某110kv變電站電氣一次設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)二○○八年九月目錄摘要……………………（3）概述…………………（4）第一章電氣主接線…………………（6）110kv電氣主接線…………（7）35kv電氣主接線…………（9）10kv電氣主接線…………（11）站用變接線……………（13）負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇…………………（14）2．1負(fù)荷計(jì)算…………………（14）2．2主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定……………（16）2．3站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定…………（18）第三章最大持續(xù)工作電流及短路電流的計(jì)算…（19）3．1各回路最大持續(xù)工作電流…………………（19）3．2短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果…………（20）第四章主要電氣設(shè)備選擇………（21）…………（23）4．2隔離開關(guān)的選擇……………（28）4．3電流互感器的選擇…………（29）4．4電壓互感器的選擇…………（32）4．5絕緣子和穿墻套管的選擇…………………（34）母線導(dǎo)體的選擇……………（36）………………（37）………………（39）…………（41）……………（42）附錄=1\*ROMANI設(shè)計(jì)計(jì)算書………（43）附錄=2\*ROMANII電氣主接線圖……………………（50）10kv配電裝置配電圖…………（52）參考文獻(xiàn)…………（53）摘要本文根據(jù)系統(tǒng)與線路及所有負(fù)荷的參數(shù)，分析負(fù)荷發(fā)展趨勢(shì)。從負(fù)荷增長(zhǎng)方面闡明了建站的必要性，然后通過(guò)對(duì)擬建變電站的概括以及出線方向來(lái)考慮，并通過(guò)對(duì)負(fù)荷資料的分析，安全，經(jīng)濟(jì)及可靠性方面考慮，確定了110kV，35kV，10kV以及站用電的主接線，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)，同時(shí)也確定了站用變壓器的容量及型號(hào)，最后，根據(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，隔離開關(guān)，母線，絕緣子和穿墻套管，電壓互感器，電流互感器進(jìn)行了選型，從而完成了110kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。概述待設(shè)計(jì)變電所地位及作用按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本區(qū)興建1中型110kV變電所。該變電所建成后，主要對(duì)本區(qū)用戶供電為主，尤其對(duì)本地區(qū)大用戶進(jìn)行供電。改善提高供電水平。同時(shí)和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。北待設(shè)計(jì)變電站待設(shè)計(jì)變電站～～～～110kV出線2回35kV出線60回10kV線路8回變電站負(fù)荷情況及所址概況本變電站的電壓等級(jí)為110/35/10。變電站由兩個(gè)系統(tǒng)供電，30KM,線路2為20KM,線路3為25KM。該地區(qū)自然條件：年最高氣溫40攝氏度，年最底氣溫-30攝氏度，年平均氣溫20攝氏度。出線方向110kV向北，35kV向西，10kV向東。所址概括，石家莊，面積為100×100平方米，本地區(qū)無(wú)污穢，土壤電阻率400Ω.cm。本論文主要通過(guò)分析上述負(fù)荷資料，以及通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，最大持續(xù)工作電流及短路計(jì)算，對(duì)變電站進(jìn)行了設(shè)備選型和主接線選擇，進(jìn)而完成了變電站一次部分設(shè)計(jì)。第一章電氣主接線設(shè)計(jì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(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、變電站主接線必須滿足以下基本要求。1運(yùn)行的可靠性斷路器檢修時(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)重要用戶的供電。2具有一定的靈活性主接線正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運(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，并且在檢修時(shí)可以保證檢修人員的安全。3操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜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)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，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)上合理性主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(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，主要決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。主接線的設(shè)計(jì)3.1原始資料分析:本發(fā)電廠除了與電力系統(tǒng)連接外，還通過(guò)110kV及10kV電壓向地方負(fù)荷供電。本所有三個(gè)電壓等級(jí)，110kV、35kV、10kV。220kV側(cè)通過(guò)兩回進(jìn)線與系統(tǒng)相連，110kV側(cè)共有４線，Smax=1８０kVA,帶有重要負(fù)荷；10kV共６出線，Pmax=1６MW，功率因數(shù)為，沒有重要負(fù)荷。3.2方案的擬訂:主接線應(yīng)通過(guò)原始資料分析結(jié)合實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)，主接線的設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，對(duì)各電壓等級(jí)可有如下接線形式:對(duì)220kV當(dāng)可靠性要求高時(shí)可采用雙母線帶旁路形式，只有２回路供電還可以采用雙母線形式．或可采用單母線分段形式；對(duì)110kV對(duì)于本系統(tǒng)有四條出線并帶重要負(fù)荷，一般采用單母線分段或雙母線供電，可以采用雙母線帶旁路．對(duì)10kV根據(jù)本廠的可靠性選擇一般可以采用單母線分段或雙母線供電及雙母線帶旁路。