110kV變電站的設(shè)計(jì)

1、目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 4第一部分主要設(shè)計(jì)技術(shù)原則5第一章 主變?nèi)萘?、形式及臺(tái)數(shù)的選擇 6第一節(jié)主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 6第二節(jié)主變壓器容量的選擇 7第三節(jié)主變壓器形式的選擇 8第二章 電氣主接線形式的選擇10第一節(jié)主接線方式選擇12第三章 短路電流計(jì)算13第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的和條件14第四章 電氣設(shè)備的選擇15第一節(jié)導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件15第二節(jié)斷路器的選擇 18第三節(jié)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 19第四節(jié)高壓熔斷器的選擇 20第五節(jié)互感器的選擇 20第六節(jié)母線的選擇 24第七節(jié)限流電抗器的選擇 24第八節(jié)站用變壓器的臺(tái)數(shù)及容量的選擇 25第九節(jié)10kV 無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪x擇 26第五章 10kV 高壓開(kāi)關(guān)

2、柜的選擇26第二部分計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄一 主變壓器容量的選擇 27附錄二 短路電流計(jì)算 28附錄三 斷路器的選擇計(jì)算 30附錄四隔離開(kāi)關(guān)選擇計(jì)算 32附錄五電流互感器的選擇 34附錄六電壓互感器的選擇 35附錄七 母線的選擇計(jì)算 36附錄八 10kV 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 37（含 10kV 電氣設(shè)備的選擇）第三部分相關(guān)圖紙一、變電站一次主結(jié)線圖 .42二、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜配置圖.43三、10kV線路控制、保護(hù)回路接線圖 44四、110kV接入系統(tǒng)路徑比較圖 .45第四部分一、參考文獻(xiàn) 46二、心得體會(huì)47設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)：* 鋼廠搬遷昌北新區(qū)，一、二期工程總負(fù)荷為24.5 兆瓦，三期工程總

3、負(fù)荷為31 兆瓦 ,四期工程總負(fù)荷為20 兆瓦 ;一、二、三、四期工程總負(fù)荷為75.5 兆瓦,實(shí)際用電負(fù)荷34.66 兆瓦,擬新建江西洪都鋼廠變電所。本廠用電負(fù)荷設(shè)施均為I類負(fù)荷。第一部分主要設(shè)計(jì)技術(shù)原則本次 110kV 變電站的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)三年的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，在已有專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，了解了當(dāng)前我國(guó)變電站技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨向，按照現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，確定設(shè)計(jì)一個(gè)110kV 綜合自動(dòng)化變電站，采用微機(jī)監(jiān)控技術(shù)及微機(jī)保護(hù)，一次設(shè)備選擇增強(qiáng)自動(dòng)化程度，減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作量，突出無(wú)油化，免維護(hù)型設(shè)備，選用目前較為先進(jìn)的一、二次設(shè)備。將此變電站做為一個(gè)終端用戶變電站考慮，二個(gè)電壓等級(jí)，即110

4、kV/10kV 。設(shè)計(jì)中依據(jù)變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、 交流高壓斷路器參數(shù)選用導(dǎo)則、 交流高壓斷路器訂貨技術(shù)條件 、 交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合、 火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、 高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程、 110kV-330kV 變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程及本專業(yè)各教材。第一章 主變?nèi)萘?、形式及臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器是變電站（所）中的主要電氣設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需要的各級(jí)使用電壓，以滿足用戶的需要。主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接

5、線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。因此，主變的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)的緊密程度，同時(shí)兼顧負(fù)荷性質(zhì)等方面，綜合分析，合理選擇。第一節(jié) 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇由原始資料可知，我們本次設(shè)計(jì)的江西洪都鋼廠廠用電變電站，主要是接受由220kV 雙港變 110kV 的功率和 220KV 盤(pán)龍山變供110kV 的功率，通過(guò)主變向10kV 線路輸送。由于廠區(qū)主要為I 類負(fù)荷，停電會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成重大的影響。因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)，要確保供電的可靠性。為了提高供電的可靠性，防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器?；閭溆茫梢员苊庖蛑髯児收匣驒z修而造成對(duì)用戶的停電

