35kv箱式變電站設(shè)計(jì)[共64頁(yè)]

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1、 摘 要 箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是發(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。 本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用，箱式變電站的結(jié)構(gòu)分類，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)極其設(shè)備選型，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。35kV箱式變電站的設(shè)計(jì)高壓側(cè)額定電壓為35kV，低壓側(cè)額定電壓為10kV，

2、主變壓器容量為3150kVA。主接線采用單母線分段接線。 目 錄 1 緒論 1.1 供配電技術(shù)的發(fā)展 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)荷中心，形成高壓受電—變壓器降壓—低壓配電的供電格局，所以供配電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、無(wú)人值守的方向發(fā)展，箱式變電站(簡(jiǎn)稱箱變)正是具有這些特點(diǎn)的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 其次隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，負(fù)荷密度越來(lái)越高，城市用地越來(lái)越緊張， 城市配電網(wǎng)逐步由架空向電纜過(guò)渡，架桿方式安裝的配電變壓器越來(lái)越不適應(yīng)人們的要 求。因此，預(yù)裝式變電站成為主要的配電設(shè)

3、備之一。再次人們對(duì)供電質(zhì)量尤其是供電的 可靠性要求越來(lái)越高，而采用高壓環(huán)網(wǎng)或雙電源供電、低壓網(wǎng)自動(dòng)投切等先進(jìn)技術(shù)的預(yù) 裝式變電站成為首選的配電設(shè)備。 與此同時(shí)，由于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展，因此不僅要求箱變安全可靠，同時(shí)要求具有“四遙”(遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。這種智能箱式變電站(簡(jiǎn)稱智能箱變)環(huán)網(wǎng)供電時(shí)，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動(dòng)定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，從而保證在一分鐘左右恢復(fù)送電。 1.2 箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) 1.2.1 箱式變電站的類型 箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式

4、預(yù)裝式變電站在我國(guó)叫做“預(yù)裝式變電站”或“美式箱變 ”，一區(qū)別歐式預(yù)裝式變電站。它將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個(gè)共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。同時(shí)，安裝有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如壓力計(jì)，壓力釋放閥，油位計(jì)，油溫表等。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國(guó)習(xí)慣稱為“組合式變電站”，它是將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個(gè)不同的隔室內(nèi)，通過(guò)電纜或母線來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接。 1.2.2 箱式變電站的結(jié)構(gòu) 美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種： （1）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器共用一個(gè)油箱； （2）變壓器和負(fù)荷開

5、關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個(gè)不同的油箱內(nèi)； （3）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個(gè)不同的油箱內(nèi)。 其中（1）型為美式箱變的原結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊縮、簡(jiǎn)潔、體積小、重量輕。（2）型和（3）型為（1）的變形。這種變型的理論根據(jù)是：開關(guān)操作和熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、共礦企業(yè)及各種公共場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。 歐式預(yù)裝式變電站的總體結(jié)構(gòu)包括三個(gè)主要部分：高壓開關(guān)柜、變壓器及低壓配套裝置，其總體結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為組合式；另一種為一體式。 1.

6、2.3 箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn) 箱式變電站的高壓室一般是由高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器和避雷器等組成的，可以進(jìn)行停送電操作并且有過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。低壓室由低壓空氣開關(guān)、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用 S9 或干式的等。箱式變中的電器設(shè)備元件，均選用定型產(chǎn)品，元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了可靠實(shí)現(xiàn)五防要求，各電器元件之間采用了機(jī)械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)上，以便于導(dǎo)線的連接。操作采用電動(dòng)方式，不需另配電源，由 TV 引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測(cè)、顯示、計(jì)量的功能，并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能，還設(shè)有專用的接地導(dǎo)件，并有明顯的接地標(biāo)志。此

7、外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境，箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有隔熱材料，箱體底部和各室之間都有冷卻進(jìn)出風(fēng)口，采用自然風(fēng)冷和自動(dòng)控制的強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式，以保證電氣設(shè)備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動(dòng)物進(jìn)入等措施。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為 3 ～35kV、低壓側(cè)為 0.4 ～10kV 。變壓器的容量：當(dāng)額定電壓比為35/10 、6 、0.4 kV 時(shí)可從幾百kVA～上萬(wàn)kVA、當(dāng)額定電壓比為 10、6/0.4 kV 時(shí)可從幾十kVA～幾千kVA。 箱式變電站有如下特點(diǎn)： ①技術(shù)先進(jìn)安全可靠 箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用

8、標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕，內(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在－40℃～＋40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。 箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開關(guān)柜、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器(彈簧操作機(jī)構(gòu))等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)裸露帶電部分，為全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。 ②自動(dòng)化程度高 全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn)"四遙"，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙

9、調(diào)，每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制，滿足無(wú)人值班的要求。 ③工廠預(yù)制化 設(shè)計(jì)時(shí)，只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì)，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號(hào)，所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實(shí)現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化，縮短了設(shè)計(jì)制造周期；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需調(diào)試的工作，整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間，大大縮短了建設(shè)工期。 ④組合方式靈活 箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱體均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)

