110kV35kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)

110kV/35kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)摘要本文首先依據(jù)任務(wù)書(shū)上所給系統(tǒng)與線路及全部負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)計(jì)首先查閱了有關(guān)資料，收集與探討課題大量的資料，并翻譯了相關(guān)的外文資料，然后對(duì)負(fù)荷分析進(jìn)行了精確的計(jì)算與分析，從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明白建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線方一直考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，平安，經(jīng)濟(jì)及牢靠性方面考慮，確定了110kV與35kV兩個(gè)電壓等級(jí)，用擬定方法進(jìn)行比較從而確定主接線的連接方式，對(duì)主接線系統(tǒng)的做了設(shè)計(jì)，110KV側(cè)選擇了單母線分段接線方式，35KV單母線分段帶旁路母線接線方式，然后又通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)，容量及型號(hào)，確定了變壓器用兩臺(tái)，容量為31500KVA,型號(hào)為SSZ9—31500/110，對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償做了明確的計(jì)算，然后采納標(biāo)幺值法對(duì)短路計(jì)算進(jìn)行了分析與處理。依據(jù)最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對(duì)高壓熔斷器，隔離開(kāi)關(guān)，母線和電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型。對(duì)主變壓器進(jìn)行整定計(jì)算與分析，對(duì)防雷部分進(jìn)行了計(jì)算和分析，確定了防雷的方法,并做出了相應(yīng)的原理圖。從而完成了110kV/35KV變電站電氣部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；電氣主接線AbstractInthisdesign,onthebasisofthemandategivenbythesystemandtheloadlineandalltheparameters,loadanalysisoftrends.DesignFirstchecktherelevantinformationcollectionandresearchtopicalotofinformationandforeign-languagetranslationoftherelevantinformationandthenloadanalysisoftheprecisecalculationandanalysis,loadgrowthfromtheestablishmentoftheneedtoclarify,andthenpassedonTheproposedsubstationandthegeneraldirectionofChuxiantoconsiderand,throughtheloaddataanalysis,security,economicandreliabilityconsiderations,identified110kVand35kVtwovoltagelevels,comparedwithdevelopedmethodstodeterminethemainwiringconnections,Themainwiringsystemtodothedesign,110KVsideofthesingle-choicesub-busconnectionmode,35KVsub-buswithbypassbusconnectionmode,andthenthroughtheloadcalculationanddeterminethescopeofthemainelectricitytransformerNumber,capacityandModels,identifiedbytwotransformers,thecapacityfor31500KVA,themodelSSZ9-31500/110,thereactivepowercompensationtoaclear,andper-unitvaluemethodusedtocalculateashort-circuitanalysisandtreatment.Accordingtothemostsustainedworkandshort-circuitcurrentcalculationoftheresults,thehigh-voltagefuse,isolatingswitch,busandvoltagetransformers,currenttransformersfortheselection.Themaintransformerforsettingcalculationandanalysis,partoftheminewerecalculatedandanalyzedtodeterminethemine'smethod,usingAUTOCADandmakethecorrespondingschematic.Thuscompletingthe110kV/35KVelectricalsubstationpartofthedesign.Keywords：convertingstation；transformersubstation；electricalwiring書(shū)目第1章緒論...11.1變電站的背景和地址狀況...11.1.1變電站的背景...11.1.2變電站地址概況...11.2變電站的意義...11.3本文探討內(nèi)容...2第2章負(fù)荷分析計(jì)算...32.1電力負(fù)荷的概述...32.1.1電力負(fù)荷分類(lèi)方法...32.1.2各主要電用戶(hù)的用電特點(diǎn)...32.1.3電力系統(tǒng)負(fù)荷的確定...32.2無(wú)功功率補(bǔ)償...42.2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)母拍罴爸匾?..42.2.2無(wú)功補(bǔ)償裝置類(lèi)型的選擇...52.3主變壓器的選擇...82.3.1負(fù)荷分析與計(jì)算...82.3.2主變壓器選擇...10第3章電氣主接線設(shè)計(jì)...123.1變電站主接線的要求及設(shè)計(jì)原則...123.1.1變電站主接線基本要求...123.1.2變電站主接線設(shè)計(jì)原則...133.2110kV側(cè)主接線方案選取...133.335kV側(cè)主接線方案選取...16第4章短路計(jì)算...184.1短路計(jì)算的緣由與目的...184.2短路計(jì)算的計(jì)算條件...184.3最大最小運(yùn)行方式分析...194.4短路計(jì)算...20第5章開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇與校驗(yàn)...235.1電氣設(shè)備選擇的概述...235.2110kV側(cè)斷路器的選擇...255.335KV側(cè)斷路器的選擇...265.4110kV隔離開(kāi)關(guān)的選擇...275.535KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇...285.6互感器的選擇...285.7高壓側(cè)熔斷器的選擇...305.8母線選擇及校驗(yàn)...30第6章變電站的繼電愛(ài)護(hù)...336.1繼電愛(ài)護(hù)的任務(wù)與要求...336.2繼電愛(ài)護(hù)的接線方式與操作方式...336.3主變壓器愛(ài)護(hù)規(guī)劃與整定...35第7章防雷愛(ài)護(hù)計(jì)算...437.1防雷愛(ài)護(hù)...437.2防雷的裝置與防雷計(jì)算...44第8章結(jié)論...46參考文獻(xiàn)...47致謝...48附錄Ⅰ...49英文文獻(xiàn)...49附錄Ⅱ...61第1章緒論1.1變電站的背景和地址狀況1.1.1變電站的背景隨著時(shí)代的進(jìn)步，電力系統(tǒng)與人類(lèi)的關(guān)系越來(lái)越親密，人們的生產(chǎn)，生活都離不開(kāi)電的應(yīng)用，如何限制電能，使它更好的為人們服務(wù)，就須要對(duì)電力進(jìn)行限制，避開(kāi)電能的損耗和奢侈，須要對(duì)變電站的電能進(jìn)行降壓，從而滿(mǎn)意人們對(duì)電的需求，限制電能的損耗。提高電能的應(yīng)用效率。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它干脆影響整個(gè)電力系統(tǒng)的平安與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和安排電能的作用。依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，確定在興建1中型110kV/35kV變電站。該變電站建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶(hù)供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶(hù)進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電站聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和牢靠性。變電站地址概況(1)當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟葹?0℃,年最低溫度為-5℃；(2)當(dāng)海拔高度為800米；當(dāng)?shù)乩妆┤諗?shù)為55日/年；(3)本變電站處于“薄土層石灰?guī)r”地區(qū)，土壤電阻率高達(dá)1000Ω．1.2變電站的意義從我國(guó)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的狀況動(dòng)身，依據(jù)現(xiàn)有電網(wǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合地區(qū)電力負(fù)荷的發(fā)展，城市發(fā)展態(tài)勢(shì)及負(fù)荷預(yù)料的分析對(duì)我國(guó)一些地區(qū)電網(wǎng)電壓等級(jí)選擇進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，有110KV和35KV電網(wǎng)的共同發(fā)展,現(xiàn)階段降壓變電站及其電網(wǎng)主要用在負(fù)荷密度較高的地區(qū)。就電網(wǎng)建設(shè)，造價(jià)分析，運(yùn)行狀況等方面進(jìn)行，有針對(duì)性地探討了其負(fù)荷特性，高峰時(shí)期的避峰措施，留意到中高壓配電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的優(yōu)化，與周邊電網(wǎng)的協(xié)調(diào)協(xié)作等問(wèn)題，從我國(guó)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)動(dòng)身，對(duì)選擇電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及配電電壓進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較及可行性分析，提高城鄉(xiāng)電壓等級(jí)是必定趨勢(shì)。1.3本文探討內(nèi)容本文主要完成“110kV/35kV降壓變電站”電氣部分設(shè)計(jì)。本文探討的詳細(xì)內(nèi)容：1）負(fù)荷分析、變壓器的選擇、功率補(bǔ)償2）主接線設(shè)計(jì)3）短路計(jì)算4）各種開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇5）變壓器繼電愛(ài)護(hù)設(shè)計(jì)6）防雷接地設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)的同時(shí)要求獨(dú)立完成“110kV/35kV降壓變電站”電氣部分設(shè)計(jì)，繪制主接線圖、繼電保功率，電抗器可汲取無(wú)功功率，依據(jù)調(diào)壓須要，通過(guò)可調(diào)電抗器汲取電容器組中的無(wú)功功率，來(lái)調(diào)整靜止補(bǔ)償其輸出的無(wú)功功率的大小和方向。靜止補(bǔ)償器是一種技術(shù)先進(jìn)、調(diào)整性能、運(yùn)用便利、經(jīng)紀(jì)性能良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。靜止補(bǔ)償器能快速平滑地調(diào)整無(wú)功功率，以滿(mǎn)意無(wú)功補(bǔ)償裝置的要求。這樣就克服了電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置只能做電源不能做負(fù)荷，且調(diào)整不能連續(xù)的缺點(diǎn)。與同步調(diào)相機(jī)比較，靜止補(bǔ)償器運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)潔，功率損耗小，能做到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡負(fù)荷的變更，對(duì)沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。（但此設(shè)備造價(jià)太高，不在本設(shè)計(jì)中不宜采納）。電力電容器：電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它所供應(yīng)的無(wú)功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來(lái)接地供應(yīng)無(wú)功率，運(yùn)行時(shí)功率損耗亦較小。此外，由于它沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較便利。為了在運(yùn)行中調(diào)整電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，依據(jù)負(fù)荷的變更，分組投入和切除。綜合比較以上三種無(wú)功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。3）、終端變電所的并聯(lián)電容器設(shè)備，主要是為了提高電壓和補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗。此時(shí)，各組應(yīng)能隨電壓波動(dòng)實(shí)行自動(dòng)投切。投切任一組電容器時(shí)引起的電壓波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)2.5％。2、分組方式1）、并聯(lián)電容器的分組方式有等容量分組、等差容量分組、帶總斷路器的等差容量分組、帶總斷路器的等差級(jí)數(shù)容量分組。2）、各種分組方式比較a、等差容量分組方式：由于其分組容量之間成等差級(jí)數(shù)關(guān)系，從而使并聯(lián)電容器裝置可按干擾，適用于10KV及以上的大容量并聯(lián)電容器組。3%；2)