通過(guò)幾個(gè)電壓等級(jí)的可能接線形式，我對(duì)本發(fā)電廠的主接線初定三個(gè)方案（見表2-1）方案一：220kV單母線分段110kV雙母線 10kV單母線分段方案二：220kV雙母線帶旁路110kV單母線分段10kV雙母線方案三：220kV雙母線110kV雙母線帶旁路10kV雙母線帶旁路三個(gè)方案的比較如下：圖3-1電氣主接線方案一圖3-2電氣主接線方案二圖3-3電氣主接線方案三表3-1主接線方案的對(duì)比方案一方案二方案三比較結(jié)果可靠性1．220kV側(cè)采用單母線分段可靠性較高。2．110kV側(cè)采用雙母線的接線形式，保證了重要負(fù)荷的供電。3．10kV采用單母線分段的可靠性較高。1．220kV側(cè)采用雙母線帶旁路的可靠性將進(jìn)一步提高。2．110kV側(cè)采用單母線分段的接線形式，保證了重要負(fù)荷的供電。3．10kV采用雙母線供電的可靠性比單母線分段更高。1．220kV側(cè)母線采用雙母線的可靠性略高于方案一但不如方案二。2．110kV側(cè)雙母線帶旁路保證無(wú)論檢修任何設(shè)備，都能保證對(duì)重要負(fù)荷的供電。3．10kV雙母線帶旁路的可靠性要比方案一、二要高。方案三略優(yōu)于方案一、方案二。靈活性1．220kV側(cè)采用單母線分段檢修及維護(hù)時(shí)倒閘操作較為簡(jiǎn)單方便。2．110kV側(cè)采用雙母線的接線形式，可靠性提高但倒閘操作較為復(fù)雜。3．10kV采用單母線分段的倒閘操作較為簡(jiǎn)單，但不能保證運(yùn)行的可靠性。1．220kV側(cè)采用雙母線帶旁路的檢修及維護(hù)時(shí)倒閘操作較復(fù)雜但可靠性大大提高。2．110kV側(cè)采用單母線分段的接線形式，可靠性降低但倒閘操作較為簡(jiǎn)單。3．10kV側(cè)采用雙母線供電的操作較為復(fù)雜，但可靠性較高。1．220kV側(cè)母線采用雙母線的檢修及維護(hù)時(shí)的倒閘操作比較復(fù)雜，但可靠性不如方案二。2．110kV側(cè)雙母線帶旁路的接線形式，可靠性大大提高但倒閘操作很復(fù)雜。3．10kV側(cè)雙母線帶旁路的檢修維護(hù)時(shí)的倒閘操作復(fù)雜但可靠性大大提高。方案二大于方案一及方案三。經(jīng)濟(jì)性通過(guò)接線形式分析，方案一所用斷路器隔離開關(guān)等設(shè)備較少，較經(jīng)濟(jì)，但可靠性及靈活性較差。由于方案二的220kV、10kV側(cè)均采用雙母線接線，所用的斷路器和隔離開關(guān)較多，不太經(jīng)濟(jì)，但大大提高了可靠性及靈活性。方案三的可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前二個(gè)方案，但它的倒閘操作及經(jīng)濟(jì)性要不如前二個(gè)方案。而且大大增加了斷路器及隔離開關(guān)，增加了投資。方案二略差于方案一，但要比方案三經(jīng)濟(jì)。綜上所述，方案二在總體上優(yōu)于方案一和方案三，故選用方案二為本發(fā)電廠的主接線形式。1.1110kV電氣主接線由于此變電站是為了某地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展和負(fù)荷增長(zhǎng)而擬建的。那么其負(fù)荷為地區(qū)性負(fù)荷。變電站110kV側(cè)和10kV側(cè)，均為單母線分段接線。110kV～220kV出線數(shù)目為5回及以上或者在系統(tǒng)中居重要地位，出線數(shù)目為4回及以上的配電裝置。在采用單母線、分段單母線或雙母線的35kV～110kV系統(tǒng)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線。根據(jù)以上分析、組合，保留下面兩種可能接線方案，如圖1.1及圖1.2所示。單母線分段帶旁母接線雙母線帶旁路母線接線Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-1。表1-1主接線方案比較表項(xiàng)目方案方案Ⅰ方案Ⅱ技術(shù)簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電運(yùn)行可靠、運(yùn)行方式靈活、便于事故處理、易擴(kuò)建母聯(lián)斷路器可代替需檢修的出線斷路器工作倒閘操作復(fù)雜，容易誤操作經(jīng)濟(jì)設(shè)備少、投資小用母線分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資占地大、設(shè)備多、投資大母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資在技術(shù)上（可靠性、靈活性）第Ⅱ種方案明顯合理，在經(jīng)濟(jì)上則方案Ⅰ占優(yōu)勢(shì)。鑒于此站為地區(qū)變電站應(yīng)具有較高的可靠性和靈活性。經(jīng)綜合分析，決定選第Ⅱ種方案為設(shè)計(jì)的最終方案。1.235kV電氣主接線電壓等級(jí)為35kV～60kV，出線為4～8回，可采用單母線分段接線，也可采用雙母線接線。為保證線路檢修時(shí)不中斷對(duì)用戶的供電，采用單母線分段接線和雙母線接線時(shí)，可增設(shè)旁路母線。但由于設(shè)置旁路母線的條件所限（35kV～60kV出線多為雙回路，有可能停電檢修斷路器，且檢修時(shí)間短，約為2～3天。）所以，35kV～60kV采用雙母線接線時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線，有條件時(shí)可設(shè)置旁路隔離開關(guān)。據(jù)上述分析、組合，篩選出以下兩種方案。如圖1.3及圖1.4所示。單母線分段帶旁母接線Ⅰ、Ⅱ綜合比較。見表1-2表1-2主接線方案比較項(xiàng)目方案方案Ⅰ單方案Ⅱ雙技術(shù)①簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展②可靠性、靈活性差③旁路斷路器還可以代替出線斷路器，進(jìn)行不停電檢修出線斷路器，保證重要用戶供電供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì)①設(shè)備少、投資?、谟媚妇€分段斷路器兼作旁路斷路器節(jié)省投資設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)比較兩種方案都具有易擴(kuò)建這一特性。雖然方案Ⅰ可靠性、靈活性不如方案Ⅱ，但其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。鑒于此電壓等級(jí)不高，可選用投資小的方案Ⅰ。1.310kV電氣主接線6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí)，可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多，輸送和穿越功率較大，要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。上述兩種方案如圖1.5及圖1.6所示。Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-3表1-3主接線方案比較項(xiàng)目方案方案Ⅰ單分方案Ⅱ雙技術(shù)不會(huì)造成全所停電調(diào)度靈活保證對(duì)重要用戶的供電任一斷路器檢修，該回路必須停止工作①供電可靠②調(diào)度靈活③擴(kuò)建方便④便于試驗(yàn)⑤易誤操作經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜②投資和占地面大經(jīng)過(guò)綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。