110KV降壓變電所電氣一次部分畢業(yè)設(shè)計

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題目35KV企業(yè)變電所電氣初步設(shè)計

目錄

前言?????????????????2

第一章待建變電所基本資料??????????2其次章負(fù)荷分析及主變壓器選擇????????52-1負(fù)荷計算???????????????52-2主變壓器的選擇????????????52-3站用變臺數(shù)、容量和型式的確定?????8第三章電氣主接線

3-1主接線的設(shè)計原則和要求????????9

3-235KV側(cè)接線方案????????????123-310KV側(cè)接線方案????????????13

第四章電力線路導(dǎo)線截面的選擇????????13第五章短路電流的計算

5-1短路電流計算的目的和規(guī)定???????175-2計算過程和結(jié)果???????????18第六章設(shè)備選擇

6-1電氣設(shè)備選擇設(shè)計的規(guī)定???????216-2電流互感器選擇????????????216-3高壓熔斷器及避雷器的選擇???????256-4高壓斷路器的選擇???????????256-5隔離開關(guān)的選擇????????????30

第七章配電裝置???????????????35第八章繼電保護(hù)的配置

8-1主變壓器繼電保護(hù)配置?????????378-2線路繼電保護(hù)配置???????????38第九章畢業(yè)設(shè)計二

中、低已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的狀況下，變電所以裝設(shè)兩臺主變壓器為宜〞在運行或檢修時，可以一臺工作，一臺備用或檢查，并不影響供電，也可以兩臺并列遠(yuǎn)行，根據(jù)原始資料中所示待建的變電所為110KV降壓企業(yè)變電所，這里有1個電壓等級，10kv7回出線，分別帶全部負(fù)荷的I、II類?？紤]到出線回路數(shù)較多，為了保證供電的可靠性，參照規(guī)程要求，宜選用兩臺一致容量的變壓器作為主變壓器。

三、主變壓器容量的確定

主變壓器的容量是要考慮待建變電所所帶的負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時是按變電所建成后5—10年的規(guī)劃負(fù)荷進(jìn)行選擇，并考慮變壓器的過負(fù)荷能力。本終端變電所裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量可按下公式：SN=0.7S總進(jìn)行選擇。S總為變電所的綜合負(fù)荷，當(dāng)一臺主變壓器停涌時，應(yīng)保證對70%的負(fù)荷供電，再考慮變壓器的事故過負(fù)荷40%的能力，則可保證對84%的負(fù)荷供電。

從原始資料可知，所設(shè)計的變電所的最大負(fù)荷狀況：P10KV=1100+790+910+870+960+930+680+999=7239(KW)

考慮負(fù)荷的同時率：Kt=0.9線路損耗取5%功率因素cos?=0.85則變電所10kv的綜合最大負(fù)荷分別為：

S10KV=0.9×7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)S站=0.85×98.76/0.85×(1+5%)=103.698(KVA)S35=8048.0647+103.698=8151.76(KVA)

若選用變壓器兩臺，單臺變壓器容量按：S單=S35×70%=8151.76×70%=5706.23（KVA）

并與I、II類負(fù)荷的總?cè)萘窟M(jìn)行比較。

I、II類負(fù)荷總?cè)萘浚?/p>

S10KV=0.9×7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)

經(jīng)比較，S單＞S10KV，所以按S單項選擇取每臺主變壓器的容量。經(jīng)查設(shè)備手冊，選每臺主變壓器的容量為6300KVA。

四、主變壓器類型的確定

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1、相數(shù)的選擇

待建變電所的110人人kv、10kv兩個電壓等級為了滿足待建變電所的這兩個電壓等級和對其經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，所以選擇兩相變壓器。2、

繞組形式

繞組是變壓器的電路部分，用絕緣銅導(dǎo)線繞制而成。單繞組變壓器（長稱作自耦變壓器）只有一組繞組，而且一次繞組與二次繞組有一部分是共用的。雙繞組變壓器有兩組繞組：一組一次繞組和一組二次繞組。待建變電所的主變壓器容量為6300KVA，且有35kv、10kv兩個電壓等級，主變壓器可采用兩繞組變壓器，它具有供電可靠，運行安全，靈活性好，設(shè)備少，接線簡單等優(yōu)點。故本企業(yè)變電所主變壓器選擇三相兩繞組有載調(diào)壓降壓變壓器作為主變壓器。

