電力系統(tǒng)自動化畢業(yè)設(shè)計

1、天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 環(huán) 節(jié) 技 術(shù) 報 告系部名稱 電氣工程系 專 業(yè) 電力系統(tǒng)自動化 題目名稱 10KV變電站部分電氣初步設(shè)計學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015年4月電力系統(tǒng)自動化專業(yè)電力123班目 錄前言1第1章 畢業(yè)設(shè)計概述21.1 畢業(yè)設(shè)計題目21.2 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容2 第2章 負荷計算22.1 負荷概述22.2 負荷計算2第3章 無功功率補償53.1 并聯(lián)電力電容器補償53.2 無功補償容量的計算5第4章 主變壓器選擇64.1 變電變站干式變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇64.1.1變壓器容量64.1.2主變壓器臺數(shù)和型號64.1.3主變壓器確定74.2干式

2、變壓器的結(jié)構(gòu)及特點74.2.1干式變壓器結(jié)構(gòu)74.2.2干式變壓器特點84.3 干式變壓器的使用注意事項8第5章 變電站電氣主接線85.1對電氣主接線的基本要求和原則84.5.1電氣主接線的基本要求84.5.2電氣主接線的原則95.2 電氣主接線設(shè)計程序95.2.1資料分析95.2.2擬定主接線方案95.3主接線設(shè)計10第6章 短路計算116.1短路概述116.2造成短路原因116.3短路危害116.4短路計算11第7章 電氣設(shè)備選擇與校驗137.1電氣設(shè)備及分類147.2電氣設(shè)備選擇與校驗147.3高壓斷路器選擇與校驗157.3.1高壓斷路器的選擇157.3.2高壓斷路器的校驗157.4隔離

3、開關(guān)選擇與校驗167.4.1隔離開關(guān)原理與類型167.4.2隔離開關(guān)運行與維護167.4.3隔離開關(guān)的校驗177.5互感器選擇與校驗177.5.1互感器介紹177.5.2電流互感器177.5.3電壓互感器197.6母線選擇與校驗207.6.1 母線的選擇207.6.2母線校驗21第8章 繼電保護218.1繼電保護218.1.1對繼電保護的基本要求218.1.2繼電保護分類228.2過電流與速斷保護整定值的計算228.2.1過電流整定值計算228.2.2速斷保護整定值計算23第9章 配電裝置259.1配電裝置基本要求、分類、應(yīng)用259.2配電裝置的設(shè)計步驟259.2.1一次系統(tǒng)設(shè)計圖259.2.

4、2 1#變壓器設(shè)計圖269.2.3 2#變壓器設(shè)計圖26第10章 防雷保護設(shè)計2710.1雷電過電壓2710.2雷電的危害2810.3防雷保護裝置2810.4防雷設(shè)計2810.5防雷保護計算30總結(jié)32致謝33附錄34附錄35電力系統(tǒng)自動化專業(yè)電力123班前 言隨著社會生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，電力能源已成為了人類歷史發(fā)展的主要動力資源之一，近年來，我國的電力工業(yè)也有了很大的發(fā)展，這對電業(yè)生產(chǎn)人員的素質(zhì)也提出了更高的要求。我作為一名電力企業(yè)職工和一名電力系統(tǒng)自動化專業(yè)的畢業(yè)生，要科學(xué)合理地駕馭電力，就得從電力工程的設(shè)計原則和方法上來理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運行效率，從而達到降低生產(chǎn)

5、成本、提高經(jīng)濟效益和鞏固、提高所學(xué)知識的目的。本次畢業(yè)設(shè)計是繼完成專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后的總結(jié)和運用，是一次綜合運用理論和實踐相結(jié)合來解決工程問題能力的訓(xùn)練。通過畢業(yè)設(shè)計，可以將所學(xué)各門課程的理論知識和工作技能綜合復(fù)習(xí)和運用一遍，可以培養(yǎng)我們獨立工作和獨立思考的能力，還可以通過方案的比較查閱各種手冊、規(guī)程、資料、數(shù)據(jù)等來擴大知識面，了解國家的方針和政策，以便更好地適應(yīng)工作的需要。設(shè)計的主要內(nèi)容包括：10/0.4KV變電所主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計；短路電流計算；負荷計算；無功功率補償；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補償電容器）；繼電保護規(guī)劃設(shè)計

