變壓器,電力系統(tǒng),降壓變電所,電氣工程設(shè)計

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1、沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 摘 要 電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用大學(xué)四年所學(xué)理論知識，獨立分析和解決工程實際問題的初步能力的一個重要環(huán)節(jié)。 本設(shè)計是根據(jù)“電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)（發(fā)電廠及電力系統(tǒng)）”畢業(yè)任務(wù)書的要求，綜合大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識及《電力工程電氣設(shè)計手冊》，《電力工程電氣設(shè)備手冊》等書籍的有關(guān)內(nèi)容，在指導(dǎo)教師的幫助下，通過本人的精心設(shè)計論證完成的。整個設(shè)計過程中，全面細(xì)致的考慮工程設(shè)計的經(jīng)濟性，系統(tǒng)運行的可靠性，靈活性等諸多因素，最終完成本設(shè)計方案。 本設(shè)計說明書是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對地區(qū)變電所與電氣主接線的畢業(yè)設(shè)計。本次設(shè)計主要是變電所電氣主接

2、線的設(shè)計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項參數(shù)，并且通過計算，詳細(xì)的校驗了各種不同設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，最后確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式。 關(guān)鍵詞 變壓器,電力系統(tǒng),降壓變電所,電氣工程設(shè)計 目 錄 摘 要 I 引 言 - 1 - 第一部分 畢業(yè)設(shè)計說明書 - 2 - 1 變電所原始資料分析 - 2 - 1.1 設(shè)計題目 - 2 - 1.

3、2 變電所概況介紹 - 2 - 變電所60KV的用戶負(fù)荷表 - 2 - 電力系統(tǒng)接線方式 - 2 - 2 主變壓器臺數(shù)和容量的確定 - 4 - 2.1 主變壓器選擇的要求 - 4 - 2.2 主變壓器容量和臺數(shù)的確定 - 4 - 主變壓器的選擇 - 5 - 3 主接線形式的選擇及說明 - 7 - 主接線的設(shè)計原則 - 7 - 3.2 主接線的設(shè)計要求 - 7 - 3.3 主接線的選擇 - 8 - 主接線的預(yù)定方案 - 8 - 3.3.2 對兩種方案接線方式的同時論證 - 9 - 3.4 主接線的確定 - 10 - 3.5 設(shè)備的配置 - 11 - 3.5.

4、1 隔離開關(guān)的配置 - 11 - 3.5.2 電壓互感器的配置 - 11 - 3.5.3 電流互感器的配置 - 11 - 3.5.4 接地刀閘的配置 - 11 - 3.5.5 避雷器的配置 - 12 - 4 短路計算 - 13 - 4.1 短路電流計算的目的 - 13 - 4.2 短路的基本類型 - 13 - 4.3 短路電流計算的基本假定 - 13 - 4.4 一般規(guī)定 - 13 - 4.5 計算步驟 - 14 - 4.6 計算方法 - 14 - 4.7 本變電所電力系統(tǒng)等值電路圖 - 15 - 5 電氣設(shè)備的選擇 - 16 - 5.1 母線的選擇 - 16 -

5、 5.1.1 母線的型式及適用范圍 - 16 - 5.1.2 一般條件 - 16 - 5.1.3 截面選擇說明 - 17 - 5.1.4 熱穩(wěn)定校驗 - 17 - 5.2 高壓斷路器的選擇 - 17 - 5.3 隔離開關(guān)的選擇 - 19 - 5.4 電流互感器的選擇 - 19 - 5.5 電壓互感器選擇 - 21 - 5.6 避雷器的選擇 - 21 - 6 高壓配電裝置 - 23 - 6.1 高壓配電裝置設(shè)計原則及要求 - 23 - 6.2 屋外配電裝置的布置原則 - 25 - 6.3 本變所配電裝置的規(guī)劃 - 25 - 7 繼電保護(hù)及自動裝置設(shè)計 - 27 - 7

6、.1 繼電保護(hù)配置的作用和要求 - 27 - 7.2 變壓器保護(hù)的配置 - 27 - 7.3 母線保護(hù)和斷路器失靈保護(hù) - 28 - 7.3.1 母線保護(hù)配置原則 - 29 - 7.3.2 母線保護(hù) - 29 - 7.3.3 斷路器失靈保護(hù) - 30 - 7.4 線路的保護(hù)裝置 - 30 - 7.4.1 220kV側(cè)線路保護(hù) - 30 - 7.4.2 60KV側(cè)線路保護(hù) - 31 - 7.5 自動裝置的規(guī)劃設(shè)計 - 32 - 7.5.1 電力系統(tǒng)自動裝置的設(shè)計 - 32 - 7.5.2 自動重合閘裝置應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè) - 32 - 7.5.3 自動重合閘裝置應(yīng)符合以下要

7、求 - 32 - 7.5.4 備用電源和備用設(shè)備自動投入 - 32 - 8 防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計 - 34 - 8.1 防雷保護(hù)的同必要性 - 34 - 8.2 發(fā)電廠及變電所的防雷保護(hù)內(nèi)容 - 34 - 8.3 變電所防雷保護(hù)的對象 - 34 - 8.4 裝設(shè)避雷針（線）的基本原則 - 35 - 8.5 防雷保護(hù)設(shè)計所需資料 - 35 - 8.6 避雷針的保護(hù)范圍計算 - 35 - 8.7 防雷保護(hù)措施 - 36 - 第二部分 桓仁220/60變電所電氣部分設(shè)計計算書 - 37 - 1 主變壓器的選擇 - 37 - 2 短路電流的計算 - 39 - 計算公式 - 39

