變電所設(shè)計(jì)論文 變電所電氣部分設(shè)計(jì)

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1、 目 錄 如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126 如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126 如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126 第一章 引 論 4 1.1電力系統(tǒng)的一般概念 4 1.2變電所的作用和工作原理及分類 5 第二章 概 論 7 2.1設(shè)計(jì)的基本要求說(shuō)明 7 2.2設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模 9 2.3設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 9 第三章 主變壓器的選擇 10 3.1主變器臺(tái)數(shù)的確定 10 3.2主變壓器的容量的確定 10 3.3選擇主變壓器 11 第四章 電氣主接線 14 4.1對(duì)電氣主接線

2、的說(shuō)明 14 4.2主接線設(shè)計(jì)原則 14 4.3主接線的選擇 17 第五章 短路電流計(jì)算 21 5.1概述 21 5.2計(jì)算條件 23 5.3短路過(guò)程分析 26 5.4短路電流的計(jì)算方法 27 第六章 變電所設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 32 6.1高壓電器選擇的一般要求 32 6.2高壓斷路器的選擇 39 6.3高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇 41 6.4電流互感器的選擇 41 6.5電壓互感器的選擇 43 6.6高壓側(cè)避雷器選擇 44 6.7 10KV側(cè)主要電氣設(shè)備選擇 45 6.8全所所用設(shè)備 47 第七章 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 48 7.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 48

3、 7.2繼電保護(hù)的要求 49 7.3變壓器保護(hù)的配置原則： 49 7.4變電所10KV配電裝置母線保護(hù) 50 7.5 10KV線路保護(hù)裝設(shè)原理 50 第八章 過(guò)電壓保護(hù)選擇 51 8.1雷過(guò)電壓保護(hù) 51 8.2 3—10KV配電裝置的過(guò)電壓保護(hù)： 53 第一章 引 論 1.1電力系統(tǒng)的一般概念 電能是社會(huì)主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因?yàn)榭紤]經(jīng)濟(jì)原因，發(fā)電廠大多建在動(dòng)力資

4、源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送，經(jīng)過(guò)升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接，在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。 由于電力電能的重要特點(diǎn)是不能儲(chǔ)存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個(gè)整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng) 1.1.1對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 1.1.1.1保證供電的可靠性 電力系統(tǒng)的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機(jī)人身和設(shè)備的安全運(yùn)行，造成十分嚴(yán)重的后果，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的損失，因此，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行首

5、先要保證供電的可靠性。根據(jù)用戶本身的重要程度可將負(fù)荷分為三類： 第一類負(fù)荷：將中斷供電會(huì)造成人身事故、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢，生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù)，人民生活混亂，政治影響大等的用戶以及軍工系統(tǒng)劃屬為第一類負(fù)荷，是重要負(fù)荷； 第二類負(fù)荷：將中斷供電會(huì)造成大量減產(chǎn)，人民生活會(huì)受到影響的用戶劃屬為第二類負(fù)荷； 第三類負(fù)荷：除一、二類負(fù)荷以外的一般用戶屬于第三類負(fù)荷； 電力系統(tǒng)供電的可靠性，首先是保證第一類負(fù)荷，然后才保證第二類負(fù)荷，最后才是第三類負(fù)荷 1.1.1.2保證良好的電能質(zhì)量 1.1.1.3提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 1.1.1.4保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 1.2變電所的作用和工作原理及分

6、類 1.2.1變電所的作用和工作原理 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它是變換和調(diào)整電壓、變換和分配電能的場(chǎng)所，往往擔(dān)負(fù)著向用電設(shè)備直接供電的任務(wù) 變電所一般由變壓器、配電裝置（包括高低壓開(kāi)關(guān)、電壓和電流互感器、避雷器、母線等設(shè)備）及相應(yīng)的各種構(gòu)筑物，控制和信號(hào)設(shè)備，繼電保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表，通訊及電源設(shè)備，導(dǎo)線及電纜等組成。有些變電所考慮母線的功率因數(shù)較低，還裝有電力電容器組靜止補(bǔ)償裝置或調(diào)相機(jī)等設(shè)備 上述設(shè)備中，除控制與信號(hào)部分，繼電保護(hù)裝置，測(cè)量?jī)x表，控制電源和通訊等設(shè)備外，其余部分稱為一次設(shè)備，由一次設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng) 1.2.2變電所的分類 按電壓的升降分類，分

7、為升壓變電所和降壓變電所兩大類。升壓變電所多與發(fā)電廠建在一起，又稱為發(fā)電廠升壓站，它把發(fā)電機(jī)電壓升高，經(jīng)高壓輸電線路把電能送到遠(yuǎn)處的負(fù)荷區(qū)，或與其他的高壓變電所聯(lián)結(jié)成統(tǒng)一的電力網(wǎng)系統(tǒng)。降壓變電所按性質(zhì)和規(guī)模將劃分為區(qū)域變電所、地方變電所、終端變電所三種 Ⅰ、區(qū)域變電所（一次變） 主要特點(diǎn)是電壓等級(jí)高，進(jìn)出回路多，變壓器容量大，在系統(tǒng)中地位比較重要。其高壓側(cè)均在110KV以上，低壓側(cè)也在35KV以上，它由大電網(wǎng)供電，通過(guò)降壓后主要向地方變電所供電 Ⅱ、地方變電所（二次變） 地方變電所多由區(qū)域變電所或發(fā)電廠供電，主要向終端變電所供電，它的高壓側(cè)一般為10--110KV，低壓側(cè)多為6--10

8、KV Ⅲ、區(qū)域變電所 多是工礦企業(yè)變電所和農(nóng)村的鄉(xiāng)鎮(zhèn)變電所，它的高壓側(cè)多為10--35KV，低壓側(cè)為3--10KV和0.4/0.22KV系統(tǒng)。終端變電所主要由地方變電所或發(fā)電廠供電，降壓后直接向各種用電設(shè)備供電 本次設(shè)計(jì)的變電所是高壓側(cè)為60KV，低壓側(cè)為10KV的終端變電所配電系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng) 第二章 概 論 2.1設(shè)計(jì)的基本要求說(shuō)明 2.1.1本次設(shè)計(jì)的變電所為高臺(tái)地區(qū)公用終端的變電所，電壓等級(jí)為60/10KV，60KV側(cè)有兩回進(jìn)線，接于張家一次變，另外有兩回轉(zhuǎn)供線，10KV側(cè)有配出線路14回（及共有14個(gè)負(fù)荷回路） 2.1.2待設(shè)計(jì)的變電所所處的地區(qū)地