6、；配電裝置設(shè)計；防雷保護設(shè)計等。根據(jù)電氣主線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求，本變電所電氣主接線的高壓側(cè)采用單母線接線，低壓側(cè)采用單母線分段的電氣主接線形式；為減少無功損耗，提高電能的利用率， 本設(shè)計進行了無功功率補償設(shè)計；短路電流的計算包括短路點的選擇及其具體數(shù)值計算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計算的結(jié)果進行校驗的方法；繼電保護設(shè)計主要是對變壓器進行電流速斷保護和過電流保護的設(shè)計計算；配電裝置采用成套配電裝置；采用避雷針防直擊雷保護。本設(shè)計的新技術(shù)和新的設(shè)備難免有疏漏，錯誤之處，敬請批評指正！34電力系統(tǒng)自動化專業(yè)電力123班第1章 畢業(yè)設(shè)計概述1.1 畢業(yè)設(shè)計題目

7、10KV變電站初步設(shè)計1.2畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容1 進行10kV變電站初步設(shè)計；2 完成任務(wù)中全部內(nèi)容；3 文字語言通順簡練，圖表畫法符合國家標準；第2章 負荷計算2.1負荷概述電力負荷及其大小是供電設(shè)備設(shè)計計算的根本依據(jù)，正確合理地進行負荷計算，對于投資的經(jīng)濟性，技術(shù)上的安全可靠性和以后的經(jīng)濟運行和維護等有關(guān)系。本設(shè)計由兩臺主變壓器分別供不同的負荷，在此設(shè)計中忽略了部分負荷及電氣設(shè)備（非專業(yè)設(shè)計人員，如有錯誤請指正。）2.2負荷計算（附錄）1#變壓器負荷計算：照明設(shè)備：1=295KW =206.5KW299.425Kvar消防電梯：進風機：計算機：消防照明干線：2#變壓器負荷計算消防電梯：正壓風機：

8、照明設(shè)備：電力設(shè)備：1#變壓器最后計算負荷 2#變壓器最后計算負荷第3章 無功功率補償所謂無功功率補償是把具有容性功率的裝置與感性負荷聯(lián)接在同一電路，當容性裝置釋放能量在相互轉(zhuǎn)化，感性負荷所吸收的無功功率可由容性裝置輸出的無功功率中得到補償。3.1并聯(lián)電力電容器補償并聯(lián)補償時把電容器并接到被補償設(shè)備的電路上，以提高功率數(shù)，這種方法稱為并聯(lián)電容器補償。如圖3-1所示為并聯(lián)電力電容器補償?shù)脑韴D。由圖可見電力電容器在圖中所示位置進行無功補償時，線路WL1輸送無功功率仍為無功功率，即，而變壓器輸送的無功功率則為，線路WL1輸送的無功功率則為，因此，電源只需向電力負荷提供的功率。通過以上可知并聯(lián)電力電

9、容器降低了通過輸電線路及變壓器的功率（或電流），同時也減少了對發(fā)電機無功功率的需求量。3.2無功補償容量的計算根據(jù)設(shè)計要求與實際需要變電站的功率因數(shù)達到0.9，所以對無功進行補償。1#變壓器的負荷補償：功率因數(shù)： ，現(xiàn)將其提高到0.90。經(jīng)過補償后：2#變壓器的負荷補償功率因數(shù)： 現(xiàn)欲將提高到0.90。經(jīng)過補償后： 第4章 主變壓器選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。4.1變電變站干式變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇4.1.1變壓器容量變壓器空載運行時需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給。變壓器容量如選的過大，變壓器長期處于輕載運行，使空載的損耗增

10、加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。若容量選的小，會使變壓器長期過負載，易損壞設(shè)備。變壓器的最佳負載率在40%-70%之間，按照5-10年的發(fā)展計劃來確定變壓器容量為1000kVA。4.1.2主變壓器臺數(shù)和型號1臺數(shù)變壓器的臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負荷的特點和經(jīng)濟運行進行選擇，要由負荷大小，對供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，對于負荷是二、三類負荷 ，二級負荷主要是消防電梯、應(yīng)急照明等負荷；而三級負荷主要是電力設(shè)備和普通照明，根據(jù)需要擬裝設(shè)兩臺變壓器。2型號主變壓器的型號選擇主要考慮以下因素：1.變電站的地址選擇；2.建筑物的防火等級；3.建筑物的使用功能；4.主要用電設(shè)備對供電的要求；5.當?shù)毓╇姴块T對變電