10、立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，我們可以全部采用箱式，即35kV及10kV設(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所；也可以采用35kV設(shè)備室外安裝，10kV設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊所改造，即原有35kV設(shè)備不動(dòng)，僅安裝一個(gè)10kV開關(guān)箱即可達(dá)到無(wú)人值守的要求。 ⑤投資省、見效快 箱式變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備箱內(nèi)安裝)較同規(guī)模綜自變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備布置于戶內(nèi)高壓開關(guān)室及中控室)減少投資40％～50％。 ⑥占地面積小。 1.2.4 箱式變電站與常規(guī)變電站的對(duì)比分析 箱式變電站（

11、在IEC及歐洲稱為高壓/低壓預(yù)裝式變電站）是一種集成化程度高，工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備與常規(guī)變電站相比，占地為1/20，工期為1/7，投資為1/2。在國(guó)外應(yīng)用極度為廣泛，在西歐占變電站總數(shù)的70%以上，美國(guó)為90%。在我國(guó)應(yīng)用為10%，是一種方興未艾的裝備。 三種類型的箱式變電站的特點(diǎn)如下: （1）歐洲式：特點(diǎn)是防護(hù)性好，多了一個(gè)外殼，變壓器散熱不易，要降低容量運(yùn)行； （2）美國(guó)式：特點(diǎn)是變壓器保持戶外設(shè)備本質(zhì)，散熱好，結(jié)構(gòu)緊湊，但是在我國(guó)10kV電網(wǎng)系中性不接地系統(tǒng)，因此一相熔絲熔斷時(shí)不能跳開三相負(fù)荷開關(guān)，造成非全相運(yùn)行，危及變壓器及用電設(shè)備，并且不易實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化；

12、 （3）中國(guó)式：從歐洲式派生而來(lái)，結(jié)合中國(guó)用戶需要改進(jìn)而成，但是符合中國(guó)電力部門各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，可鉛封電能計(jì)量箱，無(wú)功補(bǔ)償，一應(yīng)俱全。 預(yù)裝式變電站是輸變電設(shè)備發(fā)展方向，由前所述，我國(guó)應(yīng)用僅10%左右，而國(guó)外已達(dá)到的70-90%，所以預(yù)裝式變電站其社會(huì)效益顯著，市場(chǎng)前景廣闊。 2 35kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 電氣主接線的確定 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無(wú)母線的接線形式兩大類。 （1）具有母線的電氣主接線 ①單母線接線：?jiǎn)文妇€接線是一種最原、最簡(jiǎn)單的接線方式。 ②單母線分段接線 ③雙母線及雙母線

13、分段接線 ③旁路母線接線方式 （2）無(wú)母線的電氣主接線 ①橋形接線：當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則稱為橋形接線 ②單元接線：發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī) 2.1.1箱式變電站對(duì)主接線的基本要求 概況地說(shuō)，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面,安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點(diǎn)，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施。 可靠就是主接線應(yīng)滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)、發(fā)生事

14、故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。 靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求. 經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下

15、，做到經(jīng)濟(jì)合理。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個(gè)方面綜合考慮。 2.1.2 主接線的比較與選擇 單母線接線是一種原始、最簡(jiǎn)單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。缺點(diǎn)是供電可靠性低。母線及母線隔離開關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設(shè)初期無(wú)重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。 在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要

16、檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后和斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。 單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線自動(dòng)同時(shí)故障的機(jī)遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩斷母線同時(shí)停電，在判斷故障

17、后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。 單母線分段接線既具有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路到要長(zhǎng)時(shí)間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。 雙母線分段接線有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。 但雙母線也有如下的缺點(diǎn)：造價(jià)高；

18、當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤動(dòng)作。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。 當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)或母線上電源較多時(shí)，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用雙母線接線。 綜上可知，單母線接線造價(jià)低而供電穩(wěn)定性低，雙母線供電穩(wěn)定性高但其造價(jià)高且接線線路復(fù)雜，而單母線分段接線一方面線路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。所以35kV母線選用單母線接線方式，10kV采用單母線分段接線。 2.1.3 箱體結(jié)構(gòu)的確定及合理配置

19、 箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變?cè)靸r(jià)低而美式箱變體積小，約為同容量歐式箱變的1/3~1/5。常規(guī)土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之，美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長(zhǎng)，歐式箱變次之。綜合考慮一般35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。 根據(jù)實(shí)際情況可以采用不同的箱變配置方案，一般將主變壓器和電容器等充油設(shè)備，放置在箱體外，設(shè)置兩個(gè)箱體，一個(gè)35kV箱體，一個(gè)10kV箱體，其中一個(gè)箱體預(yù)留保護(hù)裝置的位置。考慮節(jié)省資金，也可以將35kV斷路器等設(shè)備放于戶外，只設(shè)置10kV箱體。 箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓

20、制而成，能起到隔熱的作用。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，可在訂貨時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。我縣地處鹽堿地帶，對(duì)設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高，因此除主體框架采取了防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯板采用了0.5mm厚的不銹鋼板。 維護(hù)走廊是箱變正常運(yùn)行和檢修中的重要環(huán)節(jié)，箱變的一個(gè)缺陷就是空間狹小，廠家從成本和設(shè)備緊湊性考慮，維護(hù)走廊一般都盡量壓縮。在選型時(shí)應(yīng)該將維護(hù)走廊作為一項(xiàng)指標(biāo)來(lái)考慮，不然會(huì)給將來(lái)的運(yùn)行和維護(hù)，造成很大麻煩。 箱體的密封和防塵是一個(gè)重要方面，特別是保護(hù)裝置對(duì)防塵等指標(biāo)要求較高，應(yīng)引起重視。 箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)顧及到電纜的安裝和維

21、護(hù)方便，應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面的要求。 2.3 變壓器 2.3.1 主變壓器的選擇及臺(tái)數(shù)的確定 1主變?nèi)萘亢团_(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161—85有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)決定進(jìn)行。凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變的容量應(yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。若變電所所有其他能源可保證在主變停運(yùn)后用戶的一級(jí)負(fù)荷，則可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 2與電力系統(tǒng)連接的220~330kV變壓器，若不受運(yùn)輸條件限制，應(yīng)選用三相變壓器。 3根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展及潮流的變化，結(jié)合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)

22、穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護(hù)、對(duì)通信線路的影響、調(diào)壓和設(shè)備制造等條件允許時(shí)，應(yīng)采用自耦變壓器。 4在220~330kV具有三種電壓的變電所中，若通過(guò)主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。 5主變調(diào)壓方式的選擇，應(yīng)符合《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SDJ161的有關(guān)規(guī)定。 為保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過(guò)兩臺(tái)主變。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變。對(duì)大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)安裝2~4臺(tái)主變。 本次設(shè)計(jì)的變電所沒(méi)有一級(jí)負(fù)荷，所以采用一臺(tái)主變。

23、主變一般采用三相變壓器，若因制造和運(yùn)輸條件限制，在220kV的變電所中，可采用單相變壓器組。當(dāng)今社會(huì)科技日新月異，制造運(yùn)輸以不成問(wèn)題，因此采用三相變壓器。 在關(guān)于繞組上，只有220~330kV具有三種電壓的變電所中，若通過(guò)主變各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，均宜采用三繞組變壓器。此次設(shè)計(jì)的變電所只有35kV和10kV兩個(gè)電壓等級(jí)，所以采用雙繞組變壓器。 我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用△連接。因此35kV側(cè)采用Y連接，10k

24、V側(cè)采用△接線。 根據(jù)上述的討論選用35kV鋁線雙繞組電力變壓器，該變壓器的型號(hào)為S11 —3150/35.具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下表： 表2-1變壓器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) S11—315000/35 額定容量(kVA) 3150 額定電壓(kV) 高壓 35 低壓 10.5 損耗(KW) 空載 9.6 短路 57 短路電壓(%) 7.5 空載電流(%) 0.9 2.3.2 變壓器的散熱處理 變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。35kV箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。為防日

25、照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計(jì)成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有自動(dòng)強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置(軸流風(fēng)機(jī)或幅面風(fēng)機(jī))。裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風(fēng)來(lái)散熱。為了通風(fēng)，變壓器室的箱體上設(shè)置百葉窗。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能進(jìn)去，而灰塵被分離。有為防止灰塵對(duì)絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)，以變壓器油溫不超過(guò)95℃作為動(dòng)作整定值。機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)用幅面風(fēng)機(jī)，而不用軸流風(fēng)機(jī)。因軸流風(fēng)機(jī)對(duì)變壓器散熱片內(nèi)外側(cè)散熱不均，往往外側(cè)散熱好，內(nèi)側(cè)散

26、熱差些；而幅面風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口均勻吹拂內(nèi)外側(cè)，通風(fēng)散熱效果較好。 2.4 箱式變電站總體布置 35kV箱式變電站高壓室額定電壓35kV ，低壓室額定電壓10kV。主變壓器額定容量為3150kVA，站用變壓器額定容量為50kVA，接在35kV母線上。采用電纜或架空進(jìn)、出線。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有防壓、防雨和防小動(dòng)物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動(dòng)等特點(diǎn)。箱式變電站主要包括4部分，分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室。 （1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。 （2）高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負(fù)荷開關(guān)、熔斷

27、器、互感器、避雷器等。 （3）低壓室：裝備全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的GGD型固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜、計(jì)量柜、多路出線柜、耦合電容器。 （4）變壓器室：配備3150kVA油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動(dòng)的軸流風(fēng)扇。 3 短路電流計(jì)算 3.1概述 電力系統(tǒng)運(yùn)行有三種狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)、非正常運(yùn)行狀態(tài)和短路故障。在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。對(duì)供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動(dòng)力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此，短路電流計(jì)算是電氣主接線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、節(jié)點(diǎn)計(jì)算以及繼電保護(hù)選擇和整定的

