水利水電建筑工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)--35kv變電所設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題目：35KV變電所設(shè)計(jì)</p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)</p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012年6月28日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　原始資料分析- 5 -</p><p>　　

3、第一章 主接線的選擇- 6 -</p><p>　　1-1主接線的設(shè)計(jì)原則和要求- 6 -</p><p>　　1-2主接線的擬定- 7 -</p><p>　　1-3主接線的比較與選定- 11 -</p><p>　　1-3-1技術(shù)比較- 11 -</p><p>　　1-3-2 經(jīng)濟(jì)比較- 12 -&l

4、t;/p><p>　　1-4 所用電的設(shè)計(jì)- 14 -</p><p>　　1-4-1所用電設(shè)的要求計(jì)- 14 -</p><p>　　第二章 變壓器的選擇- 16 -</p><p>　　2-1主變的選擇- 16 -</p><p>　　2-1-1 變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則- 16 -</p>

5、<p>　　2-1-2 變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的確定- 17 -</p><p>　　2-1-3 變電所主變壓器容量的確定原則- 17 -</p><p>　　2-1-4 待設(shè)計(jì)變電所主變壓器容量的計(jì)算和確定- 17 -</p><p>　　2-1-5 主變壓器繞組數(shù)的確定- 18 -</p><p>　　2-1-6主變壓器相數(shù)

6、的確定- 18 -</p><p>　　2-1-7主變壓器調(diào)壓方式的確定- 18 -</p><p>　　2-1-8主變壓器繞組連接組別的確定- 18 -</p><p>　　2-1-9 主變壓器冷卻方式的選擇- 19 -</p><p>　　2-2所用變的選擇- 20 -</p><p>　　2-2-1 所

7、用變臺(tái)數(shù)的選擇- 20 -</p><p>　　2-2-2 所用變?nèi)萘康倪x擇- 20 -</p><p>　　第三章 短路電流的計(jì)算21 -</p><p>　　3-1短路的基本知識(shí)- 21 -</p><p>　　3-2計(jì)算短路電流的目的- 22 -</p><p>　　3-3短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)-

8、 23 -</p><p>　　3-4短路電流的計(jì)算步驟- 23 -</p><p>　　第四章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)- 28 -</p><p>　　4-1電氣選擇的一般條件- 28 -</p><p>　　4-1-1按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電器- 29 -</p><p>　　4-1-2按短路情況校驗(yàn)- 30

9、 -</p><p>　　4-2高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)- 31 -</p><p>　　4-2-1對(duì)高壓斷路器的基本要求- 31 -</p><p>　　4-2-2額定電流的計(jì)算- 32 -</p><p>　　4-2-3高壓斷路器的選擇結(jié)果及校驗(yàn)- 33 -</p><p>　　4-2-4高壓熔斷器的選擇及校

10、驗(yàn)- 38 -</p><p>　　4-3 進(jìn)線與出線的選擇與校驗(yàn)- 42 -</p><p>　　4-3-1 35 kV架空線路的選擇與校驗(yàn)- 43 -</p><p>　　4-3-2 10 kV電纜的選擇與校驗(yàn)- 44 -</p><p>　　4-4 互感器的選擇與配置- 45 -</p><p>　　4

11、-4-1電流互感器的選擇- 45 -</p><p>　　4-4-2電壓互感器的選擇- 47 -</p><p>　　4-4-3互感器的配置- 48 -</p><p>　　第五章 補(bǔ)償裝置- 49 -</p><p>　　5-1 補(bǔ)償裝置的種類(lèi)和作用- 49 -</p><p>　　5-2并聯(lián)電容器容量的計(jì)

12、算- 50 -</p><p>　　5-3并聯(lián)電容器裝置容量選擇和主要要求。- 51 -</p><p>　　第六章 變電站接地與防雷的設(shè)計(jì)- 52 -</p><p>　　6-1 防雷保護(hù)的必要- 52 -</p><p>　　6-2變電所中可能出現(xiàn)大氣過(guò)電壓的種類(lèi)- 52 -</p><p>　　6-4

13、避雷針高度的確定- 53 -</p><p>　　6-5 變電所入侵波的保護(hù)- 54 -</p><p>　　6-6 接地體和接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)- 56 -</p><p>　　第七章 繼電保護(hù)的配置- 57 -</p><p>　　7-1繼電保護(hù)的基本知識(shí)- 57 -</p><p>　　7-2輸電線路的保護(hù)配置

14、- 58 -</p><p>　　7-2-1相間短路保護(hù)的配置- 59 -</p><p>　　7-2-2過(guò)負(fù)荷保護(hù)的配置- 59 -</p><p>　　7-2-3單相接地保護(hù)- 59 -</p><p>　　7-2-4輸電線路的保護(hù)配置結(jié)果- 60 -</p><p>　　7-3變壓器的保護(hù)- 60 -

15、</p><p>　　7-4母線保護(hù)- 62 -</p><p>　　7-5-1 備用電源自動(dòng)投入裝置的含義和作用- 63 -</p><p>　　7-5-2 自動(dòng)重合閘裝置- 63 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 65 -</p><p><b>　　致謝- 66 -</b><

16、;/p><p><b>　　原始資料分析</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　35KV企業(yè)變電所電氣一次、二次設(shè)計(jì)</p><p>　　二、待建變電所基本資料</p><p>　　1、某企業(yè)為保證供電需要，要求設(shè)計(jì)一座35KV降壓變電所，

17、以10KV電纜給各車(chē)間供電，一次設(shè)計(jì)并建成。</p><p>　　2、距離本變電所6KM處有一系統(tǒng)變電所，用35KV雙回架空線路向待設(shè)計(jì)的變電所供電。在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計(jì)變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA。</p><p>　　3、待設(shè)計(jì)變電所10KV側(cè)無(wú)電源，考慮以后裝設(shè)兩組電容器，提高功率因數(shù)，故要求預(yù)留兩個(gè)間隔。</p><p>　　4、本變電所1

18、0KV母線到各車(chē)間均用電纜供電，其中一車(chē)間和二車(chē)間為Ⅰ類(lèi)負(fù)荷，其余為Ⅱ類(lèi)負(fù)荷，Tmax=4000h。各饋線負(fù)荷如下表所示：</p><p>　　5、所用電的主要負(fù)荷如下表所示：</p><p><b>　　6、環(huán)境條件</b></p><p>　　當(dāng)?shù)睾０胃叨?07.4m，年雷電日36.9個(gè)，空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良，無(wú)污染，歷年平均最高氣溫29.9℃，土

