畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）某賓館10KV變電所設(shè)計(jì)

1、目錄摘要1第一章 緒 論2第二章 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)3第一節(jié) 電氣主接線(xiàn)的基本知識(shí)3第二節(jié) 電氣主接線(xiàn)的基本要求3第三節(jié) 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)4第三章 負(fù)荷計(jì)算7第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的目的和方法7第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算7第四章 短路電流計(jì)算9第一節(jié)概 述9第二節(jié)短路電流計(jì)算11第五章 電所設(shè)備的選擇與校驗(yàn)16第一節(jié) 高壓電器選擇的一般要求16第二節(jié) 高壓斷路器的選擇18第三節(jié) 高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇19第四節(jié) 電流互感器的選擇20第五節(jié) 電壓互感器的選擇20第六節(jié) 高壓側(cè)避雷器選擇避雷器21第七節(jié) 10kv側(cè)主要電氣設(shè)備選擇22第六章 10kv 變電所電力變壓器的繼電保護(hù)24第一節(jié) 電力變壓器的故障形式24第二節(jié) 變壓器的繼電

2、保護(hù)25第三節(jié) 變電所10kv配電裝置母線(xiàn)保護(hù)25第七章 10kv 變電所的防雷與接地設(shè)計(jì)27第一節(jié) 變電站直擊雷過(guò)電壓保護(hù)27第二節(jié) 310kv配電裝置的過(guò)電壓保護(hù)28第八章 微機(jī)保護(hù)29結(jié)束語(yǔ)33參考文獻(xiàn)34外文參考文獻(xiàn)35摘要隨著賓館的發(fā)展建設(shè)，原變電所已不能滿(mǎn)足用電需求，為改善供電質(zhì)量，提高供電可靠性，并根據(jù)發(fā)展規(guī)劃及負(fù)荷現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)10kv變電所。 關(guān)鍵詞：變電所、短路電流、系統(tǒng)主接線(xiàn)、微機(jī)保護(hù) abstract: with the development of hotel , the former transformer substation cant satisfy the dem

3、and of electricity. for ameliorating quality of electric supply and enhancing dependability, and according to the develop of the programming and the status of charge, i design the ten kilovolts transformer substation. keywords: transformer substation、short-circuit electric current、system lord knot l

4、ine、tiny-machine protection. 第一章 緒 論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各類(lèi)民用建筑以多層建筑為主，配電距離在變長(zhǎng)，配電功率在變大，負(fù)荷密度在增加，10kv配電網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著重大的供配電任務(wù)。而變電所在供配電網(wǎng)絡(luò)中起著接受、變換和分配電能的作用，所以，變電所在供配電網(wǎng)絡(luò)中處于舉足輕重的地位。 在10kv變電所設(shè)計(jì)中，主要完成以下任務(wù)：主接線(xiàn)方案的設(shè)計(jì)與論證；負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償；短路電流計(jì)算；高、低壓側(cè)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所形式的確定及其內(nèi)部電氣平面布置設(shè)計(jì)；對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)；防雷和接地等等。 目前，在10kv變電所的設(shè)計(jì)中，普遍采用金屬封閉鎧裝開(kāi)關(guān)

5、柜設(shè)備，將變壓器一、二次開(kāi)關(guān)設(shè)備全部合為一體。而開(kāi)關(guān)設(shè)備的發(fā)展是變電所、電力系統(tǒng)發(fā)展的先驅(qū)。真空開(kāi)關(guān)、sf6斷路器、重合器、分段器、自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)、新型熔斷器的出現(xiàn)，為變電所向小型化、智能化、免維護(hù)、易施工方向發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用的日益廣泛，逐步融入了it技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行在線(xiàn)和離線(xiàn)的智能化監(jiān)控管理。做到保護(hù)、運(yùn)行、管理的自動(dòng)化。隨著微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和配電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，變電所內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守。這就大大減少了危險(xiǎn)場(chǎng)所人為事故發(fā)生率，增強(qiáng)了供配電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。在先進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其系統(tǒng)

6、化、標(biāo)準(zhǔn)化和面向未來(lái)的概念正逐步取代繁瑣而復(fù)雜的傳統(tǒng)控制保護(hù)系統(tǒng)。所以綜合自動(dòng)化是變電所發(fā)展的總方向。 考慮到人工操作與智能化操作的接合，在變電所內(nèi)做微機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)，主要從微機(jī)保護(hù)的原理，硬、軟件組成，微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)和微機(jī)保護(hù)可靠性提高的措施等方面做出敘述。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，要達(dá)到的目的有：鞏固和提高對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，并在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程中得到靈活應(yīng)用；學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能；培養(yǎng)查閱、使用國(guó)家規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)及其他參考資料的能力；為今后從事電力工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作打下必要的堅(jiān)實(shí)基

7、礎(chǔ)。 第二章 主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 電氣主接線(xiàn)的基本知識(shí) 電氣主接線(xiàn)是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)。 主接線(xiàn)是指由各種開(kāi)關(guān)電器、電力變壓器、母線(xiàn)、電力電纜或?qū)Ь€(xiàn)、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備依一定的次序相連接的接受和分配電能的電路。而用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)并按照工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的單線(xiàn)接線(xiàn)圖，稱(chēng)為主接線(xiàn)電路圖。 主接線(xiàn)可分為有母線(xiàn)接線(xiàn)和無(wú)母線(xiàn)接線(xiàn)兩類(lèi)。有母線(xiàn)接線(xiàn)分為單母線(xiàn)接線(xiàn)和雙母線(xiàn)接線(xiàn)；無(wú)母線(xiàn)接線(xiàn)分為單元式接線(xiàn)、橋式接線(xiàn)和多角形接線(xiàn)。而在中、低壓供配電系統(tǒng)中主要采用單母線(xiàn)接線(xiàn)、單元式接線(xiàn)和橋式接線(xiàn)。 主

