某110KV變電站初步設(shè)計(jì)河南理工資料

1、某 110KV 變電站初步設(shè)計(jì)摘要變電站作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分， 直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行。 本論文設(shè)計(jì)的中間變電站， 不僅增強(qiáng)了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 而且為當(dāng) 地的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的電能， 從而達(dá)到使本地區(qū)電網(wǎng)安全、 可靠、 經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行的目的。本論文通過對(duì)原始資料的分析及根據(jù)變電站的總負(fù)荷選擇主變壓器， 同時(shí)根 據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、 運(yùn)行靈活的要求， 選擇了兩種主接線方案， 并且進(jìn)行技術(shù) 比較，淘汰較差的方案，確定了變電站的電氣主接線方案。其次進(jìn)行短路電流計(jì)算， 從三相短路計(jì)算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各自電壓等級(jí) 的母線時(shí)， 其短路穩(wěn)態(tài)電流和沖擊電流的值。 再根據(jù)計(jì)算結(jié)果及

2、電壓等級(jí)的額定 電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn) （包括斷路器、隔離開關(guān)、 電流互感器、電壓互感器等） ，其中也包括智能設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。最后，并繪制了電氣主接線圖、 電氣總平面布置圖、 防雷保護(hù)配置圖等相關(guān) 設(shè)計(jì)圖紙。關(guān)鍵詞 電氣主接線設(shè)計(jì) 短路電流計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 智能設(shè)備選擇1 引言110KV 降壓變電站作為一個(gè)中間變電站，將發(fā)電廠與負(fù)荷中心連接起來， 起到了交換功率或長(zhǎng)距離輸電線路分段的作用， 它的投入使用給我們帶來了極大 的便利。在我國，電力工業(yè)正迅速發(fā)展，因此對(duì)發(fā)電廠（變電所）的設(shè)計(jì)也提出了更 高的要求，而在發(fā)電廠（變電所）的設(shè)計(jì)組成中，電氣設(shè)計(jì)是一重要組成部分，

3、 需要我們認(rèn)真地研究對(duì)待。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用， 對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求， 高壓、 超高壓變電站的控制和保護(hù)系統(tǒng)必須適應(yīng)這種新形勢(shì)， 因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 提 高供電能力與可靠性以及綜合自動(dòng)化程度， 以滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求是電力企 業(yè)的首要目標(biāo)。 在我國近幾年發(fā)展迅速， 產(chǎn)品的更新?lián)Q代及定型也越來越快。 從 這幾年應(yīng)用和實(shí)踐看，數(shù)字化變電站給變電站設(shè)計(jì)安裝、調(diào)試和運(yùn)行、維護(hù)、管 理等方面都帶來了一系列自動(dòng)化技術(shù)的變革。 但是，目前國內(nèi)數(shù)字化變電站的運(yùn) 用還不夠成熟，因此，我們應(yīng)該努力朝著數(shù)字化變電站 1 ，以及智能電網(wǎng) 2方 向發(fā)展。近年來 110kV 變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展。

4、科學(xué)的變電站設(shè)計(jì)方案能夠提 升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性， 降低配電網(wǎng)損耗和供電成本， 減少電力設(shè)施占地 資源，體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術(shù)改造思路。同時(shí)可以增加系 統(tǒng)的可靠性，節(jié)約占地面積， 使變電站的配置達(dá)到最佳， 不斷提高經(jīng)濟(jì)效益和社 會(huì)效益。為了保障我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展， 以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程， 我國電力系統(tǒng) 進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電網(wǎng)建設(shè)得到進(jìn)一步完善。目前，我國 110KV 及以 上變電站的智能化程度總體水平較低。所以迫切需要提高變電站的智能化水平。本次設(shè)計(jì)在一般變電站的基礎(chǔ)上增加智能化的設(shè)備，例如在 110KV 側(cè)智能 斷路器，電子式互感器等， 提高了變電站的智能化水平

5、， 迎合了國內(nèi)變電站的發(fā) 展需求。在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開關(guān)、光電 式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)， 變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段。 變電站 自動(dòng)化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它以其簡(jiǎn)單可 靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、 兼容性好等特點(diǎn)逐步為國內(nèi)用戶所接受， 并在一些大型變電站 監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。 隨著智能化開關(guān)， 光電式電流電壓互感器、 一次運(yùn) 行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)及自診斷、 變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真這些新技術(shù)的日趨成熟 以及廣泛應(yīng)用必將對(duì)現(xiàn)有變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響， 帶來全數(shù)字化的變 電站新概念。引入了智能化設(shè)備，提高變電站的綜合自動(dòng)化水

6、平 3 是本次設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。 但從整體上來講， 其設(shè)計(jì)與一般變電站相似， 那么，本設(shè)計(jì)將分別闡釋原始資料， 主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，相關(guān)電氣設(shè)備選擇，變電站的整體布置，配電裝置 的安裝，以及保護(hù)監(jiān)測(cè)設(shè)備的使用，還有母線選擇布置，無功補(bǔ)償?shù)鹊?。本設(shè)計(jì) 將會(huì)全面的講述 110KV 降壓變電站的初步設(shè)計(jì)內(nèi)容，以及相關(guān)計(jì)算，選型和校 驗(yàn)。從經(jīng)濟(jì)型，安全性，可靠性，實(shí)用性等多方面考慮，認(rèn)真探討研究了 110kv 變電站的一次部分初步設(shè)計(jì)。2 原始資料系統(tǒng)至 110kV 母線的短路容量 1000MVA，功率因數(shù)為 0.85。 最大負(fù)荷利 用小時(shí)數(shù)為 5000h/年，變電所 10kV 出線保護(hù)最長(zhǎng)動(dòng)作時(shí)間為

7、 1.5s。110kV 架空 線路兩回路供電，型號(hào) LGJ185，長(zhǎng)度為 25KM ，；10kV側(cè) 16回出線，功率因數(shù) 為 0.8 ：1# ：負(fù)荷為 900kW，長(zhǎng)度為 3KM ，負(fù)荷類型為民用；2# ：負(fù)荷為 900kW，長(zhǎng)度為 3KM ，負(fù)荷類型為民用、市政；3# ：負(fù)荷為 1000kW，長(zhǎng)度為 1.5KM ，負(fù)荷類型為市政；4# ：負(fù)荷為 1000kW，長(zhǎng)度為 1.5KM ，負(fù)荷類型為市政；5# 、6# ：負(fù)荷為 6000kW，長(zhǎng)度為 2.5KM ，負(fù)荷類型為機(jī)械制造廠；7# 、8# ：負(fù)荷為 1800 kW，長(zhǎng)度為 2KM ，負(fù)荷類型為紡織廠；9# 、10#：負(fù)荷為 600 kW，長(zhǎng)

