60kV無人值守變電所電氣系統(tǒng)設計

1、1 前言農(nóng)網(wǎng)改造工程實施以后，尤其是無人值班變電所的大力推廣，設備的整體水平提高較快，而與之相配套的管理手段卻嚴重滯后，處于一種無政府的自由狀態(tài)，生產(chǎn)管理滑坡，部分變電所實際上變成了無人值班，無人管理，嚴重危及電網(wǎng)的安全運行，到了非整頓不可的時候了。下面就無人值班運行管理，談談個人意見和想法。 無人值班變電所的起源和產(chǎn)生背景。無人值班變電所是伴隨著電力體制的改革脫穎而出，有其產(chǎn)生的兩個環(huán)境，內(nèi)因：無人值班變電所是創(chuàng)一流供電企業(yè)的必備條件，市區(qū)和城鎮(zhèn)220kV終端變電所和110kV及以下變電所實現(xiàn)無人值班，非實施不可。外因：無人值班變電所的改造需要大批的資金、人力和物力，由于農(nóng)村電網(wǎng)改造，國家注

2、入了大量資金，改造農(nóng)網(wǎng)主設備，提高設備的健康水平，把錢用在刀刃上，理所當然。部分單位由于對形勢估計不足，為完成任務，準備不充分，土洋結合，倉促上馬，存在較多問題。 無人值班變電所的認證和驗收工作未認真開展。農(nóng)網(wǎng)改造作為一個龐大的系統(tǒng)工程，管理難度大，在具體實施過程中各單位各自為政，標準不統(tǒng)一，處于管理真空，根據(jù)各自的理解，實施開展，具有隨意性，存在許多先天缺陷和問題，直接影響運行管理。鑒于此，建議上級業(yè)務主管部門，要補課，對所有無人值班變電所進行全面清理整頓，按照無人值班變電所的標準和驗收大綱，對照檢查，對不符合要求的無人值班變電所進行整改和完善，不能降低標準。 現(xiàn)階段無人值班變電所的管理模式

3、，各單位因地制宜，沒有固定的管理模式，既有運行隊、調(diào)度所、變電所管理的，也有工區(qū)、檢修公司管理的，各個單位實際情況不同，強求一個模式不現(xiàn)實，原則上要求無人值班變電所各項工作，無人值守，有人管理具體日常管理工作要明確到單位和個人，不能出現(xiàn)真空地帶，要劃分責任和職責，尤其要注意過渡時期的管理環(huán)節(jié)，不能脫節(jié)。 明確管理主體。無人值班變電所的管理主體是設備管理單位和設備管理者，管理的模式不同，導致管理主體的變更，管理模式一旦確定，管理主體則隨之固定，要明確主次，要有計劃、有布置、有安排。留守人員和設備專責人要相互配合，設備管理者要熟悉自己的崗位職責，恪盡職守，生產(chǎn)管理和技術管理部門要拿出詳細管理辦法，

4、讓管理主體有章可循，按章辦事。 明確管理權限。無人值班變電所的管理，涉及調(diào)度、運行隊、通訊遠動、工區(qū)、變電所，以及留守人員，必須按機構設置進行職責劃分，明確各自的管理權限和范圍，履行規(guī)定的職責，形成相互制約、相互監(jiān)督機制，良性運轉。 與相關部門的配合。無人值班變電所技術含量高，實時監(jiān)控設備的健康狀態(tài)，遙控、遙信、信號的采集，都需要通過調(diào)度這一環(huán)節(jié)來完成，必須強化調(diào)度的管理責任。工區(qū)對設備起著舉足輕重的作用，調(diào)度與工區(qū)配合的好壞，一定程度上直接影響無人值班變電所的安全和運行。 定員定編。由于無人值班變電所在電網(wǎng)所處的地位不同，加之目前運行隊的力量不足，監(jiān)控通道時而受阻，變電所留守人員需合理配備，

5、即按實際情況酌情配備。 留守人員的職責需加強，不能淡化。部分管理者有一種片面意識，認為無人值班變電所的最終意圖，是減人增效，提高勞動生產(chǎn)率，淡化了留守人員的職責，電力系統(tǒng)內(nèi)部某些隱形缺陷，如過熱、放電等，信號量無法采集，只有擴大了故障，引起了事故才得以發(fā)現(xiàn)和處理，顯然是不妥的，必須加強留守人員的職責，嚴格要求有利于管理。 留守人員的業(yè)務素質(zhì)亟待提高。留守人員的來源，大部分是原有值班人員，熟悉設備性能，具有較強的運行管理經(jīng)驗，但有少數(shù)單位，將素質(zhì)較差留下?lián)斄羰厝藛T，導致目前農(nóng)網(wǎng)生產(chǎn)管理滑坡，安陸市電力局提高留守人員的業(yè)務素質(zhì)采取：抬高門檻，統(tǒng)一考試，擇優(yōu)上崗，對不合格者，下崗或轉崗處理。加強針