28、基礎(chǔ)。 短路就是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的中性點(diǎn)直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。為了保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。 3.1.1短路的原因及后果 1.短路原因 （1）電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化、或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊、過(guò)電壓引起的絕緣損壞。 （2）架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)體等都可能導(dǎo)致短路。 （3）電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不良和運(yùn)行不當(dāng)或設(shè)備本身不合格引發(fā)的短路。 （4）運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉隔離開

29、關(guān)，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加上電壓等都會(huì)造成短路。根據(jù)國(guó)外資料顯示，每個(gè)人都有違反規(guī)程操作的潛意識(shí)。 （5）其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導(dǎo)致短路。 2．短路后果 短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡(luò)總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強(qiáng)大的短路電流將造成嚴(yán)重的后果，主要有以下幾方面： （1）強(qiáng)大的短路電流通過(guò)電氣設(shè)備是發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，足以使設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀； （2）巨大的短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能使導(dǎo)體變形、扭曲或損壞； （3）短路將引起系統(tǒng)電壓的突然大幅度下降，系統(tǒng)

30、中主要負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞； （4）短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導(dǎo)致的最嚴(yán)重后果； （5）巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強(qiáng)大電磁廠，尤其是不對(duì)稱短路時(shí)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 3.1.2短路計(jì)算的目的 因?yàn)槎搪饭收蠈?duì)電力系統(tǒng)可能造成極其嚴(yán)重的后果，所以一方面應(yīng)采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和繼電保護(hù)裝置。這一切都離不開對(duì)短路電流故障的分析和短

31、路電流的計(jì)算。概括起來(lái)，計(jì)算短路的主要目的在于： (1）為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計(jì)算短路沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性，計(jì)算短路電流的周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定性； （2）為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)； （3）為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。 3.2各系統(tǒng)短路電流的計(jì)算 3.2.1 35kv短路電流的計(jì)算 1 根據(jù)電氣主接線畫出系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖 圖3.1 2.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值 參考公式：變壓器阻抗標(biāo)幺值計(jì)算： 線路阻抗標(biāo)幺值計(jì)算：

32、 3.短路點(diǎn)的選取 ① 35KV側(cè)（）② 10KV母線（）③負(fù)荷點(diǎn)（10KV出線） 4.各個(gè)短路點(diǎn)的短路電流的計(jì)算 點(diǎn)的短路電流計(jì)算 根據(jù)圖3.1畫出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路： 圖3.2 短路電流標(biāo)幺值： 有名值： 沖擊值： 有效值： 短路容量： （1） 點(diǎn)短路電流的計(jì)算 根據(jù)圖3.1畫出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路 圖3.3 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值： 有名值： 沖擊值：

33、 有效值： 短路容量： 點(diǎn)短路電流的計(jì)算 根據(jù)圖3.1畫出系統(tǒng)的簡(jiǎn)化等值電路 圖3.4 點(diǎn)短路電流的標(biāo)幺值： 有名值： 沖擊值： 有效值： 短路容量： 繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 37 2.68 6.83 4.07 171.75 10.5 1.87 4.76 2.84 34 10.5 2.58 6.26 3.9

34、2 46.92 表3-5 4 35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型 4.1 35kV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1.1 概述 電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)電器、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常三相是對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需要進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。 主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 4.1.2 一次系統(tǒng)設(shè)

35、計(jì)原則 （1）變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后對(duì)一次系統(tǒng)接線沒(méi)有影響,一次系統(tǒng)接線方 式及供電方案仍按有關(guān)要求與規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后,應(yīng)發(fā)揮計(jì)算機(jī)的圖形顯示功能,模擬盤可以 簡(jiǎn)化或取消。 （3）變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后,可以實(shí)現(xiàn)元人或少人值班, 值班室面積可 以減小,分散值班可以集中于一處值班。 4.1.3 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 35kV母線采用單母線接線，10kV側(cè)母線采用單母線分段接線。箱體采用了雙層密封，雙層鐵板間充入高強(qiáng)度聚胺脂，具有隔溫、防潮等特點(diǎn)。外層采用不銹鋼體，底盤鋼架采用金屬噴鋅技術(shù),有良好的防腐性能。內(nèi)層采用鋁合金

36、扣板箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，從而是設(shè)備運(yùn)行不受自然環(huán)境及外界污染的影響。可保證設(shè)備在-40～+40℃之間運(yùn)行。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘，ZN23-35型真空斷路器，選用干式高精度的電流互感器和電壓互感器，電容器采用高質(zhì)量并聯(lián)電容器，并裝有放電PT，站變選用SC9型干式站變，站內(nèi)裝有多組氧化鋅避雷器。一次系統(tǒng)連接采用封閉母線結(jié)構(gòu)，在每個(gè)單元柜裝有"五防鎖"，保證了人身與設(shè)備的安全。 4.2電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 4.2.1 選擇電氣一次設(shè)備的一般條件 電氣設(shè)備的選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了使導(dǎo)體和電器無(wú)