8、 - 系統(tǒng)計算電路圖和等值電路圖 - 39 - 2.2 220KV母線上K1點發(fā)生短路時的短路計算 - 43 - 2.3 60KV母線上K2點發(fā)生短路時的短路計算 - 43 - 3 主要電氣設(shè)備的選擇 - 45 - 3.1 母線的選擇 - 45 - 3.1.1 220KV側(cè)母線選擇 - 45 - 3.1.2 60KV側(cè)母線選擇 - 45 - 3.2 高壓斷路器的選擇 - 47 - 3.2.1 220KV側(cè)斷路器的選擇 - 47 - 3.2.2 63KV側(cè)斷路器的選擇 - 48 - 3.3 隔離開關(guān)的選擇及校驗 - 49 - 3.3.1 220KV側(cè)隔離開關(guān)選擇與校驗 -

9、 49 - 3.3.2 60KV側(cè)隔離開關(guān)選擇與校驗 - 50 - 3.4 電流互感器的選擇及校驗 - 51 - 3.4.1 220KV側(cè)電流互感器的選擇及校驗 - 51 - 3.4.2 63KV側(cè)電流互感器的選擇及校驗 - 52 - 3.5 電壓互感器選擇及校驗 - 53 - 3.6 避雷器的選擇 - 54 - 4 避雷針的保護(hù)范圍計算 - 55 - 結(jié) 論 - 57 - 致 謝 - 58 - 參考文獻(xiàn) - 59 - 附 錄 - 60 - --

10、 59 -- 引 言 隨著各國電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模迅速擴大，電壓等級和自動化水平的不斷提高，供電部門為適應(yīng)市場機制，加強科技進(jìn)步和提高經(jīng)濟效益就成為電力經(jīng)營管理關(guān)注的重點問題。為了解決這一問題，我國于2002年首先推出了以打破壟斷，引入竟?fàn)帪槭椎捏w制改革方案，預(yù)期將對發(fā)輸供電效率的提升產(chǎn)生積極作用。 本設(shè)計是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，針對220/60KV降壓變電所畢業(yè)設(shè)計論文。本次設(shè)計主要是變電所與電氣主接線的設(shè)計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，選擇待設(shè)計變電所所含有的各種電氣設(shè)備及其各項參數(shù)，并且通過計算，詳細(xì)的校驗了各種不同設(shè)備的熱穩(wěn)

11、定和動穩(wěn)定，并對其選擇進(jìn)行了詳盡的說明。同時經(jīng)過變壓器的選擇和變電所所帶負(fù)荷情況，確定本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式，同時根據(jù)變電所的電壓等級及其在電力網(wǎng)中的重要地位進(jìn)行繼電保護(hù)和自動裝置的規(guī)劃設(shè)計，最后通過對主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的斷面圖、平面圖，同時根據(jù)所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護(hù)，并繪制屋外高壓配電裝置的防雷保護(hù)圖。本設(shè)計的所有圖紙都是計算機繪制而成，最后按照要求進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計成品打印。 第一部分 畢業(yè)設(shè)計說明書 1 變電所原始資料分析 1.1 設(shè)計 地區(qū)變電所電氣主接線

12、初步設(shè)計 1.2 變電所概況介紹 （1）℃，最高溫度為36℃；變電所地勢平坦，交通方便。 （2）變電所220KV側(cè)進(jìn)線2回，60KV側(cè)出線12回。 （3）變電所主保護(hù)動作時間0.5S，后備保護(hù)動作時間為3秒；短路計算時間4秒。 根據(jù)所給條件對本變電所的電氣主接線、電氣設(shè)備進(jìn)行選擇，對配電裝置進(jìn)行規(guī)劃，對防雷保護(hù)進(jìn)行設(shè)計。 1.3變電所60KV的用戶負(fù)荷表 表1-1變電所60KV的用戶負(fù)荷表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（KW） 功率 因數(shù) 出線 方式 出線回數(shù) 附注 近　期 五年規(guī)劃 1 冶煉廠 7500 15000 0．85 架空

13、 2 有重要負(fù)荷 2 空壓機廠 5000 8000 0．95 架空 2 有重要負(fù)荷 3 制冷設(shè)備廠 5600 9000 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 4 汽車配件城 4500 9000 0．95 架空 2 無重要負(fù)荷 5 制藥廠 5000 8500 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 6 化工廠 6000 12000 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 負(fù)荷同時系數(shù)0.86，線損率為4.5%，重要負(fù)荷占75.5%，根據(jù)負(fù)荷表確定本變電所的遠(yuǎn)期最大負(fù)荷，確定本變電所主變壓器的容量，根據(jù)相關(guān)規(guī)程對本變電所的主變壓

14、器進(jìn)行選擇。 2*100KM 220KV 2*50KM 800MVA Ud%=18 2*30KM 240MVA Ud﹪ 600MW Xd” COSφ= 待設(shè)計變電所 200MW；Xd”=0.135；COSφ= 電力系統(tǒng)接線方式 系統(tǒng)中所有的發(fā)電機均為汽輪發(fā)電機,送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為0

15、.3歐姆/公里 根據(jù)電力系統(tǒng)接線方式及所給數(shù)據(jù)，正確選擇短路點，進(jìn)行短路計算，根據(jù)短路計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)電氣設(shè)備的選擇較驗。 2 主變壓器臺數(shù)和容量的確定 在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠（站）用電的變壓器，稱為廠（站）用變壓器或自用變壓器。 2.1 主變壓器選擇的要求 (1) 和電力系統(tǒng)連接的主變壓器一般不超過兩臺。當(dāng)只有一個電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時，可裝設(shè)一臺主變壓器。 (2) 變壓