1.4站用電接線一般站用電接線選用接線簡(jiǎn)單且投資小的接線方式。故提出單母線分段接線和單母線接線兩種方案。上述兩種方案如圖1.7及圖1.8所示。Ⅰ、Ⅱ綜合比較，見表1-4。表1-4主接線方案比較項(xiàng)目方案方案Ⅰ單分方案Ⅱ單技術(shù)①不會(huì)造成全所停電②調(diào)度靈活③保證對(duì)重要用戶的供電④任一斷路器檢修，該回路必須停止工作⑤擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡發(fā)展簡(jiǎn)單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性、靈活性差經(jīng)濟(jì)①占地少②設(shè)備少①設(shè)備少、投資小經(jīng)比較兩種方案經(jīng)濟(jì)性相差不大，所以選用可靠性和靈活性較高的方案Ⅰ。第二章負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇2.1負(fù)荷計(jì)算要選擇主變壓器和站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必須要計(jì)算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kVφ負(fù)荷、35kV負(fù)荷和110kV側(cè)負(fù)荷。由公式（2-1）式中——某電壓等級(jí)的計(jì)算負(fù)荷——同時(shí)系數(shù)（35kV取0.9、10kV取0.85、35kV各負(fù)荷與10kV各負(fù)荷之間取0.9、站用負(fù)荷取0.85）а%——該電壓等級(jí)電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos——各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)站用負(fù)荷計(jì)算×(91.5/0.85)×(1+5%)≈2.1.210kV負(fù)荷計(jì)算S10KV=0.85[(4+3+3.5+3.2+3.4+5.6+7.8)×0.85+3/9×4]×(1+5%)2.1.335kV負(fù)荷計(jì)算×[(6+6+5+3)/0.9+(2.6+3.2)/0.85]×(1+5%)2.1.4110kV負(fù)荷計(jì)算×(20/0.9+5.8/0.85+25.5/0.85+12/0.9)×(1+5%)+S站=2.2主變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的確定主變臺(tái)數(shù)確定的要求：1.對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。2.對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站或大型專用變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性?？紤]到該變電站為一重要中間變電站，與系統(tǒng)聯(lián)系緊密，且在一次主接線中已考慮采用旁路帶主變的方式。故選用兩臺(tái)主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。變電所主變壓器容量的確定主變壓器容量確定的要求：1.主變壓器容量一般按變電站建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。2.根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定主變壓器的容量。對(duì)于有重要負(fù)荷的變電站，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在設(shè)計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷：對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。S=68.494MVA由于上述條件所限制。所以，兩臺(tái)主變壓器應(yīng)各自承擔(dān)34.247MVA。當(dāng)一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)則承擔(dān)70%為47.946MVA。故選兩臺(tái)50MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。變電站主變壓器型式的選擇具有三種電壓等級(jí)的變電站中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上或低壓側(cè)雖無(wú)負(fù)荷，但在變電站內(nèi)需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，主變壓器采用三饒組。而有載調(diào)壓較容易穩(wěn)定電壓，減少電壓波動(dòng)所以選擇有載調(diào)壓方式，且規(guī)程上規(guī)定對(duì)電力系統(tǒng)一般要求10kV及以下變電站采用一級(jí)有載調(diào)壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國(guó)110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用型連接。故主變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合及分接范圍阻抗電壓空載電流連接組高壓中壓低壓高-中高-低中-低1．3YN，yn0,d11SFSZ9-50000/110110±8×1。25%38．5±5%10．51117．52.3站用變臺(tái)數(shù)、容量和型式的確定站用變臺(tái)數(shù)的確定對(duì)大中型變電站，通常裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器。因站用負(fù)荷較重要，考慮到該變電站具有兩臺(tái)主變壓器和兩段10kV母線，為提高站用電的可靠性和靈活性，所以裝設(shè)兩臺(tái)站用變壓器，并采用暗備用的方式。站用變?nèi)萘康拇_定站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)滿足經(jīng)常的負(fù)荷需要和留有10%左右的裕度，以備加接臨時(shí)負(fù)荷之用?？紤]到兩臺(tái)站用變壓器為采用暗備用方式，正常情況下為單臺(tái)變壓器運(yùn)行。每臺(tái)工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷則由完好的站用變壓器承擔(dān)。S站=96.075/(1-10%)=106KVA站用變型式的選擇考慮到目前我國(guó)配電變壓器生產(chǎn)廠家的情況和實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無(wú)油化過(guò)渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。