110KV野三關(guān)變電所設(shè)計(jì)實(shí)踐

1、 i摘摘 要要設(shè)計(jì)的課題是 110kv 野三關(guān)變電所。通過本次課題設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)進(jìn)行了全面的總結(jié)，達(dá)到了鞏固專業(yè)知識(shí)的目的。變電所為城區(qū)及周邊城市供電和電廠的上網(wǎng)起到了城區(qū)樞紐作用。變電所首先要保證供電可靠，保證對(duì)用戶不間斷供電；其次要求操作靈活，維護(hù)方便，接線簡單，布置清晰，經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)以上變電所設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)的 110kv 變電所的主要內(nèi)容有：電氣主接線的設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電器設(shè)備的選擇；避雷器的選擇；戶外配電裝置的設(shè)計(jì)；10kv 戶內(nèi)配電裝置布置；變電所防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；110kv 線路；35kv 線路及 10kv 線路保護(hù)設(shè)計(jì)。變電所有 110kv 出線

2、 1 回，35kv 出線 8 回，10kv 出線 10 回，2 臺(tái)10mva 變壓器，變電所所起到了接受電能、分配電能并變換電壓的作用，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活提供了可靠的有力保證。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：110kv 變電所，短路計(jì)算，線路保護(hù)，配電裝置，主接線，變壓器iiabstractthis paper aims at the design of the 110kv yesanguan transformer substation. it comments the knowledge that the author has learned in the past four years and

3、improves the authors major learning.the substations function is pivotal to the power-supply in downtown and around areas and the power stations join to the electric net. the substation should be sure that it can supply power to user continually first. meanwhile, it need to be quick to be operated, c

4、onvenient to be maintained, simple to be ,clear to be arranged ,and reasonable to be run.according to the requirement above, the design includes important aspects as following. the design of the main currency circuit, short circuit calculation, selection of the electrical equipment, selection of blz

5、, the design of outdoor power-supply equipment, arrangement of 10kv indoor power-supply equipment, the design of prevention from the under, the design of protection to the continual power-supply, the design of protection to 110kv, 35kv and 10kv circuit.the substation has a set of 110kv output circui

6、t,8 sets of 35kv output circuit,10 sets of 10kv output circuit, and 2 sets of 10mva transformers. it can receive currency, arrange electric power and transform electric voltage. moreover, it ensures to improve the economical development and peoples living.key words: 110kv transformer substation, sho

7、rt circuit calculation, line protection, distribution equipment, main electrical scheme, transformer. iii目目 錄錄摘 要.iabstract .ii1 緒言.11.1 課題背景.11.2 課題研究的目的和意義.11.3 國內(nèi)外概況 .12 電氣主接線的設(shè)計(jì).22.1 概述.22.1.1 主接線的定義.22.1.2 主接線的作用.22.1.3 主接線的表示法.22.1.4 對(duì)主接線的要求.22.2 主接線的基本形式 .32.2.1 主接線的環(huán)節(jié).32.2.2 主接線的分類.32.3 主接線的

8、設(shè)計(jì) .62.3.1 110kv 配電裝置接線.62.3.2 35kv 配電裝置接線.72.3.3 10 kv 配電裝置接線.72.3.4 400v 配電裝置接線.72.4 主接線的選擇 .72.4.1 母線的選擇.72.5 母線的型號(hào) .83 短路電流計(jì)算.93.1 短路的定義.93.2 短路的原因及后果 .93.2.1 短路的原因主要有以下幾種.93.2.2 短路故障.93.3 短路的類型.93.4 短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè).93.4.1 計(jì)算短路電流的主要目的.93.4.2 在實(shí)際短路計(jì)算中的簡化計(jì)算假設(shè).103.5 短路電流的計(jì)算 .103.5.1 概述.103.5.2 110kv 母

9、線三相短路時(shí),短路電流計(jì)算.103.5.3 10kv 母線三相短路時(shí),短路電流計(jì)算.114 電氣設(shè)備選擇.124.1 電氣設(shè)備選擇的重要性.12iv4.1.1 主變壓器的選擇.124.2 斷路器的選擇.124.3 隔離開關(guān)的選擇.124.4 互感器的選擇.134.4.1 電壓互感器.134.4.2 電流互感器.134.4.3 消弧線圈.135 避雷器的選擇.145.1 避雷器的作用及類型.145.2 zno 除了有較理想的非線性伏安特性外的主要優(yōu)點(diǎn).155.3 變壓器中性點(diǎn)避雷器的選擇 .155.4 10kv 及 35kv 母線避雷器的選擇.155.5 10kv 母線及出線避雷器的選擇.156

10、 戶外配電裝置.166.1 戶外配電裝置.166.2 中型屋外配電裝置的選型.166.2.1 普通中型屋外配電裝置.166.2.2 分相中型配電裝置.166.3 屋外配電裝置的一般問題.166.3.1 母線和架構(gòu).166.3.2 電力變壓器.166.3.3 電器的布置.166.3.4 電纜溝和通道.167 10kv 戶內(nèi)配電裝置布置.177.1 概述.177.2 屋內(nèi)配電裝置的分類.177.3 對(duì)配電裝置的安全技術(shù)要求.177.4 成套配電裝置.177.5 對(duì)戶內(nèi)配電裝置各部距離的要求.177.6 戶內(nèi)配電裝置各種通道的最小寬度（凈距） （m）.178 110 kv 變電所防雷設(shè)計(jì).188.1

11、 概述.188.2 防直擊雷保護(hù).188.3 避雷針的距離及高度分析 .188.3.1 獨(dú)立避雷針離配電構(gòu)架的距離.188.3.2 架空地線的保護(hù)范圍.188.3.3 母線防雷保護(hù).189 主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì).199.1 概述 .199.2 瓦斯保護(hù) .19v9.2.1 接地保護(hù).199.2.2 瓦斯保護(hù)的整定.199.3 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù) .199.3.1 基本原理.199.3.2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算.209.4 變壓器的后備保護(hù) .219.4.1 低電壓起動(dòng)過電流保護(hù).219.4.2 過負(fù)荷保護(hù).219.5 變壓器的接地保護(hù) .2110 110/10kv 線路保護(hù).2310.1 概述 .

