1、本科生畢業設計（論文）摘 要在電力系統中，變電所起著十分重要的作用。為達到地區供電負荷要求，實現安全可靠供電，需要根據5-10年電力系統發展的規劃合理設計變電所。本次設計任務為莊河110kv降壓變電所電氣部分設計。文中闡述了變電所電氣部分設計的基本原則、方法及結論。設計主要內容包括：根據10kv側負荷進行負荷計算及無功補償，選擇54臺bgf10.5-100-1w型電容器；根據系統容量選擇2臺變壓器并聯運行，型號為sfsz7-15000/110三相雙繞組變壓器；經過方案比較，確定電氣主接線方式高壓側為雙母線接線方式，低壓側為單母線分段的接線方式；確定三個短路點并進行短路電流計算；進行斷路器、隔離

2、開關、電壓互感器、電流互感器等設備的選擇，并利用短路計算的結果對所選設備進行校驗；配電裝置的選擇滿足長期運行的要求；選擇避雷裝置，保證所設計變電所在安全范圍內。為了詳細說明，本設計繪制了電氣主接線圖。關鍵詞：主變壓器；電氣主接線；短路計算abstract in peoples social life,electricity plays a very important role.to achieve area power supply load demand,safe and reliable power supply,its especially important to design th

3、e substation according to the 5-10 years electrical system development planning.this design is 110kv zhuanghe substations step-down design.in this essay,we will talk about the basic principle and method of design , the basic ang calculating methods and steps.design including:according to the consume

4、rs 10kv lateral load calculation and choose bgf10.5-100-1w type 54 sets of reactive power compensation capacitor;according to the same capacity 2 choices for parallel operation model sfsz7-15000/110 three-phase main transformer winding transformer double;by contrast method to determine the main elec

5、trical wiring,single generatrix of the bridge section of the connection mode;determinging three short-circuit point and short-circuit current calculation;choicing the right circuit breaker,isolating switch ,voltage transformer,current transformer andother equipment;using the short circuit calculatio

6、n results of selected equipment calibration;distribution device seletion meet long-term operation inspection;selecting the avoid thunder device to guarantee the substation in safe design range.in order to elaborate the design,this essay includes the main electrical acircuit diagram. key words：the ma

7、in transformer;electrical connection;short-circuit calculation 目 錄第1章 緒 論11.1 變電所設計的目的和意義11.2 設計背景及主要內容1第2章 負荷計算和無功補償22.1 負荷計算22.2 無功補償2第3章 主變壓器的選擇43.1 概述43.2 變壓器臺數的選擇43.3 主變壓器的選擇5第4章 電氣主接線方案的確定74.1 概述74.2 主接線的接線方案84.3 主接線方案的確定10第5章 短路電流計算15.1 概述15.2 短路計算1第6章 電氣設備的選擇與校驗76.1 高壓進線線路的選擇76.2 高壓斷路器的選擇76.

8、3 高壓隔離開關的選擇96.4 高壓熔斷器的選擇106.5 低壓斷路器隔離開關及熔斷器的選擇116.6 電流互感器的選擇116.7 電壓互感器的選擇136.8 開關柜的選擇146.9 母線的選擇15第7章 主變壓器繼電保護的設計177.1繼電保護的概述177.2瓦斯保護187.3縱聯差動保護197.4過電流與速斷保護整定值的計算207.4.1過電流整定值計算207.4.2速斷保護整定值計算22第8章 防雷保護的設計238.1 概述238.2 主變中性點放電間隙保護258.3 避雷器參數計算與選擇258.4 避雷針設計26第9章 結 論28參考文獻29致謝30附錄31iv第1章 緒 論1.1 變

9、電所設計的目的和意義隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，對供電質量的要求日益提高。國家提出了加快城網和農網建設及改造，拉動內需的發展計劃，110kv變電所的建設迅猛發展。農村自身的特點也給農網和變電所建設帶來一定困難。如何設計農網110kv變電所，是農網建設、改造中需要研究和解決的一個重要課題。變電所電氣部分是電力配送的重要環節，也是電網建設的關鍵環節。變電所設計質量的好壞，直接關系到電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行，為滿足城鎮負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量。隨著國民經濟的發展，工農業生產的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建110kv變電所。變電所是電力系統的重要

