220KV降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)說明

1、. . . . - 1 - / 70目 錄引引 言言- - 3 3 - -畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書- 4 -第一部分 說明書- 7 -第一章 變電所主變壓器的選擇- 7 -1.1 主變壓器容量選擇的有關(guān)規(guī)定- 7 -1.1.1 主變選擇的一般原則- 7 -第二章第二章 變電所電氣主接線的選擇變電所電氣主接線的選擇- - 9 9 - -2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求- 9 -2.1.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則- 9 -2.1.2 電氣主接線的基本要求- 10 -2.1.3 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序- 11 -2.1.4 主接線的擬定方案與選擇- 12 -第三章 短路電流計(jì)算- 14 -3.1 短路電流計(jì)算的

2、方法- 14 -3.1.1 短路電流計(jì)算的目的、規(guī)定和步驟- 14 -3.1.2 三相短路電流的計(jì)算- 15 -第四章 變電所電氣設(shè)備選擇- 17 -4.1 電氣設(shè)備的選擇原則- 17 -4.2 電氣設(shè)備的選擇- 19 -4.2.1 高壓斷路器的選擇- 19 -4.2.2 隔離開關(guān)的選擇- 20 -4.2.3 電壓互感器的選擇- 21 -4.2.4 電流互感器的選擇- 22 -4.2.5 互感器的配置要求- 24 -4.3 母線的選擇- 24 -4.4 避雷器的選擇- 25 -第五章 配電裝置設(shè)計(jì)- 28 -5.1 屋外配電裝置的安全凈距- 28 -511、概述- 28 -512、屋外配電裝置

3、的安全凈距- 29 -5.2 屋外配電裝置- 30 -521、屋外高壓配電裝置的若干問題- 30 -第六章 繼電保護(hù)與其自動(dòng)裝置的規(guī)劃- 32 -6.1 繼電保護(hù)與其設(shè)計(jì)- 32 -611、220KV 與中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)線路保護(hù)配置- 32 -612、短線路縱差保護(hù)的整定計(jì)算- 33 -613、變壓器保護(hù)的配置- 33 -614、母線保護(hù)與斷路器失靈保護(hù)- 35 -6.2 自動(dòng)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì)- 36 -621、自動(dòng)重合閘的作用和要求- 36 -622、對(duì) ZCH 的基本要求- 36 -第七章 防雷保護(hù)與其配置- 38 -第二部分 計(jì)算書- 40 -第八章 主變壓器選擇的容量計(jì)算- 40 -81

4、 變電所 60KV 的用戶總?cè)萘? 40 -82 折算到變壓器的容量：- 40 -83 據(jù)主變壓器容量選擇規(guī)則- 40 -第九章 短路電流計(jì)算- 41 -9.1 三相對(duì)稱短路計(jì)算- 41 -9.2 元件阻抗歸算到系統(tǒng)的標(biāo)幺值計(jì)算- 41 -9.3 短路電流計(jì)算- 44 -第十章 設(shè)備的選擇計(jì)算- 48 -10.1 斷路器的選擇- 48 -10.1.2 220KV 側(cè)選擇- 48 -10.1.2 60KV 側(cè)選擇- 49 -10.2 隔離開關(guān)選擇- 51 -10.2.1 220KV 側(cè)隔離開關(guān)選擇- 51 -10.2.2 60KV 側(cè)隔離開關(guān)選擇- 53 -10.3 電壓互感器選擇- 54 -1

5、0.4 電流互感器的選擇- 55 -10.4.1 220 KV 側(cè)電流互感器選擇- 55 -10.4.2 60KV 側(cè)電流互感器選擇- 56 -10.5 母線的選擇：- 58 -10.6 避雷器的選擇- 60 -第十一章 避雷針的保護(hù)圍計(jì)算- 62 -11.1 避雷針的定位與針距- 62 -11.2 單根避雷針的保護(hù)半徑計(jì)算- 63 -11.2.1 220KV 側(cè)針高 30 米時(shí)- 63 -11.2.2 60KV 側(cè)針高 30 米時(shí)- 63 -11.3 多根等高避雷針的保護(hù)圍計(jì)算- 63 -11.3.1 220KV 側(cè)針高 30 米時(shí)- 63 -11.3.2 60KV 側(cè)針高 30 米時(shí)- 6

6、4 -總 結(jié)- 66 -致 - 67 -參 考 文 獻(xiàn)- 68 -附 錄- 69 -A1.1 變電所電氣主接線圖- 69 -A1.2 變電所配電裝置平面圖- 69 -A1.3 變電所配電裝置斷面圖- 69 -. . . . - 3 - / 70引引 言言本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目為 220KV 一次降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的變電所能夠保證供電的可靠性和一次性滿足遠(yuǎn)期負(fù)荷的要求，本設(shè)計(jì)將按照遠(yuǎn)期負(fù)荷規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中遵循國(guó)家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系，實(shí)行資源的綜合利用，節(jié)約資

7、源和用地，對(duì)生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進(jìn)。在上述原則基礎(chǔ)上，明確設(shè)計(jì)的目的，逐步完成主變的選擇、電氣主接線的擬定、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備選擇、高壓配電裝置的規(guī)劃、繼電保護(hù)裝置的規(guī)劃設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)規(guī)劃、繪制圖紙等主要工作，形成較為完整的論文。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力這種潔凈的二次能源將對(duì)未來的發(fā)展起著舉足輕重的作用。為了促進(jìn)電力工作的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，保證西電東送工程的成功建設(shè)，滿足個(gè)地區(qū)供電負(fù)荷要求，實(shí)現(xiàn)安全供電，保證供電可靠性，變電所的合理設(shè)計(jì)就變得尤為重要。設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合