6、，若變電站裝設(shè)三臺(tái)主變，雖然供電可靠性有所提高，但是投資較大，接線網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜，增大了占地面積和配電設(shè)備及繼電保護(hù)的復(fù)雜性，并帶來(lái)維護(hù)和倒閘操作的許多復(fù)雜化，并且會(huì)造成短路容量過(guò)大?？紤]到兩臺(tái)主變同時(shí)發(fā)生故障的幾率較小，適合負(fù)荷的增長(zhǎng)和擴(kuò)建的需要，而當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)由另一臺(tái)主變壓器可帶動(dòng)全部負(fù)荷的70%，能保證正常供電，故可選擇兩臺(tái)主變壓器。第二節(jié) 主變壓器容量的選擇主變壓器容量一般按變電站建成后5-10 年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20 年的負(fù)荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電站主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合，該變電站近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都已給定，所以，應(yīng)接近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來(lái)選擇主變?nèi)萘?。根?jù)

7、變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)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)荷的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)一般性變電站當(dāng)一臺(tái)主變壓器停用時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70-80% 。該變電站的主變壓器是按全部負(fù)荷的70% 來(lái)選擇，因此裝設(shè)兩臺(tái)變壓器后的總的容量為NSe=>0.7 Pm=1.4Pm。當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，可保證對(duì)70%負(fù)荷的供電?？紤]到變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力為 30%， 則可保證98%負(fù)荷供電。因?yàn)樵撟冸娬镜碾娫匆M(jìn)線是110kV 側(cè)引進(jìn)， 而高壓側(cè)110kV 母線負(fù)荷不需要經(jīng)過(guò)主變倒送，因此主變壓

8、器的容量為Se=0.7So （S為10kV側(cè)的總負(fù)荷）。1 10kV 側(cè)負(fù)荷由工廠負(fù)荷預(yù)測(cè)可知，工廠一、 二、 三期達(dá)到規(guī)模后，負(fù)荷達(dá) 25.16 兆瓦， 功率因素取0.8,主變?nèi)萘堪?0kV側(cè)總負(fù)荷的70%來(lái)選擇，四期負(fù)荷為9.5 兆瓦。S 三=P 三/ cos =216/0.8=31.45 （MVA）S四=P 四/ cos =9.5/0.8=11.875MVA）總?cè)萘窟_(dá)43.325 MVA，S 總=S 總 X70%=43.325 X70%=30.3275 （ MVA）主變?nèi)萘窟x擇因此選擇2 臺(tái) 31.5 兆伏安主變可滿足供電要求；選擇主變型號(hào)為：SFZ11-31500/110容量比（高/低

9、 %） ： 100/100電壓分接頭：110山X1.25%/10.5kV阻抗電壓（高低）： 10.5%聯(lián)結(jié)組別：YN ，d11第三節(jié) 主變壓器形式的選擇（ 1 ）主變相數(shù)的選擇主變壓器采用三相或單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及遠(yuǎn)輸條件等因素,特別是大型變壓器尤其需要考慮其運(yùn)輸可能性保證運(yùn)輸尺寸不超過(guò)遂洞、涵洞、橋洞的允許通過(guò)限額，運(yùn)輸重量不超過(guò)橋梁、車輛、船舶等運(yùn)輸工具的允許承載能力，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，在330kV 及以下的變電站均應(yīng)選用三相變壓器。本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè)江西洪都鋼廠110kV 變電站，位于市郊，交通便利，不受運(yùn)輸條件限制，故可選擇三相變壓器，減少了占用稻田、丘

10、陵的面積；而選用單相變壓器相對(duì)來(lái)講投資大，占地多，運(yùn)行損耗大，同時(shí)配電裝置以及繼電保護(hù)和二次接線比較復(fù)雜，增加了維護(hù)及倒閘操作的工作量。（ 2）主變調(diào)壓方式的選擇變壓器的電壓調(diào)整是用分接開(kāi)關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。切換方式有兩種：不帶電切換稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在± 5%以內(nèi)。另一種是帶負(fù)載切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá) 20%。對(duì)于 110kV 的變壓器，有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定對(duì)電力系統(tǒng)一般要求10kV 及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。所以本次設(shè)計(jì)的變電站選擇有載調(diào)壓方式。（ 3）連接組別的選擇變壓

11、器繞組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Ao我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接，35kV變壓器采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地，35kV以下電壓，變壓器繞組都采用連接。全星形接線雖然有利于并網(wǎng)時(shí)相位一致的優(yōu)點(diǎn)，而且零序阻抗較大，對(duì)限制單相短路電流皆有利，同時(shí)也便于接入消弧線圈，但是由于全星形變壓器三次諧波無(wú)通路，因此將引起正弦波電壓的畸變，并對(duì)通訊設(shè)備發(fā)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。如果影響較大，還必須綜合考慮系統(tǒng)發(fā)展才能選用。采用接線可以消除三次諧波的影響。本次設(shè)計(jì)的變電站的兩個(gè)電壓等級(jí)分別為：1

