《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-110kV變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)（含圖紙）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-110kV變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)（含圖紙）（37頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、前言前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們學(xué)生獨(dú)立完成的一項(xiàng)綜合性、創(chuàng)造性 、設(shè)計(jì)性的大型作 業(yè)。也是我們學(xué)生必須綜合運(yùn)用多門基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課的知識(shí)，將所學(xué)的理 論知識(shí)融會(huì)貫通地應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)過程中。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，能使我們真正感受 到學(xué)以致用的快樂，培養(yǎng)我們的分析和解決各種實(shí)際問題的能力，也進(jìn)一步鞏 固、深化和拓展所學(xué)的理論知識(shí)。提高了們綜合實(shí)踐能力、奠定從事科研的初 步基礎(chǔ)、增強(qiáng)我們綜合素質(zhì)、實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡和角色轉(zhuǎn)換等 方面，具有無可代替的作用，是培養(yǎng)我們實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用 型工程技術(shù)人才的最重要的環(huán)節(jié)。 我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的課程任務(wù)是 110kV 變電所電氣部分初步設(shè)計(jì)。在經(jīng)濟(jì)的

2、發(fā)展 和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越全面、系統(tǒng)。工廠用電量 迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況，供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此 對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高，更完善的要求。設(shè)計(jì)合理，不僅直接影響基建投資， 運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬的消耗量，也會(huì)反映在供電的可靠行和安全生產(chǎn)方面，它 和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備人身安全密切相關(guān)。 變電所是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，由電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接 線方式所構(gòu)成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護(hù)等功 能，將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。作為電能 轉(zhuǎn)輸與控制的樞紐，變電所必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)

3、代電 力系統(tǒng)、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代通訊和 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電所的監(jiān)視、控制、保護(hù)盒計(jì)量裝置及系統(tǒng)分隔的 狀態(tài)提供優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。 隨著電力技術(shù)高新化、復(fù)雜化的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)在從發(fā)電到供電的所有 領(lǐng)域中，通過新技術(shù)的使用，都在不斷的發(fā)展變化。變電所作為電力系統(tǒng)中一 個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)也同樣在新技術(shù)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展。 如需圖紙，聯(lián)系如需圖紙，聯(lián)系 QQ153893706QQ153893706 目錄目錄 前言 第一章：原始資料第一章：原始資料4 4 原始資料：.4 第二章：電氣主接線及其設(shè)計(jì)方案第二章：電氣主接線及其設(shè)計(jì)方案4 4 2.1：概

4、述4 2.2 電氣主接線方案5 2.3 主接線方案的技術(shù)比較.7 2.4 對(duì)三種方案的進(jìn)行技術(shù)比較7 第三章第三章 主變壓器的選擇主變壓器的選擇8 8 3.1 概述8 3.2.主變壓器的選擇與確定.8 根據(jù)以上條件變壓器選擇如下：.9 第四章：短路電流計(jì)算第四章：短路電流計(jì)算1010 4.1 概述.10 4.2 短路計(jì)算的目的.10 4.2.110 4.2.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定11 4.2.3基準(zhǔn)值11 4.2.4短路電流計(jì)算的步驟：11 4.2.5具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。12 4.3 短路計(jì)算12 4.3.1 基準(zhǔn)值及短路點(diǎn)選取12 4.3.2.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值.12 第

5、五章第五章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1717 5.1 電氣選擇的一般條件17 5.2 斷路器的選擇和校驗(yàn)18 5.2.1 對(duì)斷路器的基本要求18 5.2.2 斷路器選擇18 5.3 隔離開關(guān)的選擇22 5.3.1 隔離開關(guān)的作用.22 5.3.2 隔離開關(guān)的選擇22 5.4 互感器的選擇24 一、電流互感器的選擇24 110kV 側(cè)電流互感器的24 35kV 側(cè)電流互感器的25 二、電壓互感器的選擇26 第六章：繼電保護(hù)配置第六章：繼電保護(hù)配置2727 6.1 繼電保護(hù)配置的基本知識(shí).27 6.2 線路繼電保護(hù)配置.28 6.3 主變壓器保護(hù)配置.28 （1）瓦斯保護(hù)29 （2

6、）縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)29 （3）變壓器的接地保護(hù)31 6.4.母線保護(hù).31 6.5.線路速段保護(hù)整定.31 6.6 繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化裝置.32 6.7 自動(dòng)裝置.32 第七章：變電所防雷措施第七章：變電所防雷措施3333 7.1：變電所的防雷措施：33 7.2：輸電線路防雷措施：34 第八章第八章 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)3434 第九章第九章 致致 謝謝3434 附錄附錄 1 變電站主接線附圖變電站主接線附圖3535 第一章：原始資料第一章：原始資料 原始資料：原始資料： 1、本變電站所建成后向本地用戶供電，預(yù)計(jì)變電所今后不再擴(kuò)建。 2、本所與電力系統(tǒng)連接情況：本所需設(shè) 1103510KV 三個(gè)電壓

7、等級(jí)。 110KV 側(cè)：設(shè)有兩回架空線路與 110KV 系統(tǒng)相連接； 35KV 側(cè)：共有四回架空線路，有兩回線路連至 35KV 系統(tǒng)，35KV 系統(tǒng)裝機(jī)總 容量為 67MVA,最大等值阻抗 5.2 歐，最小等值阻抗為 4.5 歐，35KV 系統(tǒng)發(fā) 電機(jī)主要為水輪機(jī)。 110KV 系統(tǒng)距離本所 55KM,35KV 系統(tǒng)距離本所 20KM,鎮(zhèn)變電站距離本所 30KM。 3、負(fù)荷情況： 35KV 側(cè)有兩回架空線路供給某鎮(zhèn)變電所供電，最大負(fù)荷為 13.7MW,且該變電 站無其他電源。 10KV 側(cè)有 18 回電纜出線，電纜總長(zhǎng)度為 6.6KM,最大綜合用電負(fù)荷為 25.3MW。 正常運(yùn)行時(shí)，預(yù)計(jì)有穿越