無(wú)旋轉(zhuǎn)部分，運(yùn)行維護(hù)便利；3)

可按系統(tǒng)須要增加或削減安裝容量和變更安裝地點(diǎn)；4)

個(gè)別電容器損壞不影響整個(gè)裝置運(yùn)行；5)

短路時(shí)，同步調(diào)相機(jī)增加短路電流，增大了用戶(hù)開(kāi)關(guān)的斷流容量，電器

無(wú)此缺點(diǎn)。（2）

同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償（3）

動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償

補(bǔ)償前系統(tǒng)的平均功率因數(shù)為：——有功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.7～0.75本設(shè)計(jì)取0.75——無(wú)功負(fù)荷系數(shù)，一般為0.76～0.82本設(shè)計(jì)取0.8將由0.7提高到0.9所需的補(bǔ)償容量為tgtg裝設(shè)大容量的電力電容器，平均安排在兩條35KV的母線上，35kV出線回路數(shù)8回，本期采納電力電容兩組，每組裝設(shè)9000kvar電容器組。2.3主變壓器的選擇負(fù)荷分析與計(jì)算若使供配電系統(tǒng)在正常條件下牢靠的運(yùn)行，必需正確的選擇電力變壓器，開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線，電纜等。就須要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷的正確是否合理，將干脆影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。計(jì)算負(fù)荷不能定的太大，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)過(guò)大而造成投資和有色金屬的奢侈，計(jì)算負(fù)荷也不能過(guò)小，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣體過(guò)于老化甚至燒壞。因此，工程上依據(jù)不同的計(jì)算目的，針對(duì)不同類(lèi)型的用戶(hù)和不同類(lèi)型的負(fù)荷，在實(shí)踐中總結(jié)出了各種計(jì)算方法，有估算法，需用系數(shù)法，二項(xiàng)式法，單相負(fù)荷計(jì)算法等。此次設(shè)計(jì)用需用系數(shù)法。本變電站負(fù)荷分析計(jì)算公式如下：計(jì)算如下：1）

2）

=可知

=可知

=6000kw

=8000kw=×tan(cos)可知

=×tan(cos)可知=6000

tan(cos)

=8000

tan(cos)=3900kvar

=5840kvar==7156kvA

==9904kvA/=118A

/=163A3）

4）

=可知

=可知

=5000kw

=7000kw=×tan(cos)可知

=×tan(cos)可知=5000

tan(cos)=3750kvar

=7000

tan(cos)=3750kvar

=4900kvar==6250kvA

==8545kvA/=103A

/=140A5）

=可知

=5000kw

=×tan(cos)可知

=5000

tan(cos)=3500kvar

==6103kvA

/=100A

表2.2負(fù)荷安排狀況負(fù)荷名稱(chēng)P(kw)

Q(kvar)

S(kvA)

I(A)水泥廠

6000

3900

7156

118

火電廠

8000

5840

9904

163

中方變

5000

3750

6250

103

水電廠

7000

4900

8545

140

造紙廠

5000

3500

6103

100

同時(shí)系數(shù)的確定：確定配電所母線的最大負(fù)荷時(shí)，所采納的有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)：計(jì)算負(fù)荷小于5000千瓦。0.9~1.0計(jì)算負(fù)荷為5000~10000千瓦。0.85計(jì)算負(fù)荷超過(guò)10000千瓦0.8。此次設(shè)計(jì)K為0.85。由計(jì)算公式：=K0.85×（6000+8000+5000+7000+7000+5000）=32300(kw)0.85×（3900+5840+3750+4900+4900+3500）=22516(kvar)=39373(kvA)/=650(A)

主變壓器選擇在變電站中，用來(lái)向電力系統(tǒng)或用戶(hù)輸送功率的變壓器，稱(chēng)為主變壓器?！?5～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，應(yīng)依據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等條件綜合考慮確定。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷。具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上，主變壓器宜采納三線圈變壓器。主變壓器臺(tái)數(shù)和容量干脆影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷，并應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)負(fù)荷。為了擔(dān)負(fù)更多的負(fù)荷取70%。則70%=24522(kvA).。由負(fù)荷計(jì)算，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，每臺(tái)變壓器額定容量按下式選擇，故可選擇兩臺(tái)型號(hào)為SZ9—31500/110的變壓器。當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，即使不考慮變壓器的事故過(guò)負(fù)荷實(shí)力，也能保證對(duì)61.0%的負(fù)荷供電。

表2.3主變壓器參數(shù)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓空載損耗(KW)負(fù)載損耗(KW)空載電流(%)短路阻抗(%)連接組標(biāo)號(hào)一次(KV)分接范圍(%)二次(KV)

SZ9-31500/110

31500

1102×2.56.3(6.6)10.5(11)0.030.1340.7

10.5

YNd11括號(hào)里電壓為降壓變壓器用電壓第3章電氣主接線設(shè)計(jì)