12、2310.2 方向橫差保護(hù) .2310.2.1 整定計(jì)算.2310.2.2 靈敏度計(jì)算.2310.3 距離保護(hù) .2410.4 全線速動(dòng)保護(hù) .2511 變電所的基礎(chǔ)建設(shè).2611.1 概述.2611.2 變電所的選址.2611.2.1 規(guī)劃選所.2611.2.2 工程選所.2611.2.3 變電所的所址選擇一般要求.2611.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng).2711.4 抗干擾措施.2711.5 遙視警戒系統(tǒng).2711.6 給排水及消防 .2711.6.1 供水.2711.6.2 排水.2711.6.3 消防.2711.7 采暖通風(fēng)措施 .2811.7.1 室外氣象參數(shù).2811.7.2 采暖通風(fēng)措施.2

13、8總結(jié)與展望.29參考文獻(xiàn).30附 錄 i.3211 緒言緒言1.1 課題背景課題背景現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)由電力生產(chǎn)、輸送、分配及電能變換等環(huán)節(jié)組成的能量平衡系統(tǒng)。它主要由生產(chǎn)電能的發(fā)電廠、輸電配電線路、各種變壓器以及具有不同特性及運(yùn)行要求的電力負(fù)荷所構(gòu)成。正常運(yùn)行著的電力系統(tǒng)，電能的生產(chǎn)和消耗都是相等的。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)，其發(fā)展速度必須超前于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，否則其他各項(xiàng)工業(yè)將要受到制約。電能又具有不可存儲(chǔ)性。為此，解決用電難，缺電和電廠上網(wǎng)難的實(shí)際現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)修建變電所勢在必行。1.2 課題研究的目的和意義課題研究的目的和意義 給出了用電難和缺電的實(shí)際解決辦法，設(shè)計(jì)修建 11

14、0kv 變電所成為重要任務(wù)，山區(qū)特殊地理位置決定了設(shè)計(jì)的特殊性，恩施的電供過于求，每年在線路上要損耗 3 億度電，多余的電送不出去，一方面要設(shè)計(jì)修建 500kv 變電所，把電輸送出去，另一方面，在用電難和缺電的地方設(shè)計(jì)修建 220kv 和 110kv變電所，解決用電難和缺電的問題。根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娯?fù)荷和在未來 5 年中預(yù)測最大負(fù)荷，設(shè)計(jì)了這個(gè)城區(qū)樞紐變電所，該變電所為城區(qū)供電和電廠上網(wǎng)作出了有力的保證，保證了供電質(zhì)量和供電可靠性，為城區(qū)及周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活起到了重要作用。1.3 國內(nèi)外概況國內(nèi)外概況 全國水能資源的蘊(yùn)藏量為 6.8 億 kw，其中可開發(fā)利用的約 3.7 億 kw，居世界首位。

15、舊中國的電力工業(yè)極端落后，發(fā)電廠大部分集中在東北和沿海的幾個(gè)大城市。舊中國全國裝機(jī)容量僅 185kw，年發(fā)電量 43 億 kwh，110kv 及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)僅在東北三省有兩個(gè)，總?cè)萘繛?12 萬 kw，電力設(shè)備陳舊，效率低，類型龐雜，各個(gè)系統(tǒng)的頻率也不統(tǒng)一。新中國成立后，改變了電力工業(yè)極端落后的面貌。到 1995 年，全國總裝機(jī)容量達(dá)到 2.1 億 kw，完成發(fā)電量 1000 億 kw，年發(fā)電量達(dá)到 9278 億 kwh，居世界第三。 “八五”期間，發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量以年均 1500 萬 kw 的速度增長。電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行也取得了很大的發(fā)展和進(jìn)步，220kv 及以上輸電線路達(dá)到11.4

16、萬 km，變電容量大于 3 億 kva。大電網(wǎng)已覆蓋我國全部城市和大部分農(nóng)村。在國外，水電事業(yè)發(fā)展很快，有 750kv 超高壓直流輸電線路，設(shè)備很先進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)行方法很前沿，有許多地方值得學(xué)習(xí)和借鑒。但也有很多地方存在缺電和少電，以及用電難的問題。22 電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)2.1 概述概述2.1.1 主接線的定義主接線的定義所謂主接線就是表示在發(fā)電廠和變電所中發(fā)電機(jī)、變電器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電流互感器、電壓互感器和線路等相互之間的連接的電路1。2.1.2 主接線的作用主接線的作用主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，在發(fā)電廠和變電所中發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電流

17、互感器、電壓互感器和線路等相互之間的連接，必須滿足一定的要求，以保證電能的生產(chǎn)、變換和輸送。連接的方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活、檢修方便以及經(jīng)濟(jì)合理等起著決定性的作用1。主接線對(duì)發(fā)電廠和變電所的建設(shè)投資、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重大影響，直接關(guān)系到發(fā)電廠和變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.1.3 主接線的表示法主接線的表示法主接線圖一般都用單線來表示三相三線，這樣可使接線圖簡單清楚，圖中各種電氣設(shè)備用國家規(guī)定的圖形符號(hào)來表示2。2.1.4 對(duì)主接線的要求對(duì)主接線的要求變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位及作用、線路數(shù)目、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資搶救無效

