110kV變電站的初步設計+110kV變電站的電氣主接線圖形(共63頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 110kV變電站的初步設計摘 要根據(jù)對原始資料背景和設計要求的分析，110kV變電站初步設計的主要內(nèi)容包括：先試選電氣主接線方案，然后進行技術(shù)性和經(jīng)濟性的比較，最終選擇最合理的主接線形式；通過經(jīng)濟截面電流法，先選擇變電所進線導線，為后續(xù)三相短路電流計算做鋪墊；根據(jù)三相短路電流計算結(jié)果，選擇符合使用要求的各種電氣設備；最終是對變壓器、線路進行保護。通過綜合分析，110kV側(cè)入線是雙電源供電，35kV和10kV母線選擇的都是單母線接線。導線選擇后，采用標幺值法計算等效電抗，通過查電源運算曲線的圖表，找出短路瞬間、4s后的短路電流標幺值，而后將其轉(zhuǎn)換成有名值，通過公式計算

2、出沖擊電流。至于電氣設備的選擇則是通過最大負荷電流和開斷電流進行選擇，根據(jù)4s后電流有名值和短路沖擊電流有名值進行熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性校驗；至于保護方面，主要是變壓器的保護，通過延時時間不同，來讓不同斷路器動作，進而起到保護作用。關鍵詞：電氣主接線，三相短路電流，變壓器，線路保護，標幺值 PRELIMINARY DESIGN OF 110 kV SUBSTATIONABSTRACT According to the analysis of raw data background and design requirements, the main content of the preliminar

3、y design of the 110 kV substation including: Try to choose the main electrical wiring scheme, then carries on the technical and economical comparison, and finally choose the most appropriate form of the main wiring. Through the economical section current method, choose the substation into line condu

4、ctor, which will pave for the subsequent three-phase short-circuit current calculation. According to the results of the three-phase short-circuit current calculation to choose all kinds of electrical equipment, which conform to the requirements. Transformer and line are ultimately to be protected.Th

5、rough the comprehensive analyse, the side into line of 110 kV is double power supply, while 35 kV and 10 kV busbar selection are single busbar wiring. Use standard per unit method to calculate the equivalent reactance after selecting wire, and to find out the per units short-circuit current value of

6、 short circuit instantaneous and after 4s through checking the power operation curve chart, and then convert them into actual value, calculate the shock current based on the formula. As for the selection of electrical equipment, which is through the choice of maximum load current and open circuit cu

7、rrent, carries on the thermal stability and dynamic stability check according to the after 4s current actual value and short circuit impact current actual value. The protection of transformer is mainly in protection, which protects further through the different delay time to make the different circu

8、it breaker action. KEY WORDS: main electrical wiring, three-phase short-circuit current, transformer, line protection, per unit專心-專注-專業(yè)目錄前言我國電力工業(yè)近年來發(fā)展迅速，其技術(shù)水平和管理水平正在朝著集中控制和計算機監(jiān)控的方向邁進,電力系統(tǒng)也已經(jīng)實現(xiàn)了分級集中調(diào)度。各電力企業(yè)正以節(jié)能高效高產(chǎn)為目標，努力做到安全高效遠行。目前國內(nèi)外110kV以上變電站及相當一部分35kV變電站都不同規(guī)模地實現(xiàn)了遠動及自動化控制，而未來變電站的發(fā)展趨勢也是向著智能化，網(wǎng)絡化，保護、

9、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。根據(jù)對原始資料和設計要求的分析，110kV變電站的設計主要包括電氣主接線方案的分析和選擇、三相短路電流的計算、主要電氣設備的選擇及變壓器保護等。通過技術(shù)性和經(jīng)濟性比較、論證，110kV側(cè)采用雙回路供電，35kV側(cè)采用單母線接線，10kV側(cè)也采用單母線接線的設計方案；短路電流的計算是為了選擇各種合適的電氣設備，并進行有關的校驗。通常三相短路產(chǎn)生的短路電流最大，在選取短路點之后，采用運算曲線法完成三相短路電流的計算；在短路電流計算的基礎上對電氣設備進行選擇，電氣設備一般按正常工作條件進行選擇，并按照短路狀況來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。重點對高壓斷路器、高壓隔離開關、電流互

10、感器、電壓互感器、母線、避雷器等設備進行了選擇。由于變壓器在電力系統(tǒng)中占有十分重要的地位，其故障會對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響，必須進行各種保護。 第1章 原始資料分析及變壓器的選擇1.1 原始資料簡介及分析1.1.1 原始資料簡介1. 設計變電所在城市近郊，在變電所附近有地區(qū)負荷。2. 確定本變電所的電壓等級為110/35/10kV，110kV是本變電所的電源電壓，35kV和10kV是二次電壓。3. 待建變電所的電源，由雙回110kV線路送到本變電所；在中壓側(cè)35kV母線，送出6回線路,每回路輸送容量2MW,功率因數(shù)0.85；在低壓側(cè)10kV母線，送出12回線路，為近區(qū)負荷，每