10、組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發電廠變電所的主要環節，電氣主接線的擬定直接關系著全所電氣設備的選擇、繼電保護和自動裝置的確定，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素。1.2 設計背景及主要內容隨著工業的發展與工業區的開發，對電力電量的需求也相應的增加，為了滿足市區生產和生活的供電要求，決定要莊河新建一所110kv降壓變電所。本變電所位于市城郊,場地開闊, 為非強地震區，輸電線路走廊寬闊，有利于線路架設和電氣設備的安裝。氣象條件：年最高氣溫39度，最低氣溫-18度。變電所建成后可承擔莊河大部分用電負荷，提高莊河

11、的供電網絡可靠性、形成合理的環網和分段、改善電能質量和降低網損。設計的主要內容分以下幾個步驟：1）負荷的分析及主變的選擇；2）無功補償的確定；3）電氣主接線方案的確定；4）選取短路電流點，進行短路電流計算；5）主要電氣設備的選擇；6）防雷保護的設計和繼電保護設計；7）繪制工程圖紙。第2章 負荷計算和無功補償2.1 負荷計算表2.1 10kv側負荷序號負荷名稱最大負荷（mw）功率因素出線出線回數負荷組成 (%)線路長度(km)近期遠期一級二級三級1機械廠1.820.8架空1156025152食品廠1.1 20.8架空1103060203汽配廠 1.220.8架空1204040184城區1.920

12、.8架空1204040195工業園1.820.8架空1304030156自來水廠0.50.80.8架空1305020167生活區0.510.8架空13070188轉供電0.81.80.8架空12080209發展線11.50.8架空12060201910發展線21.50.8架空120602018由表2.1可進行負荷計算總的有功功率 =2+2+2+2+2+0.8+1+1.8+1.5+1.5=16.6mw p=0.85*16.6mw=14.11mw總的無功功率 =0.7516.6=12.45mvar =0.8512.45=10.58mvar總的視在功率 =17.636 mva 試中：為同時系數，取0

13、.85。2.2 無功補償無功補償的目的：無功補償的原因是系統功率因數低，降低了發電機和變壓器的出力，增加了輸電線路的損耗和電壓損失。本次設計要求用戶的功率因數不低于0.9，因此，必須采取措施提高系統功率因數。目前提高功率因數的常用的辦法是裝設電容器補償無功。計算補償前的自然功率因數,考慮變壓器損失。 （2-1） （2-2）試中各參數如下所示：為變壓器有功功率損失；變壓器在額定負載下無功功率損失的增量為變壓器空載有功功率損失；變壓器在一定負載下的銅耗；計算負荷的視在容量； 變壓器的額定容量；變壓器的無功功率損失； 變壓器的空載無功功率損失；經計算 加上變壓器損失后的總的無功功率，有功功率和視在功

14、率： （2-3） （2-4）補償后的功率因數取=0.9，所需補償的無功功率如下： （2-5） 計算補償電容器的個數（，型號為bgf10.5-100-1w） （2-6）按照三的整數倍取 ，實際的補償容量如下。mvar （2-7）補償后實際的功率因數為 （2-8）經比較大于0.9所以合理。補償后的視在功率=15.53 mva.第3章 主變壓器的選擇3.1 概述在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務，同時兼顧電力系統負荷增長情況，并根據電力系統510年發展規劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經濟技術上的不合理。如果

15、主變壓器容量造的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷中運行，影響主變壓器的壽命和電力系統的穩定性。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。選擇主變壓器的容量，同時要考慮到該變電所以后的擴建情況來選擇主變壓器的臺數及容量。3.2 變壓器臺數的選擇1）應滿足負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應選用兩臺變壓器，以便當一臺故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續供電。對只有少量二級而無一級負荷的變電所，如低壓側有與其他變電所相聯的聯絡線作為備