故站用變參數(shù)如下：型號(hào)電壓組合連接組標(biāo)號(hào)空載損耗負(fù)載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓S9-200/1010;6.3;6±5%Y,yn04因本站有許多無(wú)功負(fù)荷，且離發(fā)電廠較近，為了防止無(wú)功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范第條自然功率應(yīng)未達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的變電所，應(yīng)安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置，電容器裝置應(yīng)設(shè)置在主變壓器的低壓側(cè)或主要負(fù)荷側(cè)，電容器裝置宜用中性點(diǎn)不接地的星型接線?！峨娏こ屉娏υO(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定“對(duì)于35-110KV變電所，可按主變壓器額定容量的10-30%作為所有需要補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘啃詿o(wú)功量，地區(qū)無(wú)功或距離電源點(diǎn)接近的變電所，取較低者。地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無(wú)功缺額較多或距離電源點(diǎn)較遠(yuǎn)的變電所取較高者。第三章最大持續(xù)工作電流節(jié)短路計(jì)算3.1各回路最大持續(xù)工作電流根據(jù)公式=（3-1）式中----所統(tǒng)計(jì)各電壓側(cè)負(fù)荷容量----各電壓等級(jí)額定電壓----最大持續(xù)工作電流==/則：10kV×10KV35kV=27.448MVA/×35KV110kV=68.494MVA/×110KV=3.954KA3.2短路電流計(jì)算點(diǎn)的確定和短路電流計(jì)算結(jié)果短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴(yán)重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會(huì)影響用戶的正常供電，而且會(huì)破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設(shè)備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。短路電流計(jì)算的目的是為了選擇導(dǎo)體和電器，并進(jìn)行有關(guān)的校驗(yàn)。按三相短路進(jìn)行短路電流計(jì)算?？赡馨l(fā)生最大短路電流的短路電流計(jì)算點(diǎn)有４個(gè)，即110KV母線短路（K1點(diǎn)），35KV母線短路（K2）點(diǎn)，10KV電抗器母線短路（K3KV母線短路（K4點(diǎn)）。計(jì)算結(jié)果:(計(jì)算過(guò)程見附錄Ⅰ)當(dāng)K1點(diǎn)斷路時(shí):=5.58KA=14.2=8.43當(dāng)K2點(diǎn)斷路時(shí):=1.85KA=4.7=2.8當(dāng)K3點(diǎn)斷路時(shí):=38KA=96.7=57.4=691當(dāng)K4點(diǎn)斷路時(shí):=1000KA=2542=1510=第四章主要電氣設(shè)備選擇由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不相同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：1.應(yīng)滿足正常運(yùn)行檢修短路和過(guò)電壓情況下的要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(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.同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。5.與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。6.選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合格的特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。技術(shù)條件：選擇的高壓電器，應(yīng)能在長(zhǎng)期工作條件下和發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流的情況下保持正常運(yùn)行。1.電壓選用的電器允許最高工作電壓Umax不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓Ug,即，Umax>Ug選用的電器額定電流Ie不得低于

所在回路在各種可能運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流Ig，即Ie>Ig校驗(yàn)的一般原則：1.電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，校驗(yàn)的短路電流一般取最嚴(yán)重情況的短路電流。2.用熔斷器保護(hù)的電器可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。Qdt——在計(jì)算時(shí)間ts內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng)（KA2S）It——t秒內(nèi)設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流有效值（KA2S）T——設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流時(shí)間（s）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間Ts按下式計(jì)算t=td+tkd式中td——繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間內(nèi)（S）tkd——斷路的全分閘時(shí)間（s）熱穩(wěn)定校驗(yàn)I2t*t>=QKIt、t-----電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間QK----短路電流熱穩(wěn)定效應(yīng)4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短時(shí)電流機(jī)械效應(yīng)的能力，稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：上式中——短路沖擊電流幅值及其有效值——允許通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值和有效值Ies>=IshIes、Ish-----短路沖擊電流幅值和電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值5.絕緣水平：在工作電壓的作用下，電器的內(nèi)外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。