9、勢(shì)平坦，海拔高度為400M，交通方便，周圍空氣無(wú)污染，最高氣溫+38℃，最低氣溫-25℃，年平均溫度為10℃ 2.1.3系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下： 2.1.4 10KV側(cè)負(fù)荷 序號(hào) 負(fù)荷 名稱 遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（KW） 功率因 數(shù) Tmax (b) 重要負(fù)荷占比例 回路數(shù) 出線方 式 1 1#水源地 1400 0.91 7000 90 2 架空線 2 2#水源地 1500 0.90 7000 90 2 架空線 3 電瓷廠 2900 0.91 4500 40 2 架空線 4 砂輪

10、廠 3800 0.90 4500 30 2 架空線 5 礦山機(jī)械廠 4900 0.89 5000 45 2 架空線 6 挖掘機(jī)廠 3500 0.89 5000 45 2 架空線 7 東郊變 1900 0.85 2500 0 1 架空線 8 西郊變 1800 0.86 2500 0 1 架空線 2.1.5其它條件 2.1.5.1線損率取5% 2.1.5.2負(fù)荷的同時(shí)率系數(shù)為0.9 2.1.5.3有功負(fù)荷率為0.75；無(wú)功負(fù)荷率為0.8 2.1.5.4要求變電所的平均功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上 2.1.5.5基本

11、要求： 從負(fù)荷表中可看出，重要負(fù)荷所占的比例較大，所以對(duì)可靠性要求高 對(duì)本次設(shè)計(jì)的變電所，盡量考慮設(shè)備少，投資適當(dāng)，占地面積小，高壓電器設(shè)備維護(hù)量小，運(yùn)行方式靈活，滿足遠(yuǎn)景規(guī)劃 2.2設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模 2.2.1 60KV室外變電設(shè)備 2.2.2 10KV室內(nèi)配電設(shè)備 2.2.3 變電所設(shè)備繼電保護(hù)系統(tǒng) 2.2.4 防雷系統(tǒng) 2.3設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 2.3.1變電所的變壓器選定（型式、容量、臺(tái)數(shù)） 2.3.2確定變電所電氣主接線型式和繪圖 2.3.3短路電流計(jì)算 2.3.4電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器、補(bǔ)償電容器等） 2.3.5配電

12、裝置設(shè)計(jì) 2.3.6繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)和整定計(jì)算 2.3.7過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì) 第三章 主變壓器的選擇 3.1主變器臺(tái)數(shù)的確定 3.1.1從10KV側(cè)的負(fù)荷表中可以看出，每個(gè)負(fù)荷出線為兩回路，負(fù)荷可以按兩回路進(jìn)行分配 3.1.2主變壓器在滿足用戶負(fù)荷容量的條件下，還應(yīng)考慮檢修、故障情況下的容量備用 因此，本次設(shè)計(jì)的變電所采用兩臺(tái)主變壓器 3.2主變壓器的容量的確定 3.2.1主變壓器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計(jì)的變電所的負(fù)荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后5--10年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合 3.2.2根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)

13、和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量，對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)重要負(fù)荷。對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)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% 3.3選擇主變壓器 3.3.1根據(jù)10KV側(cè)負(fù)荷表計(jì)算（詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)），最大負(fù)荷為： S總=27600KVA （考慮線損和負(fù)荷同時(shí)率） 3.3.2本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)主變壓器互相備用運(yùn)行方式，即當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)或故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部負(fù)荷的70%重要負(fù)荷供電，即： SB70%≥18

14、200KVA 其中由負(fù)荷表計(jì)算得重要負(fù)荷為：13966.3KVA，即變電所的重要負(fù)荷小于變壓器的70%的備用容量（18200KVA＞13966.3KVA），所以變壓器的70%的備用容量完全可以保證重要負(fù)荷的運(yùn)行要求 3.3.3計(jì)算功率因數(shù) 在沒(méi)有考慮低壓母線（10KV）上裝無(wú)功補(bǔ)償裝置情況下，只要滿足以上的參數(shù)即可選擇主變壓器，但是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變電所的平均功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，則需計(jì)算出補(bǔ)償前的變電所平均功率因數(shù)，若低于0.9，則還需在低壓母線上裝設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，以提高變電所的平均功率因數(shù)。由于用戶負(fù)荷多為感性負(fù)載，因而造成無(wú)功功率在線路上的損耗，給系統(tǒng)帶來(lái)不利的經(jīng)濟(jì)損失。需要

15、盡可能在負(fù)荷末端進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置選用電力電容器組，安裝在10KV配電室內(nèi)，連接在10KV母線上。 經(jīng)過(guò)計(jì)算補(bǔ)償前變電所的平均功率因數(shù)COSф=0.89＜0.9 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為： Q補(bǔ)=1008.6Kvar (應(yīng)取3的倍數(shù)1200 Kvar) 3.3.4選擇電容器 電容器型號(hào)為BWF11/√3--200-1W B--B系列并列電容器 W--烷基苯 F--紙膜 200---容量（Kvar）/每臺(tái) 1--單相 W---

16、戶外 由此可見(jiàn)，每臺(tái)電容器的容量為200 Kvar，則需要電容器6臺(tái)，每相兩臺(tái),并列使用，星型接線 若考慮在變壓器的二次側(cè)加電容器進(jìn)行補(bǔ)償，則在選定變壓器前應(yīng)減掉補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，加電容器后應(yīng)再次經(jīng)過(guò)計(jì)算保證變電所的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。 則補(bǔ)償后低壓側(cè)母線的： P總=25000KW Q總=12708Kvar S總=28045KVA 則可以依據(jù)以上的參數(shù)選定變壓器，據(jù)設(shè)備清冊(cè)，選型號(hào)為SFL1-20000/60變壓器，其主要參數(shù)見(jiàn)下表： 額定電壓 60±2*2.5%/11 空載損耗 22KW 短路損耗 123KW 額

17、定電流 空載電流 1.0% 阻抗電壓 9.0% 油重 6.33噸 總重 29.38噸 外行尺寸 5140*3620*4560 軌距 1435MM 聯(lián)接組別 Y0/△-11 器身重 13.6噸 變壓器選定后，還應(yīng)驗(yàn)證變壓器高壓側(cè)母線的功率因數(shù)也不應(yīng)低于0.9，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出高壓側(cè)母線的功率因數(shù)為0.905＞0.9，則確認(rèn)所選變壓器和電容器能夠滿足該系統(tǒng)的正常運(yùn)行 名 稱 S（KVA） 補(bǔ)償前負(fù)荷（考慮線損和同時(shí)率） 27600 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)娜萘? 1008.6Kvar 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷 28045KVA 第四章 電氣主接線 4