8、功率最小為 13MW，最大為 9.7MW,由 110KV 送入 35KV 電網(wǎng)。 4、環(huán)境情況：年最高溫度為 38.5，年最低氣溫為-2.8；海拔高度為 80.6 米；年平均雷暴日數(shù)為 77.5 日年。 5、其他：所有架空線路的正序阻抗可取 0.4 歐公里；所有負(fù)荷的平均功 率因數(shù)為 0.85 第二章：電氣主接線及其設(shè)計(jì)方案第二章：電氣主接線及其設(shè)計(jì)方案 2.1：概述：概述 電氣主接線代表了變電站的主體結(jié)構(gòu)，起著分配電能的作用。主接線將直 接影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。因此必須正確處理好各方面的關(guān) 系，全面分析有關(guān)影響，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線。在選擇電氣主 接線時(shí)，應(yīng)與以下

9、各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用，負(fù) 荷大小和重要性等條件確定，并滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等多項(xiàng)基本要求。 為此，電氣主接線應(yīng)滿足以下基本要求： （1） 、可靠性 為了供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力、主接線首先必須滿足這一可靠性的要求，可靠 性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤。 （2）靈活性：電氣主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活要求。在調(diào) 度時(shí)，可以靈活地投入或切換變壓器和線路等元件、合理調(diào)配電源和負(fù)荷，在檢 修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及二次設(shè)備、并方便地高置安全措施、不影 響正常運(yùn)行供電。 （3）經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下盡量

10、做到經(jīng)濟(jì)合理。 投資省。主接線要為求簡(jiǎn)單，盡量通過節(jié)約一次設(shè)備、簡(jiǎn)化二次部分、限 制短路電流以及采用簡(jiǎn)易電器以節(jié)約投資。 占地面積小，要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，盡量減少占地面積。 電能損耗小。經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的類型、容量、數(shù)量，避免因?yàn)槎?變壓而導(dǎo)致電能損耗增加。 2.2 電氣主接線方案電氣主接線方案 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則為：以達(dá)到的設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行 的安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情的電力建設(shè)與發(fā)展的方針、嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定 和標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)合工程實(shí)際的具體特點(diǎn)，準(zhǔn)確的掌握原始資料，保證設(shè)計(jì)方案的可靠 性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。 方案一方案一 110KV110KV 為外橋接線、為外橋接

11、線、35KV35KV 和和 10KV10KV 都為單母線分段接線都為單母線分段接線 圖表圖表 1 1 主接線方案一主接線方案一 優(yōu)點(diǎn)：110KV 側(cè)：高壓斷路器數(shù)量少，兩個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 35KV、10KV 側(cè)： 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段 引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將 故障切除，保證正常段不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點(diǎn)：110KV 側(cè)：線路的切換和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器；并有一臺(tái)變壓 器暫時(shí)停運(yùn)。橋形斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)， 變壓器需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。 35KV、10KV 側(cè)：當(dāng)母線故障

12、或檢修時(shí)，故障母線上所有支路必須停電， 范圍較大。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉躊越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方 向均衡建 方案二方案二 110KV110KV 為內(nèi)橋接線、為內(nèi)橋接線、35KV35KV 和和 10KV10KV 都為單母線分段接線都為單母線分段接線 圖表圖表 2 2 主接線方案二主接線方案二 優(yōu)點(diǎn)：110KV 側(cè)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。 35KV 側(cè)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。 10KV 側(cè)：當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段仍繼續(xù)工作， 兩段母線看成兩個(gè)獨(dú)立電源，提高供電可靠性。 缺點(diǎn)：110KV 側(cè)：線路的切換和投入較復(fù)雜

13、，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器；并有一臺(tái)變壓 器暫時(shí)停運(yùn)。橋形斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路需解列運(yùn)行。變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)， 變壓器需較長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)。 35KV 側(cè)：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(shí)， 各支路都必須停止工作，引出線的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電。 10KV 側(cè)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，故障母線上所有支路必須停電，范圍較大。 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉躊越。擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡建 方案三方案三 110KV110KV、35KV35KV 為單母線分段接線為單母線分段接線,10kv,10kv 為單母線接線為單母線接線 圖表圖表 3 3 主接線方案三主接線方案三 優(yōu)點(diǎn)：110

14、KV、35KV 側(cè)：當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段仍 繼續(xù)工作，兩段母線看成兩個(gè)獨(dú)立電源，提高供電可靠性。 10KV 側(cè)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。 2.3 主接線方案的技術(shù)比較主接線方案的技術(shù)比較 一、根據(jù)上述擬定的方案，從技術(shù)上應(yīng)考慮如下幾個(gè)問題： 1、保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 2、保證供電的可靠性及電能質(zhì)量，特別是對(duì)重要負(fù)荷的供電可靠性。 3、運(yùn)行的安全和靈活性，包括調(diào)度靈活，檢修操作安全方便，設(shè)備停運(yùn)或檢修 時(shí)影響范圍小。 4、自動(dòng)化程度 5、電器設(shè)備制造水平、質(zhì)量和新技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)于中小型變電所來說，要考慮繼電保護(hù)及二次接線的復(fù)雜性。為此，必須

15、認(rèn)真地分析系統(tǒng)及負(fù)荷資料，根據(jù)發(fā)變電所在系統(tǒng)的地位和作用、電壓等級(jí)的高 低、容量的大小、和負(fù)荷的性質(zhì)等方面來進(jìn)行分析論證。 2.4 對(duì)三種方案的進(jìn)行技術(shù)比較對(duì)三種方案的進(jìn)行技術(shù)比較 1、方案比較：10kV 側(cè)接線方式比較 （1）方案三 10kV 的出線采用單母線的接線方式，缺乏靈活性，當(dāng)母線或母線 隔離開關(guān)檢修時(shí)，不使整個(gè)裝置停電，不適合用于二臺(tái)主變壓器運(yùn)行情況。 （2）方案一、方案二 10kV 的出線都是采用的是單母線分段接線，它們克服了 上述方案單母線方案的缺點(diǎn)。 綜合單母線分段接線和單母線接線的優(yōu)、缺點(diǎn)，為保證供電的靈活性與靈活 性。方案三有明顯的不足。為此 10KV 接線選擇方案一或方