接口的絕緣水平應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。由于變壓器短時(shí)過(guò)載能力很大，雙回路出線的工作電流變化幅度也較大，故其計(jì)算工作電流應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。高壓電器沒有明確的過(guò)載能力，所以在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能方式下回路持續(xù)工作電流的要求。4.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器的主要功能：正常運(yùn)行時(shí)，用來(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，能起保護(hù)作用。高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中功能最為完善的一種，其最大特點(diǎn)是能斷開負(fù)荷電流和短路電流。1）斷路器種類和型式的選擇：除滿足各項(xiàng)技術(shù)條件外，還應(yīng)考慮安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)方便。一般6-35kv采用真空斷路器，35-500kv采用SF6斷路器。2)額定電壓的選擇：UN>=UNSUNS-----電網(wǎng)額定電壓3）額定電流的選擇：IN>=IMAXIMAX------各種合理方式下最大持續(xù)工作電流4）開斷短路電流的選擇INbr>=IPT（或I"）IPT為實(shí)際開斷瞬間的短路電流周期分量，開斷電器應(yīng)能在最嚴(yán)重的情況下開斷短路電流，故斷路器的開斷計(jì)算時(shí)間t應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間之和。5）110kv側(cè)高壓斷路器選擇結(jié)果如下表4-1列出的斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計(jì)算數(shù)據(jù)SW6—110UNS110KVUN110KVIMAX210AIN1200AINbrQK351.31[(KA)2*S]It2*t998.56[(KA)2*S]IshIes41KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足要求，故110KV側(cè)選用SW6—110型斷路器。6）10kv側(cè)高壓斷路器選擇結(jié)果如下表4-2列出的斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計(jì)算數(shù)據(jù)SN10—10ⅢUNS10KVUN10KVIMAX2309AIN3000AINbr40KAQK24.81[(KA)2*S]It2*t6400[(KA)2*S]IshIes125KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足要求，故10KV側(cè)選用SN10—10Ⅲ型斷路器。4.1.1110KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗(yàn)選型：110KV側(cè)高壓斷路器擬選用SW6—110型斷路器。額定開斷電流的選擇校驗(yàn)：查110KV斷路器相關(guān)參數(shù)，得到該型號(hào)額定開斷電流INbr=15.8KA，INbr>Id13.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：tK=tpr+tin+ta式中：tpr-----后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，按照3秒計(jì)算；tin-----斷路器固有分閘時(shí)間；ta------斷路器開斷電弧持續(xù)時(shí)間，對(duì)少油斷路器為0.04-0.06s，對(duì)SF6周期分量熱效應(yīng)：QP=I2t*tK2*3.08=351.31[(KA)2*S]由于tK>1s,故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng)，短路電流引起的熱效應(yīng)QK=QP=351.31[(KA)2*S]查閱SW6—110型斷路器數(shù)據(jù)得到I22*4=998.56[(KA)2*S]，故I2t*t>QK4.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Ish=27.18KA，查閱SW6—110型斷路器數(shù)據(jù)得到Ies=41KA,Ies>=Ish5.結(jié)論：表列出的斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計(jì)算數(shù)據(jù)SW6—110UNS110KVUN110KVIMAX210AIN1200AINbrQK351.31[(KA)2*S]It2*t998.56[(KA)2*S]IshIes41KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足要求，故110KV側(cè)選用SW6—110型斷路器。4.1.210KV側(cè)高壓斷路器的選擇校驗(yàn)1.選型：10KV側(cè)高壓斷路器擬選用SN10—10Ⅲ型斷路器。2.變壓器最大持續(xù)工作電流：IMAX=SN/（1.732*UN）=40/（1.732*10）=2309A,查閱其相關(guān)參數(shù)得IN=3000A>IMAX=2309A3.額定開斷電流的選擇校驗(yàn)：查10KV斷路器相關(guān)參數(shù)，得到該型號(hào)額定開斷電流INbr=40KA，INbr>Id24.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：tK=tpr+tin+ta式中：tpr-----后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，按照3秒計(jì)算；tin-----斷路器固有分閘時(shí)間；ta------斷路器開斷電弧持續(xù)時(shí)間，對(duì)少油斷路器為0.04-0.06s，對(duì)SF6周期分量熱效應(yīng)：QP=I2t2*tK2*3.12=24.81[(KA)2*S]由于tK>1s,故不計(jì)非周期分量熱效應(yīng)，短路電流引起的熱效應(yīng)QK=QP=24.81[(KA)2*S]查閱SN10—10Ⅲ型斷路器數(shù)據(jù)得到I2t*t=402*4=6400[(KA)2*S]，故I2t*t>QK5.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Ish=7.18KA，查閱SN10—10Ⅲ型斷路器數(shù)據(jù)得到Ies=125KA,Ies>=Ish6.結(jié)論：表列出的斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)與所選斷路器的參數(shù)比較如下計(jì)算數(shù)據(jù)SN10—10ⅢUNS10KVUN10KVIMAX2309AIN3000AINbr40KAQK24.81[(KA)2*S]It2*t6400[(KA)2*S]IshIes125KA由選擇可知其結(jié)果正確，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足要求，故10KV側(cè)選用SN10—10Ⅲ型斷路器。