12、10kV、10kV,所以選用主變的接線級(jí)別為YN, d11接線方式。（ 4）容量比的選擇根據(jù)原始資料可知，110kV 側(cè)負(fù)荷容量與10kV 側(cè)負(fù)荷容量一樣大，所以容量比選擇為100/100。（ 5）主變冷卻方式的選擇主變壓器一般采用冷卻方式有自然風(fēng)冷卻（小容量變壓器）、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻（大容量變壓器）、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。在水源充足，為了壓縮占地面積的情況下，大容量變壓器也有采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式的。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式散熱效率高，節(jié)約材料，減少變壓器本身尺寸，其缺點(diǎn)是這樣的冷卻方式要在一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件，冷卻器的密封性能要求高，維護(hù)工作量大。而本次設(shè)計(jì)的變電所位于郊

13、區(qū)，對(duì)占地要求不是十分嚴(yán)格，所以應(yīng)采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。因此選擇2 臺(tái) 31.5 兆伏安主變可滿足供電要求；故選擇主變型號(hào)為：SFZ11-31500/110容量比（高/低 %） ： 100/100電壓分接頭：110劃M.25%/10.5kV阻抗電壓（高低）： 10.5%聯(lián)結(jié)組別：YN ，d11第二章 電氣主接線形式的選擇電氣主接線是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)和控制方式的擬訂有較大影響。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)

14、比較，合理確定主接線。在選擇電氣主接線時(shí)，應(yīng)以下各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負(fù)荷大小和重要性等條件確定，并且滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等多項(xiàng)基本要求。（ 1 ） 運(yùn)行的可靠性。斷路器檢修時(shí)是否影響供電；設(shè)備和線路故障檢修時(shí)，停電數(shù)目的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。（ 2）具有一定的靈活性。主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時(shí)間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。（ 3）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作

15、步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。（ 4）經(jīng)濟(jì)上合理。主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。（ 5）應(yīng)具有擴(kuò)建的可能性。由于我國(guó)工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負(fù)荷增加很快。因此，在選擇主接線時(shí)還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。變電站電氣主接線的選擇，主要決定于變電站在電力系統(tǒng)中的地位、環(huán)境、負(fù)荷的性質(zhì)、出線數(shù)目的多少、電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等。第一節(jié) 主接線方式選擇電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確

16、定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線較多時(shí)（一般超出 4 回） ，為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。本次所設(shè)計(jì)的變電所110kV 進(jìn)出線有2 回， 10kV 出線有 20 回，本期10kV 線 10 回，所以采用有母線的連接。現(xiàn)在分別對(duì)110kV、 10kV 側(cè)接線方式進(jìn)行選擇。1、 110kV 側(cè)。110kV 側(cè)進(jìn)線 2 回，選用以下幾種接線方案：（ 1 ） 單母線分段接線。母線分段后重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，一段母線故障，另一段母線仍可正常供電。（ 2） 帶旁路母線的單母線分段接線。母線分段后提高了供電可靠性，加上設(shè)有旁

17、路母線，當(dāng)任一出線斷路器故障或檢修時(shí)，可用旁路斷路器代替，不使該回路停電。（ 3）雙母線接線。采用雙母線接線后，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只需斷開(kāi)此隔離開(kāi)關(guān)所屬的一條電路和與隔離開(kāi)關(guān)相連的該組母線，其它電路均可通過(guò)另一組母線繼續(xù)運(yùn)行。采用單母線分段接線投資較少，但可靠性相對(duì)較低，當(dāng)一組母線故障時(shí)，該組母線上的進(jìn)出線都要停電；采用雙母線接線方式，增加了一組母線，投資相對(duì)也就增加，且當(dāng)任一線路斷路故障或檢修時(shí)，該回路不需停電；采用單母線分段帶旁路母線接線方式，任一回路斷路器故障檢修時(shí)，該回路都不需停電，供電可靠性比單母線分段接線強(qiáng)。在本站設(shè)計(jì)中，由于110