其型號為SJL1—6300/35。其參數(shù)如表2—1

電力變壓器型號額定容量（KVA）SJL1—6300/356300P10KV=1100+790+910+870+960+930+680+999=7239(KW)S10KV=0.9×7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)P站=25+5.5+3.7+2.1+11.5+20+0.96+18+12=98.76(KW)S站=0.85×98.76/0.85×(1+5%)=103.698(KVA)2-1負(fù)荷計算要選擇主變壓器站用變壓器的容量，確定變壓器各出線側(cè)的最大持續(xù)工作電流。首先必需要計算各側(cè)的負(fù)荷，包括站用電負(fù)荷（動力負(fù)荷和照明負(fù)荷）、10kv側(cè)負(fù)荷、35kv側(cè)負(fù)荷。由公式（2-1）p?1??%?Sc?Kt?i?1cos?n式中Sc——某電壓等級的計算負(fù)荷7畢業(yè)設(shè)計二

Kt——同時系數(shù)（10kv取0.9用負(fù)荷取0.85）а%——該電壓等級網(wǎng)的線損率電，一般取5%P、cos?——各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)P10KV=1100+790+910+870+960+930+680+999=7239(KW)S10KV=0.9×7239／0.85×(1+5%)=8048.0647(KVA)P站=25+5.5+3.7+2.1+11.5+20+0.96+18+12=98.76(KW)S站=0.85×98.76/0.85×(1+5%)=103.698(KVA)額定電壓（KV）短路損耗（KW）空載損耗（KW）空載電流（%）短路電壓（%）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號

高壓低壓35；38.510.56.33.15528.21.07.5YN,d11

2-3站用變臺數(shù)、容量和型式的確定

1、站用變臺數(shù)的確定

對大中型變電站，尋常裝設(shè)兩臺站用變壓器。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)兩臺站用變壓器，并采用暗備用的方式

2、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，以備加接臨時負(fù)荷之用?？紤]到兩臺站用變壓器為采用暗備用方式，正常狀況下為單臺變壓器運行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運行，當(dāng)任意一臺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受。

S站=103.698/(1—10%)

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=115.22(KVA)3、站用變型式的選擇

考慮到目前我國配電變壓器生產(chǎn)廠家的狀況和實現(xiàn)電力設(shè)備逐步向無油化過渡的目標(biāo)，可選用干式變壓器。

故站用變參數(shù)如下：

電壓組合型號高壓S9-125/10

因本站有大量無功負(fù)荷，且離系統(tǒng)變電所較近，10KV側(cè)無電源,為了防止無功倒送也為了保證用戶的電壓，以及提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償。

根據(jù)設(shè)計規(guī)范第3.7.1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不接地的星型接線。

《電力工程電力設(shè)計手冊》規(guī)定“對于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功量，地區(qū)無功或距離電源點接近的變電所，取較低者。地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所，取較低者，地區(qū)無功缺額較多或距離電源點較遠(yuǎn)的變電所取較高者。所以在10KV側(cè)裝設(shè)兩組電容器.

10高壓分接范圍±5%低壓0.4連接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流(%)1.6阻抗電壓(%)4(KW)(KW)1800Y,yn0340第三章電氣主接線

3-1主接線的設(shè)計原則和要求

一、電氣主接線設(shè)計的基本要求

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1、根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證供電的可靠性

當(dāng)個別設(shè)備發(fā)生事故或者需要停電檢修時，能保證主要用戶連續(xù)供電。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分派的首要要求，主接線設(shè)計應(yīng)首先滿足這一要求。主接線作為電力系統(tǒng)的一個部分，其故障不僅造成對用戶的停電，嚴(yán)重時還可能發(fā)生全系統(tǒng)性事故。這不僅給電力系統(tǒng)造成損失，而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更為嚴(yán)重。甚至導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損傷、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政治影響，更是難于估量。因此，主接線的接線形式必需保證滿足供電可靠性這一基本要求。衡量主接線可靠性的標(biāo)志是：短路器檢修能否不影響供電，線路、短路器或母線故障時以及母線檢修時，停運的回路數(shù)的多少和停運時間的長短以及能否對重要用戶的供電，變電所全部停運可能性的大小。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，新型設(shè)備的投運，自動裝置和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，都有利于提高主接線的可靠性，但并不是設(shè)備和元件用的越多越新、接線越繁雜越可靠。相反，不必要的多用設(shè)備，使接線繁雜，運行不便利，將會導(dǎo)致可靠性降低。此外，可靠性還于設(shè)備質(zhì)量及運行管理水平等密切相關(guān)。2保證電能質(zhì)量

電壓、頻率和供電的連續(xù)可靠是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)。電氣主接線的確定對基本指標(biāo)是有一定影響的。在某一具體條件下，某種接線就可能在某種方式運行時或某一元件故障時，致使回路阻抗增大和故障電流增大等，從而引起電力系統(tǒng)頻率或某一部分電壓的變化。因此，主接線應(yīng)在各種運行方式下都能滿足這方面的要求。