16、器裝設(shè)兩臺及以上主變壓器時，每臺容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺停用時，其余變壓器容量至少能保證所供電的全部一級負(fù)荷或為變電所全部負(fù)荷的60—75%。通常一次變電所為75%，二次變電所為60%。 (3) 變電所的主變壓器一般采用三相變壓器，因制造或運輸條件限制及初期只裝一臺主變壓器的220KV變電所中，一般采用單相變壓器組，當(dāng)裝設(shè)一臺單相變壓器時，應(yīng)沒有備用相，當(dāng)主變壓器超過一臺，且各臺容量滿足上述要求時，單相變壓器組可不裝設(shè)備用相。 (4) 變電所中的變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器，如受設(shè)備制造限制時，可采用獨立的調(diào)壓變壓器或預(yù)留位置。 (5) 變壓器繞組的連接方式必須和

17、系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“△”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。 2.2 主變壓器容量和臺數(shù)的確定 主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5—10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容量選得過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地需積，而且也增加了運行電能損耗，設(shè)備末能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機剩余功率的輸出或者會滿足不了變電站負(fù)荷的需要

18、，這在技術(shù)上是不合理的，因為每千瓦的發(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每一個千瓦變電設(shè)備的投資。 變電所主變壓器的容量，一般應(yīng)按5—10年規(guī)劃負(fù)荷來選擇。根據(jù)城市規(guī)劃、負(fù)荷性質(zhì)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等綜合考慮確定其容量。對重要變電站，應(yīng)考慮當(dāng)1臺主變壓器停運時，其作變壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足I類及II類負(fù)荷的供電；對一般性變電站，當(dāng)1臺主變壓器停運時，其變壓器容量應(yīng)能滿足全部負(fù)荷的70%—80%。 變電所主變壓器的臺數(shù)，對于樞紐變電所中、低壓側(cè)已形成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以設(shè)置2臺主變壓器為宜；對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，可設(shè)3臺主變壓器，以提高供電可靠性。 2.3主變壓器的選

19、擇 總?cè)萘康拇_定 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)5-10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行選擇，通過對原始資料的分析，根據(jù)負(fù)荷及經(jīng)濟發(fā)展的要求，同時考慮負(fù)荷的同時系數(shù)和線損率等因素，可由公式求得。 分析原始資料變電所60KV用戶負(fù)荷表（表2-1） 變電所60KV用戶負(fù)荷表 序號 負(fù)荷名稱 最大負(fù)荷（KW） 功率 因數(shù) 出線 方式 出線回數(shù) 附注 近　期 五年規(guī)劃 1 冶煉廠 7500 15000 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 2 空壓機廠 5000 8000 0．95 架空 2 有重要負(fù)荷 3 制冷設(shè)備廠 5600 9000 0．85 架空

20、 2 有重要負(fù)荷 4 汽車配件城 4500 9000 0．95 架空 2 無重要負(fù)荷 5 制藥廠 5000 8500 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 6 化工廠 6000 12000 0．85 架空 2 有重要負(fù)荷 最大負(fù)荷同時系數(shù)0.86，線損率為4.5﹪?？傌?fù)荷中重要負(fù)荷占75.5﹪。 根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計級過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷；對一般性變電所，當(dāng)一臺變電所停運時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷

21、的70%~80%。 本變電所的最大遠(yuǎn)期負(fù)荷為： kW kW 式中 —本變電所60KV側(cè)各出線負(fù)荷 P —本變電所60KV側(cè)各出線總負(fù)荷 已知cosφ1=0.85，cosφ線損率為%，負(fù)荷的同時系數(shù)為k0=0.86 將上數(shù)據(jù)代入公式可得變壓器容量為: 經(jīng)計算得Se=70%S=kVA 查《電力設(shè)備手冊》選用兩臺雙繞組變壓器，其型號為SFPZ7—120000/220，電壓為 kV采用YN,d11連接組，附套管電流互感器，其具體型號和參數(shù)見表2-2。 正常運行時，兩臺變壓器全部投入。當(dāng)其中一臺停運檢修時，考慮變壓器的過負(fù)荷能力，另一臺仍能達(dá)

22、到全部負(fù)荷的98%。 表2-2 所選SFPZ7—120000/220變壓器的主要參數(shù) 型 號 電壓組合（KV） 聯(lián)接組別 損耗(kw) 阻抗電壓（%） 冷卻方式 SFPZ7- 120000/ 220 高壓 中壓 低壓 YN，d11 負(fù)載 空載 高低 高中 中低 強迫油循環(huán)風(fēng)冷 220+8*1.25% 63 385 124 S—三相； F—風(fēng)冷； P—強迫油循環(huán)；Z—有載調(diào)壓；7—設(shè)計序號；120000—額定容量（KVA）；220—額定電壓（KV）

23、 3 主接線形式的選擇及說明 變電所電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要主成部分，它表明了發(fā)電機、變壓器、線路和斷路器等設(shè)備的數(shù)量和接線方式，從而實現(xiàn)安全的發(fā)電、輸變電、配電的任務(wù)。 根據(jù)設(shè)計規(guī)程，變電所主接線應(yīng)滿足可靠性、 靈活性、 經(jīng)濟性的要求。同時還應(yīng)考慮以下的因素： （1） 考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 （2） 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模。 （3） 考慮負(fù)荷的重要性分級和出線回數(shù)的多少對主接線的影響。 （4） 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響。 （5） 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。 3.2 主接線的設(shè)計要求 對電氣主接線的基

24、本要求，概括地說應(yīng)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。 （1） 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重，在經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟是實時電價的數(shù)十倍，及至上百倍，至于導(dǎo)致人身健身房、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響，更是難以估量。因此電氣主接線必須保證供電可靠。 電氣主接線的可靠性不是絕對的。同樣形式的主接線對某些發(fā)電廠和變電所來說是可靠的，而對別外一些發(fā)電廠和變電所則不一定能滿足可靠性要求。所以在分析電氣主接的可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位和作、用

