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第一章：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 設(shè)計(jì)題目 110KV XXX 降壓變電站部分的設(shè)計(jì) 二、 所址概況 1、 地理位置及地理?xiàng)l件的簡述 變電所位于某城市， 地勢平坦，交通便利，空氣污染輕微，站區(qū)平均海拔200米，最高氣溫40℃，最低氣溫-5℃，年平均氣溫14℃，最熱月平均最高氣溫30℃，土壤溫度25℃。 三、系統(tǒng)情況如下圖 ∽ с 待設(shè)變電所 10KV 230km 110KV 4240MVA 4200MW (1200MW) 75km 80km 220KV Xc=0.04 Sj=1000MVA 2120MVA cosΨ=0.06 Xd″=0.167 注：括號內(nèi)為最小運(yùn)行方式 三、 負(fù)荷情況： 電壓 負(fù)荷 名稱 每回最大負(fù)荷（KW） 功率因數(shù) 回路數(shù) 供電方式 線路長度（km） 35KV 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變1 6000 0.9 1 架空 15 鄉(xiāng)鎮(zhèn)變2 7000 0.92 1 架空 8 汽車廠 4300 0.88 2 架空 7 磚廠 4500 0.85 1 架空 11 10KV 鄉(xiāng)區(qū)變 1000 0.9 3 架空 5 紡織廠1 700 0.89 1 電纜 3 紡織廠2 800 0.88 2 架空 7 紡織廠3 600 0.88 1 架空 4 加工廠 700 0.9 1 架空 5 材料廠 800 0.9 2 架空 2 五、設(shè)計(jì)任務(wù) 1、 負(fù)荷分析及主變壓器的選擇。 2、 電氣主接線的設(shè)計(jì)。 3、 變壓器的運(yùn)行方式以及中性點(diǎn)的接地方式。 4、 無功補(bǔ)償裝置的形式及容量確定。 5、 短路電流計(jì)算（包括三相、兩相、單相短路） 6、 各級電壓配電裝置設(shè)計(jì)。 7、 各種電氣設(shè)備選擇。 8、 繼電保護(hù)規(guī)劃。 9、 主變壓器的繼電保護(hù)整定計(jì)算。 六、設(shè)計(jì)目的 總體目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)各科知識，獨(dú)立分析各解決實(shí)際工程問題的能力。 七、設(shè)計(jì)成果 1、設(shè)計(jì)說明書：說明設(shè)計(jì)思想，方案比較及最終結(jié)果，并附有必要的圖表。 2、設(shè)計(jì)計(jì)算書：設(shè)計(jì)參數(shù)選取的依據(jù)、計(jì)算公式、計(jì)算過程、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論。 3、圖紙：（共七張） （1）所有設(shè)計(jì)圖均采用2或3號圖；可用CAD出圖； （2）電氣主結(jié)線圖部分3張，其中主接線圖一張、變電所平面布置圖一張、立面圖一張； （3）二次部分要求：選作發(fā)電機(jī)保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖； 選作變壓器保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖； 選作輸電線路保護(hù)的必須有一張保戶配置圖和一張主保護(hù)原理圖； （4）自動(dòng)化設(shè)計(jì)部分要求： 選做自動(dòng)重合閘裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； 選做備用電源自動(dòng)投入裝置的必須有一張重合閘工作原理圖； （5）發(fā)電廠變電所防雷設(shè)計(jì)要求一張防雷平面布置圖和一張立面圖。 八、參考文獻(xiàn) 列出10篇以上（格式如下） 1《電氣工程電氣設(shè)備手冊》上冊 下冊 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編 2《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置》 王秀英編 3《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》 沈陽電專 李駿年編 4《發(fā)電廠電氣設(shè)備》 鄭州電力高等專科學(xué)校 于長順編 第二章：負(fù)荷分析 一、 負(fù)荷分類及定義 1、 一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 2、 二級負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 3、 三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用單回線路供電。 二、 本設(shè)計(jì)中的負(fù)荷分析 市鎮(zhèn)變1、2：市鎮(zhèn)變擔(dān)負(fù)著對所轄區(qū)的電力供應(yīng)，若中斷供電將會帶來大面積停電，所以應(yīng)屬于一級負(fù)荷。 煤礦變：煤礦變負(fù)責(zé)向煤礦供電，煤礦大部分是井下作業(yè)，例如：煤礦工人從礦井中的進(jìn)出等等，若煤礦變一旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級負(fù)荷。 化肥廠：化肥廠的生產(chǎn)過程伴隨著許多化學(xué)反應(yīng)過程，一旦電力供應(yīng)中止了就會造成產(chǎn)品報(bào)廢，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級負(fù)荷。 磚廠：磚廠的生產(chǎn)過程與電的聯(lián)系不是非常緊密，若終止電力供應(yīng)，只會造成局部破壞，生產(chǎn)流程混亂，所以應(yīng)屬于三級負(fù)荷。 鎮(zhèn)區(qū)變：鎮(zhèn)區(qū)變擔(dān)負(fù)著對所轄區(qū)域的電力供應(yīng)，若中止鎮(zhèn)區(qū)變的電力供應(yīng)，將會帶來大面積停電，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失，所以應(yīng)屬于一級負(fù)荷。 機(jī)械廠：機(jī)械廠的生產(chǎn)過程與電聯(lián)系不是非常緊密，若中止供電，不會帶來太大的損失，所以應(yīng)屬于二級負(fù)荷。 紡織廠1、2：若中斷紡織廠的電力供應(yīng)，就會引起跳線，打結(jié)，從而使產(chǎn)品不合格，所以應(yīng)屬于二級負(fù)荷。 農(nóng)藥廠：農(nóng)藥廠的生產(chǎn)過程伴有化學(xué)反應(yīng)，若停電就會造成產(chǎn)品報(bào)廢，應(yīng)屬于一級負(fù)荷。 面粉廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負(fù)荷。 耐火材料廠：若中斷供電，影響不大，所以應(yīng)屬于三級負(fù)荷。 三、 35KV及10KV各側(cè)負(fù)荷的大小 1、 35KV側(cè)： ΣP1＝6000+7000+4500*2+4300*2+5000＝35600KW ΣQ1=6000*0.48+7000*0.426+4500*0.62*2+4300*0.54*2+ 5000*0.62=19186Kvar 2、 10KV側(cè)： ΣP2＝1000*3+800*2+700+800*2+600+700+800*2＝9800KW ΣQ2=1000*3*0.48+700*0.512+800*0.512*2+800*0.54*2+ 600*0.54+700*0.48+800*0.48*2=4909.6Kvar ΣP＝ΣP1+ΣP2=35600KW+9800KW=45400KW ΣQ=ΣQ1+ΣQ2=19186+4909.6=24095.6Kvar 所以：ΣS＝（454002+24095.62）1/2＝51398KVA 考慮線損、同時(shí)系數(shù)時(shí)的容量： ΣS2=51398*0.8*1.05=43174.3KVA 第三章 主變壓器的選擇 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》電器一次部分，第五章：主變壓器選擇） 一、主變臺數(shù)的確定 對于大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜。此設(shè)計(jì)中的變電所符合此情況，故主變設(shè)為兩臺。 二、主變?nèi)萘康拇_定 1、主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年負(fù)荷發(fā)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 2、根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70％-80％。此變電所是一般性變電所。 有以上規(guī)程可知，此變電所單臺主變的容量為： S=ΣS2*0.8=43174.3*0.8=34539.48KVA 所以應(yīng)選容量為40000KVA的主變壓器。 三、主變相數(shù)選擇 1、主變壓器采用三相或是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。 2、當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330KV及以下的發(fā)電廠和變電所，均應(yīng)采用三相變壓器。 社會日新月異，在今天科技已十分進(jìn)步，變壓器的制造、運(yùn)輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應(yīng)采用三相變壓器。 四、主變繞組數(shù)量 1）、在具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)到該變壓器容量的15％以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但在變電所內(nèi)需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝備時(shí)，主變壓器宜采用三繞組變壓器。 根據(jù)以上規(guī)程，計(jì)算主變各側(cè)的功率與該主變?nèi)萘康谋戎担? 高壓側(cè)：K1=(35600+9800)*0.8/40000=0.9>0.15 中壓側(cè)：K2=35600*0.8/4000=0.7>0.15 低壓側(cè)：K3=9800*0.8/40000=0.2>0.15 由以上可知此變電所中的主變應(yīng)采用三繞組。 五、主變繞組連接方式 變壓器的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有y和△，高、中、低三側(cè)繞組如何要根據(jù)具體情況來確定。 我國110KV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35KV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線接地。35KV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。 有以上知，此變電站110KV側(cè)采用Y0接線 35KV側(cè)采用Y連接，10KV側(cè)采用△接線 主變中性點(diǎn)的接地方式： 選擇電力網(wǎng)中性點(diǎn)接送地方式是一個(gè)綜合問題。它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及對通信線路的干擾。主要接地方式有：中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和直接接地。電力網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式，決定了變壓器中性點(diǎn)的接地方式。電力網(wǎng)中性點(diǎn)接地與否，決定于主變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式。 35KV系統(tǒng)，IC<=10A；10KV系統(tǒng)；IC<=30A（采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式） 35KV：Ic=UL/350=35*(15+8+10*2+7*2+11)/350=6.8A<10A 10KV：Ic=10*(5*3+7*2+4+5+7*2)/350+10*(2*2+3)/10=8.2A<30A 所以在本設(shè)計(jì)中110KV采用中性點(diǎn)直接接地方式 35、10KV采用中性點(diǎn)不接地方式 六、 主變的調(diào)壓方式 《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電器一次部分）第五章第三節(jié)規(guī)定： 調(diào)壓方式變壓器的電壓調(diào)整是用分解開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器比來實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換，稱為無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍通常在+5％以內(nèi)，另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有栽調(diào)壓，調(diào)壓范圍可達(dá)到+30％。 對于110KV及以下的變壓器，以考慮至少有一級電壓的變壓器采用有載調(diào)壓。 由以上知，此變電所的主變壓器采用有載調(diào)壓方式。 七、 變壓器冷卻方式選擇 參考《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電器一次部分）第五章第四節(jié) 主變一般的冷卻方式有：自然風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫有循環(huán)風(fēng)冷卻；強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻；強(qiáng)迫、導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。 小容量變壓器一般采用自然風(fēng)冷卻。大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 故此變電所中的主變采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 附：主變型號的表示方法 第一段：漢語拼音組合表示變壓器型號及材料 第一部分：相數(shù) S----三相；D------單相 第二部分：冷卻方式 J----油浸自冷； F----油浸風(fēng)冷； S----油浸水冷；G----干式；N----氮?dú)饫鋮s； FP----強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻；SP----強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻 本設(shè)計(jì)中主變的型號是：SFPSL—40000/110 第四章 無功補(bǔ)償裝置的選擇 一、補(bǔ)償裝置的意義 無功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，同時(shí)對增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要意義。 