18、.1對(duì)電氣主接線的說(shuō)明 變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分。電氣主接線是主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器、母線、避雷器等）按一定順序要求，連接而成的，分配和傳送電能的總電路，將電路中各種電氣設(shè)備用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制成的電氣聯(lián)接圖，稱為電氣主接線圖。其中分配電能部分即為配電系統(tǒng)圖 擬定一個(gè)合理的電氣主接線方案，不僅與電力系統(tǒng)整體變電所本身運(yùn)行的可靠性、對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置、靈活性、操作與檢修的安全、繼電保護(hù)配置以及今后的擴(kuò)建，對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等，都有很大的影響。是電氣工程設(shè)計(jì)最基礎(chǔ)的部分。由于主接線的確定，變電所

19、的形式也就隨之而確定下來(lái) 4.2主接線設(shè)計(jì)原則 4.2.1主接線設(shè)計(jì)依據(jù) 4.2.1.1變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，本變電所屬于電力系統(tǒng)中的一般變電所 4.2.1.2變電所的分期后最終建設(shè)規(guī)模，變電所依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì) 4.2.1.3負(fù)荷大小的重要性：本變電所為二次變，一般由兩個(gè)電源獨(dú)立供電，當(dāng)任何一個(gè)電源消失后，能保證重要負(fù)荷繼續(xù)供電 4.2.1.4系統(tǒng)備用容量的大小 4.2.1.5系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的資料 4.2.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求： 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三相基本要求 4.2.2.1保證必要的供電可靠性 供電可靠性是電力

20、生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù)。由于電力系統(tǒng)的發(fā)電、送電和用電是同時(shí)完成的，并且在任何時(shí)候都保持平衡關(guān)系，無(wú)論哪部分故障，都將影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行 電氣主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一次部分和二次部分綜合。因此除了盡可能選用工作可靠的一次設(shè)備和二次設(shè)備外，還應(yīng)設(shè)計(jì)這些設(shè)備的合理連接方式 可靠性的具體要求： 4.2.2.1.1斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備供電 4.2.2.1.2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，并保證對(duì)一般負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電 4.2.2.1.3盡量避免邊電所全部停運(yùn)的可能性 4.2.2.2靈活性 電力系統(tǒng)是一個(gè)

21、緊密聯(lián)系的整體。變電所電氣主接線的運(yùn)行方式隨整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求而改變。因此，所設(shè)計(jì)的電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些變壓器、線路等，從而達(dá)到調(diào)配電源和負(fù)荷的目的；并能滿足電力系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。當(dāng)需要檢修某些設(shè)備時(shí)，應(yīng)能夠很方便地使斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行檢修，而不影響電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電。此外，電氣主接線方案還必須能夠容易的從初期接線過(guò)度到最終接線，以滿足擴(kuò)建的要求 4.2.2.3經(jīng)濟(jì)性 主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下要做到經(jīng)濟(jì)合理 4.2.2.3.1主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避

22、雷器等一次設(shè)備 4.2.2.3.2要使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次控制設(shè)備、電纜 4.2.2.3.3要限制短路電流，以便于選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備和輕性設(shè)備 4.2.2.3.4節(jié)省占地面積、合理使用資源 4.2.2.3.5電能損失減少到最低程度 并且，為簡(jiǎn)化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過(guò)兩種 4.3主接線的選擇 本設(shè)計(jì)為60/10KV電壓等級(jí)的二次變電所，可選擇的接線方式有： Ⅰ、有匯流母線的接線。單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路開(kāi)關(guān)等 Ⅱ、無(wú)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

23、接線方式，主要決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù) 4.3.1單母線接線 如圖 4.3.1.1主要優(yōu)點(diǎn)：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 4.3.1.2主要缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件故障和檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。雖然可用隔離開(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 4.3.1.3適用范圍：一般適用一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變的以下三種情況： 4.3.1.3.16-10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)5回 4.3.1.3.235-60KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過(guò)3回 4.3.2單母線分段 如圖 4.3.2.1優(yōu)點(diǎn)： 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶

24、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)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電 4.3.2.2缺點(diǎn)： 4.3.2.2.1當(dāng)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停電 4.3.2.2.2當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線出現(xiàn)交叉跨越 4.3.2.2.4擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建 4.3.2.3使用范圍： 4.3.2.3.1 6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上 4.3.2.3.2 35-60KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回 4.3.3雙母線接線 雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)

25、行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上 4.3.3.1優(yōu)點(diǎn) Ⅰ、供電可靠性 通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路 Ⅱ、調(diào)度靈活 各個(gè)電源和回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要 Ⅲ、擴(kuò)建方便 Ⅳ、便于試驗(yàn) 4.3.3.2缺點(diǎn) 4.3.3.2.1增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)，投資增大 4.3.3.2.2當(dāng)母線故障和檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作 4.3.3.3適用范圍 當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源

26、較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用。各級(jí)電壓采用如下： 4.3.3.3.16-10KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時(shí) 4.3.3.3.235-60KV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回?cái)?shù)時(shí)；或連接的電源較多、負(fù)荷較大時(shí) 4.3.4母線接線方式的選擇 據(jù)上述各種母線的接線方式的論述，結(jié)合本次變電所的實(shí)際情況和負(fù)荷分配情況，本次設(shè)計(jì)的變電所60KV和10KV母線選擇單母線分段的接線方式。系統(tǒng)圖1

27、 第五章 短路電流計(jì)算 5.1概述 計(jì)算短路電流的目的是用于電氣主接線的選擇；導(dǎo)線及電氣設(shè)備的選擇，確定中性點(diǎn)接地方式；計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺；驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓；選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還需考慮到可能發(fā)生的短路故障以及正常運(yùn)行情況。多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，供電系統(tǒng)的故障，大多數(shù)是由短路引起的，短路故障的基本類型有四種：三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路 三相短路時(shí)，由于短路回路的三相電流基本相等。因此，三相電流和電壓仍是對(duì)稱的，故又稱為對(duì)稱短路，其他類型的短路均為不對(duì)稱短路。統(tǒng)計(jì)資料表明，在大接地