3接線簡單，運行維護(hù)靈活、便利且安全

靈活是指主接線要適合各種運行方式和檢修維護(hù)方面的要求；便利是指操作便利；接線簡單是能滿足運行的要求，所需設(shè)備少，繼電保護(hù)協(xié)同簡單，而且操作步驟最少，減少設(shè)備事故和誤操作的頻率。電氣主接線還必需為設(shè)備的檢修創(chuàng)造條件，應(yīng)能盡量保證未檢修設(shè)備的連續(xù)供電。

為了調(diào)度的目的，主接線可以靈活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換，能滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行以及特別運行方式下的調(diào)度要求；為了擴(kuò)建的目的，可以簡單地從初期接線過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，無論在一次或二次設(shè)備裝置等方面所需的改造量為最小為了檢修的目的，可以便利地停運短路器，母線

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畢業(yè)設(shè)計二

及繼電保護(hù)設(shè)備，以進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運行和中止對用戶的供電。1、

具有發(fā)展或擴(kuò)建的可能性。

一個變電站隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶用電量的增加要求變壓器臺數(shù)和線路回路數(shù)都有發(fā)展的可能。2、

具有經(jīng)濟(jì)性，并使配電裝置儉約占地面積。

電氣主接線在滿足上述要求的前提下要做到經(jīng)濟(jì)合理，即應(yīng)做到如下幾點：1）

投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單明了，以儉約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制和保護(hù)回路不過于繁雜，以利于運行并儉約二次設(shè)備和控制電纜的投資，要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備和輕型電器。2）

占地面積?。褐鹘泳€要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以儉約用地和儉約構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。3）

電能損失少：經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。此外，在可能和允許的條件下，可采取一次設(shè)計，分期投資、投產(chǎn)，以盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。電氣主接線設(shè)計時，要提高可靠性和靈活性，往往導(dǎo)致投資和運行費用的增加，故必需通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合比較來確定最正確的主接線。

二、電氣主接線的設(shè)計原則

變電站主接線設(shè)計原則，應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)的地位，負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)、設(shè)備特點、周邊環(huán)境及變電站的規(guī)劃容量等條件和具體狀況，并滿足供電可靠、運行靈活、操作便利、儉約投資和便于擴(kuò)建等要求。若有一類負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)用雙回路供電，每回路要分接在不同母線上，因此，該級電壓母線分段可以是單母線或雙母線接線。

在110KV—35KV配電裝置中，當(dāng)出線為兩回和兩臺主變壓器時，采用橋型接線，當(dāng)橋上有穿越性功率、線路很短、由于經(jīng)濟(jì)運行需要經(jīng)常斷開變壓器時，一般用外橋接線。當(dāng)線路長及其它狀況下，一般用內(nèi)橋接線。當(dāng)出線不超過4回時，一般用單母線分段接線，當(dāng)出線在4回及以上時，一般用雙母線接線，單母線接線用于6—10KV是，每段母線所接容量不宜超過25MW，用于35KV時，出線不應(yīng)

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超過8回。

三、待建變電站的主接線形式

在分析原始資料的基礎(chǔ)上，參照電氣主接線設(shè)計參考資料，依據(jù)對主接線上午基本要求和適應(yīng)范圍，首先淘汰一些明顯不合格的接線形式，保存2—3個技術(shù)相當(dāng)，又都滿足設(shè)計要求的方案，對較好的2—3個方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。最終確定一個技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可靠的主接線最正確方案。

3-235KV側(cè)接線方案

由于35KV側(cè)有兩回進(jìn)線，所以考慮采用外橋接線、單母線帶旁路母線接線和雙母線接線方式。方案一：外橋接線方式

外橋接線的橋回路置于線路斷路器外側(cè)（遠(yuǎn)離主變壓器側(cè)），此時變壓器經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點，構(gòu)成獨立單元；而線路支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點相連，是非獨立單元。

優(yōu)點：①變壓器操作便利②接線簡單明了，設(shè)備少，造價低，易于發(fā)展成為單母線分段或想母線接線。

缺點：①線路投入與切除時，操作繁雜②橋回路故障或檢修時，全廠分到為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系，同時，出線側(cè)斷路器故障或檢修時，造成該側(cè)變壓器停電。

適用于兩回進(jìn)線且出險較短，故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，而且線路有穿越功率通過的發(fā)電廠和變電站中。方案二：單母線帶旁母接線方式

優(yōu)點：①接線簡單明了，操作便利，使用電器少②配電裝置建造費用低③隔離開關(guān)僅在檢修時作隔離電器用，不用它進(jìn)行倒閘操作，誤操作少④帶有旁路母線主要是保證不中斷對用戶的供電。