8、接線(xiàn)的選擇直接影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性，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，主接線(xiàn)的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后方可確定。 第二節(jié) 電氣主接線(xiàn)的基本要求 我國(guó)變電所設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)程規(guī)定：變電所的主接線(xiàn)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，且應(yīng)滿(mǎn)足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。 電氣主接線(xiàn)的基本要求: 1、可靠性： （1）研究可靠性應(yīng)注意的問(wèn)題： a、應(yīng)重視網(wǎng)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其可靠性的運(yùn)行分析。 b、應(yīng)包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運(yùn)行中可靠性的

9、綜合。 c、在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度。 d、考慮待設(shè)計(jì)發(fā)電廠，變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 （2）具體要求： a、斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。 b、斷路器或引線(xiàn)檢修及引線(xiàn)故障時(shí)，盡量減少停遠(yuǎn)回路和停遠(yuǎn)時(shí)間，并保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部及大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 c、盡量避免變電所全停的可能性。 d、大機(jī)組，超高壓電氣主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足可靠性的特殊要求。 2、靈活性：主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。 （1）調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)，變壓器和線(xiàn)路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿(mǎn)足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式，檢修運(yùn)行方式及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 （2）檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器，母

10、線(xiàn)及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)和對(duì)用戶(hù)的供電。 （3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線(xiàn)過(guò)渡到最終接線(xiàn)，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。 3、經(jīng)濟(jì)性：主接線(xiàn)在滿(mǎn)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 a、主接線(xiàn)要求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 b、要使繼電保護(hù)和二次回路不過(guò)于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 c、要能限制短路電流，以便選擇價(jià)廉的電器設(shè)備和輕型電器。 d、如能滿(mǎn)足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kv及以下終端和分支變電所可用簡(jiǎn)單接線(xiàn)方式。 （2）占地面積小，主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面

11、積減少。 （3）電能損失小，經(jīng)濟(jì)合理地選擇各種電氣，減少電能損失。 （4）具有未來(lái)發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。 第三節(jié) 主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 一、主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)依據(jù): 1、發(fā)電廠、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 電力系統(tǒng)中的變電所有：系統(tǒng)樞紐變，地區(qū)重要變電所和一般變電所三種類(lèi)型，一般變電所多為終端和分支變電所，電壓為110kv及以下。 2、發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。 變電所根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，終端或分支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 3、負(fù)荷大小和重要性 （1）對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間

12、斷供電。 （2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 （3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電。 4、系統(tǒng)備用容量大小 裝有兩臺(tái)及以上主變的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)事故斷開(kāi)時(shí)，其余主變的容量，應(yīng)保證該變電所70%的全部負(fù)荷，在經(jīng)過(guò)過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷供電，系統(tǒng)備用容量的大小將會(huì)影響運(yùn)行方式的變化。在主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮這一因素。 5、系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)對(duì)電氣主接線(xiàn)提供的具體資料 （1）出線(xiàn)的電壓等級(jí)、回路數(shù)、每回路輸送容量和導(dǎo)線(xiàn)截面。 （2）主變壓器臺(tái)數(shù)，容量和型號(hào)；變壓器各側(cè)的額定電壓，阻抗等。 （3）系統(tǒng)的短路容量

13、或歸算電抗值。 （4）變壓器中性點(diǎn)的接地方式及接地點(diǎn)的選擇。 （5）初期和最終變電所與系統(tǒng)連接方式，變電所的地理位置等。 二、幾種主接線(xiàn)方式的介紹: 由原始資料可知，待設(shè)計(jì)的變電所為10kv開(kāi)閉所，為一般變電所，它的修建目的主要是為賓館提供可靠?jī)?yōu)質(zhì)電能，根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，我們可基本選定主接線(xiàn)方式為： 一）單母線(xiàn)接線(xiàn)方式： 單母線(xiàn)接線(xiàn)具有簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備小，投資小，運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性和靈活性較差，當(dāng)母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)它所接的電源；與之相接的所有電力裝置，在整個(gè)檢修期間均需停止工作。此外在出線(xiàn)斷路器檢修期間，必須停止該回路的工作。因此，這種接線(xiàn)只適用

14、于6220kv系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器，且出線(xiàn)回路又不多的中、小型發(fā)電廠和變電所，它不能滿(mǎn)足、類(lèi)用戶(hù)的要求，但若采用成套配電裝置，由于可靠性高，也可用于較重要用戶(hù)的供電。 二）單母線(xiàn)分段： 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)具有簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少，投資較小，運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，并可提高供電可靠性和靈活性。對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩回饋電線(xiàn)路。由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一段母線(xiàn)發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段隔離，保證正常段母線(xiàn)不間斷供電，不致使重要用戶(hù)停電，兩段母線(xiàn)同時(shí)故障的可能甚小，可以不予考慮。分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量。段數(shù)分得越多，故障時(shí)停電范圍越小，但使用斷路器數(shù)量也越多，且配電