25、戶的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運行經(jīng)驗等諸多因素。 1）應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析。（即斷路器檢修時，能否不影響供電。線路、斷路器或母線經(jīng)及母線或母線隔離開關(guān)檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷的供電；發(fā)電廠和變電所全部停電的可能性；大型機組突然停運時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與后果等因素） 2）主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合。 3）主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線。 4）要考慮所設(shè)計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。

26、 （2）靈活性 電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行狀態(tài)，并能錄活地進(jìn)行運行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性有以下幾方面的要求： 1）調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負(fù)荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 2）檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。 3）擴建的方便性要求，對將來要擴建的發(fā)電廠或變電所，其主接線必須具有擴建的方便性。 （3） 經(jīng)濟性 1）投資省 a.主接線力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備。 b.要能使斷電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電

27、纜。 c.要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器。 d.如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護(hù)要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。 2）占地面積小 主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少。同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變電所，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資、投建、盡快發(fā)揮效益。 3）電能損失小 在發(fā)電廠和變電所中，電能損耗主要來自變壓器，經(jīng)濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。 3.3 主接線的選擇 由《規(guī)程》知：110—220kV配電裝置中的出線回路數(shù)為2

28、回時，一般采用單母線分段的接線形式。當(dāng)配電裝置中的進(jìn)線和出線總數(shù)為12—16回時，在一組母線上設(shè)置分?jǐn)鄶嗦菲?，而雙母線運行方式在6—220kV電壓的配電裝置中，通常是以保證用戶供電，所以必需的可靠性。根據(jù)上述以及本變電所所處系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，初步確定主接線方案：第一種方案是一次側(cè)（220kV側(cè)）采用單母分段的接線形式，二次側(cè)（60kV側(cè)）采用雙母三分段的接線形式；第二種方案是一次側(cè)（220kV側(cè)）采用雙母線的接線形式，二次側(cè)（60kV側(cè)）采用雙母線帶旁路的接線形式。 本變電所電壓等級為220kV/60kV，220kV電源進(jìn)線為2回； 60kV側(cè)出線為12回。 根據(jù)主接線設(shè)計

29、必須滿足供電可靠性、保證電能質(zhì)量、滿足靈活性和方便性、保證經(jīng)濟性的原則，初步擬定兩種主接線方案。 第一方案：220kV側(cè)采用單母分段帶旁路接線，60kV側(cè)采用雙母三分段接線。第二方案：220kV側(cè)采用雙母線接線，60kV側(cè)采用雙母線帶旁路接線 。 圖 接線方案 3.3.2 對兩種方案接線方式的同時論證 ： 一次側(cè)（220kV側(cè)）采用單母分段接線形式 優(yōu)點：單母分段按可進(jìn)行分段檢修，對于重要負(fù)荷可以從不同段引出兩個回路，使重要負(fù)荷有兩個電源供電，在這種情況下，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下能自動將故障切除，因而保證了正常段母線不間斷供電和

30、不致使重要負(fù)荷停電。 缺點：是當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線上所有回路都要在檢修期間長時間停電。 二次側(cè)（60kV側(cè)）采用雙母三分段接線形式 正常運行時，只有一組母線工作，所有連接在工作母線上的隔離開關(guān)是接通的，另一組母線為備用母線，所有連接在備用母線上的母線隔離開關(guān)是斷開的。雙母線中的任一組母線，都可以是工作母線或備用母線，工作母線和備用母線利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器連接起來，它平時是斷開的。 優(yōu)點：1）輪流檢修母線時，不中斷裝置的工作和向用戶供電。 2）檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開這一條回路。 3）工作母線發(fā)生故障時，裝置能迅速的恢復(fù)正常工作。 4）任一回路

31、運行中的斷路器，如果拒絕動作或因故不允許操作時，可利用母線聯(lián)絡(luò)斷路器來代替斷開該回路。 缺點：在倒母線的操作過程中，使用隔離開關(guān)切換有負(fù)荷電流的電路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成誤操作。其次是雙母三分段接線平時只有一組母線工作，因此，當(dāng)工作母線短路時仍要使整個配電裝置短時停止工作，在檢修任一回路的斷路器時，此回路仍需要停電。另外，增加了母線隔離開關(guān)的數(shù)目和有色金屬的消耗量，并且使配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故經(jīng)濟性較差。 一次側(cè)（220kV側(cè)）采用雙母線接線形式 二次側(cè)（60kV側(cè)） 采用雙母線帶旁路接線形式 為了避免單母分段在母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，連接在該段母線上的回路都要在檢修期

32、間長時間停電，而發(fā)展成雙母線這種接線，每一回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運行。雙母線接線中，每個回路均通過一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)，連接到兩組母線上，電源和出線可均勻地分布在兩組母線上，由6~10kV配電裝置；35~60kV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時；110~220kV出線數(shù)為2回及以上時，此接線有以下幾個優(yōu)點： （1）可以輪流檢修母線而不影響供電，只需將要檢修的那組母線上所連接的電源和線路通過兩組母線隔離開關(guān)的倒閘操作，全部切換到另一組母線上。 （2）檢修任一母線的隔離開關(guān)時，只停該回路。當(dāng)某一回路的一組母線

