【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定度。 ，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大、給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。 ．特別是靠近短路點處降低得更多，短路點的電壓為零，結(jié)果可能導(dǎo)致非故障范圍部分或全部用戶的供電破壞。當(dāng)電壓降低到額定值的80％左右時，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到30％一40％。并持續(xù)達1s以上時，電動機可能停止轉(zhuǎn)動，使工廠產(chǎn)品報廢，甚至造成人身傷亡事故。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。由此可見。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點、類型及持續(xù)時間等因素有關(guān)。為了保證電氣設(shè)備安全可靠運行，減輕短路的影響，除應(yīng)努力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素外，一旦發(fā)生短路，應(yīng)盡快切除故障部分，使系統(tǒng)的電壓在較短的時間內(nèi)恢復(fù)到正常值。為此，需要進行短路電流計算，以便正確地選擇具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。根據(jù)實際情況及圖紙的要求分析變電所的設(shè)計，短路計算要恰到好處，確定短路點位高低壓側(cè)各一個，互相分析計算，如圖41所示。 圖41電力系統(tǒng)短路計算電路圖計算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器2QF為2N1210I型。計算方法采用比較簡潔常用的標(biāo)幺值計算。確定基準(zhǔn)值取 ，，而 計算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料，則架空線路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡電路，求出點及其點短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計算電路圖及其回路中個主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。求出點三相短路電流和短路容量如圖所示62 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路。 圖42 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路求出點三相短路電流和短路容量如圖63 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖43 點供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路在工程設(shè)計中，往往還要列短路計算表，如下圖所示。表41短路計算表短路計算點三相短路電流（KV）三相短路容量（MVA）點點第5章 電氣設(shè)備選擇與校驗在各級電壓等級的變電所中，使用各種電氣設(shè)備，諸如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線、補償電容器等，這些設(shè)備的任務(wù)是保證變電所安全、可靠的供電，因為選擇電氣設(shè)備時，必須慮及電力系統(tǒng)在正常和故障時的工作情況。所謂電氣設(shè)備的選擇，則是根據(jù)電氣設(shè)備在系統(tǒng)中所處的地理位置和完成的任務(wù)來確定它們的型號和參數(shù)。電氣設(shè)備選擇的總原則是在保證安全、可靠工作的前提下，適當(dāng)留有裕度，力求在經(jīng)濟上進行節(jié)約。電氣設(shè)備電氣設(shè)備是指電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變配電、用電設(shè)備的總稱，它包括發(fā)電機、變壓器及各種高低壓開關(guān)設(shè)備、保護設(shè)備、導(dǎo)線、電纜和用電設(shè)備等。電氣設(shè)備的分類電氣設(shè)備通常分類方法如下：（1）.按電壓分 通常把1kV以上的設(shè)備稱為高壓設(shè)備，1kV以下的稱為低壓設(shè)備。（2）.按電能質(zhì)量分 交流設(shè)備、直流設(shè)備、交直流兩用設(shè)備。（3）.按設(shè)備所屬的電路性質(zhì)分 一次設(shè)備、二次設(shè)備。（4）.按是否組合分 單元件設(shè)備、成套設(shè)備。（5）.一次設(shè)備按其在一次電路中功能，又可分為發(fā)電設(shè)備、變換設(shè)備、控制設(shè)備、保護設(shè)備、補償設(shè)備和用電設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電器設(shè)備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表71中列出了導(dǎo)體和電器選擇與校驗的項目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。表51導(dǎo)體和電器的選擇與校驗項目設(shè)備名稱選擇項目校驗項目額定電壓（KV）額定電流（A）裝置類（戶內(nèi)戶外）準(zhǔn)確度級短路電流開斷能力（KA）熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓斷路器√√√√√√高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√√高壓隔離開關(guān)√√√√√高壓熔斷器√√√√電流互感器√√√√√√電壓互感器√√√母線√√√√電纜√√高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護作用，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運行時用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重負(fù)荷時，借助繼電保護裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運行。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。圖51高壓斷路器的QF的型號規(guī)格根據(jù)圖71高壓斷路器的QF的型號規(guī)格。，變壓器高壓側(cè)實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。 線路首端短路時，流過短路電流最大，而線路首端（）點短路和母線（）點短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：擬定選用高壓真空斷路器，斷路時間：短路假想時間：根據(jù)擬定條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，選用ZN1210I型高壓真空斷路器。表52 ZN1210I型高壓真空斷路器序號安裝電氣條件ZN1210I校驗結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目技術(shù)數(shù)據(jù)110KV10KV合格21250A合格3合格425KA合格5126合格 隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設(shè)備和線路運行安全檢修。隔離開關(guān)是應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的類型較多，按裝接地點不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有V型隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的型式對配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開關(guān)選型時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇，選擇型號為：GN3010D/630，這種型號隔離開關(guān)系列為高壓10kV，三相電流頻率50HZ的戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)，使高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，安全性高。