16、案二采用單母線分段 接線的方式。 2、方案比較：35kV 側(cè)接線方式比較 （1）方案二 35kV 的出線采用單母線的接線方式，缺乏靈活性，當(dāng)母線或母線 隔離開關(guān)檢修時(shí)，不使整個(gè)裝置停電，不適合用于二臺(tái)主變壓器運(yùn)行情況。 （2）方案一、方案三采用單母線分段接線。單母線分段接線與單母線接線相比 提高了供電可靠性和靈活性。而 35KV 出線為 4 回用單母線分段接線更勝優(yōu)勢(shì)。 綜合整理 35KV 接線采用單母線分段接線的方式。 3、方案比較：110kV 側(cè)接線方式比較 （1）方案三 110KV 接線為單母線分段對(duì)于線路有穿越功率不適用。 （2）方案二與方案三都為橋形接線。同樣適合 110KV 出線僅

17、有兩回的線路中， 他們的優(yōu)缺點(diǎn)也相似。但是內(nèi)橋接線不能滿足線路有穿越功率的 110KV,而外橋 接線有此功能。 所以 110KV 側(cè)接線方式采用方案一外橋接線的方式。 綜合主接線方案與主接線方案的比較，最優(yōu)選擇了方案一綜合主接線方案與主接線方案的比較，最優(yōu)選擇了方案一 110KV110KV 接線為外接線為外 橋接線、橋接線、35KV35KV 為單母線分段接線為單母線分段接線 、10KV10KV 為單母線分段接線。這樣的選擇方式在為單母線分段接線。這樣的選擇方式在 可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性方面都能滿足要求?？煽啃?、經(jīng)濟(jì)性、靈活性方面都能滿足要求。 第三章第三章 主變壓器的選擇主變壓器的選擇 3.1

18、 概述概述 主變壓器是變電站（所）中的主要電氣設(shè)備之一，它的主要作用是變換電 壓以利于功率的傳輸，電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高了 經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而降壓變壓器則將高電壓降低為用戶所需 要的各級(jí)使用電壓，以滿足用戶的需要。主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接 線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。因此，主變的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，還取決于 輸送功率的大小，與系統(tǒng)的緊密程度，同時(shí)兼顧負(fù)荷性質(zhì)等方面，綜合分析， 合理選擇。 3.2.主變壓器的選擇與確定主變壓器的選擇與確定 容量的確定。本次設(shè)計(jì)的是 110KV 變電所,建成后主要直接向當(dāng)?shù)赜脩艄╇? 預(yù)計(jì)今后不再擴(kuò)建。變電所的容量是

19、由綜合最大負(fù)荷決定的，則變電所的容量 為 S cos（13.725.3+13）0.8561.18MVA，任一臺(tái)主變單 Tca 獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部總計(jì)算負(fù)荷 70%的需要，即 SNT=0.7 ST 。而變壓器的容量要滿足變電所的最大容量，因此)(826.4218.617 . 0MVA 變壓器容量要比 42.826MVA 大，選 50MVA。 式中變電站總負(fù)荷（MW）; cos平均功率因數(shù)，取 0.85。 ca 臺(tái)數(shù)的確定。為了保證供電可靠性防止因一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響整 個(gè) 變電所的供電，所以變電所中裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，互為備用，可以避免因主變 故障或檢修而造成對(duì)用戶的停電。每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)

20、滿足一臺(tái)停運(yùn)后另一臺(tái) 能供給全部計(jì)算負(fù)荷的 60%80%選擇。由原始資料可知，我們本次設(shè)計(jì)的 110kV 變電所，110KV 變電所有 2 回架空線與系統(tǒng)相連，35KV 側(cè)共有四回架 空線路，有兩回線路連至 35KV 系統(tǒng)，有兩回架空線路供給某鎮(zhèn)變電所供電，最 大負(fù)荷為 13.7MW,且該變電站無其他電源。10KV 側(cè)有 18 回電纜出線,最大綜合 用電負(fù)荷為 25.3MW。所以選擇兩臺(tái)等容量的變壓器。 相數(shù)的確定。在 330KV 及以下電力系統(tǒng)中，一般都應(yīng)選用三相變壓器。 因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來說投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，同時(shí)配電裝置 結(jié)構(gòu)復(fù)雜也增加了維修工作量。為了保證供電可靠性、考

21、慮負(fù)荷和系統(tǒng)情況， 進(jìn)行了綜合分析，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的條件下確定選用三相變壓器。 繞組數(shù)的確定。本變電所設(shè)有 110KV、35KV、10KV 三個(gè)電壓等級(jí)，為 滿足系統(tǒng)需要因此選擇兩臺(tái)同等容量的三繞組變壓器。 繞組連接組別的確定。變壓器三相繞組的連接組組別必須和系統(tǒng)電壓相 位一致，否則，不能并列運(yùn)行。變壓器的連接方式應(yīng)根據(jù)具體工程來確定。本 變電所選用的三相變壓器 調(diào)壓方式的確定。為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范 圍內(nèi)。因此，本變電所為了更好調(diào)整電壓，是通過改變繞組匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。切換 方式選用帶負(fù)荷切換，稱有載調(diào)壓方式。 冷卻方式的選擇。為了能更好的維護(hù)變壓器的正常運(yùn)行和維護(hù)系統(tǒng)的