3.1變電站主接線的要求及設(shè)計(jì)原則現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類(lèi)發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時(shí)也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必需滿(mǎn)意以下基本要求。電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對(duì)電力系統(tǒng)及變電所運(yùn)行的牢靠性、敏捷性和經(jīng)濟(jì)性親密相關(guān)，并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電愛(ài)護(hù)和限制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必需正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電站主接線的最佳方案。變電站主接線基本要求1、運(yùn)行的牢靠性斷路器檢修時(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(hù)的供電。2、具有肯定的敏捷性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以依據(jù)調(diào)度的要求敏捷的變更運(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平安。3、操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔、便利主接線應(yīng)簡(jiǎn)潔清楚、操作便利，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)潔，便于運(yùn)行人員駕馭。困難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)潔，可能又不能滿(mǎn)意運(yùn)行方式的須要，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)上的合理性主接線在保證平安牢靠、操作敏捷便利的基礎(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，主要確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。變電站主接線設(shè)計(jì)原則1、變電所的高壓側(cè)接線，應(yīng)盡量采納斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿(mǎn)意繼電愛(ài)護(hù)的要求下，也可以在地區(qū)線路上采納分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采納分支界線。2、在35-60kV配電裝置中，當(dāng)線路為3回及以上時(shí)，一般采納單母線或單母線分段接線，若連接電源較多、出線較多、負(fù)荷較大或處于污穢地區(qū)，可采納雙母線接線。3、6-10kV配電裝置中，線路回路數(shù)不超過(guò)5回時(shí)，一般采納單母線接線方式，線路在6回及以上時(shí)，采納單母分段接線，當(dāng)短路電流較大，出線回路較多，功率較大時(shí)，可采納雙母線接線。4、110-220kV配電裝置中，線路在4回以上時(shí)一般采納雙母線接線。5、當(dāng)采納SF6等性能牢靠、檢修周期長(zhǎng)的斷路器以及更換快速的手車(chē)式斷路器時(shí)，均可不設(shè)旁路設(shè)施?？傊栽O(shè)計(jì)原始材料及設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合詳細(xì)工作的特點(diǎn)，精確的基礎(chǔ)資料，全面分析，做到既有先進(jìn)技術(shù)，又要經(jīng)濟(jì)好用。3.2110kV側(cè)主接線方案選取據(jù)任務(wù)書(shū)要求，每回最大負(fù)荷60000kVA.本設(shè)計(jì)提出兩種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較。依據(jù)《110kV-35KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：110kV線路為六回及以上時(shí)，宜采納雙母線接線，在采納單母線，分段單母線或雙母線的110kV-35KV主接線中，當(dāng)不容許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線和旁路隔離開(kāi)關(guān)。

35～110kV線路為兩回及以下時(shí)，宜采納橋形、線路變壓器組或線路分支接線。超過(guò)兩回時(shí)，宜采納擴(kuò)大橋形、單母線或分段單母線的接線。35～63kV線路為8回及以上時(shí)，亦可采納雙母線接線。110kV線路為6回其以上時(shí)，宜采納雙母線接線。在采納單母線、分段單母線或雙母的35～110kV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。故預(yù)選方案為：雙母線接線和單母線分段接線。方案一、雙母線接線1、優(yōu)點(diǎn)：1）、供電牢靠，通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪番檢修一組導(dǎo)線而不致使供電中斷，一組母線故障后，能快速?gòu)?fù)原供電，檢修任一回路母線隔離開(kāi)關(guān)，只停該回路。2）、調(diào)度敏捷，各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可隨意切換，安排到隨意母線上工作，能夠敏捷地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和系統(tǒng)潮流變更的須要。3）、擴(kuò)建便利，向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建，均不影響,兩組母線的電源和負(fù)荷勻稱(chēng)安排，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以依次布置，以致連接不同的母線時(shí)，不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。4）、便于試驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路須要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。2、缺點(diǎn)：1）、增加一組母線和每回路就需增加一組母線隔離開(kāi)關(guān)。2）、當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，簡(jiǎn)潔誤操作。為了避開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)誤操作，需在隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。3、適用范圍：1）、6-10KV,配電裝置，當(dāng)短路電流較大，須要加裝電抗器。2）、35-63KV,回路總數(shù)超過(guò)8回，或連接電源較多，回路負(fù)荷較大時(shí)。3）、110-220KV,出線回路在5回及以上時(shí)；或當(dāng)110-220KV配電裝置，在系統(tǒng)中居重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時(shí)。

圖3.1雙母線接線方案二、單母線分段接線：1、優(yōu)點(diǎn)：1）、用斷路器把母線分段后，對(duì)重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個(gè)回路，供應(yīng)雙回路供電。2）、平安性，牢靠性高。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和不致使重要用戶(hù)停電。2、缺點(diǎn)：1）、當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間停電。2）、擴(kuò)建時(shí)須要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建，以保證負(fù)荷安排的勻稱(chēng)。3）、當(dāng)出線回路為雙回路時(shí)，常使母線出線交叉跨越。3、適用范圍：1）、6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。2）、35-63KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回時(shí)。3）、110-220KV配電裝置出線回路數(shù)為3-4回時(shí)。

圖3.2單母線分段接線方案比較：方案一相對(duì)方案二調(diào)度敏捷。各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以隨意安排到某一組母線上，所以當(dāng)該母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該母線上的回路不須要停電，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電。通過(guò)對(duì)以上兩種方案比較，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)進(jìn)步，新型斷路器的停電檢修周期延長(zhǎng)，沒(méi)有必要考慮停電檢修斷路器，結(jié)合經(jīng)濟(jì)建設(shè)的須要，在滿(mǎn)意要求的前提下，盡可能節(jié)約設(shè)備的投資故待設(shè)計(jì)的變電站110kV接線選取方案二，單母線接線，即能滿(mǎn)意要求。在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上其次種方案明顯合理，鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的牢靠性和敏捷性。經(jīng)綜合分析，確定選其次種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。結(jié)論：110kV側(cè)采納單母線分段接線3.335kV側(cè)主接線方案選取本變電站35kV線路有8回，可選擇雙母線接線或單母線分段帶旁路母線接線兩種方案，依據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)特點(diǎn)，本變電站電源主要集中在35kV側(cè)，不允許停電檢修斷路器，需設(shè)置旁路設(shè)施。方案一供電牢靠、調(diào)度敏捷，但是倒閘操作困難，簡(jiǎn)潔誤操作，占地面積大，設(shè)備多，配電裝置困難，投資大。方案二具有良好的經(jīng)濟(jì)性，供電牢靠性也能滿(mǎn)意要求，故35kV側(cè)接線采納方案二。單母線分段帶旁路母線接線。

圖3.3雙母線接線方案二簡(jiǎn)潔清楚，操作便利，不易誤操作，設(shè)備少，投資小，占地面積小，旁路斷路器可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要回路特殊是電源回路不停電。

圖3.4單母線分段帶旁路母線接線第4章

短路計(jì)算4.1短路計(jì)算的緣由與目的電力系統(tǒng)由于設(shè)備絕緣破壞，架空線路的線間或?qū)Φ孛鎸?dǎo)電物短接，或雷擊大氣過(guò)電壓以及工作人員的誤操作，都可能造成相與相、相與地之間導(dǎo)電部分短接，短路電流高達(dá)幾萬(wàn)安、幾十萬(wàn)安培。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)及機(jī)械效應(yīng)，會(huì)使電氣設(shè)備損壞，人身平安受到威逼，由于短路時(shí)系統(tǒng)電壓驟降，設(shè)備不能運(yùn)行。單相接地在中性點(diǎn)干脆接地系統(tǒng)中，對(duì)鄰近通信設(shè)備將產(chǎn)生嚴(yán)峻的干擾和危急影響，所以電力系統(tǒng)必需進(jìn)行短路故障計(jì)算。另外，對(duì)于電氣設(shè)備的規(guī)格選擇，繼電愛(ài)護(hù)的調(diào)整整定，對(duì)載流導(dǎo)體發(fā)熱和電動(dòng)力的核算，都須要對(duì)系統(tǒng)短路故障進(jìn)行計(jì)算。短路計(jì)算選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。為了合理地配置各種繼電愛(ài)護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)，必需對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠

電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線時(shí)，確定是否須要采納限制短路電流的措施等，都須要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。計(jì)算電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，探討短路對(duì)用戶(hù)工作的影響等，也包含有短路計(jì)算的內(nèi)容。在確定輸電線路對(duì)通訊的干擾，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的故障進(jìn)行分析，都必需進(jìn)行短路計(jì)算。4.2短路計(jì)算的計(jì)算條件一、基本條件：短路計(jì)算中采納以下假設(shè)條件和原則：1、正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。2、全部電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。3、電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變更。4、短路發(fā)生在短路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、除計(jì)算短路電流的衰減時(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、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、輸電線路的電容略去不計(jì)。二、一般規(guī)定：1、驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)5—l0年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃。確定短路電流時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的按線方式。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)短路電流為最大的點(diǎn)；對(duì)帶電抗器6—l0kV出線，選擇母線到母線隔離開(kāi)之間的引線、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)取在電抗器之前、其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。4、電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流，一般按三相短路電流計(jì)算。若中性點(diǎn)干脆接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短嚴(yán)峻時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)峻的計(jì)算。4.3最大最小運(yùn)行方式分析在選擇愛(ài)護(hù)方式分析時(shí)，對(duì)大多數(shù)愛(ài)護(hù)都必需仔細(xì)分析與考慮哪種運(yùn)行方式來(lái)作為計(jì)算的依據(jù)，一般而言所選用的愛(ài)護(hù)方式，應(yīng)在系統(tǒng)的各種故障參數(shù)增加而動(dòng)作的愛(ài)護(hù)，如電流愛(ài)護(hù)，通常應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來(lái)確定愛(ài)護(hù)的定值，以保證選擇性，因?yàn)橹灰谧畲筮\(yùn)行方式下能保證選擇性。那么，在其他運(yùn)行方式下，必定能保證選擇性；而對(duì)靈敏性校驗(yàn)，則應(yīng)依據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)進(jìn)行，因?yàn)橹灰谧钚∵\(yùn)行方式下，靈敏性合格，那么在其他運(yùn)行方式下的靈敏性就會(huì)更好，對(duì)反映鼓掌參數(shù)減小而動(dòng)作的欠量愛(ài)護(hù)。如低壓愛(ài)護(hù)，剛剛好相反，此時(shí)應(yīng)依據(jù)最小運(yùn)行方式來(lái)整定，而依據(jù)最大運(yùn)行方式來(lái)校驗(yàn)靈敏性。最大運(yùn)行方式

依據(jù)系統(tǒng)最大負(fù)荷的要求，電力系統(tǒng)中的全部可以投入的發(fā)電設(shè)備都投入運(yùn)行（全部或絕大部分投入運(yùn)行），以及全部線路和規(guī)定的中性點(diǎn)全部投入運(yùn)行的方式稱(chēng)為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即QF1、QF2都在閉合的狀態(tài)。對(duì)繼電愛(ài)護(hù)而言，則是指在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下短路時(shí)，通過(guò)該愛(ài)護(hù)的短路電流為最大時(shí)的系統(tǒng)連接方式。本設(shè)計(jì)題目中，本變電站的最大運(yùn)行方式為兩臺(tái)31500KVA的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，以及全部負(fù)荷投入時(shí)的運(yùn)行方式。但由于縱聯(lián)差動(dòng)愛(ài)護(hù)，由于其愛(ài)護(hù)范圍外故障時(shí)，愛(ài)護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。為了便利變壓器縱聯(lián)差動(dòng)的整定計(jì)算，在變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路點(diǎn)的電流應(yīng)為支路電流。所以變壓器高壓側(cè)的短路點(diǎn)電流為變電站高壓側(cè)投入的，斷路器閉合時(shí)，流過(guò)變壓器高壓側(cè)的短路電流。變壓器低壓側(cè)的短路電流為系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行橋短路器連接，變壓器單臺(tái)投入時(shí)流入變壓器低壓側(cè)的短路電流。最小運(yùn)行方式依據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷為最小，投入與之相適應(yīng)的系統(tǒng)連接且系統(tǒng)中性點(diǎn)只有少部分接地的運(yùn)行方式稱(chēng)為系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式。本設(shè)計(jì)題目中，變電站的最小運(yùn)行方式為，變壓器單臺(tái)投入時(shí)的運(yùn)行方式即QF1、QF2都在打開(kāi)狀態(tài)。4.4短路計(jì)算

圖4.1電力系統(tǒng)短路圖及其簡(jiǎn)化圖（1）確定基準(zhǔn)值取

而（2）各主要元件電抗標(biāo)幺值取

架空線電抗標(biāo)幺值電力變壓器的電抗標(biāo)幺值（3）求點(diǎn)短路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量。總電抗標(biāo)幺值=三相短路電流周期重量的有效值其他三相短路電流為短路沖擊電流與短路沖擊電流的有效值為三相短路容量（4）求點(diǎn)短路電流的總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量?？傠娍乖诓煌倪\(yùn)行方式標(biāo)幺值==三相短路電流周期重量的有效值在不同運(yùn)行方式下的其他三相短路電流為短路沖擊電流與短路沖擊電流的有效值為三相短路容量110KV側(cè)主變進(jìn)線35KV側(cè)主變進(jìn)線對(duì)于35KV側(cè)出線，有8回出線，并且每回出線上的負(fù)載都相同，只對(duì)其中一點(diǎn)做出了短路計(jì)算即可。第5章

開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.1電氣設(shè)備選擇的概述電器選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)，應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際狀況，在保證平安、牢靠的前提下，主動(dòng)而穩(wěn)妥地采納新技術(shù)，并留意節(jié)約投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，詳細(xì)選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一樣的。電器要能牢靠的工作，必需按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。1、選擇的原則1）、應(yīng)滿(mǎn)意正常運(yùn)行、檢修、短路、和過(guò)電壓狀況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2）、應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3）、應(yīng)力求技術(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)一樣。5）、同類(lèi)設(shè)備應(yīng)盡量削減種類(lèi)。6）、選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有牢靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。(1)按正常工作條件選擇電器額定電壓在選擇電器時(shí)，一般可依據(jù)電器的額定電壓

不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即額定電流電器的額定電流是指在額定四周環(huán)境溫度下，電器的長(zhǎng)期允許電流。

應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流

，即(2)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件較驗(yàn)在選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤其是小環(huán)境）條件當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電器運(yùn)用條件是，應(yīng)實(shí)行措施。(3)按短路狀況校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)電器時(shí)，電器各部件溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。滿(mǎn)意熱穩(wěn)定的條件為

式中——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；、t——電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的實(shí)力，亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿(mǎn)意動(dòng)穩(wěn)定的條件為或式中

——短路沖擊電流幅值及其有效值；

——電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。下列幾種狀況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：1)熔斷器愛(ài)護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。2)采納有限流電阻的熔斷器愛(ài)護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。3)裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。短路計(jì)算時(shí)間校驗(yàn)電器的熱穩(wěn)定和開(kāi)斷實(shí)力時(shí)，還必需合理的確定短路計(jì)算時(shí)間。驗(yàn)算熱穩(wěn)定的計(jì)算時(shí)間為繼電愛(ài)護(hù)動(dòng)作時(shí)間

和相應(yīng)斷路器的全開(kāi)斷時(shí)間之和，即=+而

=式中

——斷路器全開(kāi)斷時(shí)間；

——后備愛(ài)護(hù)動(dòng)作時(shí)間；

——斷路器固有分閘時(shí)間；——斷路器開(kāi)斷時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間。開(kāi)斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)峻的狀況下開(kāi)斷短路電流，故電器的開(kāi)斷計(jì)算時(shí)間應(yīng)為主愛(ài)護(hù)時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間之和。（4）短路校驗(yàn)時(shí)短路電流的計(jì)算條件所用短路電流其容量應(yīng)按詳細(xì)工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并應(yīng)考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃；計(jì)算電路應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過(guò)程中可能并列的接線方式；短路的種類(lèi)一般按三相短路校驗(yàn)；對(duì)于發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)干脆接地系統(tǒng)、自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路更嚴(yán)峻時(shí)，應(yīng)按嚴(yán)峻狀況校驗(yàn)。為使電器具有足夠的牢靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在肯定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的須要，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（一般為本工程建成后5～10年）；其接線應(yīng)采納可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列的接線方式。2)短路種類(lèi)一般按三相短路驗(yàn)算，若其它種類(lèi)短路較三相短路嚴(yán)峻時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)峻的狀況驗(yàn)算。3)計(jì)算短路點(diǎn)選擇通過(guò)電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。5.2110kV側(cè)斷路器的選擇在本設(shè)計(jì)中110KV側(cè)斷路器采納SF6高壓斷路器，因?yàn)榕c傳統(tǒng)的斷路器相比SF6高壓斷路器具有平安牢靠，開(kāi)斷性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，尺寸小，質(zhì)量輕，操作噪音小，檢修維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)的各電壓等級(jí)得到廣泛的應(yīng)用。110KV的配電裝置是戶(hù)外式，所以斷路器也采納戶(hù)外式。從《電氣工程電器設(shè)備手冊(cè)》（上冊(cè)）中比較各種110KVSF6高壓斷路器的應(yīng)采納LW11-110型號(hào)的斷路器。高壓斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著限制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起愛(ài)護(hù)作用。高壓斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。額定電壓：