11、站的管理體制等。主變壓器安裝在地下時根據(jù)消防要求，不得選用可燃性油變壓器，地下層一般比較潮濕通風條件不好，也不宜選用空氣絕緣的干式變壓器，宜采用環(huán)氧樹脂澆注型或六氟化硫型，結(jié)合具體情況選型為SCB9-1000/10KV變壓器。4.1.3主變壓器確定地下變電站的主變壓器型號為環(huán)氧樹脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如表4-1所示。表4-1 SCB9-1000/10變壓器技術(shù)參數(shù)型號額定容量（KVA）額定電壓（kV）空載損耗（W）負載損耗（W）短路阻抗（%）空載 電流（%）變壓器連接組高壓低壓SCB9-1000/10100010.50.41660855061.04.2干式變壓器的結(jié)構(gòu)及特點4.2.1干式變壓器的

12、結(jié)構(gòu)繞組材料是銅箔或鋁箔，有時也采用銅線繞制，而低壓線圈（1000V及以下），用銅箔（或鋁箔）與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個堅固的整體，不但具有很強的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗，證明線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。由于干式變壓器的適用材料不同，其絕緣等級也不同，絕緣材料等級與絕緣材料最高允許溫度見表4-2。表4-2 絕緣等級與最高允許溫度絕緣等級YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802204.2.2干式變壓器的特點：1 損耗小、噪聲?。贿\行、維修量小。2 具有耐熱、防塵、耐潮

13、的特點。3 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強。4 機械強度高，抗溫度變化，抗短路能力強。4.3干式變壓器的使用注意事項1 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護要求而定。2 干式變壓器繞組的絕緣，很大程度影響變壓器的安全和使用壽命。3 干式變壓器的過載能力與環(huán)境溫度、負荷情況、絕緣散熱和發(fā)熱時間有關(guān)。第5章 變電站電氣主接線由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號并按工作順序排列，詳細地表示電氣設(shè)備或成套裝置的基本組成和連接關(guān)系的接線圖，稱為主接線電路圖。5.1對電氣主接線的基本

14、要求和原則5.1.1電氣主接線的基本要求1可靠性可靠性指主接線能保證對用戶不間斷的供電。不僅要考慮次設(shè)備還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。2靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求： 1)調(diào)度要求：靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷。滿足系統(tǒng)在事故運行、檢修和特殊運行方式下要求。 2)檢修要求：可方便的停、送斷路器、母線和繼電保護設(shè)備，進行安全檢修，不影響對用戶供電。 3)擴建要求：可以容易的從初期過渡到終期接線，在擴建時無論一次和二次都要做到設(shè)備改建量最小。3經(jīng)濟性經(jīng)濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。5.1.2電氣主接線的原則1考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電站主

15、接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。根據(jù)負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。2考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對一級負荷：必須有兩個獨立電源供電，當一個電源失去后，保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷：一般要有兩個電源供電，當一個電源失去后，保證大部分二級負荷供電；三級負荷一般只需一個電源供電。3考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電站主變的容量和臺數(shù)，對變電站主接線的選擇將產(chǎn)生直接影響。大型變電站由于傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此其主接線的可靠性、靈活性要求也高。而容量小的變電站則反之。5

16、.2 電氣主接線設(shè)計程序5.2.1資料分析1 工程情況：變電所類型；設(shè)計規(guī)劃容量；變壓器容量及臺數(shù)；運行方式等。2 電力系統(tǒng)情況：電力系統(tǒng)近期及遠景發(fā)展規(guī)劃(510年)；變電站地理位置和作用；電力系統(tǒng)連接方式以及各級中性點接地方式等。3 負荷情況：負荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。4 環(huán)境條件：當?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質(zhì)、海拔、地震等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。5 設(shè)備制造情況：必須對各主要電器的性能、制造、供貨、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進性、經(jīng)濟性和可行性。5.2.2擬定主接線方案對電源和出線回路數(shù)、電壓等級、變