8、度為 5KM ，負(fù)荷類型為醫(yī)院；11#：負(fù)荷為 1000 kW，長(zhǎng)度為 4.5KM ，負(fù)荷類型為機(jī)械加工廠；12#：負(fù)荷為 1000 kW，長(zhǎng)度為 4.5KM ，負(fù)荷類型為食品加工廠；13# 、14#：負(fù)荷為 950kW，長(zhǎng)度為 3KM ，負(fù)荷類型為印染廠15# ：負(fù)荷為 1600kW，長(zhǎng)度為 1.5KM ，負(fù)荷類型為化工廠；16# ： 負(fù)荷為 1600kW，長(zhǎng)度為 1.5KM ，負(fù)荷類型為化工廠。 設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮保證擴(kuò)建時(shí)， 不中斷原有負(fù)荷的供電， 擴(kuò)建后應(yīng)保證功率因素 為 0.9，該變電所海拔高度為 1000M，歷史最高溫度為 40 攝氏度， 最低溫度為 -7 攝氏度。最高月平均溫度為 34

9、 攝氏度。該所附近地勢(shì)平坦，交通便利，可不考 慮環(huán)境污染影響。3 電氣主接線設(shè)計(jì)和選擇3.1 概述電氣主接線是變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對(duì)電力系統(tǒng)及變電所本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相 關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇， 配電裝置布置， 繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影 響。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系， 全面分析有關(guān)影響， 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 合理確定主接線。 在選擇電氣主接線時(shí)， 應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)： 變電所在 電力系統(tǒng)中的地位和作用， 負(fù)荷大小和重要性等條件確定， 并且滿足可靠性、 靈 活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。1. 可靠性可靠性是電力生產(chǎn)和

10、分配的首要要求。主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。 主接線可靠性的具體要求：1) 斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電2) 斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)， 盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間， 并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電。3) 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)。2. 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。1) 調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，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。2) 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，進(jìn)行安全檢 修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。3) 擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接

11、線過度到最終接線，在不影響連續(xù)供電或 停電時(shí)間最短的情況下投入新設(shè)備并且對(duì)一次和二次部分的改建工作最少。3. 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(1) 投資省。1) 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避 雷器等一次設(shè)備。2) 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)備控制電纜。3) 如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求， 110KV 及以下終端或分支變電 所可采用簡(jiǎn)易電器。(2) 占地面積小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面 積減少。(3) 電能損失少。經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類(雙繞組、三繞組、自 耦變壓器)，容量、數(shù)

12、量，要避免兩次變壓器而增加電能損失。3.2 電氣主接線方式的選擇電氣主接線根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確定的， 它以電源和出線為主體， 在進(jìn)出線 較多時(shí)（一般超過 4 回），為便于電能的匯集和分配， 常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)， 使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。本次所設(shè)計(jì)的變電站 110KV 進(jìn)出線有 2 回， 10KV 進(jìn)出線有 16 回，所以采用有母線的連接。（1）單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸， 擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：可靠性差。 母線或母線格力開關(guān)檢修或故障時(shí)， 所有回路都要停止運(yùn) 行；調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，

13、有較大的短路電 流。所以這種接線形式一般只用在發(fā)電機(jī)容量小、 太熟較多而符合較近的小型電 廠和出現(xiàn)回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。（2）單母線分段接線 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)文妇€用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性，不 致使重要用戶停電；缺點(diǎn)：這種接線當(dāng)進(jìn)出線較多或需要對(duì)重要負(fù)荷采用兩回出線供電時(shí)， 增加 了出線數(shù)目，且常使架空線交叉跨越，使整個(gè)母線系統(tǒng)的可靠性受到限制；適用范圍：在具有兩回進(jìn)線電源的條件下，采用單母線分段接線比較優(yōu)越。 1610KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)； 2 35KV 配電裝置出線回路數(shù)為 48 回時(shí)； 110220KV 配電裝置出線回路數(shù) 34回

14、時(shí)。（3）雙母線接線雙母線接線有兩組母線， 并且可以相互備用， 兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)， 通過母 線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)，與單母線接 線相比，投資有所增加，但使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。其缺點(diǎn)是：當(dāng)母 線故障或檢修時(shí)， 需要隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作， 容易發(fā)生誤操作事故， 需要隔離 開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)可靠的聯(lián)鎖裝置，對(duì)運(yùn)行人員的要求比較高。適用范圍：610KV 配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電抗器時(shí)， 35KV 配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過 8回時(shí)或連接的電源較多、 負(fù)荷較大時(shí)；110220KV 配電裝置，出線回路數(shù)為 5 回及以上時(shí)，或 110220KV

15、 配電裝置在系統(tǒng)中站重 要地位，出線回路數(shù) 4 回及以上時(shí)。（4）橋形接線當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)， 宜采用橋型接線。 內(nèi)橋接線在線路故障或 切除、投入時(shí)，不影響其余回路工作，并且操作簡(jiǎn)單；而在變壓器故障或切除、 投入時(shí)，要使相應(yīng)線路短時(shí)停電且操作復(fù)雜。 因而該接線一般適用于線路較長(zhǎng)和 變壓器不需要經(jīng)常切換的情況。 外橋接線在運(yùn)行中的特點(diǎn)與內(nèi)橋接線相反， 使用 于線路夾斷和變壓器需啊喲經(jīng)常切換的情況。橋形接線投資省，但可靠性不高， 只使用于小容量發(fā)電廠或變電站。110KV 側(cè)方案擬定方案一：采用單母分段接線考慮到 110 側(cè)只有兩條進(jìn)線，因而可以選用單母分段接線。其優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)文妇€用分段斷路