8、經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。本論文即在遵循原理、合理規(guī)劃、反復(fù)校驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目： 220KV 降壓變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)二、變電所概況介紹：1、 建設(shè)本變電所主要是給工業(yè)區(qū)的工廠供電。該工業(yè)區(qū)是新建工業(yè)區(qū)，負(fù)荷較迅速，本變電所的電壓等級(jí)為 220KV/60KV。2、 本變電所 220KV 電源進(jìn)線三回，60KV 出線 10 回，從 220KV 母線還有轉(zhuǎn)送線路 2 回，向另外一個(gè)變電所供電，每變電所有兩回線路，所需輸送功率120MW，COS=0.8。3、 所址地區(qū)的年平均溫度為 15，最高溫度為 38，最低為-5。4、 變電所出線走廊寬闊，空氣無特殊污

9、染，交通方便。三、變電所 60KV 的用戶負(fù)荷表最大符合（KW）序號(hào)負(fù)荷名稱近期遠(yuǎn)期功率因素出線方式出現(xiàn)回路數(shù)附注1勝利變電所10000264000.95架空2有重要負(fù)荷2董樓變電所12500185000.95架空2有重要負(fù)荷3前甸變電所12500189000.95架空2有重要負(fù)荷4油田變電所乙9000141000.95架空2有重要負(fù)荷5油田變電所丙8000129000.95架空2有重要負(fù)荷最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) T=5600 小時(shí)，負(fù)荷同時(shí)系數(shù) 0.92，線損率為 5。重要負(fù)荷占 65。. . . . - 5 - / 70四、電力系統(tǒng)接線方式* *系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī),送電線路均為架

10、空線，單位長(zhǎng)度正序電抗為 0.4 歐姆/公里。系統(tǒng)中所有的發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī),送電線路均為架空線，單位長(zhǎng)度正序電抗為 0.4 歐姆/公里。五、設(shè)計(jì)的主要容與要求設(shè)計(jì)工作任務(wù)1、分析設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的基本條件；2、選擇本變電所的主變壓器（確定變壓器的型號(hào)、容量和臺(tái)數(shù)） ；3、選擇本變電所的電氣主接線；4、短路電流計(jì)算；278KM48KM50KM220KV80KM3240MVAUd=143200MWXd”=0.18S=0.853300MWXd”=0.124COS=0.8570KM待 設(shè) 計(jì) 變 電 所250KM2315MVAUd=145、進(jìn)行主要電氣設(shè)備的選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互

11、感器、電壓互感器、避雷器） ；6、配電裝置設(shè)計(jì)；7、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置規(guī)劃設(shè)計(jì)；8、過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)計(jì)算書一份；2、變電所電氣主接線圖一；2、屋外配電裝置平面圖一；3、屋外配電裝置斷面圖一（畫兩個(gè)斷面） 。. . . . - 7 - / 70第一部分第一部分 說明書說明書第一章第一章 變電所主變壓器的選擇變電所主變壓器的選擇1.11.1 主變壓器容量選擇的有關(guān)規(guī)定主變壓器容量選擇的有關(guān)規(guī)定1.1.1 主變選擇的一般原則1、主變臺(tái)數(shù)的確定為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變

12、。對(duì)大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)安裝 24 臺(tái)主變。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)與以上主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)其余容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的 6075%。通常一次變電所采用 75%，二次變電所采用 60%。2、變壓器形式的選擇（1）主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在 220kv 的邊電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓時(shí)，應(yīng)考率裝設(shè)備用相，當(dāng)主變超過一組，且各組容量滿足全所負(fù)荷的 75%時(shí)，可不裝設(shè)備用相。（2）當(dāng)系統(tǒng)有調(diào)壓要求時(shí)，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。對(duì)新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)考慮，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器。其所附加的

13、工程造價(jià)，通常在短期是可以回收的。（3）與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大或與高中壓間潮流不定情況外，一般采用自耦變壓器，但仍需作經(jīng)濟(jì)比較。（4）具有三種電壓的變電所，例如 220kv、110kv、63kv，一般采用三繞組變壓器。3、主變?nèi)萘康拇_定（1）為了正確的選擇主變?nèi)萘?，要繪制變電所的年與日負(fù)荷曲線，并從該曲線得出變電所的年、日最高負(fù)荷和平均負(fù)荷。（2）主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。（3）變壓器最大負(fù)荷按下式確定：PKMP0式中-負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；0K-按負(fù)荷等級(jí)統(tǒng)計(jì)的綜合用電負(fù)荷。P對(duì)于兩臺(tái)主變的變電所，其變壓器的額定容量可按下式確定：MePS7

14、. 0總安裝容量為：MMPPeS4 . 17 . 02這樣，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)，考慮變壓器的過負(fù)荷能力為 40%，則可保證98%的負(fù)荷供電。根據(jù)計(jì)算，確定變壓器型號(hào)為 SFPZ7-90000/220主要參數(shù)如下：高 壓：UN1=23081.5%KV 低 壓：UN2=69KV額定容量：S=90000KVA 阻抗電壓：Uk%=13.36空載損耗：P0=104KW 空載電流：I0%=0.8負(fù)載損耗：Pk=359KW 連接組標(biāo)號(hào)：YN,d11本次設(shè)計(jì)的 220KV 降壓變電所采用 2 臺(tái)主變并列運(yùn)行的方式。. . . . - 9 - / 70第二章第二章 變電所電氣主接線的選擇變電所電氣主接線的選擇電氣