17、壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠期)。依據(jù)對主接線的基本要求，從技術(shù)上論證各方案的優(yōu)缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術(shù)合理、經(jīng)濟可行的主接線方案。5.3主接線設(shè)計（附錄）一.單母線接線如圖5-1所示，整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)接到同一組母線上。對饋線送電時，須先合上隔離開關(guān)QS2和QS3，再投入斷路器QF2；如果停止對其供電，須先斷開QF2，然后再斷開QS3和QS2。為了防止誤操作，嚴格按照操作規(guī)程和操作票制度，并在隔離開關(guān)和相應(yīng)的斷路器，加裝電磁閉鎖、機械閉鎖。接地開關(guān)(又稱接地刀間)QS

18、4是在檢修電路、設(shè)備時合上，取代安全接地線的作用。電壓在110kV及以上，斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)線路側(cè)均應(yīng)配備接地開關(guān)。對35kV及以上的母線，每段母線上應(yīng)配備1-2組接地開關(guān)。圖 5-1 單母線接線1單母線接線的優(yōu)缺點 優(yōu)點：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。 缺點：靈活性和可靠性差，當母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開它所連接的電源，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。2單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺主變壓器的以下兩種情況： (1)6-10kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。 (2)35-66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。第6章 短路計算選

19、擇電氣設(shè)備、整定繼電保護、確定電氣主接線方案、考慮限制短路電流的措施及分析電力系統(tǒng)是短路計算的最終目的。6.1短路概述短路是指不同電位導(dǎo)電部分間不正常短接，短路包括：相與相間導(dǎo)體的金屬性短接、經(jīng)小阻抗短接、在電力系統(tǒng)中單相或多相接地。電力系統(tǒng)的狀態(tài)有三種：正常運行狀態(tài)、不正常運行狀態(tài)、短路故障。6.2造成短路原因電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞，大多是由于設(shè)計、制造、安裝和運行不當所致。內(nèi)部人員違反操作規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作而引發(fā)短路。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。此外，飛禽及小動物跨接裸導(dǎo)體，老鼠咬壞設(shè)備、導(dǎo)線的絕緣，都可能造成

20、短路。6.3短路危害1. 電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，電網(wǎng)總阻抗減小，該回路的短路電流可能超過正常工作電流十幾倍甚至幾十倍。如610kV大容量裝置，短路電流可達到幾萬甚至幾十萬安。2. 短路時會產(chǎn)生較大的熱和電動力，所以設(shè)備要經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。 4.短路必將造成局部停電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大。 5.短路也同時引起系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓降低特別是靠近短路點處降低得更多，短路點的電壓為零，結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞。由此可見：短路的后果是十分嚴重，為保證電氣設(shè)備安全可靠運行，一旦發(fā)生短路要盡快切除故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短時間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此需要進行短

21、路電流計算。6.4短路計算1.確定基準值取 ，而 2.計算短路回路中主要元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)：據(jù)有關(guān)資料，則架空線路：據(jù)有關(guān)資料：，則電力變壓器：據(jù)有關(guān)資料：，則圖6-1電力系統(tǒng)短路計算電路圖表6-1短路計算表短路計算點三相短路電流（KV）三相短路容量（MVA）點2.762.762.767.094.2250.25點32.0732.0732.0759.0134.9622.273.做出等值電路圖并化簡電路，求出點及其點短路回路阻抗標幺值，根據(jù)計算電路圖及其回路中個主要元件的電抗標幺值做出等值電路圖。a.求出點三相短路電流和短路容量如圖所示6-2 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路。圖6-2 點供

22、電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路b.求出點三相短路電流和短路容量如圖6-3 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖6-3 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路第7章 電氣設(shè)備選擇與校驗電氣設(shè)備的選擇指的是，電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處位置和功能確定型號、參數(shù)。電氣設(shè)備選擇總原則是在保證安全、可靠工作前提下，適當留有裕度，盡量經(jīng)濟節(jié)約。7.1電氣設(shè)備及分類1.電氣設(shè)備電氣設(shè)備指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備的總稱，它包括：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、補償電容、保護設(shè)備、導(dǎo)線、電纜和用電設(shè)備等。2.電氣設(shè)備的分類（1）按電壓分：通常把1kV以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備，1kV