4.2隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所的常用電器，它需要與斷路器配套使用。但是隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，不能用來(lái)接通和切斷負(fù)荷電流、短路電流，其主要用途是：隔離電壓倒閘操作分合小電流隔離開關(guān)的型號(hào)應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其選擇的具體方法與斷路器的1）2）3）4）5）6）相同，不再重復(fù)。根據(jù)對(duì)隔離開關(guān)操作控制的要求，還應(yīng)選擇其配用的操動(dòng)機(jī)構(gòu)。屋內(nèi)式80000A以下的隔離開關(guān)一般采用手動(dòng)的操作機(jī)構(gòu)；220KV及以上高位布置的隔離開關(guān)宜采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。將以上各個(gè)選擇條件與短路電流的計(jì)算結(jié)果相比較，經(jīng)過(guò)計(jì)算后，設(shè)備選型如下表4-2隔離開關(guān)選擇結(jié)果設(shè)備選型技術(shù)數(shù)據(jù)UN（KV）IN（A）Ies（KA）5s熱穩(wěn)定電流（KA）GW5-110/6301106305020GN2-10/300010300010050隔離開關(guān)的校驗(yàn)：隔離開關(guān)的校驗(yàn)的具體方法與斷路器的.4.5.相同，不再重復(fù)。查表得：110KV采用GW5-110/630型，10KV采用GN2-10/3000型。4.3電流互感器的選擇電流互感器（CT）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器線圈供電，正確反映電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。作用是：1.將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳎?A或1A），使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)巧，價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝；2.使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身的安全。1）型式選擇根據(jù)安裝的場(chǎng)所和使用條件，選擇電流互感器絕緣結(jié)構(gòu)（澆注式、瓷絕緣式、油浸式），安裝方式（戶內(nèi)式、戶外式、裝入式、穿墻式），結(jié)構(gòu)形式（多匝式、單匝式、母線式），測(cè)量特性（測(cè)量用、保護(hù)用、具有測(cè)量暫態(tài)特性等）。一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用LQ線圈式和LM母線式：6-20KV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中，常用的LD單匝貫穿式或復(fù)雜貫穿式：35KV及以上電流互感器多采用油浸式結(jié)構(gòu)。在條件允許時(shí)，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先采用套管電流互感器，以節(jié)省占地和投資。2）額定電壓和額定電流的選擇：UN1>=UNSIN1>=IMAX式中UN1、IN1-----電流互感器的一次額定電壓和額定電流3）二次額定電流的選擇CT二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A。當(dāng)配電裝置（例如超高壓）距離控制系統(tǒng)室較遠(yuǎn)時(shí)，為了能使CT能多帶二次負(fù)荷或減少電纜截面，提高準(zhǔn)確級(jí)，應(yīng)盡量采用1A。4）按準(zhǔn)確度級(jí)選擇CT的準(zhǔn)確度應(yīng)符合二次測(cè)量、繼電保護(hù)等的要求，用于電能計(jì)量的CT，準(zhǔn)確度級(jí)不應(yīng)低于0.5級(jí)，用于繼電保護(hù)的CT誤差應(yīng)在一定的限值內(nèi)，以保證過(guò)電流測(cè)量準(zhǔn)確度的要求。5）檢驗(yàn)二次負(fù)荷的容量為保證CT工作準(zhǔn)確度要求，CT的二次負(fù)荷不超過(guò)允許的最大負(fù)荷，CT的二次負(fù)荷包括測(cè)量?jī)x表、繼電器電流線圈，二次電纜和接觸電阻等電阻；檢驗(yàn)二次負(fù)荷的公式：按容量檢驗(yàn)：S2>=SN2按阻抗檢驗(yàn)：Z2>=ZN2式中S2-----CT的二次最大一相負(fù)荷，VA；SN2------CT的二次額定負(fù)荷，VA；Z2----CT的二次最大一相阻抗，Ω；ZN2-----CT的二次額定阻抗，Ω。6）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：CT的內(nèi)部熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr表示，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr等于互感器1s熱穩(wěn)定電流與一次額定電流IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為：（Kr*IN1）2*1>=QK式中QK-----短路熱效應(yīng)7）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：CT的內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd表示,Kd等于CT內(nèi)部允許通過(guò)的極限電流（峰值）與Kd倍一次額定電流IN1之比，故：CT的內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定條件為：（Kd*1.414*IN1）>=im式中im------通過(guò)二次側(cè)繞組的最大沖擊電流8)綜上，經(jīng)過(guò)計(jì)算，設(shè)備選型如下（計(jì)算過(guò)程詳見計(jì)算書）表4.3CT的選擇結(jié)果安裝地點(diǎn)型號(hào)繞次組合110KV側(cè)LCW—11010KV側(cè)LAJ—101/D.110KV側(cè)CT選擇校驗(yàn)選擇CT根據(jù)電流互感器安裝處電網(wǎng)電壓，最大工作電流和安裝地點(diǎn)的要求，查表，初選LCW—110型戶外獨(dú)立的電流互感器，電流互感器變比為（300/600）/5，準(zhǔn)確度級(jí)為0.5級(jí)，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd=150，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr=75檢驗(yàn)所選CT的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定檢驗(yàn)：（Kr*IN1）2*1=（75*0.6）2*1=2025[(KA)2*S]>QK=351.31[(KA)2*S]內