19、壤電阻率ρ≤500Ω?m。</p><p>　　第一章 主接線的選擇</p><p>　　1-1主接線的設(shè)計(jì)原則和要求</p><p>　　發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電氣設(shè)備布置、選擇、自動(dòng)化水平和二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)原則：</p><p&g

20、t;　　應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所所在電力系統(tǒng)的地位和作用。首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求，根據(jù)規(guī)則容量，本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級(jí)、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性，保證供需平衡，電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周?chē)h(huán)境及自動(dòng)化規(guī)則與要求等條件確定，應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)型的要求。</p><p>　　電氣主接線的主要要求：</p><p>　　可靠性：可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)運(yùn)

21、行實(shí)踐主接線的可靠性是其組合元件（包括一次不分和二次部分）在運(yùn)行中可靠性的綜合，因此要考慮一次設(shè)備和二次部分的故障及其對(duì)供電的影響，衡量電氣主接線運(yùn)行可靠性的一般準(zhǔn)則是：</p><p>　　斷路器檢修時(shí)，是否影響供電、停電的范圍和時(shí)間</p><p>　　線路、斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，停電出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間長(zhǎng)短，能否保證對(duì)重要用戶的不間斷供電。</p>&l

22、t;p>　　發(fā)電廠、變電所全部停電的可能性。、</p><p>　　靈活性：投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便，調(diào)度靈活，電氣主接線的靈活性要求有以下幾方面：</p><p>　　調(diào)度靈活、操作方便，應(yīng)能靈活地投切某些元件，調(diào)配電源和負(fù)荷能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)整要求。</p><p>　　檢修安全，應(yīng)能容易地從初期過(guò)渡到最終接線

23、，并在擴(kuò)建過(guò)渡時(shí)使一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。</p><p>　　控制、保護(hù)方式不過(guò)于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資，要適當(dāng)限制經(jīng)濟(jì)型：通過(guò)優(yōu)化比選，應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗少，在滿足技術(shù)要求的前提下，要做到經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　投資省，電氣主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備投資，要使短路電流，一邊選擇價(jià)格合理的電氣設(shè)備。</p

24、><p>　　占地面積小，電氣主接線的設(shè)計(jì)要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約地和節(jié)省架構(gòu)、導(dǎo)線、絕緣小及安裝費(fèi)用，在運(yùn)輸調(diào)節(jié)許可的地方都應(yīng)采用三相變壓器。</p><p>　　電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理的選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，避免因兩次變壓而增加投資。</p><p><b>　　1-2主接線的擬定</b></p><p&g

25、t;　　待設(shè)計(jì)變壓所為一座35KV降壓變電所，以10KV電纜線各車(chē)間供電，距改變電所6KM處有一系統(tǒng)變電所，用35KV雙回架空線向待設(shè)計(jì)的變電所供電，在最大運(yùn)行方式下，待設(shè)計(jì)變電所高壓母線上的短路功率為1000MVA，待設(shè)計(jì)變電所的高壓部分為二進(jìn)二出回路，為減少斷路器數(shù)量及縮小占地面積，可采用內(nèi)橋接線和外橋接線，變電所的低壓部分為二進(jìn)八處回路，同時(shí)考慮以后裝設(shè)兩組電容量要預(yù)留兩個(gè)出線間隔，故10KV回路應(yīng)至少設(shè)有10回出線，其中，一車(chē)間

26、和二車(chē)間為Ⅰ類(lèi)負(fù)荷，其余為Ⅱ類(lèi)負(fù)荷，其主接線可采用單母不分段接線，單母分段接線和單母分段帶旁路接線，綜上所述，該變電所的主接線形式初步擬定為6種，如下圖2-1所示</p><p>　　圖2-1（a）方案一</p><p>　　圖2-1（b）方案二</p><p>　　圖2-1（c）方案三</p><p>　　圖2-1（d）方案四</p&

27、gt;<p>　　圖2-1（e）方案五</p><p>　　圖2-1（f）方案六</p><p>　　1-3主接線的比較與選定</p><p><b>　　1-3-1技術(shù)比較</b></p><p>　　1、內(nèi)橋線路的特點(diǎn)：</p><p><b>　　（1）線路操作方便&

28、lt;/b></p><p>　　（2）正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜</p><p>　?。?）橋回路故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元間失去聯(lián)系</p><p>　　內(nèi)橋接線試用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)，故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。</p><p>　　2、外橋接線的特點(diǎn)：</p>

29、<p>　　(1)變壓器操作方便</p><p>　?。?）線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜</p><p>　?。?）橋回路故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系。</p><p>　　外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換，且線路有穿越功率通過(guò)的發(fā)電廠和變電站中。待設(shè)變電所35KV回路進(jìn)線為6KM，進(jìn)線較長(zhǎng)

30、，且沒(méi)有穿越功率通過(guò)，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)變壓器不需要經(jīng)常切換，經(jīng)比較，內(nèi)橋接線的線路投入與切除操作方便，故以上6種設(shè)計(jì)方案中，方案一、方案二和方案三為優(yōu)。</p><p>　　3、單母線不分段接線的特點(diǎn)：</p><p>　　接線簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、操作方便、投資少、便于擴(kuò)建，但其不夠靈活可靠，接到母線上任一元件故障時(shí)，均使整個(gè)配電裝置停電。</p><p>　　4、單

31、母線分段接線的特點(diǎn)：</p><p>　　單母線分段接線也比較簡(jiǎn)單、清晰，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停止工作，另一段母線仍繼續(xù)工作，兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，挺高了供電可靠性，可對(duì)重要用戶供電，當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該段母線上的所有支路，使之停止工作，任一支斷路器檢修時(shí)，該支路必須停止工作。</p><p>　　5、單母線分段帶旁路接線的特點(diǎn)：</p>

32、<p>　　在母線引出各元件的斷路器，保護(hù)裝置需停電檢修時(shí)，通過(guò)旁路木母線由旁路斷路器及其保護(hù)代替，而引出元件可不停電，加旁路母線雖然解決了斷路器和保護(hù)裝置檢修不停電的問(wèn)題，提高了供電的可靠性，但也帶來(lái)了一些負(fù)面影響。</p><p>　　旁路母線、旁路斷路器及在各回路的旁路隔離開(kāi)關(guān)，增加了配電裝置的設(shè)備，增加了占地，也增加了工程投資。</p><p>　　旁路斷路器代替各回路

33、斷路器的倒閘操作復(fù)雜，容易產(chǎn)生誤操作，釀成事故。</p><p>　　保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。</p><p>　　用旁路代替?zhèn)€回路斷路器的倒閘操作，需要人來(lái)完成，因此帶旁路母線的界限不利于實(shí)現(xiàn)變電所的無(wú)人值班。</p><p>　　方案一種采用單母線不分段接線，雖然簡(jiǎn)單靈活，但其可靠性不高，當(dāng)接到母線上任一元件公章時(shí)，均使整個(gè)配電裝置停電，且?guī)гO(shè)變電所的符合均為Ⅰ