23、以下的稱為低壓設(shè)備。（2）按電能質(zhì)量分：交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。（3）按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分：一次設(shè)備、二次設(shè)備。（4）按是否組合分：單元件設(shè)備、成套設(shè)備。（5）一次設(shè)備按其在一次電路中功能，又可分為發(fā)電設(shè)備、變換設(shè)備、控制設(shè)備、保護設(shè)備、補償設(shè)備和用電設(shè)備。7.2電氣設(shè)備選擇與校驗表7-1導(dǎo)體和電器的選擇與校驗項目設(shè)備名稱選擇項目校驗項目額定 電壓（KV）額定 電流（A）裝置類（戶內(nèi)戶外）準確度級短路電流開斷能力（KA）熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓斷路器高壓負荷開關(guān)高壓隔離開關(guān)高壓熔斷器電流互感器電壓互感器母線電纜電氣設(shè)備選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟、合理是選擇電氣設(shè)備

24、的基本要求。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。從表7-1中可以看出各種設(shè)備正常、可靠工作條件下額定電壓、電流選擇，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。7.3高壓斷路器選擇與校驗7.3.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護作用，當電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運

25、行時用它接通或切斷負荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴重負荷時，借助繼電保護裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運行。為此要求斷路器具有相當完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。7.3.2高壓斷路器的校驗根據(jù)（圖7-1）（表7-2）。在短路計算中我們得知10kV側(cè)母線上短路電流為5.3kA，控制QF的線路繼電保護裝置實際最大的動作時間為1.0s圖7-1高壓斷路器的QF的型號規(guī)格變壓器高壓側(cè)實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。 線路首端短路時，流過短路電流最大，而線路首端（）點短路和母線（）點短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：

26、擬定選用高壓真空斷路器，斷路時間：短路假想時間：根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用ZN12-10I型高壓真空斷路器。表7-2 ZN12-10I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN12-10I校驗結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目技術(shù)數(shù)據(jù)110KV10KV合格257.7A1250A合格32.76KA31.5KA合格47.038KA25KA合格57.84126合格7.4隔離開關(guān)選擇與校驗7.4.1隔離開關(guān)原理與類型隔離開關(guān)是用于隔離電源，應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用，但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)按裝接地點分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式。隔離開關(guān)的型式對配

27、電裝置的分布和占地面積有很大影響，根據(jù)實際情況本變電站選擇型號為：GN30-10D/630（如表7-3）。這種型號隔離開關(guān)為高壓10kV，50HZ戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。表7-3 GN30-10D/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號型式序號額定電壓KV額定電流A結(jié)構(gòu)標志GN30-10D/630戶內(nèi)3010630帶接地刀閘7.4.2隔離開關(guān)運行與維護 隔離開關(guān)運行與維護的注意事項：1.載流回路及引線端子無過熱。2.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。3.傳動機構(gòu)外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。4.觸頭罩無異物堵塞。5.接地良好。6.分合閘過程應(yīng)無卡勁，觸頭中心要標準，三相

28、是否同時接觸。7.隔離開關(guān)嚴禁帶負荷分、合閘，維修時檢查它與斷路器的連鎖。7.4.3隔離開關(guān)的校驗 根據(jù)型號擬選GN30-10D/630。 短路電流的沖擊值：短路容量：短路電流假想時間： 校驗情況如下表，根據(jù)以下數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗條件。表7-4 GN30-10D/630校驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)GN30-10D/630工作電壓（KV）10最大工作電流（A）57.73短路電流 （KA）2.76短路沖擊電流（KA）7.038熱穩(wěn)定性校驗7.5互感器選擇與校驗7.5.1互感器介紹互感器是將高電壓、大電流按比例變成低電壓(100、)和小電流(5、1A)，包括電壓互感器(PT)和電流互感器（CT)?；ジ衅鲝幕?/p>