15、裝配和運(yùn)行也越復(fù)雜，通常以23段為宜，這種接線(xiàn)廣泛用于中、小容量發(fā)電廠的610kv接線(xiàn)和6220kv變電所中。 三、主接線(xiàn)的確定: 根據(jù)提供的原始資料，電力系統(tǒng)的發(fā)展，和用戶(hù)的需求等幾方面考慮，從近期及遠(yuǎn)景的發(fā)展規(guī)劃，經(jīng)過(guò)比較確定采用兩路10kv電源一用一備供電。兩路10kv電源有兩路獨(dú)立電源供給，高壓側(cè)為單母線(xiàn)分段聯(lián)絡(luò)接線(xiàn)，10kv電源進(jìn)線(xiàn)經(jīng)一號(hào)獨(dú)立變電所采用放射式引線(xiàn)出至本所400v段和二號(hào)獨(dú)立變電所及1-5號(hào)箱式變電所。各變電所低壓側(cè)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)。進(jìn)出線(xiàn)均采用高壓鎧裝電力電纜。具體主接線(xiàn)形式請(qǐng)參照?qǐng)D-01號(hào)。 該設(shè)計(jì)整個(gè)主接線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)采用雙電源放射式結(jié)構(gòu)，符合供電標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足對(duì)負(fù)荷密度大，供

16、電要求較高的基本要求。 圖-01第三章 負(fù)荷計(jì)算 第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的目的和方法 計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線(xiàn)截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電器保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否合理，直接影響到電器和導(dǎo)線(xiàn)的選擇是否合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線(xiàn)截面選擇過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如果計(jì)算負(fù)荷過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)行時(shí)增加電能消耗，并產(chǎn)生過(guò)熱，引起絕緣過(guò)早老化，甚至燒毀，一致發(fā)生事故，同樣給國(guó)家造成損失。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供配電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。 負(fù)荷計(jì)算成用的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。目前前兩種方

17、法在國(guó)內(nèi)使用比較普遍。由于需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便，廣泛使用。但是當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少功率相差懸殊時(shí)，需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果往往偏小，但使用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷。本次設(shè)計(jì)采用的就是需要系數(shù)法 第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算 1、客房部負(fù)荷容量pe=1000kw 需要系數(shù)kd=0.60,同時(shí)系數(shù)ki=0.80,功率因數(shù)cos=0.85,tg=0.6 有功計(jì)算負(fù)荷：pc= kikdpe =480kw 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：qc= pc tg=288kvar 視在功率計(jì)算負(fù)荷：sc= pc/cos=564.5kva 根據(jù)sc= pc/cos=564.5kva，考慮到今后的發(fā)展，選擇scb8-630/10變壓器一臺(tái)2.餐營(yíng)部 負(fù)荷

18、容量pe=500kw 需要系數(shù)kd=0.70,同時(shí)系數(shù)ki=0.80,功率因數(shù)cos=0.85,tg=0.6 有功計(jì)算負(fù)荷：pc= kikdpe =280kw 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：qc= pc tg=300kvar 視在功率計(jì)算負(fù)荷：sc= pc/cos=329.4kva 根據(jù)sc= pc/cos=588.2kva，考慮到今后的發(fā)展，選擇s9-400/10變壓器一臺(tái)。主變型號(hào)容量及型號(hào)實(shí)際容量(kva)負(fù)載范圍一號(hào)scb8-630/10531.2（564.5）客房部二號(hào)s9-400/10276.5（329.4）餐營(yíng)部第四章 短路電流計(jì)算第一節(jié)概述供配電系統(tǒng)中的短路，是指相導(dǎo)體之間或相導(dǎo)體與地之間不通

19、過(guò)負(fù)載阻抗而發(fā)生 的電氣連接，是系統(tǒng)的常見(jiàn)故障之一。一 產(chǎn)生短路的原因 短路發(fā)生的主要原因是系統(tǒng)中某一部位的絕緣遭到破壞。絕緣遭到破壞的原因有很多，根據(jù)長(zhǎng)期的事故統(tǒng)計(jì)分析，主要有以下一些原因：1、雷擊或高電位侵入；2、絕緣老化或外界機(jī)械損傷；3、誤操作；4、動(dòng)、植物造成的短路。 二 短路的危害1、短路電流ik遠(yuǎn)大于正常工作電流，短路電流產(chǎn)生的力效應(yīng)和熱效應(yīng)足以使設(shè) 備受到破壞。2、短路點(diǎn)附近母線(xiàn)電壓嚴(yán)重下降，使接在母線(xiàn)上的其他回路電壓嚴(yán)重低于正常電壓，會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作，甚至可能造成電機(jī)燒毀等事故。3、短路點(diǎn)處可能產(chǎn)生電弧，電弧高溫對(duì)人身安全及環(huán)境安全帶來(lái)危害。如誤操 作隔離開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電