6、對性培訓，提高業(yè)務素質(zhì)。 單一操作。無人值班變電所單一操作，是農(nóng)網(wǎng)標準化管理綜合考核評價的熱點問題，運行隊減負放權到留守人員完成，筆者認為此舉不妥，其理由是：安全保障體系不完備，要正確處理安全與效益的關系。不利于堅持計劃檢修，臨檢機率大幅度上升，無制約、監(jiān)督手段。隨意性較大，不容易控制，影響對用戶的供電。單一操作可以增加設備的巡視頻率。 留守人員應填寫的幾種記錄。有據(jù)可查，建議無人值班變電所恢復以下記錄：交接班記錄；設備巡視記錄；設備缺陷記錄；避雷器動作記錄；絕緣保護工具試驗記錄。 無人值班變電所現(xiàn)場必備的資料和器具。為了便于開展工作，工作現(xiàn)場必須具備以下資料和器具：現(xiàn)場運行規(guī)程；技術圖紙；絕

7、緣保護工具。隨著大規(guī)模農(nóng)網(wǎng)改造事業(yè)的深入實施，一個優(yōu)質(zhì)、安全、可靠的供電環(huán)境已初步形成，我們國家的電力事業(yè)逐漸和國際接軌。為了適應我國電力事業(yè)的發(fā)展并將所學的知識運用到實際生產(chǎn)中去，增強自己的動手能力，為以后的工作打下良好的基礎，我選擇了60kV無人職守變電所電氣系統(tǒng)設計作為自己的畢業(yè)課題。本次設計的變電所為60kV無人職守變電所，基建工程量小，施工方便，周期短?？偣こ掏顿Y少，僅占常規(guī)變電所的三分之二。延長設備的檢修期，改變了原來每年一大修，半年一小修的現(xiàn)象，并保證了平時臨檢不停電，節(jié)約了人力和檢修費用。簡化了接線方式，設備安全可靠，自動化程度高，提高了供電可靠性。小型化變電所符合農(nóng)村電網(wǎng)的特

8、點，適合我國國情，符合國家政策，達到了少花錢，辦好事，辦快事的目的。它可以滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活所需要的電力負荷，增加供電量，改善電壓質(zhì)量，促進鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長和提高人民的生活質(zhì)量。本次設計包括對變電所原始資料的分析，主變及電氣設備的選擇與校驗，繼電保護，二次接線，接地與防雷等內(nèi)容。2 負荷統(tǒng)計及計算2.1 負荷統(tǒng)計本變電所負荷以生活、農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有少量的商業(yè)用電，負荷統(tǒng)計如表1-1所示。表2-1 負荷統(tǒng)計表回路序號回路名稱用 戶類 型需用系數(shù)配電容量（kVA）變壓器臺數(shù)供電回路線路長度(KM)備注1馮莊居民用電商業(yè)用電其它用電0.70.650.710006008001211110三類2李

9、莊居民用電商業(yè)用電鄉(xiāng)村醫(yī)院0.750.60.8511007001000181116三類3趙莊居民用電商業(yè)用電農(nóng)田灌溉0.70.80.790011007001611115三類4周莊居民用電商業(yè)用電其它用電0.70.60.78006007001211113三類2.2 負荷計算該所負荷計算采用需用系數(shù)法進行計算，由于各供電區(qū)域用電性質(zhì)相差不大，考慮功率因數(shù)相同，則視在功率可表示為有功功率。即 (2-1)式中 各用電設備額定容量，kVA 各線路的同時系數(shù) 各用電設備的需用系數(shù)kVA kVAkVAkVA2.3 變電所最大負荷負荷 考慮規(guī)劃年限內(nèi)5年的負荷增長率4%，變電所的最大計算負荷為: (2-2)式

10、中 變電站設計當年的計算負荷 同時系數(shù)，取0.95 各用戶的計算負荷線損率，取10%kVA計及負荷增長后變電站最大計算負荷1 (2-3) 式中 n年后的最大計算負荷 n 年數(shù) m 年均負荷增長率kVA3 主變的選擇及主接線的設計3.1 主變臺數(shù)的選擇因電力負荷全為三類負荷，生活用電和農(nóng)業(yè)灌溉負荷比重比較大，工業(yè)負荷比重比較小，故只裝設一臺主變壓器?？紤]到不受運輸條件的限制，選用三相變壓器。因深入引進至負荷中心，具有直接從高壓到低壓供電條件的變電所。為簡化電壓等級或減少重復降壓容量采用雙繞組變壓器，由于變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行所以變壓器繞組的連接方式選Y形連接

11、。裝設一臺主變壓器的變電站:根據(jù)我國變壓器運行的實踐經(jīng)驗，并參考國外的運行經(jīng)驗，我國農(nóng)村變電站單臺主變壓器的額定容量按下式選擇是合適的 (3-1)式中 主變壓器額定容量，kVAkVA查電氣設備實用手冊 選用三相油浸瓷自冷銅線雙繞組無載調(diào)壓變壓器，S7-6300/63型變壓器。表3-1 主變參數(shù)表主變型號額定容量(kVA)額定電壓(kV)高壓 低壓連接組號損耗(kW)短路 空載空載電流(%)阻抗電壓(%)質(zhì)量(t)6300/63630063 10.540 11.61.29.018.623.2 主接線形式的確定 主接線的設計原則變電所的主接線是電力系統(tǒng)接線組成中的一個重要組成部分，主接線的確定對電