33、隔離開關(guān)發(fā)生故障時，只要將該隔離開關(guān)所在的回路和所連接的母線停電，就可以對該隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，不影響其它回路。 （3）一組母線故障后，能迅速恢復(fù)該母線所連接回路的供電，即被切除回路可迅速恢復(fù)送電。 （4）運行高度靈活。電源和線路可以任意分配在某一組母線上，能夠靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式和潮流變化的要求。 （5）擴建方便。雙母線接線方式可以沿著預(yù)備的擴建端向左右擴建，而不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，也不會引起原有回路的停電。 （6）便于實驗。在個別回路需單獨進(jìn)行實驗時，可將該回路單獨接至一組母線上。 單斷路器的雙母線接線也有自己的缺點： （1）任一臺斷路器拒動，將造成與該斷路

34、器相連母線上其它回路的停電。 （2）一組母線檢修時，全部電源及線路都集中在另一組母線上，若該母線再故障，將造成全停事故。 （3）母聯(lián)斷路器故障，將造成配電裝置全停。 （4）當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為切換電器，容易發(fā)生誤操作。 （5）在檢修任一進(jìn)出線回路的斷路器時，將使該回路停電。 （6）增加了母線長度和使每回路增加了一組母線隔離開關(guān)，還使配電裝置架構(gòu)增加，占地面積增大，投資增多， 雙母線帶旁路母線的接線：雙母線可以帶旁路母線，用旁路斷路器代檢修中的回路斷路器工作，使該回路不停電，可以設(shè)專用旁路斷路器，也可以用旁路斷路器兼作母聯(lián)斷路器，或用母聯(lián)斷路器兼作旁路斷路器。當(dāng)

35、110kV出線在6回及以上、220kV出線在4回及上時，宜采用帶專用旁路斷路器的旁母線。 帶有專用旁路斷路器接線，多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，增加了投資，然而這對接入旁路母線的線路回路數(shù)較多，且對供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的。不采用專用旁路斷路器的接線，雖然可以約建設(shè)投資，但是倒閘操作十分繁雜，而且對于無論是單母線分段接線或雙母線接線方式，在檢修期均處于單母線不分段運行狀況，極大地降低了可靠性。根據(jù)本變電所主要向工業(yè)區(qū)供電，此外一部分是城市公共負(fù)荷，其中60KV配電裝置出線回數(shù)為12回，所以本變電所的接線必須十分可靠。 3.4 主接線的確定 兩種方案進(jìn)行比較： 首先

36、，一次側(cè)兩種接線形式的比較：單母分段雖然較雙母線減少母線長度和隔離開關(guān)的數(shù)量，而且占地面積也較小，但是單母分段接線當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，都會使該段母線上所有回路在檢修期間長時間的停電，而這對重要負(fù)荷的供電可靠性是不允許的。雙母線接線形式雖然占地面積較大，投資較高，但是其供電可靠性調(diào)度靈活性和擴建方便等優(yōu)點卻是對重要負(fù)荷和系統(tǒng)容量的變化是非常重要的。所以通過以上的比較，最終確定一次側(cè)（220kV側(cè)）采用雙母線接線形式。 其次，二次側(cè)兩種接線形式的比較：雙母三分段的接線增加了隔離開關(guān)和斷路器的數(shù)量，對于正常運行或線路故障時的倒閘操作較為雙母線接線復(fù)雜，其平時只有一組母線運行，所以

37、當(dāng)工作母線短路時，仍要使整個配電裝置短時停止工作，擴大了停電時間。雙母線帶旁路接線形式雖然占地面積較大，投資較高，但是其供電可靠性和擴建方便等優(yōu)點卻是對重要負(fù)荷和系統(tǒng)容量的變化是非常重要的。而雙母線帶旁路接線不僅經(jīng)濟性要優(yōu)于前者，而且在母線故障后，恢復(fù)供電的速度也高于前者，同時，雙母線接線可靠性高，擴建方便，所以通過上述的比較，二次側(cè)（60kV側(cè)）最終選定雙母線接線的接線形式。 最后，通過前面對一次側(cè)（220kV側(cè)）和二次側(cè)（60kV側(cè)）接線的經(jīng)濟性，可靠性，靈活性等各方面的綜合比較，同時考慮本所的進(jìn)線，出線的回數(shù)以及重要負(fù)荷的分布等因素，一次側(cè)（220kV側(cè)）采用雙母線的接線形式，二次側(cè)（

38、60kV側(cè)）采用雙母線帶旁路的接線形式。本變電所電氣主線圖見附錄 設(shè)備的配置 隔離開關(guān)的配置 （1）接在變壓器引出線上或中性點上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。 （2）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。 （3）斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便檢修斷路器是隔離電流。 （4）中性點直接接地的普通形變壓器均宜配置隔離開關(guān)。 電壓互感器的配置 （1）電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線有關(guān)，應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求。 （2）60~220kV電壓等級的每組主接線的三相應(yīng)裝電壓互感器 （3）當(dāng)需監(jiān)視和檢測線路有無電壓時，出線側(cè)的一組上應(yīng)裝設(shè)電

39、壓互感器。 電流互感器的配置 （1）凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動化的要求。 （2）在未裝設(shè)斷路器的發(fā)電機和變壓器中性點，應(yīng)裝設(shè)電流互感器。 （3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置，對非直接接地系統(tǒng)依具體要求配置兩相或三相。 接地刀閘的配置 （1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1-2組接地刀閘，兩組接地刀閘間距適中，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)開關(guān)上，也可裝設(shè)于其它母線回路。 （2）63kV及以上的斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配接地刀閘，雙母線接線兩組

40、母線隔離開關(guān)的斷路器側(cè)可共用一組接地刀閘。 （3）旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，裝設(shè)在旁路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。 （4）63kV及以上主變母線隔離開關(guān)的主變側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。 避雷器的配置 （1）配電裝置每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器的除外。 （2）220kV及以下變壓器到避雷器的電氣距離越過允許值時，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 （3）下列情況下的變壓器中性點應(yīng)裝設(shè)避雷器： 1)中性點直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點分級絕緣且有隔離開關(guān)時。 2)不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點。 3)110~220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷

41、器。 4 短路計算 4.1 短路電流計算的目的 (1) 電氣主接線的選擇。 (2) 選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證設(shè)備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時保證不損壞。 (3) 選擇斷電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計算。 (4) 確定中性點接地方式。 (5) 驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓。 (6) 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的計算。 (7) 計算軟導(dǎo)線的短路搖擺。 4.2 短路的基本類型 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱

42、短路。 為了檢驗和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護(hù)的整定計算，常用下述短路電流值： Ich：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。 I〞：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。 I∞：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。 4.3 短路電流計算的基本假定 (1) 正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行。 (2) 所有電源的電動勢相位角相同。 (3) 電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。 (4) 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。 (5) 不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。 (6) 元件的計算參數(shù)取其額定值，

43、不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。 (7) 輸電線路和電容略去不計。 4.4 一般規(guī)定 (1) 驗算導(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)按本設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 (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)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。 (3) 選擇導(dǎo)體的電器時，對不帶電抗器的回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點。 (4) 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷

44、電流，一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計算。 4.5 計算步驟 (1) 畫等值電抗圖 1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻。 2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。 3）計算各元件的電抗標(biāo)么值。 (2) 選擇計算短路點 (3) 求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流。 (4) 各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。 (5) 列出短路電流計算數(shù)據(jù)表。 4.6 計算方法 標(biāo)么值法：取基準(zhǔn)容量Se=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ue=Uav計算用公式：

45、 線路電抗：XL*= XL (4.1) 變壓器電抗：X*= (4.2) 短路電流周期分量有效值：IK*= (4.3) 路電流沖擊值：icjK (4.4) 標(biāo)么值轉(zhuǎn)為有名值：IK= Ie

46、 (4.5) 4.7 本變電所電力系統(tǒng)等值電路圖 圖4.1 電力系統(tǒng)等值電路圖 本變電所短路電流計算數(shù)據(jù)一覽表 名稱 單位 K1(3) K2(3) K2(3) 基準(zhǔn)容量Sj MVA 100 100 100 基準(zhǔn)電壓Uj KV 220 220 220 等值電抗 121 0.02335 0.0857 短路電流” A 20657 10704 2916 沖擊電流ich A 5

47、2675 27295 7436 具體計算過程及結(jié)果見《畢業(yè)設(shè)計計算書》。 5 電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使電器主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟運行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時，在安全、可靠的前提下，應(yīng)根據(jù)工程情況在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 電氣設(shè)備選擇的一般原則： (1) 應(yīng)滿足正常工

48、作狀態(tài)下的電壓和電流的要求。 (2) 應(yīng)滿足安裝地點和使用環(huán)境條件要求。 (3) 應(yīng)滿足在短路條件下的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定要求。 (4) 應(yīng)考慮操作的頻繁程度和開斷負(fù)荷的性質(zhì)。 (5) 對電流互感器的選擇應(yīng)計其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別 5.1 母線的選擇 5.1.1 母線的型式及適用范圍 母線除滿足工作電流、機械強度和電暈要求外，導(dǎo)體形狀還應(yīng)滿足下列要求： (1) 電流分布均勻； (2) 機械強度高； (3) 散熱良好； (4) 有利于提高電暈起始電壓； (5) 安裝、檢修簡單、連接方便。 由于以上條件很難同時滿足，故本變電所采用軟母線形式。 5.1.2 一般條件

49、 （1）配電裝置中軟母線的選擇，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件（環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速、污穢、海拔高度）和回路負(fù)荷電流、電暈、無線電于擾等條件，確定導(dǎo)線的截面和導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式； （2）在空氣中含鹽量較大的沿海地區(qū)或周圍氣體對鋁有明顯腐蝕的場所，應(yīng)盡量選用防腐型鋁鉸線； （3）當(dāng)負(fù)荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇較大截面的導(dǎo)線，當(dāng)電壓較高時，為保持導(dǎo)線表面的電場強度，導(dǎo)線最小截面必須滿足電暈的要求，可增加導(dǎo)線外徑或增加每相導(dǎo)線的根數(shù)； （4）對于110kV及以下的配電裝置，電暈對選擇導(dǎo)線截面一般不起決定作用，故可根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線截面。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式可采用單根鋼芯鋁絞線組成的復(fù)導(dǎo)線。 5.1.

50、3 截面選擇說明 （1）為了保證母線的長期安全運行，母線在額定環(huán)境溫度θ0和導(dǎo)體面正常發(fā)熱允許最高溫度θe下的允許電流Ie應(yīng)大于或等于流過導(dǎo)體的最大持續(xù)工作電流Igmax即：Igmax≤KθIe (K為溫度修正系數(shù))。 （2）為了考慮母線長期運行的經(jīng)濟性，除了配電裝置的匯流母線以及斷續(xù)運行或長度在20米以下的母線外，一般均應(yīng)按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體的面積，這樣可使年運行費用最低。經(jīng)濟電流密度的大小與導(dǎo)體的種類和最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax有關(guān)。母線經(jīng)濟截面為S=Igmax/J。如果沒有最大利用小時數(shù)則可按照最大長期工作電流選擇合適母線然后對所選母線對應(yīng)的截面積進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。

51、 5.1.4 熱穩(wěn)定校驗 根據(jù)上述情況選擇的導(dǎo)體截面S，還應(yīng)校驗其在短路條件下的熱穩(wěn)定。其公式為： S≥Smin= (5.1)式中 Smin——根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面（mm）2 I∞——穩(wěn)定短路電流（A）； tdz——短路電流等值發(fā)熱時間； kf——集膚效應(yīng)系數(shù)； C——熱穩(wěn)定系數(shù)，其值與材料及發(fā)熱溫度有關(guān) 5.2 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器主要功能是：正常運行倒換方式，把設(shè)備或線路接入電網(wǎng)或退出運行，起