34、類(lèi)、Ⅱ類(lèi)中藥符合，因此方案一種的單母線不分段接線不能滿足Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷供電可靠性的要求。</p><p>　　方案二與方案三中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，提高了供電的可靠性，為了確保當(dāng)任何一路電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不回中斷對(duì)重要用戶Ⅰ類(lèi)負(fù)荷的用電，可分別在每段母線上都設(shè)有一車(chē)間與二車(chē)間的出現(xiàn)間隔。方案二與方案三的可靠性都較高，加設(shè)旁路母線的方案三可使出現(xiàn)線路上斷路器故障或檢修時(shí)，通過(guò)旁路

35、母線使用電不用中斷，相比之下，方案三的供電可靠性要比方案二高，但由于加設(shè)旁路母線也帶來(lái)了倒閘操作復(fù)雜等負(fù)面影響，即方案三靈活性要低于方案二，為最終確定帶設(shè)變電所的主接線方式，下面對(duì)方案二與方案三進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。</p><p>　　1-3-2 經(jīng)濟(jì)比較</p><p><b>　　綜合投資比較</b></p><p>　　該變電所為35KV等級(jí)，

36、故不明顯的附加費(fèi)用比例系數(shù)a取100</p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　式中包括變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備。配電裝置等設(shè)備的費(fèi)用，由式子②可知，綜合投資與成正比。</p><p>　　方案三語(yǔ)方案二相比，方案三多設(shè)了一條10KV母線，1臺(tái)旁路母聯(lián)斷路器及隔離開(kāi)關(guān)。即方案三中的大于方案二中的。故方案二的綜合投資Z小于方案三的綜合投

37、資Z。</p><p><b>　　年運(yùn)行費(fèi)用U的比較</b></p><p>　　式中為折舊費(fèi)，為損耗費(fèi)</p><p>　　式中C為折舊維護(hù)檢修費(fèi)，對(duì)主變及配電裝置可取8%~10%.對(duì)水泥桿線路可取5%，對(duì)鐵塔線路可取4%，故與Z成正比。</p><p>　　式中為電能電價(jià)（常數(shù)）。</p><p

38、>　　雙繞組主變的年電能損耗</p><p>　　該變電所采用2臺(tái)主變，故n=2</p><p>　　式中為主變壓器的空載損耗和短路損耗</p><p>　　t為變壓器年運(yùn)行小時(shí)數(shù)</p><p>　　為變壓器的額定容量，為變壓器持續(xù)最大負(fù)荷</p><p>　　為最大負(fù)荷年損耗小時(shí)數(shù)，決定于最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)

39、T與平均功率因數(shù)。</p><p>　　由于方案二與方案三都選用同樣兩臺(tái)型號(hào)相同的主變，故主變的年電能損耗相同。</p><p>　　架空輸電線路的年電能損耗。</p><p>　　式中為通過(guò)線路的最大持續(xù)功率，L為線路長(zhǎng)度，K為線路有功損耗系數(shù)。方案二與方案三中都從距變電所6KM處的系統(tǒng)變電所用35KV雙回架空線路向帶設(shè)變電所供電。故其、L、K相同，即架空輸電線路

40、的年電能損耗相同。</p><p><b>　　由于U=+</b></p><p>　　當(dāng)損耗費(fèi)用相同時(shí)，大的年運(yùn)行費(fèi)高，故方案二與方案三相比，方案二的經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)。而且近年來(lái)，系統(tǒng)的發(fā)展，電力系統(tǒng)接線的可靠性有了較大提高，220KV以下電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)是逐步實(shí)現(xiàn)N-1或N-2的配置，這樣有計(jì)劃地進(jìn)行設(shè)備檢修，不會(huì)對(duì)用戶的供電產(chǎn)生影響，不需要通過(guò)旁路斷路器來(lái)代替檢修斷路器

41、；由于設(shè)備制造水平的提高，高質(zhì)量的斷路器不斷出現(xiàn)，例如現(xiàn)在廣泛采用的SF6斷路器，真空斷路器，運(yùn)行可靠性大幅度提高，使旁路母線的使用幾率也在逐年下降；由于現(xiàn)今的變電站都有向無(wú)人值班方式設(shè)計(jì)趨勢(shì)，旁路母線給無(wú)人值班帶來(lái)不便，故新建工程中基本上不再采用帶旁路母線的接線方式，所以經(jīng)綜合分析比較后，最終確定方案二為該變電所的電氣主接線方式，即35KV高壓部分采用內(nèi)橋接線，10KV低壓部分采用單母分段接線方式。如下圖2-2所示：</p>

42、;<p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　1-4 所用電的設(shè)計(jì)</p><p>　　1-4-1所用電設(shè)的要求計(jì)</p><p>　　變電所用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇，直接關(guān)系到變電所的安全運(yùn)行和設(shè)備的可靠。

43、 </p><p>　　最近幾年設(shè)計(jì)的變電所大都不采用蓄電池作為直流電源，而是廣泛采用晶閘管整流或復(fù)式整流裝置取得直流電源，這就要求交流所用電源可靠連續(xù)、電壓穩(wěn)定，因此要求有兩個(gè)電源。其電源的引入方式有內(nèi)接和外接兩

44、種。其接入方式有三種，如下圖2-3所示：</p><p><b>　　圖2-3（a）</b></p><p><b>　　圖2-3（b）</b></p><p><b>　　圖2-3（c）</b></p><p>　　其中圖2-3（a）兩臺(tái)所用變均從外部電源引進(jìn)，其供電可靠性最

45、高，但由于接入電源電壓較高（35KV）,投資成本也較大；圖2-3（c）的所用變投資成本最低但其可靠性較低；圖2-3（b）的所用電源接入形式，當(dāng)該變電站的兩臺(tái)主變壓器都發(fā)生故障時(shí)，一號(hào)所用變又外不電源接入，可以保證變電所的所用電正常。其成本投資低于圖2-3（a），是在保證了可靠性的前提下最優(yōu)經(jīng)濟(jì)方案。因此本變電所的所用變接線形式如圖2-3（b）所示。</p><p>　　第二章 變壓器的選擇</p>

