畢業(yè)設(shè)計(jì)220kv變電站電氣一次部份設(shè)計(jì)

實(shí)用文檔目錄摘要 Ⅰ緒論 2第一部份設(shè)計(jì)說明書第1章負(fù)荷分析 21.1負(fù)荷分類 21.2本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)負(fù)荷散布 2第2章電氣主接線的設(shè)計(jì) 22.1電氣主接線的大體知識 22.2電氣主接線的大體要求 22.3電氣主接線的設(shè)計(jì) 2第3章變壓器選擇 23.1主變壓器的選擇 23.2變電站用變壓器的選擇 2第4章短路電流計(jì)算 24.1短路故障產(chǎn)生的緣故 24.2短路故障的危害 24.3短路電流計(jì)算的目的 24.4短路電流計(jì)算的內(nèi)容 24.5短路電流計(jì)算方式 24.6計(jì)算短路電流的條件 24.7計(jì)算短路電流的步驟 24.8短路電流計(jì)算結(jié)果 2第5章電氣設(shè)備的選擇 25.1電氣設(shè)備的選擇 25.2母線的選擇與校驗(yàn) 25.3高壓斷路器的選擇和校驗(yàn) 25.4高壓隔離開關(guān)的選擇 25.5電壓互感器的選擇和校驗(yàn) 25.6電流互感器的選擇和校驗(yàn) 2第6章變電站主變壓器的愛惜 2第7章變電站的防雷愛惜 2第8章配電裝置的布置 28.1概述 28.2高壓配電裝置的選擇 2第二部份設(shè)計(jì)計(jì)算書第9章短路電流計(jì)算書 29.1系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 29.2短路電流計(jì)算 2第10章要緊電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 210.1高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 210.2高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 210.3互感器的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 210.4母線的選擇與校驗(yàn)計(jì)算 2第11章變壓器愛惜整定計(jì)算 211.1瓦斯愛惜整定計(jì)算 211.2主變縱聯(lián)差動愛惜與整定校驗(yàn)計(jì)算 211.3后備愛惜（過流愛惜）的整定計(jì)算 211.4過負(fù)荷愛惜整定計(jì)算 2致謝 2參考文獻(xiàn) 2附錄 2附錄1：電氣設(shè)備選擇表 2附錄2：短路電流計(jì)算結(jié)果 2附錄3：電氣主接線圖 2

摘要本設(shè)計(jì)說明書是依照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，結(jié)合相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊，輔助資料和國家有關(guān)規(guī)程。通過對負(fù)荷資料的分析和供電質(zhì)量要求，從平安、經(jīng)濟(jì)及靠得住性等方面考慮。對220kv變電站電氣一次部份設(shè)計(jì)，依照主接線的經(jīng)濟(jì)靠得住、運(yùn)行靈活的要求選擇各個電壓品級的接線方式。確信了220kv、110kv、35kv和站用電的主接線的設(shè)計(jì)，然后通過對負(fù)荷的分析計(jì)算及供電范圍確信了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，并確信了站用變壓器的容量及型號。第二，計(jì)算各類運(yùn)行方式下的短路電流，并對高壓斷路器，隔離開關(guān)，母線，電壓互感器，電流互感器等要緊電氣設(shè)備進(jìn)行了選型和校驗(yàn)。最后，對主變壓器進(jìn)行了愛惜設(shè)計(jì)和變電站防雷愛惜設(shè)計(jì)，從而較為詳細(xì)系統(tǒng)地完成了220kv變電站電氣一次部份的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；主接線；短路電流計(jì)算AbstractThedesignisbasedonthedesignrequirements,combiningtherelevantdesignmanual,supportinginformationandthestateorders.Bytheloaddataanalysisandthequalityofpowersupply,andconsideringthesecurity,reliabilityandeconomic,Iseclectthe220kvelectricalsubstationonthefirstpartofthedesign’svariousvoltagelevelsofconnectionmode,atthesametime,accordingtothemainwiringreliablityandeconomics,andflexibleoperation’srequirements.What’smore,themainwiringdesignof220kv,110kv,35kvandelectricitystationsareworkedout,alsoIidentifythemainelectricitytransformernumber,capacityandmodelsstudyingtheload;secondly,ImakeouttheHigh-voltagefuse、isolatingswitch、bus、TV、TAandotherelectricalequipmentbycalculatingtheshort-circuitcurrent.Finally,themaintransformersubstationsfortheprotectionofdesignandlightningprotectionaretheendlytasks.220kvelectricalsubstationapartofthedesigniscompletedtakingmyabouttwomonths.

Keywords:substations；transformer；themainwiring；short-circuitcurrentcalculation緒論電力系統(tǒng)確實(shí)是由各類電壓的輸配電線路，將發(fā)電廠、變電所和用戶連接成一個整體，能完成發(fā)電、輸電、變電、配電直到用電如此一個全進(jìn)程。另外，在電力系統(tǒng)中，將輸配電線路及其它連接的各類變電所稱為電力網(wǎng)絡(luò)，簡稱電網(wǎng)，因此，電力系統(tǒng)也能夠看成由各類發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的一個整體，有時，將各級電壓的電力線路稱作電力網(wǎng)或電網(wǎng)。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分派電能的作用。變電所依照它在系統(tǒng)中的地位，可分為以下幾類：（1）樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部份，聚集多個電源，電壓為330～500KV的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引發(fā)系統(tǒng)解列，乃至顯現(xiàn)癱瘓。（2）中間變電所高壓側(cè)以互換潮流為主，起系統(tǒng)互換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，一樣聚集2～3個電源，電壓為220～330KV，同時又降壓供本地用電，如此的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，因此叫中間變電所。全所停電后，將引發(fā)區(qū)域電網(wǎng)解列。（3）地域變電所高壓側(cè)一樣為110～220KV，向地域用戶供電為主的變電所，這是一個地域或城市的要緊變電所。全所停電后，僅使該地域中供電。（4）終端變電所在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，電力網(wǎng)容量的增大，電壓品級的提高，綜合自動化水平的需求，使變電所設(shè)計(jì)問題變得愈來愈簡單，除常規(guī)變電站之外，還顯現(xiàn)了微機(jī)變電站、綜合自動化變電站、小型化變電站和無人值班變電站等。目前，變電站設(shè)計(jì)顯現(xiàn)了一些新的趨勢：eq\o\ac(○,1)變電站接線方案趨于簡單；eq\o\ac(○,2)大量采納新型的電氣一次設(shè)備；eq\o\ac(○,3)全分散式變電站自動化系統(tǒng)；eq\o\ac(○,4)引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；eq\o\ac(○,5)變電站占地及建筑面積減少，變電站接線方案的簡化，組合電器、管母線及鋼支架等的采納，使變電站布置更為簡單，取消站前區(qū)和優(yōu)化布置使變電站占地大幅度下降。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，變電站的進(jìn)展將會愈來愈迅速愈來愈趨向于自動化、智能化、簡單化。我國電力工業(yè)自動化水平正在逐年提高。許多變電因此裝設(shè)微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，有些已實(shí)現(xiàn)無人值班，電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化。迄今，我國電力工業(yè)已進(jìn)入了大機(jī)組，大電廠，大電力系統(tǒng)，高電壓和高自動化的新時期。國家方針、政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)是依照國家實(shí)際情形、結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)那么，是把科學(xué)、技術(shù)總結(jié)成層次化，也是長期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，在進(jìn)行論證分析時期，更應(yīng)辯證的統(tǒng)一供電靠得住性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能達(dá)到先進(jìn)性與可行性。本次設(shè)計(jì)以實(shí)際工程技術(shù)水平為基礎(chǔ)，以變電站實(shí)際資料為背景，從原始資料的分析做起，內(nèi)容涵蓋《發(fā)電廠電氣部份》、《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電愛惜》等電氣工程及其自動化專業(yè)教育期間的要緊專業(yè)課。通過設(shè)計(jì)鞏固、延伸和拓展自己的專業(yè)知識，提高自己的專業(yè)技術(shù)水平，更好的把握所學(xué)的知識，明白得其內(nèi)涵，使所學(xué)的知識與實(shí)際相結(jié)合。培育對專業(yè)課程知識的綜合運(yùn)用能力，對相關(guān)資料信息的搜集、處置、整合的能力。能較好的鍛煉自己綜合運(yùn)用所學(xué)知識提出問題、解決問題的能力，同時查驗(yàn)自己對所學(xué)知識的把握程度，為以后工作中進(jìn)行電力工程設(shè)計(jì)打下必然的基礎(chǔ)。第一部份設(shè)計(jì)說明書第1章負(fù)荷分析負(fù)荷分類依照對供電靠得住性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或阻礙的程度進(jìn)行分級，并針對不同負(fù)荷品級確信其對供電電源的要求。