《變壓器的結(jié)構(gòu)與維護(hù)（分析）》

-[摘要]電能是否合理使用是限制化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展的重要因素之一，在電力系統(tǒng)中，變壓器屬于關(guān)鍵的電氣裝置，化工廠變壓器運(yùn)行的方式能不能經(jīng)濟(jì)合理，會(huì)非常大的影響電能的損耗情況。通過對(duì)化工廠10kv變壓器的運(yùn)行方式的探究，在確保提供充足的優(yōu)質(zhì)電量以及變壓器穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)上，不改變當(dāng)前的設(shè)計(jì)框架，以10KV變壓器為研究對(duì)象，通過合理地調(diào)整負(fù)載，進(jìn)而選擇最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，使變壓器的電能損失降低到最低點(diǎn)，以便于電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)既安全又低成本地運(yùn)行。[關(guān)鍵詞]變壓器；損耗；運(yùn)行方式；節(jié)能引言人類的繁衍生息離不開能源的支撐，能源涉及到國計(jì)民生的各個(gè)層面，就化工企業(yè)而言，素有“工業(yè)血液”之稱的能源更是其運(yùn)營和發(fā)展的基礎(chǔ)。從功能上來說，能源不僅是化工企業(yè)賴以生存的條件，而且是制約其經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，其中尤以電能對(duì)化工廠的影響最大。因而，若要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，化工廠務(wù)必確保電力系統(tǒng)在能耗最小狀態(tài)下運(yùn)行，這就需要對(duì)該系統(tǒng)中的核心設(shè)備變壓器的運(yùn)行方式進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)。1變壓器基本結(jié)構(gòu)一般而言，油箱、繞組、鐵心等是變壓器的主要構(gòu)成部件，變壓器的類型也具有多樣化的特征，本文以油浸式變壓器為研究對(duì)象，對(duì)其基本結(jié)構(gòu)做出如下論述。1.1鐵心在變壓器中，鐵心是最為重要的構(gòu)成部件。變壓器一、二次側(cè)的線圈均纏繞在鐵心柱上，當(dāng)電流通過時(shí)產(chǎn)生磁通，磁通交替變化產(chǎn)生損耗，為了降低這種損耗，我們采用多個(gè)厚度為0.35-0.5ｍｍ的電工鋼片層層疊加而成，構(gòu)成變壓器鐵心，并在電工鋼片的兩個(gè)表面上涂抹一層絕緣物質(zhì)。在大容量變壓器中應(yīng)用最為廣泛的電工鋼片為冷軋型，其主要優(yōu)勢表現(xiàn)為兩點(diǎn)，即低損耗和高磁導(dǎo)率。心式是變壓器鐵心的常見結(jié)構(gòu)類型，其關(guān)鍵構(gòu)成部件有兩個(gè)，一是表面纏有絕緣銅線的兩個(gè)鐵心柱，二是用于聯(lián)接兩個(gè)鐵心柱的鐵軛。鐵心柱的表面還裝有繞組套，鐵軛的主要作用是按要求實(shí)現(xiàn)磁路閉合。在心式結(jié)構(gòu)中，鐵軛與鐵心柱之間的組合方式為交疊式，這樣可使各層的接縫不在同一位置，從而能夠確保不會(huì)產(chǎn)生過多的勵(lì)磁電流，但這種方式的缺陷也是不容忽視的，如復(fù)雜性較強(qiáng)、制作過程中耗時(shí)耗力等等。1.2繞組對(duì)于變壓器而言，繞組就是通常所說的電路部分，輸送電能是該部件的基本作用，它主要由一次側(cè)繞組和二次側(cè)壓繞組組成。接在高壓側(cè)的繞組稱為一次側(cè)繞組；接在低壓側(cè)的繞組稱為二次側(cè)繞組。從電壓等級(jí)變化的角度來說，接在高壓側(cè)的，稱為高壓繞組；接在低側(cè)的，稱為低壓繞組。繞組是按照一定規(guī)律連接起來的若干個(gè)線圈的組合，線圈一般是由經(jīng)過繞制的具有絕緣功能的銅線構(gòu)成。高壓繞組不僅橫截面較小而且匝數(shù)較多，低壓繞組則與其相反。除了電氣性能以外，繞組的機(jī)械強(qiáng)度與耐熱水平也會(huì)對(duì)變壓器的使用周期和穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生巨大影響。常見的繞組結(jié)構(gòu)有兩種，一種為同心式，另一種為交疊式。