15、主接線是指變電所的變壓器、輸電線路怎樣與電力系統(tǒng)相連，從而完成輸配電任務(wù)，它是變電所的重要組成部分。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電所的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理的選擇主接線方案。2.12.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求2.1.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)變電所電氣主接線時(shí)，所遵循的總原則：符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求；符合有關(guān)的方針、政策和技術(shù)

16、規(guī)、規(guī)程；結(jié)合具體工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的主接線。為此，應(yīng)考慮下列情況：1、明確變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2、考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 510 年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以與地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，來確定主接線的形式以與連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3、考慮負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電

17、，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需要一個(gè)電源供電。4、考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性靈活性要求不是很高。5、考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例

18、如，當(dāng)母線或斷路器檢修時(shí)，是否允許變壓器、線路停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線形式的選擇。2.1.2 電氣主接線的基本要求1、可靠性供電的可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，停電會(huì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來巨大的損失，往往比少發(fā)電的價(jià)值大幾十倍，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞、人身傷亡等。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越小，影響圍越小，停電時(shí)間越短，主接線的可靠程度就越高。研究主接線可靠性應(yīng)注意的問題如下：（1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)要求相適應(yīng)。如：對(duì)于一個(gè)小型的終端變電所的主接線一

19、般不要求過高的可靠性，而對(duì)于一個(gè)大型超高壓變電所，由于它在電力系統(tǒng)中的地位很重要，供電容量大、圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)運(yùn)行受到擾動(dòng)，甚至失去穩(wěn)定，造成巨大損失，因此其電氣主接線應(yīng)采用供電可靠性高的接線方式。（2）變電所接入電力系統(tǒng)的方式。現(xiàn)代化的變電所都接入電力系統(tǒng)運(yùn)行。其接入方式的選擇與容量大小、電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)以與地里位置和輸送電能距離等因素有關(guān)。（3）變電所的運(yùn)行方式與負(fù)荷性質(zhì)。電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是發(fā)電、變電、輸電、用電同一時(shí)刻完成。而負(fù)荷的性質(zhì)按其重要意義又分為類、類、類之分。當(dāng)變電所設(shè)備利用率較高，年利用小時(shí)數(shù)在 5000h 以上，主要供應(yīng)類、類負(fù)荷用電時(shí)，必須采用供電較為可靠的接線形

20、式。（4）設(shè)備的可靠程度直接影響著主接線的可靠性。電氣主接線是由電氣設(shè)備相互連接而成的，電氣設(shè)備本身的質(zhì)量與可靠程度直接影響著主接線的可靠性。因此，主接線設(shè)計(jì)必須同時(shí)考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率與其對(duì)供電的影響。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展大容量機(jī)組與新型設(shè)備投運(yùn)、自動(dòng)裝置和先進(jìn)技術(shù)的使用，都有利于提高主接線的可靠性，但不等于設(shè)備與其自動(dòng)化元件使用得越多、越新、接線越復(fù)雜就越可靠。相反，不必要的接線設(shè)備，使接線復(fù)雜、運(yùn)行不便，將會(huì)導(dǎo)致主接線可靠性降低。因此，電氣主接線的可靠性是一次設(shè)備和二次設(shè)備在運(yùn)行中可靠性的綜合，采用高質(zhì)量的元件和設(shè)備，不僅. . . . - 11 - / 70可以減小事故率，

21、提高可靠性，而且還可以簡(jiǎn)化接線。此外，主接線可靠性還與運(yùn)行管理水平和運(yùn)行值班人員的素質(zhì)有密切的關(guān)系。2、靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修與故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響圍最小。同時(shí)設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。對(duì)靈活性的要求如下：（1）調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以與特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。（2）檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線與其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電

22、力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。（3）擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。3、經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。與使主接線可靠、靈活，必然要選高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。一般從以下方面考慮：（1）投資省。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備；使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備

23、或輕型電器；如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行與繼電保護(hù)要求，110kv 與以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。（2）占地面積小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。（3）電能損失少。在變電所中，正常運(yùn)行時(shí)，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓器而增加電能損耗。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過兩回。2.1.3 電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著變電所的整體設(shè)計(jì)，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。在各階段中隨要

24、求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和驟一樣。其具體設(shè)計(jì)步驟和容如下。（1）對(duì)原始資料進(jìn)行分析，具體容如下：1）本工程情況。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量與臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。2）電力系統(tǒng)情況。電力系統(tǒng)近期與遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃（510 年） ；變電所在電力系統(tǒng)中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以與各級(jí)電壓中性點(diǎn)地方式等。3）負(fù)荷情況。負(fù)荷的性質(zhì)與地理位置、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)與輸送容量等。電力負(fù)荷在原始資料中雖已提供，但設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)予以辨證地分析。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長(zhǎng)速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。如果設(shè)計(jì)時(shí)，只

