【正文】 周期分量計算 8 9： 9 短路點選取 9第4章 電氣設(shè)備的選擇 10 概述 10 一般原則 10 選擇項目的說明 10 高壓斷路器的選擇 11 高壓隔離開關(guān)的選擇 11 母線選擇 12 12 13 電流互感器 13 13 13 13 13 電壓互感器 14 電壓選擇 14 準(zhǔn)確度選擇 15 避雷器 15 避雷器的參數(shù) 15 避雷器的配置 16第5章 配電裝置 18 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距 18 概述 18 分類及特點 18 屋內(nèi)外配電裝置的安全凈距 18 屋外配電裝置 20 屋外高壓配電裝置的若干問題 20 設(shè)計原則 21 設(shè)計要求 22 滿足安全凈距的要求 22 施工、運行和檢修的要求 22第6章 繼電保護及自動化裝置規(guī)劃設(shè)計 24 繼電保護在電力系統(tǒng)中的作用 24 繼電保護的基本要求 24 選擇保護配置及構(gòu)成方案時的基本要求 24 主要設(shè)備繼電保護配置 25 變壓器保護 25 母線保護 26 線路保護 27 自動化裝置配置 27 自動重合閘 27 備用電源自動投入 28第7章 過電壓保護 29 概述 29 配電裝置的防雷保護 29 防雷設(shè)計要求和所需資料 29第二篇 計算書 31第8章 主變壓器的選擇 31第9章 短路電流計算書 32 參數(shù)計算 32 等值網(wǎng)絡(luò) 33 確定短路點 34 網(wǎng)絡(luò)化簡 34 短路計算 35 D1點三相短路 35 D2點三相短路(兩臺變壓器并列運行) 37第10章 電氣設(shè)備選擇計算 39 斷路器選擇 39 220KV側(cè)高壓斷路器的選擇 39 60KV斷路器選擇 40 隔離開關(guān)的選擇 41 220KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 41 60KV側(cè)隔離開關(guān)的選擇 4210．3母線的選擇 42 220KV母線的選擇 43 60KV母線的選擇 43 電流互感器的選擇 44 220KV側(cè)電流互感器的選擇 44 60KV側(cè)電流互感器的選擇 45 電壓互感器的選擇 45 避雷器的選擇 46第11章 防雷保護計算 47 變電所避雷針布置圖 47 保護范圍計算 47總結(jié) 49致謝 50參考文獻 51附錄 53 53 53 53 53 53 第一部分 說明書第1章 變壓器的選擇在各級電壓等級的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進行電力傳輸?shù)闹饕蝿?wù)。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時，應(yīng)考率裝備用相，當(dāng)主變超過一組且各組容量滿足全所負(fù)荷的75%時，可不裝設(shè)備用相。主接線的確定，對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接的影響。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。分為內(nèi)橋和外橋。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。（3）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。第4章 電氣設(shè)備的選擇 概述電氣設(shè)備是按流過設(shè)備的長期最大負(fù)荷電流和額定電壓選擇。(2)短路計算時間 電器的熱穩(wěn)定和開斷能力時，還必須合理地確定短路計算時間。本次設(shè)計中選用的為軟導(dǎo)體，主要對軟導(dǎo)體進行介紹。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。滅弧電壓是保證避雷器能夠在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時，根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。避雷器至電氣設(shè)備的允許距離還與雷雨季節(jié)經(jīng)常運行的進線路數(shù)有關(guān)。（11）110kV、220kV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。（3）外界污穢空氣對電氣設(shè)備影響小。安全凈距可分為A、B、C、D、E五類。軟母線為鋼芯鋁絞線，擴徑軟管母線和分裂導(dǎo)線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上。～1m的混凝土的基礎(chǔ)上，其優(yōu)點是檢修比較方便，抗震性能好，但低式布置必須設(shè)置圍欄，因而影響通道的暢通。（3）便于檢修和安裝 對于各種型式的配電裝置，都要妥善考慮檢修和安裝條件。中型配電裝置按照隔離開關(guān)的布置方式又分為普通中型和分相中型兩種。 繼電保護的基本要求 （1）電力設(shè)備和線路的保護應(yīng)有主保護和后備保護，必要時可裝設(shè)輔助保護。2）當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部短路時，短路點電弧使變壓器油分解，形成瓦斯氣體。 （1）對母線保護的要求是： 1）能快速，有選擇地切除故障； 2）保護必須具有可靠性和靈敏度； 3）大接地系統(tǒng)母線保護采用三相式接線，小接地系統(tǒng)采用兩相接線； 4）根據(jù)需要加裝重合閘裝置。以接于兩回線之和的電流保護，作為兩回路同時運行的后備保護及一回線斷開后的主保護及后備保護。備自投裝置應(yīng)滿足以下要求：（1）只有當(dāng)工作電源斷開以后，備用電源才能投入。使高電位引向被保護物。= KVA（5）發(fā)動機廠： cos=, P=16000KW S=16000247。 本次設(shè)計中，所以短路計算時間：==++=(S)由D1點三相短路計算可知：=（KA） ==（KA）==（KA）由于1S，不計非周期熱效應(yīng)，短路電流的熱效應(yīng)Q將等于周期分量熱效應(yīng)Q，周期分量熱效應(yīng)：Q= =t==[]沖擊電流： =＝=(KA)下表列出斷路器有關(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)進行比較 表102 220KV斷路器參數(shù)比較計算數(shù)據(jù)LW7（OFPI）220U 220KV Q U 220KV 4=3969 1250A 80KA 80KA由表102選擇結(jié)果可見,所選LW7（OFPI）220型斷路器各項條件均能滿足,故所選斷路器合格。由于各用戶的功率因數(shù)不同，分別計算各廠的無功功率：由下列公式計算：S=P/ cos（1）汽車制造廠：cos=, P=15000KW S=15000247。（3）防止從線路侵入的雷電波過電壓對電器設(shè)備的危害，一般采用避雷器、間隙、電容器和相應(yīng)的進線保護段進行保護。在220KV及以上超高壓電網(wǎng)的輸電線路上，綜合自動重合閘得到普遍的應(yīng)用。（2）220KV線路的接地保護1）宜裝設(shè)帶方向和不帶方向的階段式零序電流保護，2）對某出線路，如方向性的接地距離保護可以明顯改善整個電力網(wǎng)接地保護的性能時，可裝設(shè)接地距離保護并輔之以階段式零序電流保護。對于雙繞組降壓變壓器，應(yīng)裝于高壓側(cè)。當(dāng)確定其配置方案和構(gòu)成方案時，應(yīng)綜合考慮以下幾個方面： （1）設(shè)備和電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點和運行特點； （2）故障出現(xiàn)的概率和可能造成的后果； （3）電力系統(tǒng)近期的發(fā)展情況； （4）經(jīng)濟上的合理性； （5）國內(nèi)和國外的成熟經(jīng)驗。60KV側(cè)采用普通中型布置方式。為保證檢修人員在檢修電器及母線時的安全，電壓為63KV及以上的配電裝置，對斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路隔離開關(guān)的線路側(cè)，宜配置接地刀閘。因此，節(jié)約用地是我國現(xiàn)代化建設(shè)的一項帶戰(zhàn)略性的方針。當(dāng)變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺變壓器之間的防火距離不應(yīng)小于5～10m，如布置有困難，應(yīng)設(shè)防火墻。如果僅將母線與斷路器、電流互感器等重疊布置，則稱為半高型配電裝置。表51 屋外配電裝置安全凈距符號適用范圍額定電壓（KV）3～1015～203560110J110220J330J500JA，與遮攔上方帶電部分之間2003004006509001000180025003800A20030040065010001100200028004300B，其外廓至無遮攔帶電部分之間95010501150140016501750255032504550B網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間30040050075010001100190026003900C、構(gòu)筑物頂部之間270028002900310034003500430050007500D、構(gòu)筑物的邊緣部分之間220023002400260029003000380045005800配電裝置的整個結(jié)構(gòu)尺寸，是綜合考慮設(shè)備外形尺寸、檢修和運行的安全距離等因素而決定的。按其組裝方式，又可分為：如在現(xiàn)場組裝配電裝置的電氣化設(shè)備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的開關(guān)電器、互感器等電器設(shè)備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構(gòu)成一個獨立的單元，成套供應(yīng)，則稱為成套配電裝置。3）不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進線變壓器中性點上。（7）直流電壓下的電導(dǎo)電流。因此，可由不同單件組成各種電壓等級的避雷器，如FZ—35型避雷器是由兩個FZ—15型避雷器串聯(lián)而成。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應(yīng)采取措施，避免互相影響。 高壓隔離開關(guān)的選擇高壓隔離開關(guān)與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時，對隔離開關(guān)的影響完全取決于斷路器的開斷時間。(5)對于電流互感器的選擇應(yīng)計及其負(fù)載和準(zhǔn)確度級別。