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摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 這次設(shè)計(jì)以10kv降壓變電站位置要設(shè)計(jì)對(duì)象，分析變電站的原始資料確定變電站的主接線；通過負(fù)荷計(jì)算確定變壓器臺(tái)數(shù)、容量及型號(hào)。根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，對(duì)變電站的一次設(shè)備進(jìn)行了選擇和校驗(yàn)。同時(shí)完成配電裝置的布局、防雷保護(hù)及接地裝置方案的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：變電站電器主接線；短路電流計(jì)算；一次設(shè)備；防雷保護(hù) Abstract Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity. This is designed to 10kV step-down substation location to determine the main substation design object, the original data analysis substation; load calculated by number, transformer capacity and models. According to short-circuit current calculation results, a device for substation were selected and verified. Design and complete electric equipment layout, lightning protection and grounding device of the scheme. Keywords: substation main electrical wiring; short-circuit current calculation; a lightning protection equipment; 目 錄 Abstract - 2 - 目 錄 - 3 - 1.緒論 - 5 - 1.1設(shè)計(jì)的背景 - 5 - 1.2國(guó)內(nèi)外研究綜述 - 5 - 2 電氣主接線設(shè)計(jì) - 7 - 2.1電氣主接線的基本形式 - 8 - 2.1.1單母線接線 - 8 - 2.1.2單母線分段接線 - 8 - 2.1.3單母線分段帶旁路母線 - 9 - 2.1.4雙母線接線 - 10 - 2.1.5雙母線分段接線 - 11 - 2.1.6橋型接線 - 11 - 2.2電氣主接線的選擇 - 12 - 2.2.1 10kv電氣主接線 - 12 - 2.2.2 110kv電氣主接線 - 13 - 3 主變壓器的選擇 - 15 - 3.1負(fù)荷計(jì)算 - 15 - 3.2主變壓器型式的選擇 - 16 - 3.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 - 16 - 3.2.2主變壓器容量的選擇 - 16 - 4 短路電流計(jì)算 - 17 - 4.1短路計(jì)算的目的 - 17 - 4.2 短路計(jì)算過程 - 17 - 5 備用電源自動(dòng)投入裝置 - 19 - 5.1備用電源自動(dòng)投入裝置作用 - 19 - 5.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn) - 19 - 5.3 BZT的工作過程及要求 - 20 - 6 電氣設(shè)備的選擇 - 22 - 6.1 選擇設(shè)備的一般原則和基本要求 - 22 - 6.2假想時(shí)間的確定 - 23 - 6.3高壓斷路器的選擇 - 24 - 6.3.1 斷路器選擇的具體技術(shù)條件 - 24 - 6.3.2 斷路器選擇及校驗(yàn) - 25 - 6.4.1 隔離開關(guān)選擇的具體技術(shù)條件 - 29 - 6.4.2 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 - 29 - 6.5 電流互感器選擇 - 32 - 6.5.1 電流互感器的選擇技術(shù)條件 - 32 - 6.5.2 電流互感器選擇及校驗(yàn) - 34 - 6.6 電壓互感器選擇計(jì)算 - 35 - 6.6.1 電壓互感器選擇技術(shù)條件 - 35 - 6.6.2 電壓互感器選擇 - 36 - 6.7 10kV母線的選擇 - 37 - 7 主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置 - 39 - 7.1 主變壓器保護(hù)配置 - 39 - 7.2 主變壓器繼電保護(hù)整定 - 39 - 8 防雷接地 - 43 - 8.1 避雷器的選擇 - 43 - 8.1.1 避雷器的配置原則 - 43 - 8.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件 - 43 - 8.1.3 避雷器的選擇和校驗(yàn) - 45 - 8.2 防雷和接地設(shè)計(jì)計(jì)算 - 46 - 致 謝 - 49 - 附 錄 - 51 - 1.緒論 1.1設(shè)計(jì)的背景 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的的重要部門之一，它是負(fù)責(zé)把自然界提供的能源轉(zhuǎn)化為供人們直接使用的電能產(chǎn)業(yè)。它既是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)在農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國(guó)防提供不可缺少的動(dòng)力，又和廣大人民群眾的關(guān)系密切不可分割。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須先行于其他的工業(yè)部門，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)才能不斷的前進(jìn)和發(fā)展。近幾年來隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活用電的急劇增長(zhǎng)，對(duì)于電力的需求大幅度增加，使的電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，人們對(duì)能源的利用越來越重視，而變電所對(duì)于電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用。 變電所是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)改造中非常重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，在目前電網(wǎng)建設(shè)中，尤其是在10KV變電所的建設(shè)中，土地、資金等資源浪費(fèi)現(xiàn)象非常的嚴(yán)重，所以存在著非常嚴(yán)重的問題。比如;重復(fù)建設(shè)、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾、噪聲等環(huán)保問題以及電能質(zhì)量差等問題，這些已經(jīng)成為影響高壓輸變電工程建設(shè)成本和運(yùn)行質(zhì)量的重要因素，違背了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。