22、正常 運(yùn)作。變壓器選用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻方式。 根據(jù)以上條件變壓器選擇如下： 型號(hào) SFPSL1-50000/110 聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN，yn0，d11 空載電流% 1 空載損耗(kw) 62.2 高壓中壓低壓額定電壓(KV) 12138.510.5 額定容量 MVA 100100100 高中高低中低阻抗電壓 10.517.56.5 第四章：短路電流計(jì)算第四章：短路電流計(jì)算 4.1 概述概述 在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到發(fā)生的各種故障 和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見同時(shí)也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路。因?yàn)樗?們會(huì)破壞對(duì)用戶正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，使電氣設(shè)備受到破壞。 短路是電

23、力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路是指一切不屬于正常運(yùn)行的相與相之間 或相與地之間（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的有對(duì)稱的三相短路和不對(duì)稱的兩相短路、兩相 接地短路和單相接地短路。在各種類型的短路中，單相短路占多數(shù)，三相短路 幾率最小，但其后果最為嚴(yán)重。因此，我們采用三相短路（對(duì)稱短路）來計(jì)算 短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。 4.2 短路計(jì)算的目的短路計(jì)算的目的 4.2.14.2.1短路電流計(jì)算是變電站電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算目的 是： 1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要 采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。

24、 2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、 可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。 3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地 的安全距離。 4）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為 依據(jù)。 5）按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。 4.2.24.2.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1）驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng) 按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工 程建成后 510 年） 。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大

25、短路電流的正常 接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)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 作用的異步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 3）選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常 接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。 4）導(dǎo)體和電器的動(dòng)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。 4.2.34.2.3基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值 高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了 計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值： 基準(zhǔn)容量：SB= 100MVA 基準(zhǔn)電壓：UB= 10.5 37 115kV 4.2.4.2.4 4短路電

26、流計(jì)算的步驟：短路電流計(jì)算的步驟： 1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下； 3）選擇短路點(diǎn)； 4）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分 量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。 標(biāo)幺值：Id* = * 1 X 有名值：= f I*f I 3Uav SB 5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值 短路容量：S =3 Nf I 短路電流沖擊值： M i2 Mf 6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果 4.2.4.2.5 5具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。 4.3 短路計(jì)算短路計(jì)算 等值電路圖 注：在本次計(jì)算中，在注：在

27、本次計(jì)算中，在 k3k3 處發(fā)生短路時(shí)處發(fā)生短路時(shí) 10kv10kv 線路是采用了單母分段的接線方線路是采用了單母分段的接線方 式，而在計(jì)算中我們考慮到線路正常運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)是合上的，是因?yàn)槲覀兛紤]式，而在計(jì)算中我們考慮到線路正常運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)是合上的，是因?yàn)槲覀兛紤] 了自動(dòng)重合閘的合閘。了自動(dòng)重合閘的合閘。 4.3.14.3.1 基準(zhǔn)值及短路點(diǎn)選取基準(zhǔn)值及短路點(diǎn)選取 4.3.1.1在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取基準(zhǔn)容量 SB = 100MVA，UB 為各 級(jí)電壓平均值（115，37，10.5kV） 。 4.3.1.2短路點(diǎn)分別選取變電站的三級(jí)電壓匯流母線：110kVd1，35kV d2，10k

28、Vd3。 4.3.24.3.2. .計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值 4.3.2.1. 計(jì)算變壓器各繞組電抗標(biāo)么值： 高中高低中低 阻抗電壓 10.517.56.5 4.3.2.2.1.各繞組等值電抗 (1-2)10.5，（1-3）17.5，（2-3）6.5 k V k V k V 高壓側(cè)：%= （(1-2)% +(1-3)%(2-3)%） 1k V 1 2 k V k V k V = （10.5+ 17.56.5） 1 2 =10.75 中壓側(cè)：% = （(1-2)% + (2-3)%(1-3)%） 2k V 1 2 k V k V k V = （10.5+ 6.517.5） 1

29、 2 =-0.25 低壓側(cè)：% = （(1-3)% +(2-3)%(1-2)%） 3k V 1 2 k V k V k V = （6.5+17.5-10.5） 1 2 =6.75 4.3.2.2.2 各繞組等值電抗標(biāo)么值為： 高壓側(cè)： X3* = = %/100SB/SN=（10.75/100）（100/50） *6 X 1k V 0.215 中壓側(cè)：X4* = =Vk2%/100SB/SN（-0.25/100）（100/50） *7 X 0.005 低壓側(cè)：X5* = = Vk3%/100SB/SN（6.75/100）（100/50） *8 X 0.135 (1)短路電路中元件的電抗 35K

30、V 電力系統(tǒng)的電抗 X=（）=0.022 *102 min k X BU Ss 2 2 2 35 110 5 . 4 2 37 67 輸入架空線路等郊電抗 X =X L=0.455100115115=0.166 *1*2 X 1 B B U S 2 = X L=0.50.4201003737=0.292 *9 X 2 1 2 B B U S 2 當(dāng)在 K 處發(fā)生短路時(shí)有等效電路阻抗圖： 1 = X /=0.083 *11 X *1*2 X 2 166 . 0 =(X3*+ X4*/+0.105 *12 X *6 X *7 X 2 21 . 0 可等效為： =+ X+=0.105+0.022+0

31、.292=0.419 *13 X *12 X *10*9 X 由于 35KV 側(cè)為有源系統(tǒng)，求得的轉(zhuǎn)移電抗為按事先選定的基準(zhǔn)值的標(biāo)幺 B S 值，必須把轉(zhuǎn)移電抗歸算到以發(fā)電機(jī)容量 67MVA 為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值算出短路點(diǎn)的 計(jì)算電抗。 即：=0.419=0.281 *13JS X *13 X B s S S 100 67 根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線圖可知，當(dāng) t=0s 時(shí)，=0.281，則=4 *13JS X *1f I 因?yàn)?110KV 系統(tǒng)為無限大電源則：在 K 處的短路電流為 1 =+=+4=10.23 KA 1f I *11 1 X3Uav SB *1f I av S U S 3083. 0