12、力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接影響。主要考慮以下幾方面因素：(1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的作用；(2) 考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響；(3) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響；(4) 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。 主接線設計的基本要求(1) 可靠性：是指主接線能可靠的工作，以保證用戶的不間斷供電；(2) 靈活性：其運行及動作是否靈活；(3) 經(jīng)濟性：是指投資省，占地面積小，能量損失小。 選擇主接線的形式 根據(jù)該變電所的電壓等級60kV,該變電所為單電源進線，出線路有4回，三類負荷，所以

13、采用單母線接線，隔離開關與高壓斷路器作為控制與保護。 單母線接線：其特點是整個配電裝置只有一組母線，每個電源和引出線都經(jīng)過開關電器接到同一組母線上，其出線在六回以下。其優(yōu)點：接線簡單，清晰，采用的電氣設備少，比較經(jīng)濟，操作方便和便于擴建，而其主要缺點是母線和隔離開關檢修或發(fā)生故障時，必須斷開全部電源，是整個配電裝置停電。主接線圖見附圖所示。其接線如圖3-1所示。 圖 3-1 主接線圖4 短路電流的計算4.1 短路電流的計算目的 在選擇電氣設備主接線時，是確定主接線電氣設備是否需要采取短路電流的措施。 在選擇電氣設備時，為了保證正常運行的故障情況下都能安全可靠的工作，同時力求節(jié)約資金的投入，都需

14、要進行短路計算。 在選擇繼電保護裝置時也需要以短路電流為依據(jù)。 設計室外高壓配電裝置時，需要按照短路電流確定及校驗導線的相間距離，以及相對地面的安全距離。4.2 短路點的確定短路點應選在電氣主接線上，在最大運行方式下發(fā)生短路的短路電流。短路點的確定如圖4-1所示。圖 4-1等值電路圖4.3 短路電流的計算 系統(tǒng)阻抗標幺值取MVA kV系統(tǒng)最大運行方式下電抗標幺值 系統(tǒng)最小運行方式下電抗標幺值 進線電抗的標幺值 :進線長度為50KM,每公里電抗0.4變壓器阻抗標幺值為4.3.2 10KV出線阻抗標幺值的計算 各短路點短路計算點短路 kAkAkAkAkAkAkA kA點短路 kAkAkAkA kA

15、kAkAkA點短路 kAkAkAkA kAkAkAkA表4-1 短路計算統(tǒng)計表短路點計算最大運行方式最小運行方式F11.68471.45894.29602.54381.62491.40724.14352.5186F22.78572.41247.10354.20642.75762.38817.03194.1640F30.98120.84972.50211.48160.97780.84672.49341.4765F40.70710.61231.80311.06770.70550.61101.79901.0653F50.74180.64241.89161.12010.73970.64061.8862

16、1.1169F60.86950.75302.21721.31290.86680.75062.21031.30895 電氣設備的選擇及校驗5.1 母線的選擇及校驗 母線材料的選擇母線的材料有銅、鋁和鋼。目前，農(nóng)村發(fā)電廠和變電站以及大、中型發(fā)電廠、變電站的配電裝置中的母線，廣泛采用鋁母線，這是因為銅貴重，我國儲量又少；而鋁儲量較多，具有價格低、重量輕、加工方便等特點。因此，選用鋁母線要比銅母線經(jīng)濟。 母線截面形狀的選擇 農(nóng)村發(fā)電廠和變電站配電裝置中的母線截面目前采用矩形、圓形和絞線圓形等。選擇母線截面形狀的原則是：肌膚效應系數(shù)盡量低；散熱好；機械強度高；連接方便；安裝簡單。 由于本變電所是小型化變

17、電所，高壓側與低壓側均布置在室外，并且采用單母線接線方式，沒有高壓側母線，只有低壓側母線。鋼芯鋁絞線的耐張性能比單股母線好，在允許電流相同的條件下，鋼芯鋁絞線的直徑比單股母線直徑大，其表面附近的電場強度小于單股母線。為了使農(nóng)村發(fā)電廠和變電站的屋外配電裝置結構和布置簡單，投資少，所以10kV側母線選擇鋼芯鋁絞線。 母線的放置母線水平放置，相間距離a=0.65m b=4m已知條件 025 70 37。5.1.4 10kV側母線的選擇按最大長期工作電流選擇母線截面選擇條件：通過母線的最大長期工作電流不應大于母線長期允許電流，即 (5-1)式中 相應于某一母線布置方式和環(huán)境溫度為+25時的母線長期允許