所以10KV變電所需要采用節(jié)約資源的設(shè)計(jì)方案，要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質(zhì)量和用電安全等問題，同時(shí)還要滿足以后電網(wǎng)改造的方便性和資源等利用率搞得要求。 1.2國(guó)內(nèi)外研究綜述 近年來一些發(fā)達(dá)國(guó)家為減少電能在電網(wǎng)中的損耗，已經(jīng)形成了完善的變電所設(shè)計(jì)理論，基本達(dá)到了建設(shè)節(jié)約型、集約型、高效型變電所的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)的變電所也通過改善優(yōu)化變電所結(jié)構(gòu)，降低變電所的功率消耗，提高變電所的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。另外變電所綜合化自動(dòng)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)變電所自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)過十幾年的發(fā)展，雖然取的了不小的進(jìn)步，但目前還跟不上電力工業(yè)前進(jìn)的步伐，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無人值守的變電所并不多，其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益明顯不夠卓著，這說明我國(guó)的變電所自動(dòng)化技術(shù)并不規(guī)范，市場(chǎng)發(fā)育也不成熟，這也研究、制造、規(guī)劃、基建和運(yùn)行等部門對(duì)變電所自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)不同有很大的關(guān)系?？傊?，變電所自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接收，并在一些大型變電所監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的越來越成熟。 認(rèn)清和適應(yīng)變電所自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)的理論技術(shù)，丟棄落后和即將淘汰的技術(shù)，確定科學(xué)的模式和結(jié)構(gòu)，選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良和性能可靠的產(chǎn)品，無論對(duì)設(shè)備制造廠家還是對(duì)用戶都至關(guān)重要，也關(guān)系到變電所技術(shù)未來的發(fā)展。因此，在學(xué)習(xí)鑒定國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，全面系統(tǒng)的研究探討符合國(guó)情的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)模式、結(jié)構(gòu)、功能、通訊方式等，對(duì)我國(guó)變電所的發(fā)展有很大重要的意義。 現(xiàn)在我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已經(jīng)有許多的變電站實(shí)現(xiàn)了集中控制和采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控，電力系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了分級(jí)集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全運(yùn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列。變電所是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密，土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度較大的建筑。電力工業(yè)的發(fā)展，單機(jī)容量的增大，總?cè)萘吭诎偃f千瓦以上變電所的建立促使變電所建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)和發(fā)展。 2 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線又稱為一次接線，是由各種開關(guān)電器、變壓器、互感器、線路、電抗器、母線等安一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路。電氣主接線代表了發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，直接影響著電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。 用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)，按電氣設(shè)備的實(shí)際連接順序繪制而成的接線圖，成為電氣主接線圖。電氣主接線圖通常畫成單線圖的形式。 主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一下基本要求： 1） 安全：保證在進(jìn)行任何切換操作時(shí)人身和設(shè)備的安全。 2） 可靠：應(yīng)滿足各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 3） 靈活：應(yīng)能適應(yīng)各種工作方式的操作和檢修、維護(hù)需要。 4） 經(jīng)濟(jì)：在滿足以上要求的前提下，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能減少一次性投資和年運(yùn)行費(fèi)用。 2.1電氣主接線的基本形式 2.1.1單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一原件（母線或母線隔離開關(guān)等）故障時(shí)檢修，都需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路任需短時(shí)停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障母線的供電。 適用范圍：6—10kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回；35—63kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回；110—220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。 圖2.1 單母線接線 2.1.2單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：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，有兩個(gè)電源供電。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。 缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 適用范圍：6-10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；35kv配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)；110-220kv配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)為3-4回時(shí)。 