52、著控制作用：當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運行，起著保護(hù)作用。高壓斷路器是開關(guān)電器中最為完善的一種設(shè)備，其最大特點是能斷開電器中負(fù)荷電流和短路電流。 （1）斷路器種類和形式的選擇按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等，其主要特點如表5.1， 選擇斷路器型式時，應(yīng)依據(jù)各類斷路器的特及點及使用環(huán)境、條件決定。 （2）額定電壓和電流選擇 ， (5.2) 式中 、——分別為電氣設(shè)備和電網(wǎng)的額定電壓，kV；

53、 、——分別為電氣設(shè)備的額定電流和電網(wǎng)的最大負(fù)荷，A； 類別 結(jié)構(gòu)特點 技術(shù)性能特點 運行維護(hù)特點 油斷路器 多油斷路器的油作為滅弧和絕緣介質(zhì)；少油斷路哭的油僅作滅弧介質(zhì)，對地絕緣依靠固體介質(zhì)；可配用電磁、液壓、彈簧操動機構(gòu) 自能式滅弧，開斷性能差；多油斷路器僅有屋外35KV電壓級產(chǎn)品；少油斷路器110KV及以上產(chǎn)品為積木式結(jié)構(gòu)，全開斷時間短 運行經(jīng)驗豐富，易于維護(hù)；噪聲低；油易劣化，需要一 油處理裝置，需防火、防爆 壓縮空氣斷路器 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)和弧隙絕緣介質(zhì)；操動機構(gòu)與斷路器全為一體 額定電流和開斷能力都可以作得較大，適天開斷大容量電路；動

54、作快，開斷時間短 噪聲較大，維修周期長，無火災(zāi)危險，需要一 壓縮空氣裝置作為氣源 SF6斷路器 SF6氣體滅弧，對材料、工世及密封要求嚴(yán)格；有屋外敞開式及屋內(nèi)落地罐式之別，更多用于GIS（封閉組合電器） 額定電流和開斷電流可作得很大；開斷性能好，適于各種工況開斷；斷口電壓可作得較高；斷口開距小 噪聲低；不檢修間隔期長；運行穩(wěn)定，安全可靠，壽命長 真空斷路器 體積小，重量輕；滅弧室工藝材料要求高。以真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)；觸頭不易氧化 可連續(xù)多次操作，開斷性能好，滅弧速 運行維護(hù)簡單，滅弧室不需要檢修，無火災(zāi)及爆炸危險；噪聲低 （3）開斷電流的選擇 高壓斷路器的額定開斷電流

55、，不應(yīng)小于實際開斷瞬間的短路電流周期分量，即 (5.3) 當(dāng)斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算可用進(jìn)行選擇，為短路電流值。 （4）短路關(guān)合電流的選擇 在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，動、靜觸頭間在末接觸時即有巨大的短路電流通過，更容易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動力的損壞；且斷路器在關(guān)合短路電流時，不可避免地在接通后又自動跳閘，此時還要求能夠切斷短路電流。困此，額定關(guān)合電流是斷路器的重要參數(shù)之一。為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷

56、路器的額定關(guān)合電流是斷路器的重要參數(shù)之一。為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值，即 (5.4) （5）短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗 校驗式為 ， (5.5) 5.3 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器。它需與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。

57、 隔離開關(guān)的工作特點是在有電壓、無負(fù)荷電充情況下，分、合電路。其主要功能為： （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)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。 （2）倒閘操作。投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 （3）分、合小電流。因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感電流和電容不得電流的能力，故一般可用來進(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)合電容不得電流不超過5A的空載線路， 隔離開關(guān)與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔防開關(guān)不用來接通

58、和切除短路電流，故無需進(jìn)行開斷電流和短路關(guān)合電流的校驗。 隔離開關(guān)的形式較多，按安裝地點不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目不同又可分為單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的型式對配電裝置的布置和占地面積有很大影響。隔離開關(guān)選型時應(yīng)根據(jù)配電裝置特點和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟條件來確定。 5.4 電流互感器的選擇 選擇電流、電壓互感器應(yīng)滿足繼電保護(hù)和自動裝置及測量儀表的要求，電流互感器二次額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A，強電系統(tǒng)用5A，35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互流互感器。 5.1電流互感器參數(shù)選擇

59、 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、二次數(shù)量機械負(fù)荷 短路穩(wěn)定性 動穩(wěn)定倍數(shù)、熱穩(wěn)定倍數(shù) 承受過載能力 絕緣水平、泄露比距 環(huán)境條件 溫度、最大風(fēng)速、相對程度等 （1）種類和形式的選擇.選擇電流互感器時,應(yīng)根據(jù)安裝地點(如屋內(nèi)、屋外)和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其型式。選用母線型號電流互感器時應(yīng)注意校核窗口尺寸。 當(dāng)一次電流較小（在400A以下時），宜優(yōu)先采用一次繞組多匝式，以提高準(zhǔn)確度；當(dāng)采用弱電控制系統(tǒng)或配電裝置（例如超高壓配電裝置）距離控制室較遠(yuǎn)時，為能減小電纜截面。提高帶二次負(fù)荷能