18、電流，可由母線載流量表查出；溫度修正系數(shù)，其中=25，為母線的長期允許溫度，用螺栓連接時，為70；通過母線的最大長期工作電流，A溫度修正系數(shù) 按通過低壓側母線的最大長期工作電流 A=422.95A經(jīng)計算查電氣設備實用手冊 選擇LGJ-150型鋼芯鋁絞線，其70時最大允許持續(xù)電流為463A1) 校驗 熱穩(wěn)定性校驗A按上述條件選擇的截面，還必須按短路條件校驗其熱穩(wěn)定，其方法通常采用最小截面法，即 ( m2) (5-2)式中 選擇的母線截面，m2最小允許截面，m2穩(wěn)態(tài)短路電流，A母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)短路發(fā)熱的等值時間,s集膚效應系數(shù)，取短路計算時間。因，所以，經(jīng)查短路電流為分量等值時間表1得。因，所

19、以，故母線正常運行時的最高溫度為：查不同工作溫度下裸導體的值1知，按熱穩(wěn)定條件所需最小母線截面為小于所選母線截面150mm2，故滿足熱穩(wěn)定要求，因所選母線為絞線，故不需動穩(wěn)定校驗。5.1.5 10kV側出線選擇及校驗在六回出線中，以最大負荷的一條出線路為出線截面積選擇的計算依據(jù)，其它線路一定能滿足。由于六回出線的負荷相差不大，故不會造成太大的浪費。并且出線路負荷要考慮今后5年的增長，其增長率為5%。按通過10kV側出線的最大長期工作電流0.86=146.02A查電氣設備實用手冊 選擇LGJ35型鋼芯鋁絞線，其70時最大允許持續(xù)電流為189A（1） 校驗短路計算時間。因，所以，經(jīng)查短路電流為分量

20、等值時間表1得。因，所以，故母線正常運行時的最高溫度查不同工作溫度下裸導體的值1知，按熱穩(wěn)定條件所需最小母線截面為小于所選母線的截面積，故滿足熱穩(wěn)定要求，因所選母線為絞線，故不需動穩(wěn)定校驗。5.2 斷路器的選擇及校驗5.2.1 60kV側斷路器的選擇及校驗（1） 斷路器的選擇按構造形式、裝置種類、額定電壓、額定電流、和額定開斷電流選擇斷路器。又據(jù)，查電氣設備實用手冊3選擇型六氟化硫斷路器。六氟化硫斷路器的特點滅弧性能好，斷流容量大，檢修期長，結構緊湊，占地面積小，有益于變電所小型化。其技術參數(shù)見表5-1。表5-1LW9-63型斷路器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流(A)Iekd (kA)ij(

21、kA)tg (s)(s)Ir(4s) (kA)LW9-6363250031.5800.030.1231.5（2） 校驗對于無窮大電源供電電網(wǎng)，所以滿足額定開斷電流的要求。1) 熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間。因，所以，經(jīng)查短路電流為分量等值時間表1得。因，所以，故短路電流的熱脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求，因此所選型斷路器滿足要求。5.2.2 10kV側斷路器的選擇及校驗（1） 斷路器的選擇按構造形式、裝置種類、額定電壓、額定電流、和額定開斷電流選擇斷路器，而且放在屋外，所以可選真空斷路又據(jù)，查電氣設備實用手冊3選

22、擇ZW1-10型斷路器，其技術參數(shù)見表5-2。 表5-2 ZW1-10型斷路器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)Iekd (kA)ij(kA)tg (s)Ir(4s)(kA)thu(s)ZW1-101063012.531.50.0531.50.05（2） 校驗對于無窮大電源供電電網(wǎng)，滿足額定開斷電流的要求。1) 熱穩(wěn)定性校驗：短路計算時間。因，所以，經(jīng)查短路電流為分量等值時間表1得。因，所以，故短路電流的熱脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求，因此所選ZW1-10型斷路器滿足要求。5.2.3 10kV出線側斷路器

23、的選擇及校驗（1） 斷路器的選擇四條出線中找出負荷最大的作為計算依據(jù)，則其他幾條線路都能滿足，按構造形式、裝置種類、額定電壓、額定電流、和額定開斷電流選擇斷路器。而且放在屋外，所以可選屋外式真空斷路器。又據(jù)，查電氣設備實用手冊3 選擇ZW1-10型斷路器。其技術參數(shù)見表5-3。表5-3 ZW1-10型斷路器參數(shù)型號 額定電壓 (kV)額定電流(A) Iekd (kA)ij (kA)tg (s)Ir(4s) (kA)Thu(s)ZW1-101063012.531.50.0512.50.05（2） 校驗對于無窮大電源供電電網(wǎng)，滿足額定開斷電流的要求。1) 熱穩(wěn)定性校驗短路計算時間。因，所以，經(jīng)查短