11、回路輸送容量1.5MW，自然功率因數(shù)0.85；該變電所的所址，地勢平坦，交通方便。其對應如圖1-1所示：圖1-1 待建變電所示意圖1.1.2 原始資料分析所建變電所既然在城市近郊，說明是向城市供電，城市中一級、二級負荷比較多。由圖中變電所出線有三條線，結(jié)合本變電所的電壓等級為110/35/10kV，可以知道本變電所一條代表10kV，一條代表35kV，另外一條直接供電。結(jié)合電源是雙電源雙回路供電，地區(qū)一、二級負荷比較多，可以考慮用兩臺變壓器供電。根據(jù)每條回路的傳輸容量和功率因數(shù)，可以選擇合適的變壓器。1.2 變壓器的選擇1.2.1 變壓器數(shù)量的選擇由于變電所在城市近郊，其主要向城市及其郊區(qū)的企業(yè)

12、供電?？梢哉J為該地區(qū)一、二級負荷較多，為了滿足供電可靠性，應采用兩臺變壓器供電。1.2.2 變壓器容量的選擇變壓器容量選擇時需要注意的幾個問題1：1. 變電站運行需要消耗電能，故廠用電取為5%。2. 由于兩臺變壓器互為暗備用，當一臺變壓器故障或檢修時，另一臺變壓器承擔負荷取為70%。3. 為了適應城市發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應保留15%25%的裕量，此處取為20%。4. 由于所有負荷大多數(shù)情況下不會同時工作，故取同期系數(shù)為0.9。變壓器容量可按以下公式計算： (1-1) 通過綜合分析，110kV變電站變壓器應采用兩臺完全相同的有載調(diào)壓三繞組電力變壓器，變壓器容量為31500kVA。查35-

13、110kV變電所設計規(guī)范選擇：SFSZ731500/110型號的變壓器。其技術(shù)參數(shù)如下表1-1所示：表1-1 所選變壓器參數(shù)型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）連接組別高壓中壓低壓SFSZ731500/1103150011081.25%38.522.5%11YN yn0 d11損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）空載負載高-中高-低中-低1.450.317510.5176.5容量比100/100/100第2章 電氣主接線的設計2.1 電氣主接線電氣主接線是高壓電氣設備連成的接收和分配電能的電路，是發(fā)電站和變電所最主要的組成部分之一，對安全可靠至關重要。2.1.1 電氣主接線的基本要求電氣

14、主接線的基本要求如下2：(1) 安全性安全性主要指設備安全和人身安全。設備安全主要指電氣設計符合國家標準和電氣設計規(guī)范。人身安全指操作人員具有操作資歷，能按要求操作。(2) 可靠性可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力。(3) 靈活性操作的方便性和調(diào)度時的靈活性。(4) 經(jīng)濟性投資少，占地面積小，電能損耗少。此外，選擇主接線時還要考慮到擴建的可能性。設計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮從初期接線過渡到最終接線的可能和分階段施工的可行方案，使其盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來可順利完成過渡方案的實現(xiàn)，使改造的工作量最少。 2.2 母線制2.2.1 單母線接線單母

15、線接線的優(yōu)點：接線簡單清晰、設備少，投資少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。 單母線接線的嚴重缺陷是母線停運，將使全部支路停運，且停電時間較長，若為母線自身損壞須待母線修復之后方能恢復各支路運行。單母線接線如圖2-1所示：圖2-1 單母線接線2.2.2 單母線分段接線單母線分段的優(yōu)點3：先采用斷路器和隔離開關把母線進行分段，而后對重要的用戶從不同段引出兩條回路，即雙電源供電；當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會自動切除故障，保證正常段母線不間斷供電。單母線分段接線的顯著的缺點：當一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的引線都要停電；當出線也為雙回路時，架空線路會出現(xiàn)交叉跨越

16、現(xiàn)象，擴建時須向兩個方向擴建。單母線分段接線如圖2-2所示：圖2-2 單母線分段接線2.2.3 雙母線接線雙母線接線的優(yōu)點：供電可靠、調(diào)度靈活、擴建方便。雙母線接線的缺點3：1. 增加一組母線和使每回路就須加一組母線隔離開關。2. 當母線故障或檢修時隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。2.2.4 橋形接線橋形接線分為內(nèi)橋和外橋兩種，其共同特點是在兩臺變壓器一次側(cè)進線處用以橋臂將兩回路相連。橋臂連接在進線斷路器之內(nèi)稱為內(nèi)橋，連在進線斷路器之外稱為外橋4。橋形接線用于給一、二級負荷供電。內(nèi)橋接線適用于線路較長或需不要經(jīng)常切換的變壓器的情況，而外橋接線適用于供電線路較短或需要經(jīng)常切換變壓器的情況。

