【文章內(nèi)容簡介】 2 % % % 容量比 △ Pd(kw) 變 壓 器 變 壓 器 (MVA) 高 中 高 低 中 低 調(diào) 壓 范 圍 型 號 40/40/40 110177。% /177。%/ SFSZ940000kVA/110kV 第二節(jié) 母線選擇 ： 導(dǎo)體的材料，類型和敷設(shè)的方式，導(dǎo)體的截面，電暈，熱穩(wěn)定，動穩(wěn)定，共振頻率 1） 首先應(yīng)按允許工作電流的情況加以選擇，此處一般選取母線上最大的一臺主變來選擇 母線電流，或根據(jù)全部的負荷進行選擇，此 處應(yīng)考慮到溫度對允許工作電流的影響。 2） 按熱穩(wěn)定來選擇母線的截面。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 3） 動穩(wěn)定校驗（采用應(yīng)力的計算方法） 4） 電暈校驗： 110kV 及其以上的線路發(fā)電廠變電站母線均應(yīng)以當(dāng)?shù)貧庀髼l件下晴天不出現(xiàn) 全面電暈為控制條件，即使導(dǎo)體安裝處的最高工作電壓小于臨界電暈電壓。 第三節(jié) 高壓斷路器選擇 高壓斷路器是發(fā)電廠或變電站中最重要的電氣設(shè)備之一，它具有完善的滅弧裝置，是在正常和故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。 高壓斷路器是在正常和故障情況下接通或斷開高壓電路的專用電器。 為保證高壓斷 路器能在正?；蚬收系娜魏吻闆r下，可靠地接通與斷開電路，要求高壓斷路器必須具有很完善的滅弧裝置和快速動作的特性。 高壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定峰值耐受電流 (額定動穩(wěn)定電流 )、額定短時耐受電流 (額定熱穩(wěn)定電流 )、額定短路持續(xù)時間 (額定熱穩(wěn)定時間 )、額定短路關(guān)合電流 (峰值 )和動作時間（分閘時間、燃弧時間與開斷時間）。 (1)額定電壓。斷路器的額定電壓是指其導(dǎo)電和載流 部分允許承受的 (線 )電壓等級。由于輸電線路首、末端等處的運行電壓不同，所以斷路器 所能承受的最高工作電壓高于額定電壓值的 10%～ 15%，例如斷路器的額定電壓為 10kV 時，其最高工作電壓為 kV。 (2)額定電流。斷路器的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，當(dāng)斷路器的絕緣和載流部分不超過其長期工作的最高允許溫度時，斷路器允許通過的最大電流值。 (3)額定短路開斷電流。額定短路開斷電流簡稱為額定開斷電流，它是指斷路器在頻率為 50Hz 的瞬態(tài)恢復(fù)電壓下，能夠開斷的最大短路電流值。 (4)額定峰值耐受電流 (額定動穩(wěn)定電流 )。額定峰值耐受電流是表明斷路器能承受短路電流電動力作用的 性能，即斷路器在閉合狀態(tài)時能通過的不妨礙其繼續(xù)正常工作的最大短路電流 (峰值 )。 (5)額定短時耐受電流 (額定熱穩(wěn)定電流 )。額定短時耐受電流是表明斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的性能。 額定短時耐受電流應(yīng)等于額定短路開斷電流值。 (6)額定短路持續(xù)時間 (額定熱穩(wěn)定時間 )。當(dāng)額定短時耐受電流通過斷路器的時間為額定短路持續(xù)時間， 斷路器的各部分溫度不超過短時所允許發(fā)熱的最高溫度， 并且不發(fā)蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 生觸頭熔接或其他妨礙正常工作的異常現(xiàn)象。額定短路持續(xù)時間一般為 2s。 (7)額定短路關(guān)合電流 (峰值 )。保證斷 路器能關(guān)合短路而又不致于發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷， 所允許接通的最大短路電流稱為額定短路關(guān)合電流。 (8)動作時間。斷路器的動作時間包括分閘時間、燃弧時間和開斷時間。 1)分閘時間。處于合閘狀態(tài)的斷路器，從分閘回路接受分閘命令 (脈沖 )瞬間起，直到所有滅弧觸頭均分離瞬間的時間間隔。 2)燃弧時間。從首先分離主回路觸頭剛脫離電接觸起，到斷路器各極中觸頭間的電弧最終熄滅瞬間為止的時間間隔。 3)開斷時間。從斷路器接受分閘命令瞬間起，到斷路器各極觸頭間的電弧最終熄滅瞬間為止的時間間隔。 （ 1） 高 壓斷路器的種類繁多，具體構(gòu)造也不相同，但就其基本結(jié)構(gòu)而言，可分為電路通斷元件、絕緣支撐元件、基座、操動機構(gòu)及其中間傳動機構(gòu)等幾部分。 （ 2） 斷路器中的電路通斷元件是關(guān)鍵部件，它承擔(dān)著接通或斷開電路的任務(wù)。斷路器的通斷由操動機構(gòu)控制，分合閘操是作由操動機構(gòu)經(jīng)中間傳動機構(gòu)控制動觸頭的運動而實現(xiàn)的。電路通斷元件主要包括接線端子、導(dǎo)電桿、觸頭和滅弧室等，這些元件均安裝在絕緣支撐元件之上。 絕緣支撐元件，起著固定通斷元件的作用，并使其帶電部分之間或帶電部分與地之間絕緣。絕緣支撐元件安裝在斷路器的基座之上。 第四節(jié) 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的主要用途是隔離電壓、切換電路或拉合小電流回路（例如電壓互感器與避雷器回路等）。 隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，它沒有特殊的滅弧裝置，不能用來接通或斷開有負荷電流或短路電流的電路，否則會在其觸頭間形成電弧，危及人身和設(shè)備的安全，造成誤拉合隔離開關(guān)的惡性事故。 電氣設(shè)備停電檢修時 ,通常用隔離開關(guān)將需要停電部分與其他帶電工作部分可靠地隔離 (絕緣 )，以保證工作人員安全。隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣之中，斷開點明顯可見，隔離開關(guān)斷開后，其動靜觸頭之間的擊穿電壓必須大于每相對接地的擊穿電壓，以便使電路中 意外出現(xiàn)高電壓時，相對地先于斷開點間擊穿，從而保證檢修人員的安全。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上沒有特殊的滅弧裝置、不能用于接通或斷開有負荷電流與短路電流的電路，倒閘操作中要求斷路器斷開電路后才允許拉開隔離開關(guān)。 隔離開關(guān)的參數(shù)選擇的情況如下： 技術(shù)條件主要有：正常工作條件下的電壓，電流，頻率，機械荷載，短路的穩(wěn)定性有動穩(wěn)定 和熱穩(wěn)定和持續(xù)時間，承受過電壓能力和操作性能等，其選擇的項目和短路器基本一致。 其具體要求如下； 1） 操作機械在 8000A 以下者用手動， 8000A 以上的用電動，對于室外的 220kV以下的隔離開關(guān) 和接 地刀閘用手動， 330kV 及其以上的用氣動，電動。 2） 關(guān)于接地閘刀，每段母線上設(shè) 12組接地閘刀， 63kV以上的斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)和線路 隔離開關(guān)的線路側(cè)宜配置接地閘刀， 35kV 以上的接地閘刀安裝處的動穩(wěn)定情況進行校驗。 四 .電流互感器的選擇 電流互感器的一次繞組串聯(lián)接入被測電路之內(nèi)，電流互感器一次繞組中的電流完全取決于被測電路中電流的大小，與電流互感器二次電流無關(guān)。電流互感器二次繞組所接的負荷是儀表和繼電器的電流線圈，這些負荷的阻抗值都很小，故電流互感器二次繞組正常工作時近于短路狀態(tài)。 電流 互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定變比 KNI，其值為： IN1 N2 KNI＝━━━≈━━━━ IN2 N1 。電流互感器正常工作時，二次回路近于短路狀態(tài)。