25、依據(jù)負(fù)荷計(jì)劃數(shù)字，而投產(chǎn)時(shí)實(shí)際負(fù)荷小了，就等于積壓資金；否則電量供應(yīng)不足，就會(huì)影響其他工業(yè)的發(fā)展。4）環(huán)境條件。當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)予以重視。對(duì)重型設(shè)備的運(yùn)輸條件也應(yīng)充分考慮。5）設(shè)備制造情況。為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)性和可靠性。（2）擬定主接線方案。根據(jù)設(shè)計(jì)書任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定若干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓

26、器臺(tái)數(shù)、容量以與母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案（近期和遠(yuǎn)期） 。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)點(diǎn)，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留兩個(gè)或三個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又都能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行可靠性定量分析計(jì)算比較，最后獲得最優(yōu)秀的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。（3）主接線經(jīng)濟(jì)比較。（4）短路電流計(jì)算。對(duì)擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。（5）電器設(shè)備的選擇。2.1.4 主接線的擬定方案與選擇本變電所的電壓等級(jí)為 220kV/60kV，220kV 側(cè)有進(jìn)線 3 回，轉(zhuǎn)供線 2 回，60kV 側(cè)有出線 10 回。根據(jù)主接線設(shè)計(jì)必須滿足供電可靠性，

27、保證電能質(zhì)量，滿足靈活性和方便性，保證經(jīng)濟(jì)性的原則，初步在兩側(cè)各擬定兩個(gè)主接線方案，進(jìn)行選擇：220kV 側(cè)主接線采用單母線分段和雙母線接線 2 種接線方案。. . . . - 13 - / 7060kV 側(cè)主接線采用雙母線接線和單母線分段接線 2 種接線方案。下面列表比較各種方案的特點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求從中選出最佳方案.220kV 側(cè)如表 2.1.1：表 2.1.1方案項(xiàng)目單母線分段接線雙母線接線可靠性對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常母線不間斷供電?？梢暂喠鳈z修母線而不致使供電中斷。檢修任一母線的隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路。母線故障后，能迅

28、速恢復(fù)供電。靈活性當(dāng)出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。調(diào)度靈活。擴(kuò)建方便。便于試驗(yàn)。經(jīng)濟(jì)性接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少。 增加了母線的長(zhǎng)度、隔離開關(guān)的數(shù)量和配電裝置架構(gòu)，占地面積增大，投資增多。隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路器之間裝設(shè)聯(lián)鎖裝置。60kV 側(cè)如表 2.1.2：方案項(xiàng)目雙母線接線單母線分段接線可靠性1.可以輪流檢修母線而不致使供電中斷。2.檢修任一母線的隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路。3.母線故障后，能迅速恢復(fù)供電。1.對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路。2.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，保證正常母線不間斷供電。靈活性1.調(diào)度靈活。2.

29、擴(kuò)建方便。3.便于試驗(yàn)。1.當(dāng)出線為雙回時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。2.擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均勻擴(kuò)建。經(jīng)濟(jì)性1.投資較小。1.接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備較少表 2.1.2根據(jù)以上幾種方案的比較以與本次設(shè)計(jì)變電所的實(shí)際情況，一次側(cè)為 3 回進(jìn)線，2 回轉(zhuǎn)供線，而且根據(jù)負(fù)荷的不同變化需要經(jīng)常改變主接線的運(yùn)行方式，二次側(cè)出線，有 10 回出線，并且用戶基本都是有重要負(fù)荷的，因此決定主接線的一次側(cè)采用雙母線接線；二次側(cè)采用雙母線接線。第三章第三章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料舊、絕緣缺陷未與時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸

30、電線路斷線、線路桿塔也能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其他較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。3.13.1 短路電流計(jì)算的方法短路電流計(jì)算的方法3.1.1 短路電流計(jì)算的目的、規(guī)定和步驟一、短路電流計(jì)算的主要目的1、電氣主接線的比較與選擇。2、選擇斷路器等電器設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求。3、為繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以與調(diào)試提供依據(jù)。4、評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。5、分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響二、短路電流計(jì)算一般規(guī)定1、接線方式計(jì)算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式

31、） ，而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2、計(jì)算容量應(yīng)按工程設(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，一般取工程建成后的 510 年。3、一般按三相短路計(jì)算4、短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式時(shí)，通過設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。5、短路計(jì)算方法在工程設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算均應(yīng)采用實(shí)用計(jì)算法。即在一定的假設(shè)條件. . . . - 15 - / 70下計(jì)算出短路電流的各個(gè)分量。三、計(jì)算步驟-實(shí)用計(jì)算法1、選擇計(jì)算短路點(diǎn)。2、繪出等值網(wǎng)絡(luò)（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)圖） 。3、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。 X4、

32、求計(jì)算電抗。jsX5、由運(yùn)算曲線查出各電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。6、計(jì)算無限大容量的電源提供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。7、計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。8、計(jì)算短路電流沖擊值。9、繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。3.1.2 三相短路電流的計(jì)算一、等值網(wǎng)絡(luò)的繪制1、網(wǎng)絡(luò)模型的確定計(jì)算短路電流所用的網(wǎng)絡(luò)模型為簡(jiǎn)化模型，即忽略負(fù)荷電流；發(fā)電機(jī)用次暫態(tài)電抗表示；認(rèn)為各發(fā)電機(jī)電勢(shì)模值為 1，相角為 0。2、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算短路電流的計(jì)算通常采用標(biāo)幺值進(jìn)行近似計(jì)算。常取基準(zhǔn)容量為一整數(shù)BS100MW 或 1000MW 而將各電壓級(jí)的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓即=1.05BUavU，從而是計(jì)算大

