110kv降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)

110kv降壓變電站電氣部分設(shè)計(jì)名目

第一章原始資料及其分析

1.1原始資料

待建變電站在輸電線路的終端，接近負(fù)荷中心，高壓側(cè)為110KV，經(jīng)降壓后直接向所屬地區(qū)供電。因此，本變電站是按系統(tǒng)規(guī)劃，為滿意地方負(fù)荷的需要而建設(shè)的地區(qū)變電所。電壓等級

變電站的電壓等級分別為110kV,35kV,10kV。

110kV：2回

35kV：7回

10kV：12回

地形地質(zhì)環(huán)境

站址選擇在地勢平坦地區(qū)，位于城郊結(jié)合部，交通便利，進(jìn)出線便利，完全污染稍微，待設(shè)計(jì)變電站選在黃沙土地壤時：電阻率不大于500。

待建變電站負(fù)荷數(shù)據(jù)（表1-1）

表1-1待建成變電站各電壓等級負(fù)荷數(shù)據(jù)

注：

（1）35kV,10kV負(fù)荷功率因數(shù)均取cos=0.9（無功補(bǔ)償以后）

（2）負(fù)荷同時率：35kVkt=0.910kVkt=0.85

（3）網(wǎng)損率為A%=5%

（4）站用負(fù)荷為50kW

1.2原始資料分析

機(jī)組停運(yùn)

要設(shè)計(jì)的變電站由原始資料可知有110千伏，35千伏，10千伏三個電壓等級。待建變電站選擇在地勢平坦區(qū)為以后的擴(kuò)建供應(yīng)了便利。初期投入兩臺變壓器，當(dāng)一臺故障或檢修時，另一臺主變壓器的容量應(yīng)能滿意該站總負(fù)荷的70%，并且在規(guī)定時間內(nèi)應(yīng)滿意一、二級負(fù)荷的需要。

無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償?shù)哪康氖窍到y(tǒng)功率因數(shù)過低，降低了發(fā)電機(jī)和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失。電力系統(tǒng)要求用戶的功率不低于0.9，因此必需實(shí)行措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)，目前提高功率因數(shù)的常用方法是裝設(shè)電容器補(bǔ)償無功。

計(jì)算得：

35kv側(cè)：Q35KV=15120kvar

10kv側(cè)：Q10KV=13230kvar

其次章負(fù)荷分析

2.1負(fù)荷分析的目的

負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)和方法，計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確無誤，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。對供電的牢靠性特別重要。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗鋪張，如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確負(fù)荷計(jì)算的重要性。負(fù)荷計(jì)算不僅要考慮近期投入的負(fù)荷，更要考慮將來幾年進(jìn)展的遠(yuǎn)期負(fù)荷，假如只考慮近期負(fù)荷來選擇各種電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，那隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，負(fù)荷不斷增加，不久我們選擇的設(shè)備和線路就不能滿意要求了。所以負(fù)荷計(jì)算是一個全面地分析計(jì)算過程，只有負(fù)荷分析正確無誤，我們的變電站設(shè)計(jì)才有勝利的盼望。

2.2待建變電站負(fù)荷計(jì)算

由公式：

式中Sc——某電壓等級的計(jì)算負(fù)荷

Kt

——同時系數(shù)

а%——該電壓等級電網(wǎng)的線損率，一般取5%P、cos?——各用戶的負(fù)荷和功率因數(shù)（1）35kV側(cè)S35KV=58.8MVA（2）10kV側(cè)

S10KV==48.6MVA（3）站用電容量S站=0.0525MVA

()%1cos1α?