=110KV

，合格；額定電流：，合格；額定開(kāi)斷電流：

，合格；短路關(guān)合電流：

，合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：2.6(KA),合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，合格；

本變電站高壓斷路器選擇如下：110kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇LW11-110型SF6戶(hù)外斷路器。表5.1110KV側(cè)斷路器的選擇計(jì)算數(shù)據(jù)LW11-110110(KV)110(kV)173(A)1600(A)1.569(KA)31.5(kA)2.37(KA)80(kA)2.6(KA)3969(KA)4(KA)80(kA)

5.335KV側(cè)斷路器的選擇35KV側(cè)斷路器的主要功能是：正常運(yùn)行時(shí)，用它來(lái)倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入電路或退出運(yùn)行，起著限制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路、保證無(wú)故障部分正常運(yùn)行，能起愛(ài)護(hù)作用。35KV側(cè)斷路器是開(kāi)關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備。其最大特點(diǎn)是能斷開(kāi)電路中負(fù)荷電流和短路電流。35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)選用ZW7-40.5型戶(hù)外真空斷路器。額定電壓：

，合格；額定電流：，合格；額定開(kāi)斷電流：

，合格；短路關(guān)合電流：

，合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：11(KA),合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：，合格；35kV線路側(cè)及變壓器側(cè)：選擇ZW7-40.5型真空戶(hù)外斷路器。

表5.235KV側(cè)斷路器的選計(jì)算數(shù)據(jù)ZW7-40.535(KV)40.5(kV)546(A)1600(A)3.22(KA)31.5(kA)4.86(KA)80(kA)11(KA)3969(KA)8.21(KA)80(kA)

隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)也是變電站中常用的電器，它需與斷路器配套運(yùn)用。但隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。隔離開(kāi)關(guān)的主要用途：(1)隔離電壓在檢修電氣設(shè)備時(shí)，用隔離開(kāi)關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的平安。(2)倒閘操作投入備用母線或旁路母線以及變更運(yùn)行方式時(shí)，常用隔離開(kāi)關(guān)協(xié)作斷路器，協(xié)同操作來(lái)完成。(3)分、合小電流因隔離開(kāi)關(guān)具有肯定的分、合小電感電流和電容電流的實(shí)力，故一般可用來(lái)進(jìn)行以下操作：①分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；②分、合勵(lì)磁電流不超過(guò)2A的空載變壓器；③關(guān)合電容電流不超過(guò)5A的空載線路；5.4110kV隔離開(kāi)關(guān)的選擇110kV隔離開(kāi)關(guān)選用GW5-110Ⅲ/1000-80型隔離開(kāi)關(guān)。額定電壓：

=110KV，合格；額定電流：合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：合格；2.6(KA),合格；110kV隔離開(kāi)關(guān)選用GW5-110Ⅲ/1000-80型隔離開(kāi)關(guān)表5.3110KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇計(jì)算數(shù)據(jù)GW5-110Ⅲ/1000-80110(KV)110(kV)173(A)1000(A)2.6(KA),2311(KA)4(KA)80(kA)5.5

35KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇35kV隔離開(kāi)關(guān)選用GW4-35D/1000-83型隔離開(kāi)關(guān)。額定電壓：

=35KV，合格；額定電流：合格；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：合格；11(KA),合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：：合格35kV：選擇GW4-35D/1000-83型隔離開(kāi)關(guān)

表5.435KV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇計(jì)算數(shù)據(jù)GW4-35D/1000-8335(KV)12(kV)546(A)1000(A)11(KA)2500(KA)8.21(KA)83(kA)5.6互感器的選擇互感器（包括電流互感器TA和電壓互感器TV）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈和電壓線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障狀況。互感器的作用是：將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓(100V)和小電流(5A或1A)，使測(cè)量?jī)x表和愛(ài)護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)小巧、價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝。使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的平安。對(duì)于電壓互感器的選擇應(yīng)滿(mǎn)意繼電愛(ài)護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表的要求。1、3－20kV配電裝置，宜采納油絕緣結(jié)構(gòu)，也可采納樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。2、35kV配電裝置，宜采納油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。3、ll0kV及以上配電裝置，當(dāng)容量和精確度等級(jí)滿(mǎn)意要求時(shí)，宜采納電容式電壓互感器?！?～110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，用熔斷器愛(ài)護(hù)的電壓互感器可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。(1)110kV電壓互感器：出線電壓互感器選用TYD-110成套電容式電壓互感器，母線電壓互感器選用JDCF-110單相瓷絕緣電壓互感器。一次回路電壓：合格；二次回路電壓：110/合格。(2)35kV電壓互感器：母線電壓互感器選用JDZXW-35單相環(huán)氧澆注絕緣電壓互感器。一次回路電壓：,合格；二次回路電壓：110KV,合格。電流互感器選擇及校驗(yàn)(1)110kV電流互感器：選用LCWB6-110型電流互感器。一次回路額定電壓和電流：，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：2.6(KA)(KA)，合格；內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，合格；(2)35kV電流互感器：線路側(cè)選用LZZB8-35型電流互感器。一次回路額定電壓和電流：，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：11(KA)(KA)，合格；內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，合格；變壓器側(cè)選用LR-35型電流互感器。一次回路額定電壓和電流：，合格；，合格；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：11(KA)(KA)，合格；內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，合格；5.7高壓側(cè)熔斷器的選擇變電站35kV電壓互感器和l0kV電壓互感器以及所用變壓器都用高壓熔斷器進(jìn)行愛(ài)護(hù)，不需裝設(shè)斷路器，愛(ài)護(hù)電壓互感器的熔斷器，需按額定電壓和開(kāi)斷電流進(jìn)行選取。Igmax＜I熔絲＜I底座1、所用變壓器高壓側(cè)熔斷器屬成套設(shè)備選用RN1—10型熔斷器進(jìn)行愛(ài)護(hù)。2、35kV電壓互感器選取RW9—35型高壓熔斷器。3、l0kV電壓互感器屬成套設(shè)備，選取RN2—l0型高壓熔斷器。熔斷器是最簡(jiǎn)潔的愛(ài)護(hù)電器，它用來(lái)愛(ài)護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害。對(duì)于愛(ài)護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流容量?jī)身?xiàng)來(lái)選擇。35kV高壓熔斷器，選用RXW-35/0.5型戶(hù)外跌落式高壓熔斷器，額定電壓：，合格；斷流容量：

，合格。5.8母線選擇及校驗(yàn)?zāi)妇€選擇及校驗(yàn)的一般規(guī)定(1)匯流母線按正常工作最大電流

選擇其截面S(

)，即按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，要求導(dǎo)體所的電路中最大持續(xù)工作電流

應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流

，即(2)按短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：式中C——散熱系數(shù)

——集膚效應(yīng)系數(shù)(3)按電暈電壓校驗(yàn)(35kV及以上電壓級(jí)母線)：使晴天工作電壓小于臨界電暈電壓，即式中——臨界電暈電壓(kV)，其值按下式計(jì)算：式中k——三相導(dǎo)體等邊三角形布置取1，水平布置取0.96；