18、要求。主接線的型式和復(fù)雜程度與發(fā)電廠、變電所的電壓等級(jí)、容量及其在系統(tǒng)中的地位有關(guān)3。發(fā)電廠和變電所的電氣主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。（1）主接線的可靠性供電可靠性是電能生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，主接線應(yīng)該滿足這個(gè)要求。為了保證供電的可靠性，主接線應(yīng)考慮到在事故或檢修的情況下，盡可能減少對(duì)用戶供電的中斷。特別重要的負(fù)荷，還應(yīng)考慮設(shè)置備用供電電源。這樣一來，在滿足上述可靠性要求的情況下，就必然要增加設(shè)備和線路，使接線復(fù)雜。顯而易見，提高可靠性是以增大投資為代價(jià)的。由于接線復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致較復(fù)雜的操作、切換程序，有可能引起事故，反而降低了可靠性。因此，要綜合考慮多種因素來對(duì)提高可靠性的

19、措施作出合理選擇1。（2）主接線的靈活性主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、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)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連接供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新機(jī)組、變壓器或線路，并對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少1。（3）主接線的經(jīng)濟(jì)性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器以及避雷器等一

20、次設(shè)備；要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；必要時(shí)，要能限制短路電流，以便選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器等。主接線設(shè)計(jì)要為3配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。年運(yùn)行費(fèi)用包括年電能損耗和設(shè)備的維修費(fèi)用等。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，要避免因兩次變壓而增加電能損耗1。2.2 主接線的基本形式主接線的基本形式2.2.1 主接線的環(huán)節(jié)主接線的環(huán)節(jié)發(fā)電廠和變電所的主接線的基本環(huán)節(jié)是電源（發(fā)電機(jī)或變壓器）和引出線。母線（又稱匯流母線）是中間環(huán)節(jié)，它起著匯總和分配電能的作用。由于多數(shù)情況下引出線數(shù)目要比電源數(shù)目多好幾倍，故在二者之間采用母線連接既有利于電能交換，還可使接

21、線簡單明了和運(yùn)行方便，也便于擴(kuò)建4。2.2.2 主接線的分類主接線的分類發(fā)電廠和變電所的電氣主接線，按照有無匯流母線分為兩類。有匯流母線的主接線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線等；無匯流母線的主接線：橋形接線、多角形接線以及發(fā)電機(jī)、一變壓器單元和擴(kuò)大單元接線等1。（1）單母線接線不分段單母線接線極為簡單，只有一組母線的接線稱為單母線接線，其特點(diǎn)是電源和供電線路都連在同一母線上5。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出線，在每條引出線上都裝有可以切除負(fù)荷電流和故障電流的斷路器，當(dāng)需要檢修斷路器而又要保證其他線路正常供電時(shí)，則應(yīng)使被檢修的斷路器和電源隔離，為此，又在每個(gè)斷路器的兩側(cè)

22、裝有隔離開關(guān)，其作用只是保證檢修斷路器時(shí)使其和電源隔離，而不能用來斷開電路。圖見圖 2.1 所示：wlqs4qs3qs2qf1qs1t2t1電源母線線路圖 2.1 單母線接線t1，t2變壓器，qs 隔離開關(guān)，qf 斷路器單母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是：接線簡單、清晰，采用設(shè)備少、投資省，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。單母線接線一般只適用于一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)變壓器的以下三種情況：610kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回；3563kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3 回；110220kv 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2 回；單母線接線的主要缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修

23、時(shí)，均需斷開電源，造成整個(gè)廠、站停電6。（2）單母線分段接線為了克服單母線接線的缺點(diǎn)，提高供電可靠性，采用斷路器將單母線分段。4這樣對(duì)重要用戶可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)，能保證重要用戶不停電。同時(shí)，對(duì)兩段母線可以分別進(jìn)行檢修而不致對(duì)用戶停電7。單母線分段接線見圖 2.2 所示：w2qs6qf3qs5w1t2t1圖 2.2 單母線分段接線單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、方便，在一定程度上克服了單母線接線的缺點(diǎn)，故這種接線目前被廣泛使用。單母線分段接線適用范圍：610kv 配電裝置的出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)；3563kv 配電裝置的出線回路數(shù)為 48 回時(shí)；6

24、10kv 配電裝置的出線回路數(shù)為 34 回。單母線分段接線的缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電。顯然，對(duì)于大容量發(fā)電廠和樞紐變電所來說，這都是不能容許的。因此，還需要加以改進(jìn)1。（3）雙母線接線見圖 2.3 所示單斷路器的雙母線接線的基本形式。雙母線接線有兩組母線，即母線 1 和母線 2。兩組母線之間用母線聯(lián)絡(luò)斷路器 qfw連接起來，每一個(gè)回路都通過一只斷路器和兩只隔離開關(guān)接到兩組母線上。當(dāng)母聯(lián)斷路器 qfw斷開時(shí)，一組母線帶電，另一組母線不帶電。帶電的母線稱為工作母線，不帶電的母線稱為備用母線。正常運(yùn)行時(shí)，接至工作母線上的隔離開關(guān)接通

25、，接到備用母線上的隔離開關(guān)斷開7。qfw12電源1電源2圖 2.3 雙母線接線雙母線接線的特點(diǎn)：正常計(jì)劃檢修時(shí)，不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電；當(dāng)修理任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只需斷開該回響；工作母線故障時(shí)，可將全部回路轉(zhuǎn)移到備用母線上，從而對(duì)用戶迅速恢5復(fù)供電；可用母聯(lián)斷路器代替任一回路需要檢修的斷路器，在這種情況下，只需短時(shí)停電；在個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分出來，并單獨(dú)接至備用母線上。雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)：不影響供電的情況下對(duì)母線系統(tǒng)進(jìn)行檢修。雙母線接線的缺點(diǎn)：接線較復(fù)雜；當(dāng)工作母線故障時(shí)，在切換母線的過程中仍要短時(shí)停電1。（4）雙母線分段接線雙母線分段接線是單母線分段和雙母線結(jié)合起來