46、<p><b>　　2-1主變的選擇</b></p><p>　　2-1-1 變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則</p><p>　?。?）對(duì)于只供給二類(lèi)、三類(lèi)負(fù)荷的變電站，原則上只裝設(shè)一臺(tái)變壓器。</p><p>　?。?）對(duì)于供電負(fù)荷較大的城市變電站或有一類(lèi)負(fù)荷的重要變電站，應(yīng)選用兩臺(tái)兩臺(tái)相同容量的主變壓器，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足一臺(tái)變壓

47、器停運(yùn)后，另一臺(tái)變壓器能供給全部一類(lèi)負(fù)荷；在無(wú)法確定一類(lèi)負(fù)荷所占比重時(shí)，每臺(tái)變壓器的容量可按計(jì)算負(fù)荷的70%～80%選擇。</p><p>　?。?）對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電站，如果中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電站以裝設(shè)兩臺(tái)為宜；對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變的可能性；對(duì)于規(guī)劃只裝兩臺(tái)主變的變電站，其變壓器的基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1～2級(jí)設(shè)計(jì)。</p><p>　

48、　2-1-2 變電站主變壓器臺(tái)數(shù)的確定</p><p>　　待設(shè)計(jì)變電站由6KM處的系統(tǒng)變電所用35KV雙回架空線路供電，以10KV電纜供各車(chē)間供電。該變電所的一車(chē)間和二車(chē)間為Ⅰ類(lèi)負(fù)荷，其余的為Ⅱ類(lèi)負(fù)荷。Ⅰ類(lèi)負(fù)荷要求有很高的供電可靠性，對(duì)于Ⅰ類(lèi)用戶通常應(yīng)設(shè)置兩路以上相互獨(dú)立的電源供電，同時(shí)Ⅱ類(lèi)負(fù)荷也要求有較高的供電可靠性，由選擇原則的第2點(diǎn)結(jié)合待設(shè)計(jì)變電站的實(shí)際情況，為提高對(duì)用戶的供電可靠性，確定該變電站選用兩臺(tái)

49、相同容量的主變壓器。</p><p>　　2-1-3 變電所主變壓器容量的確定原則</p><p>　?。?）按變電所建成后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮10～20年的負(fù)荷發(fā)展。</p><p>　　（2）對(duì)重要變電所，應(yīng)考慮一臺(tái)主要變壓器停運(yùn)后，其余變壓器在計(jì)算過(guò)負(fù)荷能力及允許時(shí)間內(nèi)，滿足Ⅰ、Ⅱ類(lèi)負(fù)荷的供電；對(duì)一般性變電所，一臺(tái)主變壓器停運(yùn)后，其余變壓器應(yīng)能

50、滿足全部供電負(fù)荷的70%～80%。</p><p>　　2-1-4 待設(shè)計(jì)變電所主變壓器容量的計(jì)算和確定</p><p>　　變電所主變的容量是由供電負(fù)荷（綜合最大負(fù)荷）決定的。</p><p>　　每臺(tái)變壓器的容量按計(jì)算負(fù)荷的80%選擇。</p><p><b>　?。↘VA）</b></p><p

51、>　　經(jīng)查表選擇變壓器的型號(hào)為SZ9-8000/35，即額定容量為8000，因?yàn)椋?，即選擇變壓器的容量滿足要求。</p><p>　　2-1-5 主變壓器繞組數(shù)的確定</p><p>　　國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中采用的變壓器按其繞組數(shù)分有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等變壓器，待設(shè)計(jì)變電所有35KV、10KV兩個(gè)電壓等級(jí)且是一座降壓變電所，宜選用雙繞組普通式變壓器。</

52、p><p>　　2-1-6主變壓器相數(shù)的確定</p><p>　　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(lái)說(shuō)投資大、占地多、運(yùn)行規(guī)模也較大，同時(shí)配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也增加了維修工作量，待設(shè)計(jì)變電所謂35KV降壓變電所，在滿足供電可靠性的前提下，為減少投資，故選用三項(xiàng)變壓器。</p><p>　　2-1-7主變壓器調(diào)壓方式的確定</

53、p><p>　　為了確保變電所供電量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)，通過(guò)變壓器的分接頭開(kāi)關(guān)切換，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：不帶電切換，稱(chēng)為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在22.5%以?xún)?nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱(chēng)為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴，由于待設(shè)計(jì)變電所的符合均為Ⅰ、Ⅱ類(lèi)重要負(fù)荷，為確保供電質(zhì)量，有較大的調(diào)整范圍，我們選用有載調(diào)壓方式。</p>

54、;<p>　　2-1-8主變壓器繞組連接組別的確定</p><p>　　變壓器的連接組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形和三角形兩種，因此對(duì)于三相雙繞組變壓器的高壓側(cè)，110KV及以上電壓等級(jí)，三相繞組都采用“YN”連接，35KV及以下采用“Y”連接；對(duì)于三相雙繞組變壓器的低壓側(cè)，三相繞組采用“d”連接，若低電壓側(cè)電壓等級(jí)為380/220V，則三相繞組采

55、用“yn”連接，在變電所中，為了限制三次諧波，我們選用“Ynd11”常規(guī)連接的變壓器連接組別。</p><p>　　2-1-9 主變壓器冷卻方式的選擇</p><p>　　電力變壓器的冷卻方式，隨其型號(hào)和容量不同而異，一般有以下幾種類(lèi)型：</p><p>　　自然風(fēng)冷卻：一般適用于7500KVR一下小容量變壓器，為使熱量散發(fā)到空氣中，裝有片狀或管型輻射式冷卻器，以增

56、大油箱冷卻面積。</p><p>　　強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻：對(duì)于大容量變壓器，單方面加強(qiáng)表面冷卻還打不到預(yù)期的冷卻效果。故采用潛油泵強(qiáng)迫油循環(huán)，讓水對(duì)油管道進(jìn)行冷卻，把變壓器中熱量帶走。在水源充足的條件下，采用這種冷卻方式極為有利散熱效率高、節(jié)省材料、減少變壓器本體尺寸，但要一套水冷卻系統(tǒng)和有關(guān)附件且對(duì)冷卻器的密封性能要求較高。即使只有極微量的水滲入油中，也會(huì)嚴(yán)重地影響油的絕緣性能。故油壓應(yīng)高于水壓0.1～0.15M

57、pa，以免水滲入油中。</p><p>　　強(qiáng)迫空氣冷卻：又簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)冷式。容量大于等于8000KVA的變壓器，在絕緣允許的油箱尺寸下，即使有輻射器的散熱裝置仍達(dá)不到要求時(shí)，常采用人工風(fēng)冷。在輻射器管間加裝數(shù)臺(tái)電動(dòng)風(fēng)扇，用風(fēng)吹冷卻器，使油迅速冷卻，加速熱量散出，風(fēng)扇的啟?？梢宰詣?dòng)控制，亦可人工操作。</p><p>　　強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向風(fēng)冷卻：近年來(lái)大型變壓器都采用這種冷卻方式。它是利用潛油泵將