32、1 1153 100 373 67 當(dāng) t=4s 后可近似地認(rèn)為短路電流交流分量的幅值已不隨時(shí)間而變化， =0.281，則=2.4,所以： *13JS X *1f I I=+=+2.4=8.56KA )4(1stf *11 1 X3Uav SB *1f I av S U S 3083. 0 1 1153 100 373 67 沖擊電流： =26.04KA 1m i 1 2 fmI K23.108 . 12 短路電流最大有效值：=1.51=15.45KA 1K I 2 ) 1(21 M K 1f I23.10 短路容量:S=2037.67MVA 1K1 3 f IUav23.101153 注：-

33、短路電流沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在母線上時(shí)，取=1.8 M K M K -短路電流周期分量有效值 1f I 當(dāng)在處發(fā)生短路時(shí)有： 2 K =( X + X3*+ X4*（+）=（0.166+0.215+0）2=0.188 *14 X *1*2 X *6 X *7 X 可等效為： =+ X=0.292+0.022=0.314 *15 X *9 X *10 =0.314=0.21 *15 js X *15 X B s S S 100 67 根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線圖可知，當(dāng) t=0s 時(shí)， =0.21，則=5.3 *15 js X *2f I 因?yàn)?110KV 系統(tǒng)為無限大電源則：在 K 處的短路電流為

34、 2 =+=+5.3=8.21KA 2f I *14 1 X3Uav SB *2f I av S U S 3188. 0 1 1153 100 373 67 當(dāng) t=4s 后可近似地認(rèn)為短路電流交流分量的幅值已不隨時(shí)間而變化， =0.21，則=2.5,所以: =+= *15 js X *2f I )4(2stf I *14 1 X3Uav SB *2f I av S U S 3 +2.5=5.28KA 188. 0 1 1153 100 373 67 沖擊電流： =1.88.21=20.899KA 2m i 2 2 fMI K2 短路電流最大有效值： =1.518.21=12.397KA 2

35、K 2 ) 1(21 M K 2f I 短路容量:S=378.21=526.15MVA 2K 3 av U 2f I3 注：-短路電流沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在母線上時(shí)，取=1.8 M K M K -短路電流周期分量有效值 2f I 當(dāng)在 K 處發(fā)生短路時(shí)有： 3 X=(X +X)(X+X)=(0.166+0.215)2=0.1905 *16*1*3*2*6 X=XX=0 *17*4*7 X=XX=0.1352=0.0675 *18*5*8 可等效為： X= X+X+X=0+0.292+0.022=0.314 *19*17*9*10 根據(jù)星三角變化得： X= X+ X+=0.1905+0.0675

36、+=0.27 *a*16*18 *19 *18*16 X XX 314 . 0 0675 . 0 1905 . 0 X= X+ X+=0.314+0.0675+=0.493 *b*19*18 *16 *18*19 X XX 1905 . 0 0675 . 0 314 . 0 根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)算曲線圖可知，當(dāng) t=0s 時(shí)，X =0.33，則 I=3.4 *bjs*3f 因?yàn)?110KV 系統(tǒng)為無限大電源則：在 K 處的短路電流為 3 I=+ I=+3.4=5.42KA 3f * 1 a X3Uav SB *3f av S U S 327 . 0 1 1153 100 373 67 當(dāng) t=4s

37、 后可近似地認(rèn)為短路電流交流分量的幅值已不隨時(shí)間而變化，X *bjs =0.33，則 I=2.3,所以 I=+ I= *3f)4(3stf * 1 a X3Uav SB *3f av S U S 327 . 0 1 +2.3=4.27KA 1153 100 373 67 沖擊電流： =1.88.21=20.899KA 3m i 2 2 fMI K2 短路電流最大有效值： =I=1.515.42=8.184KA 3 K 2 ) 1(21 M K 3f 短路容量:S= I=375.42=98.57MVA 3K 3 av U 3f 3 注：-短路電流沖擊系數(shù)，當(dāng)短路發(fā)生在母線上時(shí)，取=1.8 M K

38、 M K I -短路電流周期分量有效值 3f 第五章第五章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 5.1 電氣選擇的一般條件電氣選擇的一般條件 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條 件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，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)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 1、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 （1）額定電壓 通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 1.11.15 倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般不超過電網(wǎng)的額定 電壓的 1.15 倍。即 UNUNS(電網(wǎng)額定電壓) （2）額定電流 電

39、氣設(shè)備的額定電流 IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。 IN 應(yīng)不小于該回路在各種合理方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax。 2、按短路狀態(tài)校驗(yàn) （1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許 值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 I2tt Qk。 式中 Qk -短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； It、t -電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流 和時(shí)間。 （2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 iesish 或 Ies Ish。 式中 ish 、Ish-短路沖擊電流幅值及其有效值；ies 、Ies-電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流 幅值及其

40、有效值。 5.2 斷路器的選擇斷路器的選擇和校驗(yàn)和校驗(yàn) 5.2.15.2.1 對(duì)斷路器的基本要求對(duì)斷路器的基本要求 1、工作可靠。斷路器應(yīng)能在規(guī)定的運(yùn)行條件下長(zhǎng)期可靠地工作，并能在正常和 故障情況下準(zhǔn)確無誤的完成關(guān)合和開斷電路的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成嚴(yán) 重的后果。 2、具有足夠的開斷能力。斷路器的開斷能力是只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(dòng)穩(wěn)定。 3、具有自動(dòng)重合閘性能、輸電線路的短路故障大多都是臨時(shí)性的。為了提高電 力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和供電可靠性，線路保護(hù)多采用自動(dòng)重合閘方式。 4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還考