——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù),管型母線及單股導(dǎo)線取0.98～0.93，多股絞線取0.87～0.83；δ——空氣相對(duì)密度；r——導(dǎo)線半徑,矩形母線為四角的曲率半徑；a——相間距離。(4)硬母線校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定

式中允許應(yīng)力本變電站母線選擇及校驗(yàn)(1)110kV母線選擇110kV匯流母線按最大可能負(fù)荷63000kW計(jì)算,則在當(dāng)?shù)爻?5℃時(shí)，最大持續(xù)工作電流為：歸算到溫度為t=40℃，則

式中

——溫度校正系數(shù)。該級(jí)匯流母線采納管型母線,選擇LGJ—185，載流量為510A。

熱穩(wěn)定校驗(yàn)：=,合格；電暈校驗(yàn)：=84合格；35kV母線：該電壓等級(jí)母線選用管型母線LGJ—185，載流量為510A。熱穩(wěn)定：=,合格；電暈電壓：=84合格。

第6章變電站的繼電愛(ài)護(hù)6.1繼電愛(ài)護(hù)的任務(wù)與要求供配電系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，可能由于各種緣由會(huì)發(fā)生各種故障或者不正常狀態(tài)，最嚴(yán)峻的發(fā)生故障短路，并且導(dǎo)致嚴(yán)峻的后果，如燒毀或損壞電氣設(shè)備，造成大面積的停電，甚至破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)的振蕩或解列，因此，必需采納各種有效的措施消退或削減故障。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)當(dāng)快速切除故障設(shè)備，復(fù)原正常運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)剛好處理，以免引起設(shè)備故障，繼電愛(ài)護(hù)裝置就是能放映出預(yù)報(bào)信號(hào)的一種自動(dòng)裝置，繼電愛(ài)護(hù)任務(wù)是：1）自動(dòng)地，快速地，有選擇性的將故障設(shè)備從供配電系統(tǒng)中切除，使其他非故障部分快速?gòu)?fù)原正常供電。2）正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)報(bào)信號(hào)，以便操作人員實(shí)行措施，復(fù)原電氣設(shè)備的運(yùn)行。3）與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置協(xié)作，提高供配電系統(tǒng)的供電牢靠性。繼電愛(ài)護(hù)要求6.2繼電愛(ài)護(hù)的接線方式與操作方式高壓線路的繼電愛(ài)護(hù)裝置中，起動(dòng)繼電器與電流互感器之間的連接方式，主要有兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式兩種。1、兩相兩繼電器式接線這種接線，假如一次電路發(fā)生三相短路或兩相短路時(shí)，都至少有一個(gè)繼電器要?jiǎng)幼?，從而使一次電路的斷路器跳閘。為了表述這種接線方式中繼電器電流與電流互感器二次電流的關(guān)系，特引入一個(gè)接線系數(shù)Kw。兩相兩繼電器式接線在一次電路發(fā)生隨意相間短路時(shí)，KW=1，即其愛(ài)護(hù)靈敏度都相同。2、兩相一繼電器式接線這種接線又稱(chēng)兩相電流差接線。正常工作時(shí)，流人繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。在一次電路發(fā)生三相短路時(shí)，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的倍，即=。兩相一繼電器式接線能反應(yīng)各種相間短路故障，靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相兩繼電器式接線。但是它少用一個(gè)繼電器，較為簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)。3.三相三繼電器式接線三相三繼電器式接線方式是將3只電流繼電器分別與3只電流互感器相連接，，它能反映各種短路故障，流入繼電器的電流和電流互感器二次繞組的電流相等，其接線系數(shù)在任何短路狀況下均等于1。這種接線方式主要用于高壓大接地電流系統(tǒng)，愛(ài)護(hù)相間短路和單相短路。繼電愛(ài)護(hù)裝置的操作電源，有直流操作電源和溝通操作電源兩大類(lèi)由于溝通操作電源具有投資少、運(yùn)行維護(hù)便利及二次回路簡(jiǎn)潔牢靠等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中小工廠中應(yīng)用廣泛。溝通操作電源供電的繼電愛(ài)護(hù)裝置主要有以下兩種操作方式：1、干脆動(dòng)作式利用斷路器手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的過(guò)流脫扣器（跳閘線圈）YR作為直動(dòng)式過(guò)流繼電器，接成兩相一繼電器式或兩相兩繼電器式。正常運(yùn)行時(shí)，YR通過(guò)的電流遠(yuǎn)小于其動(dòng)作電流，因此不動(dòng)作。而在一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，YR動(dòng)作，使斷路器QF跳閘。這種操作方式簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)，但愛(ài)護(hù)靈敏度低，事實(shí)上較少應(yīng)用。2、“去分流跳閘”的操作方式正常運(yùn)行時(shí)，電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)將跳閘線圈YR短路分流，YR無(wú)電流通過(guò)，所以斷路器QF不會(huì)跳閘。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使跳閘線圈YR的短路分流支路被去掉（即所謂“去分流”)，從而使電流互感器的二次電流全部通過(guò)YR，致使斷路器QF跳閘，即所謂“去分流跳閘”。這種操作方式的接線也比較簡(jiǎn)潔，且靈敏牢靠，但要求電流繼電器KA觸點(diǎn)的分?jǐn)鄬?shí)力足夠大才行?，F(xiàn)在生產(chǎn)的GL-15、16、25、26等型電流繼電器，其觸點(diǎn)容量相當(dāng)大，短時(shí)分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)150A，完全能滿(mǎn)意短路時(shí)“去分流跳閘”的要求。因此這種去分流跳閘的操作方式現(xiàn)在在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。6.3主變壓器愛(ài)護(hù)規(guī)劃與整定現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，雖然結(jié)構(gòu)牢靠，故障機(jī)會(huì)較少，但實(shí)際運(yùn)行中仍有可能發(fā)生各種類(lèi)型故障和異樣運(yùn)行。為了保證電力系統(tǒng)平安連續(xù)地運(yùn)行，并將故障和異樣運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍，必需依據(jù)變壓器容量的大小、電壓變壓器愛(ài)護(hù)的配置原則。變壓器一般應(yīng)裝設(shè)以下愛(ài)護(hù)：1.短路愛(ài)護(hù)。2.后備愛(ài)護(hù)。3.過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)。4.變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯愛(ài)護(hù)。5.中性點(diǎn)干脆接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流愛(ài)護(hù)。變壓器的過(guò)電流愛(ài)護(hù)，電流速斷愛(ài)護(hù)和過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)。1）變壓器過(guò)電流愛(ài)護(hù)的組成，原理，無(wú)論是定時(shí)還是反時(shí)限均與線路過(guò)電流愛(ài)護(hù)相同。變壓器過(guò)電流愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流整定公式也于線路過(guò)電流愛(ài)護(hù)基本相同。其動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定，與線路電流愛(ài)護(hù)完全相同。變壓器過(guò)電流愛(ài)護(hù)的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)的高壓側(cè)的穿越電流值來(lái)檢驗(yàn)，要求，假如達(dá)不到要求，可采納低電壓閉鎖的電流愛(ài)護(hù)。2）變壓器的電流速斷愛(ài)護(hù)。變壓器的電流速斷愛(ài)護(hù)，其原理，組成與線路的電流速斷愛(ài)護(hù)完全相同，變壓器的電流速斷愛(ài)護(hù)動(dòng)作電流的整定公式與線路電流速斷愛(ài)護(hù)的基本相同。只是-其中應(yīng)當(dāng)取低壓母線的三相短路電流周期重量有效值換算到高壓側(cè)的穿越電流值，也就是變壓器電流速斷愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)按躲過(guò)低壓母線三相短路電流周期重量有效值來(lái)整定。變壓器電流速斷愛(ài)護(hù)的靈敏度，按其裝設(shè)的高壓側(cè)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流來(lái)檢驗(yàn)，要求考慮到變壓器在空載投入或突然復(fù)原電壓時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)沖擊性的勵(lì)磁涌流，為了避開(kāi)電流速斷愛(ài)護(hù)誤動(dòng)作，可在速斷電流整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢驗(yàn)速斷愛(ài)護(hù)是否誤動(dòng)作。電流速斷愛(ài)護(hù)帶時(shí)限的過(guò)電流愛(ài)護(hù)，有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路過(guò)電流愛(ài)護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，而短路電流則是越靠近電源越大，其危害也更加嚴(yán)峻。因此，依據(jù)GB50062—1992規(guī)定，在過(guò)電流愛(ài)護(hù)動(dòng)作時(shí)間超過(guò)0.5～0.75時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷愛(ài)護(hù)裝置(currentquick-breakprotector）。電流速斷愛(ài)護(hù)的組成及速斷電流的整定電流速斷愛(ài)護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流愛(ài)護(hù)。對(duì)于采納DL系列電流繼電器的速斷愛(ài)護(hù)來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于定時(shí)限過(guò)電流愛(ài)護(hù)中抽去時(shí)間繼電器，即在起動(dòng)用的電流繼電器之后，干脆接信號(hào)繼電器和中間繼電器，最終由中間繼電器觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘回路。電流速斷愛(ài)護(hù)的“死區(qū)”及其彌補(bǔ)由于電流速斷愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流躲過(guò)了線路末端的最大短路電流，因此靠近末端的相當(dāng)長(zhǎng)一段線路上發(fā)生的不肯定是最大短路電流（例如兩相短路電流）時(shí)，電流速斷愛(ài)護(hù)不會(huì)動(dòng)作。這說(shuō)明，電流速斷愛(ài)護(hù)不行能愛(ài)護(hù)線路的全長(zhǎng)。這種愛(ài)護(hù)裝置不能愛(ài)護(hù)的區(qū)域，叫做“死區(qū)”(deadband)，為了彌補(bǔ)死區(qū)得不到愛(ài)護(hù)的缺陷，所以凡是裝設(shè)有電流速斷愛(ài)護(hù)的線路，必需配備帶時(shí)限的過(guò)電流愛(ài)護(hù)，過(guò)電流愛(ài)護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比電流速斷愛(ài)護(hù)至少長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差，而且前后的過(guò)電流愛(ài)護(hù)的動(dòng)作時(shí)間又要符合“階梯原則”，以保證選擇性。在電流速斷的愛(ài)護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷愛(ài)護(hù)為主愛(ài)護(hù)，過(guò)電流愛(ài)護(hù)作為后備；而在電流速斷愛(ài)護(hù)的死區(qū)內(nèi)，則過(guò)電流愛(ài)護(hù)為基本愛(ài)護(hù)。電流速斷愛(ài)護(hù)的靈敏度電流速斷愛(ài)護(hù)的靈敏度按其安裝處（即線路首端）在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流作為最小短路電流來(lái)檢驗(yàn)。因此電流速斷愛(ài)護(hù)的靈敏度必需滿(mǎn)意的條件為Sp=≥1.5～2按GB50062—1992,Sp≥1.5；按JBJ6—1996,Sp≥2。