圖2.2 單母線分段接線 2.1.3單母線分段帶旁路母線 這種接線方式在進(jìn)出線不多，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，具有足夠的可靠性和靈活性。 圖2.3 單母線分段帶旁路母線 2.1.4雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)： 1） 供電可靠?？梢暂喠鳈z修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 2） 調(diào)度靈活。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3） 擴(kuò)建方便。想雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷分配，不會(huì)引起原有回路的停電。 4） 便于實(shí)驗(yàn)。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 缺點(diǎn)： 1） 增加一組母線和使沒回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。 2） 當(dāng)母線故障或者檢修時(shí)隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。 適用范圍：6-10kv配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)；35kv配電裝置，當(dāng)出線回路超過8回時(shí)，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí)；110-220kv配電裝置，出線回路在5回以上時(shí)，或110-220kv配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)在4回以上使。 圖2.4 雙母線接線 2.1.5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)原件可完全分別接到不同的母線上，對(duì)大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用技術(shù)的一種延生，因此在繼電保護(hù)方式和操作運(yùn)行方面都不會(huì)發(fā)生問題，而較容易實(shí)現(xiàn)分階段的擴(kuò)建優(yōu)點(diǎn)。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時(shí)需要停運(yùn)線路。占地面積較大。一般當(dāng)連接的進(jìn)出線回路在11回及以下是，母線不分段。 2.1.6橋型接線 1、內(nèi)橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)運(yùn)作；橋連斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較小的情況。 2、外橋型接線 優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。高壓側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。 適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器切換較頻繁或線路段，故障率較少的情況。 2.2電氣主接線的選擇 2.2.1 10kv電氣主接線 根據(jù)資料顯示，由于10kv的出線為12回，可以初步選擇以下兩種方案： 1） 單母線分段接線如圖1-5，6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上，可采用單母線分段接線。 圖2.5 單母線分段接線 2）雙母線接線如圖1-6，一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。 圖2.6 雙母線接線 表2.1 10kv主接線方案比較 項(xiàng)目 方案 方案一 單母線接線 方案二 雙母線接線 技術(shù) 1、不會(huì)造成全所停電 2、調(diào)度靈活 3、保證對(duì)重要用戶的供電 4、擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 1、供電可靠 2、調(diào)度靈活 3、擴(kuò)建方便 4、便于實(shí)驗(yàn) 5、易誤操作 經(jīng)濟(jì) 占地少 設(shè)備少 設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜 投資和站地面大 經(jīng)過綜合比較方案一在經(jīng)濟(jì)性上比方案二好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性，所以選用方案一。 2.2.2 110kv電氣主接線 由于110kv只有2回進(jìn)線，可以初步選擇一下兩種方案： 1） 橋型接線根據(jù)資料分析此處選擇內(nèi)橋接線。 圖2.7 內(nèi)橋接線 2） 單母線接線如圖1.8 圖2.8 單母線接線 表2.2 110kv主接線比較 項(xiàng)目 方案 方案一 內(nèi)橋接線 方案二 單母線接線 技術(shù) 1、 接線清晰簡(jiǎn)單 2、 調(diào)度靈活，可靠性不高 1、 簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展 2、 可靠性、靈活性差 經(jīng)濟(jì) 1、 占地少 2、 實(shí)用的斷路器少 1、 設(shè)備少 2、 投資小 經(jīng)比較兩種方案都具有接線簡(jiǎn)單這一特點(diǎn)。雖然方案一可靠性、靈活性不如方案二，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。可選用投資小的方案一。 3 主變壓器的選擇 變壓器是變電所中的重要電氣設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需要的各級(jí)使用電壓，以滿足用戶需要。 3.1負(fù)荷計(jì)算 要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先要計(jì)算各測(cè)的負(fù)荷包括站用電負(fù)荷10kv負(fù)荷。 由于課題上并未給出10KV出線的負(fù)荷功的功率因數(shù)，所以默認(rèn)=0.9計(jì)算， 故總計(jì)算負(fù)荷為 =6304＋400＋500＋1250＋1600=6270KVA 即 =6.27MVA 所以總計(jì)算負(fù)荷 由于考慮到變電站未來5~10年的遠(yuǎn)期負(fù)荷 3.2主變壓器型式的選擇 3.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由原始資料可知，我們此次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)10KV變電站，我們選取110KV進(jìn)線，所以該變電站是一個(gè)降壓變電站。 為了提高供電的可靠性，防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，互為備用，可以避免因主變檢修或故障而造成對(duì)用戶的停電。故可選擇兩臺(tái)主變壓器。 3.2.2主變壓器容量的選擇 由于設(shè)計(jì)資料提及，主供運(yùn)行時(shí)帶全部負(fù)荷，備供不投，當(dāng)主供跳閘時(shí)，備供自動(dòng)啟動(dòng)并確定主供和分段斷路器均斷開后自動(dòng)合上備供電源，向II段母線繼續(xù)供電。當(dāng)主供電源故障排除后備自投切除備供并且合上主供及分段開關(guān)，恢復(fù)正常運(yùn)行方式。