17、橋形接線線路復雜，高壓設備多，操作不方便，投資大，在用戶供電系統(tǒng)中應用很少。內(nèi)外橋形接線如圖2-3和圖2-4所示： 圖2-3 外橋形接線 圖2-4 內(nèi)橋形接線2.3 電氣主接線設計方案的比較及選擇通過綜合分析，電氣主接線有以下三種方案可供選擇：方案一：110kV側(cè)為橋形接線方式，10kV和35kV側(cè)均為單母線分段接線方式。方案二：110kV側(cè)為雙母線接線方式，10kV和35kV側(cè)均為單母線接線方式。方案三：110kV側(cè)為單母線接線方式，10kV和35kV側(cè)均為單母線接線方式。通過對各種方案的比較，可以得到以下的分析結(jié)果：1. 110kV側(cè)主要有三種接法：橋形接法、雙母線接法和單母線接法。內(nèi)橋接

18、線主要用于線路較長，不需要經(jīng)常變換變壓器的情況，外橋接線恰恰相反，多用于線路較短，需經(jīng)常切換變壓器的情況，但這兩種接法設備太多，投資大，切換復雜，不易操作。而雙母線接法主要用于特別重要的負荷，因其開關數(shù)目多，連鎖機構(gòu)復雜，切換繁瑣，造價高，故電力系統(tǒng)不推薦采用雙母線。由于采用的是兩個變壓器，每個變壓器的進線又是雙電源供電，考慮到單母線出線不多，因此，綜合考慮后110kV采用單母線接線。2. 對于35kV和10kV側(cè)的各種方案選擇，主要區(qū)別于使用單母線還是單母線分段制。單母線分段制可靠性和靈活性更高，檢修時也不至于對全部負荷中斷供電，故在選擇時應該優(yōu)先采用。另外，對于35kV側(cè)，若采用單母線接線

19、，配線出線回路不能超過3回，而已知出線是6回路，所以對于35KV側(cè)，僅能采用單母線分段接線。而對于10kV側(cè)，若采用單母線接線，配線回路不能超過5回，所以也只能采用單母線分段接線。通過對以上方案的分析，本設計110kV側(cè)采用單母線接線，35kV和10kV側(cè)采用單母線分段接線方式。主接線形式如圖2-5所示：圖2-5 主接線形式第3章 短路電流的計算3.1 概述3.1.1 短路類型短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱短路，造成的危害最為嚴重，但發(fā)生的機會較少。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機會最多，約占短路總數(shù)中的70以上。所以在做短路計算時，選擇危害最嚴重的三相短路5。

20、3.1.2 短路計算步驟通常三相短路電流產(chǎn)生的熱效應和力效應最大，所以只對三相短路短路電流進行計算。其計算步驟6如下：1. 根據(jù)原始資料畫出電力系統(tǒng)主要設備圖。2. 綜合分析，確定可能產(chǎn)生最大短路電流的短路點。3. 計算各電氣元件的電抗標幺值，同時畫出等效電路圖。4. 簡化等效電路圖，求出各個電源對短路點的等效電抗標幺值X*j。5. 根據(jù)電抗標幺值X*j查運算曲線表，求出不同時刻各短路點的短路電流。3.2 變電站電源進線的選擇3.2.1 變電站容量補償后的初步估計變電所一臺變壓器運行時的視在功率為： (3-1)功率因數(shù)為：按要求采用電容器將功率因數(shù)補償?shù)?.9以上： (3-2)經(jīng)電容補償后，變

21、電所的功率變?yōu)椋?(3-3)變電所補償電容容量至少為： (3-4)由于每一臺變壓器均是雙回路供電，所以每一條線路的功率為： (3-5)3.2.2 變電站進線的選擇 變電所電源進線上的總功率和電流為： (3-6) (3-7)假設變電所年最大負荷利用小時數(shù)，查導線經(jīng)濟電流密度圖可知，經(jīng)濟電流密度,則導線的經(jīng)濟截面： (3-8)試取最接近的導線截面為70mm2，選取LGJ-70/10鋼芯鋁絞線。 3.3短路計算分別對變電所內(nèi)高（110kV）、中（35kV）、低（10kV）三個電壓母線進行三相短路電流計算。短路電流計算時，忽略線路、變壓器電阻以及負荷的影響7。電力系統(tǒng)短路計算示意圖如圖3-1所示：圖3