58、冷油壓入線圈之間、線餅之間和鐵芯的油管中，使鐵芯和繞組中的熱量直接由具有一定流速的油帶走，二變壓器上層熱油用潛油泵抽出，經(jīng)過(guò)水冷卻器冷卻后，再由潛油泵注入變壓器油箱底部，構(gòu)成變壓器的油循環(huán)。</p><p>　　強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻：其原理與強(qiáng)迫油循環(huán)水冷相同。</p><p>　　水內(nèi)冷變壓器：變壓器繞組用空心導(dǎo)體制成，在運(yùn)行中將純水注入空心繞組中，借助水的不斷循環(huán)將變壓器中熱量帶走，但水系

59、統(tǒng)比較復(fù)雜且變壓器價(jià)格比較高。</p><p>　　待設(shè)計(jì)變電所主變的容量為8000KVA,為使主變的冷卻方式既能達(dá)到預(yù)期的冷卻效果，有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，我們選用強(qiáng)迫空氣冷卻，簡(jiǎn)稱(chēng)風(fēng)冷卻。</p><p>　　綜上得該變電所的主變型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表1-1所示：</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>&

60、lt;b>　　2-2所用變的選擇</b></p><p>　　目前可供選擇的所用變壓器的型式有油浸式和干式兩種，后者又分為普通干式和環(huán)氧樹(shù)脂澆注式等。三種變壓器作為自用變各具有特點(diǎn)。油浸式的特點(diǎn)是過(guò)載能力強(qiáng)，屋內(nèi)外均可布置，維修簡(jiǎn)便，價(jià)格便宜，但由于采用油為絕緣和冷卻介質(zhì)，屋內(nèi)外必須要有防火防爆小間，同時(shí)檢修、維護(hù)復(fù)雜；干式變壓器的特點(diǎn)是無(wú)油，防火性能較好，布置簡(jiǎn)單，可就近布置在中壓開(kāi)關(guān)柜附近，

61、縮短了電纜長(zhǎng)度并提高供電可靠性，還可節(jié)省間隔及土建費(fèi)用，但過(guò)載能力低，絕緣余度小，在有架空線路直接連接的場(chǎng)合不宜使用，一面遭受感應(yīng)雷過(guò)電壓；環(huán)氧樹(shù)脂澆注式的特點(diǎn)是具有一定的防塵耐潮和難燃的優(yōu)點(diǎn)，比普通干式變更佳，但價(jià)格相對(duì)昂貴。隨著干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，已能生產(chǎn)出散熱性能更好、體積小、過(guò)載能力大的干式變壓器。</p><p>　　由于油浸式變壓器屋內(nèi)布置需要防火防爆小間，且要考慮通風(fēng)散熱以及事故排油設(shè)施，

62、因此，待設(shè)計(jì)變電所采用干式變壓器。</p><p>　　2-2-1 所用變臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　待設(shè)計(jì)的變電所中采用2臺(tái)所用變。且分別接在兩個(gè)獨(dú)立引接點(diǎn)。正常運(yùn)行時(shí)各分擔(dān)一半的自用負(fù)荷；當(dāng)其中一個(gè)電源停電或發(fā)生故障時(shí)，由另一臺(tái)所用變擔(dān)負(fù)全部自用負(fù)荷。</p><p>　　2-2-2 所用變?nèi)萘康倪x擇</p><p>　　所用變壓器負(fù)

63、荷計(jì)算采用換算系數(shù)法，不經(jīng)常短時(shí)及不經(jīng)常斷續(xù)運(yùn)行的負(fù)荷均可不列入計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)有備用所用變壓器時(shí)，其容量應(yīng)與工作變壓器相同。</p><p>　　所用變壓器容量按下式計(jì)算：</p><p>　　S≥K1∑P1+∑P2</p><p>　　式中 S——所用變壓器容量（KVA）;</p><p>　　∑P1——所用動(dòng)力負(fù)荷之和（KW）;<

64、/p><p>　　K1——所用動(dòng)力負(fù)荷換算系數(shù)，一般取K1=0.85；</p><p>　　∑P2——電熱及照明負(fù)荷之和（KW）;</p><p>　　經(jīng)分析，我們把所用電的主要負(fù)荷中：主充電機(jī)、浮充電機(jī)、蓄電池室通風(fēng)、屋內(nèi)配電裝置通風(fēng)歸為動(dòng)力負(fù)荷，把交流電焊機(jī)、檢修實(shí)驗(yàn)用電、載波、照明負(fù)荷和生活用電歸為電熱及照明負(fù)荷。則：</p><p>&l

65、t;b>　?。↘VA）</b></p><p>　　由以上數(shù)據(jù)查表得選擇所用變的型號(hào)及相關(guān)參數(shù)如下表1-2所示：</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　第三章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　3-1短路的基本知識(shí)</p><p>　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)

66、行方式的破壞多數(shù)是由于短路故障引起的，系統(tǒng)中將出現(xiàn)比正常運(yùn)行時(shí)的額定電流大許多倍的短路電流，其數(shù)值可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。因此，在變電所設(shè)計(jì)中必須全面地考慮短路故障各種影響。</p><p>　　變電所中各種電器設(shè)備必須能承受短路電流的作用，不致因過(guò)熱或電動(dòng)力的影響而損壞。例如，斷路器必須能斷開(kāi)可能通過(guò)的最大短路電流；電流互感器應(yīng)有足夠的過(guò)電流倍數(shù)；母線效驗(yàn)短路時(shí)要承受最大應(yīng)力；接地裝置的選擇也與短路電流的大小有關(guān)

67、等。</p><p>　　短路電流的大小也是比較主接線方案、分析運(yùn)行方式時(shí)必須考慮的因素。系統(tǒng)短路時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電壓降低，靠近短路點(diǎn)處尤為嚴(yán)重，這將直接危害用戶供電的安全性及可靠性。為限制故障范圍，保護(hù)設(shè)備安全，繼電保護(hù)裝置必須整定在主回路通過(guò)短路電流的準(zhǔn)確動(dòng)作。</p><p>　　由于上述原因，短路電流計(jì)算稱(chēng)謂變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。選擇電氣設(shè)備時(shí)通常用三相短路電流，效驗(yàn)繼電保護(hù)動(dòng)作靈敏

68、度時(shí)用兩相短路、單相短路電流或單相接地電流。工程設(shè)計(jì)主要計(jì)算三相短路電流。</p><p>　　3-2計(jì)算短路電流的目的</p><p>　　短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)該著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后腰盡量限制所影響的范圍。短路的問(wèn)題一直是電力技術(shù)的基本問(wèn)題之一，無(wú)論從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行