26、的一種形式，采用分段斷路qfc12電源1電源2qf2qf1w1w2圖 2.4 雙母線分段接線器 qfc將工作母線 1 分段，而每段則分別用母聯(lián) qf1和 qf2與備用母線 2 相連。見圖 2.4 所示。雙母線分段接線的主要優(yōu)點(diǎn)：任何一段母線故障或檢修時(shí)仍可保持雙母線并列運(yùn)行。缺點(diǎn)：增加了設(shè)備，增大了投資和占地面積8。（5）雙母線帶旁路接線雙母線帶旁路接線見圖 2.5 圖中母線 3 為旁路母線，斷路器 qf1為接到旁路母線的斷路器，正常運(yùn)行時(shí)它處于斷開位置，當(dāng)需要檢修任何一個(gè)線路斷路器時(shí)，可用 qf1來代替而不致停電。123wlqs4qs3qf1qf2qs2圖 2.5 雙母線帶旁路接線（6）雙母

27、線三分段（或四分段）帶旁路接線 對(duì)于可靠性要求高的 330500kv 超高壓配電裝置的接線，為限制故張障范圍，當(dāng)進(jìn)出線為 6 回及以上時(shí)，一般采用雙母線三分段（或四分段）帶旁路接線。電源和負(fù)荷均勻分配在各段母線上，當(dāng)一段母線故障或連接在母線上的進(jìn)出線的短路器故障時(shí)，停電范圍不超過整個(gè)母線的四分之一；當(dāng)一段母線故6障合并分段短路器或母線短路器拒動(dòng)時(shí)，停電范圍不超過整個(gè)母線的二分之一。雙母線三分段（或四分段）帶旁路接線的優(yōu)點(diǎn)是：供電可靠性高。其缺點(diǎn)：分段后母線保護(hù)比較復(fù)雜8。（7）單元及擴(kuò)大單元接線幾個(gè)元件直接單獨(dú)連接，其間沒有母線聯(lián)系，這不僅減少了電器的數(shù)目，簡化了配電裝置的結(jié)構(gòu)和降低了造價(jià)，同

28、時(shí)大大減少了故障的可能性。這種接線分為發(fā)電-變壓器-線路單元接線、橋形接線。其中橋形接線分為內(nèi)橋式和外橋式，優(yōu)點(diǎn)是高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。（8）多角形接線將各斷路器互相連接構(gòu)成閉合的環(huán)形，因而又得名單環(huán)形接線，又稱為多角形接線。多角形接線具有雙斷路器類型接線的優(yōu)點(diǎn)。多角形接線圖見 2.6 所示。多角形接線的缺點(diǎn)：任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)都要開環(huán)運(yùn)行；每一進(jìn)出線回路都連接著兩臺(tái)斷路器，每一臺(tái)斷路器又連接著兩個(gè)回路，這給電器選擇帶來困難，繼電保護(hù)的整定復(fù)雜化；擴(kuò)建不太方便1。wl1wl2qf1qf2qf3t1t2wl1wl2qf1qf2t1t2qf3圖 2.6 橋形接線 2.3 主接線

29、的設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì)110kv 野三關(guān)變電所,配電裝置構(gòu)架及母線接線，110kv 配電裝置采用單母分段接線、母聯(lián)兼旁母接線；35kv 配電裝置采用單母線兩三分段接線；10kv 配電裝置采用單母線分段接線；400v 配電裝置采用單母分段接線。2.3.1 110kv 配電裝置接線配電裝置接線采用單母線分段接線，母聯(lián)兼旁母接線?？朔文妇€接線不夠靈活，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需斷開電源，造成整個(gè)廠、站停電的缺點(diǎn)，故采用單母線分段接線。又克服了當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，造成該母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電的缺點(diǎn)，采用母聯(lián)兼旁路接線。1#、2#母線為 110kv

30、單母線分段母線，3#母線為 110kv 旁路母線，斷路器 15 為 1#母線與 3#旁路母線聯(lián)接的母聯(lián)斷路器，斷路器 16 為2#母線與 3#旁路母線的母聯(lián)斷路器。隔離開關(guān) 131 為 110kv 單母線分段聯(lián)接的隔離開關(guān)，為了節(jié)省總投資，減少占地面積，在這時(shí)減少了一臺(tái)斷路器和一臺(tái)隔離開關(guān)的安裝9。110kv 配電裝置采用單母線分段接線，母聯(lián)兼旁母接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡單、經(jīng)濟(jì)、方便。當(dāng) 1#、2#3#母線任一段母線或分段隔離開關(guān) 131，發(fā)生故障或檢修時(shí)，不致造成停電，可靠性較高，同時(shí)避免了母線帶旁路母線接線的設(shè)備多、投資大、占地面積廣的缺點(diǎn)。總之，110kv 配電裝置采用單母分段接線，母聯(lián)7兼

31、旁路接線具有高度可靠性、運(yùn)行調(diào)度靈活、操作檢修方便、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)點(diǎn)。110kv 出線 1 回泉野線。泉野線接 1#母線。2.3.2 35kv 配電裝置接線配電裝置接線采用單母三分段接線。即 4#母線與 5#母線。單母線三分段接線避免了接線不夠靈活可靠的缺點(diǎn)，同時(shí)，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，不需斷開電源，不會(huì)導(dǎo)致重要用戶停電。單母線三分段接線提高了可靠性。正常運(yùn)行時(shí)，分段隔離開關(guān) 361、362 處于閉合狀態(tài)。35kv 系統(tǒng)有 8 回出線間隔，分別為野 31 間隔（35kv 野泉線） 、野 32 間隔（鐵路 i 回線） 、野 34 間隔（野大線） 、野 35 間隔（鐵路 2 回線）