20、弧常會(huì)使操作者嚴(yán)重灼傷，低壓配電系統(tǒng)的不穩(wěn)定電弧短路可能 引起火災(zāi)等。4、不對(duì)稱(chēng)短路可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生復(fù)雜的電磁過(guò)程，從而產(chǎn)生過(guò)電壓等新的危害。5、不對(duì)稱(chēng)短路使磁場(chǎng)不平衡，會(huì)影響通信系統(tǒng)和電子設(shè)備的正常工作，造成空 間電磁污染。三 短路電流計(jì)算的目的和用途短路是電力系統(tǒng)的常見(jiàn)故障之一，短路電流是系統(tǒng)重要的技術(shù)參數(shù)，它與多方面的技術(shù)措施有關(guān)，歸納起來(lái)，主要有以下用途：1、校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備能否承受可能發(fā)生的最嚴(yán)重短路；2、作為設(shè)置短路保護(hù)的依據(jù)；3、可通過(guò)短路電流大小判斷系統(tǒng)電氣聯(lián)系的緊密程度，作為評(píng)價(jià)各種接線(xiàn)方案的 依據(jù)之一。四 短路電流的計(jì)算方法由于電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，由于工業(yè)企業(yè)

21、內(nèi)所裝置的元件，其容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時(shí)，系統(tǒng)母線(xiàn)上的電 壓變動(dòng)很小，可以為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無(wú)限大。所以我們?cè)谶@里進(jìn)行短路 電流計(jì)算方法，以無(wú)限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的。短路電流計(jì)算步驟:1確定計(jì)算條件，畫(huà)計(jì)算電路圖1）計(jì)算條件：系統(tǒng)運(yùn)行方式，短路地點(diǎn)、短路類(lèi)型和短路后采取的措施。2）運(yùn)行方式：系統(tǒng)中投入的發(fā)電、輸電、變電、用電設(shè)備的多少以及它們連接情況。 根據(jù)計(jì)算目的確定系統(tǒng)運(yùn)行方式，畫(huà)相應(yīng)的計(jì)算電路圖。3） 電氣設(shè)備：選擇正常運(yùn)行方式畫(huà)計(jì)算圖； 短路點(diǎn)取使被選擇設(shè)備通過(guò)的短路電流最大的點(diǎn)。4）繼電保護(hù)整定：比較不同運(yùn)行方式，取最嚴(yán)重的。2

22、畫(huà)等值電路，計(jì)算參數(shù)； 分別畫(huà)各段路點(diǎn)對(duì)應(yīng)的等值電路3網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，分別求出短路點(diǎn)至各等值電源點(diǎn)之間的總電抗。五 一般規(guī)定1、計(jì)算的基本情況1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下進(jìn)行。2）所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)勵(lì)裝置）。3）短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。4）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電流。2、接線(xiàn)方式 計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線(xiàn)方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式，而不能用在僅切換過(guò)程中可能并聯(lián)運(yùn)行的接線(xiàn)方式。3、計(jì)算容量 應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)的規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。4、短路的種類(lèi)對(duì)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，可能發(fā)生的短路類(lèi)型有：三相短

23、路k（3）、兩相短路k（2）、單 相短路k（1）和兩相接地短路k（1+1）。 對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，短路類(lèi)型有：三相短路k（3）和兩相短路k（2）。 具統(tǒng)計(jì)，從短路類(lèi)型來(lái)看，單相短路或接地短路發(fā)生率最高；從短路發(fā)生的部位來(lái)看，線(xiàn)路（尤其是架空線(xiàn)路）上發(fā)生短路或接地比例最大。我國(guó)的中壓系統(tǒng)采用中 性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，主要就是為了避免單相接地造成的停電事故。第二節(jié)短路電流計(jì)算一 短路點(diǎn)位置的選擇原則（1）短路電流的計(jì)算，是為了選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各 種情況下正常運(yùn)行，因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過(guò)的最大短路電流。（2）為了保證選擇的合理性及經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。二

24、 短路點(diǎn)選取因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是 10kv 變電所設(shè)計(jì)，須對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜及其內(nèi)部各種設(shè) 備進(jìn)行選取和校驗(yàn)，須對(duì)變電所進(jìn)行各種保護(hù)設(shè)計(jì)?？紤]到以上因素，在各個(gè)變壓器 高壓側(cè)、低壓側(cè)分別設(shè)置一個(gè)短路點(diǎn)。具體見(jiàn)短路電流計(jì)算等值電路圖中所示。三 短路電流計(jì)算分析設(shè)本系統(tǒng)為無(wú)限大容量電力系統(tǒng)。取功率基準(zhǔn)值；電壓基準(zhǔn)值畫(huà)等值網(wǎng)絡(luò)圖.等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖1.1所示。圖1.1參數(shù)計(jì)算1 系統(tǒng)電抗；.本變電所主變壓器的電抗：高壓側(cè)母線(xiàn)三相短路計(jì)算: 星角變換： 計(jì)算電抗為：對(duì)電源1查表得各時(shí)刻短路電流標(biāo)么值:0秒: 2秒: 4秒:對(duì)電源2因其,所以電源2為無(wú)限大電源，其短路電流不衰減，故各時(shí)刻短路電流標(biāo)么值：0秒：

25、短路電流周期分量的有效值為:，所以： 低壓側(cè)母線(xiàn)三相短路計(jì)算:母線(xiàn)三相短路等值網(wǎng)絡(luò)圖如圖所示。x6 = x3 + xb2 = 0.443 + 0.225 = 0.668星角變換：計(jì)算電抗為：對(duì)電源1查表得各時(shí)刻短路電流標(biāo)么值:0秒: 2秒:對(duì)電源2因其xjs=13.083.45，所以電源2對(duì)短路點(diǎn)電流不衰減，故其短路電流標(biāo)么值為：短路電流周期分量的有效值為:，所以： 本設(shè)計(jì)中短路電流計(jì)算所得值如表2.1所示。 短路電流計(jì)算結(jié)果表三相短路0s2s4siim高壓側(cè)1.5(ka)1.5(ka)1.5(ka)3.375(ka)低壓側(cè)7.3(ka)7.57(ka)7.57(ka)18.62(ka)第五章