16、用電源時，亦可只采用一臺變壓器。2）對季節性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經濟運行方式的變電所，無論負荷性質如何，均可選用兩臺變壓器。3）除上述情況外，一般供三級負荷的變電所可只采用一臺變壓器。但集中負荷較大者，雖為三級負荷，亦可選用兩臺變壓器。4）在確定變電所主變壓器臺數時，應適當考慮負荷的發展，留有一定的余地。從可靠性的計算結果表明，降壓變電所中設置兩臺變壓器，不間斷的供電是有保證的。綜合上述條件，確定變壓器臺數為2臺。3.3 主變壓器的選擇根據我國國家標準gb1094電力變壓器確定采用r10容量系列。變電所補償后的視在功率=15.53 mva.一臺變壓器的初選容量s=80%s=0.80

17、15.53=12.52mva綜合上述各種因素，確定該站主變壓器采用2臺15mva的變壓器。當前我國電力系統基本都是三相制接線，故為了能接入系統運行，并能保證系統的安全穩定運行。所以該站選擇三相供電。結合該地區的實際情況，故采用雙卷變壓器，電壓等級為110kv與10kv。為了保證10kv供電系統電壓質量，本站采用有載調壓方式，這樣可以達到隨時調整電壓的目的。冷卻方式采用自冷型冷卻方式。變壓器110kv側中性點經隔離開關接地，同時裝設避雷器保護。在具有三種電壓等級的變電所，如通過主變壓器的各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上，或低壓側雖無負荷，但在變電所內需裝設無功補償設備，主變宜采用三繞

18、組變壓器。一臺三繞組變壓器的價格及所用的控制和輔助設備，比相對的兩臺雙繞組變壓器都較少，而且本次所設計的變電所具有三種電壓等級，考慮到運行維護和操作的工作量及占地面積等因素，該所選擇三繞組變壓器。在生產及制造中三繞組變壓器有：自耦變、分裂變以及普通三繞組變壓器。1）自耦變壓器，它的短路阻抗較小，系統發生短路時，短路電流增大，以及干擾繼電保護和通訊，并且它的最大傳輸功率受到串聯繞組容量限制，自耦變壓器，具有磁的聯系外，還有電的聯系，所以，當高壓側發生過電壓時，它有可能通過串聯繞組進入公共繞組，使其它絕緣受到危害，如果在中壓側電網發生過電壓波時，它同樣進入串聯繞組，產生很高的感應過電壓。由于自耦變

19、壓器高壓側與中壓側有電的聯系，有共同的接地中性點，并直接接地。因此自耦變壓器的零序保護的裝設與普通變壓器不同。自耦變壓器，高中壓側的零序電流保護，應接于各側套管電流互感器組成零序電流過濾器上。由于本次所設計的變電所所需裝設兩臺變壓器并列運行。電網電壓波動范圍較大，如果選擇自耦變壓器，其兩臺自耦變壓器的高、中壓側都需直接接地，這樣就會影響調度的靈活性和零序保護的可靠性。而自耦變壓器的變化較小，由原始資料可知，該所的電壓波動為8%，故不選擇自耦變壓器。2）分裂變壓器：分裂變壓器約比同容量的普通變壓器貴20%，分裂變壓器，雖然它的短路阻抗較大，當低壓側繞組產生接地故障時，很大的電流向一側繞組流去，在

20、分裂變壓器鐵芯中失去磁勢平衡，在軸向上產生巨大的短路機械應力。分裂變壓器中對兩端低壓母線供電時，如果兩端負荷不相等，兩端母線上的電壓也不相等，損耗也就增大，所以分裂變壓器適用兩端供電負荷均衡，又需限制短路電流的供電系統。由于本次所設計的變電所，受功率端的負荷大小不等，而且電壓波動范圍大，故不選擇分裂變壓器。3）普通三繞組變壓器：價格上在自耦變壓器和分裂變壓器中間，安裝以及調試靈活，滿足各種繼電保護的需求。又能滿足調度的靈活性，它還分為無激磁調壓和有載調壓兩種，這樣它能滿足各個系統中的電壓波動。它的供電可靠性也高。所以，本次設計的變電所，選擇普通三繞組變壓器。主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風