前者是指相對(duì)獨(dú)立的高、低壓繞組同時(shí)纏繞于鐵心柱上；后者是指高、低壓繞組交替的排列于鐵心柱上，并呈現(xiàn)出交互重疊的線餅狀。1.3油箱及附件油箱多安裝于油浸式變壓器中，其外殼即為油箱。無論是變壓器升壓還是降壓，電能都要依托于變壓器中的線圈進(jìn)行傳輸，在這個(gè)過程中便產(chǎn)生了熱量，為了確保變壓器在低溫狀態(tài)下運(yùn)行，最常用的方法就是增加散熱面。為此，大容量變壓器需要配置管式油箱，即在油箱壁的外側(cè)裝有散熱管，當(dāng)油溫升高膨脹后，熱油高度上升，流入油箱上部，經(jīng)散熱管冷卻后，油位高度降低，流入油箱底部，形成自然循環(huán)，把熱量散發(fā)出去。為控制變壓器中的油料的數(shù)量，多數(shù)變壓器都有一個(gè)由輸油管連接油箱的儲(chǔ)油柜。儲(chǔ)油柜安裝于油箱頂上，采用傳輸油管與油箱鏈接。為防止儲(chǔ)油柜內(nèi)油料較多，在油箱的下部安裝有放油活門，可以排放變壓器油；為防止儲(chǔ)油柜內(nèi)油料較少，在儲(chǔ)油柜上部安裝有加油栓，可以補(bǔ)充變壓器油。儲(chǔ)油柜使油箱內(nèi)部與外界空氣隔絕，減少了油氧化及吸收水分的面積。儲(chǔ)油柜內(nèi)的油面高度利用熱脹冷縮的原理被控制在一個(gè)規(guī)定高度內(nèi)，當(dāng)變壓器內(nèi)油溫度升高后，受熱膨脹，將變壓器油壓入儲(chǔ)油柜中使油面升高，當(dāng)溫度降低時(shí)，遇冷收縮，變壓器油又流回油箱中使油面降低。儲(chǔ)油柜的一側(cè)有油位計(jì)，可查看油面高度的變化。此外，為避免空氣進(jìn)入油箱中導(dǎo)致油質(zhì)變壞，儲(chǔ)油柜上還裝有吸濕器，吸濕器主要作為一種空氣過濾裝置，外部空氣需經(jīng)吸濕器干燥后才能進(jìn)入儲(chǔ)油柜，這樣就避免了空氣對(duì)油料的污染。當(dāng)運(yùn)行中的變壓器發(fā)生故障時(shí)，油箱內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣體，我們將氣體繼電器安裝在油箱與儲(chǔ)油柜之間，氣體繼電器會(huì)自動(dòng)動(dòng)作使設(shè)定的開關(guān)自動(dòng)跳閘切除變壓器電源或發(fā)出某種故障信號(hào)提示工作人員盡快進(jìn)行處理。變壓器繞組的接線端子由絕緣套管從油箱內(nèi)引到油箱外。變壓器上像絕緣子一樣的絕緣瓷套和它中間包住的導(dǎo)電桿就組成了變壓器的絕緣套管。絕緣套管下部處于變壓器的油箱中，而導(dǎo)電桿頂部通過設(shè)備線夾等連接材料與外部輸電線路連接，在油箱內(nèi)部的與繞組的連接。2變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行基本理論變壓器的容量、型號(hào)、接線組別、額定功率、額定電壓等參數(shù)是我們利用公式進(jìn)行分析計(jì)算變壓器是否處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。我們利用變壓器在運(yùn)行中的各項(xiàng)參數(shù)，通過對(duì)無功功率處損耗和有功功率損耗的計(jì)算，來比較變壓器處于何種狀態(tài)時(shí)它的總損耗較小，也就是能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本計(jì)算式及其相關(guān)理論是研究變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要遵循的基礎(chǔ)理論。同時(shí)電力輸送過程中降低電網(wǎng)損耗的重要手段就是使變壓器達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。所以，我們要以前人研究的理論成果結(jié)合變壓器負(fù)載波動(dòng)的數(shù)據(jù)以及變壓器的綜合功率損耗和綜合損耗率為基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，來選取變壓器的最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。2.1經(jīng)濟(jì)運(yùn)行應(yīng)注意的問題（1）變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必須以安全運(yùn)行為基礎(chǔ)，實(shí)際上二者是相輔相成的，這是因?yàn)槟芎慕档秃螅儔浩鞯倪\(yùn)行溫度也隨即降低，從而為其安全供電提供了保障。