32、、野 37 間隔（高速公路支井河線） 、野 38 間隔（野清線） 、野 40 間隔（野水線） 、野 41 間隔（高速公路八字嶺線） 。2.3.3 10 kv 配電裝置接線配電裝置接線10kv 配電裝置采用單母分段接線。10kv 母聯(lián)斷路器 110 連接 6#母線和7#母線。10kv 系統(tǒng)有 10 回出線間隔，分別為野 102 間隔（柳家山尚水河線） 、野103 間隔（天生橋電站） 、野 104 間隔（堰塘線） 、野 105 間隔（魚泉河電站） 、野 106 間隔（郵電專線） 、野 112 間隔（泗渡河電站） 、野 113 間隔（鳳臺(tái)永久線） 、野 114 間隔（高路辦線） 、野 115 間隔（

33、野三關(guān)集鎮(zhèn)線） 、野 107 間隔為1#廠變線。2.3.4 400v 配電裝置接線配電裝置接線400v 配電裝置采用單母線分段接線。400v 系統(tǒng)為野三關(guān) 110kv 變電站用電提供了重要保障。2.4 主接線的選擇主接線的選擇2.4.1 母線的選擇母線的選擇母線的材料、類型和布置方式配電裝置的母線主要用銅和鋁組成。銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料。但由于銅價(jià)格較貴，故銅母線很少采用。根據(jù)“以鋁代銅”的方針，母線的材料主要使用鋁10。屋外配電裝置采用軟母線或硬母線。絕大多數(shù)屋外配電裝置采用鋼芯鋁絞線作為母線。落地式布置的屋外配電裝置中，可采用管形截面的硬母線。常用的硬母線截

34、面有矩形、槽形、管形和菱形，矩形母線一般只用于 35kv 及以下，電流為 4000a 以下的配電裝置中11。槽形母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流線較大，集膚效應(yīng)也較小，一般用于 4000-8000a 的配電裝置中。管形母線集膚效應(yīng)小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)可以通水和通風(fēng)，可用作 8000a 以上的大電流母線。此外，由于管形母線表面圓且光滑，電暈放電電壓高，可用作 110kv 以上配電裝置母線。母線的散熱條件和機(jī)械強(qiáng)度與母線的布置方式有關(guān)，三相母線水平布置時(shí)，母線條立放方式比平放方式散熱條件好，載流量大，但機(jī)械強(qiáng)度較低，而平放方式母線的機(jī)械強(qiáng)度較高。因此，我選擇三相母線水平布置，母線條平放方式。母線截面的選擇8

35、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對(duì)于全年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較高，母線較長（長度超過 20m） ，傳輸容量較大的回路，均應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截11。母線的經(jīng)濟(jì)截面：sj=iwmax/j （2.1）式中，iwmax-通過該母線的最大長期工作電流（a） ；j-經(jīng)濟(jì)電流密度；會(huì)電暈電壓校驗(yàn)。產(chǎn)生電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等許多不利現(xiàn)象，對(duì)于110kv 裸導(dǎo)線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，臨界電壓應(yīng)小于最高工作電壓 ucr =smin （2.3）按短路條件校驗(yàn)?zāi)妇€動(dòng)穩(wěn)定母線通常安裝在支持絕緣子上,沖擊短路電流通過母線所產(chǎn)生的電動(dòng)力有可能使固定在支持絕緣子上的載流母線彎曲變形。故母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)主要

36、是檢驗(yàn)其在短路時(shí)所受的彎曲應(yīng)力12。母線共振校驗(yàn)當(dāng)母線自振頻率與電動(dòng)力交變頻率一致或接近時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，增加母線的應(yīng)力，因此，對(duì)于重要回路（如發(fā)電機(jī)、變壓器及匯流母線等）的母線必須進(jìn)行共振校驗(yàn)。2.5 母線的型號(hào)母線的型號(hào)通過分析和計(jì)算，110kv 母線型號(hào)采用 lf21y-110/100 絕緣子型號(hào)zs2-110/8；35kv 母線型號(hào)為 lmy-10010，絕緣子型號(hào)為 zs-35/4k；10kv 母線型號(hào)為 lgj 型鋼芯鉛絞線，額定截面 185 平方毫米。為了節(jié)約投資，減少占地面積 10kv 系統(tǒng)采用室內(nèi)成套開關(guān)柜。主接線的見附錄 1 圖 2.7 所示。93 短路電流計(jì)算短路電流

37、計(jì)算3.1 短路的定義短路的定義電力系統(tǒng)中一切不正常的相與相之間或相與地(指中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng))之間發(fā)生通路的情況叫短路1。3.2 短路的原因及后果短路的原因及后果3.2.1 短路的原因主要有以下幾種短路的原因主要有以下幾種（1）電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化，或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊，過電壓引起絕緣損壞；（2）架空線路因大風(fēng)或?qū)w覆冰引起電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等；（3）電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路；（4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等1,3-5。3.2.2 短路故障短路故障由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗

38、大為減少，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有下列幾個(gè)方面：（1）強(qiáng)大的短路電流通過電路設(shè)備使發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，足以使設(shè)備因過熱而損壞甚至燒毀；（2）巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞；（3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞；（4）短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行牟發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導(dǎo)致的最嚴(yán)重后果；（5）巨大的短路電流將在周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的

39、電磁場，尤其是不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對(duì)周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾1。3.3 短路的類型短路的類型三相短路、兩相短路、單相接地短路及兩相接地短路。三相短路時(shí)，由于被短路的三相阻抗相等，因此，三相電流和電壓仍是對(duì)稱的，又稱為對(duì)稱短路。其余幾種類型的短路，因系統(tǒng)的三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)遭到破壞，網(wǎng)絡(luò)中的三相電壓，電流不再對(duì)稱，故稱為不對(duì)稱短路。3.4 短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)短路計(jì)算的目的和簡化假設(shè)3.4.1 計(jì)算短路電流的主要目的計(jì)算短路電流的主要目的（1）為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計(jì)算短路10中沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械