+=∑=n

itcp

KS

第三章變壓器的選擇

主變的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)，它的選擇依據(jù)除了依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于輸送功率的大小，及系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度。另外主變選擇的好壞對供電牢靠性和以后的擴(kuò)建都有很大影響?？傊髯兊倪x擇關(guān)系到待建變電站設(shè)計(jì)的勝利及否，所以對主變的選擇我們肯定要全方面考慮。既要滿意近期負(fù)荷的要求也要考慮到遠(yuǎn)期。

3.1變電站主變壓器的選擇

變壓器選擇原則：

（1）在變電所中，一般裝設(shè)兩臺主變壓器；終端或分支變電所，如只有一個電源進(jìn)線，可只裝設(shè)一臺主變壓器；對于330kV、550kV變電所，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)為合理時，可裝設(shè)3-4臺主變壓器。

（2）對于330kV及以下的變電所，在設(shè)備運(yùn)輸不受條件限制時，均采納三相變壓器。500kV變電所，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后，確定是采納三相變壓器，還是單相變壓器組，以及是否設(shè)立備用的單相變壓器。

（3）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所，其中一臺事幫停運(yùn)后，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該所全部負(fù)荷的60%以上，并應(yīng)保證用戶的一級和全部二級負(fù)荷的供電。

（4）具有三種電壓等級的變電所，如各側(cè)的功率均達(dá)到主變壓器額定容量的15%以上，或低壓側(cè)雖無負(fù)荷，但需裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備時，主變壓器一般先用三繞組變壓器。

（5）及兩種110kV及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，一般優(yōu)先選用自耦變壓器，當(dāng)自耦變壓器的第三繞組接有無功補(bǔ)償設(shè)備時，應(yīng)依據(jù)無功功率的潮流狀況，校驗(yàn)公共繞組容量，以免在某種運(yùn)行方式下，限制自耦變壓器輸出功率。

（6）500kV變電所可選用自耦強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式變壓器。主變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)，應(yīng)依據(jù)電網(wǎng)狀況、斷路器斷流力量以及變壓器結(jié)構(gòu)選定。

（7）對于深化負(fù)荷中心的變電所，為簡化電壓等級和避開重復(fù)容量，可采納雙繞組變壓器。

3.1.1主變臺數(shù)的確定

由原始資料可知，待建變電站負(fù)荷大，出線多，所以考慮初期用兩臺大容量主變。兩臺主變壓器，可保證供電的牢靠性，避開一臺變壓器故障或檢修時影響對用戶的供電。隨著將來經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，可再投入一臺變壓器。

3.1.2主變壓器容量的確定

主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷進(jìn)展，對于城市郊區(qū)變電所，主變壓器應(yīng)及城市規(guī)劃相結(jié)合。此待建變電站坐落在郊區(qū)，10kV主要給某開發(fā)區(qū)供電，35kV主要給下面鄉(xiāng)鎮(zhèn)及幾個大企業(yè)供電。考慮到開發(fā)區(qū)及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的進(jìn)展速度特別快，所以我們選擇大容量變壓器以滿意將來的經(jīng)濟(jì)進(jìn)展要求。

確定變壓器容量:

（1）變電所的一臺變壓器停止運(yùn)行時，另一臺變壓器能保證全部負(fù)荷的70%，即/

S=S∑70%=107.4×70%＝75.18(MVA)

B

（2）單臺變壓器運(yùn)行要滿意一級負(fù)荷的供電需要

一級負(fù)荷為0.9×（18+16+12+10+9+12）/0.9=77MVA

由于變壓器允許過負(fù)荷10%，即過負(fù)荷以后容量至少大于77MVA

所以變壓器的容量確定為75MVA

3.2變壓器類型的確定

相數(shù)的選擇

變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采納三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、牢靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。一臺三相變壓器比三臺單相變壓器組成的變壓器組，其經(jīng)濟(jì)性要好得多。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時，在330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，均選用三相變壓器。同時，由于單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。因此待建變電站采納三相變壓器。

繞組形式

繞組的形式主要有雙繞組和三繞組。

規(guī)程上規(guī)定在選擇繞組形式時，一般應(yīng)優(yōu)先考慮三繞組變壓器，由于一臺三繞組變壓器的價(jià)格及所用的掌握電器和幫助設(shè)備，比兩臺雙繞組變壓器都較少。對深化引進(jìn)負(fù)荷中心，具有直接從高壓變?yōu)榈蛪汗╇姉l件的變電站，為簡化電壓等級或削減重復(fù)降壓容量，可采納雙繞組變壓器。