18、kV 側(cè)達(dá)到 “ 兩線兩變” 要求，同時(shí)出現(xiàn)故障的概率很低，能夠保證高壓側(cè)的供電可靠性。而且從操作簡(jiǎn)便性和投資節(jié)約性的角度來(lái)考慮，宜采用單母線分段接線運(yùn)行方式。2、 10kV 側(cè)。10kV側(cè)出線20回，大部分為I類負(fù)荷，選用以下幾種接線方案：（ 1 ）單母線分段接線，它投資少，在10kV 配電裝置中它基本可以滿足可靠性要求。（ 2）單母線分段帶旁路母線，這種接線方式雖然提高了供電可靠性，但增大了投資。采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求，且節(jié)約了投資。因此，10kV 側(cè)采用單母線分段接線。第三章 短路電流計(jì)算在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)

19、，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。因?yàn)樗鼈儠?huì)破壞對(duì)用戶正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到破壞。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間或相與地之間（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的有對(duì)稱的三相短路和不對(duì)稱的兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。在各種類型的短路中，單相短路占多數(shù)，三相短路幾率最小，但其后果最為嚴(yán)重。因此， 我們采用三相短路（對(duì)稱短路）來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的和條件一、短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以

20、下幾個(gè)方面：（ 1 ）電氣主接線的比較。（ 2）選擇導(dǎo)體和電器。（ 3）在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時(shí)，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)的安全距離。（ 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。（ 5）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。二、短路電流計(jì)算條件1、基本假定（ 1 ）正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；（ 2）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位相角相同；（ 3）電力系統(tǒng)中的所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；（ 4）短路發(fā)生在短跑電流為最大值的瞬間；（ 5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；（ 6）除去短路電流的衰減時(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)；（ 7

21、）元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；（ 8）輸電線路的電容忽略不計(jì)。2、一般規(guī)定（ 1 ） 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流挪用的短路電流，應(yīng)根據(jù)本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的發(fā)展計(jì)劃；（ 2） 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(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；（ 3） 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)；（ 4）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。第四章電氣設(shè)備的選擇第一節(jié)導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般條件正確地選擇設(shè)備是使電氣

22、主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。盡管電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的作用和條件不一樣，具體選擇方法也不相同，但對(duì)它們的具體要求是一樣的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。一、一般原則1、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)展的需要；2、 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校驗(yàn)；3、 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4、 選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5、 擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致；6、 選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)

23、數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。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)電流的情況下保持正常運(yùn)行。1長(zhǎng)期工作條件（ 1 ）電壓選用電器允許最高工作電壓Uymax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ugmax ,即：Uyma語(yǔ)Ugmax（ 2）電流選用的電器額定電流Ie不得低于所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig,即：Ie >Ig由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線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，所以在選擇額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的 要求。2短路穩(wěn)定條件（ 1 ）校驗(yàn)的一般原則、 電

24、氣設(shè)備在選定后按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流。、用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。、短路的熱穩(wěn)定條件Qr>Qd 或 12rt > I2 8tdz式中Qd-在計(jì)算時(shí)間tjs 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（k2A?s）Ir-t 秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（kA ）t-設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(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-斷路器全分閘時(shí)間（s）、短路動(dòng)穩(wěn)定條件ich < idfIch < Idf式中ich-短路沖擊電流峰值（k

25、A）idf-短路全電流有效值（kA）Ich-電器允許的極限通過(guò)電流有效值（kA）3絕緣水平在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器內(nèi)、外絕緣保證必要的可靠性。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)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。當(dāng)所選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)境條件環(huán)境條件主要有溫度、日照、風(fēng)速、冰雪、溫度、污穢、海拔、地震。由于設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促，所以在設(shè)計(jì)中 主要考慮溫度條件。按照規(guī)程規(guī)定，普通高壓電器在環(huán)境最高溫度為+40 時(shí)，允許按照額定電流長(zhǎng)期工作。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于+40時(shí)，每增加 1建議額定電流減少1.8%；當(dāng)?shù)陀?/p>

26、+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(guò)額定電流的20%。第二節(jié) 斷路器的選擇電力系統(tǒng)中，斷路器具有完善的滅弧性能，正常情況下，用來(lái)接通和開(kāi)斷負(fù)荷電流，在某些電器主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器還常在繼電保護(hù)的配合使用下，斷開(kāi)短路電流，切斷故障部分，保證非故障部分的正常運(yùn)行。由于SF6斷路器滅弧性能可靠，維護(hù)工作量小，故 110kV 一般采用SF6短路器。7、 按開(kāi)斷電流選擇。高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流Iekd)IZ高壓斷路器觸頭實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量有效值)。8、 短路關(guān)合電流的選擇。斷路器的額定關(guān)合電流ieg應(yīng)不小于短路電流最大