二、無功補(bǔ)償裝置類型的選擇 （參考資料：教材----《電力系統(tǒng)》第五章第四節(jié)： 《電力工程電器設(shè)計(jì)手冊》電器一次部分第九章） 1、無功補(bǔ)償裝置的類型 無功補(bǔ)償裝置可分為兩大類：串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器。 2、常用的三種補(bǔ)償裝置的比較及選擇 這三種無功補(bǔ)償裝置都是直接或者通過變壓器并接于需要補(bǔ)償無功的變配電所的母線上。 同步調(diào)相機(jī)： 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)在過勵(lì)磁時(shí)運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供無功功率而起到無功電源的作用，可提高系統(tǒng)電壓。 裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)，能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑地改變輸出或汲取的無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。特別是有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí)，在系統(tǒng)故障情況下，還能調(diào)整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜。它的有功功率損耗較大。小容量的調(diào)相機(jī)每千伏安容量的投入費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜于大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。在我國，同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 靜止補(bǔ)償器： 靜止補(bǔ)償器由電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，根據(jù)調(diào)壓需要，通過可調(diào)電抗器吸收電容器組中的無功功率，來調(diào)節(jié)靜止補(bǔ)償其輸出的無功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)節(jié)性能、使用方便、經(jīng)紀(jì)性能良好的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足無功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)節(jié)不能連續(xù)的缺點(diǎn)。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡單，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變化，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價(jià)太高，不在本設(shè)計(jì)中不宜采用）。 電力電容器： 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所提供的無功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。 電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。 綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。 三、無功補(bǔ)償裝置容量的確定 （根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)） 現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)一般按主變?nèi)萘康?0％--30％來確定無功補(bǔ)償裝置的容量。 此設(shè)計(jì)中主變?nèi)萘繛?0000KVA 故并聯(lián)電容器的容量為：4000KVA—12000KVA為宜，在此設(shè)計(jì)中取12000KVA。 四、并聯(lián)電容器裝置的分組 （參考資料：《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》電氣一次部分 第九章第四節(jié)） 1、分組原則 1）、并聯(lián)電容器裝置的分組主要有系統(tǒng)專業(yè)根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定。 2）、對于單獨(dú)補(bǔ)償?shù)哪撑_設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、小容量變壓器等用的并聯(lián)電容器裝置，不必分組，可直接與設(shè)備相聯(lián)接，并與該設(shè)備同時(shí)投切。 對于110KV—220KV、主變代有載調(diào)壓裝置的變電所，應(yīng)按有載調(diào)壓分組，并按電壓或功率的要求實(shí)行自動(dòng)投切。 3）、終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過2.5％。 2、分組方式 1）、并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組。 2）、各種分組方式比較 a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按不同投切方式得到多種容量組合。既可用比等容量分組方式少的分組數(shù)目，達(dá)到更多種容量組合的要求，從而節(jié)約了回路設(shè)備數(shù)。但會在改變?nèi)萘拷M合的操作過程中，會引起無功補(bǔ)償功率較大的變化，并可能使分組容量較小的分組斷路器頻繁操作，斷路器的檢修間隔時(shí)間縮短，從而使電容器組退出運(yùn)行的可能性增加。因而應(yīng)用范圍有限。 b、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級數(shù)容量分組，當(dāng)某一并聯(lián)電容器組因短路故障而切除時(shí)，將造成整個(gè)并聯(lián)電容器裝置退出運(yùn)行。 c、等容量分作方式，是應(yīng)用較多的分作方式。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中，無功補(bǔ)償裝置分作方式采用等容量分組方式。 五、并聯(lián)電容器裝置的接線 并聯(lián)電容器裝置的基本接線分為星形（Y）和三角形（△）兩種。經(jīng)常使用的還有由星形派生出來的雙星形，在某種場合下，也采用有由三角形派生出來的雙三角形。 從《電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（一次部分）P502頁表9-17中比較得，應(yīng)采用雙星形接線。因?yàn)殡p星形接線更簡單，而且可靠性、靈敏性都高，對電網(wǎng)通訊不會造成干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。 中性點(diǎn)接地方式：對該變電所進(jìn)行無功補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變和負(fù)荷的無功功率，因此并聯(lián)電容器裝置裝設(shè)在變電所低壓側(cè)，故采用中性點(diǎn)不接地方式。 六、并聯(lián)電容器對10KV系統(tǒng)單相接地電流的影響 10KV系統(tǒng)的中性點(diǎn)是不接地的，該變電站采用的并聯(lián)電容器組的中性點(diǎn)也是不接地的，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，構(gòu)不成零序電流回路，所以不會對10KV系統(tǒng)造成影響。 