16、器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性， 不致使重要用戶停電；缺點(diǎn)是：這種接線當(dāng)進(jìn)出線較多或需要對(duì)重要負(fù)荷采用兩天出現(xiàn)供電時(shí)， 增 加了出現(xiàn)數(shù)目，且常使架空線交叉跨越，使整個(gè)母線系統(tǒng)的可靠性受到限制；方案二：內(nèi)橋型接線110KV 側(cè)以雙回路與系統(tǒng)相連，只有兩臺(tái)變壓器，在線路故障或切除、投 入時(shí)，不影響其余回路工作，而且線路較長(zhǎng)，但不經(jīng)常投切，因此可采用內(nèi)橋式 接線。優(yōu)點(diǎn)是：高壓器少，布置簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)適當(dāng)布置可較容易地過渡成單母 線分段或雙母線接線。缺點(diǎn)是：可考性不是太高，切換操作比較麻煩。對(duì)于 110KV 側(cè)來說，因而它要供給較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有 較高的可靠性。對(duì)比以上兩種方

17、案，單母分段接線供電可靠性、靈活性較差，橋 型接線供電可靠性比單母分段接線高， 且有利于以后擴(kuò)建， 而且比較簡(jiǎn)單， 設(shè)備 少，投資也不大， 因此，對(duì)于 110KV 側(cè)選用內(nèi)橋接線。10KV 側(cè)主接線擬定方案一：?jiǎn)文阜侄谓泳€優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)文妇€用分段斷路器進(jìn)行分段， 可以提高供電可靠性和靈活性， 不致 使重要用戶停電；缺點(diǎn)：這種接線當(dāng)進(jìn)出線較多或需要對(duì)重要負(fù)荷采用兩天出現(xiàn)供電時(shí)， 增加 了出現(xiàn)數(shù)目，且常使架空線交叉跨越，使整個(gè)母線系統(tǒng)的可靠性受到限制；方案二：雙母線接線雙母線接線有兩組母線， 并且可以相互備用， 兩組母線之間的聯(lián)絡(luò)， 通過母 線聯(lián)絡(luò)斷路器來實(shí)現(xiàn)。具有供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便的優(yōu)點(diǎn)，與

18、單母線接 線相比，投資有所增加，但使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高。其缺點(diǎn)是：當(dāng)母 線故障或檢修時(shí)， 需要隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作， 容易發(fā)生誤操作事故， 需要隔離 開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)可靠的聯(lián)鎖裝置，對(duì)運(yùn)行人員的要求比較高。對(duì)比以上兩種方案， 均能滿足主接線要求， 但采用雙母線要經(jīng)濟(jì)性差， 采用 單母線分段技能滿足負(fù)荷供電要求， 又節(jié)省大量資金， 而且其中有重要負(fù)荷， 此 種接線能給重要負(fù)荷提供雙回路供電，所以這是一種較理想的接線方式。綜合以上所選主接線方式，畫出主接線圖，如圖所示。圖14 主變壓器的選擇4.1 概述 變壓器4是變電站中的主要電器設(shè)備之一，它的主要作用是變換電壓以利 于功率的傳輸，

19、電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后， 可以減少線路損耗， 提高了經(jīng)濟(jì)效益， 達(dá)到遠(yuǎn)距離送點(diǎn)的目的。 而降壓變壓器的容量、 臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配 電裝置的結(jié)構(gòu)。 因此，主變壓器的選擇除依據(jù)資料外， 還取決于傳輸功率的大小， 與系統(tǒng)的緊密程度，同時(shí)兼顧負(fù)荷的增長(zhǎng)速度等方面，并根據(jù)電力系統(tǒng) 510 年 發(fā)展規(guī)劃，綜合分析，合理選擇。否則，將造成經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的不合理。如果變壓 器容量選得過大、臺(tái)數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加運(yùn)行電 能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功 率的輸出或者會(huì)滿足不了電站負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的。4.2 主變壓器的型號(hào)選擇臺(tái)數(shù)

20、由原始資料可知，我們本次設(shè)計(jì)的變電站是一個(gè) 110KV 降壓變電站，主要 是接受 110KV 的功率， 通過主變向 10KV 線路輸送，是一個(gè)一般地區(qū)的變電站。 由于出線有多回一類負(fù)荷， 停電會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成重大的影響。 因此選擇主變臺(tái)數(shù)時(shí)， 要確保供電的可靠性。為了提高供電的可靠性， 防止一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響整個(gè)變電站的 供電，變電站中一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器， 互為備用， 可以避免因主變檢修或故障而造成對(duì)用戶的停電。而且該變電站的電源來自兩座變電站，即 2 有兩條進(jìn)線， 所以選擇兩臺(tái)主變壓器。容量主變壓器容量一般按變電站建成后 510 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到 遠(yuǎn)期 1020 年的負(fù)

21、荷發(fā)展，對(duì)于城郊變電站主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合， 該變電站近期和遠(yuǎn)期負(fù)荷都已給定， 所以，應(yīng)該近期和遠(yuǎn)期總負(fù)荷來選擇主變?nèi)?量。對(duì)重要變電站， 需要考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)， 其余變壓器容量在計(jì)及過 負(fù)荷能力允許時(shí)間內(nèi)， 應(yīng)滿足一類及二類負(fù)荷的供電； 對(duì)一般性變電站， 當(dāng)一臺(tái) 主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的 70%80%。P單 =19.39MW P總=27.7MW cos 0.85P總10 27.7Sn 0.7 總 (1 5%)10 0.7* 1.629 37.16MVA cos 0.851 P1 19.39Sn單 (1 5%)10* 1.629 53.08MVA0.7 c

22、os0.7 0.85所以 Sn選擇 50MVA相數(shù)，繞組數(shù)和聯(lián)結(jié)組號(hào)容量為 300MW 及以下機(jī)組單元接線的主變壓器和 330KV 及以下電力系統(tǒng) 中，一般應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)投資大、占地多、運(yùn)行損耗 也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，但是，由于變壓器的制 造條件和運(yùn)輸條件的限制， 特別是大型變壓器需要考慮其運(yùn)輸?shù)目赡苄浴?因此本 變電站應(yīng)選用三相繞組。而且因?yàn)樵撾娬臼?110KV 到 10KV 的降壓變電站，所 以應(yīng)選用雙繞組。在發(fā)電廠和變電站中，一般考考慮系統(tǒng)或機(jī)組的同步并列要求以及限制 3 次諧波對(duì)電源的影響等因素，主變壓器聯(lián)結(jié)組號(hào)一般選用 YNd11