一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個獨(dú)立電源供電。二級負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時刻才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地域），許諾有一回專用架空線路供電。三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一樣電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，許諾較長時刻停電，可用單回線路供電。本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)負(fù)荷散布設(shè)計(jì)任務(wù)原始資料說明：機(jī)械廠、鋼廠、棉紡廠等，最大負(fù)荷80MW,最小負(fù)荷為40MW，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為4500小時，全數(shù)用電纜供電，每回負(fù)荷不等，但平均在10MW左右，送電距離為8-10KM，并以110KV電壓供給周圍的化肥廠和煤礦用電，其最大負(fù)荷為58MW,最小負(fù)荷為32MW，最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5000小時，要求剩余功率全數(shù)送入220KV系統(tǒng)，負(fù)荷中Ⅰ類負(fù)荷比例為60%，Ⅱ類負(fù)荷為40%。第2章電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的大體知識1、電氣主接線的作用電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是組成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確信對電力系統(tǒng)及變電所運(yùn)行的靠得住性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性緊密相關(guān)，并對電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電愛惜等有較大阻礙。因此，主接線的設(shè)計(jì)必需正確處置好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確信變電所主接線的最正確方案。主接線是指由各類開關(guān)電器、電力變壓器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備依必然的順序相連接的同意和分派電能的電路。而用規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號和文字符號并依照工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置的全數(shù)大體組成和連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。2、電氣主接線的分類主接線可分為有母線接線和無母線接線兩類。有母線接線分為單母線接線和雙母線接線；無母線接線分為單元式接線、橋式接線和多角形接線。各類主接線的特點(diǎn)和適用范圍如下：（1）單母線接線單母線接線盡管接線簡單清楚、設(shè)備少、操作方便，便于擴(kuò)建和采納成套配電裝置等優(yōu)勢，可是不夠靈活靠得住，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)）等故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時，全數(shù)回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，才能恢復(fù)非故障段的供電，而且電壓品級越高，所接的回路數(shù)越少，一樣只適用于一臺主變壓器。110～200KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回，6～10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回，時采納單母線接線方式。（2）單母分段用斷路器，把母線分段后，對重要用戶能夠從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不中斷供電和不致使重要用戶停電?？墒?，一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電，而出線為雙回時，常使架空線路顯現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。110KV～220KV配電裝置的出線回路數(shù)為3～4回，35～63KV配電裝置的出線回路數(shù)為4～8回，6～10KV配電裝置出線為6回及以上，時采納單母分段接線。（3）單母分段帶旁路母線這種接線方式：適用于進(jìn)出線不多、容量不大的中小型電壓品級為35～110KV的變電所較為有效，具有足夠的靠得住性和靈活性。（4）橋形接線當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，采納橋式接線，所用斷路器數(shù)量最少，它可分為內(nèi)橋和外橋接線。內(nèi)橋接線：適合于輸電線路較長，故障機(jī)率較多而變壓器又不需常常切除時，采納內(nèi)橋式接線。當(dāng)變壓器故障時，需停相應(yīng)的線路。外橋接線：適合于出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需常常切換，或系統(tǒng)有穿越功率，較為適宜。為檢修斷路器LD，不致引發(fā)系統(tǒng)開環(huán)，有時增設(shè)并聯(lián)旁路隔離開關(guān)以供檢修LD時利用。當(dāng)線路故障時需停相應(yīng)的變壓器。因此，橋式接線，靠得住性較差，盡管它有：利用斷路器少、布置簡單、造價(jià)低等優(yōu)勢，可是一樣系統(tǒng)把具有良好的靠得住性放在首位，故不選用橋式接線。（5）一個半斷路器（3/2）接線兩個元件引線用三臺斷路器接往兩組母上組成一個半斷路器，它具有較高的供電靠得住性和運(yùn)行靈活性，任一母線故障或檢修均不致停電，可是它利用的設(shè)備較多，占地面積較大，增加了二次操縱回路的接線和繼電愛惜的復(fù)雜性，且投資大。（6）雙母接線它具有供電靠得住、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便等優(yōu)勢，而且，檢修另一母線時，可不能停止對用戶持續(xù)供電。若是需要檢修某線路的斷路器時，不裝設(shè)“跨條”，那么該回路在檢修期需要停電。關(guān)于，110K～220KV輸送功率較多，送電距離較遠(yuǎn)，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時刻較長，停電阻礙較大，一樣規(guī)程規(guī)定，110KV～220KV雙母線接線的配電裝置中，當(dāng)出線回路數(shù)達(dá)7回，（110KV）或5回（220KV）時，一樣應(yīng)裝設(shè)專用旁路母線。（7）雙母線分段接線雙母線分段，能夠分段運(yùn)行，系統(tǒng)組成方式的自由度大，兩個元件可完全別離接到不同的母線上，對大容量且在需彼此聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的，由于這種母線接線方式是經(jīng)常使用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電愛惜方式和操作運(yùn)行方面都可不能發(fā)生問題。而較容易實(shí)現(xiàn)分時期的擴(kuò)建等優(yōu)勢，可是易受到母線故障的阻礙，斷路器檢修時要停運(yùn)線路，占地面積較大，一樣當(dāng)連接的進(jìn)出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。為了保證雙母線的配電裝置，在進(jìn)出線斷路器檢修時（包括其愛惜裝置和檢修及調(diào)試），不中斷對用戶的供電，可增設(shè)旁路母線，或旁路斷路器。當(dāng)110KV出線為7回及以上，220KV出線在4回以下時，可用母聯(lián)斷路器兼旁路斷路器用，如此節(jié)省了斷路器及配電裝置距離。電氣主接線的大體要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個龐大的、周密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。其主接線的好壞不僅阻礙到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也阻礙到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，發(fā)電廠、變電站主接線必需知足以下大體要求。（1）運(yùn)行的靠得住斷路器檢修時是不是阻礙供電；設(shè)備和線路故障檢修時，停電數(shù)量的多少和停電時刻的長短，和可否保證對重要用戶的供電。（2）具有必然的靈活性主接線正常運(yùn)行時能夠依照調(diào)度的要求靈活的改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的，而且在各類事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。切除故障停電時刻最短、阻礙范圍最小，而且再檢修在檢修時能夠保證檢修人員的平安。（3）操作應(yīng)盡可能簡單、方便主接線應(yīng)簡單清楚、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運(yùn)行人員把握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能知足運(yùn)行方式的需要，而且也會給運(yùn)行造成不便或造成沒必要要的停電。（4）經(jīng)濟(jì)上合理主接線在保證平安靠得住、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工農(nóng)業(yè)的高速進(jìn)展，電力負(fù)荷增加專門快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴(kuò)建的可能性。電氣主接線的設(shè)計(jì)電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)依照變電站在電力系統(tǒng)中得地位，負(fù)荷性質(zhì)，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)，周圍環(huán)境及變電站得計(jì)劃容量等條件和具體情形，并知足供電靠得住性，運(yùn)行靈活，操作方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。依照《35—110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：第條變電站主接線應(yīng)依照變電站在電網(wǎng)中的地位，出線回路數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確信，并應(yīng)知足供電靠得住性，運(yùn)行靈活，操作檢修方便，節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等需要。