【文章內(nèi)容簡介】 五、短路電流計(jì)算的步驟1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下；2）給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖；3）選擇短路點(diǎn)；4）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，把供電系統(tǒng)看為無限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：I d* = 有名值：Idi = Id*I j5）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值短路容量：S = VjI?短路電流沖擊值：Icj = ?6）列出短路電流計(jì)算結(jié)果具體短路電流計(jì)算具體見計(jì)算說明書。第四章 電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 概述導(dǎo)體和電器的選擇是變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，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)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。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。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)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定后選擇的高壓電器，應(yīng)能在長期工作條件下和發(fā)生過電壓、過電流的情況下保持正常運(yùn)行。一、一般原則1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要；2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理；4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種；5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器的型號(hào)一致；6）選用的新品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。二、技術(shù)條件按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣1）電壓：所選電器和電纜允許最高工作電壓Vymax不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Vgmax即 Vymax≥Vgmax一般電纜和電器允許的最高工作電壓。2）電流導(dǎo)體和電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度Q 0下，導(dǎo)體和電器的長期允許電流Iy應(yīng)不小于該回路的最大持續(xù)工作電流Igmax即 Iy≥Igmax由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Igmax = （Ie為電器額定電流）。3）按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核當(dāng)周圍環(huán)境溫度Q和導(dǎo)體額定環(huán)境溫度Q 0不等時(shí)，其長期允許電流Iy Q可按下式修正Iy Q = Iy = Kiy基中K —修正系數(shù)Q y—導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度Q。= 40℃，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為+25℃。按短路情況校驗(yàn)電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不驗(yàn)算動(dòng)穩(wěn)定，用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) Q d≤Q r滿足熱穩(wěn)定條件為 Ir2tdz≤Ir2tQ 0L —短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Q r —短路時(shí)導(dǎo)體和電器允許的熱效應(yīng)Ir —t秒內(nèi)允許通過的短時(shí)熱電流驗(yàn)算熱穩(wěn)定所用的計(jì)算時(shí)間：tdz = tb+toLtb —斷電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間110KV以下導(dǎo)體和電纜一般采用主保護(hù)時(shí)間110KV以上導(dǎo)體電器和充油電纜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間toL —相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間2）短路的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)滿足動(dòng)穩(wěn)定條件為： ich≤idf Ich≤IdfIch — 短路沖擊直流峰值 （KA）Ich — 短路沖擊電流有效值 （KA）Idf、Idf —電器允許的極限通過電流峰值及有效值（KA）第二節(jié) 斷路器的選擇變電所中，高壓斷路器是重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧性能，正常運(yùn)行時(shí)，用來接通和開斷負(fù)荷電流，在某所電氣主接線中，還擔(dān)任改變主接線的運(yùn)行方式的任務(wù)，故障時(shí)，斷路器通常繼電保護(hù)的配合使用，斷開短路電流，切除故障線路，保證非故障線路的正常供電及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。高壓斷路器應(yīng)根據(jù)斷路器安裝地點(diǎn)，環(huán)境和使用技術(shù)條件等要求選擇其種類及型式，由于真空斷路器、SF6斷路器比少油斷路器，可靠性更好，維護(hù)工作量更少，滅弧性能更高，目前得到普遍推廣，故35～220KV一般采用SF6斷路器。真空斷路器只適應(yīng)于10KV電壓等級(jí)，10KV采用真空斷路器。