22、-1 短路計算示意圖3.3.1 各元件電抗標幺值的計算發(fā)電機： (3-9)變壓器： (3-10) 線路： (3-11)基準容量： (3-12)取基準電壓： (3-13)短路計算等值電路圖如圖3-2所示：圖3-2 等值電路圖電源側(cè)發(fā)電機G1、G2、G3的電抗標幺值：電源側(cè)變壓器T1、T2、T3的電抗標幺值：輸電線路L1、L2、L3、L4的電抗標幺值：變電所三繞組變壓器T4、T5各繞組阻抗電壓百分數(shù)：變電所三繞組變壓器T4、T5各繞組電抗標幺值：3.3.2 K1點（35kV母線）短路電流計算等值電路圖3-2化簡為等值電路圖3-3所示：圖3-3 等值電路圖由等值電路圖3-3簡化為等值電路圖3-4所示

23、：圖3-4 等值電路圖等值電路圖3-4簡化成等值電路圖3-5所示：圖3-5 等值電路圖各個電源對K1短路點所產(chǎn)生的短路電流如下：1. 電源E1、E2供給的短路電流計算電抗： (3-14)查汽輪發(fā)電機運算曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-15)4s短路電流有名值： (3-16)短路沖擊電流： (3-17)2. 電源E3供給的短路電流計算電抗： (3-18)查汽輪發(fā)電機運算曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-19)4s短路電流有名值： (3-20)短路沖擊電流： (3-21) 母線

24、K1點短路電流計算結(jié)果如表3-1所示：表3-1 35kV母線（K1點）短路電流計算結(jié)果匯總電源0s短路電流 (kA)4s短路電流 (kA)短路沖擊電流 (kA)E(1,2)0.820.692.09E30.850.782.16總和1.671.474.253.3.3 K2點（10kV母線）短路電流計算由等值電路圖3-2化簡為等值電路圖3-6所示：圖3-6 等值電路圖等值電路圖3-6簡化為等值電路圖3-7所示：圖3-7 等值電路圖等值電路圖3-7簡化成等值電路圖3-8所示：圖3-8 等值電路圖各個電源對K2短路點所產(chǎn)生的短路電流如下：1. 電源E1、E2供給的短路電流計算電抗： (3-22)查汽輪發(fā)

25、電機運算曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-23)4s短路電流有名值： (3-24)短路沖擊電流： (3-25)2. 電源E3供給的短路電流計算電抗： (3-26)查汽輪發(fā)電機運算曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-27)4s短路電流有名值： (3-28)短路沖擊電流： (3-29)10kV母線（K2點）短路電流計算結(jié)果如表3-2所示：表3-2 10kV母線（K2點）短路電流計算結(jié)果匯總電源0s短路電流 (kA)4s短路電流 (kA)短路沖擊電流 (kA)E(1,2)0.610.

26、631.55E30.610.631.55總和1.221.263.103.3.4 K3點（110kV母線）短路電流計算由等值電路圖3-2化簡為等值電路圖3-9所示：圖3-9 等值電路圖由等值電路圖3-9化簡等值電路圖3-10所示：圖3-10 等值電路圖各個電源對K3短路點所產(chǎn)生的短路電流如下：1. 電源E1、E2供給的短路電流計算電抗： (3-30)查汽輪發(fā)電機運算曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-31)4s短路電流有名值： (3-32) 短路沖擊電流： (3-33)2. 電源E3供給的短路電流計算電抗： (3-34) 查汽輪發(fā)電機運算

27、曲線，短路瞬間（0s）短路電流標幺值：4s短路電流標幺值為：。短路瞬間短路電流有名值： (3-35)4s短路電流有名值： (3-36)短路沖擊電流： (3-37) 110kV母線（K3點）短路電流計算結(jié)果如表3-3所示：表3-3 110kV母線（K3點）短路電流計算結(jié)果匯總電源0s短路電流 (kA)4s短路電流 (kA)短路沖擊電流 (kA)E(1,2)0.860.712.19E30.890.712.27總和1.751.424.463.3.5 K4點（110kV母線）短路電流計算由等值電路圖3-2化簡等值電路圖3-11所示：圖3-11 等值電路圖由于K4點短路化簡后所得的等值電路圖與K3點短路