缺點：①任一段母線及母線隔離開關(guān)發(fā)生故障時，要中止該段母線上所有工作②任一段母線及母線隔離開關(guān)檢修時，也將造成母線上所以回路停電③引出線回路的斷路器檢修時，該回路要停電。方案三：雙母線接線方式

優(yōu)點：①可輪番檢修母線而不致中斷供電②調(diào)度靈活，各電源和各負(fù)荷

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可以任意分派到某一組母線上③有利于擴(kuò)展和便于試驗。

缺點：①增加一組母線隔離開關(guān)增大了投資和占地面積②當(dāng)母線故障和檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器簡單誤操作，為避免應(yīng)裝閉鎖裝置。

經(jīng)過三個方案的比較，雙母線接線和單母線帶旁路接線方式在可靠性方面優(yōu)越于外橋接線方式，但從經(jīng)濟(jì)性方面大大增加了投資和占地面積而外橋接線方式的缺點可以從設(shè)備的選擇上進(jìn)行禰補(bǔ)，同時外橋接線方式易于發(fā)展成單母線分段或雙母線接線方式。經(jīng)綜合性考慮分析，35KV側(cè)主接線宜采用外橋接線方式。

3-310KV側(cè)接線方案

方案一：單母線接線方式

優(yōu)點：①接線簡單明了，操作便利，使用電器少②配電裝置建造費用低③隔離開關(guān)僅在檢修時作隔離電器用，不用它進(jìn)行倒閘操作，誤操作少

缺點：供電可靠性和靈活性較差，在母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時，各支路要中止工作，引出線的斷路器檢修時，該支路要中止供電。方案二：單母線分段接線方式

優(yōu)點：①當(dāng)母線發(fā)生故障時，僅故障母線中止不工作，另一段母線仍繼續(xù)工作②兩段母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電可靠性，可對重要用戶供電。

缺點：①當(dāng)一段母線故障或檢修時，必需斷開接在該母線上所有支路，使之中止工作②任一支路斷路器檢修時，該支路必需中止工作。

經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，單母線接線無法滿足10KV的8回出線的供電可靠性，而單母線分段接線方式對其供電可靠，經(jīng)濟(jì)在預(yù)算之中，應(yīng)選單母線接線方式較能滿足主接線的設(shè)計要求。

第四章電力線路導(dǎo)線截面的選擇

導(dǎo)線是輸送電能的主要元件。合理地選擇導(dǎo)線截面，對電力網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上的合理性具有重要意義。

導(dǎo)線截面選擇過大，將增加投資及有色金屬的消耗（在尋常35—110KV架空線路的造價中，導(dǎo)線的投資占30%左右），且折舊費也增加。導(dǎo)線截面選擇過小，電壓損耗和電能損耗增加，將引起電壓質(zhì)量下降和運行費用增加，甚至造成導(dǎo)線

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接頭處的溫度過高，引起導(dǎo)線斷股和斷線等嚴(yán)重事故。此時，對投入運行不久導(dǎo)線截面過小的線路，將需更換成截面教大的導(dǎo)線或加設(shè)其次回路，從而增加了投資。

電力網(wǎng)導(dǎo)線截面的選擇，尋常根據(jù)電力網(wǎng)的性質(zhì)確定。對于區(qū)域電力網(wǎng)線路及有特別調(diào)壓設(shè)備的地方電力網(wǎng)線路，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。對于無特別調(diào)壓設(shè)備的地方電力網(wǎng)線路，則按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面。無論用哪一種方法選擇導(dǎo)線截面，都必需按導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度要求和按發(fā)熱條件要求來校驗導(dǎo)線最小允許截面。對110KV及以上的電力網(wǎng)，導(dǎo)線截面還必需滿足由避免電暈損耗所要求的最小允許截面。

一、導(dǎo)線截面選擇的“一選四校〞原則

1、

按經(jīng)濟(jì)電流密度選線S=Imax/J（mm）

2、

效驗機(jī)械強(qiáng)度

一般鋁絞線：S≥25mm

跨越線：S≥35mm3、效驗發(fā)熱條件

1）LJ和LGJ線正常運行時，其導(dǎo)線的溫度不超過70℃，事故運行時溫度不超過90℃

2）安全電流法：I安=I允許4、效驗電暈的條件

1）35KV及以上電壓等級的線路不要效驗電暈。由于它不會發(fā)生電暈。2）110KV及以上的電壓等級的線路就要效驗電暈。3）比較法如下表：

電壓110KV220KV500KV不會發(fā)生電暈最小導(dǎo)線截面LGJ—50LGJ—240或2×LGJ—1854×LGJQ—300或3×LGJQ—40014