33、為簡(jiǎn)化。NU二、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化法將等值電路逐步化簡(jiǎn)，求出各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗。在工程計(jì)算時(shí)，為進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，減少工作量，長(zhǎng)將短路電流變化規(guī)律一樣或相近的同類型發(fā)電機(jī)可以合并；直接接于短路點(diǎn)的發(fā)電機(jī)一般予以單獨(dú)考慮，無限大容量的電源應(yīng)該單獨(dú)計(jì)算。三、三相短路電流周期分量任意時(shí)刻的計(jì)算進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化時(shí)，求出各個(gè)等值電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移電抗，再將 iX其換算成以等值電源容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，即為該電源的計(jì)算電抗。jsiX=jsiXBNiiSSX 式中- 第 i 個(gè)等值電源的額定容量，MVA；i=1，2，n 。NiS1、無限大容量電源當(dāng)供電電源為無限大容量或計(jì)算電抗3.45 時(shí)，則可

34、以認(rèn)為其周期分jsX量不衰減，此時(shí)jsXXII11 或2、有限容量電源當(dāng)供電電源為有限容量時(shí)，其周期性分量是隨時(shí)間衰減的。這時(shí)工程上常采用運(yùn)算曲線法來求得任意時(shí)刻短路電流的周期分量。3、總的短路電流周期分量的有名值最后將得到的各電源在某同一時(shí)刻供出的短路電流的標(biāo)幺值換算成有名值，然后相加，便得到短路點(diǎn)某一時(shí)刻的三相短路電流周期分量，即BBBNinititUSIUSII331式中 -有限容量供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值；tiI-無限大容量電源供給的短路電流的標(biāo)幺值；I -短路點(diǎn) t 秒短路電流周期性分量的有效值，kA 。tI四、三相短路電流沖擊值的計(jì)算三相短路電流的最大峰值出現(xiàn)在短路后半個(gè)周期，

35、當(dāng) f=50Hz 時(shí)，發(fā)生在短路后 0.01s，此峰值被稱為沖擊電流。其計(jì)算式為 shi 2IKissh式中-沖擊系數(shù)。 （發(fā)電機(jī)出口 1.9；其他地點(diǎn) 1.8）sK本次設(shè)計(jì)所選的短路點(diǎn)取為變電所兩臺(tái)主變高壓側(cè)的點(diǎn)和低壓側(cè)并列運(yùn)1d行時(shí)的。計(jì)算結(jié)果如下：2d、點(diǎn)短路電流值：短路電流周期分量有效值：1d2d短路點(diǎn)0/S2/S4/S1d6.38KA6.64KA6.84KA2d7.99KA8.02KA8.02KA點(diǎn)沖擊電流： 1d1.822.55 6.3816.27shiIKA點(diǎn)沖擊電流： 2d1.822.55 7.9920.4shiIKA. . . . - 17 - / 70第四章第四章 變電所電

36、氣設(shè)備選擇變電所電氣設(shè)備選擇電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)，都必須安全可靠的運(yùn)行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般條件程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。4.14.1 電氣設(shè)備的選擇原則電氣設(shè)備的選擇原則電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇設(shè)計(jì)，必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和為今后的發(fā)展擴(kuò)建留有一定的余地。一、電氣設(shè)備選擇的一般要求（1）應(yīng)滿足各種運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況的運(yùn)行要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境校驗(yàn)。（3）應(yīng)力

37、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)盡量減少品種，以減少備品條件，方便運(yùn)行管理。（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽定合格。二、電氣設(shè)備選擇的一般原則1、按正常工作條件選擇（1）類型和形式的選擇。根據(jù)設(shè)備的安裝地點(diǎn)、使用條件等因素，確定是選用戶型還是戶外行；選用普通型還是防污性；選用裝配式還是成套式；選用適合有人值班的還是滿足無人值班要求等。（2）額定電壓。按電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的額定電壓不小于裝設(shè)地點(diǎn)的NU電網(wǎng)額定電壓選擇，即 NSUNSNUU但是，限流式熔斷器只能用在與其額定電壓一樣的電網(wǎng)中，若降壓使用的話，熔斷時(shí)產(chǎn)生的過電壓將對(duì)電網(wǎng)和設(shè)

38、備的絕緣造成損壞。（3）額定電流。所選擇電氣設(shè)備的額定電流，或載流導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許NI電流（經(jīng)溫度和其他條件修正后得到的電流值） ，不得小于裝設(shè)回路的最大yI持續(xù)工作電流，即maxIIIyN或按交流高壓電器的長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱的規(guī)定，斷路器、隔離開關(guān)、電抗器等電器設(shè)備在環(huán)境最高溫度為+40時(shí)，允許按額定電流持續(xù)工作。當(dāng)安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40而低于+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%,但總的增加值不得超過額定電流的 20%。2、按短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)當(dāng)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過短路電流時(shí)，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)力和發(fā)熱兩種效應(yīng)，一方面使電氣設(shè)

39、備和載流導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用，同時(shí)又使它們的溫度急劇升高，這可能使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的絕緣受到損壞。為此，在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時(shí)，必須對(duì)短路電流電動(dòng)力和發(fā)熱計(jì)算，以驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為使所選電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。（1）容量和接線。按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（工程建成后 510 年） ；其接線應(yīng)采取可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時(shí)并列的接線方式。（2）短路種類。一般按三相短路驗(yàn)算，若其他種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)