第條 當(dāng)能滿足運(yùn)行要求時，變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。第條 35—110KV線路超過兩回時，宜采納擴(kuò)大橋形，單母線或分段單母線的接線。35—63kv線路為8回及以上時，亦可采納雙母線接線。第條 在采用單母線、分段單母線或雙母線的35—110KV主接線中，當(dāng)不許諾停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時，第一宜采納分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器的接線，主變壓器35—110KV回路中的斷路器，有條件時亦可接入旁路母線，采納SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。第條 當(dāng)變電所裝有兩臺主變壓器時，6—10KV側(cè)宜采納分段單母線，線路為12回及以上時，亦可采納雙母線，當(dāng)不許諾停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)6—35KV配電裝置采納手車式高壓開關(guān)柜時，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。第條 當(dāng)需要限制變電所6—10KV線路的短路電流時，可采納以下方法①變壓器排列運(yùn)行②采納高阻抗變壓器③在變壓器回路中裝電抗器.第條 接在母線上的避雷器和電壓互感器，可合用一組隔離開關(guān)，對接在變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。主接線的選擇直接阻礙到電力系統(tǒng)運(yùn)行的靠得住性，靈活性，并對電器選擇，配電裝置布置，繼電愛惜，自動裝置和操縱方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必需綜合處置各方面的因素，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后方可確信。1、220kv電氣主接線設(shè)計(jì)（1）方案選擇方案Ⅰ：雙母線接線雙母線接線方案見圖2-3-1

圖2-3-1雙母線接線方案Ⅱ：雙母線分段接線雙母線分段接線方案見圖2-3-2圖2-3-2雙母線分段接線方案Ⅲ：雙母線帶旁路母線接線雙母線帶旁路母線接線方案見圖2-3-3圖2-3-3雙母線帶旁路母線接線（2）主接線方案比較主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表2-3-1表2-3-1主接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)對照表方案項(xiàng)目雙母線接線（方案Ⅰ）雙母線分段接線（方案Ⅱ）雙母線帶旁路母線（方案Ⅲ）技術(shù)供電可靠、調(diào)度靈活擴(kuò)建方便、易誤操作供電可靠較高，調(diào)度靈活，擴(kuò)建方便配電裝置檢修斷路器時，不中斷該回路供電經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜，投資較高投資較大經(jīng)比較三種方案：方案Ⅰ盡管具有良好的經(jīng)濟(jì)性，可是靠得住性、靈活性不如方案Ⅱ、方案Ⅲ。鑒于此電壓品級較高，故可選用方案Ⅱ：雙母線分段接線2、110kv電氣主接線設(shè)計(jì)（1）方案選擇方案Ⅰ：單母線分段接線單母線分段接線方案見圖2-3-4圖2-3-4單母線分段接線方案Ⅱ：單母線分段帶旁路母線接線單母線分段帶旁路母線接線方案見圖2-3-5圖2-3-5單母線分段帶旁路母線接線方案Ⅲ：雙母線接線雙母線接線方案見圖2-3-6圖2-3-6雙母線接線（2）主接線方案比較主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表2-3-2表2-3-2主接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)對照表方案項(xiàng)目單母線分段接線（方案Ⅰ）單母線分段帶旁路母線（方案Ⅱ）雙母線接線（方案Ⅲ）技術(shù)不會造成全所停電，調(diào)度靈活，保證對重要用戶的供電。任一斷路器檢修，該回路必須停止工作，擴(kuò)建時需向兩個方向均衡發(fā)展簡單清晰、操作方便易于發(fā)展?？煽啃浴㈧`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，保證重要用戶供電操作較復(fù)雜供電可靠調(diào)度靈活擴(kuò)建方便便于試驗(yàn)易誤操作經(jīng)濟(jì)占地少設(shè)備少設(shè)備多、投資大用母線分段斷路器兼作旁路斷路器可節(jié)省投資設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面較小經(jīng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較方案Ⅰ的靠得住性不如方案Ⅱ、方案Ⅲ，可是方案Ⅱ的投資較大，操作復(fù)雜。因此選用方案Ⅲ：雙母線接線。3、35kv電氣主接線設(shè)計(jì)（1）方案選擇方案Ⅰ：單母線接線單母線接線方案見圖2-3-7圖2-3-7單母線接線方案Ⅱ：單母線分段接線單母線分段接線方案見圖2-3-8圖2-3-8單母線分段接線方案Ⅲ：雙母線接線雙母線接線方案見圖2-3-9圖2-3-9雙母線接線（2）主接線方案比較主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表2-3-3表2-3-3主接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)對照表方案項(xiàng)目單母線接線（方案Ⅰ）單母線分段接線（方案Ⅱ）雙母線接線（方案Ⅲ）技術(shù)簡單清晰、操作方便、易于發(fā)展可靠性差靈活性差當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電靈活性好，各電壓級便于擴(kuò)建和發(fā)展。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)占地少設(shè)備少設(shè)備少、投資小節(jié)約配電裝置間隔占地面積小設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜投資和占地面大經(jīng)方案技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較方案Ⅰ盡管投資少可是靠得住性較差，而方案Ⅲ盡管靠得住性較高可是投資較大，鑒于電壓品級要求不高，因此可選用方案Ⅱ：單母線分段接線。4、站用電的主接線設(shè)計(jì)（站用電電源選取來自外部兩個不同電源的兩回進(jìn)線供電）（1）方案選擇方案Ⅰ：單母線接線單母線接線方案見圖2-3-10圖2-3-10單母線接線方案Ⅱ：單母線分段接線單母線分段接線方案見圖2-3-11圖2-3-11單母線分段接線（2）主接線方案比較主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表2-3-4表2-3-4主接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)對照表方案項(xiàng)目方案I單母線接線方案II單母線分段接線可靠性接線簡單清晰，設(shè)備少，運(yùn)行操作方便，當(dāng)母線或母線QS故障或檢修時，必須斷開它所接的電源，在檢修出線QS時，必須停止該回路工作，不滿足I，II類用戶的要求當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電靈活性靈活性差，各電壓級便于擴(kuò)建和發(fā)展。具有足夠的靈活性，易于擴(kuò)建經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行設(shè)備少，投資少，年運(yùn)行費(fèi)用少節(jié)約配電裝置間隔占地面積小經(jīng)方案的靠得住性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性比較，方案I投資較少，可是站用電作為重要的一級負(fù)荷關(guān)于供電靠得住性有較高的要求，因此選用方案II：單母線分段接線。第3章變壓器選擇主變壓器的選擇在各級電壓品級的變電站中，變壓器是變電站中的要緊電氣設(shè)備之一，其擔(dān)任著向用戶輸送功率，或兩種電壓品級之間互換功率的重要任務(wù)，同時兼顧電力系統(tǒng)負(fù)荷增加情形，并依照電力系統(tǒng)5～10年進(jìn)展計(jì)劃綜合分析，合理選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年負(fù)荷進(jìn)展。對城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市計(jì)劃相結(jié)合。依照變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確信主變壓器的容量。關(guān)于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮到當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的許諾時刻內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一樣性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全數(shù)負(fù)荷的70％-80％。1、選擇原那么（1）相數(shù)容量為300MW及以下機(jī)組單元接線的變壓器和330kv及以下電力系統(tǒng)中，一樣都應(yīng)選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對投資大，占地多，運(yùn)行損耗也較大。同時配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，應(yīng)選用三相變壓器。（2）繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)電力變壓器按每相的繞組數(shù)為雙繞組、三繞組或更多繞組等型式；按電磁結(jié)構(gòu)分為一般雙繞組、三繞組、自耦式及低壓繞組割裂式等型式。在一發(fā)電廠或變電站中采納三繞組變壓器一樣不多于3臺，以避免由于增加了中壓側(cè)引線的構(gòu)架，造成布置的復(fù)雜和困難。（3）繞組接線組別變壓器三繞組的接線組別必需和系統(tǒng)電壓相位一致。不然，不能并列運(yùn)行。電力系統(tǒng)采納的繞組連接有星形“Y”和三角形“D”。依照以上原那么，主變一樣是Y，D11常規(guī)接線。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采納Y0連接；35kV采納Y連接，其中性點(diǎn)多通過消弧線圈接地；35kV以下電壓變壓器繞組都采納△連接（4）調(diào)壓方式為了保證發(fā)電廠或變電站的供電質(zhì)量，電壓必需維持在許諾范圍內(nèi)，通過主變的分接開關(guān)心換，改變變壓器高壓側(cè)繞組匝數(shù)。從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電切換，稱為無激磁調(diào)壓。另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓。（5）冷卻方式電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一樣有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。2、容量計(jì)算主變壓器的臺數(shù)：待設(shè)計(jì)變電站為大型的區(qū)域變電站，負(fù)荷較重（本期最大負(fù)荷80+58=138MVA,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷3×150=450MVA），又因負(fù)荷均為Ⅰ，Ⅱ級負(fù)荷，關(guān)于供電質(zhì)量要求較高，此刻市場上生產(chǎn)的變壓器的容量，選擇2臺變壓器不能知足負(fù)荷的要求，我選擇4臺相同容量的變壓器。主變壓器容量：依照運(yùn)行體會，變壓器的容量應(yīng)保證在有一臺檢修的情形下，其他變壓器能帶全數(shù)負(fù)荷的70%，且能夠帶動所有的一、二級負(fù)荷按任務(wù)書給定的資料（按遠(yuǎn)期最大負(fù)荷算），即3臺主變的容量應(yīng)知足70%的負(fù)荷需求，因此本設(shè)計(jì)的主變每臺應(yīng)帶負(fù)荷為：由于近期最大負(fù)荷為138MVA（均為一、二級負(fù)荷），因此選擇主變?nèi)萘繛?50MVA的變壓器。3、主變型式的選擇選用SFSZ9-150000/220三繞組有載調(diào)壓變壓器，設(shè)備參數(shù)如表3-1-1所示：表3-1-1SFSZ9-150000/220三繞組有載調(diào)壓變壓器要緊技術(shù)參數(shù)額定容量MVA電壓組合及分接范圍聯(lián)結(jié)組標(biāo)號空載損耗kw負(fù)載損耗kw空載電流%阻抗電壓（%）高壓KV中壓KV低壓KV高中高低中低2402208×1.25%121YN,a0,d11124/112662/560/12-1422-247-9負(fù)載損耗容量分派為100/100/50變電站用變壓器的選擇1、站用變臺數(shù)的確信對大中型變電站為知足整流操作電源、強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器、無人值班等的需要，裝設(shè)兩臺所用變壓器，兩臺所用變別離接于10kV母線的Ⅰ段和Ⅱ段，互為暗備用，平常半載運(yùn)行，當(dāng)一臺故障時，另一臺能夠承但變電站的全數(shù)負(fù)荷2、站用變?nèi)萘康拇_信站用變壓器容量選擇的要求：站用變壓器的容量應(yīng)知足常常的負(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納暗備用方式，正常情形下為單臺變壓器運(yùn)行。每臺工作變壓器在不滿載狀態(tài)下運(yùn)行，當(dāng)任意一臺變壓器因故障被斷開后，其站用負(fù)荷那么由完好的站用變壓器承擔(dān)。依照站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可知占用電計(jì)算負(fù)荷為55.45KVA那么有：經(jīng)查設(shè)備手冊，選每臺站用變壓器容量為63KVA的變壓器。3、站用變型式的選擇選用SF9-63/10雙組無勵磁調(diào)壓配電變壓器，設(shè)備參數(shù)如表3-2-1所示：表3-2-1SF9-63/10雙組無勵磁調(diào)壓配電變壓器要緊技術(shù)參數(shù)額定容量KVA電壓組合聯(lián)結(jié)組標(biāo)號空載損耗kw負(fù)載損耗kw空載電流%阻抗電壓（%）高壓KV高壓分接范圍低壓KV63105%YNyn04第4章短路電流計(jì)算短路故障產(chǎn)生的緣故工業(yè)與民用建筑中正常的生產(chǎn)經(jīng)營﹑辦公等活動和人民的正常生活，都要求供電系統(tǒng)保證持續(xù)﹑平安﹑靠得住地運(yùn)行.可是由于各類緣故，系統(tǒng)會常常顯現(xiàn)故障，使正常運(yùn)行狀態(tài)受到破壞。短路是系統(tǒng)常見的嚴(yán)峻故障。所謂短路，確實(shí)是系統(tǒng)中各類類型不正常的相與相之間或地與相之間的短接。系統(tǒng)發(fā)生短路的緣故很多，要緊有：（1）設(shè)備緣故電氣設(shè)備、元件的損壞。如：設(shè)備絕緣部份自然老化或設(shè)備本身有缺點(diǎn)，正常運(yùn)行時被擊穿短路；和設(shè)計(jì)、安裝、保護(hù)不妥所造成的設(shè)備缺點(diǎn)最終進(jìn)展成短路的功能。（2）自然緣故氣候惡劣，由于大風(fēng)、低溫、導(dǎo)線覆冰引發(fā)架空線倒桿斷線；因蒙受直擊雷或雷電感應(yīng)，設(shè)備過電壓，絕緣被擊穿等。（3）人為緣故工作人員違背操作規(guī)程帶負(fù)荷拉閘，造成相間弧光短路；違背電業(yè)平安工作規(guī)程帶接地刀閘合閘，造成金屬性短路；人為疏忽接錯線造成短路或運(yùn)行治理不善造成小動物帶電設(shè)備內(nèi)形成短路事故等。短路故障的危害供電系統(tǒng)發(fā)生短路后，電路阻抗比正常運(yùn)行時阻抗小很多，短路電流通常超過正常工作電流幾十倍直至數(shù)百倍以上，它會帶來以下嚴(yán)峻后果：（1）短路電流的熱效應(yīng)龐大的短路電流通過導(dǎo)體，短時刻內(nèi)產(chǎn)生專門大熱量，形成很高溫度，極易造成設(shè)備過熱而損壞。（2）短路電流的電動力效應(yīng)由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生專門大的電動力。若是電動力過大或設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，那么可能引發(fā)電氣設(shè)備機(jī)械變形乃至損壞，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。（3）短路系統(tǒng)電壓下降短路造成系統(tǒng)電壓突然下降，對用戶帶來專門大阻礙。例如，異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與端電壓平方成正比。同時電壓降低能造成照明負(fù)荷諸如電燈突然變暗及一些氣體放電燈的熄滅等，阻礙正常的工作、生活和學(xué)習(xí)。（4）不對稱短路的磁效應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不對稱短路電流的磁效應(yīng)所產(chǎn)生的足夠的磁通在臨近的電路內(nèi)能感應(yīng)出專門大的電動勢。（5）短路時的停電事故短路時會造成停電事故，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失。而且短路越靠近電源，停電涉及范圍越大。（6）破壞系統(tǒng)穩(wěn)固造成系統(tǒng)瓦解短路可能造成的最嚴(yán)峻的后果確實(shí)是使并列運(yùn)行的各發(fā)電廠之間失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)固，最終造成系統(tǒng)瓦解，形成地域性或區(qū)域性大面積停電。短路電流計(jì)算的目的（1）電氣主接線的比較和選擇短路電流計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并為確信是不是采取限制短路電流方法等提供依據(jù)。（2）選擇導(dǎo)體和電器如選擇斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、互感器等。其中包括計(jì)算三相短路沖擊電流，沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備動力穩(wěn)固；計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)固性；計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)斷路器的遮斷能力等。（3）確信中性點(diǎn)接地址式關(guān)于35KV、10KV供配電系統(tǒng)，依照單相短路電流可確信中性點(diǎn)接地址式。（4）選擇繼電愛惜裝置和整定計(jì)算在考慮正確、合理地裝設(shè)愛惜裝置，在校驗(yàn)愛惜裝置靈敏度時，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需明白其他支路短路電流散布情形；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能顯現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能顯現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或依照需要計(jì)算單相接地電流等。短路電流計(jì)算的內(nèi)容（1）短路點(diǎn)的選取：各級電壓母線、各級線路結(jié)尾。（2）短路時刻的確信：依照電氣設(shè)備選擇和繼電愛惜整定的需要，確信計(jì)算短路電流的時刻。（3）短路電流的計(jì)算：最大運(yùn)行方式下最大短路電流；最小運(yùn)行方式下最小短路電流；各級電壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計(jì)算的具體項(xiàng)目及其計(jì)算條件，取決于計(jì)算短路電流的目的。短路電流計(jì)算方式供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必需第一計(jì)算出短路點(diǎn)到電源的回路總阻抗值。電路元件電氣參數(shù)的計(jì)算有兩種方式：標(biāo)幺值法和出名值法。（1）標(biāo)幺值法標(biāo)幺制是一種相對單位制，標(biāo)幺值是一個無單位的量，為任一參數(shù)對其基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)幺值法，確實(shí)是將電路元件各參數(shù)均用標(biāo)幺值表示。由于電力系統(tǒng)有多個電壓品級的網(wǎng)絡(luò)組成，采納標(biāo)幺值法，能夠省去不同電壓品級間電氣參量的折算。在電壓系統(tǒng)中宜采納標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。（2）出名值法出名值法確實(shí)是以實(shí)際出名單位給出電路元件參數(shù)。這種方式通經(jīng)常使用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)短路電流的計(jì)算。計(jì)算短路電流的條件為使所選電氣設(shè)備具有足夠的靠得住性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一按時期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)進(jìn)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按以下條件確信：（1）容量和接線按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景進(jìn)展計(jì)劃（一樣為本工程建成后5～10年），其接線應(yīng)采納可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換進(jìn)程中可能短時并列的接線方式。（2）短路種類一樣按三相短路驗(yàn)算，假設(shè)其他種類的短路較之三相短路嚴(yán)峻時，那么應(yīng)按最嚴(yán)峻的情形驗(yàn)算。