27、沖擊值iejo即ieg > icj9、 開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間的選擇。開(kāi)關(guān)合分閘時(shí)間,對(duì)于110kV 以上的電網(wǎng),當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障，分閘時(shí)間不宜大于0.04-0.06s。 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄3 第三節(jié) 隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)配置在主接線上，保證了線路及設(shè)備檢修時(shí)形成明顯的斷開(kāi)點(diǎn)與帶電部分隔離，由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置及開(kāi)斷能力低，所以操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，必須遵守倒閘操作順序，即送電時(shí)，首先合上母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，其次合上線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，最后合上斷路器，停電順序則與上述相反。隔離開(kāi)關(guān)的配置：1斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口與電源隔離。2中性點(diǎn)直接接地的普通

28、變壓器，均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地。3在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母線上宜裝設(shè)1-2 組接地刀閘。4接在變壓器引出線或中性點(diǎn)的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。5 當(dāng)饋電線路的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。但為了防止雷電過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄4 第四節(jié) 高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器。它用來(lái)保護(hù)電器免受過(guò)載和短路電流的損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電器，配電線路和配電變壓器，而在電廠中多用于保護(hù)電壓互感器。1額定電壓選擇。對(duì)于一般高壓熔斷器，其額定電壓要大于或等于電網(wǎng)額定電壓

29、，另外，對(duì)于填充石英沙用限流作用的熔斷器，則只能用于其額定電網(wǎng)電壓中，因?yàn)檫@種類型的熔斷器能在電流達(dá)到最大值之前就 將電流切斷，致使熔斷器熔斷時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓。2 額定電流選擇。熔斷器的額定電流選擇，為了保證熔斷器不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔斷額定電流Ierg應(yīng)大于或等于熔體的額定電流Iert3 .熔斷器開(kāi)斷電流檢驗(yàn)，Iekd > Icj對(duì)于保護(hù)電力互感器的高壓熔斷器只需按規(guī)定電壓及斷流量來(lái)選擇。第五節(jié) 互感器的選擇互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備。它包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，分別向兩側(cè)提供電壓、電流信號(hào)以及反映一次系統(tǒng)中電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅髯?/p>

30、用：1將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈返臉?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流。2將二次設(shè)備和高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人生安全。 電流互感器的特點(diǎn)：1一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)少，故一次繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流，而與二次 電流大小無(wú)關(guān)。2 互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以在正常情況下，電流互感器在近于短路的狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的特點(diǎn)：1容量很小，結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)。2 二次側(cè)所接儀表和繼電器的電壓線圈阻抗很小，互感器在近于空載狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的配置原則：應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓

31、，同期兩側(cè)都能方便的取壓。電流互感器的配置原則：每條支路的電源都應(yīng)裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供支路測(cè)量、保護(hù)使用。一、電流互感器的選擇1 電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和等影響，使一次電流I1 與 -I2 在數(shù)字和相伴上都有差異，即測(cè)量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器，應(yīng)根據(jù)測(cè)量時(shí)誤差的大小和標(biāo)準(zhǔn)度來(lái)選擇。2 額定容量。保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷S2 應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Se2，即：Se2） S2=I2e2Z2f Z2f=rg+rj+rd+re（ Q）ry- 測(cè)量?jī)x表電流線圈電阻rj- 繼電器電阻rd-連接導(dǎo)線電阻re-接觸電阻，一般取 0.1 Q3按一次回路額定

32、電壓和電流選擇當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中正常工作電流大1/3 左右，以保證測(cè)量?jī)x表得到最佳工作，并在過(guò)負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。電流互感器的一次額定電流和電壓必須滿足：Ue> UewIel > Igmax為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的工作電流應(yīng)盡量接近此額定電流。Uew-電流互感器的一次所在的電網(wǎng)額定電壓Ue、 Ie1 電流互感器的一次額定回路最大動(dòng)作電流4 熱穩(wěn)定校驗(yàn)。電流互感器常以允許通過(guò)一次額定電流Ie1 的倍數(shù) Kr 故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn)：（ KrIe1 ）2> I2 8tdz5 動(dòng) 穩(wěn) 定 校 驗(yàn) 。 電 流 互 感 器 常 以 允