28、所得的等值電路圖相同，所以K4點短路所得的計算結(jié)果與K3點短路所得的計算結(jié)果也相同。110kV母線（K4點）短路電流計算結(jié)果如表3-4所示：表3-4 110kV母線（K4點）短路電流計算結(jié)果匯總電源0s短路電流 (kA)4s短路電流 (kA)短路沖擊電流 (kA)E(1,2)0.860.712.19E30.890.712.27總和1.751.424.463.4 短路電流計算總結(jié)各個短路點短路電流計算結(jié)果匯總?cè)绫?-5所示：表3-5 各短路點短路電流計算結(jié)果匯總短路點0s短路電流(kA)4s短路電流(kA)短路沖擊電流(kA)K11.671.474.25K21.221.263.10K31.751

29、.424.46K41.751.424.46 第4章 變電所電氣設備的選擇及校驗4.1 斷路器和隔離開關的選擇與校驗4.1.1 斷路器的選擇高壓短路器是供電設備中最重要的開關器件之一。選擇時主要按照其額定電壓、額定電流進行選擇。根據(jù)不同的選擇條件，選擇的斷路器不同，從工作環(huán)境和額定電壓及額定電流來選擇8如下：1. 按工作環(huán)境選擇因為所選的短路器均安裝在室內(nèi)，所以選室內(nèi)型。2. 按正常工作條件選擇其額定電壓和額定電流，要求 (4-1) (4-2)式中 斷路器安裝處電網(wǎng)的額定電壓（kV）。斷路器安裝處回路的最大負載電流（kA）。四個不同的短路點的最大負載電流計算過程如下：(1) K1點的最大負載電流

30、： (4-3)(2) K2點的最大負載電流： (4-4) (3) K3點的最大負載電流： (4-5)(4) K4點的最大負載電流： (4-6) 各短路點短路電流計算結(jié)果如表4-1所示：表4-1 各短路點短路電流計算結(jié)果匯總短路點K1K2K3K4最大負載電流23312231951954.1.2 斷路器的校驗短路器的校驗，按照不同的方法校驗結(jié)果不同。下面主要從動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定兩個方面進行校驗。1. 動穩(wěn)定的校驗若要斷路器在通過最大短路電流時不損壞，需要滿足以下條件： (4-7)式中 斷路器的最大動穩(wěn)定實驗電流峰值。短路沖擊電流。 2. 熱穩(wěn)定的校驗當斷路器通過最大短路電流時，為使斷路器的最高溫升不超

31、過最高允許溫度，應滿足 (4-8)式中 斷路器出廠的熱穩(wěn)定實驗電流。斷路器出廠的熱穩(wěn)定實驗電流所對應的熱穩(wěn)定時間。斷路器安裝處的短路穩(wěn)定電流。斷路器安裝處的短路穩(wěn)定電流所持續(xù)的時間。4.1.3 隔離開關的選擇隔離開關沒有特殊的滅弧裝置。它既不能斷開正常的負荷電流，更不能斷開短路電流，其作用是為了保證電氣設備檢修時，可以提供明顯斷點。隔離開關的選擇方法可以參照短路器，其內(nèi)容包括：選擇型式、選擇額定電壓、選擇額定電流。4.1.4 隔離開關的校驗隔離開關并無切斷電流的要求，其校驗也和斷路器相同，主要進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗9。各電壓側(cè)斷路器和隔離開關的選擇及校驗結(jié)果如下：1. 35kV斷路器及隔離開

32、關的選擇匯總?cè)绫?-2所示：表4-2 35kV斷路器和隔離開關校驗表項目計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關合格與否額定電壓 35kV 35kV 35kV額定電流 233A 1250A 400A開斷電流 1.67kA 16kA動穩(wěn)定 4.25kA 40kA 52kA熱穩(wěn)定 2. 10kV斷路器及隔離開關的選擇匯總?cè)绫?-3所示：表4-3 10kV斷路器和隔離開關校驗表項目計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關合格與否額定電壓 10kV 10kV 10kV額定電流 1223A 1250A 2000A開斷電流 1.22kA 25kA動穩(wěn)定 3.10kA 63kA 85kA熱穩(wěn)定 3. 110kV斷路器及隔離開關的選擇匯總?cè)绫?