29、本結(jié)構(gòu)和工作原理來說是一種特殊變壓器，其電壓互感器二次不準短路，電流互感器二次不準開路。并且互感器二次繞組必須有可靠地接地以保證人身、設(shè)備的安全。7.5.2電流互感器1工作原理如圖所示7-2為電流互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電流互感器一、二次額定電流之比叫變流比，用表示，由變壓器的基本知識可知： （7-1）式中 、電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、電流互感器一、二次額定電流；、電流互感器一、二次實際電流；由式7-1可見，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實際電流，便可計算出一次實際電流的近似值。圖 7-2 電流互感器原理接線圖1、鐵芯；2、一次繞組；3、二次繞組

30、2結(jié)構(gòu)電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖7-2所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個鐵芯和具有兩個鐵芯的兩種類型。3校驗對于大多數(shù)電流互感器，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗。動穩(wěn)定倍數(shù)：則動穩(wěn)定校驗的條件為：擬定型號為：LZZBJ9-10型電流互感器，查表得，熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗條件為：，一般為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗時間t=1s，因此上式可改寫為：通過計算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗。7.5.3電壓互感器1工作原理 圖 7-3 電壓互感器原理接線圖

31、1、 鐵芯；2、一次繞組；3、二次繞組如圖所示7-3為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。式中 、電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、電壓互感器一、二次額定電壓；、電壓互感器一、二次實際電壓；由式可知電壓互感器變壓比和二次實際電壓，可計算出一次實際電壓的近似值。2結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點與鐵芯相連。3校驗為了保證電壓互感器的安全運行和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感

32、器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：其中式中 為電網(wǎng)電壓； 為電壓互感器一次繞組額定電壓；表7-5 電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（KV）一次繞組額定容量（VA）二次繞組額定容量（VA）最大容量（VA）JDZ18-10一次二次0.5133P6P400100.15080200綜合公式：校驗后滿足要求。7.6母線選擇與校驗7.6.1 母線的選擇根據(jù)設(shè)計要求，變電站10kV側(cè)為電纜線，屋內(nèi)配電10kV側(cè)和0.4kV側(cè)用硬母線，它的優(yōu)點是便于固定和連接，散熱性能好，缺點是集膚效應(yīng)系數(shù)較大，為避免次現(xiàn)象減小導(dǎo)體片（條）間的距離，相應(yīng)地改變它有關(guān)因素。7.6.2母線校驗根據(jù)負荷計算電流：折算到10kV

33、 得到高壓側(cè)電流：根據(jù)變壓器SCB9-1000/10型空載電流為0.8%，其有名值：空載電流： 根據(jù)實際情況：，電流經(jīng)濟密度10kV側(cè)：0.4kV側(cè)：故選用 10kV側(cè)：TMY-3 0.4kV側(cè)：經(jīng)過與短路電流的比較滿足條件。第8章 繼電保護電力系統(tǒng)的繼電保護是繼電保護技術(shù)和繼電保護裝置的統(tǒng)稱。它對保證系統(tǒng)安全運行和電能質(zhì)量、防止故障擴大和事故發(fā)生起著及為重要的作用。8.1繼電保護8.1.1對繼電保護的基本要求1.選擇性它是繼電保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)非故障元件仍繼續(xù)運行，盡量減小停電范圍。2.靈敏性靈敏性是指對于保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或非正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。3.

34、速動性速動性是指快速地切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，減少用戶在電壓降低的情況下的工作時間，以及減小故障元件的損壞程度。4.可靠性可靠性是指在其規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)該動作情況下，則不應(yīng)該錯誤動作。8.1.2繼電保護分類按原理分：電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護、方向保護、和零序保護等。按保護對象分：電力線路保護、發(fā)電機保護、變壓器保護、電容器保護、電抗器保護、母線保護等。按故障類型分：短路保護、接地故障保護、匝間短路保護、斷線保護、失步保護、失磁保護、過磁保護等。8.2過電流與速斷保護整定值的計算保護動作電流的整定值