按開斷電流選擇高壓斷路器的額定開斷電流Iekd應(yīng)不小于其觸頭開始分離瞬間（td）的短路電流的有效值Ie(td)即：Iekd≥Iz（KA）Iekd — 高壓斷路器額定開斷電流（KA）Iz — 短路電流的有效值（KA）短路關(guān)合電流的選擇在斷路器合閘之前，若線路上已存在短路故障，則在斷路器合閘過程中，觸頭間在未接觸時(shí)即有巨大的短路電流通過（預(yù)擊穿），更易發(fā)生觸頭熔焊和遭受電動(dòng)力的損壞，且斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)，不可避免地接通后又自動(dòng)跳閘，此時(shí)要求能切斷短路電流，為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器額定關(guān)合電流ieg 不應(yīng)小于短路電流最大沖擊值。即：ieg≥icj 或 idw≥icjieg — 斷路器額定關(guān)合電流idw — 額定動(dòng)穩(wěn)定電流icj — 短路沖擊電流關(guān)于開合時(shí)間的選擇對于110KV及以上的電網(wǎng)，當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定要求快速切除故障時(shí)，用于電氣制動(dòng)回路的斷路器， ~ 。其選擇具體過程見計(jì)算說明書第三節(jié) 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)，配制在主接線上時(shí)，保證了線路及設(shè)備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關(guān)時(shí)，必須遵倒閘操作順序。送電：首先合上母線隔離開關(guān)（M6） 其次合上線路側(cè)隔離開關(guān)（X6）最后合上斷路器，停電則與上述相反。隔離開關(guān)的配置：1）斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口，與電源側(cè)隔離；2）中性點(diǎn)直接接地的普通型變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地；3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器。63KV及以上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路的隔離開關(guān)，宜裝設(shè)接地刀閘。應(yīng)盡量選用一側(cè)或兩側(cè)帶接地刀閘的隔離開關(guān)；4）按在變壓器引出線或中性點(diǎn)上的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)；5）當(dāng)饋電線的用戶側(cè)設(shè)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)，可以不裝設(shè)隔離開關(guān)，但如費(fèi)用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設(shè)。第四節(jié) 高壓熔斷器的選擇熔斷器是最簡單的保護(hù)電器，它用來保護(hù)電氣設(shè)備免受過載和短路電流的損害。屋內(nèi)型高壓熔斷器在變電所中常用于保護(hù)電力電容器配電線路和配電變壓器，也可常用于保護(hù)電壓互感器。按額定電壓選擇對一般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)額定電壓。另外對于充填石英砂有限流作用的熔斷器，只能用于等于其額定電壓電網(wǎng)中。按額定電流選擇（1）熔管額定電流選擇：為了保證熔斷器殼不致?lián)p壞，高壓熔斷器的熔管額定電流Ierg應(yīng)大于熔化的額定電流Iert即：Ierg≥Iert（2）熔體額定電流選擇：為了防止熔體在通過變壓器勵(lì)磁涌流和保護(hù)范圍以外的短路可按下式選擇即：Iert = kIgmax用于保護(hù)電力電容的高壓熔斷器熔體：即：Iert = kIeck—可靠系數(shù)(一臺(tái)電力電容時(shí)k =~，一組電力電容器時(shí)k =~)。Iec—電力電容器回路的額定電流。熔斷器開斷電流校驗(yàn)：Iekd≥Icj（或Iz?）對于保護(hù)電壓互感器用的高壓熔斷器，只需按額定電壓及斷流量來選擇。選擇的高壓斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng) 目額定電壓額定電流開斷電流關(guān)合電流熱 穩(wěn) 定動(dòng)穩(wěn)定高壓熔斷器Ve≥VewIe≥ImaxIekd≥Iij———高壓斷路器Ve≥VewIe≥IgmaxIekd≥Igigh≥icjigh≥I8 idw≥icj隔離開關(guān)——第五節(jié) 互感器的選擇1. 互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，其作用有：1）將一次回路的高電壓和電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓和小電流，使測量儀表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，便于屏內(nèi)安裝。2）使二次設(shè)備與高電壓部分隔離，且互感器二次側(cè)均接地，從而保證了設(shè)備和人身的安全。電流互感器的特點(diǎn)：1）一次繞組串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，故一次繞組中的電流完全取決于被測量電路的負(fù)荷，而與二次電流大小無關(guān)；2）電流互感器二次繞組所接儀表的電流線圈阻抗很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。電壓互感器的特點(diǎn)：1）容量很小，類似于一臺(tái)小容量變壓器，但結(jié)構(gòu)上需要有較高的安全系數(shù)；2）二次側(cè)所接測量儀表和繼電器電壓線圈阻抗很大，互感器近似于空載狀態(tài)運(yùn)行，即開路狀態(tài)。互感器的配置：1）為滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在變壓器、出線、母線分段及所有斷路器回路中均裝設(shè)電流互感器；2）在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器，如：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)；3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制。