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Kd*1.414*IN13)結(jié)論：LCW—110滿足要求.10KV側(cè)CT選擇校驗(yàn)1）選擇CT根據(jù)電流互感器安裝處電網(wǎng)電壓，最大工作電流和安裝地點(diǎn)的要求，查表，初選LAJ—10型戶外獨(dú)立的電流互感器，電流互感器變比為（2000/6000）/5，準(zhǔn)確度級(jí)為1級(jí)，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd=90，熱穩(wěn)定倍數(shù)Kr=502）檢驗(yàn)所選CT的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定檢驗(yàn)：（Kr*IN1）2*1=（50*6）2*1=90000[(KA)2*S]>QK=24.81[(KA)2*S]內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：Kd*1.414*IN13)結(jié)論：LAJ—10滿足要求4.4電壓互感器的選擇電壓互感器（PT）是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器線圈供電，正確反映電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。作用是：1.將一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈返牡碗妷海箿y(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化，小型化，并使其結(jié)構(gòu)巧，價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝：2.使二次設(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證設(shè)備和人身的安全。1）型式選擇：根據(jù)安裝的場(chǎng)所和使用條件，選擇電壓互感器絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式，一般6-20KV戶內(nèi)配電裝置多用油浸式或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器；35KV配電裝置選用電磁式電壓互感器；110KV及其以上的配電裝置中盡可能地選用電容式電壓互感器。2）按額定電壓選擇：為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓在所安裝電網(wǎng)額定電壓的90%-110%之間。PT二次額定電壓應(yīng)滿足測(cè)量、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。通常，一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時(shí)，二次繞組額定電壓應(yīng)選為100/1.732v。當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時(shí)，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/1.732v；當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)時(shí)，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/3v。3）按容量和準(zhǔn)確度級(jí)選擇：PT按容量和準(zhǔn)確度級(jí)選擇與CT相似，要求互感器二次最大一相負(fù)荷S2應(yīng)該不超過(guò)設(shè)計(jì)要求的準(zhǔn)確度級(jí)的額定二次負(fù)荷SN2，而且S2應(yīng)該盡量最接近SN2，因S2過(guò)小也會(huì)使誤差增大，PT的二次負(fù)荷S2計(jì)算式為：S2=[(ΣP0)2+（ΣQ0)2）]1/2式中P0、Q0----同一相一表和繼電器電壓線圈的有功功率、無(wú)功功率。4）PT不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定5）經(jīng)過(guò)計(jì)算，選擇結(jié)果如下：表4.4PT的選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓（KV）副繞組額定容量(VA)最大容量(VA)原繞組副繞組輔助繞組13YDR—1101502204401200JDZJ—104060150300備注：YDR—110Y---電壓互感器D---單相R----電容式JDZJ—10J---電壓互感器D---單相Z---環(huán)氧澆注絕緣J---接地保護(hù)用4.5支柱絕緣子和穿墻套管的選擇支柱絕緣子額定電壓和類型選擇，進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。穿墻套管按額定電壓、額定電流和類型選擇，按短路電流條件進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1.按額定電壓選擇支柱絕緣子和穿墻套管：支柱絕緣子和穿墻套管的額定電壓應(yīng)大于等于電網(wǎng)額定電壓即UN>=UNS；2.按額定電流選擇穿墻套管：穿墻套管額定電流IN大于等于回路最大持續(xù)工作電流IMAX，即IMAX<=KINK------溫度修正系數(shù)3.穿墻套管的熱穩(wěn)定校驗(yàn)：套管耐受短路電流的熱效應(yīng)I2t*t大于等于短路電流通過(guò)套管產(chǎn)生的熱效應(yīng)QK。即I2t*t>=QK4.型式：用于屋外式，一般用棒式支柱絕緣子。5.電壓：絕緣子的額定電壓應(yīng)大于其安裝處的工作電壓，為10KV。6.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：FMAXg，F(xiàn)MAX=1.73*I2sh*L*10-7/a式中L---支柱絕緣子的計(jì)算跨距（m）a---相間間隔（m）10KV擬選用ZD—10型支柱絕緣子FMAX=1.73*I2sh*L*10-72*1.2*10-7/1=g=0.6*2000=1200kg可見FMAXg滿足要求7.經(jīng)計(jì)算支柱絕緣子選擇如下:表4.5支柱絕緣子選擇結(jié)果型號(hào)額定電壓(kv)絕緣子高度(mm)機(jī)械破壞負(fù)荷（kg）ZB—1010215750—20母線套管4.6母線導(dǎo)體的選擇110KV側(cè)采用外橋型接線，10KV采用單母分段接線，所以只對(duì)10KV側(cè)母線進(jìn)行選擇，一般來(lái)說(shuō)，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體有硬母線和軟母線兩種形式。1.型式：一般采用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場(chǎng)所，或者腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)所，才選用銅材，20KV及以下且正常工作電流不大于4000A，首選矩形導(dǎo)體；在4000A-8000A時(shí)，一般用槽型導(dǎo)體；8000A2.