三繞組變壓器通常應(yīng)用在下列場合：

(1)在發(fā)電廠內(nèi)，除發(fā)電機(jī)電壓外，有兩種上升電壓及系統(tǒng)連接或向用戶供電。

(2)在具有三種電壓等級的降壓變電站中，需要由高壓向中壓和低壓供電，或高壓和重壓

向低壓供電。

(3)在樞紐變電站中，兩種不同的電壓等級的系統(tǒng)需要相互連接。

(4)在星形-星形接線的變壓器中，需要一個三角形連接的第三繞組。

本待建變電站具有110kV,35kV,10kV三個電壓等級，所以擬采納三繞組變壓器。

一般型和自耦型的選擇

自耦變壓器是一種多繞組變壓器，其特點(diǎn)就是其中兩個繞組除有電磁聯(lián)系外，在電路上也有聯(lián)系。因此，當(dāng)自耦變壓器用來聯(lián)系兩種電壓的網(wǎng)絡(luò)時，一部分傳輸功率可以利用電磁聯(lián)系，另一部分可利用電的聯(lián)系，電磁傳輸功率的大小打算變壓器的尺寸、重量、鐵芯截面積和損耗，所以及同容量、同電壓等級的一般變壓器比較，自耦變壓器的經(jīng)濟(jì)效益特別顯著。由于自耦變壓器的結(jié)構(gòu)簡潔、經(jīng)濟(jì)，在110kV級以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，應(yīng)用特別廣泛，自耦變壓器代替一般變壓器已經(jīng)成為進(jìn)展趨勢。

因此，綜合考慮選用自耦變壓器。

3.3中性點(diǎn)的接地方式

電網(wǎng)的中性點(diǎn)的接地方式，打算了主變壓器中性點(diǎn)的接地方式。

本變電站所選用的主變?yōu)樽择钚腿@組變壓器。規(guī)程上規(guī)定：凡是110kV-500kV側(cè)其中性點(diǎn)必需要直接接地或經(jīng)小阻抗接地；主變壓器6-63kV采納中性點(diǎn)不接地。

所以主變壓器的110kV側(cè)中性點(diǎn)采納直接接地方式，35kV，10kV側(cè)中性點(diǎn)采納不接地方式。

綜上所述和查有關(guān)變壓器型號手冊所選主變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表3-1：

第四章電氣主接線

電氣主接線是發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電氣系統(tǒng)的主要部分。電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線，按其功能要求組成接受和安排電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線。由于本設(shè)計(jì)的變電站有三個電壓等級，所以在設(shè)計(jì)的過程中首先分開單獨(dú)考慮各自的母線狀況，考慮各自的出線方向。論證是否需要限制短路電流，并實(shí)行什么措施，擬出幾個把三個電壓等級和變壓器連接的方案，對選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。

4.1對電氣主接線的基本要求

對電氣主接線的基本要求，概括地說包括牢靠性、敏捷性和經(jīng)濟(jì)性三方面

平安牢靠是主接線的首要任務(wù)，保證供電牢靠是電氣主接線最基本的要求。電氣主接線的牢靠性不是肯定的。所以在分析電氣主接線的牢靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電站的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備的制造水平及運(yùn)行閱歷等諸多因素。

敏捷性

電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能敏捷的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。敏捷性包括以下幾個方面：

（1）操作的敏捷性

（2）調(diào)度的敏捷性

（3）擴(kuò)建的敏捷性

經(jīng)濟(jì)性

在設(shè)計(jì)主接線時，主要沖突往往發(fā)生在牢靠性和經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)滿意牢靠性和敏捷性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性主要通過以下幾個方面考慮：

一、節(jié)約一次投資。如盡量多采納輕型開關(guān)設(shè)備等。

二、占地面積少。由于本變電站占用農(nóng)田所以要盡量削減用地。

三、電能損耗小。電能損耗主要來源變壓器，所以肯定要做好變壓器的選擇工作。

另外主接線還應(yīng)簡明清楚、運(yùn)行維護(hù)便利、使設(shè)備切換所需的操作步驟少，盡量避開用隔離開關(guān)操作電源。

4.2電氣主接線的基本原則

電氣主接線的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，結(jié)合工程實(shí)際狀況，在保證供電牢靠、調(diào)度敏捷、滿意各種技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)便利，盡可能的節(jié)約投資，就地取材，力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性及牢靠性，堅(jiān)持牢靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。