對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。=8.99MVA，故兩臺(tái)主變?nèi)萘窟x擇為10MVA，查表，選用 SFS9—10000/110型雙繞組電力變壓器，其參數(shù)如表3.1. 表3.1 SFS—10000/110型雙繞組變壓器參數(shù) 型號(hào) 額定容量KVA 額定電壓/KV 損耗/KW 空載電流（%） 短路電壓（%） 聯(lián)接組別 高壓 低壓 空載 短路 SF9—10000/110 10000 11022.5% 12122.5% 6.3 6.6 10.5 11 13.2 53.1 0.80 10.5 YNd11 4 短路電流計(jì)算 在電力系統(tǒng)運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 4.1短路計(jì)算的目的 1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。 4.2 短路計(jì)算過程 1.根據(jù)系統(tǒng)接線圖，繪制短路等效電路 系統(tǒng)短路等效電路如圖4.1所示。 圖4.1 系統(tǒng)短路等效電路 （1）選取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓=10.5kV，則基準(zhǔn)電流為 （2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值 變壓器T1 T2 （3） 求k點(diǎn)的總等效電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 表4.1 短路電流計(jì)算結(jié)果 短路點(diǎn) 參數(shù) 基準(zhǔn)電壓(KV) 短路電流有名值(KA) 短路電流沖擊值(KA) 短路容量(MVA) d 10.5 5.5 7.91 95.2 5 備用電源自動(dòng)投入裝置 5.1備用電源自動(dòng)投入裝置作用 備用電源自動(dòng)投入裝置目標(biāo)：為消除或減少損失，保證用戶不間斷供電。 BZT定義：當(dāng)工作電源因故障被斷開以后，能迅速自動(dòng)的將備用電源投入或?qū)⒂秒娫O(shè)備自動(dòng)切換到備用電源上去，使用戶不至于停電的一種自動(dòng)裝置簡(jiǎn)稱備自投或BZT裝置。 5.2 適用情況以及優(yōu)點(diǎn) 1）發(fā)電廠的廠用電和變電所的所用電。 2）有雙電源供電的變電所和配電所，其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開作為備用。 3）降壓變電所內(nèi)裝有備用變壓器和互為備用的母線段。 4）生產(chǎn)過程中某些重要的備用機(jī)組 采用BZT的優(yōu)點(diǎn)： 提高供電的可靠性節(jié)省建設(shè)投資，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置，限制短路電流，提高母線殘壓。 5.3 BZT的工作過程及要求 BZT裝置應(yīng)滿足的基本要求： 1）工作母線突然失壓，BZT裝置應(yīng)能動(dòng)作。 2）工作電源先切，備用電源后投。 3）判斷工作電源斷路器切實(shí)斷開，工作母線無電壓才允許備用電源合閘。 4）BZT裝置只動(dòng)作一次，動(dòng)作是應(yīng)發(fā)出信號(hào)。 5）BZT裝置動(dòng)作過程應(yīng)使負(fù)荷中斷供電的時(shí)間盡可能短。 6）備用電源無壓時(shí)BZT裝置不應(yīng)動(dòng)作。 7）正常停電時(shí)備用裝置不啟動(dòng)。 8）備用電源或備用設(shè)備投入故障時(shí)應(yīng)使其保護(hù)加速動(dòng)作。 BZT裝置應(yīng)由低電壓?jiǎn)?dòng)部分和自動(dòng)重合閘部分組成，低電壓?jiǎn)?dòng)部分是監(jiān)視工作母線失壓和備用電源是否正常；自動(dòng)重合閘部分在工作電源的斷路器斷開后，經(jīng)過一定延時(shí)間將備用電源的斷路器自動(dòng)投入。 圖5.1 變電所BZT裝置設(shè)計(jì) 變電所BZT裝置工作過程： 1）110KV側(cè)BZT：當(dāng)某一條110KV母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器切斷工作電源，非故障側(cè)母線與橋型母線上BZT動(dòng)作，將故障側(cè)設(shè)備自動(dòng)切換到非故障側(cè)。 2）10KV側(cè)：當(dāng)某一條10KV母線或所用電母線故障導(dǎo)致母線失壓，故障側(cè)斷路器斷開，BZT動(dòng)作，母聯(lián)斷路器合閘，將故障側(cè)負(fù)荷切換到非故障側(cè)。 6 電氣設(shè)備的選擇 導(dǎo)體和設(shè)備的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)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)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 6.1 選擇設(shè)備的一般原則和基本要求 1、基本要求 1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要； 2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； 4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種； 5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老設(shè)備的型號(hào)一致； 6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。 2、按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備 1）電壓： 所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 即 （6.1） 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，而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的一般不超過1.1。 2）電流 導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流。 即 （6.2） 由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的 = 1.05 （為電器額定電流）。 3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核 當(dāng)周圍環(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q 0不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流I可按下式修正 (6.4) —導(dǎo)體或電氣設(shè)備長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度 我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度=40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。 