【文章內(nèi)容簡介】 一般情況下，最大短路電流出現(xiàn)在三相短路的情況下，實際上應該將各短路點短路時的電流值計算出并進行比較，以得出最大的短路電流值。結(jié)合本次設(shè)計的實際情況，我們按最嚴重母線短路來考慮，在母線上三相短路電流最大，因此，設(shè)三個短路電流計算點，即kkK3。k1位于220KV母線上；k2位于110kv母線上；k3位于10kv母線上，一般短路電流在兩臺變壓器并聯(lián)時處于最大值，因此我們這里主要介紹在兩臺變壓器并聯(lián)情況下的短路電流。原理圖為：（a） (b)（１）取SB=100MVA，UB為各電壓級的平均額定電壓Uav，利用式計算書各元件的電抗。發(fā)電機 G1～G4： 發(fā)電機 GG6： 系 統(tǒng) S： 變壓器 T1～T4： 變壓器 TT6： 主變壓器 TT8： 架空線路 L1L1L15： 等值電路如圖（a）所示。（２） 當Ｋ１短路時 ：(Ⅰ)網(wǎng)絡(luò)化簡，求轉(zhuǎn)移阻抗?！　　　　　　　　　? （c）Xl８，Xl３串聯(lián)得Xz１；Xl９，Xl４串聯(lián)得Xzz,見圖（d）。 (d)(Ⅱ) 利用Y—△轉(zhuǎn)換法，將等值電路化簡為圖（e）所示 （e）　　　　　　　　　　Xz０為Ｓ對K１的轉(zhuǎn)移阻抗，Xz３為Ga對K１的轉(zhuǎn)移阻抗，Xz４為Gb對K２的轉(zhuǎn)移阻抗。(Ⅲ)各電源的計算電抗，用式計算(Ⅳ)，查運算曲線表得。則 =（KA） 當tk = （３） 當 K2 點短路時 (f)利用法等效 （g） 查運算曲線字表得 I′II= I′III= 其中 即: 當tk = = （KA） （４） 當K3點短路時利用法等效 各電源的計算阻抗為 查運算曲線字表得 I′III=由于 其中 即 當tk = 第6章 電氣設(shè)備選擇 概述 電氣設(shè)備選擇 本次設(shè)計中電氣選擇的主要任務(wù)（1）導體和絕緣子 導體的選擇主要有：各電壓級的匯流母線及各電壓級的絕緣子等。（2）電氣設(shè)備 電氣設(shè)備包括各電壓級的斷路器、旁路斷路器、分段斷路器、以及相應的隔離開關(guān)、熔斷器等。用于保護和測量用的電流互感器，包括穿墻套管選擇及其一次接線的編號。 選擇導體和電器的一般原則根據(jù)《導體和電器選擇技術(shù)規(guī)定》：（1）應力求技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理；（2）應滿足正常運行、檢修、短路、過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；（3）應按當?shù)丨h(huán)境條件校準；（4）選擇的導體品種不宜過多；（5）應與整個工程建設(shè)標準協(xié)調(diào)一致；（6）選用新產(chǎn)品應積極慎重，新產(chǎn)品應有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。 選擇導體和電器的技術(shù)條件 按長期工作條件選擇 參考《導體和電器的選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》: 選用的電器允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運行電壓。 即： 其中， 一般按照選擇電氣設(shè)備的額定電壓。: 選用導體的長期允許電流不得小于該回路的持續(xù)工作電流，由于高壓開路電器沒有連續(xù)過載能力，在選擇其額定電流時，應滿足各中可能運行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。在斷路器、隔離開關(guān)、空氣自然冷卻限流電抗器等電器各部分的最大允許發(fā)熱溫度，不超過《交流高壓電器在長期工作時的發(fā)熱》GB76374所規(guī)定的數(shù)值情況下，當這些電器使用在環(huán)境溫度高于+40℃（但不高于+60℃）時，環(huán)境溫度每增加1℃，%；當使用在環(huán)境溫度低于+40℃時，環(huán)境溫度每降低1℃，%，但其最大過負荷不得超過額定電流的20%。即： 對于導體：對于電器： * 的計算方法 1．匯流主母線 ① 220KV主母線：按實際功率分布進行計算 ② 110KV主母線： ③ 10kV主母線： 2．旁路母線回路 3．主變的引下線 4．出線 單回線： 雙回線： 5．母聯(lián)回路 6．分段回路 （K=～ ） 導體和電器的選取及校驗條件 導體的選擇 母線的選擇參考《導體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》：：載流導體宜采用鋁質(zhì)材料，下列場所可選用銅質(zhì)材料的硬導體。