23、常規(guī)接線。綜上所述，主變壓器的型號(hào)選擇為 SZ9-5000/110,115 8.25%/0.5KV，YNd11 ， Uk=15%。主變壓器參數(shù)表額定容量 KVA額定電壓 KV阻抗電壓 %損耗 W空載電流 %高壓低壓空載短路500011510.5155000250004.05 短路電流計(jì)算5.1 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計(jì)中， 短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 其計(jì) 算的目的主要有以下幾個(gè)方面：1、選擇電氣設(shè)備。在選擇各種電氣設(shè)備時(shí)，需要計(jì)算出可能通過電氣設(shè)備 的最大短路電流及其產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)及熱效應(yīng)， 以便檢驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性 和熱穩(wěn)定性；2、配置和整定繼電保護(hù)裝置。系統(tǒng)

24、中應(yīng)配置哪些繼電保護(hù)以及參數(shù)整定， 都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算分析；3、選擇限流電抗器。當(dāng)短路電流過大時(shí)，會(huì)造成設(shè)備選擇困難或不經(jīng)濟(jì)， 這時(shí)可在供電線路中串接電抗器來限制短路電流。 通過短路電流的計(jì)算， 決定是 否使用限流電抗器，并確定所選電抗器的參數(shù)；4、確定供電系統(tǒng)的接線和運(yùn)行方式。供電系統(tǒng)的接線和運(yùn)行方式不同，短 路電流的大小也不同。 只有在計(jì)算出在某種接線和運(yùn)行方式下的短路電流， 才能 判斷這種接線及運(yùn)行方式是否合理；5、設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路電流為依據(jù)；接地裝置的設(shè)計(jì)，也 需用短路電流。5.2 短路電流的計(jì)算條件驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用短路電流，一般有以下規(guī)定：1、計(jì)

25、算的基本情況(1) 電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行：(2) 所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置 (包括強(qiáng)行勵(lì)磁 )；(3) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；(4) 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同：(5) 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。 對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用， 僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考 慮。2、接線方式計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流 的正常接線方式 (即最大運(yùn)行方式 )，而不能用僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接 線方式。3、計(jì)算容量應(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)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī) 劃(一般考慮本工程建成后 5

26、10 年)。4、短路種類一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直 接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相 (或兩相 )接地短路較三相短路情況 嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)。5、短路計(jì)算點(diǎn)在正常接線方式時(shí)，通過電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)， 稱為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的 610kV 出線與廠用分支線回路，在選擇母 線至母線隔離開關(guān)之間的引線、 套管時(shí)， 短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取在電抗器前。 選擇其 余的導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。5.3 短路電流的計(jì)算過程選取基準(zhǔn)容量 SB =1000MVA ，同時(shí)取各級(jí)電壓的平均額定值為基準(zhǔn)值，既有U B =115kV UB1=11

27、5kV U B2 =10.5kV 再計(jì)算系統(tǒng)到母線的電抗標(biāo)幺值（雙回路供電） ：SBXs1= SB 1 Xs1=Xs2SS線路阻抗：1000XL =XL 0.4 25 2 0.76L1 L21152變壓器電抗標(biāo)幺值：XT1=XT2 10.5% 1000 / 50 2.1110kV 側(cè)最大短路電流計(jì)算：1、系統(tǒng)阻抗不并聯(lián)，合上聯(lián)絡(luò)斷路器時(shí)，阻抗圖如圖2 所示：S L1XXXS2X L2圖2X總=1+0.762=0.88 1I f總= X1 =1.136AX總I f1 =I f2 =0.568A2、系統(tǒng)阻抗不并聯(lián)，合上聯(lián)絡(luò)斷路器時(shí)，阻抗如圖3 所示：f 1 f 1圖3X總1 =X總2 =1.76

28、I f1 =I f2 =0.568Af1 f 23、1XS2XS1圖4X總 =0.5+0.76=1.26 I f =0.794 1000I f 0.793 3.98kA115 3所以， f1 的短路電流的有名值為 3.98 kA。10KV 側(cè)最大短路電流計(jì)算1、110KV 側(cè)聯(lián)絡(luò)斷路器斷開， 10KV 聯(lián)絡(luò)斷路器合上時(shí)，阻抗如圖所示：S11 X XL XTXX222SLTXXXX總 =(1+0.76+2.1)/2=1.93I f 0.518I f1 I f2 0.259 f1 f2S L1 2 X X f f2、110KV 側(cè)聯(lián)絡(luò)斷路器合上， 10KV 聯(lián)絡(luò)斷路器斷開時(shí)，阻抗如圖 6 所示：X

29、S2X L 2圖6X總 =(1+0.76)/2+2.1=2.98I f 0.336 1000I f =0.336=18.48kA10.5 3所以，綜合得， f 2短路時(shí)的最大短路電流的有名值為 18.48 kA 5.4 額定電流計(jì)算110KV 側(cè)額定電流計(jì)算U 115kV1.05 P3 U cos1.05 19.393 115 0.850.12kA所以最大額定工作電流為 Imax 0.12kAmax短路電流前面計(jì)算得： I f 3.98kA由此得沖擊電流為： I sh 1.9 3.98 2 10.69kA5.4.2 10KV 側(cè)額定電流計(jì)算U 10.5kVI 1.05 P3 U cos1.05

30、 19.393 10.5 0.851.31kA所以最大額定工作電流為 Imax 1.31kA短路電流前面計(jì)算得 ： I f 18.48kA 由此得沖擊電流為： I sh 1.9 18.48 2 49.66kA5.4.3 負(fù)荷側(cè)電流計(jì)算 由于每回負(fù)荷線路斷路器可采用所有負(fù)荷中最大的負(fù)荷值計(jì)算，所以 U 10.5kVP=0.6MWI 1.05 P3 U cos1.05 0.63 10.5 0.850.04kA所以最大額定工作電流為 Imax 0.04kAmax短路電流前面計(jì)算得 I f 18.48kA由此得沖擊電流為 I sh 1.9 18.48 2 49.66kA綜上所述，制成表格，如下列表所示