24、路電流為分量等值時間表1得。因，所以，故短路電流的熱脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求，因此所選ZW1-10型斷路器滿足要求。5.3 隔離開關的選擇及校驗5.3.1 60kV側隔離開關的選擇及校驗（1） 隔離開關的選擇根據(jù)變壓器高壓母線側斷路器選擇計算的數(shù)據(jù)，經(jīng)查電氣設備實用手冊3 選擇GW4-63型隔離開關。其技術參數(shù)見表5-4。表5-4 GW4-63型隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流 （kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GW4-636363050 20（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱

25、脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性要求，因此所選GW4-63型隔離開關滿足要求。5.3.2 10kV側隔離開關的選擇及校驗（1） 隔離開關的選擇根據(jù)變壓器低壓母線側斷路器選擇計算的數(shù)據(jù)，經(jīng)查電氣設備實用手冊3 選擇GW9-10G/20型隔離開關。其技術參數(shù)見表5-5。表5-5 GW9-10G/630-20型隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GW9-10G/630-20106305020（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性

26、校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定要求，因此所選GW9-10G/630-20型隔離開關滿足要求。5.3.3 10kV出線側隔離開關的選擇及校驗（1） 隔離開關的選擇根據(jù)變壓器低壓母線側斷路器選擇計算的數(shù)據(jù)，經(jīng)查電氣設備實用手冊 選擇GW9-10G/630-20型隔離開關。其技術參數(shù)見表5-6。表5-6 GW9-10G/630-20型隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GW9-10G/630-20106305020（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗短路電流的熱脈沖：因此滿足熱穩(wěn)定性要求。2) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故

27、動穩(wěn)定性也滿足要求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定要求，因此所選GW9-10G/630-20型隔離開關滿足要求。5.4 電流互感器的選擇及校驗5.4.1 60kV側電流互感器的選擇及校驗（1） 電流互感器的選擇按最大長期工作電流根據(jù)，經(jīng)查電氣設備實用手冊選擇LCWB5-63型戶外獨立式電流互感器。其技術參數(shù)見表5-7。表5-7 LCWB5-63型電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）準確級額定輸出（VA）額定電流比 1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)LCWB5-6363B50300/530100（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)滿足熱穩(wěn)定要求2) 動穩(wěn)定性校驗 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗滿足內(nèi)部動穩(wěn)定要求 外部動穩(wěn)定

28、校驗滿足外部動穩(wěn)定要求經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及內(nèi)、外動穩(wěn)定要求，因此所選LCW-60型電流互感器滿足要求。5.4.2 10kV側電流互感器的選擇及校驗（1） 電流互感器的選擇按最大長期工作電流根據(jù)，查電氣設備實用手冊3 選擇LB-10型電流互感器。其技術參數(shù)見表5-8。表5-8 LB-10型電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）準確級額定輸出（VA）額定電流比短時熱電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)LB-101010P15400/590225（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)2) 動穩(wěn)定性校驗 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗 外部動穩(wěn)定校驗經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及內(nèi)、外動穩(wěn)定性要求，所選LB-10型電流互感器滿足要求。.1 10kV出線

29、側電流互感器的選擇及校驗（1） 電流互感器的選擇按最大長期工作電流根據(jù)，經(jīng)查電氣設備實用手冊3選擇LB-10型電流互感器。其技術參數(shù)見表5-9。表5-9 LB-10型電流互感器參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流比1s熱穩(wěn)定電流倍數(shù)動穩(wěn)定電流倍數(shù)LB-1010200/590225（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)滿足熱穩(wěn)定要求2) 動穩(wěn)定性校驗 內(nèi)部動穩(wěn)定校驗 外部動穩(wěn)定校驗經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及內(nèi)、外動穩(wěn)定要求.2 電流互感器所接儀表及負荷的二次分配表5-10 電流互感器的負荷儀表名稱符號二次負荷A相 C相電流表（1T1A）3 0功率表（1D1W）1.5 1.5電度表（DS）0.5 0.5總 計5

30、2電流互感器與儀表的接線，如圖5-1.3 二次側連接導線的確定電流互感器的誤差與二次負荷阻抗有關，所以同一臺電流互感器在不同的準確度等級時，會有不同的額定容量。當二次負荷容量過大時，其準確度等級會降低，因此，選擇時必須滿足 VA (5-3)式中 電流互感器的額定容量，在此；電流互感器的二次負荷，VA (5-4)電流互感器的二次額定電流已經(jīng)標準化（5A或1A）,所以二次負荷主要決定于二次阻抗，額定容量也就常用二次額定阻抗表示。 實際選擇中，都按最大一相負荷來選擇，即最大一相負荷容量小于或等于額定容量 。若不計負荷電抗時，最大一相負荷按下式計算 (5-5)式中 最大一相負荷阻抗， 最大一相負荷測量

31、儀表的總阻抗， 二次連接導線的電阻， 導線接頭的接觸電阻，一般取0.1電流互感器二次測量儀表確定后，僅連接導線電阻是未知量，為了使電流互感器的最大一相負荷在所要求的準確度等級下不大于其額定阻抗，即，則連接導線的電阻應滿足下式 (5-6)連接導線的長度確定以后，其截面為 （m2） (5-7)式中 二次連接導線的截面，m2 導體材料的電阻率，m連接導線的計算長度，m。電流互感器采用不完全星形接線，電流互感器到主控儀表間導線路徑長度為12m.。 mm2故采用截面為2 mm2的銅線。 5.5 電壓互感器的選擇與斷路器和隔離開關的選擇與校驗5.5 .1 電壓互感器的選擇及校驗電壓互感器主要用來計量，而上