40、穩(wěn)定性，計(jì)算短路電流的周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性；（2）為設(shè)計(jì)和選擇變電所電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)；（3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)12。3.4.2 在實(shí)際短路計(jì)算中的簡化計(jì)算假設(shè)在實(shí)際短路計(jì)算中的簡化計(jì)算假設(shè)（1）負(fù)荷用恒定電抗表示或略去不計(jì)；（2）認(rèn)為系統(tǒng)中各元件參數(shù)恒定，在高壓網(wǎng)絡(luò)中不計(jì)元件的電阻和導(dǎo)納，即各元件均用純電抗表示。并認(rèn)為系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)的電勢同相位，從而避免了復(fù)數(shù)的運(yùn)算；（3）系統(tǒng)除不對(duì)稱故障處出現(xiàn)局部不對(duì)稱外，其余部分是三相對(duì)稱的。上述簡化，事實(shí)上帶來的計(jì)算誤差一般仍在工程計(jì)算的允許范圍之內(nèi)。3.5 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)

41、算3.5.1 概述概述進(jìn)行 110kv 和 10kv 三相短路電流計(jì)算。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的 5%10%時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)為無限大功率電源供電，其容量為無限大，內(nèi)阻抗為零。對(duì)這種電源，由其外電路發(fā)生短路而引起的功率變化對(duì)它影響甚微，又因內(nèi)阻抗為零而不存在內(nèi)部電壓降，所以，電源的端電壓保持恒定。在電力系統(tǒng)短路電流計(jì)算中，其主要任務(wù)是計(jì)算短路電流的周期分量1。對(duì)內(nèi)阻抗 x=0，端電壓 u=c（常數(shù)）的無限大功率系統(tǒng)，它所提供的短路電流周期分量的幅值且不隨時(shí)間而變。在三相短路電流計(jì)算中，取能夠產(chǎn)生最大沖擊電流的點(diǎn)作為短路點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算13。3.5.2 110kv 母線三相短路時(shí)

42、母線三相短路時(shí),短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算取 sd=100mva ；ud=110kv ；線路長 50km，線路電抗:xl*=xl(sd/uav)=0.450(100/110) =0.165 (3.1)變壓器電抗: xt*= uk(%)/100 sd/sd(n)=(10.5/100) (100/10)=1.05 (3.2)電源至短路點(diǎn)的總電抗為: x*= xl*+ xt*=0.165+1.05=1.215 (3.3)短路電流周期分量的有名值為:ip=id/x*=(1/x*)(sd/ud)3 =(1/1.215) 100/(4.18)ka3=11.378ka (3.4)沖擊電流為:ish=kship

43、m=kship211=1.811.378ka2=28.9592 ka (3.5)短路功率為: s=sd/x*=(100/1.215)mva=80.3045mva (3.6)3.5.3 10kv 母線三相短路時(shí)母線三相短路時(shí),短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算取 sd=100mva；ud=10kv；電纜線長 5km，線路電抗:xl*= xl(sd/uav)=0.45(100/10)=2 (3.7)變壓器電抗: xt*= uk(%)/100 sd/sd(n)=(10.5/100) (100/10)=1.05 (3.8)電源至短路點(diǎn)的總電抗為: x*= xl*+ xt*=2+1.05=3.05 (3.9)短路

44、電流周期分量的有名值為: ip=id/x*=(1/x*)(sd/ud)3=(1/3.05) 100/(1.5125)ka3 =12.5151ka (3.10)沖擊電流為: ish=kshipm=kship2=1.812.5151ka2=28.9592 ka (3.11)短路功率為: s=sd/x*=(100/3.05)mva=32.78mva (3.12)以上短路電流的計(jì)算為以后電氣設(shè)備的選擇和保護(hù)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。124 電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇4.1 電氣設(shè)備選擇的重要性電氣設(shè)備選擇的重要性電氣設(shè)備的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,正確地選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行的

45、重要條件。選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際，在安全、可靠運(yùn)行的前提下，采用新技術(shù)13。4.1.1 主變壓器的選擇主變壓器的選擇主變壓器 2 臺(tái)，型號(hào)：sfsz9-10000/110；額定容量：10000kva；聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：yn yno d11；相數(shù)：三相三繞組；短路損耗：19.0178kva；額定電流：47.715/149.96/524.86；額定電壓：121/38.5/11kv；短路阻抗：10.5%；空載損耗：14.633kva。主變壓器的參數(shù)見表 4.1：4.2 斷路器的選擇斷路器的選擇斷路器 11、15、16 選型號(hào)為 lw6b-126w 斷路器，電流 3.15ka，電壓126kv，額定開斷電流

46、40ka，極限通過電流 100ka，合閘時(shí)間=0.09s，固有分閘時(shí)間=0.035s，sf6 氣體重量 15kg/臺(tái)，額定氣壓 0.6mp。斷路器 31、32、33、34、35、37、38、39、40、41 采用型號(hào)為 zn23b-35-1200a/25ka；電流 1.25ka，電壓 35kv，額定開斷電流 25ka。斷路器101，102，103，104，105，106，107，110，111，112，113，114，115 采用型號(hào)為 zn-10 型的戶內(nèi)高壓真空斷路器，電流為 1.25ka，電壓為 10kv，配用機(jī)構(gòu)型號(hào)為 cd104.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇野 111，野 116