第五章 電氣主接線的初步設(shè)計(jì)及方案選擇 參考資料：1、《發(fā)電廠電氣設(shè)備》（于長順主編）第十章 2、《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（一次部分）第二章 一、電氣主接線的概況 1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 2、在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) 1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 3）、負(fù)荷大小和重要性 4）系統(tǒng)備用容量大小 5）系統(tǒng)專業(yè)對電氣主接線提供的具體資料 3、主接線設(shè)計(jì)的基本要求 1）、可靠性 2）、靈活性 3）、經(jīng)濟(jì)性 4、6-220KV高壓配電裝置的基本接線 有匯流母線的連線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開關(guān)等。 無匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。 二、110KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 110KV側(cè)初期設(shè)計(jì)回路數(shù)為2，最終為4回 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 110KV側(cè)配電裝置宜采用單母線分段的接線方式。 110KV側(cè)采用單母線分段的接線方式，有下列優(yōu)點(diǎn)： （1）供電可靠性：當(dāng)一組母線停電或故障時(shí)，不影響另一組母線供電； （2）調(diào)度靈活，任一電源消失時(shí)，可用另一電源帶兩段母線： （3）擴(kuò)建方便； （4）在保證可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，較經(jīng)濟(jì)。 故110KV側(cè)采用單母分段的連接方式。 三、35KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 35KV側(cè)出線回路數(shù)為7回 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 當(dāng)35—63KV配電裝置出線回路數(shù)為4—8回，采用單母分段連接，當(dāng)連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)也可采用雙母線接線。 故35KV可采用單母分段連接也可采用雙母線連接。 四、10KV側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 10KV側(cè)出線回路數(shù)為12回 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 當(dāng)6—10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)采用單母分段連接 故10KV采用單母分段連接 五、主接線方案的比較選擇 由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案 方案一：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。 方案二：110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用雙母線連接，10KV側(cè)采用單母分段連接。 此兩種方案的比較 方案一 110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便，35KV、10KV采用單母分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。 由以上可知，在本設(shè)計(jì)中采用第一種接線，即110KV側(cè)采用單母分段的連接方式，35KV側(cè)采用單母分段連線，10KV側(cè)采用單母分段連接。 六、主接線中的設(shè)備配置 1、隔離開關(guān)的配置 （1）中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開關(guān)：容量為220MW及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。 （2）在出線上裝設(shè)電抗器的6—10KV配電裝置中，當(dāng)向不同用戶供電的兩回線共用一臺斷路器和一組電抗器時(shí)，每回線上應(yīng)各裝設(shè)一組出線隔離開關(guān)。 （3）接在發(fā)電機(jī)、變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器不可裝設(shè)隔離開關(guān)。 （4）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；自藕變壓器的中性點(diǎn)則不必裝設(shè)隔離開關(guān)。 2、接地刀閘或接地器的配置 （1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)和母聯(lián)隔離開關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。 （2）63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路宜配置接地刀閘。 3、電壓互感器的配置 （1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 （2）6—220KV電壓等級的每組母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 （3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （4）當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （5）發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。 4、電流互感器的配置 （1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。 （2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 （3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （4）一臺半斷路器接線中，線路—線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路—變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。 5、避雷器的裝置 （1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。 （2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。 （3）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。 （4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺避雷器。 （5）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器 1）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)。 