31、：110KV 側(cè)參數(shù)表額定電壓（ kV）最大額定工作電流 （kA）最大短路電流（kA）短路沖擊電流（kA）1100.123.9810.6910KV側(cè)上方額定電壓（ kV）最大額定工作電流 （kA）最大短路電流（kA）短路沖擊電流（kA）101.3118.4849.6610KV側(cè)下方額定電壓（kV）最大額定工作電流 （kA）最大短路電流（kA）短路沖擊電流（kA）100.0418.4849.666 電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)6.1 智能斷路器和電子式互感器本設(shè)計(jì) 110KV 側(cè)采用了智能斷路器和電子式互感器，大大的提高了該變電 站的智能化水平。智能斷路器智能斷路器 11實(shí)現(xiàn)電子操動(dòng)，變機(jī)械能為電容儲(chǔ)能

32、，變機(jī)械傳動(dòng)為變頻器 經(jīng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)， 機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件減少到一個(gè)， 機(jī)械系統(tǒng)的可靠性提高， 智能斷路 器具有數(shù)字化的接口， 可以將位置信息、 狀態(tài)信息、 分合閘命令通過網(wǎng)絡(luò)方式傳 輸。控制回路中電子電路的壽命、 可靠性將成為智能斷路器技術(shù)工程化應(yīng)用的關(guān) 鍵。（1）智能斷路器工作原理與工作模式 智能斷路器是用微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系 統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是由電力電子技術(shù)、 數(shù)字化控制裝置組成執(zhí)行單元， 代替常規(guī)機(jī) 械結(jié)構(gòu)的輔助開關(guān)和輔助繼電器。 新型傳感器與數(shù)字化控制裝置相配合， 獨(dú)立采 集運(yùn)行數(shù)據(jù)， 可檢測(cè)設(shè)備缺陷和故障， 在缺陷變?yōu)楣收锨鞍l(fā)出報(bào)警信號(hào)， 以便采 取措施避免事

33、故發(fā)生。在目前階段， 智能斷路器得到了相應(yīng)的發(fā)展， 具有智能操作功能的斷路器是 在現(xiàn)有斷路器的基礎(chǔ)上引入智能控制單元， 它由數(shù)據(jù)采集、 智能識(shí)別和調(diào)節(jié)裝置 3 個(gè)基本模塊構(gòu)成。工作原理見圖 1 ，圖中實(shí)線部分為現(xiàn)有斷路器和變電站的有 關(guān)結(jié)構(gòu)和相互關(guān)聯(lián)。 智能識(shí)別模塊是智能控制單元的核心， 由微處理器構(gòu)成的微 機(jī)控制系統(tǒng)， 能根據(jù)操作前所采集到的電網(wǎng)信息和主控制室發(fā)出的操作信號(hào)， 自 動(dòng)地識(shí)別操作時(shí)斷路器所處的電網(wǎng)工作狀態(tài)， 根據(jù)對(duì)斷路器仿真分析的結(jié)果決定 出合適的分合閘運(yùn)動(dòng)特性， 并對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出調(diào)節(jié)信息， 待調(diào)節(jié)完成后再發(fā)出分 合閘信號(hào) ;數(shù)據(jù)采集模塊主要由新型傳感器組成，隨時(shí)把電網(wǎng)的數(shù)據(jù)以

34、數(shù)字信號(hào) 的形式提供給智能識(shí)別模塊，以進(jìn)行處理分析 ;執(zhí)行機(jī)構(gòu)由能接收定量控制信息 的部件和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器組成， 用來調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)， 以便改變每次操作時(shí)的運(yùn) 動(dòng)特性。此外，還可根據(jù)需要加裝顯示模塊、通信模塊以及各種檢測(cè)模塊，以擴(kuò) 大智能操作斷路器的智能化功能。智能斷路器基本工作模式是根據(jù)監(jiān)測(cè)到的不同故障電流， 自動(dòng)選擇操作機(jī)構(gòu) 及滅弧室預(yù)先設(shè)定的工作條件， 如正常運(yùn)行電流較小時(shí)以較低速度分閘， 系統(tǒng)短 路電流較大時(shí)以較高速度分閘，以獲得電氣和機(jī)械性能上的最佳分閘效果。 這種智能操作要求斷路器具有機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間上的可控性， 目前斷路器常用的氣動(dòng) 操作機(jī)構(gòu)， 液壓操作機(jī)構(gòu)和彈簧操作機(jī)構(gòu)由于中間轉(zhuǎn)換

35、介質(zhì)等因素， 控制時(shí)間離 散性大，其運(yùn)動(dòng)特性很難達(dá)到理想的可控狀態(tài)。采取電磁操作機(jī)構(gòu) 13 的斷路器 利用電容儲(chǔ)能、永磁保持、電磁驅(qū)動(dòng)、電子控制 14 等技術(shù)，當(dāng)機(jī)構(gòu)確定后運(yùn)動(dòng) 部件只有一個(gè)，沒有中間轉(zhuǎn)換介質(zhì) 12，分合閘特性僅與線圈參數(shù)相關(guān) 15 ，可 以通過微電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的控制， 通過對(duì)于速度特性控制實(shí)現(xiàn)斷路器的智 能化操作 16 。智能操作斷路器的工作過程是 :當(dāng)系統(tǒng)故障由繼電保護(hù)裝置發(fā)出分閘信號(hào)或 由操作人員發(fā)出操作信號(hào)后， 首先啟動(dòng)智能識(shí)別模塊工作， 判斷當(dāng)前斷路器所處 的工作條件，對(duì)調(diào)節(jié)裝置發(fā)出不同的定量控制信息而自動(dòng)調(diào)整操動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)， 以獲得與當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的運(yùn)

36、動(dòng)特性，然后使斷路器動(dòng)作。 隨著電力系統(tǒng)向大容量、超高壓和特高壓方向發(fā)展 ,電力設(shè)備越要求小型化、智 能化、高可靠性。（2）智能斷路器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 和傳統(tǒng)的斷路器相比較，智能斷路器有著其自身的優(yōu)點(diǎn) :1、采用智能斷路器技術(shù)后，對(duì)于非故障性的操作，斷路器都可以在較低的 速度下斷開， 減少斷路器斷開時(shí)的沖擊力和機(jī)械磨損， 從而提高斷路器的使用壽 命，在工程上達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、采用智能斷路器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有關(guān)高壓開關(guān)設(shè)備的檢測(cè)、保護(hù)、控制和 通信等智能化功能。3、傳統(tǒng)的重合閘采用重合閘繼電器，正常運(yùn)行時(shí)，重合閘繼電器的電容進(jìn) 行充電，當(dāng)發(fā)生故障斷路器斷開后， 電容進(jìn)行瞬間放電從而到達(dá)重合