47、，野互 01，野 151，野 156，153 隔離開關(guān)型號(hào)選用 gw5-110gd，額定電壓 110kv，額定電流 0.63ka ；野 162，野 166 隔離開關(guān)型號(hào)選用 gw5-110iipw，額定電壓 110kv，額定電流 630a；野 322，野 326，野312，野 316，野 332，野 336，野互 04 隔離開關(guān)型號(hào)選用 gw-35gd，額定電壓 35kv，額定電流 630a；野 381，野 386，野 316，野 312，野 351，野352，野 416，野 411 隔離開關(guān)型號(hào)選用 gw5-35g，額定電壓 35kv，額定電流630a。開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù)見表 4.2：額定工作電

48、壓 kv3610最高工作電壓 kv3.56.911.5額定工作電流 a630，1000，2000，3000，3150 少油 真空額定開斷電流（有效值）1.631.54013ka額定關(guān)合電流（峰值）ka4080125額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）ka4080125熱穩(wěn)定電流（有效值）ka1631.540熱穩(wěn)定時(shí)間 s2（4）22（4）操作方式單母線和單母線帶旁路外形尺寸：高深高 mm直流電磁 cd10彈簧機(jī)械 ct8（少油）ct19（真空）重量 kg321012001200(1800)注表 4.2 開關(guān)柜技術(shù)數(shù)據(jù)注：括號(hào)所注尺寸（1800）為 121-138 方案尺寸，這些方案的柜體由主柜及附加柜組成，

49、主柜尺寸同其它方案柜體尺寸一 321012001200，附加柜附于主柜之后。其外形尺寸為 230012006004.4 互感器的選擇互感器的選擇4.4.1 電壓互感器電壓互感器110kv 母線選用了 cc6-110 型電壓互感器，額定電壓 110kv，110kv 線路同期 pt 選用 tyd110/0.01 額定電壓 110kv；35kv1 段母線選用 jdjj2-335 型電壓互感器，額定電壓 35kv；10kv 母線采用 jsjw-10 型電壓互感器，額定電壓 10kv。4.4.2 電流互感器電流互感器野 11 間隔，1#主變間隔，2#主變間隔，都采用 lcwb6-110 型電流互感器，額

50、定電壓 110kv。4.4.3 消弧線圈消弧線圈在主變 35kv 側(cè)中性點(diǎn)安裝一臺(tái)型號(hào)為 xhd 的消弧線圈，額定電壓38.5kv，額定電流 1.2525，相數(shù)為單項(xiàng)。145 避雷器的選擇避雷器的選擇5.1 避雷器的作用及類型避雷器的作用及類型避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電氣設(shè)備。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種。我所選用的避雷器氧化鋅，其閥片一氧化鋅為主要材料，附少量精選過的金屬氧化物，在高溫下燒結(jié)而成。氧化鋅閥片具有很理想的非線性伏安特性。如圖5.1所示15：圖 5.1 zno、sic 和理想避雷器伏安特性的比較圖中假定 zno、sic 電阻閥片在

51、10ka 電流下的殘壓相同，但在額定電壓下zno 曲線所對(duì)應(yīng)的電流一般在 10a 以下，可近似認(rèn)為其續(xù)流為零，而 sic 曲線所對(duì)應(yīng)的續(xù)流都是 100a 左右，也就是說在工作電壓下氧化鋅閥片實(shí)際上相當(dāng)絕緣體15,16。zno 的伏安特性如圖 5.2 所示：15圖 5.2zno 避雷器的伏安特性可分為小電流區(qū)，非線性區(qū)和飽和區(qū)。在 1ma 以下的區(qū)域?yàn)樾‰娏鲄^(qū)，非線性系數(shù) 較高，在 0.2 左右；電流在 1ma 到 3ka 范圍內(nèi)，通常為非線性區(qū)，其 值在 0.020.05 左右；電流大于 3ka，一般進(jìn)入飽和區(qū)，隨電壓的增加電流增加不快。5.2 zno 除了有較理想的非線性伏安特性外的主要優(yōu)點(diǎn)

52、除了有較理想的非線性伏安特性外的主要優(yōu)點(diǎn)（1）無間隙；在工作電壓作用下，20n 實(shí)際上相當(dāng)絕緣體，因而工作電壓不會(huì)使 2no 閥電燒壞，所以可以不用串聯(lián)間隙來隔離工作電壓。（2）無續(xù)流； 當(dāng)作用在 2no 閥電上的電壓超過某一值時(shí)，將發(fā)生“導(dǎo)通”，其后，2no 閥電上的線壓受其良好的非線性特性所控制，當(dāng)交流電壓降至起始動(dòng)作電壓以下時(shí)，2no 的“導(dǎo)通”狀態(tài)終止，又相當(dāng)于一絕緣體，因此不存在工頻續(xù)流。（3）電氣設(shè)備所受過電壓可以降低。 （4）通流容易大。此外，由于無間隙和通流和通信流容易大，故 2no 避雷器體積小、容易輕、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行維護(hù)簡單、使用壽命也長17-19。5.3 變壓器中性點(diǎn)避雷

53、器的選擇變壓器中性點(diǎn)避雷器的選擇由變壓器繞組中的波過程可知，當(dāng)三相進(jìn)波時(shí)，中性點(diǎn)不接地的變壓器會(huì)達(dá)到繞組首端電壓的兩倍，這時(shí)其中性點(diǎn)需要保護(hù)。選擇避雷器的條件：避雷器沖擊放電電壓應(yīng)低于變壓器中性點(diǎn)的沖擊耐壓；避雷器的滅弧電壓應(yīng)小于電網(wǎng)單相接地而引起的中性點(diǎn)電壓升高的穩(wěn)定值 u。 ，其中u。=(x。/x1)/(2+ x。/x1)uxy (5.1)式中 uxy 為相電壓,在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，x。/x1=3 (5.2)所以，u。0.3 rch+0.1h (8.5)為了防止避雷針接地裝置和被保護(hù)接地裝置之間，在土壤中的間隙 sd被擊穿，sd為滿足： sd0.3 rch (8.6)同樣，假設(shè)土壤沖

