【正文】 圖72 分段保護(hù)原理圖 10KV母線的保護(hù)對(duì)于中小容量的變電站，其母線故障時(shí)，不裝設(shè)專用的母線保護(hù)。保護(hù)電容器中，由于無間隙金屬氧化物避雷器的性能優(yōu)于有間隙的碳化硅避雷器，所以多采用無間隙金屬氧化物避雷器FYS系列[21]。 ，在任何時(shí)候均不應(yīng)使斷路器重合次數(shù)超過規(guī)定。(3)測(cè)量回路。全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)自動(dòng)化保護(hù)裝置，該系統(tǒng)作為分層、分布式多CPU的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，包括了變電站所需的各種繼電保護(hù)如變壓器保護(hù)、35kV/10kV線路保護(hù)、低頻減載、電容器保護(hù)等，具有變電站的測(cè)量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行工況監(jiān)視、控制操作、自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)及全部遠(yuǎn)動(dòng)功能。（6）中央信號(hào)監(jiān)控裝置與其它裝置相配合完成全站事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)報(bào)警輸出，主變油溫及環(huán)境溫度。（2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作的位置信號(hào)。中央信號(hào)裝置設(shè)在主控室內(nèi)的中央信號(hào)屏上。預(yù)告的非正常運(yùn)行狀態(tài)有：1）變壓器的過負(fù)。9）直流電壓過高或過低。5）交流回路絕緣降低。4)音響信號(hào)應(yīng)能自動(dòng)或手動(dòng)恢復(fù)，而故障性質(zhì)的指示信號(hào)保持到故障消除為止。（6）在滿足要求的前提下，力求簡(jiǎn)單可靠。這種控制主要由控制開關(guān)、控制電纜和操作機(jī)構(gòu)等組成。（2）10kV線路保護(hù)監(jiān)控裝置主要實(shí)現(xiàn)：①三段式三相過流保護(hù)，由無時(shí)限速斷、定時(shí)限速斷、定時(shí)限過流組成；②三相一次重合閘；③低周減載。(5)開關(guān)和信號(hào)回路。二次回路依照電源和用途可分為下述幾種：(1)電流回路。（2） 過電壓保護(hù)保護(hù)裝置動(dòng)作電流（按母線電壓不超過110%額定電壓值整定） (730)保護(hù)裝置動(dòng)作于信號(hào)或帶3～5分鐘時(shí)限動(dòng)作于跳閘。電容器的保護(hù)包括內(nèi)部保護(hù)和外部保護(hù)兩個(gè)方面，內(nèi)部保護(hù)作為單臺(tái)電容器內(nèi)部擊穿時(shí)的保護(hù)，使電容器內(nèi)部串聯(lián)元件未全部擊穿之前將其從電源上斷開；本設(shè)計(jì)裝設(shè)無時(shí)限過流保護(hù)和過壓保護(hù)作為外部短路故障保護(hù)，并作為內(nèi)部故障的后備保護(hù)。Ifh/KmIdz（3）=(KK（3）zd）= (720) lb2) 導(dǎo)線截面不允許延時(shí)切除短路電流時(shí)，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。(2) 過負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算按躲過變壓器的額定電流進(jìn)行整定 (715)式中：—可靠系數(shù)，； —返回系數(shù)，； —保護(hù)安裝側(cè)變壓器的額定電流。表71 基本側(cè)保護(hù)數(shù)據(jù) 變壓器額定電壓（KV）（高壓）=35（低壓）=變壓器額定電流 （A）==變壓器接線方式Y(jié)Δ電流互感器接線方式ΔY電流互感器計(jì)算變比==電流互感器實(shí)際變比200/5=40400/5= 80流入差回路電流（A）==不平衡電流（A）0=2） 確定差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流已知 Id1max(3)=①躲過變壓器的勵(lì)磁涌流 (71) 式中 變壓器基準(zhǔn)側(cè)的額定電流所以 Idz=KKIet==(A) (71)②按躲開二次回路斷線 Idz=KKIet==（A）(71)③ 躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流=(++) (72)式中 最大不平衡電流兩側(cè)電流互感器電流誤差引起的不平衡電流 變壓器調(diào)分接頭引起的不平衡電流 所以 Idz= (++) =(A) (73) 從以上計(jì)算可知，以躲過外部短路最大不平衡電流為計(jì)算條件，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流取為 Idz= （A）④計(jì)算差動(dòng)線圈匝數(shù)及實(shí)際動(dòng)作電流=(74)=AN0 /= (75)其中： AN0取60差動(dòng)線圈的實(shí)際匝數(shù)應(yīng)向小調(diào)整，取7（匝）=8（A）⑤確定35kV側(cè)平衡繞組匝數(shù)為取實(shí)用匝數(shù)5（匝）=[()/] =[()/] 7= (76)（A） (71)⑥計(jì)算相對(duì)誤差為 (77)因?yàn)橄嗖詈苄?，不需要核算?dòng)作電流。2）瓦斯保護(hù)接原理線圖如圖711所示。（2） 為反應(yīng)變壓器繞組、套管和引出線相間短路；直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組、套管和引出線的接地短路以及繞組匝間短路應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。