69、和維護(hù)檢修等各方面來(lái)說(shuō)，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計(jì)算短路電流的方法。</p><p>　　短路電流計(jì)算具體目的是；</p><p>　　選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備，如開(kāi)關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)的。</p><p>　　繼電保護(hù)的配置和整定。系

70、統(tǒng)中影配置哪些繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對(duì)電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。</p><p>　　電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電所的主接線設(shè)計(jì)中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的

71、措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟(jì)的方案，因此，在比較和評(píng)價(jià)方案時(shí)，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。</p><p>　　通信干擾。在設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)的架空輸電線時(shí)，要計(jì)算短路電流，以確定電力線對(duì)臨近架設(shè)的通信線是否存在危險(xiǎn)及干擾影響。</p><p>　　確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。在500KV配電裝置中，普遍采用分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次

72、導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對(duì)導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構(gòu)受力，工程上要按最大可能</p><p>　　出現(xiàn)的短路電流確定分裂導(dǎo)線間隔的安裝距離。</p><p>　　短路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電

73、線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。</p><p>　　3-3短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)</p><p>　　考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，要進(jìn)行準(zhǔn)確的短路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的，同時(shí)對(duì)解決大部分實(shí)際問(wèn)題，并不要求十分精確的計(jì)算結(jié)果。例如，選擇效驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，一般只需近似計(jì)算通過(guò)該設(shè)備的最大可能的三相短路電流值。為簡(jiǎn)化計(jì)算，實(shí)用中多采用近似計(jì)算方法。這種近似計(jì)算法在電力工程中被稱(chēng)為短路電流實(shí)

74、用計(jì)算。它是建立在一系列的假設(shè)基礎(chǔ)上的，其計(jì)算結(jié)果稍偏大。短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)如下：</p><p>　　短路發(fā)生前，電力系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的三相系統(tǒng)。</p><p>　　電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)電勢(shì)的相角在短路過(guò)程中都相同，頻率與正常工作時(shí)相同。</p><p>　　變壓器的勵(lì)磁電流和電阻、架空線的電阻和相對(duì)地電容均略去，都用純電抗表示。次假設(shè)將復(fù)數(shù)運(yùn)算簡(jiǎn)化為代數(shù)運(yùn)算

75、。</p><p>　　電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和。即各元件的參數(shù)不隨電流而變化，計(jì)算可應(yīng)用疊加原理。</p><p>　　對(duì)負(fù)荷只作近似估計(jì)，由于負(fù)荷電流一般比短路電流小得多，近似計(jì)算中，對(duì)離短路點(diǎn)較遠(yuǎn)的負(fù)荷忽略不計(jì)，只考慮在短路點(diǎn)附近的大容量電動(dòng)機(jī)對(duì)短路電流的影響。</p><p>　　短路故障時(shí)金屬性短路，即短路點(diǎn)的阻抗為零。</p><

76、p>　　短路故障稱(chēng)為電力系統(tǒng)的橫向故障，由斷線造成的故障，稱(chēng)為電力系統(tǒng)的縱向故障。電力系統(tǒng)中僅有一處出現(xiàn)故障稱(chēng)簡(jiǎn)單故障，若同時(shí)有兩處或兩處以上發(fā)生故障，稱(chēng)復(fù)雜故障。</p><p>　　3-4短路電流的計(jì)算步驟</p><p>　　1、把該變電站主接線圖中去掉不參與短路電流計(jì)算的開(kāi)關(guān)設(shè)備，得到短路電流計(jì)算圖如3-1所示</p><p>　　=35kv

77、 =10 kV </p><p>　　電力系統(tǒng) 架空線路 變壓器</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　2、求各元件的電抗標(biāo)么值，取=100MVA，</p><p><b>　　線路：</b></p>&l

78、t;p><b>　　變壓器：</b></p><p>　　當(dāng)在K1處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖，如圖3-2所示</p><p>　　0.175 </p><p>　　0.175 </p><p>　　最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為：</p><p

79、><b>　　無(wú)限大容量電源</b></p><p>　　短路電流周期分量的標(biāo)么值</p><p><b>　　有名值</b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　　短路全電流最大有效值</p><p><b>

80、;　　短路容量</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為:</p><p><b>　　==0.175</b></p><p><b>　　無(wú)限大容量電源=1</b></p><p>　　短路電流周期分量的標(biāo)么值</p><p><b

81、>　　有名值</b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p><b>　　短路容量</b></p><p>　　當(dāng)在K2處發(fā)生三相短路時(shí)，作出等值電路圖如下3-3所示</p><p>　　0.175 0.94 </p>&

82、lt;p>　　0.175 0.94</p><p>　　最大運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為</p><p><b>　　無(wú)限大容量電源=1</b></p><p>　　短路電流周期分量的標(biāo)么值</p><p><b>　　有名值</b></p><p>

83、;<b>　　沖擊電流</b></p><p>　　短路全電流最大有效值</p><p><b>　　短路容量</b></p><p>　　最小運(yùn)行方式下電源至短路點(diǎn)的總電抗為</p><p><b>　　無(wú)限大容量電源=1</b></p><p>　　

84、短路電流周期分量的標(biāo)么值</p><p><b>　　有名值</b></p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p>　　短路全電流最大有效值</p><p><b>　　短路容量</b></p><p><b>　　短路電流計(jì)算

85、結(jié)果表</b></p><p>　　第四章 設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　4-1電氣選擇的一般條件</p><p>　　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。</p><p&

86、gt;　　盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是相同的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　4-1-1按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電器</p><p><b>　　㈠、額定電流</b></p><p>　　導(dǎo)體和電

87、器的額定電流是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，導(dǎo)體和電器的長(zhǎng)期允許電流（或額定電流）應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即：</p><p><b>　?。ɑ颍?lt;/b></p><p>　　由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的=1.05（為電機(jī)的額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)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

88、臺(tái)發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)，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(shí) 由其他回路轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的負(fù)荷。</p><p>　　此外，還應(yīng)按電器的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求，對(duì)導(dǎo)體和電器進(jìn)行種類(lèi)（屋內(nèi)或屋外）和型式的選擇。</p><p>　?、?、額定電壓和最高工作電壓</p><p>　　導(dǎo)體和電器所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓

89、或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即：</p><p>　　一般電纜和電器允許的最高工作電壓：當(dāng)額定電壓在220KV及以下時(shí)為1.15；額定電壓為330~500KV時(shí)為1.1。而實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的一般不超過(guò)1.1，因此在選擇設(shè)備時(shí)，一般可按照電器和電纜的額定電壓，不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即：</p><p>　　㈢