3、按短路情況校驗(yàn) 設(shè)備在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(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)定動(dòng)穩(wěn)定. 1）熱穩(wěn)定校驗(yàn)式為 （6.5） 上式中：——短路電流的熱效應(yīng)（KA2S） ——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S） t——設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s） 2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式為 或 （6.6） 上式中: ,——短路沖擊電流幅值及其有效值 ,----廠家給出的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值 6.2假想時(shí)間的確定 假想時(shí)間等于周期分量假想時(shí)間和非周期分量假想時(shí)間之和。其中可根據(jù)查與關(guān)系曲線圖得到，非周期分量假想時(shí)間可以忽略不計(jì)（因短路時(shí)間均大于1s），因此，假想時(shí)間就等于周期分量假想時(shí)間。不同地點(diǎn)的假想時(shí)間見表5—1。 表6.1 不同地點(diǎn)的假想時(shí)間 地點(diǎn) 后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間/s 斷路器分閘時(shí)間 /s 短路持續(xù)時(shí)間/s 周期分量假想時(shí)間 /s 假想時(shí)間 /s 主變壓器110kV側(cè) 4 0.1 4.1 4.19/3.64=1.15 3.8 3.8 主變壓器10kV側(cè) 3 0.2 3.2 16.27/17.02=0.96 2.6 2.6 10kV母線分段 2.5 0.2 2.7 16.27/17.02=0.96 2.2 2.2 6.3高壓斷路器的選擇 高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護(hù)的作用，是高壓電路中最重要的電器設(shè)備。 6.3.1 斷路器選擇的具體技術(shù)條件 1）電壓選擇同式(5.1) 2）電流選擇同式(5.2) 由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流。 3)開斷電流選擇 高壓斷路器的額定開斷電流，不應(yīng)小于實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量即 當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí)，簡(jiǎn)化計(jì)算可用進(jìn)行選擇，為短路電流值。 4)短路關(guān)合電流的選擇 為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊電流值 即 5)熱穩(wěn)定校驗(yàn)式同(6.5) 6)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式同(6.6) 6.3.2 斷路器選擇及校驗(yàn) 1、110KV側(cè)斷路器選擇 1）額定電壓選擇： =110 2）額定電流選擇： 考慮到電源進(jìn)線發(fā)生故障，所以相應(yīng)回路的 即： 3）按開斷電流選擇：4.19 kA 即4.19kA 4） 按短路關(guān)合電流選擇：7.91kA 即7.91kA 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇型LW11－110斷路器其參數(shù)如表6.2。 表6.2 110kV斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓Ue(kV) 最高工作電壓 額定電流Ie(A) 額定開斷電流(kA) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰 值(kA) 額定短路關(guān)合電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 固有 分閘時(shí)間 (ms) 全開斷時(shí)間 (ms) 4s LW11－110 110KV 126 1600 30.5 80 80 31.5 0.04 0.07 5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定，取后備保護(hù)為1.5S,全開斷時(shí)間0.07s =1.5+0.07=1.57S =31.53=2976.75 KAS 即滿足要求 6）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =80kA>14.034KA滿足要求 故選擇戶外LW11－110型SF6斷路器能滿足要求，由上述計(jì)可列出下表： 表6.3 110KV斷路器計(jì)算結(jié)果表 設(shè)備 項(xiàng)目 LW11－110型 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 110kV 110KV 1.6kA 0.11kA 80kA 7.91kA 30.5kA 4.19kA 80kA 7.91kA 2976.75 kAS 36.229 kAS 2、10KV斷路器選擇 1）額定電壓選擇： =10KV 2）額定電流選擇： 即： 3）按開斷電流選擇：kA即 4）按短路關(guān)合電流選擇：7.91kA 即7.91kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN-10/1600-31.5型真空斷路器其參數(shù)如表6.4. 表 6.4 10KV斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓Ue(kV) 最高工作電壓 額定電流Ie(A) 額定開斷電流Iekd(kA) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA) 額定短路關(guān)合電流(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 固有分閘時(shí)間(ms) 合閘時(shí)間(ms) 2s ZN-10/1600-31.5 10KV 11.5 1600 31.5 80 80 31.5 0.05 <0.1 5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定: ，取后備保護(hù)為1.5S,固有分閘時(shí)間為0.05s,取滅弧時(shí)間為0.04S = 1.5+0.09=1.59S =31.52=1984.5KAS 即 滿足要求 6）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =36.473KA<80KA 滿足要求 故選擇戶內(nèi)ZN-10/1600-31.5型真空斷路器能滿足要求，由上述計(jì)算可列下表如表6.5： 表6.5 10KV斷路器計(jì)算結(jié)果表 設(shè)備 項(xiàng)目 ZN-10/1600-31.5型 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 10kV 10kV 1.25kA 0.61kA 80kA 7.91kA 31.5kA 16.27kA 80kA 7.91kA 1984.5kAS 356.058kAS 6.4隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。 6.4.1 隔離開關(guān)選擇的具體技術(shù)條件 1）電壓選擇同式(5.1) 2）電流選擇同式(5.2) 由于高壓隔離開關(guān)沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流. 