如下表所示73為GN3010D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。表53 GN3010D/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號型式序號額定電壓KV額定電流A結(jié)構(gòu)標(biāo)志GN3010D/630戶內(nèi)3010630帶接地刀閘 隔離開關(guān)運行與維護的注意事項：（1）.載流回路及引線端子無過熱。（2）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。（3）.傳動機構(gòu)外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。（4）.觸頭罩無異物堵塞。（5）.接地良好。（6）.分合閘過程應(yīng)無卡勁，觸頭中心要標(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時接觸。（7）.隔離開關(guān)嚴(yán)禁帶負(fù)荷分、合閘，維修時檢查它與斷路器的連鎖。 根據(jù)型號擬選GN3010D/630。 短路電流的沖擊值：短路容量：短路電流假想時間： 校驗情況如下表表54 GN3010D/630校驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)GN3010D/630工作電壓（KV）10最大工作電流（A）短路電流 （KA）——短路沖擊電流（KA）熱穩(wěn)定性校驗根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗條件?；ジ衅魇请娏ο到y(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷骸⒋箅娏靼幢壤兂傻碗妷?100、)和小電流(1A)，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅鲀纱箢?，主要是電磁式的。此外，電容式電壓互感器在超高壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用。非電磁式的新型互感器，如電子式、光電式互感器，尚未進入廣泛的工業(yè)實用階段。 互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號為TA；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號為TV。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器?；ジ衅饔腥缦伦饔?；(1)安全絕緣采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的高電壓直接引入測量儀表、繼電器等二次設(shè)備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發(fā)生短路使二次儀表、繼電器等電流線圈受大電流沖擊而損壞；也可避免二次電路的故障影響一次電路。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。(2)按比例減小電流和降低電壓電流互感器是將一次大電流按比例變成二次小電流的裝置。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5A。電壓互感器是將一次高電壓按比例變成二次低電壓的裝置，雖然電壓互感器一次額定電壓不同，但二次額定電壓一般為100V。(3)擴大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴大了儀表和繼電器的使用范圍。例如：用一只量程為5A的電流表與不同變流比的電流互感器配套使用，就可測量不同范圍的電流。同樣，用一只量程為100V的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測量不同范圍的電壓。此外，使用互感器后，可使二次儀表和繼電器等的電流或電壓規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化和大規(guī)模生產(chǎn)。1．工作原理電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖72所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實際上就相當(dāng)于一個短路運行的變壓器。電流互感器一、二次額定電流之比叫變流比，用表示，由變壓器的基本知識可知： （51）式中 、——電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、——電流互感器一、二次額定電流；、——電流互感器一、二次實際電流；由式51可見，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實際電流，便可計算出一次實際電流的近似值。圖 52 電流互感器原理接線圖1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組2．結(jié)構(gòu)電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖52所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個鐵芯和具有兩個鐵芯的兩種類型。對于大多數(shù)電流互感器，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗。動穩(wěn)定倍數(shù)：則動穩(wěn)定校驗的條件為：擬定型號為：LZZBJ910型電流互感器，查表得，熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗條件為：，一般為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗時間t=1s，因此上式可改寫為：通過計算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗。如圖所示53為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。 圖 53 電壓互感器原理接線圖1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組式中 、——電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、——電壓互感器一、二次額定電壓；、——電壓互感器一、二次實際電壓；由式可知電壓互感器變壓比和二次實際電壓，可計算出一次實際電壓的近似值。1．電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點與鐵芯相連。2．電壓互感器校驗為了保證電壓互感器的安全運行和在規(guī)定的準(zhǔn)確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：其中式中 為電網(wǎng)電壓； 為電壓互感器一次繞組額定電壓；其電壓互感器參數(shù)如下表所示表55 電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（KV）一次繞組額定容量（VA）二次繞組額定容量（VA）最大容量（VA）JDZ1810一次二次133P6P400105080200綜合公式： 校驗后滿足要求。 母線的選擇根據(jù)設(shè)計要求，變電所10kV側(cè)為電纜線，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較選用硬母線即矩形硬母線，它的優(yōu)點是便于固定和連接，散熱性能好，缺點是集膚效應(yīng)系數(shù)較大，集膚效應(yīng)系數(shù)與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)，為了避免集膚效應(yīng)系數(shù)過大，應(yīng)減小導(dǎo)體片（條）間的距離，相應(yīng)地改變它有關(guān)因素。實際工程應(yīng)用10kV 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗，其電壓損耗和機械強度。對于一般建筑物的10kV線路距離短，電流不太大，按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面的意義并不大。1