33、-4所示：表4-4 110kV斷路器和隔離開關校驗表項目計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關合格與否額定電壓 110kV 110kV 110kV額定電流 195A 2500A 2500A開斷電流 1.75kA 40kA動穩(wěn)定 4.46kA 100kA 100kA熱穩(wěn)定 4.2 電壓互感器的選擇4.2.1 電壓互感器電壓互感器TV(又稱PT)是將高電壓變成低電壓的設備，分為電磁式和電容分壓式兩種。電磁式電壓互感器主要有三個特點10：1. 電磁式電壓互感器相當于一臺降壓變壓器，一次繞組匝數(shù)多，二次繞組匝數(shù)少。2. 電磁式電壓互感器一次繞組并聯(lián)于所要測量的一次系統(tǒng)中，二次側(cè)和各儀表并聯(lián)。3. 電磁式電壓互感器二次

34、繞組所接負荷均為高阻抗的電壓表及繼電器電壓線圈，故正常運行時二次側(cè)相當于空載（開路）。電壓互感器有六個準確級，從高到低依次是：0.2，0.5，1，3，3P，6P。各個級別的電壓誤差和相角差不同。電壓互感器按不同方法分類如下：1. 單相式和三相式。35kV及以上電壓等級均為單相式。2. 戶內(nèi)式和戶外式。35kV以下為戶內(nèi)式；110kV及以上為戶外式；35kV既有戶內(nèi)式也有戶外式。3. 雙繞組和三繞組。三繞組電壓互感器一般有兩個二次繞組，一個是基本的二次繞組，用于測量儀表和繼電器；另一個為附加二次繞組或開口三角繞組，用于反應系統(tǒng)三相接地。4. 按絕緣分干式、澆注式、油浸式和瓷絕緣。油浸式分普通結(jié)構(gòu)

35、和串級結(jié)構(gòu)。335kV電壓等級一般選擇普通結(jié)構(gòu)，110kV及以上電壓等級選擇串級結(jié)構(gòu)。4.2.2 電壓互感器的選擇電壓互感器的選擇內(nèi)容包括：根據(jù)安裝地點和用途，確定電壓互感器的結(jié)構(gòu)類型、接線方式和準確級；確定額定電壓比；計算電壓互感器二次負荷，使其不超過相應準確度的額定容量。各電壓側(cè)電壓互感器的選擇如表4-5、表4-6、表4-7所示：表4-5 35kV 側(cè)電壓互感器的選擇型號額定電壓（V）二次額定容量（VA）最大容量（VA）一次繞組二次繞組輔助繞組0.5級1級3級JDJ35350.11502506001200表4-6 10KV 側(cè)電壓互感器的選擇型號額定電壓（V）二次額定容量（VA）最大容量（

36、VA）一次繞組二次繞組輔助繞組0.5級1級3級JDJ10100.180150320640表4-7 110kV 側(cè)電壓互感器的選擇型號額定電壓（V）二次額定容量（VA）最大容量（VA）一次繞組二次繞組輔助繞組0.5級1級3級JCC1100.1500100020004.3 電流互感器的選擇4.3.1 電流互感器的特點電流互感器TA(又稱CT)是將一次大系統(tǒng)電流轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜗到y(tǒng)小電流的設備。 電流互感器的特點10：1. 一次繞組線徑較粗而匝數(shù)較少，二次繞組線徑較細而匝數(shù)較多。2. 一次繞組串接在一次回路中，通過一次繞組的電流取決于一次回路負載的多少和性質(zhì)，與二次回路無關；而二次回路電流理想情況下僅取決

37、于一次電流。3. 電流互感器的額定電流比（一次與二次的額定電流比）近似等于二次與一次匝數(shù)比。即： (4-9) 為了便于生產(chǎn)，一次額定電流已經(jīng)標準化，二次額定電流也規(guī)定為5A(1A或0.5A),所以電流互感器的額定電流比已經(jīng)標準化。4. 電流互感器二次繞組所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，均為串聯(lián)關系，正常工作時，電流互感器二次側(cè)接近于短路狀態(tài)。電流互感器的準確級就是其最大允許電流誤差的百分數(shù)。電流互感器的準確級分為0.2、0.5、1.0、3、10、及保護級（B級）。電流互感器的額定容量為，即電流互感器的額定容量與二次側(cè)額定阻抗成比例。4.3.2 電流互感器的選擇及校驗1. 電流互感器的選擇

38、電流互感器在選擇時，首先要根據(jù)裝設地點和用途等具體條件確定互感器的結(jié)構(gòu)類型、準確等級、額定電流比；其次要根據(jù)互感器的額定容量和二次負荷，計算二次回路連接導線的截面積；最后校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。電流互感器的一般選擇方法10：(1) 戶內(nèi)戶外型：一般情況，35kV以下選擇戶內(nèi)型，35kV及以上選擇戶外型或裝入式（裝入變壓器或短路器內(nèi)部）。(2) 準確級的選擇：0.2級用于實驗室測量，重要發(fā)電機和變壓器回路及500kV重要回路；0.5級多用于一般的電能計量；1.0級用于功率表和電能表；一般測量可用3.0級；而一般繼電保護用的電流互感器選5P或10P級。(3) 額定電壓滿足： (4-10)式中 電流互