4.3待建變電站的主接線形式

110kV側(cè)

方案（一）:采納單母線接線如圖4-1

110KV

35kv

10kv

10kv

35kv

QF1

QF2

L1L2

圖4-1

考慮到110kV側(cè)有兩條進(jìn)線，因而可以選用單母線接線。其優(yōu)點(diǎn)：

接線簡潔清楚、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作便利、且有利于擴(kuò)建。缺點(diǎn)是：

（1）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)檢修或發(fā)生故障時，各回路必需在檢修和短路時事故來消退之前的全部時間內(nèi)停止工作，造成經(jīng)濟(jì)損失很大。（2）引出線電路中斷路器檢修時，該回路停止供電。

（3）調(diào)度不便利，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生故障時，有較大的短路電流。

方案（二）：單母線分段如圖4-2優(yōu)點(diǎn)：

（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可連續(xù)工作，縮小母線故障

影響范圍。

（2）對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的

供電。缺點(diǎn)：

當(dāng)一段母線故障或檢修時，必需斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣削減了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。

圖4-2

方案（三）：雙母線接線如圖4-3

優(yōu)點(diǎn)：

（1）供電牢靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪番檢修一組母線而不至于供電中斷，一組母線故障后能快速恢復(fù)供電，檢修任一組的母線隔離開關(guān)時只停該回路。

（2）擴(kuò)建便利，可向雙母線的左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的平均安排，不會引起原有回路的停電，以致連接不同的母線段，不會如單母線分段那樣導(dǎo)致交叉跨越。

（3）便于試驗(yàn)，當(dāng)個別回路需要時單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時可將該架路分開，單獨(dú)接至一組母線上。

缺點(diǎn)：

（1）增加一組母線和每回路需增加一組母線隔離開關(guān)，投次大。

（2）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器簡單誤操作，為了避開隔離開關(guān)誤操作需在隔離開關(guān)和斷路之間裝設(shè)連鎖裝置。

對于110kV側(cè)來說，由于它要供應(yīng)較多的一類、二類負(fù)荷、因此其要求有較高的牢靠性。

圖4-3

對比以上三種方案，單母線接線供電牢靠性、敏捷性最差，不符合變電所的供電牢靠性的要求；雙母線接線供電牢靠性高，但無旁路母線檢修斷路器時需要停電而且雙母線接線簡單，使用設(shè)備多、投資較大；采納單母線分段帶旁路的電氣接線可將I、II類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時，由另一段母線供應(yīng)電源，從而可保證供電牢靠性；而且?guī)月房梢栽跈z修斷路器時對用戶進(jìn)行供電。故經(jīng)過綜合考慮采納方案（二）。

35kV側(cè)

方案（一）:采納單母線接線

優(yōu)點(diǎn)：

接線簡潔清楚、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作便利、且有利于擴(kuò)建。

缺點(diǎn)：

牢靠性、敏捷性差，母線故障時，各出線必需全部停電。

方案（二）：單母線分段

優(yōu)點(diǎn)：

（1）母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可連續(xù)工作，縮小母線故障影響范圍。

（2）對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供電。

缺點(diǎn)：

當(dāng)一段母線故障或檢修時，必需斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣削減了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。

方案（三）：采納單母線分段帶旁路接線如圖4-4

段段

圖4-4

優(yōu)點(diǎn)：

（1）牢靠性、敏捷性高

（2）檢修線路斷路器時仍可向該線路供電

缺點(diǎn)：

投資大，經(jīng)濟(jì)性差

單母線接線牢靠性低，當(dāng)母線故障時，各出線須全部停電，不能滿意I、II類負(fù)荷供電性的要求，故不接受；將I、II類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時，由另一段母線供應(yīng)電源，從而可保證供電牢靠性；雖然帶有旁路斷路器的單母線分段也能滿意要求，但其投資大、經(jīng)濟(jì)性能差，故采納方案（二）單母線分段接線。

10kV側(cè)