選擇RN210型熔斷器，其技術(shù)參數(shù)見表626： 表626 RN210型熔斷器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定斷流容量（MVA）RN210101000（2） 校驗(yàn) (673)經(jīng)計(jì)算滿足要求，故選RN210型熔斷器。負(fù)荷的有功功率為 系統(tǒng)要求補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： (667)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》，其技術(shù)參數(shù)見 表620：表620 型號(hào)額定電壓(kV)額定容量(kVAr)額定電容(μF)100 (668)因此，一相需6個(gè)此型號(hào)的電容器組，三相則需18個(gè)電容器組，總的額定容量為： 故所選電容器組滿足要求。 10kV側(cè)絕緣子的選擇及校驗(yàn)按額定電壓和裝設(shè)地點(diǎn)，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》選擇ZL10/16型絕緣子，其技術(shù)參數(shù)見表618：表618 ZL10/16型絕緣子技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓（KV）機(jī)械破壞負(fù)荷不小于(KN)泄露比距（cm/kv）最小放電距離（cm）ZL10/1610彎曲 16拉伸1630校驗(yàn)懸式絕緣子片數(shù)的選擇，所以應(yīng)選絕緣子的片數(shù)為片 (658)式中 ——泄漏比距 ——每片絕緣子的泄漏距離所以初選1片絕緣子，考慮到絕緣子老化及出現(xiàn)故障等情況，應(yīng)將絕緣子片數(shù)加1，故選擇片2絕緣子。 分段隔離開關(guān)的選擇因?yàn)?0kV側(cè)主接線為分?jǐn)喾绞?，?0kV側(cè)母線分段隔離開關(guān)的選擇與10kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇相同，其技術(shù)參數(shù)見表610：表610 GN3012D型隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）GN3012D12125010040 電流互感器的選擇及校驗(yàn) 35KV側(cè)電流互感器的選擇Igzd===(A) (645)根據(jù)額定電壓等級(jí)及最大長(zhǎng)期工作電流，選擇LZZBJ735Q型電流互感器。按構(gòu)造形式、裝置種類、額定電壓、額定電流、和額定開斷電流選擇斷路器，而且放在屋內(nèi)，所以可選真空斷路，又據(jù)UW=10KV，Igzd=，查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》選擇ISM12型真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)見表 66：表66 ISM12型真空斷路器技術(shù)參數(shù)類別型號(hào)額定電壓kV額定電流A斷流容量kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值kA熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時(shí)間≤合閘時(shí)間≤備用操動(dòng)機(jī)構(gòu)開斷電流kA真空ISM121212506325（4s）25 隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) 35kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn)（1）隔離開關(guān)的選擇根據(jù)變壓器高壓母線側(cè)斷路器選擇計(jì)算的數(shù)據(jù)，經(jīng)查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》，其技術(shù)參數(shù)見表67：表67 型號(hào)額定電壓（kV）額定電流（A）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）125080（2）校驗(yàn)1）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)短路電流的熱脈沖：I∞2tdz==Ir2t==3969(KA2S) (640)因此滿足熱穩(wěn)定性要求。經(jīng)計(jì)算滿足熱穩(wěn)定性及動(dòng)穩(wěn)定性要求，因此所選ISM12型真空斷路器滿足要求。真空斷路器連續(xù)多次操作，且開斷性能好，滅弧迅速、動(dòng)作時(shí)間短；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，滅弧室不需要檢修；噪聲低，無火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；價(jià)格較昂貴。2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路時(shí)母線承受很大的電動(dòng)力，因此，必須根據(jù)母線的機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定，即 ： (621)其中硬鋁母線LMY的=70MPa三相短路電動(dòng)力 (622)彎曲力矩按大于2檔計(jì)算，即= (623) (624)其中：—母線材料最大允許應(yīng)力（Pa）—母線短路沖擊電流產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力—母線短路沖擊電流 —集膚效應(yīng)系數(shù)—三相短路時(shí)中間相受到的最大計(jì)算電動(dòng)力—擋距—相間距離—系數(shù)，一般大于2檔時(shí)取10計(jì)算應(yīng)力為 ： (625) (626)故母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。