21、冷卻，強迫油循環風冷卻，強迫油循環水冷卻；自然風冷卻：一般只適用于小容量變壓器;強迫油循環水冷卻，雖然散熱效率高，節約材料減少變壓器本體尺寸等優點。但是它要有一套水冷卻系統和相關附件，冷卻器的密封性能要求高，維護工作量較大。所以，選擇強迫油循環風冷卻。綜合上述幾種情況，結合廠家的一些產品情況，故本站的主變壓器選用的型號：sfsz7-15000/110。選兩臺15mva的變壓器主變壓器：215mva銅線三繞阻有載調壓三相電力變壓器電壓等級：110kv/10kv表3.1 變壓器參數額定容量kva連接組標號空載損耗kw負載損耗kw空載電流%阻抗電壓%15000yn,d1171.22501.31718

22、第4章 電氣主接線方案的確定4.1 概述主接線是變電所電氣設計的首要部分，它是由高壓電器設備通過連接線組成的接受和分配電能的電路，也是構成電力系統的重要環節。主接線的確定對電力系統整體及變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須正確處理好各方面的關系。我國變電所設計技術規程sdj2-79規定：變電所的主接線應根據變電所在電力系統中的地位、回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節約投資等要求，便于擴建。1.可靠性安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠和電能質量是對主接線最基

23、本要求，而且也是電力生產和分配的首要要求。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電；（2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運的回路數和停運時間，并要求保證對一級負荷全部和大部分二級負荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。2、靈活性主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。（1）為了調度的目的，可以靈活地操作，投入或切除某些變壓器及線路，調配電源和負荷能夠滿足系統在事故運行方式，檢修方式以及特殊運行方式下的調度要求；（2）為了檢修的目的：可以方便地停運斷路器，母線及繼電保護設備，進行安全檢修，而不致影響電力網的運行或停止對用戶的供電。（3）為了擴建的目

24、的：可以容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴建過渡時，無論在一次和二次設備裝置等所需的改造為最小。3、經濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經濟合理。（1）投資省：主接線應簡單清晰，以節約斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備的投資，要能使控制保護不過復雜，以利于運行并節約二次設備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質量可靠的簡單電器。（2）占地面積小，主接線要為配電裝置布置創造條件，以節約用地和節省構架、導線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡化布置。（3）電能損失少：經濟合理地選

25、擇主變壓器的型式、容量和數量，避免兩次變壓而增加電能損失。 4.2 主接線的接線方案電氣主接線是根據電力系統和變電所具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進出線路多時（一般超過四回）為便于電能的匯集和分配，常設置母線作為中間環節，使接線簡單清晰、運行方便，有利于安裝和擴建。而本所各電壓等級進出線均超過四回，采用有母線連接。1、單母線接線單母線接線雖然接線簡單清晰、設備少、操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置等優點，但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關）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分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關將故障的母線段

26、分開后，才能恢復非故障段的供電，并且電壓等級越高，所接的回路數越少，一般只適用于一臺主變壓器。單母接線適用于：110200kv配電裝置的出線回路數不超過兩回，3563kv，配電裝置的出線回路數不超過3回，610kv配電裝置的出線回路數不超過5回，才采用單母線接線方式，故不選擇單母接線。2、單母線分段接線用斷路器，把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路；有兩個電源供電。當一段母線發生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。但是，一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內停電，而出線為雙回時，常使架空線路出現交叉跨越，擴建時需

27、向兩個方向均衡擴建，單母分段適用于：110kv220kv配電裝置的出線回路數為34回，3563kv配電裝置的出線回路數為48回，610kv配電裝置出線為6回及以上，則采用單母分段接線。 圖4.1單母線分段這種接線方式：適用于進出線不多、容量不大的中小型電壓等級為35110kv的變電所較為實用，具有足夠的可靠性和靈活性。3、雙母接線它具有供電可靠、調度靈活、擴建方便等優點，而且，檢修另一母線時，不會停止對用戶連續供電。如果需要檢修某線路的斷路器時，不裝設“跨條”，則該回路在檢修期需要停電。對于，110k220kv輸送功率較多，送電距離較遠，其斷路器或母線檢修時，需要停電，而斷路器檢修時間較長，停

28、電影響較大，一般規程規定，110kv220kv雙母線接線的配電裝置中，當出線回路數達7回，（110kv）或5回（220kv）時，一般應裝設專用旁路母線。4、雙母線分段接線雙母線分段，可以分段運行，系統構成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且在需相互聯系的系統是有利的，由于這種母線接線方式是常用傳統技術的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發生問題。而較容易實現分階段的擴建等優點，但是易受到母線故障的影響，斷路器檢修時要停運線路，占地面積較大，一般當連接的進出線回路數在11回及以下時，母線不分段。圖4.2雙母線接線4.3 主接線方案的確定主接線設計高壓側接線