（1）持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機、變壓器出線端部或采用硬鋁導體穿墻套管有困難時；（2）污穢對銅腐蝕較輕微而對鋁有較嚴重腐蝕的場所。：20KV以下回路的正常工作電流在4000A及以下時，宜采用矩形導體，在40008000A時，宜選用槽形導體。110KV及以上高壓配電裝置，當采用硬導體時，宜選用鋁合金管形導體。 10KV出線電纜選擇（1）依據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》電力電纜應按下列條件選擇和校驗:a. 電纜芯線材料及型號b. 額定電壓c. 截面選擇d. 允許電壓降校驗e. 熱穩(wěn)定校驗f. 電纜的動穩(wěn)定由廠家保證，可不必校驗。（2）電纜芯線材料及型號選擇電纜芯線有銅芯和鋁芯，國內(nèi)工程一般選用鋁芯，電纜的型號應根據(jù)其用途，敷設(shè)方式和使用條件進行選擇，該市變電站10KV出線選用三相鋁芯電纜。（3）電壓選擇：電纜的額定電壓應大于等于所在電網(wǎng)的電壓。（4）截面選擇：電力電纜截面一般按長期發(fā)熱允許電流選擇，當電流的最大負荷利用小時數(shù)大于5000小時且長度超過20m時，應按經(jīng)濟電流密度選擇。 電器選擇 斷路器選擇按照《電力工程設(shè)計手冊》高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除應滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于施工調(diào)試和運行維護，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定選擇斷路器。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電氣一次部分）第6—2節(jié)規(guī)定：35KV及以下，可選用少油、真空、多油斷路器等，應注意經(jīng)濟性。35KV—220KV可選用少油、SF空氣斷路器等。綜合考慮，盡量利用經(jīng)過國家鑒定推薦使用的新產(chǎn)品，又220KV為檢修方便，選用SF6斷路器，110KV也選用SF6斷路器，10KV側(cè)采用真空斷路器。 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電器，它需要與斷路器配套使用。但隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的型式較多，按安裝地點不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目又可分為單柱式、雙柱式和三柱式；此外，還有V形隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的型式對配電裝置的布置和占地面積有很大影響。隔離開關(guān)選型時應根據(jù)配電裝置特點和使用要求以及技術(shù)經(jīng)濟條件來決定。本變電站選擇操作靈活有經(jīng)濟的手車式隔離開關(guān)。由于本設(shè)計中采用手車式斷路器， 除10KV以外、220KV、110KV側(cè)均選用隔離開關(guān)。 電壓互感器選擇依據(jù)《電力工程設(shè)計手冊》對電壓互感器配置的規(guī)定：a. 電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應滿足測量、保護周期和自動裝置的要求。電壓互感器應能在運行方式改變時，保護裝置不得失壓，周期點的兩側(cè)都能提取到電壓。b. 6～220KV電壓等級的一組主母線的三相上應裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。，出線側(cè)的一相上應裝設(shè)壓互。根據(jù)《導體和電器選擇技術(shù)規(guī)定》SDGJ1486：：電壓互感器應按下列技術(shù)條件選擇和校驗a. 一次回路電壓b. 二次電壓d. 準確度等級e. 繼電保護及測量的要求：電壓互感器的型式應按下列使用條件選擇：a. 3～20KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。b. 110KV及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，宜采用電容式電壓互感器。：用于中型點直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應為100V，用于中性點非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應為100/3V。根據(jù)以上原則，可選擇電壓互感器。 