28、電流系統(tǒng)中，以單相接地故障最多；小接地電流系統(tǒng)中，主要是相間短路故障發(fā)生短路故障后，將會(huì)造成以下后果： Ⅰ、電流可能達(dá)到該回路額定電流的幾倍甚至幾十倍。短路電流的熱效應(yīng)可能導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱甚至融化；使電氣設(shè)備絕緣過(guò)熱而被燒壞 Ⅱ、短路將使網(wǎng)絡(luò)電壓下降，嚴(yán)重時(shí)影響電機(jī)、照明、生產(chǎn)和家用電器等電氣設(shè)備正常運(yùn)行，甚至破壞發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行，造成系統(tǒng)解列和電壓崩潰，導(dǎo)致大面積停電 Ⅲ、巨大的短路電流將在電氣設(shè)備中產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞 Ⅳ、巨大的短路電流將周圍空間產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，尤其是不對(duì)稱短路所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的通訊網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自控系統(tǒng)產(chǎn)生干

29、擾 正因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面采取限制短路電流的措施；另一方面要正確選擇電氣設(shè)備載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置，以防止故障的擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。只有正確計(jì)算出各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同短路點(diǎn)的短路電流才能正確地選擇各種電氣設(shè)備，并對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定 5.2計(jì)算條件 5.2.1電氣系統(tǒng)短路電流計(jì)算條件 基本假定： ⑴正常工作時(shí)三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行； ⑵所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同； ⑶系統(tǒng)中的同號(hào)和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體肌膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱；定子三相繞組空間位置相差120°電角度； ⑷電力系統(tǒng)中個(gè)元件的磁路不飽和，既

30、有鐵芯的電器社別電抗值不隨電流大小發(fā)生變化； ⑸電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50％負(fù)荷接在高壓母線上，50％負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)； ⑹不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流； ⑺短路發(fā)生在電流為最大值是瞬間； ⑻除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì) ⑼元件的計(jì)算參數(shù)均取額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍； ⑽輸電線路的電容略去不計(jì)。 5.2.2一般規(guī)定 ⑴驗(yàn)算倒替和電器動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景規(guī)劃發(fā)展。 確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而

31、不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 ⑵選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電器連接網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 ⑶選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算電路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流的最大的地點(diǎn)。 ⑷導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地系統(tǒng)短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 5.2.3限制措施 ㈠電力系統(tǒng)可以采取的限制短路電流的措施： ⑴提高電路系統(tǒng)的電壓等級(jí)； ⑵采用直流輸電方式； ⑶在電力系統(tǒng)的主網(wǎng)加強(qiáng)

32、聯(lián)系后，將次級(jí)電網(wǎng)解列運(yùn)行； ⑷在允許的范圍內(nèi)，增大系統(tǒng)的零序阻抗。 ㈡變電所可以采取的限流措施： ⑴變壓器分列運(yùn)行； ⑵在變壓器回路中裝設(shè)分裂電抗器； ⑶采用低壓側(cè)為分繞組的變壓器； ⑷出線上裝設(shè)電抗器。 5.3短路過(guò)程分析 5.3.1由“無(wú)限大容量系統(tǒng)”供電的三相短路電流 所謂“無(wú)限大容量系統(tǒng)”僅為一個(gè)相對(duì)概念。當(dāng)電源的容量足夠大時(shí)，其等值內(nèi)阻抗就很小，此時(shí)若在電源外部發(fā)生短路，則整個(gè)短路中各個(gè)元件的等值阻抗，將此電源的內(nèi)阻大的多，因而電源母線上的電壓變化很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)甚至可以認(rèn)為沒(méi)有變化，既認(rèn)為是一個(gè)恒壓源，這種電源就稱為無(wú)限大容量電源。 ⑴三相短路電源的變化規(guī)律

33、 三相短路后，在短路暫態(tài)過(guò)程中，短路電流等于它的周期分量和非周期分量的瞬間值之和，短路電流的非周期分量是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當(dāng)非周期分量為零時(shí)，短路既進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過(guò)程，此時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化，這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點(diǎn)。 ⑵三相短路沖擊電流id 三相短路電流的最大瞬時(shí)值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周波左右，它不僅與周期分量的幅值有關(guān)，也與非周期分量的起始值有關(guān)，最嚴(yán)重的短路情況下，三相短路電流的最大瞬時(shí)值稱為沖擊電流Idh｀ ich=√2KchIzp 式中： Kch =1+e-ttd 短路電流沖擊系數(shù) Izp——短路電流周期分量的有效值 一般:高壓電網(wǎng)：Kch=1.8

34、 ich=2.55Izp 低壓電網(wǎng)：Kch=1.3 ich=1.84Izp ⑶三相短路沖擊電流有效值Ich Ich= Izp√1+2（Kch-1）2 一般：高壓電網(wǎng)：Kch=1.8 ich=1.52Izp 低壓電網(wǎng)：Kch=1.3 ich=1.09Izp 5.3.2由“有限容量系統(tǒng)”供電時(shí)的三相短路電流 假如向短路點(diǎn)輸送短路電流的電源容量較小，或者短路點(diǎn)離電源較近，在這種情況下稱為有限容量系統(tǒng)供電的短路，在此條件下，電源電壓的變化并非恒定不變，短路電源周期分量的幅值隨電源電壓的變化而改變，短路的暫態(tài)過(guò)程更為復(fù)雜，因此，前文所述無(wú)限容量系統(tǒng)短路過(guò)程的分析

35、和計(jì)算方法，已不全適用，此時(shí)必須考慮同步發(fā)電機(jī)在突然短路時(shí)的電磁暫態(tài)過(guò)程。 5.4短路電流的計(jì)算方法 電力系統(tǒng)短路電流的計(jì)算方法通常有三種，即標(biāo)么值法、短路容量法（又稱MVA法）和有名單位制法（又稱歐姆法），高壓系統(tǒng)中，一般采用標(biāo)麼值法。 5.4.1標(biāo)麼值法的基本原理 標(biāo)麼制又稱為相對(duì)單位制，它是各個(gè)物理量的實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值（系數(shù)或百分比） 采用標(biāo)麼制，首要的問(wèn)題是確定基準(zhǔn)值： ⑴基準(zhǔn)值： 在短路電流的實(shí)際計(jì)算中，為了方便常選取100MVA或10000MVA作為視在功率基準(zhǔn)值，選用某電壓等級(jí)的平均額定電壓作為電壓的基準(zhǔn)值。 所謂線路平均額定電壓，系指線路始端最大額定電壓與線