（3）計(jì)算短路點(diǎn)在計(jì)算電路圖中，同電位的各短路電流值均相等，但通過各支路的短路電流將隨著短路點(diǎn)的位置不同而不同，在校驗(yàn)電器和載流導(dǎo)體時，必需確信電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體處于最嚴(yán)峻情形的短路點(diǎn)，使通過的短路電流校驗(yàn)值為最大。（4）短路電流的計(jì)算短路電流一樣都按三相短路計(jì)算，計(jì)算參數(shù)如下：——三相短路電流分量，KA。——三相短路電流沖擊電流，KA?！喽搪冯娏鳑_擊電流有效值，KA?！喽搪啡萘浚琈VA。（5）計(jì)算公式：計(jì)算短路電流的步驟（1）依照電氣主接線圖畫出系統(tǒng)接線圖。（2）畫出等值網(wǎng)絡(luò)圖。（3）計(jì)算出個電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即X*。（4）計(jì)算電抗∑X。（5）選取適合的短路點(diǎn)。（6）計(jì)算三相短路電流周期分量IK。（7）計(jì)算三相短路沖擊電流ish。（8）計(jì)算三相短路穩(wěn)態(tài)有效值Ish。（9）計(jì)算次暫態(tài)三相短路容量SK。短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果見表4-8-1所示：表4-8-1短路電流計(jì)算結(jié)果運(yùn)行方式電壓等級短路點(diǎn)三相短路電流Ik三相短路全電流沖擊值（KA）沖擊電流有效值(KA)三相短路容量（KVA）標(biāo)幺值有名值(KA)最小運(yùn)行方式220KVK1110KVK235KVK3最大運(yùn)行方式220KVK1110KVK235KVK3第5章電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設(shè)計(jì)的要緊內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時必需符合國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。技術(shù)要先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)要合理，平安要靠得住，運(yùn)行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設(shè)備正常時應(yīng)能靠得住工作，短路時應(yīng)能經(jīng)受多種短路效應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下兩個原那么：1.按正常工作狀態(tài)選擇；2.按短路狀態(tài)校驗(yàn)。1、電氣設(shè)備的選擇（1）按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流1）額定電壓和最高工作電壓導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的轉(zhuǎn)變，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備許諾最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即一樣電氣設(shè)備許諾的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在220kV及以下時為1.15；額定電壓為330～500kV時為1.1。而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的，一樣不超過1.1，因此在選擇設(shè)備時，一樣可依照電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝置地址電網(wǎng)額定電壓的條件選擇。2）額定電流電氣設(shè)備的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長期許諾電流（或額定電流）應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5％時，出力維持不變，故其相應(yīng)回路的（為電機(jī)的額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一樣可取母線上最大一臺發(fā)電機(jī)或變壓器的；母線分段電抗器的應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機(jī)跳閘時，保證該段母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的除考慮線路正常負(fù)荷電流（包括線路損耗）外，還應(yīng)考慮事故時由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。3）按本地環(huán)境條件校核在選擇電器時，還應(yīng)考慮電器安裝地址的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、濕度、污穢品級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一樣電器利用條件時，應(yīng)向制造部門提出要求或采取相應(yīng)的方法。我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)時取周圍空氣溫度40℃作為計(jì)算值，假設(shè)裝置地址日最高氣溫高于＋40℃，但不超過＋60℃，最大持續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)降低，設(shè)備的額定電流應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)。溫度校正系數(shù)：式中——實(shí)際環(huán)境溫度，取最熱月平均最高氣溫，℃——導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)燒許諾最高溫度（當(dāng)導(dǎo)作用螺栓連接時為70℃）；——溫度修正系數(shù)。當(dāng)時，每降低1許諾電流增加0.5％，但總數(shù)不得超過20％；當(dāng)時，每增高1℃許諾電流應(yīng)減少1.8％。（2）按短路情形來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)固和熱穩(wěn)固1）短路熱穩(wěn)固校驗(yàn)短路電流通過時，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或發(fā)燒效應(yīng)）應(yīng)不超過許諾值。熱穩(wěn)固校驗(yàn)應(yīng)選擇兩相短路和三相短路中最嚴(yán)峻的一種作為計(jì)算依據(jù)?；蚴街小?guī)定的電氣設(shè)備在時刻s內(nèi)的熱穩(wěn)固電流，kA。在指按時刻內(nèi)短路電流可不能使電氣設(shè)備發(fā)燒超過設(shè)備許諾的最大短時溫度的電流；——與對應(yīng)的時刻，s；——短路穩(wěn)態(tài)電流，kA；——假想時刻，s。取距離短路點(diǎn)最近的繼電愛惜裝置的主愛惜動作時刻與斷路器固有動作時刻之和，如主愛惜裝置有愛惜死區(qū)，假想時刻可依照該愛惜區(qū)短路故障的后備愛惜裝置的動作時刻來校驗(yàn)。2）電動力穩(wěn)固校驗(yàn)電動力穩(wěn)固是導(dǎo)體和電器經(jīng)受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)固。動穩(wěn)固校驗(yàn)應(yīng)以三相短路電流為計(jì)算類型，并應(yīng)知足下式要求：式中、——廠家規(guī)定的電氣設(shè)備極限通過電流的有效值和峰值，kA；、——按三相短路計(jì)算所得的沖擊電流的有效值和瞬時值，kA；3）按三相短路容量來校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力（遮斷容量）式中、——制造廠提供的在額定電壓下許諾的開斷電流，kA；許諾的斷流容量，MVA；、——電器設(shè)備安裝處的短路電流，kA；短路容量，MVA。銘牌斷流容量值所規(guī)定的利用條件，一樣的斷路器如用于高海拔地域、礦山井下，或電壓較低的電網(wǎng)中，都要降低斷流容量值。當(dāng)斷路器采納手動操動機(jī)構(gòu)或自動重合閘裝置時，其遮斷容量應(yīng)下降到原先的額定值的60％～70％。母線的選擇與校驗(yàn)1、母線的選型通常情形下母線有軟母線和硬母線兩種。軟母線經(jīng)常使用的有鋼芯鋁絞線、組合導(dǎo)線、割裂導(dǎo)線和擴(kuò)徑導(dǎo)線，后者多用于330KV及以上配電裝置。軟母線因其機(jī)械強(qiáng)度決定與支撐懸掛的絕緣子，因此沒必要校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，而且軟母線也不用校驗(yàn)動穩(wěn)固性。經(jīng)常使用的硬母線截面為矩形，槽形和管形。（1）矩形母線散熱條件較好，有必然的機(jī)械強(qiáng)度，便于固定和連接，但集膚效應(yīng)較大。為幸免集膚效應(yīng)系數(shù)過大，單條矩形母線的截面最大不超過1250mm2。當(dāng)工作電流超過最大截面單條母線許諾電流時，可用2～4條矩形母線并列利用。但由于集膚效應(yīng)的阻礙，多條母線并列的許諾載流量并非成比例增加，故一樣幸免采納4條矩形母線。矩形導(dǎo)體一樣只用于35kV及以下，電流在4000A及以下的配電線路中。（2）槽型母線機(jī)械強(qiáng)度較好，載流量較大，集膚效應(yīng)系數(shù)也較小。槽型母線一樣用于4000～8000A的配電裝置中。（3）管形母線集膚效應(yīng)系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，管內(nèi)能夠通水和通風(fēng)，用此，可用于8000A以上的大電流母線。另外，由于圓管形表面滑膩，電暈放電電壓高，因此可用作110kV及以上配電裝置母線。母線的布置方式應(yīng)依照載流量的大小、短路電流水平和配電裝置的具體情形確信。2、母線截面選擇導(dǎo)體截面可按長期發(fā)燒許諾電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對年負(fù)荷利用小時數(shù)大（通常指）,傳輸容量大，長度在20m以上的導(dǎo)體，其截面一樣按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，而配電裝置的匯流母線通常在正常運(yùn)行方式下，傳輸容量不大，可按長期許諾電流來選擇。（1）按導(dǎo)體長期發(fā)燒許諾電流選擇導(dǎo)體所在電路中最大持續(xù)工作電流應(yīng)不大于導(dǎo)體長期發(fā)燒的許諾電流，即式中——相應(yīng)于導(dǎo)體許諾溫度和基準(zhǔn)環(huán)境條件下導(dǎo)體所在回路中最大長期持續(xù)工作電流，A；——在額定環(huán)境溫度時導(dǎo)體許諾電流，A——綜合修正系數(shù)，裸導(dǎo)體的值與海拔和環(huán)境溫度有關(guān)。（2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低。年計(jì)算費(fèi)用包括電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損花費(fèi)、導(dǎo)體投資（包括損耗引發(fā)的補(bǔ)充裝機(jī)費(fèi)）和折舊費(fèi)、和利息等，對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時數(shù)將有一個年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度——經(jīng)濟(jì)電流密度（J）。