（2）應(yīng)控制反復(fù)操作開關(guān)的頻率。如果確需通過切換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)在之前配置一個(gè)啟動(dòng)時(shí)間間隔較長且能夠規(guī)律性操作的負(fù)載，或設(shè)計(jì)一個(gè)臨界運(yùn)行區(qū)域。（3）在節(jié)電方面應(yīng)當(dāng)糾正錯(cuò)誤的意識(shí)和行為。比如，人們通常認(rèn)為“大馬拉小車”會(huì)無端損耗30%-50%的電量，因此盡量選用小容量的變壓器或減少配置的變壓器數(shù)目，實(shí)際上這些做法不僅難以真正的節(jié)電，反而會(huì)增加用電量。2.2變壓器的功率損耗2.2.1有功損耗對(duì)于變壓器來說，其有功損耗可分為兩類，即鐵耗與銅耗。前者俗稱空載損耗，與鐵心材料相關(guān)的渦流和磁滯損耗是其主要構(gòu)成要素，可見負(fù)載大小不會(huì)對(duì)鐵耗產(chǎn)生影響，若要降低鐵耗應(yīng)當(dāng)選用低損耗的鐵心。在變壓器電力系統(tǒng)中，肌膚效應(yīng)可使電流不均勻地分布于導(dǎo)線橫截面上從而增加了電能損耗，這部分損耗與副繞組產(chǎn)生的直流電阻損耗是銅耗的主要構(gòu)成要素，因此，若要降低銅耗必須控制負(fù)載的電流，這就是說變壓器的運(yùn)行電流一定不能超過其額定負(fù)載電流。有功功率損耗計(jì)算公式為：ΔＰ＝Ｐo＋β2Ｐk(1)2.2.2無功損耗導(dǎo)致變壓器產(chǎn)生無功損耗的因素主要有兩個(gè)，即漏磁損耗和電流損耗，前者與負(fù)載電流之間為顯著正相關(guān)關(guān)系，故控制負(fù)載電流即可減少漏磁損耗；后者與鐵心的材質(zhì)密切關(guān)聯(lián)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必在材質(zhì)上選用低能耗的鐵心。2.2.3變壓器功率損耗的計(jì)算變壓器的綜合功率損耗是指無功損耗與有功損耗之和，對(duì)于雙繞組變壓器來說，運(yùn)用公式（2）可求其綜合功率損耗：ΔＰz＝Ｐoz＋β2Ｐkz(2)其中：ＰＯＺ＝ＰＯ＋ＫＱＱoβ＝Ｓ／ＳＮ；ＰＫＺ＝ＰＫ＋ＫＱＱＫ在以上幾個(gè)公式中，——表示時(shí)間段；——時(shí)間段內(nèi)，變壓器平均負(fù)載系數(shù)；——空載損耗，以KW為計(jì)量單位；——額定容量；——空載綜合損耗，其單位為KW；——?jiǎng)?lì)磁功率；——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量；其單位為KW／KVar；——漏磁功率；——負(fù)載損耗；——時(shí)間段內(nèi)，源自于變壓器的視在功率，其單位為KVA。3變壓器的維護(hù)措施3.1變壓器保護(hù)方案的確定根據(jù)GBT50062-2008《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中4.1.2規(guī)定“繼電保護(hù)裝置應(yīng)符合可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性四個(gè)基本要求[1]?！庇汕懊娴谒恼鹿?jié)知變壓器數(shù)據(jù)：小型工廠高壓側(cè)電壓為10KV，2臺(tái)容量為500KVA的Dyn11聯(lián)接式的油浸式變壓器。根據(jù)GBT50062-2008《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定“高壓側(cè)為6-10KV車間變電所變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護(hù)[1]?！保?）容量大于400KVA的變壓器，一臺(tái)工作或者幾臺(tái)一起并列工作并當(dāng)作別的負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。本設(shè)計(jì)變壓器容量為500KVA，符合《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》要求，本設(shè)計(jì)應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。