36、路末端最小額定電壓的平均值。 線路額定電壓與平均額定電壓 額定電壓 UN（KV） 10 35 60 110 154 220 平均額定電壓UN（KV） 10.5 37 60 115 162 230 若取Sd=100MVA，由可列出不同基準(zhǔn)電壓Ud下的基準(zhǔn)電流Id，與基準(zhǔn)電抗Xd值。 常用基準(zhǔn)值表 基準(zhǔn)電壓Ud(KV) 10.5 37 63 115 162 230 基準(zhǔn)電流Id(KA) 5.5 1.56 0.917 0.502 0.356 0.251 基準(zhǔn)電抗Xd(Ω) 1.1 13.7 39.7 132 262 529

37、 ⑵標(biāo)麼值 標(biāo)麼值的定義： 容量標(biāo)麼值：S* = S/Sd 電壓標(biāo)麼值：U* =U/Ud 電流標(biāo)麼值：I*=I*Id=I*√3Ud*Sd 額定標(biāo)麼值：在電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動(dòng)機(jī)等）的技術(shù)數(shù)據(jù)中，往往給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)麼值。 容量的額定標(biāo)麼值：S*=S/SN 電壓的額定標(biāo)麼值：UN*=U/UN 電抗的額定標(biāo)麼值：X*=X/XN=X*SN/U2N 電流的額定標(biāo)麼值：I*=I/IN=√3UNI/SN 5.5短路電流的計(jì)算 （詳細(xì)計(jì)算步驟見(jiàn)計(jì)算書(shū)） 本次設(shè)計(jì)的變電所距負(fù)荷較近，配電線路較短，10KV側(cè)各配電線路末端的短路電流值與變電所二次母

38、線上的短路電流值相差無(wú)幾，故只計(jì)算出變壓器一次與二次母線的短路電流既可滿足要求（系統(tǒng)圖如圖2） 5.5.1 60KV側(cè)母線短路電流計(jì)算（如圖K1點(diǎn)短路） 經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算K1點(diǎn)短路時(shí)短路電流為(計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)) iim=2.55×I"=17.24KA 5.5.2 10KV側(cè)母線短路電流計(jì)算（如圖K2點(diǎn)短路） 經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算K2點(diǎn)短路時(shí)短路電流為(計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)) 圖2 最大運(yùn)行方式下： iim=2.55×I"=38.5KA 短路容量Skt=3UavIk=369.44MVA 穩(wěn)態(tài)短路電流Ik=15.2KA 最小運(yùn)行方

39、式下： iim=√2KimI"=29.7KA Iim=I"√1+2(Kim-1)=16.39KA 短路容量Skt=3UavIk=283.88 MVA 穩(wěn)態(tài)短路電流Ik=11.65KA 第六章 變電所設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 6.1高壓電器選擇的一般要求 電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣部分設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。如何正確地選擇電氣設(shè)備，將直接影響到電氣主接線和配電裝置的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此在進(jìn)行設(shè)備的選擇時(shí)，必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，在保證安全、可靠的前提下，力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行方便和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)

40、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要 6.1.1一般原則 ⑴應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展； ⑵應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)； ⑶應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； ⑷與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致； ⑸同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種； ⑹選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)依據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合理，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)。 6.1.2技術(shù)條件 選擇的高壓電器應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)流的情況下，保持正常運(yùn)行。 ⑴長(zhǎng)期工作條件： 電壓：選用的電器在允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug 即：Umax≥Ug 電流：選用的電器額定

41、電流Ie不得低于所在回路各種可能運(yùn)行方式的持續(xù)工作電流Ig 即：Ie≥Ig 由于變壓器短路時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出現(xiàn)的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。 高壓電器沒(méi)有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式回路持續(xù)工作電流的要求。 機(jī)械荷載：選電器端子的允許載應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)是最大作用力。各種電器的荷載能力，廠家出廠時(shí)已做考慮，本設(shè)計(jì)不再考慮。 ⑵短路穩(wěn)定條件： 檢校的一般原則： Ⅰ、電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 Ⅱ、用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定，用熔斷保護(hù)的電壓互感器回路，可不

42、驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。 短路的熱穩(wěn)定條件： It2t＞Qdt 式中： Qdt—在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；（KA2s ） It—t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流的有效值（KA） t—設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流的時(shí)間（S）； 校驗(yàn)短路電流熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間tjs按下式計(jì)算： tjs=tb+td 式中：tb—繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（S） td—斷路器的和分閘時(shí)間（S） 采用延時(shí)保護(hù)時(shí)，tjs相應(yīng)數(shù)據(jù)為繼電保護(hù)裝置的啟動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間，短路器的固有分閘時(shí)間以及斷路器觸頭電弧的持續(xù)時(shí)間總和。 短路的動(dòng)穩(wěn)定條件： ich≤idf

43、 Ich≤Idf 式中：ich—短路電流（沖擊）峰值（KA） idf—短路主電流有效值（KA） Ich—電器允許的極限通過(guò)電流峰值（KA） Idf—電器允許的極限通過(guò)電流有效值（KA） ⑶絕緣水平： 在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 電器的絕緣水平，應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備響應(yīng)的保護(hù)水平，確定當(dāng)所送電器的絕緣水平低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，應(yīng)通過(guò)絕緣配合計(jì)算，選用適當(dāng)?shù)倪^(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。 6.1.3環(huán)境條件 ⑴溫度：按《交流高壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱》的規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40℃時(shí)允許按額定電

44、流長(zhǎng)期工作，當(dāng)電器在安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40℃，但不高于+60℃時(shí)，每增高1℃，建議額定電流減少1.8％，當(dāng)?shù)陀?40℃時(shí)，每降低1℃，建議額定電流增加0.5% 普通高壓電器一般可在環(huán)境最地溫度為-30℃時(shí)正常工作，在高寒地區(qū)應(yīng)選擇能適應(yīng)環(huán)境最低溫度為-40℃的高寒電器。 ⑵日照：產(chǎn)外高壓電器設(shè)備在日照下將產(chǎn)生附加溫升，如果設(shè)備制造部門未能提出產(chǎn)品在日照下額定載流量的下降數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)中可按電器額定電流的80%選擇設(shè)備。 ⑶風(fēng)速：一般高壓電器可去風(fēng)速不大于35m/s的環(huán)境下使用。 選擇電器時(shí)用的最大風(fēng)速，可去高地10m高，30年一遇的10 m平均最大風(fēng)速，陣風(fēng)對(duì)外電器及電瓷產(chǎn)品的影響，