3）變壓器的過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)。變壓器的過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)的組成，原理與線路過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)完全相同，其動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式也與線路過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)基本相同。只是應(yīng)用變壓器的額定一次電流，動(dòng)作時(shí)間一般取S圖6.1定時(shí)限過(guò)電流，電流速斷愛(ài)護(hù)與過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)的綜合電路。

4）變壓器的瓦斯愛(ài)護(hù)

容量為800KVA級(jí)以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛(ài)護(hù)，當(dāng)有內(nèi)部故障時(shí)產(chǎn)生經(jīng)微瓦斯后油面下降時(shí)愛(ài)護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保應(yīng)動(dòng)作與斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)斷路器。瓦斯愛(ài)護(hù)裝置及整定：瓦斯繼電器又稱(chēng)氣體繼電器，瓦斯繼電器安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中，油箱內(nèi)的氣體通過(guò)瓦斯繼電器流向油枕。目前，國(guó)內(nèi)采納的瓦斯繼電器有浮筒擋板式和開(kāi)口杯式兩種型式。在本設(shè)計(jì)中采納開(kāi)口杯式。瓦斯愛(ài)護(hù)的整定：（1）、一般瓦斯繼電器氣體容積整定范圍為250—300m，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm2，氣體容積值是利用調(diào)整重錘的位置來(lái)變更。（2）、重瓦斯愛(ài)護(hù)油流速度的整定重瓦斯愛(ài)護(hù)動(dòng)作的油流速度整定范圍為0.6—1.5m/s，在整定流速時(shí)均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。依據(jù)運(yùn)行閱歷，管中油速度整定為0.6—1.5時(shí)，愛(ài)護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，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0.4—0.5。因此，本設(shè)計(jì)中，為了防止穿越性故障時(shí)瓦斯愛(ài)護(hù)誤動(dòng)作，可將油流速度整定在1S左右。

圖6.2氣體愛(ài)護(hù)的原理圖

5）縱聯(lián)差動(dòng)愛(ài)護(hù)瓦斯愛(ài)護(hù)只能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯愛(ài)護(hù)不能作為變壓器唯一的主愛(ài)護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可以在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷愛(ài)護(hù)。但是電流速斷愛(ài)護(hù)不能愛(ài)護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)其靈敏度不能滿(mǎn)意要求時(shí)，就必需采納快速動(dòng)作并能愛(ài)護(hù)變壓器的全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱聯(lián)差動(dòng)愛(ài)護(hù)。瓦斯愛(ài)護(hù)職能反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部的故障，而不能反應(yīng)油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯愛(ài)護(hù)不能作為變壓器唯一的主愛(ài)護(hù)，對(duì)容量較小的變壓器可在電源側(cè)裝設(shè)電流速斷愛(ài)護(hù)，但是電流速斷愛(ài)護(hù)不能愛(ài)護(hù)變壓器的全部，故當(dāng)靈敏度不能滿(mǎn)意要求時(shí)，就必需采納快速動(dòng)作并能愛(ài)護(hù)變壓器全部繞組，絕緣套管及引出線上各種故障的縱差動(dòng)愛(ài)護(hù)。為了防止外部短路引起的過(guò)電流和作為變壓器差動(dòng)愛(ài)護(hù)、瓦斯愛(ài)護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)后備愛(ài)護(hù)。后備愛(ài)護(hù)的方案有過(guò)電流愛(ài)護(hù)、負(fù)荷電壓起動(dòng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)、負(fù)序過(guò)電流愛(ài)護(hù)和低阻抗愛(ài)護(hù)等。目前，已廣泛采納復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)作為變壓器的后備愛(ài)護(hù)。

圖6.3縱聯(lián)差動(dòng)愛(ài)護(hù)原理圖

變壓器的接地愛(ài)護(hù)：

在中性點(diǎn)干脆接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的愛(ài)護(hù)作為變壓器的后備愛(ài)護(hù)和相鄰元件接地短路的后備愛(ài)護(hù)。假如變壓器中性點(diǎn)干脆接地運(yùn)行，其接地愛(ài)護(hù)一般采納零序電流愛(ài)護(hù)，愛(ài)護(hù)接于中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。所以在變壓器的接地愛(ài)護(hù)采納零序電流愛(ài)護(hù)。為了防止外部短路引起的過(guò)電流和作為變壓器差動(dòng)愛(ài)護(hù)、瓦斯愛(ài)護(hù)的后備，變壓器應(yīng)裝設(shè)后備愛(ài)護(hù)。后備愛(ài)護(hù)的方案有過(guò)電流愛(ài)護(hù)、負(fù)荷電壓起動(dòng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)、負(fù)序過(guò)電流愛(ài)護(hù)和低阻抗愛(ài)護(hù)等。目前，已廣泛采納復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)作為變壓器的后備愛(ài)護(hù)。故在本設(shè)計(jì)也采納復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流愛(ài)護(hù)。變壓器的過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)：過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的過(guò)流愛(ài)護(hù)。愛(ài)護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)于兩側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)愛(ài)護(hù)。過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定。在本設(shè)計(jì)中，采納由BCH-2繼電器起動(dòng)的縱聯(lián)差動(dòng)愛(ài)護(hù)。主變壓器整定計(jì)算1.（1）變壓器側(cè)與變壓器側(cè)變壓器側(cè)額定電壓為110KV,額定電流為=31500/()=165.3KA。的接線方式為型，計(jì)算變比為==實(shí)際變比=200/5=40，差動(dòng)臂電流為A變壓器側(cè)額定電壓為35KV,額定電流為=31500/()=491KA。的接線方式為型，計(jì)算變比為==實(shí)際變比=400/5=80，差動(dòng)臂電流為A由于，則選擇35KV為基本側(cè)，平衡線圈放于35KV側(cè)，平衡線圈放于110KV側(cè)。（2）確定動(dòng)作電流躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流：