39、感器的額定電壓，kA； 電流互感器安裝處的電網(wǎng)電壓，kV。(4) 變比的選擇：電流互感器的一次繞組的額定電流已經(jīng)標準化，應選擇比一次回路最大長期電流略大一點的標準值。由于電流互感器的二次側(cè)電流也已經(jīng)標準化，所以電流互感器的變比也隨之確定，即為 或者。(5) 二次回路連接導線截面的選擇電流互感器準確級確定以后，能查出保證其準確級的二次負荷，應使： (4-11)式中 二次負載（測量儀表或繼電器的電流線圈）的電阻。 連接導線的電阻。連接處的接觸電阻（一般取0.1）。上式中除外均可以查出，于是就可以求出允許的值。由于導線電阻與導線截面積、長度及電阻率均有關系，所以連接導線的最小截面應為： (4-12)

40、式中 連接導線的電阻率，。 連接導線的計算長度，m。2. 電流互感器的校驗(1) 動穩(wěn)定的校驗應滿足以下要求： (4-13)式中 電流互感器的動態(tài)穩(wěn)定倍數(shù)，可以查表得到。(2) 熱穩(wěn)定的校驗應滿足以下條件： (4-14)式中 短路電流在短路作用時間內(nèi)的熱效應，。 電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次線圈額定電流的比值，可以查表獲得。4.3.3 各電壓側(cè)電流互感器的選擇及校驗各電壓側(cè)電流互感器的選擇和校驗結(jié)果如下：1. 35kV側(cè)電流互感器的選擇已知回路工作電流，試選用，電流變比為。查表知：，動穩(wěn)定校驗： (4-15)熱穩(wěn)定校驗： (4-16) 經(jīng)校驗可選。35kV側(cè)所選的電流

41、互感器具體參數(shù)如表4-8所示：表4-8 35kV 側(cè)電流互感器的選擇型號額定電流比（A）級次組合準確級次二次負荷（）1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級3級D級LCWD35300/50.5/D0.51.2365150D0.832. 10kV側(cè)電流互感器的選擇已知回路工作電流，試選用，電流變比為。查表知：，動穩(wěn)定校驗： (4-17)熱穩(wěn)定校驗： (4-18) 經(jīng)校驗可選。10kV側(cè)所選的電流互感器具體參數(shù)如下表：表4-9 10kV 側(cè)電流互感器的選擇型號額定電流比（A）級次組合準確級次二次負荷（）1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動穩(wěn)定倍數(shù)0.5級1級3級D級LBJ101500/50.5/D0.51.6509011

42、.6D3.23. 110kV側(cè)電流互感器的選擇已知回路工作電流，試選用，電流變比為。查表知：，動穩(wěn)定校驗： (4-19)熱穩(wěn)定校驗：(4-20) 經(jīng)校驗可選。110kV側(cè)所選的電流互感器具體參數(shù)如表4-10所示：表4-10 110kV 側(cè)電流互感器的選擇型號額定電流比（A）級次組合準確級次二次負荷（）1s熱穩(wěn)定（kA）動穩(wěn)定0.20.5135p10p電流（kA）倍數(shù)電流（kA）倍數(shù)VAVALCWD110300/5D1D175130D2D20.50.51.24.4 母線的選擇4.4.1 母線 在發(fā)電廠和變電站中，將發(fā)電機、變壓器與各種電器連接起來的導體稱為母線11。它的作用是用來匯集、傳送和分配

43、電能。母線的選擇一般包括材料、型式、敷設方式和截面選擇，并應進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。4.4.2 母線的分類及各顏色含義1. 母線的分類(1) 按材料分類a. 銅母線：電阻率低，導電性能好，但價格高，只在含有腐蝕性氣體的場合才采用。 b. 鋁母線：電阻率比銅高，加工方便，價格便宜，是常用的母線材料。c. 鋼母線：優(yōu)點是機械強度高，價格便宜。但電阻率是銅的7倍，用于200A以下的低壓和直流電路，以及接地電路中。(2) 按截面形狀分a. 矩形母線：集膚效應系數(shù)小，散熱條件好、安裝簡單、連接方便，主要用在35kV及以上的戶內(nèi)配電裝置中。 b. 管型母線：集膚效應系數(shù)小，電暈臨界電壓高，多用于35kV以

44、上的戶外配電裝置中。 c. 槽型母線：電流可以分布均勻，與同截面的矩形母線相比，集膚效應系數(shù)小，冷卻條件好，金屬材料利用率高，機械強度高。當母線工作電流很大，每相需要三條以上的矩形母線才能滿足要求時，一般均選用槽型母線。d. 圓形軟母線：屋外高電壓配電裝置大多采用鋼芯鋁絞線的軟母線。如500kV、330kV的母線。2. 母線顏色的含義母線著不同顏色主要是為了方便工作人員識別交流相序和直流極性，同時也具有增加熱輻射，利于散熱，防止生銹的功能。在交流裝置中，黃、綠、紅分別代表A、B、C三相，而不接地的中性線涂白色，接地的中性線涂紫色。在直流裝置中，正極涂紅色，負極涂藍色。4.4.3 母線的截面尺寸