45、已由制造廠考慮，不作為選擇條件。 對(duì)于臺(tái)風(fēng)經(jīng)常侵襲或最大風(fēng)速超過(guò)35m/s的地區(qū)，除向制造部門提出特殊定貨外，在設(shè)計(jì)布置時(shí)應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。如降低安裝高度，加強(qiáng)基礎(chǔ)固定等。 ⑷冰雪：在積雪覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采取措施防止冰串引起瓷線絕緣對(duì)地網(wǎng)絡(luò)。 隔離開(kāi)關(guān)的破冰厚度一般為10mm，在冰雪區(qū)，所選擇隔離開(kāi)關(guān)的破冰厚度，應(yīng)大于安裝場(chǎng)所的最大覆冰厚度。 ⑸濕度：選擇電器用的濕度，應(yīng)采用當(dāng)?shù)叵鄬?duì)濕度最高月份的平均相對(duì)濕度對(duì)濕度較高的場(chǎng)所，應(yīng)采用該處實(shí)際相對(duì)濕度。 一般高壓電器可使用在20℃相對(duì)濕度為90%（電流互感器為85%）的環(huán)境中。 ⑹污穢：在距離海岸1~2km或鹽廠附近的鹽霧場(chǎng)所在

46、火電廠、煉油廠、冶煉廠、石油化工廠和水泥廠等附近含有由工廠排出的二氧化硫、硫化氫、氨、氮等成分煙氣，粉塵等場(chǎng)所，在濕氣候下將形成腐蝕性或?qū)щ姷奈镔|(zhì)，污穢地區(qū)內(nèi)各種污穢物對(duì)電器設(shè)備的危害，取決于誤會(huì)物質(zhì)的導(dǎo)電性、吸水性隨著力數(shù)量，比重及距污物源的距離和氣象條件，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根基污穢情況選用下到措施。 增大電瓷外絕緣的有效泄漏比距或選用利于防污的電瓷造型，如果用半導(dǎo)體、大小傘、大傾角、鐘罩式等制造絕緣子。 采用屋內(nèi)配電裝置，二級(jí)及以上，污穢區(qū)63~110KV配電裝置采用屋內(nèi)型。當(dāng)技術(shù)合理時(shí)，污穢區(qū)220KV配電裝置也可采用屋內(nèi)型。 ⑺海拔：電器的一般使用條件為海拔不超過(guò)100

47、0m海拔超過(guò)1000m地區(qū)稱為高原地區(qū)。 本設(shè)計(jì)變電所不屬高原地區(qū)，因而不考慮此項(xiàng)因素。 ⑻地震：地震對(duì)電器的影響主要是地震波的頻率和地震震動(dòng)的加速度。 選擇電器時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卣鹆叶冗x取用能夠滿足地震需求的產(chǎn)品，電器的輔助設(shè)備各應(yīng)具有與主設(shè)備相同的抗震能力，一般電器產(chǎn)品可以耐受地震烈度8度的地震度，在安裝時(shí)，應(yīng)考慮到指甲對(duì)地震力的放大作用根據(jù)有關(guān)規(guī)定。地震基本烈度為7度及以下地區(qū)的電器可不采用防震措施。 6.1.4環(huán)境保護(hù)： 選用電器尚應(yīng)注意電器對(duì)周圍環(huán)境的影響，根據(jù)周圍環(huán)境的控制標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)制造部門提出必要的技術(shù)要求。 ⑴電磁干擾：頻率大于10KHZ的無(wú)線電干擾主要來(lái)自回線的電流，

48、電壓突變和電暈放電，它會(huì)損害或破壞電磁信號(hào)的正常接收及電子設(shè)備的正常運(yùn)行，因此電器及金具的最高工作電壓下，晴天的夜晚不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)電暈110KV及以上電器戶外晴天無(wú)線電干擾電壓不應(yīng)大于2500uv 根據(jù)運(yùn)行校驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)于110KW以下的電器在一般可不校驗(yàn)無(wú)線電干擾電壓。 ⑵噪音：為了減少噪音對(duì)工作場(chǎng)所和附近居民區(qū)的影響，所選高壓電器在運(yùn)行中或操作時(shí)產(chǎn)生的噪音，在距電器2米處不應(yīng)大于下列水平： 連續(xù)性噪音水平：85dB 非連續(xù)性噪音水平：屋內(nèi)：90 dB 屋外：110 dB 6.1.5本次變電所設(shè)計(jì)主要選擇兩個(gè)短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，就可以滿足選擇

49、電氣設(shè)備的要求。所以選擇高壓電氣設(shè)備（60KV側(cè)）主要以K1點(diǎn)電路電流進(jìn)行選擇。選擇低壓（10KV側(cè)）電氣設(shè)備以點(diǎn)短路電流為基礎(chǔ)進(jìn)行選擇 6.2高壓斷路器的選擇 高壓斷路器，是高壓系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備之一，高壓斷路器能在負(fù)荷的情況下接通或斷開(kāi)電路，在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)迅速切斷短路電流 6.2.1按額定電壓選擇 高壓斷路器的額定電壓Ue應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓Uew Ue≥Uew 6.2.2按額定電流選擇 高壓斷路器的額定電流Ie應(yīng)大于它的最大持續(xù)工作電流Igmax Ie≥Igmax 6.2.3按開(kāi)斷電流選擇 在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的開(kāi)斷電流Iekd應(yīng)滿

50、足 Iekd ≥Ixt 式Ixt----斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間tk秒的短路電流周期分量的有效值 斷路器實(shí)際開(kāi)斷時(shí)間tk等于繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器的固有分閘時(shí)間之和 6.2.4按額定關(guān)合電流選擇 斷路器的額定關(guān)合電流ieg應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值ici ieg≥ici 6.2.5動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 高壓斷路器的極限通過(guò)電流峰值idw應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流ici 即idw≥ici 6.2.6熱穩(wěn)定校驗(yàn) 高壓斷路器的短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)不小于短路期內(nèi)短路電流發(fā)出的熱量 據(jù)上述參數(shù)選擇高壓斷路器型號(hào)為： LW9-66/2500-31.5 SF6斷路器