方案（一）:采納單母線接線

優(yōu)點(diǎn)：

接線簡潔清楚、設(shè)備少、投資少、運(yùn)行操作便利、且有利于擴(kuò)建。

缺點(diǎn)：

牢靠性、敏捷性差，母線故障時，各出線必需全部停電。

方案（二）：單母線分段

優(yōu)點(diǎn)：

(1)母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止供電，非故障母線仍可連續(xù)工作，縮小母線故障影

響范圍。

(2)對雙回線路供電的重要用戶，可將雙回路接于不同的母線段上，保證對重要用戶的供

電。

缺點(diǎn)：

當(dāng)一段母線故障或檢修時，必需斷開在該段上的全部電源和引出線，這樣削減了系統(tǒng)的供電量，并使該回路供電的用戶停電。

單母線接線牢靠性低，當(dāng)母線故障時，各出線須全部停電，不能滿意I、II類負(fù)荷供電性的要求，故不接受；將I、II類負(fù)荷的雙回電源線不同的分段母線上，當(dāng)其中一段母線故障時，由另一段母線供應(yīng)電源，從而可保證供電牢靠性。故采納方案（二）。

綜合以上三種主接線所選的接線方式，畫出主接線圖。見附圖

第五章短路電流計(jì)算

短路是電力系統(tǒng)中較常發(fā)生的故障。短路電流直接影響電器的平安，危害主接線的運(yùn)行。為使電氣設(shè)備能承受短路電流的沖擊，往往需選用大容量的電氣設(shè)備。這不僅增加了投資，甚至?xí)蜷_斷電流不能滿意而選不到符合要求的電氣設(shè)備。因此要求我們在設(shè)計(jì)變電站時肯定要進(jìn)行短路計(jì)算。

5.1短路電流計(jì)算的目的和條件

短路電流計(jì)算的目的

在發(fā)電廠和變電站的設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算是其中的一個重要內(nèi)容。其計(jì)算的目的主要有以下幾個方面：

1.電氣主接線的比較。

2.選擇導(dǎo)體和電器。

3.在設(shè)計(jì)屋外高型配電裝置時，需要按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對地的平安距離。

4.在選擇繼電愛護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。

5.接地裝置的設(shè)計(jì)，也需要用短路電流。

短路電流計(jì)算條件

基本假定

（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；

（2）全部電源的電動勢相位、相角相同；

（3）電力系統(tǒng)中的全部電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行；

（4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；

（5）不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流；

(6)除去短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計(jì)；

(7)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍；

(8)輸電線路的電容忽視不計(jì)。

一般規(guī)定

(1)驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)本工程設(shè)計(jì)規(guī)

劃容量計(jì)算，并考慮遠(yuǎn)景的進(jìn)展方案；

(2)選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫?/p>

動機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響；

(3)導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。

5.2短路電流的計(jì)算步驟和計(jì)算結(jié)果

計(jì)算步驟

在工程計(jì)算中，短路電流其計(jì)算步驟如下：

（1）選定基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)容量，把網(wǎng)絡(luò)參數(shù)化為標(biāo)么值；（2）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；

（3）選擇短路點(diǎn)；

（4）按短路計(jì)算點(diǎn)化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖，求出組合阻抗；（5）算出短路電流。如圖

5-1

圖5-1

短路點(diǎn)短路電流出名值

（kA）短路沖擊電流

（kA）

全電流的有效值

（kA）

K14.1510.566.31

K25.7614.668.755

K326.567.4640.28

K41.563.972.37

K52.726.924.13

表5-2

從計(jì)算結(jié)果可知，三相短路較其它短路狀況嚴(yán)峻，它所對應(yīng)的短路電流周期重量和短路沖擊電流都較大，因此，在選擇電氣設(shè)備時，主要考慮三相短路的狀況。

第六章繼電愛護(hù)的配置

6.1愛護(hù)原則

變壓器愛護(hù)的配置原則

變壓器一般裝設(shè)下列繼電愛護(hù)裝置

（1）相間短路愛護(hù)

反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相同短路的縱差動愛護(hù)或電流速斷愛護(hù)，對其中性點(diǎn)直接接地側(cè)繞組和引出線的接地短路以及繞組閘短路也能起到愛護(hù)作用。