26、 電所設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第一節(jié) 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(xiàn)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(mǎn)足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要一 一般原則應(yīng)滿(mǎn)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；應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致；同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；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

27、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)。二 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。長(zhǎng)期工作條件：電壓：選用的電器在允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓即：電流：選用的電器額定電流不得低于所在回路各種可能運(yùn)行方式的持續(xù)工作電流即：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(mǎn)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(xiàn)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

28、，本設(shè)計(jì)不再考慮。短路穩(wěn)定條件：檢校的一般原則：、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)。、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，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。短路的熱穩(wěn)定條件：式中：在計(jì)算時(shí)間tjs秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)；（）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)間按下式計(jì)算： 式中：繼電保護(hù)裝置后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間（s） 斷路器的和分閘時(shí)間（s）采用延時(shí)保護(hù)時(shí)，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

29、： 式中：短路電流（沖擊）峰值（ka） 短路主電流有效值（ka）電器允許的極限通過(guò)電流峰值（ka）電器允許的極限通過(guò)電流有效值（ka）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。三 環(huán)境保護(hù)選用電器尚應(yīng)注意電器對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，根據(jù)周?chē)h(huán)境的控制標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)制造部門(mén)提出必要的技術(shù)要求。電磁干擾：頻率大于10khz的無(wú)線(xiàn)電干擾主要來(lái)自回線(xiàn)的電流，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

30、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(hù)外晴天無(wú)線(xiàn)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(xiàn)電干擾電壓。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第二節(jié) 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)迅速切斷短路電流一 按額定電壓選擇高壓斷路器的額定電

31、壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓二 按額定電流選擇高壓斷路器的額定電流應(yīng)大于它的最大持續(xù)工作電流三 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)斷電流應(yīng)滿(mǎn)足式-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)間之和四 按額定關(guān)合電流選擇斷路器的額定關(guān)合電流應(yīng)不小于最大短路電流沖擊值 五 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)高壓斷路器的極限通過(guò)電流峰值應(yīng)不小于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流即六 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 參數(shù)如

32、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66kv72.5kv2500a31.5ka80ka4s80ka第三節(jié) 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(lèi)；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：gw560d 6組 gw5-60 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)定電流熱穩(wěn)定電流隔離開(kāi)關(guān)接地開(kāi)關(guān)66kv630a50ka20ka/4s50ka20ka/4scs17-gcs17-g廠家：沈陽(yáng)高壓開(kāi)關(guān)有限公司第四節(jié) 電流互感器的選擇一、設(shè)備種類(lèi)的選擇電流互感器的種類(lèi)和型式應(yīng)根據(jù)

33、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)立式電流互感器二、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(mǎn)足、-一次額定電壓和額定電流、-安裝處一次回路工作電壓和最大工作電流三、按準(zhǔn)確度級(jí)和副邊負(fù)荷選擇四、熱穩(wěn)定校驗(yàn)五、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*300/50.5/b/b0.5/b50/5015004s80ka第五節(jié) 電

34、壓互感器的選擇一、裝置種類(lèi)和型式選擇電壓互感器的種類(lèi)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二、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（0.91.1）范圍內(nèi)變動(dòng)，即滿(mǎn)足條件：1.1 式中 -電網(wǎng)電壓-電壓互感器一次繞組額定電壓三、按二次回路電壓選擇電壓互感器的二次額定電壓必須滿(mǎn)足繼電保護(hù)裝置和測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求四、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應(yīng)不小于電壓

35、互感器的二次負(fù)荷容量選擇電壓互感器型號(hào)為：jcc563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)200066/30.1/30.1/3150250400300第六節(jié) 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：額定電壓持續(xù)運(yùn)行電壓系統(tǒng)電壓5ka 8/20s沖擊電壓下的殘壓90kv72.5kv66kv220kv第七節(jié) 10kv側(cè)主要電氣設(shè)備選擇一、母線(xiàn)

36、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)主變二次電流 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10kv1600a40ka80ka40ka/4s100ka二、負(fù)荷配出線(xiàn)開(kāi)關(guān)、電容器組開(kāi)關(guān)最大負(fù)荷電流 則選擇zn12-10/1600型真空斷路器(18組)參數(shù)如上表三、電流互感器選擇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2）型

37、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)立式電流互感器四、電壓互感器選擇1）參數(shù)選擇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)3）接線(xiàn)選擇4）電壓選擇5）準(zhǔn)確度及二次負(fù)荷五、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s-100/10六、高壓開(kāi)關(guān)柜的主母線(xiàn)選擇通過(guò)主母線(xiàn)最大電流 選用tmy-80*10的銅母線(xiàn)七、其他輔助設(shè)備繼電保護(hù)屏2面（每屏兩條線(xiàn)路）；中央信號(hào)屏1面；60k