51、參數(shù)如下表： 額定電壓 最高工作電壓 額定電流 額定短路開(kāi)斷電流 額定短路關(guān)合電流 額定短路持續(xù)時(shí)間 額定峰值耐受電流 66KV 72.5KV 2500A 31.5KA 80KA 4S 80KA 廠家：瓦房店高壓開(kāi)關(guān)廠 6.3高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇 隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇： 型式和種類；額定電壓；額定電流；動(dòng)穩(wěn)定；熱穩(wěn)定 選擇隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)為：GW5—60ⅡD 6組 GW5-60Ⅱ 8組 參數(shù)如下表： 額定電壓 額定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 熱穩(wěn)定電流 單相接地開(kāi)關(guān) 所配機(jī)構(gòu) 動(dòng)穩(wěn)定電流

52、熱穩(wěn)定電流 隔離開(kāi)關(guān) 接地開(kāi)關(guān) 66KV 630A 50KA 20KA/4S 50KA 20KA/4S CS17-G CS17-G 廠家：沈陽(yáng)高壓開(kāi)關(guān)有限公司 6.4電流互感器的選擇 6.4.1設(shè)備種類的選擇 電流互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)6-10KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35KV及以上配電裝置，宜采用油浸式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器 6.4.2按一次額定電壓和額定電流選擇 電流互感器的一次額定電壓和額定電流必須滿足 Ue＞Uew Iei＞Igmax Ue 、Iei----一次額定電壓

53、和額定電流 Ue、Igmax-----安裝處一次回路工作電壓和最大工作電流 6.4.3按準(zhǔn)確度級(jí)和副邊負(fù)荷選擇 6.4.4熱穩(wěn)定校驗(yàn) 6.4.5動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn) 選擇高壓側(cè)電流互感器型號(hào)為：LCWB5---63其主要參數(shù)為： 額定電流比 二次組合 準(zhǔn)確級(jí) 額定負(fù)荷 套管泄露距離（MM） 短時(shí)（1S）熱電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 2*300/5 0.5/B/B 0.5/B 50/50 1500 4S 80KA 6.5電壓互感器的選擇 6.5.1裝置種類和型式選擇 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。對(duì)于3-20KV屋內(nèi)配

54、電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；對(duì)于35KV以上配電裝置宜采用電磁式電壓互感器 6.5.2按一次回路電壓選擇 為了保證電壓互感器的安全和在規(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（0.9—1.1）Ue1范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿足條件： 1.1Ue1＞U1＞0.9 Ue1 式中 U1----電網(wǎng)電壓 Ue1----電壓互感器一次繞組額定電壓 6.5.3按二次回路電壓選擇 電壓互感器的二次額定電壓必須滿足繼電保護(hù)裝置和測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求 6.5.4按準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇 對(duì)應(yīng)于測(cè)量?jī)x表要求的最高準(zhǔn)確級(jí)的電壓互感器的額定二次容量Se2應(yīng)不

55、小于電壓互感器的二次負(fù)荷容量S2 選擇電壓互感器型號(hào)為：JCC5—63 額定電壓 額定負(fù)荷（VA） 極限負(fù)荷 一次繞組 二次繞組 剩余電壓繞組 二次繞組 （VA） 0.2級(jí) 0.5級(jí) 1.0級(jí) 3P級(jí) 2000 66/√3 0.1/√3 0.1/3 150 250 400 300 6.6高壓側(cè)避雷器選擇 避雷器是一種保護(hù)電器、用來(lái)限制電氣設(shè)備上承受的過(guò)電壓 選擇避雷器應(yīng)考慮： 系統(tǒng)額定電壓；系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓；避雷器額定電壓；避雷器在5KA 8/20S沖擊電壓下的殘壓 本設(shè)計(jì)選用氧化鋅避雷器：H5W-90/220 參數(shù)如下： 額定電壓

56、 持續(xù)運(yùn)行電壓 系統(tǒng)電壓 5KA 8/20S沖擊電壓下的殘壓 90KV 72.5KV 66KV 220KV 6.7 10KV側(cè)主要電氣設(shè)備選擇 6.7.1母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān) 主變二次電流Ie=1452A Ue=10KV 則選擇ZN12-10/1600型真空斷路器(1組) 額定電壓 額定電流 額定短路開(kāi)斷電流 額定短路關(guān)合電流 額定熱穩(wěn)定電流 額定動(dòng)穩(wěn)定電流 10KV 1600A 40KA 80KA 40KA/4S 100KA 6.7.2負(fù)荷配出線開(kāi)關(guān)、電容器組開(kāi)關(guān) 最大負(fù)荷電流ILmax=314A Ue=10KV 則選擇ZN12-

57、10/1600型真空斷路器(18組)參數(shù)如上表 6.7.3電流互感器選擇 6.7.3.1參數(shù)選擇（按下表進(jìn)行選擇） 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓，一次回路電流，二次回路電流，二次側(cè)負(fù)荷，準(zhǔn)確度等級(jí)，暫態(tài)特性，二次級(jí)數(shù)量，機(jī)械菏載 短路穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過(guò)電壓能力 絕緣水平、泄露比距 環(huán)境要求 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、海拔高度、地震烈度 6.7.3.2型式選擇 35KV以下的屋內(nèi)配電裝置的電流互感器宜采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35KV以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器 6.7.4電壓互感器選

58、擇 6.7.4.1參數(shù)選擇 6.7.4.2型式選擇 6-10KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，在高壓開(kāi)關(guān)柜或比較狹窄的地方，可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu) 6.7.4.3接線選擇 6.7.4.4電壓選擇 6.7.4.5準(zhǔn)確度及二次負(fù)荷 6.7.5所用變選擇 為了考慮本變電所的動(dòng)力和照明負(fù)荷等需要，本變電所設(shè)計(jì)兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)工作，另一臺(tái)作備用。 選型號(hào)為SC7-100/10 6.7.6高壓開(kāi)關(guān)柜的主母線選擇 通過(guò)主母線最大電流Imax=1452A ∴S=Imax/Je=1452/2.25=645mm2 選用TMY-80*10 mm2的銅母線 6.7.7其他輔助設(shè)備 繼電保

59、護(hù)屏2面（每屏兩條線路）；中央信號(hào)屏1面；60KV線路控制屏2面（每屏兩條線路）；硅整流屏1面；交流屏1面；主變保護(hù)屏2面，10KV進(jìn)線控制屏2面。共11面 6.8全所所用設(shè)備 名稱 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量 備注 主變壓器 SFL1-20000/60 2臺(tái) 高壓斷路器 LW9-66/2500-31.5 7臺(tái) 高壓隔離開(kāi)關(guān) GW5—60ⅡD 6組 高壓隔離開(kāi)關(guān) GW5-60Ⅱ 8組 高壓電流互感器 LCWB5---63 7組 高壓電壓互感器 JCC5—63 2組 60KV避雷器