37、論在正常情況或故障情況下，均能安全、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行。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)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 在發(fā)電廠和變電所中，采用的電氣設(shè)備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇的方法也不同，但對(duì)他們的基本要求都是相同的。 電氣設(shè)備的選擇的一般要求是： （1）滿足工作要求。應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修以及短路過(guò)電壓情況下的工作要求。 （2）適應(yīng)環(huán)境條件。陰干當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件進(jìn)行校驗(yàn)。 （3）先進(jìn)合理。應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 （4）整體協(xié)調(diào)。應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。 （5）適應(yīng)發(fā)展。應(yīng)適

38、當(dāng)考慮發(fā)展，留有一定的裕量。 電氣設(shè)備能安全、可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，斌干短路條件來(lái)校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 4.2.2按正常工作條件選擇 1．額定電壓 電氣設(shè)備的額定電壓是標(biāo)示在其銘牌上的線電壓。電器可以長(zhǎng)期在其額定電壓的110%-115%下安全運(yùn)行，這一電壓成為最高允許工作電壓。當(dāng)在220KV及以下時(shí)其為1.05，當(dāng)為330-500KV是，其為1.1 。 另外，電氣設(shè)備還有一個(gè)最高工作電壓，即允許長(zhǎng)期運(yùn)行的最高電壓，一般不得超過(guò)其額定電壓的10%-15%。在選擇時(shí)，電氣設(shè)備的額定電壓不應(yīng)低于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓，即 式中， －電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額

39、定電壓（KV）； －電網(wǎng)額定工作電壓（KV）。 110KV以下電壓等級(jí)的電氣設(shè)備絕緣裕度較大。因此，在非高海拔地區(qū)，按所在電網(wǎng)的額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓即可滿足要求。 2．額定電流 滿足此條件的目的在于使電氣設(shè)備的儲(chǔ)蓄溫度不超過(guò)長(zhǎng)期發(fā)熱的最高允許溫度值。在額定周圍環(huán)境條件下，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在回路的最大工作電流，即 式中，－電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電流（A） －回路中的最大工作電流（A） 在決定時(shí)，應(yīng)以變壓器和線路的負(fù)荷作為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)考慮這些設(shè)備的長(zhǎng)期工作狀態(tài)。在確定變壓器回路的最大長(zhǎng)期工作電流時(shí)，應(yīng)考慮到變壓

40、器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的可能性；母線分段電抗器的最大長(zhǎng)期工作電流應(yīng)為保證該母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的最大長(zhǎng)期工作電流處考慮線路正常過(guò)負(fù)荷電流外，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。 表4-1 各支路最大持續(xù)電流 回路名稱 最大長(zhǎng)期工作電流 變壓器回路 1.3~2倍的變壓器額定電流 出線回路 1.05倍的最大負(fù)荷電流 續(xù)表4-1 母聯(lián)回路 母線上最大一臺(tái)變壓器的 分段回路 變電所應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷 匯流回路 按實(shí)際潮流分布計(jì)算 3. 環(huán)境條件 選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮其安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢、海

41、拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超過(guò)一般電氣的基本使用條件時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。 （1）空氣溫度。標(biāo)準(zhǔn)的電氣周圍空氣溫度為40℃。若安裝地點(diǎn)日最高溫度高于40℃，但不超過(guò)60℃，則因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)減少，則設(shè)備的額定電流應(yīng)按下式修正： 式中，Ial—電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實(shí)際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流（A） Kt—溫度修正系數(shù) al—電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度（℃） —實(shí)際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度（℃） —電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度（℃） 設(shè)備的額定環(huán)境溫度一般取40℃，如周圍環(huán)境溫度高于40℃，但小于或等于60℃

42、時(shí)，其允許電流一般可按每增加1℃，其額定電流減少1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于40℃，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)其額定電流的20%。 裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度一般取25℃，如安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度在-5℃~ 50℃范圍內(nèi)變化時(shí)，其允許通過(guò)的電流可按上市進(jìn)行修正。 （2）海拔高度。在電氣設(shè)備使用條件中，制造廠規(guī)定的基準(zhǔn)海拔高度為1000沒(méi)。當(dāng)海拔升高時(shí)，空氣密度降低，散熱條件變壞，是高壓電器在運(yùn)行中溫升增加，但應(yīng)空氣溫德隨海拔高度升高而遞減，其值足以補(bǔ)償海拔升高對(duì)電氣溫升的影響，因而高壓電在高海拔地區(qū)（不超過(guò)4000米）使用時(shí)，其額定電流可以保持不變。當(dāng)海拔高度

43、超過(guò)規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力空氣密度和濕度相應(yīng)減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，顯然對(duì)內(nèi)絕緣影響較小，但對(duì)外絕緣影響較大。在海拔高度為1000~3500米的范圍內(nèi)，海拔高度每升高100米，電器最高工作電壓要下降1%，以此修正電器最高工作電壓值。 4.2.3按短路條件進(jìn)行校驗(yàn) 電氣設(shè)備按短路故障情況進(jìn)行校驗(yàn)，就是要按最大可能的短路故障（通常為三相短路故障）時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但有熔斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體（如電壓互感器等），以及架空線路，一般不必考慮動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，對(duì)電纜，也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇

44、的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 1、熱穩(wěn)定校驗(yàn) 校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過(guò)最高允許值。如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。 作熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，已通過(guò)電氣設(shè)備的三項(xiàng)短路電流為依據(jù)，工程計(jì)算中常用下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即： 式中 ，——三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值（KA）； —— 等值時(shí)間（亦稱假想時(shí)間s），可由圖4-1查得；

45、 ——制造廠規(guī)定的在ts內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流（KA）；t為與Ith相對(duì)應(yīng)的時(shí)間（s）。 短路計(jì)算時(shí)間。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器全開斷時(shí)間toc之和，即 式中 ， —— 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取2.5s； —— 斷路器全開斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間）。 如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.1-0.5s,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取toc=0.2s。 校驗(yàn)導(dǎo)體和110KV以下電纜的短路熱穩(wěn)定

46、性時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加上相應(yīng)地?cái)嗦菲鞯娜珠l時(shí)間.如主保護(hù)有死區(qū)時(shí)，則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的短路電流值。校驗(yàn)電器和110KV以上沖油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。 2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。因此，各制造廠所生產(chǎn)的電器，都用最大允許的電流的幅值imax或最大有效值Imax 表示其電動(dòng)力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過(guò)上述電流時(shí)，不至因電動(dòng)力的作用而損害。滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為

47、ish≤ imax或Ish≤ Imax 式中ish及Ish——三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。 電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外，尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境、位置（氣候條件、厭惡、化學(xué)污染、海拔高度、地震等）、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。 4.3電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 4.3.1 斷路器及隔離開關(guān)的選擇方法 （1） 選擇形式 電壓等級(jí)在35kV及以下的可選用戶內(nèi)式少油斷路器、真空斷路器或 SF 斷路器 ；35kV的也可選用戶外式多油斷路器、真空斷路器或SF斷路器 ；電壓等級(jí)在110～330kV范圍，可選用戶外式少油

48、斷路器或SF斷路器。 （2） 選擇電壓 所選斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓。 （3） 選擇額定電流 按選擇斷路器的額定電流。 （4） 校驗(yàn)額定開斷能力 為使斷路器安全可靠地切斷短路電流，應(yīng)滿足下列條件： 式中 ——斷路器的額定開端電流，kA； ——?jiǎng)偡蛛娏?，kA。 （5） 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 按進(jìn)行校驗(yàn)。 （6） 校驗(yàn)熱穩(wěn)定 按進(jìn)行校驗(yàn)。 隔離開關(guān)的選擇與斷路器選擇相比，不用進(jìn)行額定開斷能力校驗(yàn)。其他與斷路器均相同，且與其成為配套裝置。 4.3.2 35KV

49、電壓等級(jí)的斷路器及隔離開關(guān)的選擇 （1） 35kv側(cè)斷路器的選擇 流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流： 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 開斷電流選擇： (點(diǎn)短路電流) 選用ZN12-35型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表4-2所示： 表4-2 ZN12-35型斷路器的技術(shù)參數(shù) 斷路器型號(hào) 額定電壓KV 額定電流A 最高工作電壓KV 額定斷流容量KA 極限通過(guò)電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時(shí)間S 峰值 4S ZN12-35 35 3000 40.5 6.6 17 6.6 0.06 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 電弧持續(xù)時(shí)間取0.04s，熱穩(wěn)定時(shí)間為：

50、 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S， 所以，滿足熱穩(wěn)定效驗(yàn)。 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)，因此所選斷路器合適。 （3）35kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 極限通過(guò)電流選擇： (點(diǎn)短路電流) 選用型，具體參數(shù)如下表4-3所示： 表4-3 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù) 隔離開關(guān)型號(hào) 額定電壓KV 額定電流A 極限通過(guò)電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 峰值 4S 35 2000 100 31.5 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定效

51、驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此所選隔離開關(guān)合適。 4.3.3 10KV電壓等級(jí)的斷路器及隔離開關(guān)的選擇 （1） 10kv出線側(cè)斷路器的選擇 流過(guò)斷路器的最大持續(xù)工作電流： 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 開斷電流選擇： (點(diǎn)短路電流) 選用ZN12-10型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如下表4-4所示： 表4-4 ZN12-10型斷路器的技術(shù)參數(shù) 斷路器型號(hào) 額定電壓KV 額定電流A 最高工作電壓KV 額定斷流容量KA 極限通過(guò)電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 固有分閘時(shí)間S 峰值 1S ZN12-10 10 3000 500 28.9 71

52、43.2 0.06 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 電弧持續(xù)時(shí)間取0.04s，熱穩(wěn)定時(shí)間為： 因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S， 所以，滿足熱穩(wěn)定效驗(yàn)。 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)，因此所選斷路器合適。 （2） 主變壓器側(cè)斷路器的選擇 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 開斷電流選擇： (點(diǎn)短路電流) 由上表可知，ZN12-10同樣滿足主變壓器側(cè)斷路器的選擇。 其動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計(jì)算與母聯(lián)相同。 （3） 10kv出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 極限通過(guò)電流