2）直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺變壓器運(yùn)行時(shí)。 3）接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。 （6）發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。 （7）SF6全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 （8）110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 第六章 各級配電裝置的配置 （參考資料：《發(fā)電廠電氣設(shè)備》 于長順 主編） 發(fā)電廠和變電站主接線中，所裝開關(guān)電器、載留導(dǎo)體以及保護(hù)和測量電器等設(shè)備，按一定要求建設(shè)而成的電工建筑物，稱為配電裝置。它的作用是接受電能和分配電能，所以它是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。 一、配電裝置的要求 （1） 配電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，應(yīng)認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)規(guī)程的要求，特別注意應(yīng)節(jié)約用地，爭取不占或少占良田。 （2） 保證運(yùn)行安全和工作可靠。設(shè)備要注意合理選型，布置應(yīng)力求整齊、清晰。 （3） 便于檢修、操作和巡視。 （4） 便于擴(kuò)建和安裝。 （5） 在保證上述條件下，應(yīng)節(jié)約材料，減少投資。 二、配電裝置的分類及使用范圍 配電裝置按電氣設(shè)備裝置的地點(diǎn)，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按組裝的方式，可分為在現(xiàn)場組裝而成的裝配式配電裝置，以及在制造廠將開關(guān)電器等按接線要求組裝成套后運(yùn)至現(xiàn)場安裝用的成套配電裝置。 屋內(nèi)配電裝置是將電氣設(shè)備安裝在屋內(nèi)，它的特點(diǎn)是占地面積小，運(yùn)行維護(hù)和操作條件較好，電氣設(shè)備受污穢和氣候條件影響較?。坏杞ㄔ旆课?，投資較大。 屋外配電裝置是將電氣設(shè)備裝置在屋外，它的特點(diǎn)是土建工程量小，投資小，建造工程短，易擴(kuò)建，但占地面積大，運(yùn)行維護(hù)條件較差，易受污穢和氣候條件影響。 在發(fā)電廠和變電所中，一般35KV及以下的配電裝置采用屋內(nèi)配電裝置，110KV及以上的配電裝置多采用屋外配電裝置。但110KV及以上的配電裝置，在嚴(yán)重污穢地區(qū)，如海邊和化工廠區(qū)或大城市中心，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，也可采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)精密，占地面積小，建設(shè)期短，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，但耗用鋼材較多，造價(jià)較高。目前我國生產(chǎn)的3—35KV各種成套配電裝置，在發(fā)電機(jī)和變電站中已廣泛應(yīng)用。 由以上各種方案比較得： 在本設(shè)計(jì)中，10KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜 35KV采用屋內(nèi)配電裝置，手車式高壓開關(guān)柜 110KV采用屋外半高型配電裝置 第七章 短路電流的目的及結(jié)果 一、短路電流計(jì)算的目的 在變電所和發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的是選擇主接線，比較各種接線方案：選擇電氣設(shè)備，校驗(yàn)設(shè)備提供依據(jù)，為繼電保護(hù)整定計(jì)算提供依據(jù)等。 四、 計(jì)算結(jié)果 五、 短路 電壓 d(3) d(2) d(1.1) d(1) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) I″(KA) ich(KA) 110kv 2.70 6.88 2.335 5.943 2.903 7.388 3.036 7.272 35kv 3.434 8.741 10kv 8.779 22.349 第八章 電氣設(shè)備選擇 一、電氣設(shè)備選擇的概述 1、選擇的原則 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。 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）、與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 5）、同類設(shè)備應(yīng)盡量減少種類。 6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2、設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。 1、電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體選擇的一般條件 （1）按正常工作條件選擇 A.額定電壓：所選電氣設(shè)備和電纜的最高允許工作電壓，不得低于裝設(shè)回路的最高運(yùn)行電壓Ue≥Uew. B.額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流IO，或載流導(dǎo)體的長期允許電流Iy，不得低于裝設(shè)回路的最大持續(xù)工作電流I max 。 計(jì)算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時(shí)，應(yīng)考慮回路在各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。 （2）按短路狀態(tài)校驗(yàn) A.熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 當(dāng)短路電流通過被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過允許值，Qd≤Qy，Qd≤I2r t，t=tb+tdf 校驗(yàn)電氣設(shè)備及電纜（3～6KV廠用饋線電纜除外）熱穩(wěn)定時(shí)，短路持續(xù)時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加斷路器全分閘時(shí)間。 B.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ich≤idw， Ich≤Idw， 用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定；電纜不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定； （3）短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件 所用短路電流其容量應(yīng)按具體工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列的接線方式；短路的 種類一般按三相短路校驗(yàn)；對于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。 二、110KV側(cè)斷路器的選擇 在本設(shè)計(jì)中110KV側(cè)斷路器采用SF6高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有安全可靠，開斷性能好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級得到廣泛的應(yīng)用。 