60、H5W-90/220 4組 母線2組， 變壓器2組 高壓開(kāi)關(guān)柜 KYN18A-10 21臺(tái) ZN12-10/1600型真空斷路器 10KV電流互感器 AS12/150b/2s 11組 主變、母聯(lián)負(fù)荷配出線 10KV電壓互感器 RZL10 2組 10KV所用變壓器 SC7-100/10 2臺(tái) 10KV電容器 BWF11/√3--200-1W 6組 保護(hù)、控制柜 11面 10KV主母線 TMY-80*8 銅母線 第七章 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 7.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用 7.1.1有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中快速、

61、自動(dòng)地切除，使其破壞程度降低到最小，并保證最大限度地迅速恢復(fù)無(wú)故障設(shè)備的正常運(yùn)行 7.1.2反映電氣元件的異常運(yùn)行情況，根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的具體條件和設(shè)備的承受能力，發(fā)出警告信號(hào)，減負(fù)荷和延時(shí)跳閘 7.1.3依據(jù)實(shí)際情況，盡快自動(dòng)恢復(fù)停電部分的供電 7.2繼電保護(hù)的要求 可靠性、選擇性、快速性、靈活性 7.3變壓器保護(hù)的配置原則： 變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置。 7.3.1反映變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。 容量為800KVA及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保護(hù)宜動(dòng)作于斷開(kāi)變壓

62、器各電源側(cè)斷路器。 7.3.2相間短路保護(hù) 反映變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)，對(duì)其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組匝間短路也能起保護(hù)作用。 容量為6300KVA以下的并列運(yùn)行的變壓器以及10000KVA以下單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，當(dāng)后備保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量為6300KVA以上的并列運(yùn)行的變壓器、10000KVA以上的單獨(dú)運(yùn)行的變壓器、以及2000KVA及以上應(yīng)電力速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。 7.3.3后備保護(hù) 過(guò)電流保護(hù)，用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷。 7.4

63、變電所10KV配電裝置母線保護(hù) ⑴對(duì)于變電所10KV分段的單母線允許帶時(shí)限切除母線故障時(shí)，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)。母線故障可利用裝設(shè)在變壓器斷路器的后備保護(hù)和分段斷路器的保護(hù)來(lái)切除。 ⑵分段斷路器保護(hù)：出線斷路器如不能按切除負(fù)荷回路的短路條件選擇時(shí)，分段斷路器上通常裝設(shè)兩相式瞬時(shí)電流速斷裝置和過(guò)電流保護(hù)。 7.5 10KV線路保護(hù)裝設(shè)原理 7.5.1相間短路保護(hù) ⑴對(duì)于不帶電抗器的單側(cè)電源線路，應(yīng)裝設(shè)電流速斷飽和和過(guò)電流保護(hù)。 ⑵對(duì)變電所，當(dāng)線路上發(fā)生短路并伴隨著變電所母線上的電壓大量降低時(shí)，如為了提高對(duì)電力用戶供電質(zhì)量，要求快速切除故障，也可裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。為了滿足上述要求，

64、必要時(shí)允許保護(hù)非選擇性動(dòng)作，并裝設(shè)自動(dòng)重合閘或備用電源自動(dòng)投入裝置來(lái)全部或部分地校正保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。當(dāng)在單側(cè)電源放射狀串聯(lián)線路上發(fā)生短路時(shí)，如果非選擇性瞬時(shí)電流速斷保護(hù)有可能是靠近電源側(cè)的非故障線路先切除，則在故障線路保護(hù)的出口回路上要考慮自保持的措施，以保證保護(hù)可靠動(dòng)作。 ⑶單相接地保護(hù) 在變電所母線上，應(yīng)裝設(shè)單相接地監(jiān)視裝置，監(jiān)視裝置反映零序電壓，動(dòng)作于信號(hào)。 有條件安裝零序電流互感器的線路，如電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路，當(dāng)單相接地電流能滿足保護(hù)的選擇性和靈敏性要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)動(dòng)作于信號(hào)的單相接地保護(hù)。 第八章 過(guò)電壓保護(hù)選擇 電氣設(shè)備在運(yùn)行中有時(shí)要承受高于其運(yùn)行電

65、壓，主要有雷過(guò)電壓和操作過(guò)電壓及系統(tǒng)參數(shù)變化產(chǎn)生的諧振振蕩過(guò)電壓 8.1雷過(guò)電壓保護(hù) 8.1.1直擊雷的保護(hù)范圍 變電所的直擊雷過(guò)電壓保護(hù)，可采用避雷針、避雷線、避雷帶和鋼筋焊接成網(wǎng)等。下列設(shè)施應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置： 8.1.1.1屋外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道 8.1.1.2煙囪、冷卻塔和輸煤系統(tǒng)的高建筑物 8.1.1.3油處理室、燃油泵房、露天氫氣罐、大型變壓器修理間等 8.1.1.4雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)的主廠房、主控制室和高壓屋內(nèi)配電裝置 8.1.2避雷針、避雷線的裝設(shè)原則及接地裝置的要求 8.1.2.1獨(dú)立避雷針（線）宜設(shè)獨(dú)

66、立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻不宜超過(guò)10Ω。當(dāng)有困難時(shí)，該接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，使兩者的接地電阻都得到降低。但為了防止經(jīng)過(guò)接地網(wǎng)反擊35KV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m。 8.1.2.2獨(dú)立避雷針的接地裝置與發(fā)電廠、變電所接地網(wǎng)間的地中距離應(yīng)符合下式要求： Sd＞0.3Rch Sd --地中距離（M） Rch--獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻 8.1.3避雷針保護(hù)范圍計(jì)算（兩只等高避雷針保護(hù)范圍） 8.1.3.1單支避雷針的保護(hù)范圍 當(dāng)HX≥1/2時(shí) rx=(h-hx)p 式中rx ----避雷針在水平面上的保護(hù)半徑 h ----避雷針的高度 hx ----被保護(hù)物的高度 p ----避雷針高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤ 30m時(shí)p=1 8.1.3.2兩支等高避雷針保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定： ⑴兩針外側(cè)的保護(hù)范圍按單支避雷針的計(jì)算方法確定； ⑵兩針間的保護(hù)最低點(diǎn)高度ho按下式計(jì)算： ho=h-D/7p ho—兩針間保護(hù)最低點(diǎn)的高度（m）； D—兩針間的距離（m）