35、有兩個原則：1.躲過變壓器二次測母線上1處故障時流過保護的最大短路電流，即式中可靠系數(shù)，取1.21.3。2.躲過變壓器空載合閘時的勵磁涌流。通常取式中保護安裝側(cè)變壓器的額定電流。保護動作電流取上述兩者中最大者。保護的靈敏度按保護安裝出2點故障時流過保護的最小兩相短路電流校驗，即要求：8.2.1過電流整定值計算 式中 繼電保護動作整定值（A）； 保護裝置的可靠系數(shù)； 接線系數(shù)； 電流互感器電流比； 線路最大負載電流（A）； 繼電器返回系數(shù)；式中 繼電器返回電流，電流互感器開始釋放的最大電流（A）； 繼電器起動電流，電流繼電器開始吸合的最小電流（A）;設(shè)計中所選用的變壓器型號為SCB9-1000/

36、10變壓器，10KV/0.4KV，57.7A/1443A，干式變壓器，其中電流互感器電流比為其過電流整定值計算如下所示：電流整定值：，過電流保護繼電器選用DL-11/11型。1.過電流保護動作時限 2靈敏度的校驗。變壓器過電流保護的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下運行，發(fā)生兩相短路來檢驗，其靈敏度也與線路過電流保護要求相同，即，個別情況下，允許。 即 （靈敏度合格）。8.2.2速斷保護整定值計算電流速斷保護原理接線圖8-1，變壓器電流速斷保護具有接線簡單、動作迅速等優(yōu)點，但不能保護變壓器的全部，且范圍隨系統(tǒng)運行方式及類型的變化而變化，只能用在容量較小的變壓器中，與氣體繼電保護構(gòu)成

37、變壓器的主保護。 式中 電流繼電器速斷保護動作電流（A）； 保護裝置可靠系數(shù)，取=1.2； 接線系數(shù)，取=1； 電流互感器電流比，=75/5=15； 線路末端最大短路電流，即三相金屬性短路電流穩(wěn)定性（A）；取 ，圖8-1電流速斷保護原理接線圖圖8-2電流速斷保護原理接線圖展開式對于電力系統(tǒng)末端供配電電力變壓器的速斷保護，一般取額定電流的2-3倍。則 ；速斷保護動作電流整定值為10A；動作時限為0s;靈敏度校驗公式： ；取 ；(靈敏度合格）第9章 配電裝置配電裝置是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。由開關(guān)電氣、保護和測量電氣、母線和必要的輔助設(shè)備組成的總體裝置。

38、當系統(tǒng)中發(fā)生故障時能迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。9.1配電裝置基本要求、分類1.基本要求：保證運行可靠；便于操作、巡視和檢修；保證工作人員的安全；力求提高經(jīng)濟性；具有擴建的可能；2.分類：按電氣設(shè)備裝設(shè)的地點不同：可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置；按其組裝方式：可分為裝配式和成套式9.2配電裝置的設(shè)計步驟9.2.1一次系統(tǒng)設(shè)計圖某某綜合樓變電站屋內(nèi)配電裝置如圖9-1所示圖9-1高壓側(cè)配電裝置圖9.2.2 1#變壓器設(shè)計圖如圖9-2為1#變壓器配電裝置圖1S GGD-36柜包括：B樓負一層照明、B樓一層照明、B樓二層照明、B樓三層照明、B樓四層照明、B樓五層計算機房、備用。2S GGD-

39、36G柜包括：B樓六層計算機房、B樓七層照明、B樓八層照明、B樓九層照明、備用、備用。3S GGD-36G柜包括：A樓負一層照明、A樓負二層照明、A樓一層照明、A樓二層照明、A樓三層照明、A樓四層照明、備用。4S GGD-08G柜包括：段受電。5S GGD-09G柜包括：I段受電。6S 柜包括：無功優(yōu)化補償裝置。7S GGD-12G柜包括：段受電。圖9-2 1#變壓器配電裝置圖9.2.3 2#變壓器設(shè)計圖如圖9-3為2#變壓器配電裝置圖8S GGD-09G柜包括：消防電梯1備用、消防電梯2、正壓風機、消防污水泵、B樓負一層人防電力備用、備用、變點所用電。9S GGD-36G柜包括：A樓消防電力