38、v線(xiàn)路控制屏2面（每屏兩條線(xiàn)路）；硅整流屏1面；交流屏1面；主變保護(hù)屏2面，10kv進(jìn)線(xiàn)控制屏2面。共11面第六章 10kv 變電所電力變壓器的繼電保護(hù)變壓器是供配電系統(tǒng)中最昂貴、最重要的元件，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng) 的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。第一節(jié) 電力變壓器的故障形式中壓供配電系統(tǒng)中常用電力變壓器都是降壓變壓器，絕緣形式有油浸式和干式， 繞組聯(lián)結(jié)組別有 d，yn11 和 y，yn0。其主要故障形式有：1.繞組及其引出線(xiàn)的相間短路：包括三相短路和兩相短路。這種故障的特點(diǎn)是： 短路相上電流急劇增加為正常電流的若干倍，因此可采用反應(yīng)電流過(guò)量而動(dòng)作的過(guò)電 流保護(hù)裝置來(lái)加以保護(hù)。對(duì)于油浸式變壓

39、器，當(dāng)油箱內(nèi)繞組發(fā)生相間短路時(shí)，危害很大，故障處的電弧不 僅可能燒壞繞組絕緣和鐵心，而且可能會(huì)使絕緣材料和變壓器油強(qiáng)烈氣化，從而引起 油箱爆炸。針對(duì)這種情況，變壓器除了設(shè)置過(guò)電流保護(hù)外，還應(yīng)設(shè)置反應(yīng)油氣化量多 少的瓦斯保護(hù)。2.繞組匝間短路：繞組匝間短路也是變壓器的常見(jiàn)故障。繞組匝間短路時(shí)也會(huì)使故 障點(diǎn)電流增加，但增加的多少與短路匝數(shù)有關(guān)，但短路匝數(shù)不多時(shí)，故障電流與正常 電流差異不是很大，過(guò)電流保護(hù)裝置不一定能夠反應(yīng)出來(lái)。因此，對(duì)這種故障，油浸 式變壓器采用瓦斯保護(hù)；干式變壓器采用反應(yīng)繞組短路時(shí)溫度升高的溫度保護(hù)。3.二次側(cè)單相短路:變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地，其單相短路時(shí)，故障相出現(xiàn)較 大

40、的短路電流。一般，首先考慮用變壓器一次側(cè)裝設(shè)的過(guò)電流保護(hù)兼作單相短路保護(hù)， 若靈敏度不夠，再考慮在變壓器二次側(cè)采用反應(yīng)三相電流之和的零序電流保護(hù)。4.過(guò)負(fù)荷：雖然變壓器有一定的過(guò)負(fù)荷能力，但過(guò)負(fù)荷時(shí)間不能太長(zhǎng)。因此，當(dāng)變 壓器的實(shí)際負(fù)荷超過(guò)其額定負(fù)荷時(shí)，采用反應(yīng)變壓器過(guò)負(fù)荷的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。5.油浸式變壓器的油面降低：油浸式變壓器是用變壓器油作繞組的相間絕緣和對(duì)地 絕緣的 ，因此，繞組必須完全浸泡在變壓器油中，當(dāng)油面降低時(shí)，會(huì)威脅變壓器的 絕緣，從而引起短路故障。針對(duì)這種情況，應(yīng)設(shè)置可反應(yīng)油面降低的瓦斯保護(hù)。6.干式變壓器繞組溫度升高：干式變壓器繞組溫度升高的原因很多，如：過(guò)負(fù)荷、 匝間短路、環(huán)境

41、溫度升高、冷卻系統(tǒng)故障等。針對(duì)這種情況，應(yīng)設(shè)置溫度保護(hù)。對(duì)于高壓側(cè)為 610kv 的變電所主要變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保 護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于 0.5s0.7s 時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kva 及以上的油浸式變壓器和 400kva 及以上的車(chē)間油浸變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦 斯保護(hù)。容量在 400kva 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其他負(fù) 荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微 故障時(shí)，動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)，一般均動(dòng)作與跳閘。第二節(jié) 變壓器的繼電保護(hù)變壓器一般裝設(shè)下列繼電保護(hù)裝置。1、

42、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)變壓器各電源側(cè)斷路器。2、相間短路保護(hù)反映變壓器繞組和引出線(xiàn)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(xiàn)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

43、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)。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。第三節(jié) 變電所10kv配電裝置母線(xiàn)保護(hù)1、對(duì)于變電所10kv分段的單母線(xiàn)允許帶時(shí)限切除母線(xiàn)故障時(shí)，不裝設(shè)專(zhuān)用的母線(xiàn)保護(hù)。母線(xiàn)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。2、分段斷路器保護(hù)：出線(xiàn)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)。10kv線(xiàn)路保護(hù)裝設(shè)原理1、相間短路保護(hù)對(duì)于不帶電抗器的單側(cè)電源線(xiàn)路，應(yīng)裝設(shè)電流速斷飽和和過(guò)電流保護(hù)。對(duì)變電所，當(dāng)線(xiàn)路上

44、發(fā)生短路并伴隨著變電所母線(xiàn)上的電壓大量降低時(shí)，如為了提高對(duì)電力用戶(hù)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(mǎn)足上述要求，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(xiàn)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(xiàn)路先切除，則在故障線(xiàn)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。單相接地保護(hù)在變電所母線(xiàn)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(xiàn)路，如電纜線(xiàn)路或經(jīng)電纜引出的架空線(xiàn)路，當(dāng)單相接地電流能滿(mǎn)足保護(hù)的選擇性