40、重的情況驗(yàn)算。（3）計(jì)算短路點(diǎn)。選擇通過電器設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路點(diǎn)。先考慮分別在電氣設(shè)備前后短路時(shí)的短路電流，同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是流過所要校驗(yàn)設(shè)備部的短路電流，而非流到短路點(diǎn)的總電流。（4）短路時(shí)間。校驗(yàn)電器是熱穩(wěn)定和開斷能力時(shí)，還必須合理地確定短路計(jì)算時(shí)間。驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)斷路器的全Ktprt開斷時(shí)間之和，即 abtabprkttt式中-斷路器全開斷時(shí)間；abt-后備保護(hù)時(shí)間。prt驗(yàn)算電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定的方法如下：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，即kytQQtI2式中-短路電流的熱效應(yīng)；kQ-設(shè)備給定的 ts 允

41、許的熱穩(wěn)定電流有效值。tI當(dāng)被選擇的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體通過可能最大的短路電流值時(shí)，電動(dòng)力效應(yīng)不會(huì)造成其變形或損壞。即應(yīng)滿足條件esshii. . . . - 19 - / 70式中-短路沖擊電流的幅值；shi-設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值。esi3、按環(huán)境條件校驗(yàn)選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)。當(dāng)氣溫濕度污穢海拔地震覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時(shí)，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理解決。4.24.2 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇4.2.1 高壓斷路器的選擇220KV 側(cè)斷路器選擇結(jié)果如表 4.2.1：表 4.2.1計(jì)算數(shù)據(jù)220/1250LW NsU220

42、kVNU220 kVmaxI237.216ANI1250AI6.38kANbrI31.5kAshi16.27kA1Nci80kAkQ176.13（）skA 2tIt231.54=3969（2skA 2）shi16.27kAesi80kA60KV 側(cè)斷路器選擇結(jié)果如表 4.2.2：表 4.2.2計(jì)算數(shù)據(jù)63LWNsU60kVNU60kVmaxI866.05ANI2500AI7.99kANbrI31.5kAshi20.4kA1Nci80kAkQ257.1（）skA 2tIt231.54=3969（2skA 2）shi20.4kAesi80kA（1）型式。除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮安裝

43、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的方便。一般 635kv 選用真空斷路器，35500kv 選用 SF6斷路器。（2）額定電壓的選擇為。NSNUU（3）額定電流的選擇為maxIIn（4）額定開斷電流的檢驗(yàn)為)( IIItNbr或式中-斷路器實(shí)際開斷時(shí)間ts 的短路電流周期分量。tI實(shí)際開斷時(shí)間 tk，為繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器固有分閘時(shí)間之后。（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足KtQtI2（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足shesii4.2.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其他選擇的具體項(xiàng)目方法與斷路器的選擇方法基本一樣。根據(jù)對(duì)隔離開關(guān)操作控制的要求，還應(yīng)選擇

44、其配用的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。屋 8000 以下隔離開關(guān)一般采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)；220kv 與以上高位布置的隔離開關(guān)，宜采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。 （220kV 側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果如表 8.2.3，60kv 側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果如表 8.2.4） 。表 4.2.3計(jì)算數(shù)據(jù)6220/1250GW NsU220kVNU220kVmaxI237.216ANI1250AkQ176.13（）skA 2tIt231.524=3969（skA 2）shi16.27kAesi80kA表 4.2.4計(jì)算數(shù)據(jù)563/1250GW NsU60kvNU63kv. . . . - 21 - / 70maxI866.05ANI1250Ak

45、Q257.1（）skA 2tIt231.524=3969（skA 2）shi20.4kAesi80kA4.2.3 電壓互感器的選擇1、型式的選擇根據(jù)電壓互感器安裝的場(chǎng)所和使用條件，選擇電壓互感器的絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式。一般 620kv 戶配電裝置中多采用油侵或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器；35kv 配電裝置中宜選用電磁式電壓互感器；110kv 與其以上的配電裝置中盡可能選用電容式電壓互感器。在型式選擇時(shí)，還應(yīng)根據(jù)接線和用途的不同，確定單相式、三相式、三相五柱式、一個(gè)或多個(gè)副繞組的不同型式的電壓互感器。接在 110kv 與以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路上裝有載波通信時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)

46、一選用電容式電壓互感器。2、按額定電壓選擇為保證測(cè)量準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%110%之間。電壓互感器二次額定電壓應(yīng)滿足測(cè)量、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。通常，一次繞組接于電網(wǎng)線電壓時(shí)，二次繞組額定電壓選為 100V；一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時(shí)，二次繞組額定電壓選為V。當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時(shí)，3/100互感器輔助副繞組額定電壓選為 100/；當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)時(shí)，3互感器輔助繞組額定電壓選為 100/3V。3、按容量和準(zhǔn)確度級(jí)選擇電壓互感器按容量和準(zhǔn)確度級(jí)的原則與電流互感器的選擇相似，要求互感器二次最大一相的負(fù)荷，不超過設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確度級(jí)的額定二次負(fù)