32、一級變電所出線已由本所計量，故60kV側不必裝設電壓互感器，在10kV側必須裝設電壓互感器，從而減少造價。（1） 電壓互感器的選擇根據(jù)該電壓互感器的用途、裝設地點及額定電壓，經(jīng)查電氣設備實用手冊3選擇JDN2-10型電壓互感器。其技術參數(shù)見表5-11。表5-11 JDN2-10型電壓互感器參數(shù)型號額定電壓比（KV）最大容量準確級次及相應額定二次負荷(VA)0.5級1級3級JDN2-1010000/1003505080200測量儀表的技術數(shù)據(jù)見表5-12。表5-12 測量儀表的技術參數(shù)儀表名稱儀表型號每線圈消耗功率(VA)有功功率表1D1W0.751無功功率表1D1Var0.751有功電度表DS

33、11.50.38頻率表1D1Hz21電壓表1T1V51功率因數(shù)表1D10.751電壓互感器和測量儀表的三線接線圖如圖5-2所示。圖5-2 三線接線圖（2） 校驗在電壓互感器接線布局中，由于接入了電度表，所以電壓互感器的準確度等級選0.5級，在0.5級以下工作的電壓互感器的額定容量Se=50VA按二次負荷選擇電壓互感器應作如下計算：首先計算各相負荷，然后取最大一相負荷與一相額定容量相比較。（利用變電工程教材1中第三種接線方式進行計算）A相負荷為：B相負荷為：經(jīng)計算可知B相負荷最大，其值為0.5級的JDN2-10型電壓互感器的一相額定容量為50/3=16.7（VA）,此值大于它的最大一相負荷Sb，

34、因此滿足要求。由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當系統(tǒng)發(fā)生短路時互感器本身并不遭受短路電流的作用，因此不需要校驗動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。 其保護熔斷器的選擇及校驗熔斷器的選擇對于保護電壓互感器的熔斷器，只按額定電壓及斷流容量選擇即可kV (4-8)MVA經(jīng)計算查電氣設備實用手冊3選擇RW3-10型熔斷器。其技術參數(shù)見表5-13。表5-13 RW3-10型熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)配用熔絲額定電流（A）額定斷流容量（MVA）上限 下限RW3-101020010150 30經(jīng)計算滿足要求，故選RW3-10形熔斷器。5.6 絕緣子和穿墻套管的選擇及校驗發(fā)電廠和變電站常用的絕緣子有支柱絕緣子、套管絕

35、緣子和懸式絕緣子。支柱絕緣子用于支持和固定母線，并使母線與地絕緣；套管絕緣子主要用于母線穿過墻壁或樓板，使母線之間、母線與地之間絕緣；懸式絕緣子主要用于固定屋外配電裝置中的軟母線。 5.6.1 60kV側絕緣子的選擇及校驗（1） 絕緣子的選擇按安裝地點和額定電壓查電氣設備實用手冊3選擇XP-70C型絕緣子，其技術參數(shù)見表5-14。表5-14 XP-70C型絕緣子參數(shù)型號工頻擊穿電壓（kV）工頻閃絡電壓（kV）機電破壞負荷（kN）泄漏比距（cm/kV）最小放電距離（cm）干濕XP-70C1107545521.630（2） 懸式絕緣子片數(shù)的選擇一般情況下的單位泄漏距離為1.6cm/kV，所以應選絕

36、緣子的片數(shù)為片式中 泄漏比距 每片絕緣子的泄漏距離所以初選4片絕緣子，考慮到絕緣子老化及出現(xiàn)故障等情況，應將絕緣子片數(shù)加1，故選擇片5絕緣子。60kV每相懸式絕緣子應選5片，滿足要求。5.6.2 10kV側絕緣子的選擇及校驗按額定電壓和裝設地點，經(jīng)查電氣設備實用手冊3選擇XP-70C型支柱棒型絕緣子。其技術參數(shù)見表5-15。表5-15 XP-70C型絕緣子參數(shù)型號工頻擊穿電壓（kV）工頻閃絡電壓（kV）機電破壞負荷（kN）泄漏比距（cm/kV）最小放電距離（cm）干濕XP-70C1107545521.630校驗（3） 懸式絕緣子片數(shù)的選擇一般情況下的單位泄漏距離為1.6cm/kV，所以應選絕緣