45、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)。第七章 10kv 變電所的防雷與接地設(shè)計(jì)自然界的雷擊，會(huì)使設(shè)備遭受過(guò)電壓以及絕緣損壞等故障，因此，必須對(duì)設(shè)備采 取防雷措施。通常將雷擊過(guò)電壓分為直擊雷過(guò)電壓及感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種，直擊雷過(guò)電 壓是由于流經(jīng)被擊物的很大雷擊電流所造成的。感應(yīng)雷過(guò)電壓是由于電磁場(chǎng)的劇烈改 變而產(chǎn)生的。對(duì)于所設(shè)計(jì)的變電站其電壓等級(jí)是 10kv，因此必須防止直擊雷過(guò)電壓之 外，還應(yīng)對(duì)感應(yīng)雷過(guò)電壓采取相應(yīng)措施來(lái)保護(hù)設(shè)備的安全。第一節(jié) 變電站直擊雷過(guò)電壓保護(hù)一、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(xiàn)、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：

46、1、屋外配電裝置，包括組合導(dǎo)線(xiàn)和母線(xiàn)廊道2、煙囪、冷卻塔和輸煤系統(tǒng)的高建筑物3、油處理室、燃油泵房、露天氫氣罐、大型變壓器修理間等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)配電裝置二、避雷針、避雷線(xiàn)的裝設(shè)原則及接地裝置的要求1、獨(dú)立避雷針（線(xiàn)）宜設(shè)獨(dú)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) 。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。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： ：-地中距離（m）-獨(dú)立避雷針的沖擊接

47、地電阻三、避雷針保護(hù)范圍計(jì)算（兩只等高避雷針保護(hù)范圍）1、單支避雷針的保護(hù)范圍當(dāng)時(shí)式中-避雷針在水平面上的保護(hù)半徑 h -避雷針的高度 -被保護(hù)物的高度 p -避雷針高度影響系數(shù)，當(dāng)h30m時(shí)p=12、兩支等高避雷針保護(hù)范圍，應(yīng)按下列方法確定：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；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）第二節(jié) 310kv配電裝置的過(guò)電壓保護(hù)變電所的310kv配電裝置，應(yīng)在每組母線(xiàn)和每路架空進(jìn)線(xiàn)上裝設(shè)閥型避雷器fz或氧化鋅避雷器，有電纜段的架空線(xiàn)路，避雷器應(yīng)裝設(shè)在電纜頭附近，其接地端應(yīng)和電纜金屬

48、外皮相連。如各架空進(jìn)線(xiàn)均有電纜段，避雷器與主變壓器的最大電氣距離不受限制。避雷器應(yīng)以最短的接地線(xiàn)與變電所、配電所的主接地網(wǎng)連接（包括通過(guò)電纜金屬外皮連接）。避雷器附近應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。據(jù)上述要求以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)變電所選用兩個(gè)獨(dú)立避雷針，高度為25m ，實(shí)際安裝位置見(jiàn)平面布置圖 變壓器中性點(diǎn)避雷器型號(hào)為：h5w-90/22010kv配電裝置避雷器型號(hào)為：yh5ws-17/50 其參數(shù)如下表：避雷器額定 電壓 kv（有效值）系統(tǒng)額定電壓 kv（有效值）避雷器持續(xù) 運(yùn)行電壓kv（有效值）8/20us 5ka殘壓kv（峰值）泄露電流ua不大于171013.65030第八章 微機(jī)保護(hù)一、微機(jī)保

49、護(hù)的由來(lái)與發(fā)展 配電網(wǎng)絡(luò)一般均為單端供配電網(wǎng)絡(luò)，采用的保護(hù)多為依照電磁原理或感應(yīng)原理動(dòng)作的元件構(gòu)成，也可采用靜態(tài)繼電器構(gòu)成的保護(hù)裝置，但是這些繼電保護(hù)裝置都有一 個(gè)共同的特點(diǎn)，它們的輸入、輸出量以及在繼電保護(hù)裝置各個(gè)環(huán)節(jié)的“流通”過(guò)程中 的“信息”都是“模擬量”，因此統(tǒng)稱(chēng)為“模擬型繼電保護(hù)裝置”。從 20 世紀(jì) 70 年代 開(kāi)始，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展帶來(lái)了新的工業(yè)革命，一種新型的繼電保護(hù)裝置應(yīng)運(yùn)而生，這就是微機(jī)保護(hù)裝置。它們除了輸入量及部分輸出量仍以“模擬量”形式出現(xiàn)外，在繼電保護(hù)裝置各環(huán)節(jié)的“流通”過(guò)程中的“信息”已經(jīng)變?yōu)椤皵?shù)字量”，因此又稱(chēng)為“數(shù)字型繼電保護(hù)裝置”。其工作原理為：首先將以模

50、擬量輸入的電流、電壓的瞬時(shí)值變換成離散的數(shù)字量，然后才送入計(jì)算機(jī)的中央處理器，按規(guī)定的算法和程序進(jìn)行運(yùn)算，且將運(yùn)算結(jié)果隨時(shí)與給定的數(shù)字進(jìn)行比較，最后做出是否跳閘的判斷。計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用從 20 世紀(jì) 50 年開(kāi)始，70 年代世界上掀起了計(jì)算 機(jī)保護(hù)的研究高潮。微機(jī)繼電保護(hù)的真正的工程應(yīng)用出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 80 年代。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986 年日本的繼電保護(hù)設(shè)備總產(chǎn)值中微機(jī)保護(hù)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到一般，20 世紀(jì) 90 年代 日本危機(jī)保護(hù)產(chǎn)值比重超過(guò) 80%。之后，微機(jī)繼電保護(hù)主要的發(fā)展方向是多 cpu、單 片機(jī)、并行處理式以及引進(jìn)人工智能等。我國(guó)在這方面起步相對(duì)較晚，20 世紀(jì) 80 年代國(guó)