222畢業(yè)設(shè)計二

5、按允許電壓損耗效驗△U%=

pR?QXU×100%

一般10KV配電線路△U%≤5%

二、導(dǎo)線截面選擇

1、35KV側(cè)導(dǎo)線選擇

由電路輸送的最大負(fù)荷電流為：

8151.76Imax=Se/3UN=

3?35=134.63A

其為雙回路供電，兩回線路至為備用，所以每條回路均可帶負(fù)荷電流的60%I=134.63×60%=80.78A

由Tmax=5300h查表5-6得經(jīng)濟(jì)電流密度J=0.9A/mm所以，每回每相導(dǎo)線截面為

S=I/J=80.78/0.9=89.76（mm）選標(biāo)稱截面為鋼芯鋁鉸線LGJ-120效驗：

①機(jī)械強(qiáng)度

由于所選導(dǎo)線截面大于35mm故滿足要求②電暈條件

由于所選導(dǎo)線截面大于LGJ—50，G故不會發(fā)生全面電暈③發(fā)熱溫度

查附表I-1LGJ—120導(dǎo)線在故障運行方式下最大安全電流為380A，大于負(fù)荷電流80.78A，故發(fā)熱條件滿足要求。3、10KV側(cè)導(dǎo)線選擇

由電路輸送的最大負(fù)荷電流為：

22215

畢業(yè)設(shè)計二

10KV短路點短路電流：Ip＂=Ip*×IB

=3.01×SB/3×10.5=3.01×100/3×10.5=16.57（kA）短路沖擊電流：

ich=2.55Ip＂=2.55×16.57=42.25（kA）短路功率：St*=Ip*=3.01

St=Ip*×SB=3.01×100=301（MVA）

第六章設(shè)備選擇

6-1電氣設(shè)備選擇設(shè)計的規(guī)定

電氣裝置中的電氣設(shè)備，在正常運行和短路狀態(tài)時，都必需安全可靠地運行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必需正確地選擇電氣設(shè)備。各種電氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。

電氣設(shè)備的選擇設(shè)計，必需執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運行便利和為今后的發(fā)展擴(kuò)建留有一定的余地。

一、電氣設(shè)備選擇的一般要求

（1）應(yīng)滿足各種運行、檢修、短路和過電壓狀況的運行要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條校驗。（3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。（4）與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。

（5）同類設(shè)備應(yīng)盡量少品種，以減少備品備件，便利運行管理。

（6）選用的新產(chǎn)品均應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。在特別狀況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。

6-2電流互感器選擇

選擇電流互感器時，首先要根據(jù)裝設(shè)地點、用途等具體條件確定互感器的結(jié)

21畢業(yè)設(shè)計二

構(gòu)類型、確鑿等級、額定電流比KL；其次，要根據(jù)互感器的額定容量和二次負(fù)荷，計算二次回路連接導(dǎo)線的截面積；最終校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（1）結(jié)構(gòu)類型和確鑿度的確定

根據(jù)配電裝置的類型，相應(yīng)選擇戶內(nèi)和戶外式電流互感器。一般狀況下，35kV以下為戶內(nèi)式，而35kV及以上為戶外式或裝入式（裝入變壓器回斷路器內(nèi)部）。

電流互感器確鑿等級的確定，取決于二次負(fù)荷的性質(zhì)。0.2及用于試驗室的縝密測量、重要的發(fā)電機(jī)和變壓器回路及500kV重要回路；二次負(fù)荷若屬于一般電能計量，則電流互感器采用0.5級；功率表和電流表可配備1.0級的電流互感器；一般測量可用3.0級。假使幾特性質(zhì)不同的測量儀表需要共用一臺電流互感器時，則互感器的確鑿級就應(yīng)按就高不就低的原則確定。

一般用于繼電保護(hù)用的電流互感器，可選5P級或10P級。此外還應(yīng)按10%誤差曲線進(jìn)行校驗，保證在誤差時也不會超過-10%.（2）一次回路額定電壓和電流的選擇

電流互感器一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足

UN?UNS；IN?Imax；式中UN、IN為電流互感器一次額定電壓和電流；

為了保證確鑿度，互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量接近工作電流。（3）二次額定電流的選擇

電流互感器的二次額定電流有5A和1A兩種。（4）電流互感器確鑿級和額定容量的選擇

為了保證測量儀表的確鑿度，互感器的確鑿級不得低于所供測量儀表的確鑿級。

為了保證互感器的確鑿級，互感器二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該確鑿級所規(guī)定的額定容量。（5）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗

1）熱穩(wěn)定校驗

22畢業(yè)設(shè)計二

電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過的熱穩(wěn)定電流It或一次額定電流IN1的倍數(shù)K來表示，故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗：

It2?Qk（t＝1）2）動穩(wěn)定校驗

電流互感器內(nèi)部動穩(wěn)定能力，常以允許通過動穩(wěn)定電流ies或一次額定電流最大值的倍數(shù)Kes（動穩(wěn)定電流倍數(shù)）表示，故內(nèi)部動穩(wěn)定可用下式校驗：

ies?ish（6）電流互感器的配置

1）為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段

及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對于中性點直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統(tǒng)，依具體狀況按二相或三相配置。

2）對于保護(hù)用電流互感器的裝設(shè)地點應(yīng)按盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)來設(shè)置。

3）為了防止支柱式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器尋常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。

（7）電流互感器的選擇和校驗

35kV電流互感器的選擇和校驗

由35kV主變進(jìn)線側(cè)的最大長期工作電流為364A，試選用電流互感器LA-10，電流比為400/5，查表可知：

IN=400A，Kt=30，Kd=54Kt：電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)

Kd：電流互感器熱穩(wěn)定倍數(shù)

動穩(wěn)定校驗：2INKd=2?400?54=30.542kA>ish=20.716kA熱穩(wěn)定校驗：It2t=302*1=?INKt?=(200*31.5)2=39.69kA2?s經(jīng)校驗，可以選擇LCZ-35。

23

2畢業(yè)設(shè)計二

2）10kV電流互感器的選擇和校驗

主變10kV出線側(cè)的最大長期工作電流為79.265A，選用LRZ1-10/Φ80，電流比為100/5，同理，經(jīng)校驗，可以選擇LRZ1-10/Φ80。5.2.2電壓互感器的選擇（1）電壓互感器選擇1）一次回路電壓的選擇

為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的確鑿級下運行，電網(wǎng)電壓UNS應(yīng)在（0.8～1.2）UN1范圍內(nèi)變動，即應(yīng)滿足以下條件：

0.8（4.11）

2）二次回路電壓的選擇

電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求。3）種類和形式選擇

電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點和使用條件進(jìn)行選擇，在6－35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式；110－220kV配電裝置尋常采用串級式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和確鑿級滿足要求時，也可采用電容式電壓互感器。4）容量和確鑿級選擇

首先選擇電壓互感器的接線方式，然后計算各相負(fù)荷大小。依照所接儀表的確鑿級和容量選擇互感器的確鑿級和額定容量。

電壓互感器確鑿級的選擇原則，可參照電流互感器確鑿級選擇。（2）電壓互感器配置

1）母線除旁路母線外，一般工作及備用母線都裝有一組電壓互感器，用于同步、測量儀表和保護(hù)裝置。

2）線路35kV及以上輸電線路，當(dāng)對端有電源時，為了監(jiān)視線路有無電壓、進(jìn)行同步和設(shè)置重合閘，裝有一臺單相電壓互感器。

3）發(fā)電機(jī)一般裝設(shè)2～3組電壓互感器。一組用于自動調(diào)理勵磁裝置，另一組供測量儀表、同期和保護(hù)裝置使用。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時，可增設(shè)

UN1畢業(yè)設(shè)計二

6-4高壓斷路器的選擇

一、高壓斷路器的用途

高壓斷路器是高壓電器中最重要的部分，是電力系統(tǒng)一次設(shè)備中控制和保護(hù)的關(guān)鍵電器，受它控制和保護(hù)的電路，無論在空載、負(fù)載或短路故障狀態(tài)都應(yīng)可靠地動作。高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入、退出運行；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時，繼電保護(hù)自動裝置發(fā)出跳閘信號，起動斷路器，將故障部分設(shè)備或線路從電網(wǎng)中無故障部分的正常運行。

二、對高壓斷路器的基本要求

（1）工作可靠。

斷路器應(yīng)能在規(guī)定的條件下長期可靠地工作，并能在正

常和故障狀況下確鑿無誤地完成關(guān)和開斷電路的指令，其拒動或誤動都將造成嚴(yán)重的后果。

（2）具有足夠的開段能力。斷路器的開斷能力是指能夠安全切斷最大短路電流的能力，它主要決定于斷路器的滅弧性能，并保證具有足夠的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。開斷能力的不足可能發(fā)生觸頭跳開后電弧長時續(xù)燃，導(dǎo)致斷路器本身爆炸飛弧，引起事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。

（3）動作快速。在電路發(fā)生故障時，快速地切除故障電路，不僅能縮短電力網(wǎng)的故障時間和減輕巨大短路電流對電氣設(shè)備的損害，而且能增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高整個系統(tǒng)的供電可靠性。