33、 許 通 過(guò) 一 次 額 定 電 流 最 大 值（Iel） 的倍數(shù)Kd-動(dòng)力穩(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部穩(wěn)定能力，故內(nèi)部穩(wěn)定可按下式校驗(yàn)：。 短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其相鄰之間電流的相互作用使絕緣瓷帽受到力的作用。在滿足額定容量的情況下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為： 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄5 二、電壓互感器的選擇1 一次回路電壓選擇。為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（1.1-0.9） Ue 范圍內(nèi)變動(dòng).2按二次回路電壓選擇。電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測(cè)量使用標(biāo)準(zhǔn),儀表的要求.3.按容量的選擇.互感器的二次容

34、量（對(duì)應(yīng)所要求的準(zhǔn)確級(jí)）Se2應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷S2,即:Se2）S2電壓互感器應(yīng)接一次回路電壓、二次回路，安裝地點(diǎn)和使用條件，二次負(fù)荷及準(zhǔn)確級(jí)要求進(jìn)行選擇。1 110kV 側(cè)電壓互感器（ 1 ） 母線側(cè)電壓互感器選用JDCF-110 型電壓互感器,它是單相、四繞組、 串級(jí)式絕緣、陶瓷、 “ 分 ”列式 （有測(cè)量和保護(hù)“分 ” 開(kāi)的二次繞組）戶外安裝油浸式全密封型互感器，適用于交流50HZ 有效接地電力系統(tǒng)，作電壓、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用。其初級(jí)繞組額定電壓為110/kV ，次級(jí)繞組額定電壓為0.1/kV,剩余電壓繞組100V。測(cè)量用準(zhǔn)確級(jí)為0.2級(jí)，額定二次負(fù)荷100VA，保護(hù)用準(zhǔn)確級(jí)為

35、0.5級(jí)，額定二次負(fù)荷250VA。（ 2） 110kV 輸電線路側(cè)電壓互感器，采用TYD型單相電容式電壓互感器，其初級(jí)繞組額定電壓為，次級(jí)繞組額定電壓為，二次繞組準(zhǔn)確級(jí)為0.5 級(jí)，額定二次負(fù)荷150VA。2、 10kV 側(cè)電壓互感器10kV 側(cè)電壓互感器采用JDZXF-12 型電壓互感器，它是單相、四繞組、 澆注式、 分列式 （有測(cè)量和保護(hù)“分 ”開(kāi)的二次繞組）戶內(nèi)型電壓互感器，具有三組次級(jí)，其中有0.2 計(jì)量用， 0.5 級(jí)監(jiān)控用。其初級(jí)繞組額定電壓為10/kV,次級(jí)繞組額定電壓為 0.1/kV,額定二次負(fù)荷100VA。 計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄6 第六節(jié) 母線的選擇在電力系統(tǒng)中, 母線主

36、要承擔(dān)傳輸功率的重要任務(wù), 電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來(lái)匯集和分配功率, 在發(fā)電廠、變電站及輸電線路中，所用導(dǎo)線有裸導(dǎo)線、硬鋁母排及電力電纜等，由于電壓等級(jí)要求不同,所用導(dǎo)線的類型也不相同,裸露母線一般按下類各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn):（ 1 ）導(dǎo)線材料、類型和敷設(shè)方式（ 2 ）導(dǎo)線截面（ 3）電暈（4）熱穩(wěn)定（5）動(dòng)穩(wěn)定（6）共振頻率 計(jì)算過(guò)程祥見(jiàn)計(jì)算說(shuō)明書(shū)附錄7 第七節(jié) 限流電抗器的選擇限流電抗器是輸配電設(shè)備中用以增加電路的短路阻抗，從而達(dá)到限制短路電流的目的。限制變電站10kV側(cè)短路電流不超過(guò)16-31.5kA,以便采用ZN28型真空斷路器，并且使用的電纜截面不至于過(guò)大，一般采用 下列措施之一:（ 1 ）變壓器分列運(yùn)行；（ 2）在變壓器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器；（ 3）采用分裂變壓器；（ 4）出線上裝設(shè)電抗器（10kV 側(cè)短路電流很大，采用其他限流措施不能滿足要求時(shí)）普通電抗器的額定電流選擇：電抗器幾乎沒(méi)有過(guò)負(fù)荷能力，所以主變壓器或出線回路的電抗器應(yīng)按回路最大工作電流選