110KV的配電裝置是戶外式，所以斷路器也采用戶外式。 從《電氣工程電器設(shè)備手冊》（上冊）中比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采用LW11-110型號的斷路器。 校驗(yàn)： LW11-110斷路器的具體技術(shù)參數(shù)如下： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開斷電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 110KV 123 （145）KV 1600 3150 31.5 40 80 100 熱穩(wěn)定電流（3S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時(shí)間 分閘時(shí)間 31.5KA(3S) 40kv 80KA 100KA ≤40ms ≤135ms 由上表知： 1.斷路器的額定電壓為110KV，不小于裝設(shè)斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓 2.該斷路器的最大持續(xù)工作電流： Imax=1.05In=1.05Sn/(31/2Un)=1.05*40000/(31/2*110)=220.4 該斷路器的額定電流為1600（最小的），大于通過該斷路器的最大持續(xù)工作電流220.4。 3.校驗(yàn)斷路器的斷流能力 此斷路器的額定開斷電流Iekd=31.5KA 短路電流周期分量：Izk=3.036KA Iekd>Izk 4.此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=80KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 5.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=80KA ich=7.74KA idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=[(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*3=27.65KA2S Ir2t=31.52*3=2976.75>Qd 操作機(jī)構(gòu)，采用氣動(dòng)草操動(dòng)機(jī)構(gòu)；由《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（上冊）查得應(yīng)采用CQA-1型電氣操動(dòng)機(jī)構(gòu)。 三、110KV隔離開關(guān)的選擇 應(yīng)采用戶外型隔離開關(guān) 參考《電氣工程電氣手冊》（上冊），可知應(yīng)采用GW5-110G高壓隔離開關(guān)。此隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流值 動(dòng)穩(wěn)定電流值 操動(dòng)機(jī)構(gòu) 110KV 600A 50KA 72KA 16(4S) 40(5S) CS17-G 校驗(yàn)： 通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流為220.4KA 隔離開關(guān)的額定電流為600A，大于通過隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定電流：idw=50KA ich=7.74KA idw＞ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=[(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12] *t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)/12]*5=44.4KA2S Ir2t=142*5=980>Qd 操動(dòng)機(jī)構(gòu)：CS17—G 四、敞露母線選擇 （參考資料：《發(fā)電廠電氣設(shè)備》于長順主編） 硬母線一般是指配電裝置中的匯流母線和電氣設(shè)備之間連接用的裸硬導(dǎo)體。硬母線分為敞露式和封閉式兩類。 1.線材料和截面形狀的選擇： 目前母線材料廣泛采用鋁材，因?yàn)殇X電阻率較低，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量輕、價(jià)格較低，我國鋁材的儲量豐富。鋼雖有較好的性能，但價(jià)格貴，我國儲備不多。所以只有在一些特殊場合，如工作電流較大，位置特別狹窄，環(huán)境對鋁材有嚴(yán)重腐蝕的情況下才用鋁材。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中母線材料才用鋁。 硬母線截面積形狀一般有矩形、槽型、和管型。矩形母線散熱條件好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大，矩形母線一般只用于35KV及以上，電流在4000A級以下的配電裝置中。 槽形母線的機(jī)械性能強(qiáng)度較好，集膚效應(yīng)較小，在4000－8000A時(shí)一般 才用槽形母線。 管形母線集膚效應(yīng)較小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可用水或風(fēng)冷卻，因此可用于800A及以上的大電流母線。此外，管形母線表面光滑，電暈放電電壓高，因此，110KV以上配電裝置中多才用管形母線。 由以上分析知：在本設(shè)計(jì)中110KV才用槽形母線，35KV、10KV才用矩形母線。 管形母線在支柱絕緣子上放置方式有兩種：豎放和平放。平放比豎放散熱條件差，允許電流小。三 相母線的布置方式有水平布置和垂直布置，水平布置母線豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度差，散熱條件好。垂直布置母線豎放時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度和散熱條件都較好，但增加了配電裝置的高度。 綜上，矩形母線在支柱絕緣子上采用水平布置母線豎放。 2.母線截面積選擇： 本設(shè)計(jì)中母線的截面按長期允許電流選擇。 按長期允許電流選擇時(shí)，所選母線截面積的長期允許電流應(yīng)大于裝設(shè)回路中最大持續(xù)工作電流即，Iy≥Imax Iy=kIye Iy指基準(zhǔn)環(huán)境條件下的長期允許電流 K指綜合校正系數(shù) 110KV母線截面選擇： Imax=1.05Ie=210.8 從《電力工程電氣手冊》第八章第一節(jié)表8-3中查的應(yīng)選用載流量為2280（A）的雙槽形母線，其參數(shù)如下： h(mm) ：75，b(mm)：35，t(mm)：4，r(mm)：6 雙槽形導(dǎo)體截面積S(mm2)：1040，集膚效應(yīng)系數(shù)：1.012。 35KV母線截面選擇： Imax=1.05Ie=1.05*[40000/(31/2*37.5)]=646.5(A) 10kv母線截面選擇： Imax=1.05Ie=1.05*[40000/(31/2*10.5)]=2309.47(A) 從《電力工程電氣手冊》第八章第一節(jié) 表8-3中查得應(yīng)選用載流量為692（A）單條豎放的導(dǎo)體，導(dǎo)體尺寸： h*b=50*5(mm*mm) 五、110KV電流互感器選擇 由《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（上冊）中比較分析得，在本設(shè)計(jì)中宜采用LCWB－110（W）型號的電流互感器，技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定電流 二次組合 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 短時(shí)熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 10％倍數(shù)二次負(fù)荷 110KV 600A 0.5 15.8-31.6(KA) 40-80(KA) P/P/P/0.5 此電流互感器為多匝油浸式瓷絕緣電流互感器，其性能符合國際和IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，絕緣強(qiáng)度高，介質(zhì)損耗率和局部放電量低，可靠性高以及運(yùn)行維護(hù)簡單方便等特點(diǎn)。 