53、選擇： (點(diǎn)短路電流) 選用型，具體參數(shù)如下表4-5所示： 表4-5 型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù) 隔離開關(guān)型號(hào) 額定電壓KV 額定電流A 極限通過(guò)電流KA 熱穩(wěn)定電流KA 峰值 5S 10 5000 200 105 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此所選隔離開關(guān)合適 （4）主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇 額定電壓選擇： 額定電流的選擇： 極限通過(guò)電流選擇： (點(diǎn)短路電流) 由上表可知同樣滿足主變壓器側(cè)隔離開關(guān)的選擇。其動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計(jì) 算與母聯(lián)側(cè)相同 依據(jù)上述原則，斷路器選擇結(jié)果如下表4-6所示： 表

54、4-6 斷路器選擇的結(jié)果 安裝 地點(diǎn) 型號(hào) 額定電壓（KV） 額定電流（A） 額定開斷電流（KA） 極限通過(guò)電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時(shí)間（S） 35KV主變壓器側(cè) ZN12-35 35 3000 6.6 17 6.6(4S) 0.06 10KV出線側(cè) ZN12-10 10 3000 28.9 71 43.2(1S) 0.06 隔離開關(guān)的選擇結(jié)果如下表4-7所示： 表4-7 隔離開關(guān)的選擇結(jié)果 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 額定電壓（KV） 額定電流（A） 極限通過(guò)電流（KA）

55、熱穩(wěn)定電流（KA） 35KV主變壓器側(cè) 35 2000 100 31.5(4S) 10KV出線側(cè) 10 5000 200 105(5S) 4.3.4電流互感器的選擇 電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件： 型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6～20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。對(duì)于35KV及以上配電裝置，一般采用油浸式瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器。有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用套管式電流互感器。 一次回路電壓： 一次回路電流：

56、 準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來(lái)選擇。 二次負(fù)荷： 動(dòng)穩(wěn)定： 式中， 是電流互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)。 熱穩(wěn)定： 為電流互感器的1s熱穩(wěn)定倍數(shù)。

57、 4.3.5 35KV側(cè)電流互感器的選擇 （1）主變壓器側(cè)電流互感器的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選型電流互感器，其參數(shù)如下表4-8所示： 表4-8 型電流互感器的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（KV） 電流比 準(zhǔn)確級(jí)次組合 熱穩(wěn)定電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 35 30 75 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定要求。 總是所述，所選戶外獨(dú)立式電流互感器滿足要求。 10KV側(cè)電流互感器的選擇 （1）主變壓器側(cè)電流互感器的選擇 一次回路電壓： 二次回路電流： 根據(jù)以上兩項(xiàng)，初選

58、型電流互感器，其參數(shù)如下表4-9所示： 表4-9 型電流互感器的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（KV） 電流比 準(zhǔn)確級(jí)次組合 熱穩(wěn)定電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 10 40 90 動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 熱穩(wěn)定效驗(yàn)： 滿足熱穩(wěn)定要求。 綜上所述，所選電流互感器滿足要求。 電流互感器的選擇結(jié)果如下表4-10所示 表4-10 電流互感器的選擇結(jié)果 型號(hào) 額定電壓（KV） 電流比 準(zhǔn)確級(jí)次組合 熱穩(wěn)定電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 35 30 75 10 40 90 4.3.6 電壓互感器的選擇

59、 1 電壓互感器的選擇和配置條件 型式：6-20KV屋內(nèi)互感器的型式應(yīng)根據(jù)使用條件可以采用樹脂膠主絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器；35KV-110KV配電裝置一般采用油浸式結(jié)構(gòu)的電壓互感器220KV級(jí)以上的配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確等級(jí)滿足要求：一般采用電容式電壓互感器。 在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時(shí)，應(yīng)選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。 2一次電壓： 3． 二次電壓：按表4-11所示選用所需二次額定電壓UN 表4-11 電壓互感器技術(shù)參數(shù) 繞組 主二次繞組 附加二次繞組 高壓側(cè)接入方式 接于線電壓上 接于相電壓上

60、用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地 二次額定電壓 100 100 4．準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在哪一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表，繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定，規(guī)定如下： 用于發(fā)電機(jī)、變壓器、調(diào)相機(jī)、廠用饋線、出線等回路中的電度表，所有計(jì)算的電度表，其準(zhǔn)確等級(jí)要求為0.5級(jí)。 供監(jiān)視估算電能的電度表，功率表和電壓繼電器等，其準(zhǔn)確等級(jí)，要求一般為１級(jí)。 用于估計(jì)被測(cè)量數(shù)值的標(biāo)記，如電壓表等，其準(zhǔn)確等級(jí)要求較低，要求一般為3級(jí)即可。 在電壓互感器二次回路，同一回