導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定：(㎜2)式中——正常工作時的最大持續(xù)工作電流，A。3、母線的校驗(yàn)（1）電暈電壓校驗(yàn)關(guān)于110～220kV裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓式中——三相導(dǎo)線等邊三角布置時為1，水平布置時為0.96；——導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，取0.98；——空氣相對密度，取0.955；——相間距離，cm；——導(dǎo)體半徑為，cm；——安裝處的電網(wǎng)長期最大工作電壓（2）熱穩(wěn)固校驗(yàn)按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)固進(jìn)行核驗(yàn)。依照短路電流的熱效應(yīng)，并計(jì)及集膚效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)導(dǎo)體通太短路電流，在假想時刻的情形下，與導(dǎo)體最高許諾加熱溫度所對應(yīng)的截面為最小許諾截面。式中——熱穩(wěn)固系數(shù)，與導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)及最高許諾溫度、長期工作額定溫度有關(guān)?！搪冯娏鞯臒嵝?yīng)，KA2S，,可由查出，——知足熱穩(wěn)固的最小截面，mm2（3）動穩(wěn)固校驗(yàn)動穩(wěn)固應(yīng)知足：式中——線材料的許諾應(yīng)力——母線材料的所受的最大應(yīng)力高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。它的要緊功能是：正常運(yùn)行時，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備和線路接入電路或退出運(yùn)行，起著操縱作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無端障部份正常運(yùn)行，能起愛惜作用。關(guān)于切斷和接通負(fù)荷電路，和切斷故障電路，避免事故擴(kuò)大，保證平安運(yùn)行起重要作用。斷路器的選擇必需按正常的工作條件進(jìn)行選擇，而且按斷路情形校驗(yàn)其熱穩(wěn)固和動穩(wěn)固。另外，還應(yīng)考慮電器安裝地址的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢品級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一樣電器利用條件時，應(yīng)采取有效方法。1、種類和形式的選擇斷路器一樣有油斷路器（多油、少油），緊縮空氣斷路器，SF6斷路器、真空斷路器等，選擇斷路器形式時，應(yīng)依據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及利用環(huán)境、條件決定。（1）多油斷路器實(shí)現(xiàn)簡單、價(jià)錢廉價(jià)，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、且易發(fā)生爆炸和火災(zāi)現(xiàn)象，一樣情形下不采納。（2）少油斷路器用油少、油箱結(jié)構(gòu)小而牢固，具有節(jié)省材料、防爆防火特點(diǎn)。少油斷路器利用平安，使配電裝置大大簡化，體積小、便于運(yùn)輸、目前被大量采納。（3）空氣斷路器斷路能力大、動作時刻快、尺寸小、重量輕、無火災(zāi)危險(xiǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)錢貴、需要裝設(shè)緊縮空氣系統(tǒng)等，要緊用于110KV及以上對電氣參數(shù)及斷路時刻有較高要求的系統(tǒng)中。（4）SF6電氣性能好、斷口電壓可較高。設(shè)備的操作保護(hù)和檢修都很方便、檢修周期長而且它的開斷性能好、占地面積小、專門是進(jìn)展SF6封鎖組合電器可大大減少變電所的占地面積。SF6斷路器普遍應(yīng)用于90年代，目前我國已成功生產(chǎn)和研制了220、330、500KV的SF6斷路器。基于各類斷路器的性能在本設(shè)計(jì)中采納了SF6斷路器和空氣斷路器。2、高壓斷路器的選擇原那么選擇高壓斷路器應(yīng)知足有以下幾個方面的要求：（1）斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）能夠長期工作。（2）應(yīng)有足夠的開斷能力，并保證有足夠的熱穩(wěn)固和動穩(wěn)固（開斷電流、額定關(guān)合電流、極限通過電流、熱穩(wěn)固電流）。（3）具有盡可能短的開斷時刻，這對減少電網(wǎng)的故障時刻，減輕故障設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)穩(wěn)固性都是有利的。（4）結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)錢低廉、體積小、重量輕、便于安裝。3、額定電壓和額定電流選擇（1）額定電壓和電流選擇、式中——斷路器的額定電壓大和電網(wǎng)的額定電壓，kv；——斷路器的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷電流，A。（2）開斷電流電流的選擇高壓斷路器的額定開斷電流,不該小于實(shí)際開斷剎時的短路電流周期分量,即：（3）短路關(guān)合電流的選擇為保證斷路器在關(guān)和短路電流時的平安，斷路器的額定關(guān)合電流不該小于短路電流最大沖擊值,即：（4）短路熱穩(wěn)固和動穩(wěn)固校驗(yàn)熱穩(wěn)固校驗(yàn)式動穩(wěn)固校驗(yàn)式高壓隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)作為發(fā)電廠和變電站中經(jīng)常使用的開關(guān)電器，主若是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還能夠拉、合小電流電路。在檢修高壓電器時，將被修理的設(shè)備與其他帶電的部份靠得住地?cái)嚅_并組成明顯的斷開點(diǎn)，以保證檢修時的平安。1、隔離開關(guān)的的功用隔離開關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無負(fù)荷電流情形下，分、合電路。其要緊功用為：（1）隔離電壓：在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)與電源電壓隔離，以確保檢修的平安。（2）倒閘操作：投入備用母線或旁路母線和改變運(yùn)行方式時，經(jīng)常使用隔離開關(guān)配合短路器，協(xié)同操作來完成（3）分、合小電流：因隔離開關(guān)具有必然的分、合小電流和電容電流的能力，故一樣可用來進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路。隔離開關(guān)與短路器相較，額定電壓、額定電流的選擇及短路動穩(wěn)固、熱穩(wěn)固校驗(yàn)的項(xiàng)目相同。但由于隔離開關(guān)不用來接通和切除短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流的校驗(yàn)。2、隔離開關(guān)的選擇原那么選擇隔離開關(guān)時應(yīng)知足以下大體要求：（1）隔離開關(guān)分開后應(yīng)具有明顯的斷開點(diǎn)，易于辨別設(shè)備是不是與電網(wǎng)隔開。（2）隔離開關(guān)斷開點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡(luò)的情形下，不致引發(fā)擊穿而危及工作人員的平安。（3）隔離開關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)固性、動穩(wěn)固性、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，動作要靠得住。（6）帶有接地刀閘的隔離開關(guān)，必需裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，保證隔離開關(guān)的正確操作。電壓互感器的選擇和校驗(yàn)1、參數(shù)選擇電壓互感器要緊技術(shù)參數(shù)見表5-5-1所示表5-5-1電壓互感器要緊技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件一次回路電壓、一次回路電流、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級、機(jī)械負(fù)荷承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對濕度、海拔高度、地震烈度2、型式選擇電壓互感器按以下利用條件選擇。（1）3-20kv屋內(nèi)配電裝置，宜采納油結(jié)構(gòu)，也可采納樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。（2）35kv配電裝置，宜采納電磁式電壓互感器。（3）110kv及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度品級知足要求時，宜采納電容式電壓互感器。（4）SF6全封鎖組合電器的電壓互感器應(yīng)采納電磁式。（5）接在110kv及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路聲裝有載波通信時，應(yīng)盡可能與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。（6）電磁式電壓互感器能夠兼作并聯(lián)電容器組的泄能設(shè)備，但此電壓互感器與電容器之間，不該有開斷點(diǎn)。3、接線與愛惜（1）在知足二次電壓合負(fù)荷要求的條件下，電壓互感器宜采納簡單接線，當(dāng)需要零序電壓時，3-20kv宜采納三柱五柱電壓互感器。（2）在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中的電壓互感器，為避免鐵磁諧振過電壓，應(yīng)采取消諧方法。（3）當(dāng)電容式電壓互感器由于開口三角繞組的不平穩(wěn)電壓較高，而阻礙零序愛惜的靈敏度時，應(yīng)要求制造部門裝設(shè)諧波濾波器。（4）用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100v，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組的電壓應(yīng)為100/3v4、電壓互感器的校驗(yàn)電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時，電壓互感器本身不蒙受短路電流作用，因此不校驗(yàn)熱穩(wěn)固性和動穩(wěn)固性。電流互感器的選擇和校驗(yàn)1、參數(shù)選擇電流互感器應(yīng)按下表所列技術(shù)條件選擇，并按表中利用環(huán)境條件校驗(yàn)。所選擇的電流互感器應(yīng)知足繼電愛惜，自動裝置和測量儀表的要求。