=1.3165.3=214.89A躲開(kāi)電流互感器二次斷線：=1.3546=709A=1.3(0.11+0.05+0.05)546=709.8A所以繼電器的動(dòng)作電流：（3）確定線圈接法和匝數(shù)110KV與35KV側(cè)電流互感器分別接到平衡線圈與BCH-2繼電器在愛(ài)護(hù)時(shí)的動(dòng)作平安匝數(shù)值則有匝其中取差動(dòng)線圈匝數(shù)為6匝，平衡繞組線圈匝數(shù)為2匝。（4）確定非基本側(cè)線圈匝數(shù)。=匝選取整匝匝（5）校驗(yàn)相對(duì)誤差：，合格。（6）靈敏度校驗(yàn)：，合格。2.電流繼電器：電流繼電器一次動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定：Kk=1.2

Kh=0.85=1.2/0.85214.89=303.4A3.低電壓繼電器對(duì)于降壓變電站低壓繼電器一次動(dòng)作電壓，應(yīng)按最低工作電壓整定。3.負(fù)序電壓繼電器負(fù)序電壓繼電器的一次動(dòng)作電壓，應(yīng)按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的不平衡電流整定取=0.06KV=6.6KV變壓器的接地愛(ài)護(hù)：在中性點(diǎn)干脆接地的變壓器上，一般應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)接地短路的愛(ài)護(hù)作為變壓器的后備愛(ài)護(hù)和相鄰元件接地短路的后備愛(ài)護(hù)。假如變壓器中性點(diǎn)干脆接地運(yùn)行，其接地愛(ài)護(hù)一般采納零序電流愛(ài)護(hù)，愛(ài)護(hù)接于中性點(diǎn)引出線的電流互感器上。所以在本設(shè)計(jì)中變壓器的接地愛(ài)護(hù)采納零序電流愛(ài)護(hù)。變壓器的過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)：過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)負(fù)荷引起的過(guò)流愛(ài)護(hù)。愛(ài)護(hù)用一個(gè)電流繼電器接于一相電流上，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)于二繞組降壓變壓器，各側(cè)均應(yīng)裝設(shè)愛(ài)護(hù)。過(guò)負(fù)荷愛(ài)護(hù)的動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定，即

式中Kk取1.05

Kb取0.85高壓側(cè)：

=（1.05/0.85）31500/（115）=195.3KA低壓側(cè)：

=（1.05/0.85）31500/（35）=607.2KA變電站的愛(ài)護(hù)，變電站的所用負(fù)荷很少，主要負(fù)荷時(shí)變壓器的冷卻設(shè)備以及其它一些用電負(fù)荷。如：強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置的油泵，水泵風(fēng)扇等，采暖通風(fēng)照明及檢修用電等。故一般變電所，所用變壓器的容量為50—135KV，中小型變電所所用20KVA即能滿(mǎn)意要求。變電所所用接線很簡(jiǎn)潔，一般用一臺(tái)所用變壓器，自變電所中最低以及電壓母線引接電源，副邊采納380/220中性點(diǎn)干脆接地的三相四線制系統(tǒng)，用單母線接線。大容量變電所，所用電較多，一般裝設(shè)兩臺(tái)所用變壓器，兩臺(tái)所用變壓器分別接在變電所最低一級(jí)電壓母線的不同分段上。第7章防雷愛(ài)護(hù)計(jì)算7.1防雷愛(ài)護(hù)對(duì)直擊雷的愛(ài)護(hù)一般來(lái)用避雷針或避雷線。由線路入侵的雷電波電壓；其主要防護(hù)措施是在發(fā)電廠，變電所內(nèi)裝設(shè)閥型避雷器。以限制入侵雷電波的幅值。使設(shè)備上的過(guò)電壓不超過(guò)其沖擊耐壓值。在變電所60KV側(cè)和10KV側(cè)母線分別設(shè)置閥型避雷器，其型號(hào)分別為FZ—60，F(xiàn)Z—10對(duì)于35—60KV的配電裝置中，以防止雷擊時(shí)引起的反擊，閃絡(luò)可能一般采納獨(dú)立避雷針進(jìn)行愛(ài)護(hù)。并應(yīng)滿(mǎn)意不發(fā)生反擊要求，并且使全部的電氣設(shè)備都在避雷針的愛(ài)護(hù)范圍之內(nèi)，為了防止避雷針與被愛(ài)護(hù)設(shè)備之間的空氣間隙被擊穿，而造成反擊事故。110kv的屋外配電裝置，將避雷針裝在配電裝置的構(gòu)架上，對(duì)于10kv和35kv的屋內(nèi)配電裝置，為防止雷擊時(shí)引起反擊閃絡(luò)的可能，采納獨(dú)立的避雷針。主變壓器用獨(dú)立的避雷針。屋外組合導(dǎo)線，采納獨(dú)立的避雷針。變電站的愛(ài)護(hù)范圍分為三種：1）電工裝置，包括屋內(nèi)外配電裝置、主限制樓、組合導(dǎo)線和母線橋等。2）須要實(shí)行防雷措施的建筑物和構(gòu)造物，按著在發(fā)生火花時(shí)能否引起爆炸或火災(zāi)。凡是在建筑物長(zhǎng)期保存或常常發(fā)生瓦斯、蒸汽、塵埃與空氣的混合物，可能引起電火花發(fā)生爆炸，以及引起房屋破壞和人身事故者。但在因電火花發(fā)生爆炸時(shí)，不致引起巨大的破壞或人身事故者。凡遭遇直擊雷時(shí)，僅有火災(zāi)及機(jī)械破壞危害，且對(duì)建筑物內(nèi)部的人有危害者。3）不需特地防雷愛(ài)護(hù)的建筑物。在變電站中的建筑物裝設(shè)直擊愛(ài)護(hù)裝置，諸如屋內(nèi)外配電裝置，主控室等。變電站遭遇雷害可能來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：雷直擊于變電站，雷擊線路，沿線路向變電所入侵的雷電波。1)應(yīng)當(dāng)采納避雷針或避雷線對(duì)高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷愛(ài)護(hù)并實(shí)行措施防止電擊。2)應(yīng)當(dāng)實(shí)行措施防止或削減發(fā)電廠和變電所近區(qū)線路的雷擊閃絡(luò)并在廠、所內(nèi)適當(dāng)配置閥式避雷器以削減雷電侵入波過(guò)電壓的危害。3)按本標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)采納的雷電侵入波過(guò)電壓愛(ài)護(hù)方案校驗(yàn)時(shí)，校驗(yàn)條件為愛(ài)護(hù)接線一般應(yīng)當(dāng)保證2km外線路導(dǎo)線上出現(xiàn)雷電侵入波過(guò)電壓時(shí)，不引起發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)備絕緣損壞。雷電所引起的大氣過(guò)電壓將會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)峻的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必需實(shí)行有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的平安。運(yùn)行閱歷證明，當(dāng)前變電所中采納的防雷愛(ài)護(hù)措施是牢靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計(jì)性，故防雷措施也是相對(duì)的，而不是肯定的。7