由于本變電站是農(nóng)網(wǎng)型箱式變電站，高壓側(cè)與低壓側(cè)均布置在室內(nèi)，并且采用單母線接線方式，在允許電流相同的條件下，硬鋁母排相對(duì)比較好固定。(5) 為確定送電線路對(duì)附近通信線路電磁危險(xiǎn)的影響提供計(jì)算資料[9]。查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》 主變壓器采用35KV級(jí)有載調(diào)壓銅線油浸式電力變壓器可選用SFZ95000/35型三相風(fēng)冷式變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)[7]如表31所示：表31 SFZ95000/35型三相風(fēng)冷式變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓連接組別空載損耗空載電流阻抗電壓（%）負(fù)載損耗（KW，75。 設(shè)計(jì)思路與步驟首先進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算，根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的結(jié)果選擇主變壓器以及設(shè)計(jì)出電氣主接線，然后確定短路點(diǎn)做短路計(jì)算，為電氣設(shè)備的選擇做準(zhǔn)備，電氣設(shè)備選擇好后做接地裝置及防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定校驗(yàn)以及電氣布置和配電裝置的確定。②自動(dòng)化程度高全站智能化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)“四遙”，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(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，滿足無人值班的要求。但“品字型”布置結(jié)構(gòu)較為緊湊，特別是當(dāng)變壓器室排布多臺(tái)變壓器時(shí)，“品字型”布置較為有利[2]。 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。因此，預(yù)裝式變電站成為主要的配電設(shè)備之一。 箱式變電站的結(jié)構(gòu) 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。此外為適應(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。 設(shè)計(jì)任務(wù)變電站設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：本變電站位于縣城邊緣，公路交通方便；35kV單回路進(jìn)線，進(jìn)線長(zhǎng)度 l=25km；導(dǎo)線型號(hào)LGJ150，均為三類負(fù)荷，生活用電和農(nóng)業(yè)灌溉負(fù)荷比重較大，工業(yè)負(fù)荷比重較?。还灿?～8條10kV出線，長(zhǎng)度為2～15km不等，每條出線接有配電變壓器10～25臺(tái)，具體數(shù)據(jù)通過調(diào)研后填到負(fù)荷表上，負(fù)荷增長(zhǎng)率按5%填寫；土壤電阻率ρ小于500ΩSe≥（）Sjszd （51）式中 Se —主變壓器額定容量，kVASe≥（+）= kVA (32)綜合考慮35kV箱式變電站變壓器的容量確定為5000kVA，變壓器的連接組別為三相五柱D，yn11，阻抗電壓為Ud=%，采用油浸式變壓器。(2)電網(wǎng)接線和發(fā)電廠變電站電氣主接線的比較選擇。因此，選用鋁母線要比銅母線經(jīng)濟(jì)。2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)短路時(shí)母線承受很大的電動(dòng)力，因此，必須根據(jù)母線的機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定，即 ： (68)其中硬鋁母線LMY的=70MPa三相短路電動(dòng)力 (69)彎曲力矩按大于2檔計(jì)算，即= (610) (611)其中：—母線材料最大允許應(yīng)力（Pa）—母線短路沖擊電流產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力—母線短路沖擊電流 —集膚效應(yīng)系數(shù)—三相短路時(shí)中間相受到的最大計(jì)算電動(dòng)力—擋距—相間距離—系數(shù)，一般大于2檔時(shí)取10計(jì)算應(yīng)力為 ： (612) (613)故母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。查171。 10kV側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn)（1）斷路器的選擇按構(gòu)造形式、裝置種類、額定電壓、額定電流、和額定開斷電流選擇斷路器，可選真空斷路，查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)電氣一次部分》選擇ISM12型真空斷路器，其技術(shù)參數(shù)見表64：表64 ISM12型真空斷路器技術(shù)參數(shù)類別型號(hào)額定電壓kV額定電流A斷流容