37、目的， 當(dāng)重 合于故障時(shí)， 由于電容未再進(jìn)行充電， 因此重合閘只能進(jìn)行一次。 采用智能斷路 器技術(shù)后有可能改變目前的試探性自動(dòng)重合閘的工作方式， 實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)自動(dòng)重合 閘，即做到在短路故障開斷后， 如故障仍存在則拒絕重合閘， 只有當(dāng)故障消失后 才進(jìn)行重合。采用智能技術(shù)后就會(huì)避免傳統(tǒng)重合閘只能重合一次的弊端。4、實(shí)現(xiàn)定相合閘，降低合閘操作過電壓，取消合閘電阻，進(jìn)一步提高可靠 性;實(shí)現(xiàn)選相分閘，控制實(shí)際燃弧時(shí)間，使斷路器起弧時(shí)間控制在最有利于燃弧 的相位角，不受系統(tǒng)燃弧時(shí)差要求限制，從而提高斷路器實(shí)際開斷能力。 隨著微機(jī)技術(shù)、 微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展， 以及人工 智能技術(shù)在

38、產(chǎn)品研發(fā)和研究領(lǐng)域的應(yīng)用， 能斷路器將會(huì)從簡(jiǎn)單的采用微機(jī)控制取 代傳統(tǒng)繼電器功能的單一封閉裝置， 發(fā)展到具有完整的理論體系和多學(xué)科交叉的 電器智能化系統(tǒng)， 成為電氣工程領(lǐng)域中電力開關(guān)設(shè)備、 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、 工業(yè) 供配系統(tǒng)及工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新的發(fā)展方向。（3）智能斷路器特點(diǎn)1、監(jiān)測(cè)控制回路特點(diǎn) 以微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)斷路器 的智能化， 使其具有按電壓波形調(diào)節(jié)通斷角度， 精確控制通斷過程時(shí)間和滅弧室 工況。電力電子裝置取代傳統(tǒng)的機(jī)械操動(dòng)機(jī)構(gòu)，使斷路器動(dòng)作性能大大提高。 二次系統(tǒng)通過有效地監(jiān)視斷路器運(yùn)行狀態(tài)， 可以動(dòng)態(tài)評(píng)估斷路器壽命， 分析故障 遮斷能力，

39、 實(shí)現(xiàn)斷路器運(yùn)行監(jiān)視， 進(jìn)行壽命周期評(píng)估和失效率評(píng)估， 提高斷路器 的可用率。主要的監(jiān)視環(huán)節(jié)有：統(tǒng)計(jì)動(dòng)作次數(shù)。統(tǒng)計(jì)斷口開斷電流值。監(jiān)視通斷 線圈電流波形，判斷故障。監(jiān)視滅弧室內(nèi)絕緣介質(zhì)的壓力、溫度及密度等。監(jiān)視 觸頭通斷速度和操動(dòng)機(jī)構(gòu)狀態(tài)。新型微控制器 （DSP）的廣泛使用，使得上述功能的實(shí)現(xiàn)和完善成為可能。2、數(shù)據(jù)通信回路特點(diǎn) 數(shù)字化變電站背景下的斷路器智能化使得斷路器線圈動(dòng)作方式發(fā)生了根本變化。 傳統(tǒng)斷路器動(dòng)作信號(hào)由二次電纜傳遞至斷路器控制箱， 而智能化斷路器的控制信 號(hào)依據(jù) IEC61850 規(guī)約中的 GOOSE 通信協(xié)議，以通信報(bào)文形式通過變電站二次 通信光纜傳遞至斷路器的智能控制器，

40、 不僅節(jié)省大量電纜而且其可靠性和實(shí)時(shí)性 都得到極大提高。電子式互感器目前電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用常規(guī)電磁式電流、 電壓互感器或電容式電壓互感器 因系統(tǒng)電壓增高 ,使互感器的絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 體積增加 ,造價(jià)也隨之升高 ,同時(shí)電磁 式互感器還有磁飽和、鐵磁諧振、動(dòng)態(tài)范圍小等缺點(diǎn) ,難以滿足電力系統(tǒng)應(yīng)用的 發(fā)展要求。而新型電子式互感器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、抗電磁干擾、不飽和及易于數(shù)字信號(hào)傳輸 ,能順應(yīng)電力工程的發(fā)展要求。新型互感器大致可分為兩類：一是電子式互感器；二是光電式互感器。 電子式互感器的傳感原理與傳統(tǒng)互感器的相同， 即應(yīng)用變壓器原理、 分壓器原理， 有的也用霍爾效應(yīng)。 與傳統(tǒng)互感器的區(qū)別只是它的傳感

41、器部分不傳送功率而只送 信號(hào)，再由電子放大后送到負(fù)荷， 它依靠光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)， 并作為互感器高 低壓側(cè)之間的絕緣。光電式電流互感器的原理是： 利用材料的慈光效應(yīng)或光電效應(yīng)， 將電流的變 化轉(zhuǎn)換成激光或光波， 經(jīng)過光通道傳送到低壓側(cè)， 再轉(zhuǎn)變成電信號(hào)經(jīng)放大后供儀 表和繼電器使用。 光電式電壓互感器是利用材料的泡克耳斯效應(yīng)， 材料在電場(chǎng)作 用下，出現(xiàn)雙折射作用，兩種折射率之差 與電場(chǎng)強(qiáng)度 E 成正比，通過 波長(zhǎng)板 和檢光板變成強(qiáng)光信號(hào)輸出。（1）電子式互感器標(biāo)準(zhǔn)依據(jù) 電子式互感器必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和運(yùn)行, IEC6004427電子式電壓互感器 、 IEC6004428電子式電