（2）400kVA及以上的車間內(nèi)和800kVA以上戶外油浸式變壓器，需安裝瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的核心是氣體繼電器。在油箱、油枕之間安放，內(nèi)部出現(xiàn)故障產(chǎn)生氣體使氣體繼電器感應(yīng)到。本設(shè)計(jì)采用油浸式變壓器，為了反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng)速度，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（3）高壓側(cè)是10KV的車間配電所主變壓器，要裝有帶時(shí)限的過電流保護(hù)。根據(jù)發(fā)生故障問題時(shí)流過保護(hù)裝置的電流大小和整定值的大小做比對(duì)。此種保護(hù)類型主要用于變壓器外部出現(xiàn)過電流時(shí)進(jìn)行保護(hù)，還可以做變壓器內(nèi)部故障的相鄰器件的后備保護(hù)。這種保護(hù)的范圍是低壓電網(wǎng)中所有安裝過流保護(hù)裝置的電氣設(shè)備和線路。變壓器高壓側(cè)為10KV，為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電流，安裝帶時(shí)限過電流保護(hù)。（4）針對(duì)變壓器里面油管和引出線出現(xiàn)的短路，電壓小于等于10KV，容量不大于10MVA變壓器，安裝電流速斷保護(hù)。這種保護(hù)的保護(hù)范圍是保護(hù)變壓器繞組或引出線各相的相間短路、大接地電流系統(tǒng)的接地短路和繞組匝間短路，為了防止短路危害程度本設(shè)計(jì)電壓為10KV，容量為500KVA，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。（5）變壓器低壓側(cè)裝設(shè)低壓單相短路保護(hù)。低壓單相短路保護(hù)方法分為熔斷器保護(hù)、三相均帶過電流脫扣器的低壓斷路器保護(hù)、零序過電流保護(hù)。本設(shè)計(jì)為了保障變壓器較低電壓的相間短路和單相短路，裝設(shè)零序過電流保護(hù)。（6）為了防止漏電，應(yīng)裝設(shè)變壓器外殼接地保護(hù)。保護(hù)所用到的元件為接地保護(hù)導(dǎo)線。（7）為了電力變壓器穩(wěn)定的運(yùn)行，避免雷電的損壞需裝設(shè)防雷保護(hù)。故本設(shè)計(jì)中確定變壓器保護(hù)類型有：過負(fù)荷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、零序電流保護(hù)、接地保護(hù)、防雷保護(hù)。3.2過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷是指設(shè)備或線路的功率以及電流超出了額定值，它是設(shè)備或線路的一種運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)樽儔浩鏖L期過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，繞組會(huì)引發(fā)熱而受到損傷，所以本設(shè)計(jì)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)接于高壓側(cè)，通常延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。圖3.1過負(fù)荷保護(hù)原理圖因過負(fù)荷整定計(jì)算需要用到電流互感器的電流變比。所以先進(jìn)行電流互感器的選型設(shè)計(jì)。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》中規(guī)定器件選擇應(yīng)滿足的一般原則包括：“考慮長遠(yuǎn)發(fā)展；不同環(huán)境不同需要；滿足經(jīng)濟(jì)和安全性要求[7]?！备鶕?jù)《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》中設(shè)備的技術(shù)條件“使電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，選擇時(shí)需按照正常工作情況下選擇，校驗(yàn)時(shí)按照三相短路時(shí)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，這樣就可以選擇出合適的設(shè)備，保證該設(shè)備過電壓、過電流的情況下仍然可以穩(wěn)定安全的工作[25]。”