按最大持續(xù)工作電流：導(dǎo)線界面應(yīng)滿足Iy>=IMAX式中Iy-----導(dǎo)線的長(zhǎng)期允許載流量，A截面積選擇：IMAX=SN/（1.732*UN）=40/（1.732*10）=2.31KA<Iy3.按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：Sj=IMAX/J(mm2)4.熱穩(wěn)定檢驗(yàn)應(yīng)滿足條件：Smin=Q1/2K/C式中C---母線的熱穩(wěn)定系數(shù)QK---短路電流熱效應(yīng)(KA)2*sSmin-----滿足熱穩(wěn)定最小截面，mm25.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件：δMAX<=δy式中δy------母線材料的允許應(yīng)力，鋁為500-700kg/cmδMAX-----母線材料的最大應(yīng)力δMAX2sh*L*10-7/a6.經(jīng)過(guò)計(jì)算：10KV側(cè)選擇的匯流母線參數(shù)如下：63*10(mm2)三天平放矩形導(dǎo)體，集膚效應(yīng)系數(shù)KS4.7避雷器的選擇電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)水平，設(shè)備承受的雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓均由避雷器來(lái)限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器保護(hù)性能。1.型式的選擇：普通閥型避雷器由FS和FZ兩種。FS型主要用于配電系統(tǒng)，F(xiàn)Z型主要用于發(fā)電廠和變電所，金屬氧化鋅避雷器比普通的閥型避雷器具有無(wú)序流，流通量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。2.額定電壓：避雷器的額定電壓必須與安裝處的電力系統(tǒng)等級(jí)相同。3.滅弧電壓：滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻持續(xù)電流第一次經(jīng)過(guò)零點(diǎn)零值時(shí)，根據(jù)滅弧條件與允許限制避雷器最高工頻電壓。4.放電電壓：在工頻放電電壓要規(guī)定其上下限，如果太高意味著放電電壓也高，將使其保護(hù)性能變壞；太低意味著滅弧電壓降低，將會(huì)造成不能可靠地切斷工頻續(xù)流。5.殘壓：在防雷設(shè)計(jì)中以5KV以下的電壓作為避雷器的最大殘壓。6.保護(hù)比：保護(hù)比等于殘壓與滅弧電壓之比，它是說(shuō)明避雷器保護(hù)性能的參數(shù)，越小表明保護(hù)性能高。7.直流電壓下的電導(dǎo)電流：運(yùn)行中的避雷器通常用于測(cè)量直流電壓下的電導(dǎo)電流方法來(lái)判斷分路電阻的性能。它必須在規(guī)定范圍內(nèi)。8.綜上所述：110KV側(cè)采用FCZ-110型避雷器10KV側(cè)采用FZ-10型避雷器避雷器配置原則：配電裝置每組母線上，一般應(yīng)裝設(shè)避雷器；220KV及以下的變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一臺(tái)避雷器；以下情況中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：A：直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)分級(jí)絕緣，且裝設(shè)有隔離開關(guān)時(shí)；B：直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)；C：不接地或經(jīng)過(guò)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)。110KV，220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。結(jié)果如下表4.7避雷器選擇結(jié)果型號(hào)組合方式額定電壓KV滅弧電壓KV工頻放電電壓KVμs5KA沖擊電流下的殘壓幅值FCZ—110單獨(dú)元件110126255-290345332FZ—10單獨(dú)元件1026-3145454.8電抗器的選擇普通電抗器的主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓，額定電流，電抗百分值和有功功率損耗等。正常工作時(shí)，電抗器的電壓降落稱為電抗器的電壓損失。為了保證供電電壓質(zhì)量，一般要求正常工作時(shí)電抗電壓損失的百分值不大于5％。按額定電壓選擇：電抗器的額定電壓不小于裝設(shè)電抗器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。按額定電流選擇：電抗器的額定電流不小于裝設(shè)電抗器回路的最大持續(xù)工作電流。確定電抗器的百分值：首先按照限制短路電流的要求初步選擇電抗器的百分值，然后進(jìn)行電壓損失和殘余電壓校驗(yàn)，在滿足以上條件下確定電抗器的百分值。XL%>=（IB/I″-X*）IBL*UB*100%/(UNL*IB)式中UB-------基準(zhǔn)電壓，KV；IB-------基準(zhǔn)電流，KA；X*-----以UB、IB為基準(zhǔn)，從電源計(jì)算到所選用電抗器前的電抗標(biāo)幺值；UNL------電抗器額定電壓，KV；INL------電抗器額定電流，KA；I″-----電抗器后短路的次暫態(tài)電流，KA。電壓損失校驗(yàn)：△U%=△U*100%/UNL=XL%*IMAX*sinΦ/INL=0.06*481*0.04/200=0.6%<5%殘余電壓校驗(yàn)：Urem%=XL%*I″/INL0.06*2.82/0.2=84.6%>=60%校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：電抗器的動(dòng)穩(wěn)定電流ies不小于通過(guò)電抗器的最大三相短路電流ish即ies>=ish熱穩(wěn)定校驗(yàn)：電抗器允許的最大短路熱效應(yīng)I2t*t不小于電抗器實(shí)際的最大短路熱效應(yīng)QK即I2t*t>=QK電抗器選擇如下：（主要用于10KV饋線電纜線路）表4.8電抗器選擇結(jié)果產(chǎn)品型號(hào)額定容量KVA線路電壓KV端子電流A電抗(%)動(dòng)穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流KAXKGK-10-200-63*11552006184.9高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，它用來(lái)保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)載和短路電流的損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所常用于保護(hù)電力電容器，配電線路和變壓器，而在電廠多用于電壓互感器。額定電壓選擇：UN>=UNS額定電流選擇：按熔管額定電流選擇：INFT>=INFS為了保證熔斷器不被損壞，高壓熔斷器的熔斷額定電流應(yīng)大于等于熔體的額定電流。熔體額定電流選擇INFS=KImaxImax-----電力變壓器回路最大工作電流熔斷器開斷電流校驗(yàn)：INbr>