41、慮到經(jīng)濟(jì)性，故要求斷路器的結(jié) 構(gòu)力求簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格合理。 5.2.25.2.2 斷路器選擇斷路器選擇 1 1、110kV110kV 側(cè)斷路器選擇側(cè)斷路器選擇 110kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(292.143 11032 100052 05 . 1 32 05 . 1 ImA U S N C ax 式中 -指變電站總負(fù)荷的容量，MVA。NS 110kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為kA，沖擊電流23.10fI 最大值為 kA。037.26mi 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 LW25-126 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-1 110kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào)

42、額定 電壓 (kV) 最高工 作電壓 (kV) 額定 電流 （A ） 額定開 斷電流 （kA） 額定短時(shí) 耐受電流 kA（4s） 額定峰值 耐受電流 （kA） 額定關(guān) 合電流 （kA） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開斷 時(shí)間 （s） LW25-126 110126125031.531.580800.10.06 （1）斷路器最高工作電壓 126kV 大于系統(tǒng)額定電壓 110kV； （2）斷路器額定電流 IN=1250A最大持續(xù)持續(xù)工作 Imax=143.292A； （3）斷路器額定開斷電流 Ike=31.5kA三相短路周期分量有效值kA23.10fI （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊

43、電流最大值kA，即kAi80 max 037.26mi imaxim滿足要求。 （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) te=4s,其中 te=tr+t0(tr為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) 時(shí)間 te內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值，則有 It2t= Ike2t=31.524=3969(kA2s) 時(shí)間 te內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) Qk=I2 t=10.2324=418.612(kA2s) 則 It2t Qk，即滿足要求。 故LW25-126的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。 2 2、 35kV 側(cè)側(cè)斷路器選擇斷路器選擇 35kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(649.118 3532 1000 7 . 13

44、 05 . 1 32 05 . 1 ImA U S N N ax 式中 -指變電站 35kV 側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。NS 35kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為kA，沖擊電流最21 . 8 fI 大值為kA。896.20mi 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 LW8-40.5 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表 6-2 所示： 表 6-2 35kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定 電壓 (kV) 最高工 作電壓 (kV) 額定 電流 （A ） 額定開 斷電流 （kA） 額定短時(shí) 耐受電流 kA（4s） 額定峰值 耐受電流 （kA） 額定關(guān) 合電流 （kA） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開斷 時(shí)

45、間 （s） LW8-40.5 35371250161640400.10.06 （1） 斷路器最高工作電壓 37kV 大于系統(tǒng)額定電壓 35kV； （2）斷路器額定電流 IN=1250A最大持續(xù)持續(xù)工作 Imax=118.649A； （3）斷路器額定開斷電流 Ike=16kA三相短路周期分量有效值kA21 . 8 fI （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值kA，即kAi40 max 896.20mi imaxim滿足要求。 （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) te=4s,其中 te=tr+t0(tr為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) 時(shí)間 te內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 I

46、t2t= Ike2t=1624=1024 (kA2s) 時(shí)間 te內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) Qk=I2 t=8.2124=269.616(kA2s) 則 It2t Qk，即滿足要求。 故LW8-40.5的斷路器，可滿足技術(shù)條件要求。 3 3、10kV10kV 側(cè)斷路器選擇側(cè)斷路器選擇 10kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(888.766 1032 10003 .25 05 . 1 32 05 . 1 ImA U SN ax 式中 -指變電站 10kV 側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。NS 10kV 側(cè)電壓等級(jí)下的三相短路電流周期分量有效值為kA，沖擊電流最42. 5fI 大值為 13.795kA。 根據(jù)電流值查

47、附表初步選型號(hào)為 ZN18-12 的斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-3 10kV 側(cè)的斷路器參數(shù)表 型號(hào) 額定 電壓 (kV) 最高工 作電壓 (kV) 額定 電流 （A ） 額定開 斷電流 （kA） 額定短時(shí) 耐受電流 kA（4s） 額定峰值 耐受電流 （kA） 額定關(guān) 合電流 （kA） 額定合 閘時(shí)間 （s） 全開斷 時(shí)間 （s） ZN18-121010.5125031.531.580800.060.03 （1）斷路器最高工作電壓 10.5kV 大于系統(tǒng)額定電壓 10kV； （2）斷路器額定電流 IN=1250A最大持續(xù)持續(xù)工作 Imax=766.888A； （3）斷路器額定開斷電流

48、Ike=31.5kA三相短路周期分量有效值kA；42. 5fI （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：額定峰值耐受電流 ，短路沖擊電流最大值kAi80 max kA，即 imaxim滿足要求。795.13mi （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：設(shè) te=4s,其中 te=tr+t0(tr為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí) 間) 時(shí)間 te內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 It2t= Ike2t=31.524=3969(kA2s)； 時(shí)間 te內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) Qk=I2 t=5.4224=117.506(kA2s)。 則 It2t Qk，即滿足要求，故 ZN18-12 的斷路器符合要求 4 4、選擇校驗(yàn)結(jié)果列表如下、選擇校

49、驗(yàn)結(jié)果列表如下 表6-4 110kV側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算參數(shù)選擇 LW25-126校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓 kV系統(tǒng)電壓 110 額定電壓 110 合格 最大持續(xù)工作電流 A最大持續(xù)工作電流 143.292 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA短路沖擊電流最大值 26.07 額定峰值耐受電流 80 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)(kA2s)短路電流的熱效應(yīng) Qk 2418.61It2t3969 合格 額定開斷電流（kA）三相短路周期分量有效值 10.23 額定開斷電流 31.5 合格 表 6-5 35kV 側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算參數(shù)選擇 LW8-40.5校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓 kV系統(tǒng)電壓 35 額定電壓 3

50、5 合格 最大持續(xù)工作電流 A最大持續(xù)工作電流 118.64 9 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA短路沖擊電流最大值 20.896 額定峰值耐受電流 40 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)(kA2s)短路電流的熱效應(yīng) Qk 269.61 6 It2t1024 合格 額定開斷電流（kA）三相短路周期分量有效值 8.21 額定開斷電流 16 合格 表6-6 10kV側(cè)斷路器 校驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算參數(shù)選擇 ZN18-12校驗(yàn)結(jié)果 工作電壓（kV）系統(tǒng)電壓 10 額定電壓 10 合格 最大持續(xù)工作電流 A最大持續(xù)工作電流 766.888 額定電流 1250 合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) kA短路沖擊電流最大值 13.795 額