根據(jù)《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》中規(guī)定電流互感器的選型依據(jù)為：（見公式3-34）所以初選互感器如下表所示表3.1電流互感器性能參數(shù)熱穩(wěn)定度校驗(yàn)：tima取值：整定變壓器高壓側(cè)過流保護(hù)時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.1s即tima=0.5+0.1+0.05=0.65。（見表5.1） （6-1）動(dòng)穩(wěn)定的驗(yàn)算：（見表5.1）達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。過負(fù)荷保護(hù)整定計(jì)算(6-2)里面Ki電流互感器變比，數(shù)值為20；I1NT是變壓器保護(hù)安裝側(cè)額定電流。本設(shè)計(jì)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，所以取一半的值計(jì)算。（見公式3-34）(6-3)過負(fù)荷保護(hù)延長時(shí)間長于變壓器的過電流保護(hù)，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間一般為9-15s,本設(shè)計(jì)為10S。繼電器是一種在其輸入的物理量(電氣量或非電氣量)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或分段的自動(dòng)電氣。電磁繼電器在繼電保護(hù)裝置中為啟動(dòng)元件，屬于測量繼電器。電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)較簡單、價(jià)格較低、使用維護(hù)較便利、觸點(diǎn)容量小(一般在5A以下)、觸點(diǎn)數(shù)量多且無主輔之分、沒有滅弧裝置、體積小、動(dòng)作快且準(zhǔn)確、控制靈敏、可靠等特點(diǎn)。根據(jù)DL-11型電磁繼電器用于變壓器的過負(fù)荷保護(hù)和短路二次保護(hù)回路中，在繼電保護(hù)裝置中為起動(dòng)元件。過負(fù)荷保護(hù)裝置選用DL-11/20型過流繼電器。3.3變壓器防雷保護(hù)設(shè)計(jì)3.3.1雷電的危害雷擊直接破壞電網(wǎng)，出現(xiàn)很大電壓與電流。一般時(shí)候，雷擊的破壞有：(1)電磁的破壞，當(dāng)發(fā)生雷電擊中設(shè)備時(shí)，雷電帶來的較高的電壓會(huì)嚴(yán)重破壞設(shè)備。(2)熱破壞，因?yàn)榘l(fā)出很多熱量，讓設(shè)備不能承擔(dān)從而損壞。(3)機(jī)械力的破壞，雷電會(huì)產(chǎn)生很大的動(dòng)力，因此會(huì)通過機(jī)械力破壞設(shè)備。3.3.2雷擊的種類(1)電流沿電線進(jìn)入，導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞。(2)雷電擊中桿塔等突出物，發(fā)生大壓差造成破壞。(3)發(fā)出的靜電破壞力很強(qiáng)，使雷擊區(qū)域裝置損壞。一般，把雷擊電線的類型分為以下三類：(1)雷電擊中電塔頂端，導(dǎo)致反擊現(xiàn)象損壞設(shè)備，導(dǎo)致很大危害。(2)雷擊電線時(shí)躲避避雷線，導(dǎo)致很大危害。(3)雷電擊中檔距中間避雷線。不會(huì)導(dǎo)致太大危害，但會(huì)導(dǎo)致避雷裝置失去作用。3.3.3變壓器避雷裝置的選擇變壓器保護(hù)方案的設(shè)計(jì)是綜合考慮了工廠的實(shí)際使用環(huán)境和變壓器的參數(shù)來設(shè)置的。裝設(shè)的保護(hù)相對(duì)基本全面，能夠達(dá)到安全性的原則要求。在選器件的時(shí)候，盡量兼顧了性能較好和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原則。爭取能夠在以后的社會(huì)發(fā)展中運(yùn)用到工廠里。本設(shè)計(jì)理念是：線路可以相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)，但是選擇的器件不必性能最好。這樣線路上可以節(jié)省不少成本。更有優(yōu)勢應(yīng)用到工廠的實(shí)際使用中。