29、的選擇，由設計任務書給定的負荷情況，該變電所主接線采用110kv均采用雙母帶接線，使檢修或故障時，不致破壞雙母線接線的固有運行方式，及不致影響供電可靠性，最終確定了110kv側接線選擇雙母線接線；低壓側接線方式的選擇。單母線分段是借助于斷路器，進行分段，當母線故障時，經倒閘操作可切除故障段，保證其它段繼續運行，當母線檢修時可分段進行，這能始終保證一臺主變的供電，當進線電源一回發生故障，通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電，單母線分段的接線可以作分段運行，也可做并列運行，采用分段運行時，各段相當于單母線運行狀態，各段母線所帶的主變壓器是分列進行，互不影響任一母線故障或檢修時，僅停止該段母線所帶變壓器

30、的供電，兩段母線同時故障的機率很小，可以不予考慮，采用并列運行時，電源檢修無需母線停電，只需斷開電源的斷路器及其隔離開關就能保證兩臺主變壓器的供電，對本站10kv 8回供電（大于4回路）較為適合。通過對單母線分段接線與雙母線接線的比較，經權衡考慮，單母線分段接線具有占地面積小、投資少、供電可靠性高的優點，最終確定了10kv側接線選擇單母線分段形式。10kv采用單母線分段，可以使重要負荷的供電從不同的母線分段取得，可靠性較高。40第5章 短路電流計算5.1 概述在電力系的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發生的各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種型式的短路，因為它們會

31、遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行。短路是電力系統的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統）發生通路的情況。在三相系統中，可能發生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。電力系統的運行經驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩定性。高壓短路電流計算一般只計算各元件的電抗，采用標幺值進行計算，為了計算方便選取如下基準值：基準容量：sj = 100mva；基準電壓：vg（kv） 10

32、.5 115 230。短路電流計算的步驟1）計算各元件電抗標幺值，并折算為同一基準容量下；2）給系統制訂等值網絡圖，圖6.1；3）選擇短路點；4）對網絡進行化簡，把供電系統看為無限大系統，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點的電抗標幺值，并計算短路電流標幺值、有名值。標幺值：id* = id*ij;有名值：idi = idij；5）計算短路容量，短路電流沖擊值,短路容量：s =vji;短路電流沖擊值：icj = 2.55i6）列出短路電流計算結果。5.2 短路計算在短路計算的基本假設前提下，選取sj = 100mva，vb 為各級電壓平均值（230，115，10.5kv）。1.系統電抗

33、在sj=100mva下,xs10.36;xs20.015。 2.計算變壓器各繞組電抗 表5.1阻抗電壓高中高低中低12228各繞組等值電抗vs(1-2)12，vs（1-3）22，s（2-3）8vs1% = xs1（vs(1-2)% + vs(1-3)%vs(2-3)%）= xs1（12+ 228）=13vs2% = xs2（vs(1-2)% + vs(2-3)%vs(1-3)%） = xs2（12+822）=1vs3% = xs3（vs(1-3)% + vs(2-3)%vs(1-2)%） = xs3（22+812）=9各繞組等值電抗標么值為：x1 =0.072，x2 0.0055，x3 0.1

34、220kv110kvxs2xs1s1x1x2x310kvs2d1d2d3 圖5.1 等值電路圖3.各短路點短路計算a）d1點短路10kv母線側沒有電源，無法向220kv側提供短路電流，即可略去不計，等值電路可化間為圖5.2。110kv10kvxs2xs1s1x1x2d1s2圖5.2 d1點短路等值電路圖 則短路電流id1 + 69.209換算到220kv短路電流有名值i = id1 =69.209 = 17.374ka取電流沖擊系數kch = 1.8。 當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值ich =1.8i = 1.51i ，icj= 1.5117.374= 26.235ka。沖擊