45、選擇及短路穩(wěn)定性校驗1. 母線截面尺寸的選擇(1) 按最大工作電流選擇母線配電裝置的匯流母線，一律按最大工作電流來選擇。因為配電裝置的最大工作電流，總會小于匯入母線的全部電源電流的總和。(2) 按經(jīng)濟電流密度選擇母線對于傳輸量大，年負荷利用小時數(shù)高，長度在20m以上的導體，例如發(fā)電機出口母線，其截面應按經(jīng)濟電流密度選擇。2. 母線截面尺寸的短路穩(wěn)定性校驗(1) 短路熱穩(wěn)定性校驗母線截面尺寸熱穩(wěn)定校驗與載流導體的熱穩(wěn)定校驗相同。(2) 母線截面尺寸的動穩(wěn)定校驗軟母線不需要進行動穩(wěn)定校驗。硬母線要計算出承受沖擊電流時出現(xiàn)的最大應力，只有此值小于母線的材料允許應力才是穩(wěn)定的。即： (4-21)最大應

46、力計算公式為： (4-22) (4-23)式中 M彎矩，。W抗彎矩，又稱母線截面系數(shù)，可查表得到。作用在母線1m長度上的電動力，與短路沖擊電流的平方成正比，。L跨距，支撐母線的兩個相鄰絕緣子的距離，。母線的相間距，。4.4.4 35kV、10kV、110kV側(cè)母線的選擇及校驗1. 35kV側(cè)母線的選擇(1) 選擇矩形鋁母線(2) 35kV側(cè)最大負荷電流為查表可得導線截面積為: (4-24) (4-25)假設母線相間距，35KV側(cè)采用的是單母線分段制，共需傳輸負荷，所以每條母線傳輸負荷為，故可知母線跨距，取。35kV側(cè)最大沖擊電流, (4-26) (4-27)所以選擇的的矩形鋁母線是合適的。2.

47、 10kV側(cè)母線的選擇(1) 選擇矩形鋁母線(2) 10kV側(cè)最大負荷電流為查表可得導線截面積為： (4-28) (4-29)假設母線相間距，10kV側(cè)采用的是單母線分段制，共需傳輸負荷，所以每條母線傳輸負荷為，故可知母線跨距，取。10KV側(cè)最大沖擊電流, (4-30)所以選擇的的矩形鋁母線是合適的。3. 110kV側(cè)母線的選擇(1) 選擇矩形鋁母線(2) 110kV側(cè)最大負荷電流為查表可得導線截面積為： (4-31) (4-32)假設母線相間距，故可知母線跨距，取。而110kV側(cè)最大沖擊電流, (4-33) (4-34)所以選擇的的矩形鋁母線是合適的。各電壓側(cè)母線選擇如表4-11所示：表4-

48、11 母線選擇列表電壓側(cè)母線截面最大允許持續(xù)電流平放豎放35KV25325226510KV801013601480110KV2032042154.5 避雷器的選擇4.5.1 避雷器的特點雷電放電過程中，呈現(xiàn)出電磁效應、熱效應及機械效應對建筑物和電氣設備有很大的危害性，所以變電所必須裝有防雷保護裝置。避雷器實質(zhì)上是一種放電器，其一段接某一帶電導體，另一端接地。正常運行時，避雷器的電阻呈無限大狀態(tài)，不會對地短路；當雷電侵入波沿線路進入發(fā)電廠或者變電所時，避雷器的電阻自動變得很小，使巨大的雷電沖擊電流順利入地，此時避雷器兩端電壓（稱為殘壓）并不高，不會危及被保護設備的絕緣。沖擊大電流過后，在一小段時間內(nèi)，由線路正常工作電壓驅(qū)動的電流（稱為工頻續(xù)流）也經(jīng)過避雷器入地。這時，避雷器自動恢復成很大的電阻，于是電力系統(tǒng)又恢復了正常運行。4.5.2 避雷器的配置原則避雷器一般按以下的規(guī)定配置12：1. 配電裝置的每組母線上均應裝設避雷器，并加設接地裝置。2. 220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過允許值時，變壓器附近應增設一組避雷器。3. 自耦變壓器必須在其兩個自耦合的繞組出線上裝設避雷器，位置在變壓器與斷路器之間。4. 單元接