上述過負(fù)荷保護(hù)的裝設(shè)是必須需要的。因?yàn)樽儔浩鞅旧碓谶\(yùn)行時(shí)就有可能出現(xiàn)問題，當(dāng)一個(gè)器件出現(xiàn)問題時(shí)，另一個(gè)很有可能承受不住忽然加大的承載量。出現(xiàn)問題時(shí)這個(gè)保護(hù)就能及時(shí)的避免讓變壓器癱瘓。從而節(jié)省了很大的人力和物力。更直接降低了經(jīng)濟(jì)成本。所以是很經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。其中過電流、電流速斷、零序電流三種保護(hù)是關(guān)于電流的保護(hù)主要是應(yīng)對(duì)電路本身來說的。因?yàn)槠浔举|(zhì)都是防止電流忽然變大，超出各器件的承受能力，從而使器件及機(jī)器內(nèi)部線路故障切除。這是非常必要的，單相短路保護(hù)出現(xiàn)單相的電流問題的情況是非常常見的。，所以說第五項(xiàng)的設(shè)計(jì)是這些設(shè)計(jì)里最重要的。在后面的保護(hù)配置實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于這一部分的設(shè)計(jì)會(huì)當(dāng)做重點(diǎn)來做。接地保護(hù)是設(shè)計(jì)里最常見也是不可缺少的一部分。與大地連接，會(huì)讓整個(gè)線路系統(tǒng)的性能有很大的提高，在很大可能上減少了問題的出現(xiàn)。保障了工廠生產(chǎn)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。3.4變壓器保護(hù)設(shè)備選擇根據(jù)變壓器繼電保護(hù)的原理電路圖，變壓器保護(hù)的裝置是由斷路器、電流互感器以及繼電器等構(gòu)成。因此需要選擇性能較好的器件來實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置。前面已經(jīng)對(duì)電流互感器和繼電器進(jìn)行了選型，下面是斷路器的選型。3.4.1選擇原則根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》中規(guī)定設(shè)備應(yīng)滿足的一般原則包括：“考慮長遠(yuǎn)發(fā)展；不同環(huán)境不同需要；滿足經(jīng)濟(jì)和安全性要求[7]?！备邏汉偷蛪弘姎庠O(shè)備為電網(wǎng)里關(guān)鍵的設(shè)備，高、低壓電氣設(shè)備好壞嚴(yán)重關(guān)系到電網(wǎng)的好壞。設(shè)備的選擇十分關(guān)鍵。(1)安全性此設(shè)備參數(shù)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，滿足正常工作要求，還可以滿足瞬時(shí)過載工作。要想達(dá)到要求，首先在選擇前培養(yǎng)操作人員的安全意識(shí)，尤其是高壓工作時(shí)，安全是必不可少的工作準(zhǔn)則，各種原件選擇的時(shí)候，一定要看好它的參數(shù)是不是保證，整個(gè)電路中出現(xiàn)任何情況時(shí)的人員安全的保護(hù)。安全相對(duì)于其它任何一個(gè)準(zhǔn)則都是第一位的。沒有什么標(biāo)準(zhǔn)可以在忽視人員安全的情況下被執(zhí)行的。因此在選擇的時(shí)候，要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)及日常經(jīng)驗(yàn)選擇合適的并保證安全的器件。(2)經(jīng)濟(jì)性達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)條件下，應(yīng)盡量節(jié)省經(jīng)費(fèi)，不裝設(shè)不必要的設(shè)備。沒有任何一家企業(yè)或個(gè)人會(huì)不考慮成本來進(jìn)行投資建設(shè)的。所以想要我們的設(shè)計(jì)日后得到別人的賞識(shí)，運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中。那么我們就必須考慮到經(jīng)濟(jì)因素。即使你的設(shè)計(jì)完美無缺，任何生產(chǎn)要求都能夠滿足，但是如果你的生產(chǎn)成本過高的話，沒有考慮到經(jīng)濟(jì)因素，你的設(shè)計(jì)也不會(huì)得到社會(huì)利用。