35、電流 ich =26.2351.87i = 2.55 i = 2.5517.374= 44.304ka，短路容量 s =1.7323017.374 = 6921mva。b）d2點短路如d1處短路類似，10kv母線側因沒有電源，無法向110kv側提供短路電流，即可略去不，等值電路可化間為圖5.3110kv10kvxs2xs1s1x1x2s2d2 圖5.3 d2點短路等值電路圖 則短路電流流id2 =+=23.503ka換算到110kv短路電流有名值i= 23.503= 11.80ka，取電流沖擊系數kch = 1.8 當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值：ich = kch2 i =

36、 1.82 i = 1.51i ，ich = 1.5111.80= 17.818ka。沖擊電流 icj =ich1.87i = 2.55 i = 2.5511.80= 30.09ka短路容量 s = icjvbi = 30.0911511.80= 2350mvac）d3點短路xs2xs1sx1x2d3s2d1d等值電路圖可化簡為圖5.4 圖5.4 等值電路圖簡化圖x1=（xs1 +x2）=0.360.0055=0.357x2=（xs2+x1）=0.0150.072=0.051x3=x3 =0.1=0.05（如圖5.5），星形變換成三角形(如圖5.6)s1s2d3x1x2x3s1s2d3x13x

37、23 圖5.5 星形圖 圖5.6 三角形圖x13= x1 + x3 + = 0.357+0.05+ = 0.757x23= x2+ x3+ = 0.051+0.05+ = 0.108id3 = = =10.58ka換算到10kv側有名值i = id3 5.49= 10.585.49=58.178ka短路電流全電流最大有效值及沖擊值ich = 1.51i = 1.5158.178 =87.848ka表5.2 參數表短路點的編號基準電壓vav（kv）基準電流ij（ka）額定電流ijin（ka）短路電流標么值i*短路電流有名值ika穩態短路電流標么值穩態短路電流標有名值短路電流沖擊值ich(ka)短

38、路全電流最大有效值ich(ka)短路容量s( mva)d12300.250.2569.20917.37469.20917.37444.30426.2356921d21150.50.523.50311.8023.50311.8030.0917.8182350d310.55.55.510.5858.17810.5858.178148.35487.8481058icj = 2.55i = 2.5558.178 = 148.354ka短路容量：s = vb i = 1.7310.558.178=1058mva。第6章 電氣設備的選擇與校驗6.1 高壓進線線路的選擇高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結構是架

39、空線和電纜。電力電纜及控制電纜全部選用銅芯電纜。控制電纜全部選用阻燃型電纜。微機監控和微機保護的電流、電壓、信號接點引入線均采用屏蔽電纜。戶內采用電纜溝及穿管明敷方式，戶外采用電纜溝敷設方式。架空線的主要優點：設備簡單，造價低：有故障易于檢修和維護：利用空氣絕緣，建造比較容易。為了加強鋁線的機械強度，采用多股絞線，用抗張強度為120kg/ 的鋼作為線芯，把鋁線絞在芯子外面,作為導線的導電部分，稱為鋼芯鋁線。lg型鋁絞線在35kv以上架空線路用得較多，在需要高機械強度的地方，如跨越時則用加強型lgj。所以110kv進線選用lgj-240/30型號的架空線。lg型鋁絞線在35等級較合適，所以110

40、kv進線選用lgj-240/30型號的架空線。6.2 高壓斷路器的選擇高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器，一般635kv選用真空斷路器，35500kv選用sf6斷路器.高壓斷路器的主要參數有如下幾點。額定電壓：額定電壓是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：是指環境溫度在40度時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的結構和介質有關；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示；熱穩定電流：熱穩定電流是表示斷路器能承受短路電流熱

41、效應的能力；動穩定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。按工作環境選擇：選擇戶外或戶內，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應該大于或等于所在電網的額定電壓，即： ；按額定電流選擇：應該等于或大于負載的長時最大工作電流，即： ;校驗高壓斷路器的熱穩定性：；校驗高壓斷路器的動穩定性：；校驗高壓斷路器的斷流容量（或開斷電流）：斷流容量按校驗；校驗短路關合電流：。選擇時，除按一般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩定性及動穩定性等各項指標。最大長期工作電流為短路電流熱效應為 1662.02