Imax=1.05In=1.05Sn/（31/2Un）=1.05*40000/（31/2*110）=220.4KA Ie1=300A, Ie1>Imax 熱穩(wěn)定效驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 (KrIe1)2*t≥Qd (KrIe)2*t=(I熱min/Ie*Ie)2*t=(15.8)2*1=249.64A Qd=27.65 ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。Kd 等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 （Kd21/2Ie1）≥I(3)ch （Kd21/2Ie1）=21/2*40=56.56KA(按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 六、電壓互感器的選擇 從《電氣工程設(shè)備手冊》（電氣一次部分）中比較各種電壓互感器后選擇JCC系列的電壓互感器。 該系列電壓互感器為單相、三繞組、串及絕緣，戶外安裝互感器，適用于交流50HZ電力系統(tǒng)，作電壓、電能測量和繼電保護(hù)用。 型號含義：J:電壓互感器，C:串級絕緣，C:瓷箱式。 七、高壓開關(guān)柜的選擇 近年來高壓開關(guān)柜（簡稱開關(guān)柜）的開發(fā)和制造發(fā)展的步伐比較快。額定電壓有3、6、10、35KV等多種，額定電流可達(dá)到3150A，開斷電流可達(dá)到50KA。 高壓開關(guān)柜應(yīng)實(shí)現(xiàn)電器和機(jī)械的“五防閉鎖”，防止誤操作，提高安全可靠性，“五防”的具體要求是： 1. 防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳌? 2. 防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)。 3. 防止帶電掛接地線。 4. 防止帶接地線合閘。 5. 防止誤入帶電間隔。 （一）、35KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜。 GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜系三相交流50HZ單母線系統(tǒng)的戶內(nèi)保護(hù)型成套裝置。作為接受和分配35KV的網(wǎng)絡(luò)電能之用。該開關(guān)柜為手車結(jié)構(gòu)，采用空氣絕緣為主。各相帶電體之間絕緣距離不小于30 mm ，只有個(gè)別部位相間不足時(shí)才設(shè)置極間障。開關(guān)柜主母線采用矩形鋁母線，水平架空裝于柜頂，前后可以觀察。聯(lián)絡(luò)母線一般采用Φ50*5鋁管，呈三角形布置在柜的下部。除柜后用鋼網(wǎng)遮攔以便觀察外，開關(guān)柜的下面，柜間及柜的兩側(cè)，均采用鋼板門或封板中以保護(hù)。 GBC—35型手車式高壓開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 額定電壓 35KV 最大關(guān)合電流 42KA 最高工作電壓 40.5KV 極限通過電流 42KA 最大額定電流 1000A 2S熱穩(wěn)定電流 16KA 額定斷開電流 16KA 額定斷流容量 1000MVA 35KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=1.05Ie=4000/31/2*38.5=629.8A 電流互感器選擇210號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 CD10I型電磁操作機(jī)構(gòu) 35KV出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=S/31/2U=7000*(1+5%)/0.92*31/2*37=124A 一次線路選擇09號方案 主要設(shè)備：LCZ—35型電流互感器 避雷器選擇89號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：F2-35型避雷器、JS-2型放電記錄器 電壓互感器選擇65號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：JDJJ2-35型電壓互感器、RN2-35形熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)： ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器 ZN—35/1000A—12.5KA型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 資料參考《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表4-3-3 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定開斷電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 35KV 40.5KV 630A 1000A 8KA 12.5KA 20KA 32KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 額定關(guān)合電流 固有分閘時(shí)間 生產(chǎn)廠家 8KA 12.5KA 20KA 32KA ≤0.06S 西安電器設(shè)備廠 此斷路器的額定關(guān)合電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=20KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2 Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir2t=82*2=128>Qd 校驗(yàn)合格 LCZ-35型電流互感器的校驗(yàn) 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 短時(shí)熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 20-1000/5 0.53（B） 13(1S) (KA) 42.4 (KA) 上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短時(shí)熱熱穩(wěn)定電流實(shí)在額定電流為200KA的情況下取的熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 （KrIe1）2*t≥Qd (KrIe)2*t=[(I熱min/Ie)*Ie]2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 （二）、10KV側(cè)高壓開關(guān)柜的選擇 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》（電氣一次部分）第11章中比較各開關(guān)柜選擇GBC—10型手車式高壓開關(guān)柜。 