51、定峰值耐受電流 80 合格 熱穩(wěn)定校驗(yàn)(kA2s)短路電流的熱效應(yīng) Qk 117.506It2t3969 合格 額定開斷電流（kA）三相短路周期分量有效值 5.42 額定開斷電流 31.5 合格 5.3 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇 5.3.15.3.1 隔離開關(guān)的作用隔離開關(guān)的作用 高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對(duì)被 檢修的高壓母線、斷路器等電氣設(shè)備與帶電的高壓線路進(jìn)行電氣隔離的設(shè)備； 其作用如下： （1）隔離電源、保證安全，利用隔離開關(guān)將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與 其它帶電部分可靠隔離。使工作人員可以安全的進(jìn)行作業(yè)，不影響其余部分的 正常工作。 （2）倒閘

52、操作，隔離開關(guān)經(jīng)常用來進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘操作。 （3）接通或切斷小電流電路，可以利用隔離開關(guān)接通或切斷下列電路：電壓互 感器、避雷器、長(zhǎng)度不超過 10km 的 35kV 空載線路或長(zhǎng)度不超過 5km 的 10kV 空載線路、35kV/1000kVA 及以下和 110kV/3200kVA 以下的空載變壓器。 隔離開關(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)、經(jīng) 濟(jì)比較，再根據(jù)其校驗(yàn)計(jì)算結(jié)果后確定。 5.3.25.3.2 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)的選擇 1 1、110kV110kV 側(cè)隔離開關(guān)的選擇側(cè)隔離開關(guān)的選擇 110kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(292.14

53、3 8 . 011032 8 . 0100052 05 . 1 cos3 05 . 1 ImA U P N N ax 式中 -指變電站 10kV 側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。NS 110kV 側(cè)三相短路電流周期分量有效值kA，沖擊電流kA。23.10fI037.26mi 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 GW5-110GK600 的隔離開關(guān)。 其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 6-7 110kV 側(cè)的隔離開關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電 壓(kV) 最高工作 電壓(kV) 額定電 流 （A） 極限電流 峰值 （kA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流 kA（4s） 操動(dòng)機(jī)構(gòu) GW5-110GK6001101266007216CS1-X

54、G （1）隔離開關(guān)額定電壓 110kV 等于系統(tǒng)額定電壓 110kV； （2）隔離開關(guān)額定電流 IN=600A最大持續(xù)持續(xù)工作 Imax=143.292A； （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 極限電流峰值 ，短路沖擊電流最大值kA，即kAi72 max 037.26mi imaxim滿足要求。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) te=4s,其中 te=tr+t0(tr為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) 時(shí)間 te內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值 It2t= Ike2t=1624=1024(kA2s)； 時(shí)間 te內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) Qk=I2 t=10.2324=418.612(kA2s)；則 It2t Qk，

55、即滿足要求，故選擇 GW5-110GK600 的隔離開關(guān)。 2 2、 35kV35kV 側(cè)隔離開關(guān)選擇側(cè)隔離開關(guān)選擇 35kV 側(cè)最大持續(xù)工作電流 )(649.118 8 . 03532 8 . 01000 7 . 13 05 . 1 cos3 05 . 1 ImA U P N N ax 式中 -指變電站 35kV 側(cè)總負(fù)荷的容量，MVA。NS 35kV 側(cè)三相短路電流周期分量有效值kA，沖擊電流kA21 . 8 fI896.20mi 根據(jù)電流值查附表初步選型號(hào)為 GW5-35G1000 的隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)如下 表： 表 6-8 35kV 側(cè)的隔離開關(guān)參數(shù)表 型號(hào) 額定電 壓(kV) 最高

56、工作 電壓(kV) 額定電 流 （A） 極限電流 峰值 （kA） 熱穩(wěn)定試驗(yàn) 電流 kA（4s） 操動(dòng) 機(jī)構(gòu) GW5-35G1000 353710005025 CS- 17 （1）隔離開關(guān)額定電壓 35kV 等于系統(tǒng)額定電壓 35kV； （2）隔離開關(guān)額定電流 IN=1000A最大持續(xù)持續(xù)工作 Imax=118.649A； （3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 極限電流峰值 ，短路沖擊電流最大值kA，即kAi50 max 896.20mi imaxim滿足要求。 （4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 設(shè) te=4s,其中 te=tr+t0(tr為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，t0為斷路器分閘時(shí)間。) 時(shí)間 te內(nèi)電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流有效值

57、It2t= Ike2t=2524=2500(kA2s)； 時(shí)間 te內(nèi)短路電流的熱效應(yīng) Qk=I2 t=8.2124=269.616(kA2s)，則 It2t Qk，即滿足要求，故選擇 GW5-35G1000 的隔離開關(guān)。 5.45.4 互感器的選擇互感器的選擇 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元 件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，能正確反映電 氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有： （1）將一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流， 使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。 （2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地

58、，從而保證了 設(shè)備和人身的安全。 一、電流互感器的選擇一、電流互感器的選擇 電流互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于 620kV 屋 內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于 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(dú)立式電流互感器。 電流互感器二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，強(qiáng)電系統(tǒng)一般選 5A，弱電系統(tǒng) 一般選用 1A。 （1 1）110kV110kV 側(cè)電流互感器的選擇側(cè)電流互感器的選擇 LCWB6-110W2戶外油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)電流互感器的技術(shù)參數(shù)如圖所示 型號(hào) 額定電壓 （kV） 一次額定 電流（A） 額定熱穩(wěn)定 電流(kA