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)式同(5.5) 4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式同(5.6) 6.4.2 隔離開關(guān)選擇計(jì)算 1、110KV進(jìn)線側(cè)隔離開關(guān) 1）額定電壓選擇： =110KV 2）考慮到電源進(jìn)線發(fā)生故障，所以相應(yīng)回路的 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW5-110Ⅱ型，隔離開關(guān)，其參數(shù)如表6.6所示： 表6.6 110KV隔離開關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓UN(kV) 最高工作電壓 額定電流Ie(A) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 4s GW5-110Ⅱ 110KV 115 630 100 20 3）校驗(yàn)熱穩(wěn)定：同斷路器校驗(yàn)相同 =36.229 KAS KAS =204=1600 KAS 滿足要求 4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =7.91kA =100KA 即： 滿足要求 由上述計(jì)算表明，選擇GW5-110Ⅱ型隔離開關(guān)能滿足要求，如表6.7所示： 表6.7 110KV隔離開關(guān)計(jì)算結(jié)果表 項(xiàng)目 設(shè)備 GW5-110Ⅱ型 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 110kV 110kV 0.63kA 0.11kA 1600kAS 36.229kAS 100kA 7.91kA 2、110KV變壓器側(cè)隔離開關(guān) 1）額定電壓選擇： =110KV 2）額定電流選擇：考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以初步選擇戶外GW5-110Ⅱ型，隔離開關(guān)，其參數(shù)如6.8所示： 表 6.8 110KV隔離開關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓UN(kV) 最高工作電壓 額定電流Ie(A) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 4s GW5-110Ⅱ 110KV 115 630 100 20 3）校驗(yàn)熱穩(wěn)定：同斷路器校驗(yàn)相同 =36.229 KAS KAS =204=1600 KAS 滿足要求 4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =7.91kA =100kA 即： 滿足要求 由上述計(jì)算表明，選擇GW5-110Ⅱ型隔離開關(guān)能滿足要求，列出下表： 如表6.9所示： 表 6.9 110KV隔離開關(guān)計(jì)算結(jié)果表 設(shè)備項(xiàng)目 GW5-110Ⅱ型 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 110KV 110KV 0.63kA 0.06kA 1600KAS 36.229 KAS 100KA 7.91kA 3、10KV側(cè)隔離開關(guān) 1）額定電壓選擇： =10KV 2）額定電流選擇： 即： 由上述計(jì)算數(shù)據(jù)可以初步選擇戶內(nèi)GN2-10/2000-85型隔離開關(guān)，其參數(shù)如下： 表6.10 10KV隔離開關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓Ue(kV) 額定電流Ie(A) 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA) 熱穩(wěn)定電流(kA) 5s GN2－10/2000-85 10 2000 85 51 3） 校驗(yàn)熱穩(wěn)定: 356.058 KAS = 515=13005 KAS 所以滿足要求 4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定： =7.91kA =85KA 所以滿足要求 故選擇GN2-10/2000-85型戶內(nèi)隔離開關(guān)能滿足要求,如表6.11： 表 6.11 10KV隔離開關(guān)計(jì)算結(jié)果表 設(shè)備 項(xiàng)目 GN2-10/2000-85 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 10KV 10KV 2kA 0.61kA 1600 KAS 356.058 KAS 85KA 7.91kA 6.5 電流互感器選擇 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、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。 6.5.1 電流互感器的選擇技術(shù)條件 1)電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流在數(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)確度來選擇。 2)電流互感器10%誤差曲線： 是對(duì)保護(hù)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)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過-10%。電流互感器的10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過-10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗Z2f關(guān)系曲線。 3)額定容量 為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(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Se2。Se2 ≥S2=Ie22Z2f =（Ω） 式中：—測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻 —繼電器電阻 —連接導(dǎo)線電阻 —接觸電阻一般取0.1Ω 4)按一次回路額定電壓和電流選擇 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表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足： ，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 5)種類和型式的選擇 選擇電流互感器種類和形式時(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、支持式、裝入式等）來選擇。 