60、力及準(zhǔn)確級。二次額定電流應(yīng)盡量采用1A。而強電系統(tǒng)用5A。 （2）一次回路額定電壓和電流的選擇。一次回路額定電壓和電流應(yīng)滿足 (5.6) 為確保所供儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器的一次側(cè)額定電流應(yīng)盡可能與最大工作電流接近。 （3）準(zhǔn)確級和額定容量的選擇。為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，電流互感器產(chǎn)準(zhǔn)確級不得低于所供測量儀表的準(zhǔn)確級。裝于重要回路（如發(fā)電機等）中的電流互感器的準(zhǔn)確級不應(yīng)低于0.5級；對測量精度較高的大容量發(fā)電機、變壓器、系統(tǒng)干線和500KV級宜用0.2級；對供運行監(jiān)視、估算電能的電能表和控制上儀表的電流互感器應(yīng)

61、為0.5-1級,供只需估計電參數(shù)儀表的電流互感器可用3級。當(dāng)所供儀表要求不同準(zhǔn)確級時，應(yīng)按相應(yīng)最高級別來確定電流互感器的準(zhǔn)確級。 （4）熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗： 只對本身帶有一次回路導(dǎo)體的電流互感器進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗。電充互感器熱穩(wěn)定能力常以1S允許通過的熱穩(wěn)定電流或一次額定電流的倍數(shù)來表示，熱穩(wěn)定校驗式為 或 (5.7) 動穩(wěn)定校驗包括由同一相的電流相互作用產(chǎn)生的內(nèi)部電動力校驗，以及不同相的電流相互作用產(chǎn)生的外部電動力校驗。顯然，多匝式一次繞組主要經(jīng)受內(nèi)部電動力；單匝式一次繞組不存在內(nèi)部電動力，則電動力穩(wěn)定性為外部電動力決定。 內(nèi)部

62、動穩(wěn)定校驗公式為 或 (5.8) 式中 ——電流互感器的動穩(wěn)定電流及動穩(wěn)定電流倍數(shù)，由制造廠提供。 外部動穩(wěn)定校驗公式為 (5.9) 式中 ——作用于電流互感器瓷帽端部的允許力，由制造廠提供； L ——電流互感器出線端至一個母線支柱絕緣子之間的跨距； ——相間距離； ——系數(shù)，表示互感器瓷套端部承受該跨上電動力的一半。

63、 5.5 電壓互感器選擇 目前,電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的電壓互感器主要有電磁式和電容分壓式兩種。 （1）電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同，其特點是： 1）容量很小，類似一臺小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上要求有較高的安全系數(shù)； 2）二次側(cè)儀表和繼電器的電壓線圈阻抗大，互感器在近于空載狀態(tài)下運行。 （2）電壓互感器的選擇 1）種類和型式的選擇。應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進(jìn)行選擇電壓互感器的種類和型式。在6-35KV屋內(nèi)配裝置中，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器；110-220KV配電裝置特別是母線上裝設(shè)的電壓互感器，通常采用串級式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，通常多在出線上

64、采用電容式電壓互感器。 2）一次額定電壓和二額定電壓的選擇。3-35KV電壓互感器一般經(jīng)隔離開關(guān)和熔斷器接入高壓電網(wǎng)。110KV及以上的電壓互感器可靠性較高，電壓互感器只經(jīng)過隔離開關(guān)與電網(wǎng)連接。 3）容量和準(zhǔn)確級的選擇。根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計算各相負(fù)荷大小，按照貓畫虎所接儀表的準(zhǔn)確級和容量，選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級和額定容量。 5.6 避雷器的選擇 即使采用了避雷針和避雷線對直接雷進(jìn)行防護(hù)，仍不能完全排除電力設(shè)備絕緣上出危險過電壓的可能性，從輸電線路上也還可能有危及設(shè)備絕緣的過電壓波傳入發(fā)電廠和變電所。所以還需要有

65、一種與被保護(hù)絕緣并聯(lián)的級限制過電壓波幅值的保護(hù)裝置，即避雷器。 避雷器是用于保護(hù)電力系統(tǒng)各種電器設(shè)備的絕緣免受線路傳來的雷電過電壓或由操作引起的內(nèi)部過電壓的損害，是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要保護(hù)設(shè)備之一。 在選用避雷器時，應(yīng)保證避雷器安裝點的工頻電壓升高在任何情況下都不會超過滅弧電壓，否則避雷器可因不能滅弧而爆炸，對單純防雷器來說，只需考慮系統(tǒng)單相接地非故障相對地電壓升高，這一升高顯然與系統(tǒng)中性點接地方式有關(guān)。 本變電所的主要電器設(shè)備的選擇結(jié)果見表5.2，具體計算過程和所選的各個電器設(shè)備的具體參數(shù)見《畢業(yè)設(shè)計計算書》。 表5.2 主要設(shè)備選擇一覽表 設(shè)備名稱 安

66、裝地點 型號 斷路器 220KV側(cè) LW11-220（P） 60KV側(cè) LWⅡ（OFPI）—63 隔離開關(guān) 220KV側(cè)母線/220KV側(cè)出線 GW6-220 60KV側(cè) GW４-63 電流互感器 220KV側(cè) LCWB7-220W1 60KV側(cè) LCWB5—63 電壓互感器 220KV側(cè) JDC-220(GYW2) 60KV側(cè) JDCF-63 避雷器 220KV側(cè) FZ-220J 60KV側(cè) FZ-60 主變中性點 FCZ-110J 母線 220KV側(cè) LGJQ-400 60KV側(cè) 100×8mm2矩形鋁導(dǎo)線 6 高壓配電裝置 配電裝置是指發(fā)電廠或變電所的重要組成部分，在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用。 6.1 高壓配電裝置設(shè)計原則及要求 配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量，迅速切斷故障部分，維持電器，母線和必要的輔助設(shè)備組成的總體裝置。其作用是在正常運行情況下，用來接受和