47、荷，而且2S2S應(yīng)該盡量接近，因過小也會(huì)使誤差增大。2S2NS2S統(tǒng)計(jì)電壓互感器二次負(fù)荷時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)儀表和繼電器電壓線圈的要求，確定電壓互感器的接線，并盡可能將負(fù)荷分配均勻。然后計(jì)算各相負(fù)荷，取其最大一相負(fù)荷與互感器的額定容量比較。在計(jì)算各項(xiàng)負(fù)荷時(shí)，要注意互感器與負(fù)荷的接線方式。電壓互感器不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。220kV 側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果表：型號(hào)額定變比額定容量準(zhǔn)確等級(jí)最大容量JDC-220100/3100/32200001 級(jí)500VA3 級(jí)1000VA2000VA60kV 側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果表：型號(hào)額定變比額定容量準(zhǔn)確等級(jí)最大容量JCC-603100/3100/3600001 級(jí)5

48、00VA3 級(jí)1000VA2000VA4.2.4 電流互感器的選擇1、型式的選擇根據(jù)安裝的場(chǎng)所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)（澆注式、瓷絕緣式、油侵式等） 、安裝方式（戶、互外、裝入式、穿墻式等） 、結(jié)構(gòu)型式（多匝式、單匝式、母線式等） 、測(cè)量特性（測(cè)量用、保護(hù)用、具有測(cè)量暫態(tài)的特性等） 。一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用 LQ 線圈式和 LM 母線式；620kv 戶配電裝置和高壓開關(guān)柜中，常采用 LD 單匝貫穿式或復(fù)雜貫穿式；35kv 與以上的電流互感器多采用油侵式結(jié)構(gòu)。在條件允許時(shí)，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先選用套管電流互感器，以節(jié)省占地和減小投資。2、按額定

49、電壓選擇電流互感器的額定電壓不小于裝設(shè)電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。3、按額定電流選擇電流互感器的一次額定電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)電流。電流互感器的二次額定電流，可根據(jù)二次負(fù)荷的要求分別選擇 5A 或 1A 等。為了保證測(cè)量?jī)x表的最佳工作狀態(tài)，并且在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?，?dāng) TA 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。4、按準(zhǔn)確度等級(jí)選擇電流互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)符合其二次測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等的要求。用于電能計(jì)量的電流互感器，準(zhǔn)確度級(jí)不應(yīng)低于 0.5 級(jí)。用于繼電保護(hù)的電流互感器，誤差應(yīng)在一定的限值，以保證過電流時(shí)的測(cè)量準(zhǔn)確度的要求。根據(jù)電力系

50、統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的快慢，對(duì)互感器保證誤差的條件提出了不同的要求。在大多數(shù)情況下，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相對(duì)來說比較長(zhǎng)，對(duì)電流互感器規(guī)定穩(wěn)態(tài)下的誤差就能滿足使用要求，這種互感器稱為一般保護(hù)用電流互感器，適合與電壓等級(jí)較低的電力網(wǎng)。如果系統(tǒng)要求繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作時(shí)，應(yīng)選用鐵芯帶有小氣隙的暫態(tài)特性好的電流互感器，因?yàn)樗鼙ＷC其暫態(tài)誤差在規(guī)定的圍。5、校驗(yàn)二次負(fù)荷的容量為保證電流互感器工作時(shí)的準(zhǔn)確度符合要求，電流互感器的二次負(fù)荷不超. . . . - 23 - / 70過（某準(zhǔn)確度下）允許的最大負(fù)荷。電流互感器的二次總負(fù)荷包括二次測(cè)量?jī)x表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻的部分電阻。

51、當(dāng)電流互感器的二次負(fù)荷不平衡時(shí)，應(yīng)按最大一相的二次負(fù)荷校驗(yàn)。6、校驗(yàn)熱穩(wěn)定電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 表示，熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 等于互感器 1s 熱穩(wěn)定電流與一次額定電流 IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為kNrQIK21式中-短路熱效應(yīng)。kQ7、校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定電流互感器的部動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd 表示，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd等于互感器部允許通過的極限電流（峰值）與一次額定電流 IN1之比。故互感器部動(dòng)穩(wěn)定條件為shNdiIK12式中-通過電流互感器一次側(cè)繞組的最大沖擊電流。shi此外，還應(yīng)校驗(yàn)電流互感器的外部動(dòng)穩(wěn)定（即一次側(cè)瓷絕緣端部受電動(dòng)力的機(jī)械動(dòng)穩(wěn)定） 。電流互感器外部動(dòng)穩(wěn)定條件為max

52、FFy式中-電流互感器一次側(cè)端部允許作用力；yF-電流互感器一次側(cè)瓷絕緣端部所受最大電動(dòng)力。maxF220kV 和 60KV 側(cè)電流互感器選擇結(jié)果如表 4.2.5 和 4.2.6：表 4.2.5計(jì)算數(shù)據(jù)LCWD-220NsU220kVNU220kVmaxI237.216ANI=1200A3004kQ（）SKA 2（K IN）r2（600.6） =1296KA2s 2shi16.27KAdNKI12=50.904KA606 . 02表 4.2.6：計(jì)算數(shù)據(jù)LCWD-60NsU60kVNU60KVmaxI866.05ANI2600=1200AkQ257.1）skA 2（K IN）r2（750.6）

53、 =2025()2skA 2shi20.4KAdNKI12=127.26KA1506 . 024.2.5 互感器的配置要求1、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)滿足監(jiān)視、測(cè)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)能保證在主接線的運(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）6220kv 電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(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)視各回路出線外側(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(cè)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。如果電流互感器絕緣套管末屏能抽取電壓，則可省去