42、流互感器 、IEC61850變電站網(wǎng)絡(luò) 和系統(tǒng)等標(biāo)準(zhǔn)的相繼頒布 ,相應(yīng)國標(biāo)報(bào)批稿也已經(jīng)定稿 ,為電子式互感器的推廣 應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（2）電子式互感器與常規(guī)互感器的對(duì)比1、定義的區(qū)別根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)描述 ,電子式互感器是具有模擬量電壓或數(shù)字量輸出 ,供頻率 15 100 Hz 的電氣測(cè)量?jī)x器和繼電保護(hù)裝置使用的電流電壓互感器?？梢娖涔δ?、 應(yīng)用范圍和常規(guī)互感器完全一致 ,區(qū)別在于輸出量 ,是可供二次設(shè)備直接使用的模 擬電壓信號(hào)或數(shù)字量 , 如電子式電流互感器 （ETA） 模擬量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為 22. 5 ,150 ,200 ,225 mV （測(cè)量用） 和 4 V （保護(hù)用） , 數(shù)字量輸出標(biāo)準(zhǔn)值為 2D

43、41H （測(cè) 量用） 和 01CFH（保護(hù)用 ） ,而常規(guī)電流互感器 （常規(guī) TA） 輸出為電流信號(hào) ,這直接 導(dǎo)致了包括設(shè)備銘牌參數(shù)在內(nèi)的一系列不同 ,如電子式互感器可根據(jù)需要通過軟 件設(shè)定變比 ,而不再使用常規(guī)形式如 600/ 300/ 5 來定義。電子式互感器的精度等級(jí)與常規(guī)的差別不大。以電流互感器 （TA） 為例 ,測(cè)量 用TA 的標(biāo)準(zhǔn)精度為 0. 1 ,0. 2 ,0. 5 ,1 ,3 ,5 級(jí),供特殊用途的為 0. 2S 和 015S 級(jí); 保護(hù)用 TA 的標(biāo)準(zhǔn)精度為 5P , 10P , 和5 TPE ,其中 5 TPE 的特性考慮短路電流中 有非周期分量的暫態(tài)情況 ,其穩(wěn)態(tài)、暫

44、態(tài)誤差限值分別與 5P級(jí)、TPY級(jí)常規(guī)TA 相 同。2、結(jié)構(gòu)的區(qū)別ETA 結(jié)構(gòu)，在高電位等勢(shì)體內(nèi) , 完成一次電流傳變、二次信號(hào)采集、數(shù)字信 號(hào)調(diào)制和光信號(hào)輸出 ,光纖從等勢(shì)體出線 ,通過絕緣支柱走線到地電位 ,進(jìn)入光纜 引至位于集控室的合并器單元。常規(guī) TA 不論正置式或倒置式 ,都要把地電位引 至二次線圈 ,使高低電位之間的絕緣距離為線圈內(nèi)半徑。因采用光纖絕緣體,電子式互感器將高低電位間的絕緣距離擴(kuò)大至整支絕緣柱高度。3、性能的區(qū)別1）絕緣性能 由前文可知 ,電子式互感器的絕緣性能遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)互感器 ,尤 其在超、特高壓系統(tǒng)中 ,它的應(yīng)用將使其可靠性得到極大提高。2）系統(tǒng)精度 應(yīng)用常規(guī)互感器

45、的系統(tǒng)存在若干獨(dú)立誤差環(huán)節(jié) ,如二次小信號(hào) 變換誤差、采樣誤差、傳輸誤差等 ,且互感器要求暫態(tài)試驗(yàn) ,但二次小信號(hào)傳變器 的暫態(tài)特性往往不能滿足要求 ,從而增加了系統(tǒng)誤差。而對(duì)于電子式互感器 ,其額 定誤差是指數(shù)字信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)一次信號(hào)間的比差和相角差,即以上沒有被計(jì)入常規(guī) 互感器誤差項(xiàng)目 ,在電子式互感器誤差中被計(jì)入 ,其輸出直接供給二次設(shè)備使用 , 降低了系統(tǒng)誤差。3）負(fù)載特性 常規(guī)互感器對(duì)負(fù)載要求嚴(yán)格 , TA 二次不能開路 ,電壓互感器 （ TV） 二次不能短路 ,負(fù)載特性試驗(yàn)要在額定負(fù)載下完成。 電子式互感器輸出為數(shù) 字量 ,通過光纖傳遞至二次設(shè)備而基本無損耗 ,無負(fù)載要求 ,避免了可能

46、導(dǎo)致危及 設(shè)備或人身安全的問題。4）體積造價(jià) 常規(guī)互感器為滿足絕緣、負(fù)荷和暫態(tài)等方面要求 ,設(shè)備體積較 大 ,且隨著電壓等級(jí)上升 ,體積越加龐大 ,造價(jià)昂貴。而 ETA 由于采用的羅哥夫斯 基線圈為非磁性線圈 ,不會(huì)出現(xiàn)磁飽和及磁滯現(xiàn)象 ,具有良好的線性度和暫態(tài)特性 用于保護(hù)可輕易達(dá)到 5 TPE 級(jí)而體積很小 ;用于測(cè)量計(jì)量的低功率鐵心線圈 ,輸 出功率微小 ,因此可用較小的截面達(dá)到精度要求。在超高壓和特高壓等級(jí) ,電子式 互感器的體積造價(jià)均遠(yuǎn)小于常規(guī)互感器。4 應(yīng)用的區(qū)別常規(guī)互感器二次輸出側(cè)以 1 A 、5 A 或 100 V 的信號(hào)形式與電能表計(jì)、 控制 保護(hù)等二次設(shè)備相連接 ,目前絕大

47、多數(shù)二次設(shè)備廠商提供的產(chǎn)品也是按此匹配 的。而電子式互感器的二次輸出參數(shù)則完全不同 ,繼電保護(hù)、計(jì)量?jī)x表及測(cè)控裝 置等二次裝置適合數(shù)字化 ,與電子式互感器的應(yīng)用較為接近。因此 ,互感器的精度 等級(jí)、二次側(cè)輸出參數(shù)和與之相連的二次設(shè)備匹配和無縫連接,是電子式互感器應(yīng)用于工程的關(guān)鍵所在 。6.2 電氣設(shè)備選擇的一般條件電氣設(shè)備總是在一定的電壓、 電流、 頻率和工作環(huán)境下工作的， 電氣設(shè)備的 選擇除了滿足正常工作條件下安全可靠運(yùn)行，還應(yīng)滿足在短路故障條件下不損 壞，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并適應(yīng)所處的位置（戶內(nèi)或戶外） 、 環(huán)境溫度，海拔高度及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。1、 按環(huán)境