（2）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯愛護(hù)。

（3）后備愛護(hù)

對于由外部相間短路引起的變壓器過電流可采納下列愛護(hù)作為后備愛護(hù)：

a.過電流愛護(hù)。

b.復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）起動的過電流愛護(hù)。

（4）中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流愛護(hù)。

（5）過負(fù)荷愛護(hù)

對于400kVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時，應(yīng)依據(jù)可能過負(fù)荷的狀況裝設(shè)過負(fù)荷，對自耦變壓器和多繞組變壓器，愛護(hù)裝置，應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)過負(fù)荷的狀況。

繞組變壓器后備愛護(hù)的配置

1.對于多側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)在三側(cè)都裝設(shè)后備愛護(hù)，對動作時間最小的愛護(hù)應(yīng)加

方向元件，動作功率方向取為變壓器指向母線，在裝人有方向性愛護(hù)的一側(cè)，加裝一套不帶方向的生備愛護(hù)，其時限應(yīng)比三側(cè)愛護(hù)的最大的時限大一個階梯時限T，愛護(hù)動作后，跳開三側(cè)斷路器，作為內(nèi)部故障時的后備愛護(hù)。

2.對單側(cè)電源的三繞組變壓器，應(yīng)設(shè)置兩套后備愛護(hù)，分別裝于電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)。

6-10kV母線愛護(hù)的配置原則：

1.對于變電所6-10kV分段或不分段的單母線，假如接在母線上的出線不帶電抗器或?qū)?/p>

中小容量變電所接在母線上的出線帶電抗器并允許帶時限切除母線故障，不裝設(shè)專用的母線愛護(hù)，母線故障可利用裝設(shè)在變壓器斷路器的后備愛護(hù)和分段斷路器的愛護(hù)來切除，當(dāng)分段斷路器的愛護(hù)需要帶低壓起動元件時，分段斷路器上可不裝設(shè)愛護(hù)可利用變壓器的后備愛護(hù)以第一段時間動作于分段斷路器跳閘。

2.對大容量變電所6-10kV單母線分段或雙母線常常并列運(yùn)行且出線帶電抗器時，采納

接于每一段母線供電元件和電流上的兩相、兩段式不完全母線差動愛護(hù)，愛護(hù)動作于變壓器低壓側(cè)斷路器、分段斷路器和同步調(diào)相機(jī)斷路器跳閘對于分列運(yùn)行的變電所則實(shí)行及第1項(xiàng)相同的措施。

3.分段斷路器愛護(hù)：出線斷路器如不能按切除電抗器前的短路條件選擇時，分段斷路器

上通常裝設(shè)兩相或瞬時電流速斷裝置和過電流愛護(hù)。

6-10kV線路的配置原則：

1.相間短路愛護(hù)

對于不帶電抗器的單側(cè)電源線路，應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛護(hù)和過流愛護(hù)。

2.單相接地愛護(hù)

依據(jù)人身和設(shè)備的平安要求，必要時應(yīng)裝設(shè)動作于跳閘的單相接地愛護(hù)。

35kV及以上中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中的線路愛護(hù)配置原則：

1.相間短路愛護(hù)

對簡潔電網(wǎng)一般采納一段式或兩段式電流電壓速斷愛護(hù)和過電流愛護(hù)，例如單側(cè)電的終端回路上，通常僅需裝設(shè)主愛護(hù)的瞬時段及后備電流愛護(hù)。

2.單相接地愛護(hù)

對線路單相接地故障現(xiàn)從優(yōu)應(yīng)裝設(shè)下列電流構(gòu)成的有選擇性的電流愛護(hù)或功率方向愛護(hù)：

（1）網(wǎng)絡(luò)的自然電容電流。

（2）消弧線圈補(bǔ)償后的殘余電流。

（3）人工接地電流，一般比電流不宜大于10—20A。

（4）單相接地的暫態(tài)電流。

110-220kV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的線路愛護(hù)應(yīng)裝設(shè)防備單相及多相短路愛護(hù)，多段式相間短路愛護(hù)、相電流速斷愛護(hù)距離愛護(hù)，縱差動愛護(hù)。