90、、按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核</p><p>　　在選擇電器時(shí)，還應(yīng)考慮電器安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)溫度、風(fēng)速、濕度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震強(qiáng)度和覆冰厚度等條件超過(guò)一般電器使用條件時(shí)，應(yīng)向制造部門(mén)提出要求或采取相應(yīng)的措施。例如，當(dāng)?shù)睾０胃叨瘸^(guò)制造部門(mén)規(guī)定之值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng)減小，是空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當(dāng)海拔在1000~3500m范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高100m，則最大工作電壓

91、要下降1%。當(dāng)最高工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。對(duì)于110KV以下電氣設(shè)備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用。</p><p>　　當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度和導(dǎo)體（或電器）額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長(zhǎng)期允許電流可按下式修正：</p><p>　　式中 K——修正系數(shù)；</p><p>　　——導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許

92、最高溫度，當(dāng)導(dǎo)體用螺栓連接時(shí)，=70℃。</p><p>　　我國(guó)目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度=40℃。如周?chē)h(huán)境高于40℃（但不大于60℃）時(shí)，其允許電流一般可按每增高1℃，額定電流減少1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于40℃時(shí)，環(huán)境溫度每降低1℃，額定電流可增加0.5%，但其最大負(fù)荷不得超過(guò)額定電流的20%。</p><p>　　我國(guó)生產(chǎn)的裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為25℃，當(dāng)裝置地點(diǎn)環(huán)境

93、溫度在-5~50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，導(dǎo)體允許通過(guò)的電流可按上式修正。此外，當(dāng)海拔高度上升時(shí)，日照強(qiáng)度相應(yīng)增加，故屋外載流導(dǎo)體如計(jì)及日照影響時(shí)，應(yīng)按海拔和溫度綜合修正系數(shù)對(duì)載流量進(jìn)行修正。</p><p>　　4-1-2按短路情況校驗(yàn)</p><p><b>　?、?、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　短路電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件溫度（或

94、發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值，既滿足熱穩(wěn)定的條件為：</p><p><b>　　或 </b></p><p>　　式中 ——短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；</p><p>　　——短路時(shí)導(dǎo)體和電器設(shè)備允許的熱效應(yīng)；</p><p>　　——時(shí)間t內(nèi)允許通過(guò)的短時(shí)熱穩(wěn)定電流（或短時(shí)耐受電流）。</p><p

95、><b>　　㈡、電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　電動(dòng)力穩(wěn)定是導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱(chēng)動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是：</p><p><b>　　或 </b></p><p>　　式中 、——短路沖擊電流幅值及其有效值；</p><p>　　、——允許通過(guò)穩(wěn)

96、定電流的幅值和有效值。</p><p>　　下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定：</p><p>　　用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。</p><p>　　采用有限流電阻的熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定；電纜印有足夠的強(qiáng)度，亦可不校動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　裝設(shè)在電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)

97、定。</p><p>　　4-2高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)</p><p>　　4-2-1對(duì)高壓斷路器的基本要求</p><p>　　斷路器在電路中擔(dān)負(fù)特別重要的任務(wù)，必須滿足一下基本要求：</p><p>　　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(wú)誤的完成關(guān)合和開(kāi)斷電路的指令，其拒動(dòng)或誤動(dòng)都將造成嚴(yán)重

98、的后果。</p><p>　　具有足夠的開(kāi)斷能力。斷路器的開(kāi)斷能力是指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。開(kāi)斷能力的不足可能發(fā)生觸頭跳開(kāi)后電弧長(zhǎng)期的續(xù)燃，導(dǎo)致斷路器本身爆炸飛狐，引起事故擴(kuò)大的嚴(yán)重后果。</p><p>　　動(dòng)作快速。在電路發(fā)生故障時(shí)，快速的切除故障電路，不僅能縮短電力網(wǎng)的故障時(shí)間和減輕巨大短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損害，

99、而且能增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的供電可靠性。</p><p>　　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，即在發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘，切除故障點(diǎn)的短路電流，經(jīng)很短時(shí)間后斷路器又自動(dòng)重合閘，恢復(fù)正常供電。若故障仍存在，則斷路器必須立即跳閘，再次切斷短路電流，這要求斷路器在第一次大電流滅弧后很快恢復(fù)滅弧能力

100、，完成后續(xù)次的滅弧。</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理。在滿足安全、可靠的同時(shí)，還應(yīng)考慮到經(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。</p><p>　　4-2-2額定電流的計(jì)算</p><p>　　變壓器一次側(cè)額定電流：</p><p>　　變壓器二次側(cè)額定電流：</p><p>　　當(dāng)按運(yùn)

101、行負(fù)荷計(jì)算時(shí)：</p><p>　　考慮10母線上的最大出線負(fù)荷：</p><p>　　考慮今后便于安裝、調(diào)試和檢修，同電壓等級(jí)側(cè)均選用同一型號(hào)的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。與相差不大，以下均已為基準(zhǔn)選設(shè)備。</p><p>　　4-2-3高壓斷路器的選擇結(jié)果及校驗(yàn)</p><p>　　(1) 根據(jù)設(shè)備的額定電壓、電流值查附表31，得</p>

102、;<p>　　主變一次側(cè)的斷路器選擇參數(shù)如下圖所示：（35側(cè)斷路器）</p><p><b>　?、贌岱€(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　s</b></p><p>　　=0.13+0.050.18s</p><p><b>　　又2500</b>&l

103、t;/p><p><b>　　＞ 即合格</b></p><p><b>　?、趧?dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　又</b></p><p><b>　　＞ 即合格</b></p><p><b>　

104、?、坶_(kāi)斷能力</b></p><p><b>　?。?即合格</b></p><p><b>　　④短路容量</b></p><p>　?。?6000 即合格</p><p>　　(2)根據(jù)設(shè)備的額定電壓、電流值經(jīng)查表，得</p><p>　　主變二次側(cè)

105、的斷路器選擇參數(shù)如下圖所示：（10側(cè)斷路器）</p><p><b>　?、贌岱€(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　s</b></p><p>　　=0.13+0.050.18s</p><p><b>　　又1600</b></p><p>

106、<b>　?。?即合格</b></p><p><b>　?、趧?dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　又</b></p><p><b>　?。?即合格</b></p><p><b>　?、坶_(kāi)斷能力</b><

107、;/p><p><b>　?。?即合格</b></p><p><b>　　④短路容量</b></p><p>　?。?300 即合格</p><p>　　(3)主變一次側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇參數(shù)如下圖所示：（35側(cè)隔離開(kāi)關(guān)）</p><p><b>　?、贌岱€(wěn)定的校