59、) 額定動(dòng)穩(wěn)定 電流(kA) LCWB6-110W2110230031.580 技術(shù)參數(shù)選擇的詳細(xì)介紹： 按額定電壓選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定電壓110kV等于110kV系統(tǒng)額定電 壓110kV，滿足要求； 按額定電流選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅饕淮晤~定電流2300=600A110kV側(cè) 最大持續(xù)工作電流143.292A，所以滿足要求； 110kV側(cè)電流互感器的校驗(yàn) 熱穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定熱穩(wěn)定電流31.5kA110KV側(cè)（）短路 )3( 1 k 電流周期分量穩(wěn)定值= =10.23kA，所以滿足要求； )3( 1k I )3( 1k I 動(dòng)穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定動(dòng)穩(wěn)定電流80kA110KV側(cè)（）短

60、路沖 )3( 1 k 擊電流峰值26.037kA,所以滿足要求。 （2 2）35kV35kV 側(cè)電流互感器的選擇側(cè)電流互感器的選擇 LCW1-35戶外油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)電流互感器的技術(shù)參數(shù)如圖所示 型號(hào) 額定電壓 （kV） 一次額定 電流比 （A） 額定熱穩(wěn)定 電流(kA) 額定動(dòng)穩(wěn)定 電流(kA) LCW1-353575045115 技術(shù)參數(shù)選擇的詳細(xì)介紹： 按額定電壓選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定電壓35kV等于35kV系統(tǒng)額定電壓 35kV，所以滿足要求； 按額定電流選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅饕淮晤~定電流750A35kV側(cè)最大持續(xù) 工作電流118.649A，所以滿足要求； 35kV側(cè)電流互感器的校驗(yàn)

61、 熱穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定熱穩(wěn)定45kA35kV側(cè)（）短路電流周 )3( 2 k 期分量穩(wěn)定值= =8.21kA，所以滿足要求； )3( 2k I )3( 2k I 動(dòng)穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定動(dòng)穩(wěn)定電流115kA35kV側(cè)（）短路沖 )3( 2 k 擊電流峰值20.896kA,所以滿足要求。 （3 3）10kV10kV 側(cè)電流互感器的選擇側(cè)電流互感器的選擇 LDJ2-10 戶內(nèi)型環(huán)氧樹脂澆注絕緣全封閉結(jié)構(gòu)電流互感器的技術(shù)參數(shù)如圖所示 型號(hào) 額定電壓 （kV） 一次額定 電流（A） 額定熱穩(wěn)定 電流(kA) 額定動(dòng)穩(wěn)定 電流(kA) LDJ2-1010250080130 技術(shù)參數(shù)選擇的詳細(xì)介紹

62、： 按額定電壓選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定電壓10kV等于10kV系統(tǒng)額定電壓 10kV，所以滿足要求； 按額定電流選擇：因?yàn)殡娏骰ジ衅黝~定電流2500A10kV側(cè)最大持續(xù)工作 電流766.888A，所以滿足要求； （2）10kV側(cè)電流互感器的校驗(yàn) 熱穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯念~定熱穩(wěn)定電流80kA10kV側(cè)（）短路 )3( 3 k 電流周期分量穩(wěn)定值= =5.42kA，所以滿足要求； )3( 3k I )3( 3k I 動(dòng)穩(wěn)定：因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯念~定動(dòng)穩(wěn)定電流130kA10kV側(cè)（）短路 )3( 3 k 沖擊電流峰值13.795kA,所以滿足要求。 二、電壓互感器的選擇二、電壓互感器的選擇 額定一次電

63、壓：作為電壓互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。供三相系統(tǒng)相 間連接的單相電壓互感器，其額定電壓應(yīng)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)額定線電壓；對(duì)于接在三 相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器，其額定一次電壓應(yīng)為上述值的，即相 3 1 電壓。 額定二次電壓：額定二次電壓按互感器使用場(chǎng)合的實(shí)際情況來選擇，標(biāo)準(zhǔn)值 為 100v；供三相系統(tǒng)中相與地之間用的單相互感器，當(dāng)其額定一次電壓為某一 數(shù)值除以時(shí)，額定二次電壓必須除以，以保持額定電壓比不變。接成開33 口三角形的輔助二次繞組額定電壓：用于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的互感器，其輔 助二次繞組額定電壓為 100v；用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的互感器，其輔助二 次繞組額定電壓為 100v 或是。

64、3 100V 種類：按安裝地點(diǎn)可以分為戶內(nèi)式和戶外式兩種。35kv 電壓等級(jí)以下一般 為戶內(nèi)式；35kv 及以上電壓等級(jí)一般 制成戶外式。 按絕緣方式可以分為干式、澆注式、油浸式和氣體絕緣式等幾種。 干式多用于低壓，澆注式用于 335kv，油浸式多用于 35kv 及以上電壓等級(jí)。 按繞組數(shù)可以分為雙繞組、三繞組和四繞組式三種。三繞組式電 壓互感器有兩個(gè)二次繞組，一個(gè)為基本二次繞組，另一個(gè)為輔助二次繞組。輔 助二次繞組供絕緣監(jiān)察或是單相接地保護(hù)用。 按相數(shù)可以分為單相式和三相式兩種。一般 20kv 以下制成三相式， 35kv 及以上均制成單相式。 按結(jié)構(gòu)原理分為電磁式和電容式兩種。電磁式又可分為單級(jí)式和串 級(jí)式。在我國(guó)，電壓 35kv 以下時(shí)均用單級(jí)式，電壓 63kv 以上時(shí)為串級(jí)式。 型式：（1）6-20kV 配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕 緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器，當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱電壓互感 器。 （2）35110kV 配電裝置，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器， 目前采用電容式電壓互感器，實(shí)現(xiàn)無油化運(yùn)行，減少電磁諧振。 準(zhǔn)確等級(jí)：測(cè)量用電壓互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)有 0.1、0.2、0.5、1、1.3 級(jí)， 保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確度等級(jí)