6)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Ie1的倍數(shù)Kr來表示即： （KrIe1）2 I2tdz(或QK） 7)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（Ie1）的倍數(shù)kd—?jiǎng)臃€(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)： 6.5.2 電流互感器選擇及校驗(yàn) 1、 110KV電流互感器選擇 1）額定電流： 2）額定電壓： =110KV 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，可以初步選擇LCW－110型電流互感器，其參數(shù)為 表6.12 110KV電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確等極 二次負(fù)荷準(zhǔn) 10%倍數(shù) 1S熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 0.2V.A 0.5 1 3 二次負(fù)荷 倍數(shù) 倍數(shù) 倍數(shù) LCW－110 200/5 0.5 /1 0.5 1.2 2.4 1.2 15 75 150 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 36.229KAS =（750.2）=225KAS 即: ＞滿足要求 4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：=0.2150 = 42.42KA =14.034KA 即：＞ 滿足要求。 2、10KV側(cè)電流互感器 1）額定電壓選擇： =10KV 2）額定電流選擇： 即： 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可以初步選擇LMC－10，其參數(shù)為 表6.13 10KV電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 準(zhǔn)確等極 二次負(fù)荷準(zhǔn) 10%倍數(shù) 1S熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 0.5V.A 0.5 1 3 二次負(fù)荷 倍數(shù) 倍數(shù) 電流KA LMC－10 2000/5 0.5 /0.5 0.5 0.2 2 28 75 80 3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 356.058 KAS =（752）=22500KAS 即: ＞ 滿足要求 4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =80KA =36.473KA 即：＞滿足要求 故選擇戶內(nèi)LMC－10型電流互感器能滿足要求。 6.6 電壓互感器選擇計(jì)算 6.6.1 電壓互感器選擇技術(shù)條件 1、電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量 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，由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的大小和相位有誤差，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)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 為了保證電壓互感器安全和在規(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）Ue范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足： 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: 表6.14 電壓互感器型號(hào)選擇表 接 線 型 式 電網(wǎng)電壓（KV） 型 式 二次繞組電壓（V） 接成開口三角形輔助繞組電壓IV 一臺(tái)PT不完全接線方式 3-35 單相式 100 無此繞組 Yo/ Yo/ Yo 110J-500J 單相式 100/ 100 3-60 單相式 100/ 100/3 3-15 三相五柱式 100 100/3（相） 4、電壓互感器及型式的選擇 電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在6～35KV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110～220KV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁式電壓互感器。220KV及以上配電裝置，當(dāng)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)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)），Se2應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷S2，即：Se2≥S2 S2= Po、Qo—儀表的有功功率和無功功率 6.6.2 電壓互感器選擇 1、110KV側(cè)電壓互感器 表6.15 110KV電壓互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓（V） 二次繞組額定輸出（VA） 電 容 量 載波耦合電 容 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 0.5級(jí) 1級(jí) 高壓 電容 中壓 電容 YDR-110 110000/ 100/ 100 150VA 300VA 12.5 50 10 2、 10KV側(cè)電壓互感器 表6.16 10KV電壓互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電壓(v) 最大容量 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 JDJ-10 10000/ 100/ 640MVA 6.7 10kV母線的選擇 1)按最大工作持續(xù)電流： 選1258的單條矩形鋁母線平放,總截面S=1258 =1000 額定載流為1920A，溫度修正系數(shù)取0.894，修正后的載流量為： 18200.894 =1716.48 > Igmax 滿足長(zhǎng)期負(fù)荷發(fā)熱的要求。 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度： =34+(70-34)(1516/1920)= 62.465℃=63℃ 查表得C =90 Kf=1.08滿足短路時(shí)發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面 =217.886<1000 小于所選導(dǎo)體截面能滿足要求。 3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 相間距a=0.25m 沖擊電流ies=7.91kA 單位長(zhǎng)度上的相間電動(dòng)力: 按彎矩 N/M 對(duì)于硬鋁,滿足要求 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求的絕緣子最大允許跨矩 而L=1.2m≤3.98m滿足求。 由以上計(jì)算表明，選擇1258mm的單條矩形鋁導(dǎo)體能滿足要求 7 主變壓器繼電保護(hù)的整定計(jì)算及配置 7.1 主變壓器保護(hù)配置 根據(jù)規(guī)程要求，容量為10MVA的變壓器應(yīng)配置以下保護(hù)： （1） 瓦斯保護(hù) 包括動(dòng)作與信號(hào)的輕瓦斯保護(hù)和動(dòng)作與跳閘的重瓦斯保護(hù)。 （2） 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 無延時(shí)跳開主變壓器三側(cè)斷路器，可作為變壓器的主保護(hù)。 （3） 過電流保護(hù) 包括110kV側(cè)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)和10kV側(cè)過電流保護(hù)，其中10kV側(cè)過電流保護(hù)作為本側(cè)外部短路后備保護(hù)，以較短時(shí)限斷開該側(cè)斷路器；110kV側(cè)保護(hù)作為變壓器內(nèi)部故障及35kV側(cè)外部短路的后備，帶兩段時(shí)限和（>>）,以時(shí)限斷開35kV側(cè)斷路器，以時(shí)限斷開主變壓器三側(cè)斷路器。 （4）零序保護(hù) 作為變壓器本身主保護(hù)的后備保護(hù)和相鄰元件接地短路的后備保護(hù)。 （5） 過負(fù)荷保護(hù) 保護(hù)裝設(shè)在主變壓器110kV側(cè)，動(dòng)作后經(jīng)延時(shí)發(fā)出預(yù)告信號(hào)。 7.2 主變壓器繼電保護(hù)整定 （1）瓦斯保護(hù) 一般氣體繼電器氣體容積整定范圍為25~300，本所主變壓器容量為10MVA，整定值取為250；重瓦斯保護(hù)油流速度整定范圍為0.6~1.5m/s, 為防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，將流油速度整定為1。 (2)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 由BCH—2型差動(dòng)繼電器構(gòu)成。 1)計(jì)算各側(cè)一次額定電流，選擇電流互感器變比，確定各側(cè)互感器的二次額定電流，計(jì)算結(jié)果見表7.1。 表7.1 電流互感器二次側(cè)額定電流的計(jì)算結(jié)果 名稱 各側(cè)數(shù)值 額定電壓/kV 110 10.5 額定電流/A 電流互感器的接線方式 D y 電流互感器一次電流計(jì)算值/A 550 電流互感器變比選擇 電流互感器二次額定電流/A 取二次額定電流最大的110kV側(cè)為基本側(cè)。 2） 安下列三條件確定保護(hù)裝置的動(dòng)作電流： ①躲過變壓器的勵(lì)磁涌流，即 ②躲過變壓器外部短路時(shí)的最大負(fù)荷電流，即 =504A ③躲過電流互感器二次回路斷線的最大負(fù)荷電流，即 A 取=522A，則差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流值為 3）確定基本側(cè)差動(dòng)線圈的匝數(shù) 實(shí)際整定匝數(shù)選為匝，則繼電器實(shí)際動(dòng)作電流，保護(hù)裝置實(shí)際一次動(dòng)作電流為 4） 確定非基本側(cè)平衡線圈匝數(shù) 10kV側(cè) 取平衡線圈匝數(shù)，匝。 5） 校驗(yàn)相對(duì)誤差 10kV側(cè) 小于0.05，說明以上選擇結(jié)果有效，無需重新計(jì)算。 （3） 過電流保護(hù) 1）110kV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)。過電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為DL—11型，電流互感器變比200/5=40；電壓原件接于110kV母線電壓互感器。 動(dòng)作電流按躲過變壓器額定電流整定，即 則 低電壓繼電器動(dòng)作電壓按躲過電動(dòng)機(jī)自動(dòng)的條件整定，即 則 保護(hù)的靈敏度按后備保護(hù)范圍末端最小短路電流來校驗(yàn)，即 2）10kV側(cè)過電流保護(hù)。過電流保護(hù)采用三相星型接線，繼電器為DL—11型，電流互感器變比=2000/5=400。動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 躲過并列運(yùn)行中切除一臺(tái)變壓器時(shí)所產(chǎn)生的過負(fù)荷電流，即 靈敏度不滿足要求，應(yīng)改用復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)，整定計(jì)算從略。 3） 動(dòng)作時(shí)間。10kV側(cè)過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間=3s，110kV側(cè)過電流保護(hù)帶兩段時(shí)限，第一段動(dòng)作時(shí)間=3s+0.5s=3.5s，第二段動(dòng)作時(shí)間=3.5s=0.5s=4s。 （4） 過負(fù)荷保護(hù) 裝設(shè)在主變壓器110kV側(cè)，按躲過變壓器額定電流整定 動(dòng)作時(shí)間取為10s。 8 防雷接地 變電所是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，是電能供應(yīng)的來源，一旦發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，而且電氣設(shè)備的內(nèi)絕緣會(huì)受到損壞，絕大多數(shù)不能自行恢復(fù)會(huì)嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活，因此，要采取有效的防雷措施，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。 變電所的雷害來自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。 對(duì)侵入波防護(hù)的主要措施是變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器，以限制侵入變電所的雷電波的幅值，防止設(shè)備上的過電壓不超過其中擊耐壓值，同時(shí)在距變電所適當(dāng)距離內(nèi)裝設(shè)可靠的進(jìn)線保護(hù)。 避雷針的作用：將雷電流吸引到其本身并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)設(shè)備，避雷針必須高于被保護(hù)物體，可根據(jù)不同情況或裝設(shè)在配電構(gòu)架上，或獨(dú)立裝設(shè)，避雷線主要用于保護(hù)線路，一般不用于保護(hù)變電所。 避雷器是專門用以限制過電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 8.1 避雷器的選擇 8.1.1 避雷器的配置原則 1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器。 2）旁路母線上是否應(yīng)裝設(shè)避雷器，應(yīng)在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足而定。 3）220KV以下變壓器和并聯(lián)電抗器處必須裝設(shè)避雷器，并盡可能靠近設(shè)備本體。 4）220KV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 5）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 8.1.2 避雷器選擇技術(shù)條件 1、型式：選擇避雷器型式時(shí)，應(yīng)考慮被保護(hù)電器的絕緣水平和使用特點(diǎn)，按下表選擇如表7—1. 表 8.1 避雷器型號(hào)選擇表 型號(hào) 型式 應(yīng)用范圍 FS 配電用普通閥型 10KV以下配電系統(tǒng)、電纜終端盒 FZ 電站用普通閥型 3-220KV發(fā)電廠、變電所配電裝置 FCZ 電站用磁吹閥型 330KV及需要限制操作的220KV以及以下配電 某些變壓器中性點(diǎn) FCD 旋轉(zhuǎn)電機(jī)用磁吹閥型 用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)、屋內(nèi) 型號(hào)含義： F——閥型避雷器； S——配電所用；Z——發(fā)電廠、變電所用； C——磁吹；D——旋轉(zhuǎn)電機(jī)用；J——中性點(diǎn)直接接地 2、額定電壓：避雷器的額定電壓應(yīng)與系統(tǒng)額定電壓一致。 3.校驗(yàn)項(xiàng)目： （1）滅弧電壓