技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 額定電壓 3/6/10KV 額定電流 630/1000/2500A 母線系統(tǒng) 單母線 最高工作電壓 3.6 7.2 11.5 10KV變壓器出線開關(guān)柜方案選擇： 一次線路選擇14號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 10KV線路出線開關(guān)柜方案選擇： Imax=S/（31/2U）=1000*(1+5%)/（0.92*31/2*11）=64.15A 一次線路選擇81和53號方案（具體見一次主接線圖） 主要設(shè)備：LFS—10型電流互感器 ZN3—10型真空斷路器 FS3型避雷器 JDZ型電壓互感器 RN2型熔斷器 有關(guān)設(shè)備校驗(yàn)： ZN3—10型真空斷路器 ZN3—10型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)如下： 資料參考《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表4-3-3 額定電壓 額定電流 開斷電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 10KV 630A 1000A 20KA 50KA 熱穩(wěn)定電流（2S） 合閘時(shí)間 固有分閘時(shí)間 生產(chǎn)廠家 20KA ≤0.1S ≤0.05S 四川電器廠 此斷路器的額定開斷電流Ieg=20KA Ich=7.74KA Ieg>Ich 5、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定電流： idw=50KA, ich=7.74KA, idw>ich 熱穩(wěn)定效應(yīng)： Qd=(I\\2+10I2Z(t/2)+I2zt)/12*t=（3.0362+10*3.0362+3.0362）/12*2=18.4KA2S Ir2t=202*2=800KA2S>Qd 校驗(yàn)合格 LFS-10型電流互感器的校驗(yàn) 從《電氣工程電氣設(shè)備手冊》表3-1-1查得參數(shù) 額定電流比 準(zhǔn)確級準(zhǔn) 熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 5-1000/5 0.53B 32(KA) (2S) 80KA 上表中的動(dòng)穩(wěn)定電流、短時(shí)熱穩(wěn)定電流實(shí)在額定電流為200KA的情況下取的.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示。熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于1S內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流與一次額定電流之比。 （KrIe1）2*t≥Qd (KrIe)2*t=[(I熱min/Ie)*Ie]2*t=(32)2*2=2048A2S Qd=[(I\\2+10I2+I2zt)/12]*t=[(3.0362+10*3.0362+3.0362)*/12]*2=18.4KA2S ∴(KrIe1)2>tQd 符合要求 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：LH的動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示。Kd等于內(nèi)部允許通過極限電流的峰值與一次額定電流之比。 (Kd21/2Ie1)≥i(3)ch (Kd21/2Ie1)=21/2*80=113.12KA (按最小動(dòng)穩(wěn)定電流計(jì)算) ich=7.74KA ∴(Kd21/2Ie1)>ich 符合要求 第九章 繼電保護(hù)規(guī)劃及整定 一、主變壓器保護(hù)規(guī)劃與整定 現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)可靠，故障機(jī)會較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類型故障和異常運(yùn)行。為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異常運(yùn)行對電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓變壓器保護(hù)的配置原則。 變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)： 1. 變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。 2. 短路保護(hù)。 3. 后備保護(hù)。 4. 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)。 5. 過負(fù)荷保護(hù)。 一、瓦斯保護(hù) 容量為800KVA級以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。 瓦斯保護(hù)裝置及整定： 瓦斯繼電器又稱氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過瓦斯繼電器流向油枕。 目前，國內(nèi)采用的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采用開口杯式。 瓦斯保護(hù)的整定： （1）、一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改變。 （2）、重瓦斯保護(hù)油流速度的整定 重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.6—1.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油速度整定為0.6—1.5時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.4—0.5。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1S左右。 二、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) 瓦斯保護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 瓦斯保護(hù)職能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯保護(hù)不能作為變壓器唯一的主保護(hù)，對容量較小的變壓器可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但是電流速斷保護(hù)不能保護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)靈敏度不能滿足要求時(shí)，就必須采用快速動(dòng)作并能保護(hù)變壓器全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱差動(dòng)保護(hù)。 在本設(shè)計(jì)中，采用由BCH-2繼電器起動(dòng)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 變壓器縱聯(lián)動(dòng)保護(hù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果 名稱 各側(cè)數(shù)值 額定電壓 110KV 38.5KV 11KV 額定電流 40000/(31/2*110)＝209.95KA 40000/(31/2*38.5)＝599.7KA 40000/(31/2*11)＝2099.5KA 電流互感器的接線方式 電流互感器一次電流計(jì)算值 31/2*209.95=