6.2變電所繼電愛護(hù)配置

1.10kV線路

配置：（1）電流速斷愛護(hù)和過電流愛護(hù)；（2）零序電流愛護(hù)。2.35kV線路

配置：（1）電流速斷愛護(hù)和過電流愛護(hù)；（2）零序電流愛護(hù)。3.110kV線路

配置：由變壓器愛護(hù)作為愛護(hù)4.10kV、35kV母線分段斷路器

配置：（1）電流速斷愛護(hù)；（2）過電流愛護(hù)。5.變壓器

配置：（1）瓦期愛護(hù)；（2）縱差動愛護(hù)；（3）過電流愛護(hù)；（4）零序電流電壓愛護(hù)；

（5）過負(fù)荷愛護(hù)。繼電愛護(hù)的整定及校驗(yàn)

由于線路較多且各線路整定計(jì)算方法一樣，所以選擇10KV側(cè)F線路進(jìn)行舉例說明。線路末端短路點(diǎn)K5，瞬時速斷愛護(hù)整定校驗(yàn)K5點(diǎn)短路時的三相短路電流：最大運(yùn)行方式下標(biāo)幺值

出名值)(722.25

.103100

495.0)

3(1KAIf=??

=

(1)動作電流)(2664.3722.22.1)

3(max,21KAIKIkrelIop=?==

)(22.275

6004

.326611

,1,AKIKITA

I

opcon

I

opr=?

==

(2)計(jì)算愛護(hù)范圍、校驗(yàn)靈敏度：

L

XX

EIsOPmax

1

max

,1

+=

?

228.0max

=X

)(64.4)228.04.326610

5.10(

4.01)(13

max,11max3

kmXIEXLsop

=-?=-=∴?

%50%8.92%100)(1

max>=?LL

L

XX

EIsOPmin

1

min

,1

2

3+=

?

)(8775.2)456.04.326610

5.1023(4.01)23(13

min,1

1min3

kmXIEXLsop

=-??=-=∴?

%15%55.57%100)(1

min>=?LL

靈敏度滿意要求

2）過電流愛護(hù)整定計(jì)算：

)1動作電流)(737.6079.01095.03109cos33

min

,max

max,AU

PIwl=????==

?)(85885

.0737

.6072.1max,ΙΙΙ

1,AIKKIlrerelop=?==

)(15.75

600858

1ΙΙΙ

1

,ΙΙΙ

1,AKIKITA

opcon

opr=?

==

校驗(yàn)靈敏度：作為本線路的后備愛護(hù)

5.1379.2858

235723

ΙΙΙ1

,)2(min,1>=?==

opkSI

I

K靈敏度滿意要求

表7-1

第七章防雷及接地愛護(hù)

7.1雷電的形式及防雷措施

雷電分位置積累和感應(yīng)雷兩種基本形式。感應(yīng)雷能量很大，對供電設(shè)備的危害也很大。另外還有沿架空線路侵入變電站或用戶的雷電流，這種雷電流是由輸電線路遭受直擊雷而產(chǎn)生的。因雷電波侵入而發(fā)生的事故是電力系統(tǒng)中常見的事故。雷電可能會帶來?xiàng)U塔或建筑的擊毀、人畜的損害、導(dǎo)線或設(shè)備的燒損、火災(zāi)、電力設(shè)備的擊穿等危害。

為了減小雷電的危害，我們要實(shí)行一些有效的防雷措施。常見的防雷措施有遮蓋措施、堵截措施、設(shè)備自動重合閘措施、提高設(shè)備絕緣水平。配電的防雷采納避雷器、放電間隙等，通過接地裝置將雷電流引入大地。在多雷區(qū)可以采納架空避雷線，有條件的還可以采納木質(zhì)絕緣來降低閃絡(luò)次數(shù)。常見的建筑物、電氣設(shè)備的防雷裝置有避雷針、避雷帶引下線、接地裝置、避雷器等多種。

在柱上開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)的防雷措施上，由于柱上斷路器或負(fù)荷開關(guān)多為線路分段或切合變壓器用，就其影