51、內(nèi)各高校及電力部門(mén)發(fā)展這方面 的研究工作，到 20 世紀(jì) 90 年代推出了不少成型的產(chǎn)品，2000 年之后則進(jìn)入了全面應(yīng) 用的時(shí)期。二、微機(jī)保護(hù)的基本構(gòu)成微機(jī)保護(hù)由“硬件”與“軟件”兩部分構(gòu)成，以下作簡(jiǎn)單介紹：1、微機(jī)保護(hù)的“硬件”微機(jī)保護(hù)的“硬件”由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、cpu 主系統(tǒng)、 開(kāi)關(guān)量輸出、輸入系統(tǒng)及外圍設(shè)備組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又稱(chēng)為模擬量輸入系統(tǒng)，它的 作用是將從互感器二次側(cè)輸出的電壓、電流等模擬量經(jīng)過(guò)隔離、采樣、a/d 變換等步 驟轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受與識(shí)別的數(shù)字量，然后送入 cpu 主系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算； 開(kāi)關(guān)量輸出、輸入系統(tǒng)得作用主要是輸出跳閘、信號(hào)等信息；外圍設(shè)備包括打印及調(diào) 試

52、、整定設(shè)備等。通常整套硬件是用單獨(dú)的專(zhuān)用的機(jī)箱組裝成的。2、微機(jī)保護(hù)的“軟件”微機(jī)保護(hù)的“軟件”由初始化模塊、數(shù)據(jù)采樣管理系 統(tǒng)模塊、故障檢出模塊、故障計(jì)算模塊與自檢模塊等組成。根據(jù)保護(hù)的功能與性能的 不同，模塊的數(shù)量與內(nèi)容也有所區(qū)別，這些程序一般都已經(jīng)固化在芯片中。微機(jī)保護(hù) 的“軟件”的核心部分是故障檢出模塊和故障計(jì)算模塊，這些模塊通常是根據(jù)所需設(shè) 置保護(hù)（如電流保護(hù)）的保護(hù)算法，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)而成。三、微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)1、微機(jī)保護(hù)具有多功能性；2、微機(jī)保護(hù)具有靈活性；3、微機(jī)保護(hù)具有很高的可靠性；4、維護(hù)調(diào)試方便；5、微機(jī)保護(hù)的經(jīng)濟(jì)性1）具有多重性；2）基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低；3）隨著微機(jī)芯片

53、的性能價(jià)格比的不斷提高，今后微機(jī)保護(hù)的價(jià)格回比傳統(tǒng) 保護(hù)裝置還要低。四、微機(jī)保護(hù)的硬件組成微機(jī)保護(hù)的“硬件”由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、cpu 主系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量輸出、輸入系統(tǒng)及外 圍設(shè)備等四部分組成。1. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)又稱(chēng)為模擬量輸入系統(tǒng)，它 由電壓形成，低通模擬濾波器（ale）、采樣保持（s/h）、多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（mpx） 與模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a/d）幾個(gè)環(huán)節(jié)組成。其作用是將電壓互感器（tv）和電流互感 器（ta）二次輸出的電壓、電流模擬量經(jīng)過(guò)上述環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受和識(shí)別 的，而且大小與輸入量程成正比，相位不失真的數(shù)字量，然后送入 cpu 主系統(tǒng)進(jìn) 行處理及計(jì)算。2. cpu 主系統(tǒng)如上圖 10-

54、1 所示，微機(jī)保護(hù)的 cpu 主系統(tǒng)是由 mpu 微處理微處理器用于控制與計(jì)算，由于微機(jī)保護(hù)的信息量大、要求處理的速度快，因此 一般都采用 16 位以上的高速芯片。這里采用 intel 公司生產(chǎn)的 8098 單片機(jī)，由其 執(zhí)行控制和運(yùn)算功能。它包含 16 位 cpu，片內(nèi) 8kb rom/eprom，高速輸入/輸 出接口，4 個(gè)多用途 i/o 口，全雙工串行口，4 路 10 位 a/d 轉(zhuǎn)換器，脈寬調(diào)制器，1 個(gè) 16 位監(jiān)視定時(shí)器，2 個(gè) 16 位定時(shí)器，4 個(gè)軟件定時(shí)器，存儲(chǔ)器控制器及中斷 控制器等主要部件。prom 用于存儲(chǔ)各種程序及必要的數(shù)據(jù)，如操作系統(tǒng)、保護(hù)算法、數(shù)據(jù)濾波、自 檢程序等。ram 用于存放經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理的電力系統(tǒng)信息，以及各種中間計(jì)算結(jié)果、 和需要輸出的數(shù)據(jù)，由于信息量很大，而 ram 的容量是有限的，因此 ram 中所 存放的信息只是故障前的若干周波的信息，而正常情況下的信息則采用“流水作 業(yè)”的方式存儲(chǔ)。 接口板是主系統(tǒng)不可缺少的組成部分，它是主系統(tǒng)御外界交流的通道。 定時(shí)器是計(jì)算機(jī)本身工作、采集以及