電流互感器要緊技術(shù)參數(shù)見表5-6-1所示：表5-6-1電流互感器要緊技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)技術(shù)條件正常工作條件一次回路電壓、一次回路電流、二次回路電流、二次側(cè)負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級、暫態(tài)特性、二次級數(shù)量、機(jī)械荷載短路穩(wěn)定性動穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù)承受過電壓能力絕緣水平，泄露比距環(huán)境條件環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對濕度、海拔高度、地震烈度（1）電流互感器的二次側(cè)電流有5A和1A兩種。一樣弱電系統(tǒng)用1A，強(qiáng)電系統(tǒng)用5A，當(dāng)配電裝置距離操縱室較遠(yuǎn)時亦可考慮用1A。（2）當(dāng)一個二次繞組的容量不能知足要求是，可將兩個二次繞組串聯(lián)利用。（3）二次繞組的數(shù)量決定于測量儀表、愛惜裝置和自動裝置的要求。一樣情形下測量儀表與愛惜裝置宜別離接于不同的二次繞組，不然應(yīng)采取方法，幸免相互阻礙。（4）依照電流互感器裝置處電壓品級確信額定電壓。（5）依照確信電流互感器的一次額定電壓。2、型式的選擇（1）3-20kv屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)依照安裝利用條件及產(chǎn)品情形，采納瓷絕緣組成或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35kv及以上配電裝置的電流互感器，宜采納油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立電流互感器，有條件時，應(yīng)采納套管式電流互感器。（2）當(dāng)繼電愛惜裝置有特殊要求時，應(yīng)采納專用的電流互感器，如系統(tǒng)繼電愛惜中的快速愛惜應(yīng)選用暫態(tài)特性好的互感器。（3）選擇母線式電流互感器時，尚應(yīng)校驗(yàn)窗口許諾穿過的母線尺寸。3、電流互感器的校驗(yàn)（1）動穩(wěn)固性校驗(yàn)：電流互感器的動穩(wěn)固性倍數(shù)是指電流互感器許諾短時極限通過電流峰值與電流互感器一次側(cè)額定電流峰值之比，即：電流互感器的動穩(wěn)固性校驗(yàn)條件為：（2）熱穩(wěn)固性校驗(yàn)：電流互感器的熱穩(wěn)固倍數(shù)是指在規(guī)按時刻(通常取1s)內(nèi)所許諾通過電流互感器的熱穩(wěn)固電流與其一次側(cè)額定電流之比，即：電流互感器的熱穩(wěn)固條件應(yīng)為：第6章變電站主變壓器的愛惜1、電力變壓器的要緊故障形式在電力系統(tǒng)中普遍地用變壓器來升高或降低電壓。變壓器是電力系統(tǒng)不可缺稍的重要電氣設(shè)備。它的故障將對供電靠得住性和系統(tǒng)平安運(yùn)行帶來嚴(yán)峻的阻礙，同時大容量的電力變壓器也是十分珍貴的設(shè)備。因此應(yīng)依照變壓器容量品級和重要程度裝設(shè)性能良好，動作靠得住的繼電愛惜裝置。變壓器的故障能夠分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障，主若是套管和引出線上發(fā)生相間短路和接地短路。油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路和鐵芯的燒損等。油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能引發(fā)變壓器油箱的爆炸。關(guān)于變壓器發(fā)生的各類故障，愛惜裝置應(yīng)能盡快地將變壓器切除。實(shí)踐證明，變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式；而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情形比較小。2、變壓器愛惜的配置（1）變壓器愛惜配置原那么1）反映變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯愛惜。2）相間短路愛惜，容量為6300KVA及以上，廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差動愛惜。3）后備愛惜，對由于外部相間短路引發(fā)的變壓器過流，可采納復(fù)合電壓啟動用的過電流愛惜，它適用與于降壓變壓器，愛惜裝置的整定值應(yīng)考慮事故時可能顯現(xiàn)的過負(fù)荷，對中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路故障，應(yīng)裝設(shè)零序電流愛惜。4）過負(fù)荷愛惜，對多繞組變壓器，愛惜裝置應(yīng)能夠反映備用側(cè)過負(fù)荷的情形，過負(fù)荷愛惜應(yīng)接與一相電流上，帶時限動作于信號。3、電力變壓器愛惜種類和利用范圍（1）瓦斯愛惜800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛惜。瓦斯愛惜可反映變壓器油箱內(nèi)部的短路故障和油面降低，重瓦斯愛惜動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器，輕瓦斯愛惜動作于發(fā)出信號。（2）縱差愛惜或電流速斷愛惜6300KVA及以上并列運(yùn)行的變壓器，10000KVA及以上單獨(dú)運(yùn)行的變壓器，發(fā)電廠廠用工作變壓器和工業(yè)企業(yè)中6300KVA及以上重要的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差愛惜。10000KVA及以下的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛惜。關(guān)于2000KVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷愛惜靈敏度不能知足要求時，也應(yīng)裝設(shè)縱差愛惜。縱差愛惜或電流速斷愛惜：反映電力變壓器繞組、套管及引出線發(fā)生的短路故障。（3）相間短路的后備愛惜作用：反映外部相間短路引發(fā)的變壓器過電流，同時作為瓦斯愛惜和縱差愛惜的后備愛惜，其動作時限按階梯形原那么來整定。（4）接地短路的零序愛惜作用：零序愛惜用于反映變壓器高壓側(cè)（或中壓側(cè)），和外部元件的接地短路。變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流愛惜；變壓器中性點(diǎn)可能接地或不接地運(yùn)行時，應(yīng)裝設(shè)零序電流、電壓愛惜。（5）過負(fù)荷愛惜400KVA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)裝設(shè)過負(fù)荷愛惜。過負(fù)荷愛惜通常只裝在一相，延時動作于發(fā)信號。（6）其他愛惜高壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，因頻率降低和電壓升高而引發(fā)的變壓器勵磁電流升高，應(yīng)裝設(shè)變壓器過勵磁愛惜。對變壓器溫度和油箱內(nèi)壓力升高，和冷卻系統(tǒng)故障，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的愛惜裝置。4、變壓器愛惜的配置方案確信（1）瓦斯繼電器的組成和動作原理電力變壓器一般是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質(zhì)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少及排出的速度，與變壓器故障的嚴(yán)峻程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)愛惜的裝置，成為瓦斯愛惜。瓦斯愛惜能夠愛惜變壓器油箱內(nèi)的各類輕微故障（例如繞組輕微的匝間短路、鐵芯燒損等），但像變壓器絕緣子閃絡(luò)等油箱外面的故障，瓦斯愛惜不能反映。規(guī)程規(guī)定關(guān)于容量為800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛惜。因本變電站主變壓器采納的是40MVA的油浸式變壓器，因此也應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛惜裝置。用來反映油面降低和油箱內(nèi)部各類短路故障，其中輕瓦斯愛惜作用于信號，重瓦斯愛惜作用于跳開電源側(cè)斷路器。瓦斯愛惜又稱氣體繼電愛惜，是愛惜油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種大體的愛惜裝置。瓦斯愛惜的要緊元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使力矩大于另一端平穩(wěn)錘的力矩而降落。這時上觸點(diǎn)接通從而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”，輕瓦斯愛惜動作于信號；當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)峻故障時，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在通過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發(fā)出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”，重瓦斯愛惜動作于挑開電源側(cè)斷路器。變壓器的瓦斯愛惜原理接線圖如圖6-1-1所示：圖6-1-1瓦斯愛惜原理接線圖變壓器瓦斯動作愛惜后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析和判定故障的緣故及處置要求，見表6-1-1所示：表6-1-1氣體繼電器動作后的氣體分析和處置要求表氣體性質(zhì)故障原因處理要求無色、無臭、不可燃變壓器內(nèi)含有空氣允許繼續(xù)運(yùn)行灰白色、有劇臭、可燃紙質(zhì)絕緣燒毀應(yīng)立即停電檢修黃色、難燃木質(zhì)絕緣燒毀應(yīng)停電檢修深灰色或黑色、易燃油內(nèi)閃絡(luò)，油質(zhì)碳化應(yīng)分析油樣，必要時停電檢修（1）縱聯(lián)差動愛惜瓦斯愛惜只能反映變壓器變壓器油箱內(nèi)部故障，而不能反映油箱外絕緣套管及引出線的故障，因此，瓦斯愛惜不能作為主變的唯一的主愛惜，對容量較小的變壓器能夠在電源側(cè)裝設(shè)電源速斷愛惜，可是速斷愛惜不能愛惜變壓器的全數(shù)。故當(dāng)其靈敏度不能知足要求時，就必需采納快速動作并能愛惜變壓器的全數(shù)繞組，絕緣套管及引出線上各類故障的縱聯(lián)差動愛惜。變壓器縱聯(lián)差動愛惜主若是用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各類短路故障，是變壓器的主愛惜。電流差動愛惜原理是成立在基爾霍夫電流定律上的，具有良好的選擇性，能靈敏快速地切除愛惜區(qū)內(nèi)的故障，被普遍應(yīng)用在能夠方便地取得愛惜被愛惜兩頭電流的發(fā)電機(jī)、變壓器愛惜、大型電動機(jī)愛惜中。圖6-1-2變壓器電流差動愛惜原理接線圖變壓器縱聯(lián)差動愛惜在正常運(yùn)行和外部故障時，由于變壓器的勵磁電流，接線方式和電流互感器誤差等因素的阻礙，使差動繼電器中有不平穩(wěn)電流流過，且這一不平穩(wěn)電流遠(yuǎn)比發(fā)電機(jī)及線路差動愛惜的大，如不采取必然方法解決這一問題，愛惜的靈敏度及性能將受到極大的阻礙。