42、由于1s，故不計非周期熱效應。短路電流引起的熱效應qd = qk =1662.02沖擊電流 = 36.5854ka（1）按電壓選擇：斷路器的工作電壓，滿足工作要求（2）最大長期工作電流選擇： 滿足要求。（3）動穩定校驗： 滿足動穩態要求。（4）按額定開斷電流校驗： 16.2602ka 滿足要求。（5）額定關合電流校驗： , 滿足要求。（6）熱穩定校驗：=4s1s，故不計非周期熱效應1662.02滿足熱穩定要求根據上述分析并查資料可得高壓斷路器參數如表6.1所示。表6.1 110kv高壓斷路器選擇型高壓六氟化硫斷路器計算數據110 kv110 kv299.82a3150a162602ka40ka

43、36.5854ka100ka1662.02（）404=6400（）36.5854ka100ka6.3 高壓隔離開關的選擇高壓隔離開關的作用：高壓隔離開關是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設備，以及對被檢修的高壓母線、斷路器等電器設備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設備。形式結構：高壓隔離開關一般有底座、支柱絕緣子、導電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構，單相或三相操動。高壓隔離開關主刀閘與接地刀閘間一般都設有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關、接地開關根據不同的安裝場所有各種不同的安裝方式。選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，

44、海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環境溫度不高于+400c，戶內產品環境溫度不低于-100c，戶外產品環境溫度不低于-300c；戶內產品空氣相對濕度在+250c時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產品要求空氣相對濕度不大于85%）；戶外產品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內產品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經常性的劇烈震動。戶外產品的使用環境為普通型，用于級污穢區，防污型用于級（中污型）、級（重污型）污穢區。根據設計條件，選擇戶外型高壓隔離開關，它可用于戶外有電壓無負載時切斷或閉合6-500kv電壓等級的電氣線路。戶外型高壓隔離開關

45、一般由底座、支柱絕緣子、主刀閘、接地刀閘、動觸頭和操動機構等組成，單相或三相連聯動進行操作。戶外隔離開關可安裝在戶外支架或支柱上，也可安裝在戶內。（1）按電壓選擇：隔離開關的工作電壓，滿足要求。（2）最大長期工作電流選擇： 滿足要求。（3）動穩定校驗： 36.5854ka 滿足動穩態要求。（4）熱穩定校驗： =4s1s，故不計非周期熱效應 1331.6488 滿足熱穩定要求。根據上述條件和要求并查可得高壓隔離開關參數如表6.2所示。表6.2 110kv側的高壓隔離開關選擇gw4-110型計算數據110kv110kv299.82a1250a1331.6488（）31.54=3969（）36.58

46、54ka80ka6.4 高壓熔斷器的選擇高壓熔斷器是一種過流保護元件,由熔件與熔管組成。當過載或短路時，熔件熔斷，達到切斷故障保護設備的目的。電流越大，熔斷時間越短。在選擇熔件時，除保證在正常工作條件下（包括設備的起動）熔件不熔斷外，還應該符合保護選擇性的要求。高壓熔斷器的選擇：按環境選取戶內戶外型；熔斷器額定電壓要等于或高于電網電壓；電流選擇包括熔斷器熔管的額定電流和熔體的額定電流，熔管的額定電流要大于或等于熔體的額定電流 ，熔體的額定電流（k為可靠系數，取1.52.0）；熔斷器開斷電流校驗 或；熔斷器選擇性校驗根據制造廠提供的安秒特性曲線上查出。rw6-110型高壓熔斷器主要是由上下棒形絕

47、緣子、接觸導電系統、并聯的主副熔絲管以及推桿等部分組成，用于110kv線路和變壓器的短路及過負荷保護。rw3-10型高壓熔斷器是由絕緣子、接觸導電系統及熔絲管等部件組成，用于10kv輸電線路和變壓器的短路與過負荷保護。通過計算查表，110kv側的高壓熔斷器選擇rw6-110型熔斷器。10kv側的高壓熔斷器選擇rw3-10型熔斷器。6.5 低壓斷路器隔離開關及熔斷器的選擇斷路器、隔離開關、熔斷器的選擇方法與高壓側的相同，型號如下：低壓斷路器型號為 hb10-25，隔離開關型號為 gw9-10g,熔斷器的型號為rw3-10。6.6 電流互感器的選擇電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分