61、路接有幾種不同型式和用途的表計(jì)時(shí)，應(yīng)按要求準(zhǔn)確等級(jí)高的儀表，確定為電壓互感器工作的最高準(zhǔn)確度等級(jí)。 5．二次負(fù)荷 ： 4.3.7 35KV母線電壓互感器的選擇 1．型式：采用油浸式，作電壓、電能和功率測(cè)量及繼電保護(hù)用。 2．電壓：額定一次電壓：=35KV =KV 3．準(zhǔn)確等級(jí)：用于估計(jì)電壓數(shù)值和周期，其準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)。 查《電力系統(tǒng)電氣設(shè)備手冊(cè)》選定PT型號(hào)：JDJJ2-35，其參數(shù)如表4-12所示 表4-12 JDJ2-35的技術(shù)參數(shù) 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 額定電壓（KV） 準(zhǔn)確級(jí)次 一次線圈 二次線圈 輔助線圈 35KV母線 JDJ2-35

62、0.1/3 0.5 4.3.8 10KV母線電壓互感器的選擇 1．型式：采用串聯(lián)絕緣油浸式式電壓互感器，作電壓、電能測(cè)量及繼電保護(hù)用。 2．電壓：額定一次電壓：=10KV =KV 3．準(zhǔn)確等級(jí)：用戶保護(hù)，測(cè)量、計(jì)量用，其準(zhǔn)確等級(jí)為0.5級(jí)。 查《電力系統(tǒng)電氣設(shè)備手冊(cè)》，選定PT的型號(hào)為：，JDZJ-10其參數(shù)如表4-13所示 表4-13 JDZJ-10的技術(shù)參數(shù) 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 額定電壓（KV） 準(zhǔn)確級(jí)次 一次線圈 二次線圈 輔助線圈 10KV母線 JDZJ-10 0.5 電壓互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件

63、進(jìn)行選擇，例如：在6~35kV 屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油漬式或澆注式；110~220kV配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。 電壓互感器選擇的主要項(xiàng)目是： ①額定電壓應(yīng)于安裝處電網(wǎng)的額定電壓相一致； ②類型 戶內(nèi)型 、戶外型； ③容量和準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇：首先根據(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(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。 電壓互感器的選擇結(jié)果如下表4-14所示： 表4-14 電壓互感

64、器的選擇結(jié)果 安裝地點(diǎn) 型號(hào) 額定電壓（KV） 準(zhǔn)確級(jí)次 一次線圈 二次線圈 輔助線圈 35K母線 JDJJ2-35 0.5 10K母線 JDZJ-10 0.5 4.3.9 開關(guān)柜的選型 由《電力系統(tǒng)電力工程設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，35KV及以下的系統(tǒng)應(yīng)采用高壓開關(guān)柜。 高壓開關(guān)柜由封閉式鋼板柜體、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、熔斷器、避雷器、接地刀等組成。 根據(jù)5.2-5.6節(jié)所選的電氣設(shè)備選擇的高壓開關(guān)柜有： 35KV側(cè)：GBC-35系列、JYN1-35系列、KYN1系列、GG1A（F2）系列等 10

65、KV側(cè)：GFC-10A系列、GFC-10B系列、KYN3-10系列、GG1A（F2）系列。 從開關(guān)柜體積的大小、封閉性、制造工藝、消耗鋼材的多少、價(jià)格、檢修費(fèi)用等考慮結(jié)果如下： 35KV側(cè)：選用KYN-35系列高壓開關(guān)柜。 10KV側(cè)：選用KYN3-10系列高壓開關(guān)柜。 KYN-35系列高壓開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)如下表4-15所示 表4-15 KYN-35系列高壓開關(guān)柜技術(shù)參數(shù) 額定電壓（KV） 最高工作電壓（KV） 最高工作電流（KA） 額定開斷電流（KA） 額定開斷容量（MVA） 最大關(guān)合電流（KA） 極限通過(guò)電流（42） 熱穩(wěn)定電流（KA） 35 40.5

66、 1000 16.5 1000 42 42 16.5 KYN3-10系列高壓開關(guān)柜技術(shù)參數(shù)如下表4-16： 表4-16 KYN3-10系列高壓開關(guān)柜技術(shù)參數(shù) 額定電壓（KV） 最高工作電壓（KV） 額定電流（A） 額定開斷電流（KA） 額定熱穩(wěn)定時(shí)間（s） 3、6、10 3.6、6.9、11.5 630、1000、1250、2000、3000 16、31.5、40 2 4.4 母線的選擇 4.4.1導(dǎo)體選擇的一般要求 裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體情況，按下列技術(shù)條件分別進(jìn)行選擇和校驗(yàn)： 工作電流； 電暈（對(duì)110KV級(jí)以上電壓的母線）； 動(dòng)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度； 熱穩(wěn)定性； 同時(shí)也應(yīng)注意環(huán)境條件，如溫度、日照、海拔等。 導(dǎo)體截面可以按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)密度選擇，除配電裝置的匯流母線外，對(duì)于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)大，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20M以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 一般來(lái)說(shuō)，母線系統(tǒng)包括截面導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分，載流導(dǎo)體構(gòu)成硬母線和軟母線，軟母線是鋼芯鋁絞線，有單根，雙分和組合導(dǎo)體等形式，因其機(jī)械強(qiáng)度決定支