48、條件選擇電氣設(shè)備。根據(jù)電氣裝置所處的位置（戶內(nèi)或戶外） 、 使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備的型號(hào)；2、 按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 ，電氣設(shè)備的額定電壓 應(yīng)不低于 其所在電網(wǎng)的額定電壓 U，即 ；3、按長(zhǎng)期工作電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 ，電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不 小于通過它的長(zhǎng)時(shí)最大工作電流（即 30min 平均最大負(fù)荷電流，以 表示），即4、按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。為保證電氣設(shè)備在短路故 障時(shí)不致?lián)p壞，就必須按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定， 即 ， ；5、開關(guān)電器斷流能力的校驗(yàn)。 斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備負(fù)擔(dān)著切斷短路 電流的任務(wù)， 通過最大短路電流

49、時(shí)必須可靠切斷， 包括開斷電流和短路關(guān)合電流 的校驗(yàn)， 即 ， 。智能斷路器與電子式互感器的選型與傳統(tǒng)的選型相似， 基本可以參照普通的 選型。6.3 相關(guān)電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)電流互感器選擇1、110KV 側(cè)電子式電流互感器1) 選擇：型號(hào)為 HT E CT-110 額定電壓： 110KV 額定電流： 600A 熱穩(wěn)定電流： 12KA, 1S 動(dòng)穩(wěn)定電流： 30KA2) 校驗(yàn)： 電壓：U N U (110KV=110KV)電流： IN Imax (600A120A)動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (30KA10.69KA)熱穩(wěn)定： tk tp tin ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp

50、為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， tin 為斷路器固有分閘時(shí)間， ta為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 )因?yàn)?tk 1sI 10I tk/2 Itk 所以 Qk Qp12tk/2 tk tk = =I2*tk2 It2* t 12*12*1 144 Qk綜合考慮得： 110KV 側(cè)電流互感器 20為 HT E CT-110 ;600/5;10P/10P/0.5/0.2 2、10KV 側(cè)電流互感器1)10KV 上側(cè)1 選擇： 型號(hào)為 LZZBJ9-10 額定電壓： 10KV 額定電流： 2000A 熱穩(wěn)定電流： 100KA, 1S 動(dòng)穩(wěn)定電流： 160KA2) 校驗(yàn)： 電壓：U N U (10KV=10KV)電

51、流： IN Imax (2000A1310A)動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (160KA49.66KA)熱穩(wěn)定： tk tp tin ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，tin 為斷路器固有分閘時(shí)間， ta為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 )因?yàn)?tk 1s所以I 210I t2k/2It2k12I2*tk=341.5210000 QkIt2* t 100*100*12)10KV 下側(cè)1 選擇： 型號(hào)為 LZZBJ9-10 額定電壓： 10KV 額定電流： 600A 熱穩(wěn)定電流： 65KA, 1S 動(dòng)穩(wěn)定電流： 130KA2 校驗(yàn)： 電壓：U N U (10KV=10

52、KV)電流： IN Imax (600A40A) 動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (130KA49.66KA)熱穩(wěn)定： tk tp tin ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， tin 為斷路器固有分閘時(shí)間， ta為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 )因?yàn)?tk 1sI 10I tk/2 Itk所以 Qk Qp12tk/2 tk tk = =I2*tk=341.52It2* t 65*65*1 4225 Qk電壓互感器選擇1) 110KV 側(cè)電子式電壓互感器選擇：型號(hào)為 HT E VT-110110/ 0. 2/ 0. 2332) 10KV 側(cè)電壓互感器 選擇： 型號(hào)為

53、JDZ-10斷路器選擇1、110KV 側(cè)智能斷路器1) 選擇： PASS M0 額定電壓： 110kV 額定電流： 2000A 額定開斷電流： 40kA 極限通過電流： 80kA 熱穩(wěn)定電流： 40kA, 4S2) 校驗(yàn)：額定電壓： UN U (110kV=110kV)額定電流：IN Imax (2000A120A)開斷電流：I nbr I f (40kA3.98kA)動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (80kA10.69kA)熱穩(wěn)定：tk tp tin ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，tin為斷路器固有分閘時(shí)間，ta 為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 )因?yàn)?tk

54、1s所以 Qk QpI 2 10I t2k/2 It2k12tkI2*tk=25.662It2* t 40*40*4 6400 Qk2、10KV 側(cè)斷路器1) 10KV 靠近變壓器側(cè)1 選擇：型號(hào)為 VD4-12/3150A額定電壓： 10kV額定電流： 3.15kA額定開斷電流： 50kA 極限通過電流： 125kA 熱穩(wěn)定電流： 50kA,4S2 校驗(yàn)：額定電壓： UN U (10kV=10kV)額定電流： IN Imax (3150A1310A)開斷電流： I nbr I f (125kA49.66kA)動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (80kA10.69kA)熱穩(wěn)定： tk tp tin

55、 ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間， tin 為斷路器固有分閘時(shí)間， ta為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 )因?yàn)?tk 1sQQI 10I tk/2Itkt所以 QkQp 12tk/2tktk= =I2*tk=341.52It2* t 50*50*4 10000 Qk(2)負(fù)荷側(cè)1 選擇：型號(hào)為 ZN5-10/630額定電壓： 10kV額定電流： 630A額定開斷電流： 20kA極限通過電流： 50kA熱穩(wěn)定電流： 20kA, 4S2 校驗(yàn)：額定電壓： UN U (10kV=10kV)額定電流： IN Imax (630A40A)開斷電流： I nbr I f (

56、20kA18.48kA)動(dòng)穩(wěn)定 : ies i sh (125kA49.66kA)熱穩(wěn)定：tk tp tin ta 1.5 0.6 0.6 1.62 (tp 為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，tin為斷路器固有分閘時(shí)間，ta 為斷路器開端時(shí)電弧持續(xù)時(shí)間 ) a因?yàn)?tk 1s所以 Qk QpI 2 10I t2k/2 It2k12tkI 2* tk=341.52It2* t 20*20*4 1600 Qk隔離開關(guān)的選擇1、110KV 側(cè)隔離開關(guān)1) 選擇： GW4-110D/1000-80額定電壓： 110KV額定電流： 1000A 極限通過電流： 80KA 熱穩(wěn)定電流： 21.5KA, 5S2) 校驗(yàn)：額定電壓： UN U (110kV=110kV)額定電流：