48、別向測量儀表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器一次側匝數少，串接在主電路中，二次線圈與負載的電流線圈串聯，接近短路狀態。1型式的選擇根據安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結構（澆注式、瓷絕緣式、油侵式等）、安裝方式（戶內、互外、裝入式、穿墻式等）、結構型式（多匝式、單匝式、母線式等）、測量特性（測量用、保護用、具有測量暫態的特性等）。620kv戶內配電裝置和高壓開關柜中，常采用ld單匝貫穿式或復雜貫穿式2額定電壓和額定電流的選擇，電流互感器的額定電壓不小于裝設電流互感器回路所在電網的額定電壓，。電流互感器的一次額定電流不小于裝設回路的最大持續電流，。3準確級和額定容量的選擇，

49、用于電能計量的電流互感器，準確度級不應低于0.5級。用于繼電保護的電流互感器，誤差應在一定的限值內，以保證過電流時的測量準確度的要求。為保證電流互感器工作時的準確度符合要求，即二次側總容量應不小于該精度等級所規定的額定容量4熱穩定和動穩定的校驗電流互感器的熱穩定能力用熱穩定倍數表示，熱穩定倍數等于互感器1s熱穩定電流與一次額定電流之比，故熱穩定條件為：式中 -短路熱效應。電流互感器的內部動穩定能力用動穩定倍數表示，動穩定倍數等于互感器內部允許通過的極限電流（峰值）與一次額定電流之比。故互感器內部動穩定條件為：式中 -通過電流互感器一次側繞組的最大沖擊電流。（1）按電壓選擇： 電流互感器的工作電

50、壓=110kv，滿足要求。（2）最大長期工作電流選擇： 滿足要求。（3）動穩定校驗： , 滿足動穩態要求。（4）熱穩定校驗：=4s1s，故不計非周期熱效應 1662.02 滿足熱穩定要求。表6.3 110kv側電流互感器參數計算數據lcwd-110110kv110kv299.82a1200a1662.02（）（751.2）=8100ka36.5854220.584ka低壓側計算與高壓側相同：表6.4 10kv側電流互感器參數計算數據lmc-1010kv10kv3398a4000a425.35（）（754）=90000()7.8265ka735.28ka6.7 電壓互感器的選擇電壓互感器一次側是

51、并接在高壓側，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯，一次側匝數很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。1型式的選擇，根據電壓互感器安裝的場所和使用條件，選擇電壓互感器的絕緣結構和安裝方式。一般620kv戶內配電裝置中多采用油侵或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器；35kv配電裝置中宜選用電磁式電壓互感器；110kv及其以上的配電裝置中盡可能選用電容式電壓互感器。在型式選擇時，還應根據接線和用途的不同，確定單相式、三相式、三相五柱式、一個或多個副繞組的不同型式的電壓互感器。接在110kv及以上線

52、路側的電壓互感器，當線路上裝有載波通信時，應盡量與耦合電容器結合，統一選用電容式電壓互感器。2額定電壓的選擇，為保證測量準確性，電壓互感器一次額定電壓應在所安裝電網額定電壓的90%110%之間。電壓互感器二次額定電壓應滿足測量、繼電保護和自動裝置的要求。通常，一次繞組接于電網線電壓時，二次繞組額定電壓選為100v；一次繞組接于電網相電壓時，二次繞組額定電壓選為v。當電網為中性點直接接地系統時，互感器輔助副繞組額定電壓選為100/v；當電網為中性點非直接接地系統時，互感器輔助繞組額定電壓選為100/3v。3容量和準確度級的選擇，電壓互感器按容量和準確度級的原則與電流互感器的選擇相似，要求互感器的額定二次容量，不超過電壓互感器的二次負荷（），而且二者要盡量接近，因過也會使誤差增大。統計電壓互感器二次負荷時，首先應根據儀表和繼電器電壓線圈的要求，確定電壓互感器的接線，并盡可能將負荷分配均勻。為滿足準確級的要求在計算各相負荷，取其最大一相負荷與互感器的額定容量比較。在計算各項負荷時，要注意互感器與負荷的接線方式。4電壓互感器不校驗動穩定和熱穩定。表6.5 110kv側電壓互感器參數型號額定變比額定容量準確等級最大容量jcc2-1101級500va3級1000va2000v