3)熱穩(wěn)定 2）裸導(dǎo)體尚應(yīng)按下列使用環(huán)境條件校驗(yàn): (1)環(huán)境溫度 (2)日照 (3)風(fēng)速 (4)海拔高度 5.5.2導(dǎo)體的選擇 導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大（＞5000h），傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)傳輸容量不大，可按長(zhǎng)期允許電流來(lái)選擇。 5.5.3 截面的選擇 1）110KV級(jí) 選擇導(dǎo)體 ＝A （5-6） 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面 查手冊(cè)： 選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流1082A，截面為638（hb）mm, 集膚效應(yīng)系數(shù)＝1.03 環(huán)境溫度最高為42C， ＝0.741082＝800.68A>381.82A 滿足條件 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度 ＝＋（－） （5-7） 式中： —導(dǎo)體要安裝實(shí)際溫度 —長(zhǎng)期發(fā)熱允許最高溫度 ＝42＋（70－42）＝48.4C 查下表，選熱穩(wěn)定系數(shù)C 不同溫度下裸導(dǎo)體的C值 工作溫度 60 65 70 硬鋁及鋁錳合金 91 89 87 查得：C＝89 經(jīng)校驗(yàn) LGJ-800/100滿足動(dòng)熱穩(wěn)定要求 2） 10KV級(jí) 選擇導(dǎo)體 ＝A （5-8） 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇截面 查手冊(cè) 選用單條矩形鋁導(dǎo)體，豎放允許電流為1807A，截面為10010（hb）mm, 集膚效應(yīng)系數(shù)＝1.08 環(huán)境溫度最高為42C，查表修正： ＝0.741807＝1337A＞1080A 熱穩(wěn)定計(jì)算 正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體溫度： ＝＋（－） ＝42＋（70－42）54.4C 查表得：C＝89 經(jīng)計(jì)算ZLQ2-240滿足熱穩(wěn)定要求。 所設(shè)備如下表 計(jì)算參數(shù) 設(shè) 備 KV A A A S KAS 220 845 14