（4）具有自動重合閘性能。輸電線路的短路故障大多數(shù)是臨時性的，為了提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動重合閘方式，既在發(fā)生短路故障時，繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘，切斷故障點的短路電流，經(jīng)很短時間后斷路器又自動重合閘，恢復(fù)正常供電。若故障依舊存在，則斷路器必需馬上跳閘，再次切段短路電流，這要求斷路器在第一次大電流滅弧后很快恢復(fù)滅弧能力，完成后續(xù)次的滅弧。

（五）結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時，還應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性，故要求斷路器的結(jié)構(gòu)力求簡單、尺寸小、重量輕、價格合理。

26畢業(yè)設(shè)計二

三、型式選擇

本次在選擇高壓斷路器，考慮了產(chǎn)品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，便利設(shè)備的運行和檢修。

四、斷路器選擇的條件

1、最高工作電壓尋常指斷路器應(yīng)能承受在電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的最高電壓，此電壓一般可超過電網(wǎng)規(guī)定電壓范圍為10%—15%，可以用下面的關(guān)系式來表示：Ugmax≥Ue

式中：Ugmax—所選斷路器的最高工作電壓Ue—電網(wǎng)最高運行電壓

2、電流：Igmax（最大持續(xù)工作電流）≤In；

由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流Igmax.。3、開斷電流（開斷容量）：Idt≤Idk(或Sdt≤Sdk)

式中：Idt—斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量；Idk—斷路器t秒的開斷容量；Sdt—斷路器的額定開斷電流；Sdk—斷路器額定開斷容量。4、動穩(wěn)定ich≤idw

式中：ich—三相短路電流沖擊值idw—斷路器極限通過電流峰值。5、熱穩(wěn)定

I∞2tdz≤It2t

式中：I∞—穩(wěn)態(tài)三相短路電流；

tdz—短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間）；It—斷路器t秒熱穩(wěn)定電流。五、本變電所斷路器的選擇

27畢業(yè)設(shè)計二

35KV斷路器的選擇

選擇DW13—35型的戶外少油斷路器其技術(shù)參數(shù)為：表6—1額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流（4s有效值）校驗：

1）所選斷路器最高工作電壓Ugmax=40.5KV＞Ue，實際上電網(wǎng)運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的波動而變動。電網(wǎng)最高運行電壓不得大于電網(wǎng)額定電壓的10%，即Ugmax=38.5KV。當(dāng)斷路器選擇正確，此值不會超過斷路器的最高工作電壓，因此，斷路器在電網(wǎng)運行電壓下運行是安全可靠的。

2）最大工作電流Igmax=Se/3×UN=8151.76/3×35=134.63A，所選斷路器額定電流IN=1250A，Igmax＜IN，滿足要求。

3）開斷電流Idt=16.04KA，所選斷路器額定開斷電流Ikd=20KA，Idt＜Ikd，滿足要求。

4）動穩(wěn)定沖擊電流ich=40.9KA，所選斷路器動穩(wěn)定電流idw=50KA，ich＜idw，滿足要求。

5）熱穩(wěn)定設(shè)斷路器跳閘時間為0.1s，過流保護(hù)動作時間為2s，則短路電流作用時間t=0.1+2=2.1s＞1s，可以不計非周期分量值時間曲線得tdz=2.8s所以

35KV40.5KV1250A20KA50KA20KVI?2tdz=16.042×2.8=720.4

It2t=202×2.1=840I?2tdz＜It2t，滿足要求。

表6—235KV斷路器的選擇結(jié)果

28畢業(yè)設(shè)計二

10KV斷路器的選擇

選擇ZN—10/1250型戶外高壓真空斷路器其技術(shù)參數(shù)為：表6—5額定電壓最高工作電壓額定電流額定開斷電流動穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流（2s有效值）校驗：

1）所選斷路器最高工作電壓Ugmax=11.5KV＞Ue，實際上電網(wǎng)運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的波動而變動。電網(wǎng)最高運行電壓不得大于電網(wǎng)額定電壓的10%，即Ugmax=11KV。當(dāng)斷路器選擇正確，此值不會超過斷路器的最高工作電壓，因此，斷路器在電網(wǎng)運行電壓下運行是安全可靠的。

29

UN（KV）Igmax（A）計算數(shù)據(jù)ich（KA）35134.6340.9720.416.043512505084020I?2tdz（kA2s）DW13—35Idt（KA）UN（KV）IN（A）技術(shù)數(shù)據(jù)Idw（KA）It2t（kA2s）Ikd（KA）10KV11.5KV1250A31.5KA80KA31.5KV畢業(yè)設(shè)計二