只能是擺設(shè)，沒有使用價(jià)值的設(shè)計(jì)不會(huì)有任何的前景。所以，我們?cè)谶x擇設(shè)計(jì)需要的元件時(shí)，不要過分的追求完美和質(zhì)量。只要可以滿足安全生產(chǎn)，我們要適當(dāng)?shù)乜紤]經(jīng)濟(jì)成本。（3）電氣設(shè)備必須滿足正常條件和短路故障條件下的工作要求。3.4.2斷路器的選擇根據(jù)《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》中設(shè)備的技術(shù)條件“使電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，選擇時(shí)需按照正常工作情況下選擇，校驗(yàn)時(shí)按照三相短路時(shí)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，這樣就可以選擇出合適的設(shè)備，保證該設(shè)備過電壓、過電流的情況下仍然可以穩(wěn)定安全的工作。表3.2設(shè)備的選擇依據(jù)斷路器的選型表3.3斷路器性能參數(shù)驗(yàn)算：（見公式3-34）(6-11)>；=630A>；=5kA，=40kA，>達(dá)到設(shè)計(jì)要求。=12.75kA，,<達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。高壓母線短路容量=16kA(6-12)<達(dá)到熱穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于以上設(shè)備選擇都經(jīng)過了一個(gè)完整的過程選擇出來的。即首先需仔細(xì)的研究以及設(shè)計(jì)的具體情況，列出這一器件的選擇時(shí)參考國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范。從國標(biāo)中挑選幾種備用的型號(hào)，根據(jù)前面實(shí)際的計(jì)算數(shù)值，在備選的幾種型號(hào)里選出一種最合適本設(shè)計(jì)的器件。下一步就是針對(duì)被選擇的器件，進(jìn)行一系列的驗(yàn)算。依據(jù)驗(yàn)算后的結(jié)果，只有達(dá)到了選擇器件的標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，才會(huì)真正的應(yīng)用到設(shè)計(jì)里。而且每一項(xiàng)選擇的器件都列出了相應(yīng)的參數(shù)，這樣使設(shè)計(jì)的原理和依據(jù)就更加鮮明。也有利于對(duì)設(shè)計(jì)的了解和研究。3.4.3保護(hù)設(shè)備配置選擇總結(jié)在選擇保護(hù)的配置的時(shí)候，針對(duì)對(duì)于電流進(jìn)行保護(hù)的配置選用了GL型的電流繼電器，那么GL的只用在了針對(duì)電流的保護(hù)中的原因是：在工廠供電中，廣泛采用GL型保護(hù)繼電器來做過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，大大簡化了繼電保護(hù)裝置，組成的保護(hù)裝置采用交流操作，它的性能優(yōu)點(diǎn)就是能夠達(dá)到瞬時(shí)性，發(fā)生短路時(shí)的一瞬間動(dòng)作于電路。此保護(hù)裝置是非常適用于短路故障的。能夠做到及時(shí)快速切斷故障保護(hù)電路。其它保護(hù)也可以用這種型號(hào)的器件做保護(hù)配置，但是，這種器件的成本相對(duì)于普通器件要高，所以，在其它保護(hù)配置的選擇中就沒有選用，而是用了普通的DL型器件。DL型器件不僅相對(duì)成本比較低，而且在用于除了過電流的保護(hù)時(shí)，也可以達(dá)到保護(hù)目的。DL型器件最大的特點(diǎn)是有一定的延時(shí)，在以前用途也是非常廣泛，因?yàn)樵靸r(jià)相對(duì)要低。如果在生產(chǎn)系統(tǒng)允許的情況下，有一定的延時(shí)不影響使用和保護(hù)，那么降低成本是不錯(cuò)的選擇，因此，選擇了兩種器件相結(jié)合的保護(hù)配置。這樣既達(dá)到保護(hù)性能要求，又滿足經(jīng)濟(jì)適用原則。在選擇器件的變比的時(shí)候需要是根據(jù)前面對(duì)電路的分析和計(jì)算，選用的最合理的變比，既不會(huì)造成資源浪費(fèi)，也不會(huì)不滿足生產(chǎn)的要求。當(dāng)然任何的