54、擊放電電壓為 500kv/m，一般情況下 sk不應(yīng)小于5m，sd不應(yīng)小于 3m。19避雷針的配電構(gòu)架應(yīng)裝設(shè)輔助接地裝置，此接地裝置與變電所連接地網(wǎng)的連接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)小于 15m，其目的是使雷擊避雷針時(shí)，在避雷針上產(chǎn)生的高電位沿接地網(wǎng)，向變壓器接地點(diǎn)的傳播過程中逐漸衰減，在到達(dá)變壓器接地點(diǎn)時(shí)，不會(huì)造成變壓器反擊事故14。8.3.2 架空地線的保護(hù)范圍架空地線的保護(hù)范圍對(duì) 110kv 的降壓變電所，在靠近變壓器的一段進(jìn)線上，裝設(shè)避雷線，即變電所進(jìn)線的保護(hù)段，其長度取 2km。8.3.3 母線防雷保護(hù)母線防雷保護(hù)變電所母線上必須裝設(shè)閥型避雷器,以限制雷電波入侵時(shí)的過電壓，這是變電所防雷的基本措施

55、之一8。9 主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)9.1 概述概述變壓器是變電所中十分重要的設(shè)備，它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來產(chǎn)生影響，因此，主變壓器的繼電保護(hù)尤其重要。根據(jù)變壓器的容量和重要程度設(shè)置瓦斯保護(hù)，縱差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、接地保護(hù)等1。9.2 瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)用來反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障及油位降低。其中，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯斷電器是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的瓦斯繼電器來實(shí)現(xiàn)。瓦斯繼電器是一種機(jī)械式非電量動(dòng)作的繼電器，本設(shè)計(jì)采用檔板式。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，電弧使變壓器油及絕緣物分解并產(chǎn)生氣體。輕微故障時(shí)，氣體緩慢地

56、產(chǎn)生并聚集在瓦斯繼電器中，使油面下降，瓦斯繼電器的接點(diǎn)閉合作用于信號(hào)；嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)氣體形成強(qiáng)烈油流，沖擊瓦斯繼電器使其接點(diǎn)閉合作用于跳閘，斷開變壓器兩側(cè)斷路器24。9.2.1 接地保護(hù)接地保護(hù)對(duì)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的變電所,引進(jìn)如圖9.1的接地保護(hù)裝置。t2t1k圖9.1并聯(lián)運(yùn)行變壓器裝置接地保護(hù)圖圖9.1并聯(lián)運(yùn)行變壓器裝置接地保護(hù)圖一般采用一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行（如t1），另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行（如t2）的方式，這時(shí)若在高壓母線上單相接地短路。t1跳閘后，t2仍帶故障運(yùn)行，則將產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，t2的絕緣將受到破壞。因此，這種變電所的零序保護(hù)應(yīng)該首先斷開中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器，以防止

57、過電壓造成的危害，然后再跳開中性點(diǎn)接地運(yùn)行變壓器。9.2.2 瓦斯保護(hù)的整定瓦斯保護(hù)的整定一般瓦斯繼電器氣體容積整定為 250300cm,所設(shè)計(jì)變電所容量為210mva，正常整定值為 250 cm，氣體容積整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來改20變的。重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為 0.61.5m/s，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，管中油流速度整定為 0.61m/s 時(shí)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但在變壓器外部故障時(shí)，由于穿越性故障，電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為 0.40.5m/s19。因此，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在 1m/s 左右。9.3

58、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)用來反應(yīng)變壓器引出線，套管及油箱內(nèi)部的線圈短路故障。保護(hù)動(dòng)作后跳開變壓器多側(cè)斷路器13。9.3.1 基本原理基本原理變壓器縱差動(dòng)保護(hù)在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，理想情況下，流入差動(dòng)繼電器的電流為 0，但實(shí)際上由于變壓器的勵(lì)磁電流，接線方式和差動(dòng)電流互感器誤差等因素的影響，繼電器中有不平衡電流比較大。因此，變壓器差動(dòng)保護(hù)需要解決的主要問題之一是采用各種措施避開不平衡電流的影響。9.3.2 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算表 9.1 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的整定計(jì)算名稱各電壓側(cè)的計(jì)算數(shù)值額定電壓（kv）11010額定電流（a）10000/（110）=5231000

59、0/（10）=5773電流互感器接線方式y(tǒng)電流互感器一次電流值52=903577選用電流互感器變比200/5=401000/5=200電流互感器二次電流值90/40=2.25577/200=2.89可見，10kv 側(cè)電流互感器二次電流比 110kv 側(cè)大，故 10kv 側(cè)為基準(zhǔn)側(cè)(1)躲過電流互感器二次回路斷線： idz=kkifmax=1.5577=865.5a (9.1)(2)躲過變壓器空載投入或外部短路切除后電壓恢復(fù)時(shí)的勵(lì)磁三角流。 idz=kkieb=1.3577=750.1a (9.2)(3)躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流：idz=kkibp = kk(kf+f) i(3)dz.ma

60、x (9.3)式中 kk可靠系數(shù)取 1.3; k 電流互感器同型系數(shù),當(dāng)兩側(cè)電流互感器的型號(hào)不同時(shí) k=1,型號(hào)相同時(shí), k=0.5; f 電流互感器的最大允許誤差,一般不超過 10%,取 f=0.1; 變壓器調(diào)壓,兩側(cè)電流值也隨之而復(fù),產(chǎn)生不平衡電流,由調(diào)壓引起的相對(duì)誤差,一般不超過 5%;f速飽和變流器平衡線圈實(shí)用匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等而引起的相對(duì)誤差,一般也不超過 5%;i(3)dz.max在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)母線三相短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流。idz=1.3(0.1+0.05+0.05) i(3)dz.max=0.26510=1300a 所以取 idz=1386a,則繼電器動(dòng)作電流