108、驗(yàn)</b></p><p><b>　　設(shè)=0.18s</b></p><p><b>　　又1600</b></p><p><b>　?。?即合格</b></p><p><b>　?、趧?dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><

109、p><b>　　又</b></p><p><b>　?。?即合格</b></p><p>　　(4)主變二次側(cè)隔離開(kāi)關(guān)選擇參數(shù)如下圖所示: （10側(cè)隔離開(kāi)關(guān)）</p><p><b>　?、贌岱€(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　設(shè)0.18s

110、</b></p><p><b>　　又1600</b></p><p><b>　?。?即合格</b></p><p><b>　　②動(dòng)穩(wěn)定的校驗(yàn)</b></p><p><b>　　又</b></p><p>&l

111、t;b>　　＞ 即合格</b></p><p>　　(5)選擇校驗(yàn)結(jié)果列表</p><p>　?、谥髯兌蝹?cè)的斷路器</p><p>　?、壑髯円淮蝹?cè)隔離開(kāi)關(guān)</p><p>　?、苤髯兌蝹?cè)隔離開(kāi)關(guān)</p><p>　　4-2-4高壓熔斷器的選擇及校驗(yàn)</p><p>

112、;<b>　?、濉?shù)的選擇</b></p><p>　　當(dāng)在屋內(nèi)使用時(shí)，可不校驗(yàn)。</p><p>　　(1)限流式高壓熔斷器一般不宜使用在電網(wǎng)工作電壓低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中，以避免熔斷器熔斷截流式產(chǎn)生的過(guò)電壓超過(guò)電網(wǎng)允許的2.5倍工作相電壓。</p><p>　　當(dāng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，電器的絕緣強(qiáng)度可允許使用高一級(jí)電壓的熔斷器時(shí)，則應(yīng)</p

113、><p>　　按電壓比折算，降低其額定的斷流容量。</p><p>　　(2)高壓熔斷器熔管的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。</p><p>　　(3)跌落式熔斷器在滅弧時(shí)，會(huì)噴出大量游離氣體，并發(fā)出很大的響聲，故一般只在屋外使用。</p><p><b>　?、妗⑷垠w的選擇</b></p><p&

114、gt;　　(1)熔體的額定電流應(yīng)按高壓熔斷器的保護(hù)熔斷特性選擇，應(yīng)滿足保護(hù)的可靠性、選擇性、靈敏度的要求，非自爆式熔斷器都具有反時(shí)限的電流-時(shí)間特性。熔體額定電流選擇過(guò)大，將延長(zhǎng)熔斷時(shí)間，降低靈敏度；選擇過(guò)小，則不能保證保護(hù)的可靠性和選擇性。</p><p>　　選擇熔體時(shí)，應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間、熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)之間以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。在此前提下，當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)

115、能在最短時(shí)間沒(méi)切斷故障。當(dāng)電網(wǎng)裝有其他接地保護(hù)時(shí)，回路中最大電流與負(fù)荷電流之和不應(yīng)超過(guò)最小熔斷電流。</p><p>　　(2) 保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器的熔體，在下列正常情況下不應(yīng)誤熔斷：</p><p>　?、儆捎陔娋W(wǎng)電壓升高、波形畸形等原因引起的電力電容器回路電流增大時(shí)。</p><p>　?、陔娏﹄娙萜鬟\(yùn)行過(guò)程中的涌流。</p><p&

116、gt;　　保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器熔體的額定電流可按下式選擇；</p><p>　　式中 ——系數(shù)，對(duì)于跌落式高壓熔斷器，取1.2～1.3；對(duì)于限流式高壓熔斷器，當(dāng)一臺(tái)電力熔斷器時(shí)，系數(shù)取1.5～2.0，當(dāng)為一組電力電容器時(shí)，取1.3～1.8；</p><p>　　——電力電容器回路的額定電流，A。</p><p>　　(3) 保護(hù)35kV及以下電力變壓器的高壓

117、熔斷器熔體，在下列正常情況下不應(yīng)誤熔斷：</p><p>　?、佼?dāng)熔體內(nèi)通過(guò)電力變壓器回路最大工作電流時(shí)。</p><p>　?、诋?dāng)熔體內(nèi)通過(guò)電力變壓器的勵(lì)磁涌流時(shí)（一般按熔體通過(guò)該電流時(shí)的熔斷時(shí)間不小于0.5s校驗(yàn)）.</p><p>　　③當(dāng)熔體內(nèi)通過(guò)保護(hù)范圍以外的短路電流及電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)等引起的沖擊電流時(shí)。</p><p>　　保護(hù)35k

118、V及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇： </p><p>　　式中 ——系數(shù)，當(dāng)不考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取1.1～1.3；當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取1.5～2.0；</p><p>　　——電力變壓器回路最大工作電流，A。</p><p>　　(4)保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗(yàn)額定

119、電流。</p><p>　　(5)除保護(hù)防雷用電容器的熔斷器外，當(dāng)高壓熔斷器的斷流容量不能滿足被保護(hù)回路短路容量要求時(shí)，可在熔斷器回路中裝設(shè)限流電阻等措施限制短路電流。</p><p>　　(6)對(duì)沒(méi)有限流作用的跌落式熔斷器，應(yīng)考慮短路電流的非周期分量，用全電流進(jìn)行斷流容量的校驗(yàn)。同時(shí)，尚需用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流校驗(yàn)三相斷流容量的下限值，以保證熔斷器有足夠的熔斷電流。</p&

120、gt;<p>　?、?、高壓熔斷器選擇結(jié)果表</p><p>　　4-2-5高壓熔斷器的校驗(yàn)及結(jié)果表</p><p>　　式中——額定開(kāi)斷電流</p><p><b>　　——沖擊電流有效值</b></p><p>　　——次暫態(tài)電流有效值</p><p>　　對(duì)于沒(méi)有限流作用的熔斷器

121、選擇時(shí)用沖擊電流有效值校驗(yàn)；對(duì)于有限流作用的熔斷器選擇時(shí)，因?yàn)樵陔娏鬟^(guò)最大值之前已截?cái)啵士刹挥?jì)非周期分量的影響，而采用校驗(yàn)。</p><p>　　4-3 進(jìn)線與出線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　1、母線及電纜的選擇原則</p><p>　　敞露母線一般按下列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：1)導(dǎo)體材料、類(lèi)型和敷設(shè)方式；2）導(dǎo)體截面；3）機(jī)械強(qiáng)度；4）電暈；5)熱穩(wěn)定；6）