54、。2、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(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。（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，如發(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(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)具體技術(shù)要求按兩相或三相配置，為了監(jiān)視三相電流的平衡和差動(dòng)保護(hù)的需要，該處的電流互感器必須采用三相配置。4.34.3 母線的選擇母線的選擇一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導(dǎo)線等方式） ，因其機(jī)械強(qiáng)度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不

55、必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。下面以應(yīng)母線為例，說明選擇和校驗(yàn)的過程和方法。一、硬母線的選擇（1）型式。一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場(chǎng)所，或者腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)所，才選用銅材。20kv 與以下且正常工作電流不大于 4000A 時(shí)，宜選用矩形導(dǎo)體；在. . . . - 25 - / 7040008000A 時(shí)，一般選用槽形導(dǎo)體；8000A 以上的工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。（2）按最大持續(xù)工作電流選擇。導(dǎo)體截面應(yīng)滿足maxIIy式中-導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許載流量，A。yI（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。在選擇導(dǎo)體截面時(shí)，除配電裝置的匯流母線外，長(zhǎng)度在 20m 以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)

56、濟(jì)電流密度選擇，先求出經(jīng)濟(jì)截面即jSJISjmax2mm式中 J-經(jīng)濟(jì)電流密度，可由相應(yīng)曲線查出。2/mmA（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件2maxmmCQSk式中 C-母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，可由相應(yīng)表查出；-短路電流的熱效應(yīng)，；kQsKA 2-滿足熱穩(wěn)定的最小截面，。minS2mm（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件ymax式中-母線材料的允許應(yīng)力；y-母線材料所受的最大應(yīng)力。max若每相采用多條矩形母線時(shí)，其母線導(dǎo)線所受的最大應(yīng)力應(yīng)為相間最大應(yīng)力與條間最大應(yīng)力之和。（6）電暈電壓校驗(yàn)。電暈放電會(huì)造成電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等許多危害。一般來說，110kv 與以上的母線應(yīng)進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。110-2

57、20kV 裸母線在晴天不發(fā)生可見電暈的條件是：電暈臨界電壓應(yīng)大于最高工IiU作電壓，即;220kV 軟母線不校驗(yàn)電暈的最小截面為 300mm2。maxgUIiUmaxgU經(jīng)過選擇和校驗(yàn)，本設(shè)計(jì)選用母線的結(jié)果如表 4.3.1：表 4.3.1安裝地點(diǎn)額定電壓母線型號(hào)截面面積載流量高壓側(cè)220kVLGJ-300300mm2765A低壓側(cè)60kVLGJ-240240mm2613A4.44.4 避雷器的選擇避雷器的選擇一、避雷器保護(hù)與配置（一）避雷器的參數(shù)與配置電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)水平，設(shè)備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器的保護(hù)性能。1、避雷

58、器的參數(shù)普通閥型避雷器有 FS 型和 FZ 型兩種。FS 型主要使用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z 型使用于發(fā)電廠和變電所。FZ 型避雷器均由結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)化的單件組成，其單件的額定電壓分別為 3、6、10、15、20kv 和 30kv。因此，可由不同單件組成各種電壓等級(jí)的避雷器，如 FZ35 型避雷器是由兩個(gè) FZ15 型避雷器串聯(lián)而成。避雷器的主要技術(shù)參數(shù)如下：（1）額定電壓。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)一樣。（2）滅弧電壓。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時(shí)，根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。對(duì) 35kv 與以下的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線

59、電壓的 100%110%；對(duì) 110kv 與以上中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 80%。（3）工頻放電電壓。對(duì)工頻放電電壓要規(guī)定其上、下限。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護(hù)特性變壞；工頻放電電壓太低，意味著滅弧電壓太低，將會(huì)造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。（4）沖擊放電電壓。沖擊放電電壓是指預(yù)放電電壓時(shí)間為 1.520s 的沖擊放電電壓，與 5kA（對(duì) 330kV 為 10ka）下的殘壓基本一樣。（5）殘壓。在防雷計(jì)算中以 5kA 下的殘壓作為避雷器的最大殘壓（6）保護(hù)比。保護(hù)比等于殘壓與滅弧電壓之比。保護(hù)比越小說明殘壓越低或滅弧電壓越高，其保護(hù)特

60、性越好。FZ 和 FCD 系列避雷器的保護(hù)比約在 2.32.6圍，F(xiàn)CZ 系列避雷器的保護(hù)比則為 1.71.8。（7）直流電壓下的電導(dǎo)電流。運(yùn)行中的避雷器，通常用測(cè)量直流電壓下的電導(dǎo)電流的方法來判斷間隙分路電阻的性能。若電導(dǎo)電流太大，則意味著避雷器受潮；電導(dǎo)電流太大的避雷器投入運(yùn)行，可能會(huì)造成炸毀事故，所以要求其電導(dǎo)電流必須在規(guī)定的圍。2、避雷器的配置閥型避雷器的安裝位置和組數(shù)，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以與侵入波陡度，并結(jié)合配電裝置的接線方式確定。避雷器至電氣設(shè)備的允許距離還與雷雨季節(jié)經(jīng)常運(yùn)行的進(jìn)線路數(shù)有關(guān)。進(jìn)線數(shù)越多則允許距離可相應(yīng)增大。斷路器、隔離開關(guān)、耦合電容器的絕緣