電流互感器選擇根據(jù)《導體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》：3～20KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立式電流互感器，在有條件時，應采用套管式電流互感器。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電氣一次部分）第2—8節(jié)：a. 凡裝有斷路器的回路均應裝設(shè)電流互感器。b. 發(fā)電機和變壓器的中性點、發(fā)電機和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等也應裝設(shè)電流互感器。c. 對直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。 絕緣子根據(jù)《導體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》：屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子, 屋外支柱絕緣子需倒裝時, 采用懸掛式支柱絕緣子。屋內(nèi)支柱絕緣子宜采用聯(lián)合膠裝的的采用多棱式支柱絕緣子。 穿墻套管根據(jù)《導體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》:屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導體穿墻套管,對于母線型穿墻套管應校核窗口允許穿過的母線尺寸。高壓穿墻套管有瓷絕緣和油紙電容式絕緣兩種。瓷絕緣的穿墻套管適用于交流電壓6～35kv系統(tǒng)，油紙電容式絕緣適用于交流電壓60～500kv中性點直接接地系統(tǒng)。 接地刀根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》（電氣一次部分）第2—8節(jié)：（1）為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設(shè)1～2組接地刀或接地器，兩組接地刀間的距離應盡量保持適中，母線的接地刀宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)隔離開關(guān)上。（2）63KV及以上配電裝置的斷路器兩側(cè)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。（3）旁路母線一般裝設(shè)一組接地刀閘，設(shè)在旁路隔離開關(guān)的旁路母線側(cè)。（4）63KV及以上主變壓器進線隔離開關(guān)的主變壓器側(cè)宜裝設(shè)一組接地刀閘。 電氣設(shè)備表（1）導體選擇一覽表 項目電壓級別主母線主變引下線負荷出線220KVLGJ300LGJ—300 /110KVLGJ300LGJ—300/10KVLMY矩形母線LMY矩形母線ZLQ2三芯電纜(2)斷路器和隔離開關(guān)選擇一覽表設(shè)備項目斷路器隔離開關(guān)220KV LW1—220/2000GW4—220/630110KV SW4—110/1000GW4—110D/600—5010KV SN1010/3000/(3)電壓互感器與電流互感器電壓級別設(shè)備類型220KV110KV10KV電壓互感器JCC1220JCC2110JSJW10電流互感器LCWB7—220LCWB7110B/300/(4)絕緣子和穿墻套管電壓級別設(shè)備類型220KV110KV10KV絕緣子ZS220/4ZS110/4ZN10/4穿墻套管CRLQ1220/1200 CRLQ1110/600CWWL10/20002 220KV電氣設(shè)備的選擇與驗算（１） 匯流母線的Imax 220KV側(cè)： 110KV側(cè)：故220KV，110KV側(cè)選用LGJ300型導線。（２） K1點短路數(shù)據(jù)見表一 （３） 220KV出線斷路器、隔離開關(guān)、互感器的選擇。(Ⅰ) 220KV出線斷路器的選擇 根據(jù)220KV出線斷路器的UNS、Imax要求，查表可選LW1—220/2000型六氟化硫斷路器。 根據(jù)已知數(shù)據(jù)效核如下： (a) 工作電流： IN = 2000 A Imax= A(b) 開斷能力： Idu = KA I’’k = KA(c) 關(guān)合能力： Igu = 80 KA ish= KA(d) 熱穩(wěn)定： Ig = KA 由選擇結(jié)果表可見各項條件均能滿足，故選LW1—220/2000型六氟化硫斷路器合格。(Ⅱ) 隔離開關(guān)的選擇 由 UNS = 220KV Imax = 查表可選GW4—220/630型隔離開關(guān)。根據(jù)以知數(shù)據(jù)效核如下：(a) 工作電流： Imax