2）最大工作電流Igmax=Se/3×UN=1100÷0.85/3×10=74.80A，所選斷路器額定電流IN=1250A，Igmax＜IN，滿足要求。

3）開斷電流Idt=16.57KA，所選斷路器額定開斷電流Ikd=31.5KA，Idt＜Ikd，滿足要求。

4）動穩(wěn)定沖擊電流ich=42.25KA，所選斷路器動穩(wěn)定電流idw=80KA，ich＜idw，滿足要求。

5）熱穩(wěn)定設(shè)斷路器跳閘時間為0.1s，過流保護(hù)動作時間為2s，則短路電流作用時間t=0.1+2=2.1s＞1s，可以不計非周期分量值時間曲線得tdz=2.8s所以

I?2tdz=16.572×2.8=768.78

It2t=202×2.1=840I?2tdz＜It2t，滿足要求。

表6—610KV斷路器的選擇結(jié)果

技術(shù)數(shù)據(jù)ZN—10/1250計算數(shù)據(jù)UN（KV）Igmax（A）ich（KA）10134.6342.25768.7816.57101250802083.72531.5I?2tdz（kA2s）Idt（KA）UN（KV）IN（A）Idw（KA）It2t（kA2s）Ikd（KA）

6-5隔離開關(guān)的選擇

30

畢業(yè)設(shè)計二

隔離開關(guān)是高壓電氣裝置中保證工作安全的開關(guān)電器，其結(jié)構(gòu)簡單。隔離開關(guān)在分閘狀態(tài)下，動靜觸頭間應(yīng)有明顯可見的斷口，絕緣可靠；在關(guān)合狀態(tài)下，其導(dǎo)電系統(tǒng)中可以通過正常的工作電流和故障下的短路電流。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，除了能開斷很小的電流外，不能用來開斷負(fù)荷電流，更不能用來開斷短路電流，但隔離開關(guān)必需具備一定的動、熱穩(wěn)定。

一、選擇隔離開關(guān)時應(yīng)滿足以下基本要求：

1）.隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開。2）.隔離開關(guān)斷開點之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的狀況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。

3）.隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。4）.隔離開關(guān)在跳、合閘時的同期性要好，要有最正確的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。

5）.隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，動作要可靠。

6）.帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必需裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開關(guān)的正確操作。

二、隔離開關(guān)選擇的條件

1、最高工作電壓尋常指隔離開關(guān)應(yīng)能承受在電網(wǎng)中可能出現(xiàn)的最高電壓，此電壓一般可超過電網(wǎng)規(guī)定電壓范圍為10%—15%，可以用下面的關(guān)系式來表示：Ugmax≥Ue

式中：Ugmax—所選隔離開關(guān)的最高工作電壓Ue—電網(wǎng)最高運行電壓

2、電流：Igmax（最大持續(xù)工作電流）≤In；

由于隔離開關(guān)沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流Igmax.。3、動穩(wěn)定ich≤idw

式中：ich—三相短路電流沖擊值idw—隔離開關(guān)極限通過電流峰值。4、熱穩(wěn)定

31畢業(yè)設(shè)計二

I∞2tdz≤It2t

式中：I∞—穩(wěn)態(tài)三相短路電流；

tdz—短路電流發(fā)熱等值時間（又稱假想時間）；It—隔離開關(guān)t秒熱穩(wěn)定電流。

三、本變電所隔離開關(guān)的選擇

35KV隔離開關(guān)的選擇

選擇GW5—35/1250型隔離開關(guān)其技術(shù)參數(shù)為：表6—9額定電壓最高工作電壓額定電流動穩(wěn)定電流（峰值）熱穩(wěn)定電流（2s有效值）校驗：

1）所選隔離開關(guān)最高工作電壓Ugmax=1.15×35=40.25KV＞UN，實際上電網(wǎng)運行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的波動而變動。電網(wǎng)最高運行電壓不得大于電網(wǎng)額定電壓的10%，即Ugmax=38.5KV。當(dāng)隔離開關(guān)選擇正確，此值不會超過隔離開關(guān)的最高工作電壓，因此，隔離開關(guān)在電網(wǎng)運行電壓下運行是安全可靠的。

2）最大工作電流Igmax=Se/3×UN=134.63A，所選隔離開關(guān)額定電流IN=1250A，Igmax＜IN，滿足要求。

3）動穩(wěn)定沖擊電流ich=40.9KA，所選斷路器動穩(wěn)定電流idw=80KA，ich＜idw，滿足要求。

4）熱穩(wěn)定設(shè)斷路器跳閘時間為0.1s，過流保護(hù)動作時間為2s，則短路電流作用時間t=