因此，減小或排除不平穩(wěn)電流對差動愛惜的阻礙是變壓器差動愛惜中的重要問題之一。目前普遍采納的差動繼電器如：帶短線路匝的BCH-2型差動繼電器；帶磁制動特性的BCH-1型差動繼電器；多側(cè)磁制動特性的BCH4-4型差動繼電器；辨別涌流中斷斷角的差動繼電器；二次諧波制動的差動繼電器。1）由BCH-2型差動繼電器組成的差動愛惜。BCH-2型差動繼電器具有帶短線路匝的速飽和變流器，它能靠得住地躲過變壓器勵磁涌流及愛惜區(qū)外故障的不平穩(wěn)電流，普遍地用于變壓器的差動愛惜。2）由BCH-1型差動繼電器組成的差動愛惜。BCH-1型差動繼電器帶磁制動特性差動繼電器，具有一個制動線圈，因此避越外部故障不平穩(wěn)電流的能力優(yōu)于BCH-2型差動繼電器，但避越勵磁涌流的性能那么不如由BCH-2型差動繼電器。BCH-1型差動繼電器多用于以下愛惜中：一是帶有載調(diào)壓裝置的變壓器的差動愛惜；二是多側(cè)電源的三繞組變壓器的差動愛惜。（3）后備愛惜（過電流愛惜）變壓器過電流愛惜是反映相間短路電流增大而動作的后備愛惜。三繞組變壓器內(nèi)部故障時作為近后備愛惜的過電流愛惜應(yīng)該動作，因此過電流愛惜應(yīng)該安裝在電源側(cè)。當(dāng)在遠(yuǎn)后備愛惜范圍內(nèi)故障時，過電流愛惜動作要保證選擇性。為了避免外部短路引發(fā)的過電流和作為變壓器差動愛惜，瓦斯愛惜的后備愛惜，變壓器還應(yīng)裝設(shè)后備愛惜。后備愛惜的方案有過電流愛惜，負(fù)荷電壓啟動的過流愛惜負(fù)序過電流愛惜和低阻抗愛惜等。愛惜動作后應(yīng)帶時限動作于跳閘。1)過電流愛惜宜用于降壓變壓器；2)復(fù)合電壓啟動的過電流愛惜，宜用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過電流愛惜不知足靈敏度要求的降壓變壓器；3)負(fù)序電流和單相式低電壓啟動過電流愛惜，可用于63MVA及以上升壓變壓器；4)當(dāng)采納上述二、3的愛惜不能知足靈敏性和選擇性要求時，可采納阻抗愛惜；變壓器過電流愛惜接線圖如圖6-1-3所示圖6-1-3變壓器過電流愛惜接線圖（4）過負(fù)荷愛惜變壓器的過負(fù)荷電流在大多數(shù)情形下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相過負(fù)荷愛惜。變壓器的過負(fù)荷愛惜反映變壓器對稱過負(fù)荷引發(fā)的過電流。愛惜只用一個電流繼電器，接于任一相電流中，經(jīng)延時動作于信號。過負(fù)荷愛惜的安裝側(cè)，應(yīng)依照愛惜能反映變壓器各側(cè)繞組可能過負(fù)荷的情形來選擇：1）對雙繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)；2）對一側(cè)無電源的三繞組升壓變壓器，裝于發(fā)電機(jī)電壓側(cè)和無電源側(cè)；3）對三側(cè)有電源的三繞組升壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)；4）關(guān)于雙繞組降壓變壓器，裝于高壓側(cè)；5）僅一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，如三側(cè)繞組容量相等，只裝于電源側(cè)；如三側(cè)繞組容量不等，那么裝設(shè)電源側(cè)及繞組容量較小側(cè)；6）對雙側(cè)有電源的三繞組降壓變壓器，三側(cè)均應(yīng)裝設(shè)。裝于各側(cè)的過負(fù)荷愛惜，均通過同一時刻繼電器作用于信號。過負(fù)荷愛惜的動作電流，應(yīng)按躲開變壓器的額定電流整定。為了避免過負(fù)荷愛惜在外部短路時誤動作，其時限應(yīng)比變壓器的后備愛惜動作時限大一個。因主變壓器是僅有一側(cè)電源的三繞組降壓變壓器，且三側(cè)繞組容量相等，故過負(fù)荷愛惜只裝于電源側(cè)。由變壓器常見故障以上分析確信對主變壓器的繼電愛惜方案為：（1）主愛惜采納瓦斯愛惜和縱聯(lián)差動BCH-1型差動繼電器組成的差動愛惜；（2）后備愛惜采取過流愛惜。第7章變電站的防雷愛惜1、防雷愛惜的大體知識變電站是電力系統(tǒng)重要組成部份，變電站發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，會對電網(wǎng)形成較大的危害，這就要求防雷方法必需十分靠得住。因此要求變電站的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、愛惜動作靈敏、平安靠得住、保護(hù)實(shí)驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原那么。變電站蒙受的雷擊要緊來自兩個方面：一是雷直擊在變電站的電氣設(shè)備上；二是架空線路的感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。2、變電站的防雷防護(hù)（1）變電站的直擊雷防護(hù)。裝設(shè)避雷針是直擊雷防護(hù)的要緊方法，避雷針是愛惜電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊的雷電同意器。它將雷吸引到自己的身上，并平安導(dǎo)入地中，從而愛惜了周圍絕緣水平比它低的設(shè)備免遭雷擊。裝設(shè)避雷針時關(guān)于35kV變電站必需裝有獨(dú)立的避雷針，并知足不發(fā)生還擊的要求；關(guān)于110kV及以上的變電站，由于此類電壓品級配電裝置的絕緣水平較高，能夠?qū)⒈芾揍樦苯友b設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位可不能造成電氣設(shè)備的還擊事故。（2）變電站對雷電侵入波的防護(hù)。變電站對侵入波防護(hù)的要緊方法是在其進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器或愛惜間隙。閥型避雷器的大體元件為火花間隙和非線性電阻，F(xiàn)S系列閥型避雷器為火花間隙和非線性電阻，其要緊用來愛惜小容量的配電裝置；SFZ系列閥型避雷器，要緊用來愛惜中等及大容量變電站的電氣設(shè)備；FCZ1系列磁吹閥型避雷器，要緊用來愛惜變電站的高壓電氣設(shè)備。（3）變電站的進(jìn)線防護(hù)。對變電站進(jìn)線實(shí)施防雷愛惜，其目的確實(shí)是限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。當(dāng)線路上顯現(xiàn)過電壓時，將有行波沿導(dǎo)線向變電站行進(jìn)，其幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓。線路的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓要高很多。因此，在靠近變電站的進(jìn)線上加裝避雷線是防雷的要緊方法。若是沒架設(shè)避雷線，當(dāng)靠近變電站的進(jìn)線上蒙受雷擊時，流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過5kA，且其陡度也會超過許諾值，必將會對線路造成破壞。（4）變壓器的防護(hù)。變壓器的大體愛惜方法是靠近變壓器安裝避雷器，如此能夠避免線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設(shè)避雷器時，要盡可能靠近變壓器，并盡可能減少連線的長度，以便減少雷電電流在連接線上的壓降。同時，避雷器的接線應(yīng)與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點(diǎn)連接在一路，如此，當(dāng)侵入波使避雷器動作時，作用在高壓側(cè)主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了(不包括接地電阻上的電壓壓降)，就減少了雷電對變壓器破壞的機(jī)遇。（5）變電站的防雷接地。變電站防雷愛惜知足要求以后，還要依照平安和工作接地的要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后避雷針和避雷器下面增加接地體以知足防雷的要求，或在防雷裝置下敷設(shè)單獨(dú)的接地體。3、避雷設(shè)備愛惜范圍的計(jì)算方式和公式（1）避雷針愛惜范圍計(jì)算1）單支避雷針在地面上的愛惜半徑應(yīng)按下式計(jì)算：式中:——愛惜半徑，m；——避雷針的高度，m。2）單只避雷針在被愛惜物高度水平上的愛惜半徑應(yīng)接下式計(jì)算：①當(dāng)時，②當(dāng)時，式中：——避雷針在水平面上的愛惜半徑，m；——被愛惜物的高度，m——避雷針高度阻礙系數(shù)，當(dāng)h≤30m時，p=1;當(dāng)30＜h≤120,當(dāng)h＞120m，時暫按h=120算。3）兩支等高避雷針愛惜范圍確信方式：①兩針外側(cè)的愛惜范圍應(yīng)按單支避雷針的計(jì)算方式確信②兩針間的愛惜最低高度按下式計(jì)算：式中：——兩針間愛惜最低點(diǎn)的高度，m；——兩支避雷針間的距離，m③兩針間水平面上愛惜范圍的一側(cè)最小寬度按下式計(jì)算：當(dāng)時，當(dāng)時，當(dāng)時，式中:——愛惜范圍的一側(cè)最小寬度，m求得bx后，即可確信兩針間的愛惜范圍,一樣兩針間的距離與針高之比不宜大于5。4)三支等高避雷針?biāo)纬傻耐鈧?cè)愛惜范圍，別離按兩支等高避雷針的計(jì)算方式確信；如在三針內(nèi)側(cè)各相鄰避雷針間愛惜范圍的一側(cè)最小寬度時，那么全數(shù)面積即受到愛惜。四支以上等高避雷針?biāo)纬傻乃慕切位蚨嘟切危上葘⑵浞殖蓛蓚€或幾個三角形，然后別離按三支等高避雷針的方式計(jì)算確信愛惜范圍。（2）避雷線愛惜范圍計(jì)算1）單根避雷線的愛惜范圍在被愛惜物高度的水平面上，避雷線一側(cè)愛惜寬度按下式計(jì)算：當(dāng)時，當(dāng)時,式中：——每側(cè)愛惜范圍的寬度，m——避雷線的高度，m避雷線端部的愛惜范圍與單支避雷針愛惜范圍的確信方式相同2）兩根等高避雷線的愛惜范圍①兩根避雷線外側(cè)的愛惜范圍，按單根避雷線愛惜范圍計(jì)算。②兩根避雷線間愛惜最低高度按下式計(jì)算：式中：——兩避雷線間愛惜最低高度，m——避雷線的高度，m——兩避雷線間的距離，m③兩避雷線端部愛惜范圍應(yīng)按下式計(jì)算別離按單根避雷線確信端部愛惜范圍；兩線間端部愛惜范圍最小寬度按下式計(jì)算：式中：——兩避雷線端愛惜最小寬度，m——兩避雷線間愛惜最低高度，m——被愛惜物高度，m。3）兩根不等高避雷線愛惜范圍。兩根不等高避雷線愛惜范圍確信方式與兩支不等高避雷針愛惜范圍的確信方式相同。4）避雷針、避雷線聯(lián)合愛惜范圍。在必要時，可考慮彼此靠近的避雷針和避雷線聯(lián)合愛惜作用。4、避雷器的選擇應(yīng)盡可能知足以下三個方面（1）按額定電壓選擇：避雷器的額定電壓必需大于或等于安裝處的電網(wǎng)額定電壓。（2）按工作環(huán)境溫度選擇：選擇工作環(huán)境溫度在-40℃至+40℃之間，適用高寒、高溫工作環(huán)境設(shè)備。（3）應(yīng)第一采納高新技術(shù)產(chǎn)品，并有必然靠得住運(yùn)行記錄的新產(chǎn)品。選用通流能力強(qiáng)，工頻續(xù)流小，放電時刻短，穩(wěn)固性高，殘壓低的避雷器。5、避雷器的選擇隨著金屬氧化物避雷器的不斷推行，我國絕大多數(shù)變電站已慢慢用金屬氧化物避雷器來替換掉原先的閥型避雷器，但也有很多變電站仍采納閥型避雷器。金屬氧化物避雷器的優(yōu)勢：（1）有較