對三相直接接地系統(tǒng)，依其要求按兩相或三相配制；4）6~220KV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器；5）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路有關(guān)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。一、電流互感器的選擇電流互感器由于本身存在勵(lì)磁損耗和磁飽和的影響，使一次電流I1與I′2在數(shù)值和相位上都有差異，即測量結(jié)果有誤差，所以選擇電流互感器應(yīng)根據(jù)測量時(shí)誤差的大小和準(zhǔn)確度來選擇。電流互感器10%誤差曲線：是對保護(hù)級(jí)（BlQ）電流互感器的要求與測量級(jí)電流互感器有所不同。對測量級(jí)電流互感器的要求是在正常工作范圍內(nèi)有較高的準(zhǔn)確級(jí)，而當(dāng)其通過故障電流時(shí)則希望早已飽和，以便保護(hù)儀表不受短路電流的損害，保護(hù)級(jí)電流互感器主要在系統(tǒng)短路時(shí)工作，因此準(zhǔn)確級(jí)要求不高，在可能出現(xiàn)短路電流范圍內(nèi)誤差限制不超過10%。電流互感器的10%誤差曲線就是在保證電流互感器誤差不超過10%的條件下，一次電流的倍數(shù)入與電流互感器允許最大二次負(fù)載阻抗Z2f關(guān)系曲線。額定容量為保證互感器的準(zhǔn)確級(jí)，其二次側(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量Se2。即：Se2 ≥S2 = Ie22z2f z2f = Vy + Vj + Vd + Vc（Ω） Vy — 測量儀表電流線圈電阻 Vj — 繼電器電阻 Vd — 連接導(dǎo)線電阻 Vc — 按一次回路額定電壓和電流選擇電流互感器用于測量時(shí)，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇得比回路中正常工作電流大1/3左右以保證測量儀表的最佳工作電流互感器的一次額定電壓和電流選擇必須滿足：Ve≤Vew Ie1≥Igmax，為了確保所供儀表的準(zhǔn)確度，互感器的一次工作電流應(yīng)盡量接近額定電流Vew — 電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓Ve Ie1 — 電流互感器的一次額定電壓和電流Igmax — 電流互感器一次回路最大工作電流種類和型式的選擇選擇電流互感器種類和形式時(shí)，應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表的要求，再根據(jù)安裝地點(diǎn)（屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（穿墻、支持式、裝入式等）來選擇。熱穩(wěn)定檢驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常以1s允許通過一次額定電流Ie1的倍數(shù)Kr來表示，即：（Kr Ie1）2 ≥ I2tdz（或≥Qd）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器常以允許通過一次額定電流最大值（Ie1）的倍數(shù)kd—?jiǎng)臃€(wěn)定電流倍數(shù)，表示其內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力，故內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定可用下式校驗(yàn)：Ie1kd≥icj短路電流不僅在電流互感器內(nèi)部產(chǎn)生作用力，而且由于其鄰相之間電流的相互作用使絕緣帽上受到外力的作用。因此需要外部動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，即：Fy≥107N對于瓷絕緣的母線型電流互感器（如LMC型）可按下式校驗(yàn)Fy≥iy2 10 7N在滿足額定容量的條件下，選擇二次連接導(dǎo)線的允許最小截面為：S≥m2 二、電壓互感器的選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)和容量電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差最大值。由于電壓互感器本身有勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗，導(dǎo)致測量結(jié)果的大小和相位有誤差，而電壓互感器的誤差與負(fù)荷有關(guān)，所以用一臺(tái)電壓互感器對于不同的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。按一次回路電壓選擇為了保證電壓互感器安全和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在（~）Ve范圍內(nèi)變動(dòng)，即應(yīng)滿足：V1按二次回路電壓選擇電壓互感器的二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足保護(hù)和測量使用標(biāo)準(zhǔn)儀表的要求，電壓互感器二次側(cè)額定電壓可按下表選擇接 線 型 式電網(wǎng)電壓（KV）型 式二次繞組電壓（V）接成開口三角形輔助繞組電壓IV一臺(tái)PT不完全符形接線方式3~35單相式100無此繞組Yo/ Yo/□110J~500J單相式100/1003~60單相式100/100/33~15三相五柱式100100/3（相）電壓互感器及型式的選擇電壓互感器的種類和型式應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，在6～35KV屋內(nèi)配電裝置中一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。110～220KV配電裝置中一般采用半級(jí)式電磁式電壓互感器。220KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。按容量的選擇互感器的額定二次容量（對應(yīng)于所要求的準(zhǔn)確級(jí)），Se2應(yīng)不小于互感器的二次負(fù)荷S2，即：Se2≥S2S2 = Po、Qo — 儀表的有功功率和無功功率第六節(jié) 母線的選擇母線在電力系統(tǒng)中主