40、干線備用、A樓消防照明干線、B樓消防照明干線、B樓進風機、直流屏電源高壓柜內(nèi)照明、備用。10S GGD-09G柜包括：母線聯(lián)絡(luò)。11S GGD-36G柜包括：消防電梯1、消防電梯2備用、正壓風機、消防污水泵備用、B樓負一層人防電力、變點所用電備用、備用。12S GGD-36G柜包括：A樓消防電力干線、A樓消防照明干線備用、B樓消防照明干線、B樓進風機備用、直流屏電源備用、備用。13S GGD-12G柜包括：段受電。14S 柜：無功優(yōu)化補償裝置。15S GGD-10G柜包括：段受電。16S GGD-08G柜包括：段受電。17S GGD-36G柜包括：A樓負二層電力、B樓負一層電力、備用、備用。1

41、8S GGD-36G柜包括：B樓負二層電力、B樓三層電力、B樓四層電力、備用。 圖9-3 2#變壓器配電裝置圖第10章 防雷保護設(shè)計雷電所引起的大電壓將會對電氣設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中必須采取有效措施，以保證電氣設(shè)備安全。10.1雷電過電壓雷云放電在電網(wǎng)（或者電力系統(tǒng)）中引起的過電壓，統(tǒng)稱雷電過電壓。該種過電壓通常為單極性，持續(xù)時間很短為級（幾微秒至幾十微秒）幅值可能很高（可達100MV）對電網(wǎng)危害很大，應(yīng)當加以限制。雷電過電壓又分為：直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。直擊雷過電壓是由于雷直擊于電網(wǎng)引起的，感應(yīng)雷過電壓則是雷直擊于電氣設(shè)備附近，由于電磁感應(yīng)而在

42、電網(wǎng)中產(chǎn)生的。感應(yīng)雷過電壓的幅值不太高，一般不超過500-600kV，它主要對35kV及以下電網(wǎng)構(gòu)成威脅。10.2雷電的危害雷電的破壞作用主要是雷電波過電壓引起的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1雷電的熱效應(yīng)：雷電流產(chǎn)生的熱量，可能燒斷導(dǎo)線和燒毀電力設(shè)備；2雷電的機械效應(yīng)：雷電流產(chǎn)生的電動力，可摧毀設(shè)備、桿塔、建筑物和傷害人；3雷電的電磁效應(yīng)：雷電過電壓將會使電氣絕緣被擊穿，甚至引起火災(zāi)和燃燒，造成人身傷亡和設(shè)備損壞。另外雷電的閃落放電，可能燒壞絕緣子，使斷路器跳閘，造成停電事故。10.3防雷保護裝置1防雷保護： 防雷直擊：采用裝設(shè)在建筑物上的避雷網(wǎng)或避雷針，或由其混合組成的接閃器。防雷電感應(yīng)：建筑

43、物內(nèi)的設(shè)備管道構(gòu)架等主要建筑物，應(yīng)就近接至防直擊雷接地裝置或電氣設(shè)備的保護接地裝置上，可不另設(shè)接地裝置。2.防雷電波侵入：1）地電線路全長采用埋地電纜或敷設(shè)架空金屬線槽內(nèi)的電纜引入時，在入戶端應(yīng)將金屬電纜外皮，金屬線槽接地。2）低壓架空線轉(zhuǎn)換金屬改裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入時，其埋地長度應(yīng)大于或等于15m。低壓架空線直接引入時，在入戶處應(yīng)裝設(shè)避雷器，并將其與絕緣子鐵腳金具連在一起接到電氣設(shè)備的接地裝置上。10.4防雷設(shè)計1.依據(jù)圖紙要求及新的國際標準建筑物標準手冊及某某綜合樓實際情況可得：建筑物防雷接閃器有以下幾種形式（1）獨立避雷針（2）架空避雷線或架空避雷網(wǎng)（3）直接安裝在建筑物上的避雷針避雷帶或避雷網(wǎng)2.變配電所建筑物防雷保護（1）變配電所屋外配電裝置應(yīng)裝設(shè)防直擊雷保護裝置，一般采用避雷針或避雷器。（2）屋內(nèi)配電裝置如雷設(shè)防直擊雷保護裝置，屋頂有金屬結(jié)構(gòu)時，將金屬部分接地，屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，將其焊接成網(wǎng)接地，屋頂為非導(dǎo)體結(jié)構(gòu)時，采用避雷網(wǎng)保護。（3）35kV及以下的屋外高壓配電裝置，采