它是采集國內(nèi)200MW及以下各種常用機組參數(shù)，分析電力系統(tǒng)負(fù)荷分布情況，采用概率統(tǒng)計的方法在計算機上得到的結(jié)果。（3）為繼電保護的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)。為了減少電氣設(shè)備，節(jié)省投資，不選用雙母帶旁路接線方式。 （1）優(yōu)點：1）接線簡單，經(jīng)濟，方便；2）用斷路器把母線分段后，可以進行分段檢修，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；3）當(dāng)一段母線發(fā)生故障分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。并應(yīng)該綜合考慮供電可靠，運行靈活，操作檢修方便，投資節(jié)約和便于過度或擴建等要求。如果重要負(fù)荷超過70%，則按原始資料中的百分比代替70%計算，來確定主變壓器的額定容量。 主變選擇的原則 主變臺數(shù)的確定為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺主變，但一般不超過兩臺主變，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共電時，可裝設(shè)一臺主變。 主變?nèi)萘窟x擇的有關(guān)規(guī)定（1）主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》SDJ16185有關(guān)規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設(shè)計決定進行。 主變?nèi)萘康拇_定根據(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。對于一級負(fù)荷，必須有兩個獨立電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級負(fù)荷不間斷供電；對二級負(fù)荷，一般要有兩個電源供電，且當(dāng)一個電源失去后，能保證大部分二級負(fù)荷供電。 經(jīng)濟性主接線在滿足可靠性與靈活性要求的前提下要做到經(jīng)濟合理，減小占地面積，減少電能損耗，盡量節(jié)省投資。本次設(shè)計為新建變電所，考慮到以后的擴建要求，本次設(shè)計一次側(cè)選用單母分段接線。由電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機會最少，但情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。按平均額定電壓之比計算：發(fā)電機 X= () 變壓器 XT= ()線 路 X=X () 三相短路電流周期分量計算在本次設(shè)計中，所給的電源為發(fā)電機組和電力系統(tǒng)，均為有限電源，所以在此只說明有限電源供給的短路電流的計算方法。(4)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 高壓斷路器的選擇在各種電壓等級變電所的設(shè)計中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備。(1)配電裝置中軟導(dǎo)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、無線電干擾等條件，確定導(dǎo)線的截面和導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)形式。 準(zhǔn)確度選擇電壓互感器的準(zhǔn)確度是在額定二次負(fù)荷下的準(zhǔn)確級次。（4）沖擊放電電壓。（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運行時，避雷器到被保護設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。金屬氧化鋅避雷器具有優(yōu)異的非線性伏安特性，殘壓隨沖擊電流波頭時間的變化特性平穩(wěn)，陡波響應(yīng)特性好。（4）占地面積小。應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。鋼構(gòu)架強度大，可以按任何負(fù)荷和尺寸制造，便于固定設(shè)備，抗震能力強，運輸方便，但金屬消耗量大，需要經(jīng)常維護。（4）電纜和通道屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。表52 設(shè)備對相間距離的要求220kV設(shè)備類型要求相間距離（m）少油短路器3空氣短路器3單柱式隔離開關(guān)3多柱式隔離開關(guān)3雙柱式隔離開關(guān)4 施工、運行和檢修的要求 （1）施工要求1）配電裝置的結(jié)構(gòu)在滿足安全運行的前提下應(yīng)該盡量予以簡化，并考慮構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和工廠化，減少架構(gòu)類型，以達到節(jié)省三材，縮短工期的目的。（3）搬運通道的設(shè)置在搬運設(shè)備時，為使所搬運的設(shè)備與兩側(cè)帶電設(shè)備保持足夠的安全距離，并考慮到不超過設(shè)備端子的允許水平拉力，斷路器和電流互感器之間的連接導(dǎo)線長度不大于10米。 電力設(shè)備和