37、子的片數(shù)為片式中 泄漏比距 每片絕緣子的泄漏距離所以初選1片絕緣子，考慮到絕緣子老化及出現(xiàn)故障等情況，應將絕緣子片數(shù)加1，故選擇片2絕緣子。10kV每相懸式絕緣子應選2片，滿足要求。 穿墻套管的選擇及校驗（1） 穿墻套管的選擇按裝置種類、構造形式、額定電壓及最大長期工作電流，查電氣設備實用手冊3選擇CWB-10/400型穿墻套管。其技術參數(shù)見表5-16。表5-16 CWB-10/400型穿墻套管參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)總長L(mm)抗彎破壞負荷(kN)5s短時熱電流（kA）CWB-10/400104005107.512（2） 校驗1) 熱穩(wěn)定校驗2) 動穩(wěn)定校驗經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定性

38、及動穩(wěn)定性要求，故所選CWB-10/400型穿墻套管滿足要求。5.7 所用變設備的選擇 所用變壓器的選擇考慮到變電所主要設備的需要，如采用硅整流操作電源，要求有可靠的所用電源。此電源不僅能在正常運行方式下保證供給操作電源，而且應考慮在全所停電之后，仍能實現(xiàn)對電源進線斷路器的合閘。一般應至少有兩路互為備用的所用電源。一臺接在高壓側，一臺接在低壓側。所用電負荷統(tǒng)計見表5-17。表5-17 所用電負荷統(tǒng)計表日常照明用電3kW取暖設施用電4kW繼電保護裝置用電30kW其它用電13kW總計50kW綜合以上數(shù)據(jù)，查電氣設備實用手冊3選擇S9-50/60型和S9-50/10型電力變壓器作為所用變壓器。 保護

39、熔斷器的選擇（1） 熔斷器的選擇其最大長期工作電流 熔件的額定電流為 短路容量 經(jīng)計算查電氣設備實用手冊選擇RW6-60/500型高壓熔斷器和RW3-10型高壓跌落式熔斷器。其技術參數(shù)見表5-20和5-21。表5-18 RW6-60/800型熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)額定斷流容量（MVA）上限下限RW6-60/8006010080020表5-19 RW3-10型熔斷器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定電流(A)配用熔絲額定電流（A）額定斷流容量（MVA）上限 下限RW3-101020010150 30（2） 校驗?經(jīng)計算滿足要求，選RW6-60/800和RW3-10型熔斷器。 隔離

40、開關的選擇根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，選擇GW4-63型和GW4-10G/630-20型隔離開關即能滿足要求。 其技術參數(shù)如表5-20和5-21。表5-20 GW4-63型隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流 （kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GW4-636363050 20表5-21 GW9-10G/400-12.5型隔離開關參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GW9-10G/400-12.51040031.512.5由于 ，所以滿足工作條件。熱穩(wěn)定校驗短路電流的熱脈沖： 因此滿足熱穩(wěn)定性要求。3) 動穩(wěn)定性校驗極限通過電流 故動穩(wěn)定性也滿足要

41、求。經(jīng)計算滿足熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定要求，因此所選隔離開關滿足要求5.8 電力電容器的選擇電力電容器是用來提高電網(wǎng)功率因數(shù)、減少線損、改善電壓質(zhì)量、提高供電效率的電器設備。 電容器的選擇（1） 按工作電壓選擇（2） 按工作頻率選擇（3） 無功功率的計算設備補償前的功率因數(shù)為0.75，經(jīng)電容器要求補償后達到0.9。負荷的有功功率為系統(tǒng)要求補償?shù)臒o功功率為查電氣設備實用手冊3初選BWF10.5-100-1型電容器組，其技術參數(shù)見表5-22。表5-22 BWF10.5-100-1W型電容器參數(shù)型號額定電壓(kV)額定容量(kvar)額定電容(F)BWF10.5-100-1W10.51002.89因此，一相需

42、9個此型號的電容器組，三相則需27個電容器組，總的額定容量為，故所選電容器組滿足要求。 其斷路器、隔離開關、電流互感器的選擇電容器組回路的最大長期工作電流小于各出線回路中的最大長期工作電流，因此斷路器、隔離開關、電流互感器均可按出線路側選擇，一定會滿足要求。其所選型號為：斷路器選用選擇ZW1-10型隔離開關選用GW9-10G/400-12.5 電流互感器選用LB-10-2006 電氣設備的平面布置6.1 配電裝置的布置（1）60kV側配電裝置采用戶外式，本所北側進線，南側出線。本著節(jié)約占地，少占農(nóng)田的原則。并為了進行維護安裝的方便及各種安全，此屋外配電裝置采用半高式雙層布置方式，這種布置方式整

43、齊緊湊，巡視特別方便。（2）10kV側采用戶外式。（3）農(nóng)村變電所屋外配電裝置的母線一般采用鋼芯鋁絞線，三相水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構架上軟母線可選用較大的檔距，但檔距越大導線弧垂越大，因而導線相間及對地距離要增加，母線及跨越線構架的寬度和高度均需增大。屋外配電裝置的構架采用鋼筋混凝土結構，構架配鍍鋅鋼梁具有節(jié)省鋼材，經(jīng)久耐用，維護簡單等優(yōu)點。（4）主變壓器的布置變壓器外殼不帶電，故采用落地式，安裝在鋼筋混凝土基礎上。主變壓器與建筑物的距離不小于1.25m，且距離變壓器5m以上的建筑物在變壓器總高度下外廊兩側3m的范圍內(nèi)，不應有門窗和通風孔。變壓器油超過2500kg以上的兩臺變壓器之間

44、的防火凈距不應小于510m。（5）斷路器的布置根據(jù)布置條件選擇高式布置，安裝在高約2m的混凝土基礎上。（6）隔離開關和電流互感器的布置均采用高式布置，其支架高度為2.7m。（7）避雷器的布置 60kV側采用高式布置，支架高度為2.7m（8）電容器采用低式布置為了人身安全應裝設圍欄，桿臺上的電容器組，其臺架底部對地高度為2.5m。（9）電纜溝和通道屋外配電裝置中，電纜溝布置應使電纜走的路徑最短，所區(qū)內(nèi)道路寬廣大門正對道路，運輸方便。主變搬運道路寬6m，其他道路寬為1.5m，電氣設備附近電纜溝鋪設水泥板，配電裝置巡視小道。60kV側配電裝置的有關尺寸見表6-1所示。表6-1 配電裝置的有關尺寸見母

45、線出線門型母線門型母線架弧垂1.0米0.1米線間距離4米1.6米構架高度7.3米構架寬度5.0米電氣設備布置圖見附圖。6.2 變電所的總平面布置 布置情況主控室與10kV屋內(nèi)配電室為平房布置，一字排開，由于是小型化變電所，所以60KV與10kV側電氣設備均為屋外布置，屋外電氣設備全部布置在480m2面積的開關場，控制部分及繼電保護部分都布置在主控室內(nèi)，面積為74.4m2,所區(qū)總面積為2440m2，利用系數(shù)為70%，所區(qū)平坡布置，順母線方向無坡，垂直母線方向為坡區(qū)排水布置0.81%的坡度。如圖6-1所示。 總平面圖的布局 總平面圖見附圖所示。斷面圖見附圖所示。 控制室的平面布置本控制室為1200

46、06200mm2其中有綜合自動化裝置一套，計量屏一面，交流屏一面以及硅整流型直流系統(tǒng)一套，其布置如附圖所示。圖6-1 平面布置圖7 繼電保護及二次接線7.1 繼電保護 繼電保護的設計應以合理的運行方式和故障類型作為依據(jù)，并應滿足速動性、選擇性、可靠性和靈敏性四項基本要求。本所主要對變壓器、線路、電力電容器進行保護，同時也對其它設備進行保護。這里主要介紹這些主要的保護。 電力變壓器的保護電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電器設備，它的故障對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重后果，同時大容量變壓器也是非常貴重的元件。因此，必須根據(jù)變壓器容量和重要程度裝設性能良好、動作可靠的保護。變壓器油箱內(nèi)部主

47、要易發(fā)生的故障包括相間短路、繞組的匝間短路和單相接地短路等。油箱內(nèi)部故障對變壓器來說是非常危險的，高溫電弧會燒毀繞組的鐵芯，而且會使變壓器油絕緣受熱分解產(chǎn)生大量氣體，引起變壓器油箱爆炸的嚴重后果。變壓器油箱外部引線及套管處也可能發(fā)生相間短路和接地故障。變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部短路或過負荷引起的過電流，以及漏油引起的油面降低和過勵磁等。對變壓器的不正常工作狀態(tài)應采取以下保護：（1） 為反應變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障和油面降低應裝設瓦斯保護。（2） 為反應變壓器繞組、套管和引出線相間短路；直接接地系統(tǒng)側繞組、套管和引出線的接地短路以及繞組匝間短路應裝設縱聯(lián)差動保護。（3） 為反

48、應外部相間短路引起的過電流，應裝設過電流保護作為后備保護。（4） 為反應過負荷，應裝設過負荷保護；（5） 為反應油溫降低而裝設的保護。.1 變壓器的瓦斯保護根據(jù)繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程的規(guī)定，對于容量在0.8MVA以上的油浸式變壓器應裝設瓦斯保護。瓦斯保護是反應變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護，保護變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障，特別是對繞組的相間短路和匝間短路。（1） 原理及接線圖1) 原理：由于短路點電弧的作用，將使變壓器油和其它絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體的數(shù)量及流速構成瓦斯保護，它應安裝在油箱與油枕之間的連接管道上。2) 瓦斯保護接原理線圖如附所示。（2） 整定整定：在出現(xiàn)輕微瓦斯及油面下降時，保護裝置應動作于信號；但是在出現(xiàn)大量瓦斯時，保護裝置通常應動作于跳閘。 （3） 瓦斯保護的主要特點動作迅速、靈敏度高、安裝接線簡單、可以有效地反應變壓器油箱內(nèi)的故障及油面降低，但它不能反應油箱外套管及引出線上的故障，因此必須與縱差動保護一起，共同構成變壓器的主保護。.2 變壓器的縱差動保護（1）