這時二次電流所產(chǎn)生的二次繞組磁動勢 F2 對一次繞組磁動勢 F1 有去磁作用，因此合成磁勢 F0＝ F1F2 不大，合成磁通φ 0也不大，二次繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢 E2 的數(shù)值最多不超過幾十伏。因此，為了減少電流互感器的尺寸和造價，互感器鐵心的截面是根據(jù)電流互感器在正常 工作狀態(tài)下合磁磁通φ 0 很小而設(shè)計的。 使用中的電流互感器如果發(fā)生二次回路開路，二次繞組磁動勢 F2等于零，一次繞組磁動勢 F1 仍保持不變，且全部用于激磁，合成磁勢 F0=F1，這時的 F0 較正常時的合成磁勢(F1F2)增大了許多倍，使得鐵心中的磁通急劇地增加而達到飽和狀態(tài)。由于鐵心飽和致使磁通波形變?yōu)槠巾敳ǎ驗楦袘?yīng)電動勢正比于磁通的變化率 dφ /dt，所以這時二次繞蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 組內(nèi)將感應(yīng)出很高的感應(yīng)電動勢 e2。二次繞組開路時二次繞組的感應(yīng)電動勢 e2 是尖頂?shù)姆钦也?，其峰值可達數(shù)千伏之高，這對工作人員和二次設(shè)備以及二次電纜的絕 緣都是極危險的。 (普通電壓表僅能測量電壓的平均值，故尖頂?shù)姆钦也妷悍涤闷胀妷罕聿荒軠y出，應(yīng)該用示波器測量。 )另一影響是，因鐵心內(nèi)磁通的劇增，引起鐵心損耗增大，造成嚴(yán)重發(fā)熱也會使電流互感器燒毀。第三個影響是因鐵心剩磁過大，使電流互感器的誤差增加。因此，使用中的電流互感器二次回路是不允許開路的，在電流互感器二次回路內(nèi)也不允許安裝熔斷器。使用中電流互感器的二次儀表或繼電器因工作需要必須斷開時，應(yīng)先將電流互感器二次繞組短接后，再斷開其二次儀表或繼電器電流線圈。同理，恢復(fù)二次儀表或繼電器的工作時，應(yīng)先接入二次 儀表或繼電器電流線圈，然后再拆除原有的短接線，即保持使用中的電流互感器二次回路處于近似短路工作狀態(tài)。 。由于電流互感器的一、二次繞組中存在著損耗，使得一、二次電流在數(shù)值上或相位上有差異，即測量誤差。測量誤差一般用變比誤差和角誤差表示。 1)變比誤差 (△ I%)。變比誤差是指用電流互感器測出的電流 KNII2 和實際電流 I1 之差與實際電流 I1 之比的百分值。 電流互感器變比誤差與合成磁動勢 F0、一次繞組磁動勢 F二次繞組磁動勢 F2 以及二次負荷的相位角有關(guān)。運行中的電流互感器 F0 為確定值，所以電流互感器誤差將隨一次繞組磁動勢 F1 和副邊電流 I2 的大小而變化。當(dāng)一次通過電流比額定值小得多時，由于 F1較小，變比誤差較大；當(dāng)一次通過電流逐漸增大到 (～ )IN1 時由于 F1 增大，變比誤差則減??；一次通過的電流再繼續(xù)增大時，因電流互感器鐵心磁路的飽和，造成誤差的迅速增大；二次負荷中的感性負荷相對增加時，因ψ 2 的加大使變比誤差亦增大；二次總負荷增加時，因 I2 的減小而使變比誤差增大。 2)角誤差 (δ )。角誤差是指電流互感器一次電流 I1 與反向二次電流 I2 之間的夾角δ值。 當(dāng)一次側(cè)通 過電流較額定值小得多時，由于一次繞組磁動勢 F1 較小，角誤差會增大；當(dāng)一次側(cè)電流逐漸增加到 (～ )IN1 時，由于一次繞組磁動勢 F1 的增大，使角誤差減??；當(dāng)一次側(cè)電流再繼續(xù)增大時，由于鐵心飽和， 又會使角誤差迅速增大；如果二次感性負荷增加時，由于ψ 2的加大，使角誤差反而減小。 3)電流互感器的額定容量。電流互感器二次繞組之外所接的全部阻抗為其二次負荷。電流互感器正常工作時，因二次繞組處在近于短路狀態(tài)，故二次負荷應(yīng)包括它所連接的全蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 部測量儀表和繼電器電流線圈的阻抗、二次電纜的電阻和接頭的接觸電阻等幾部分。 電流互感器的額定容量 (SN)是指電流互感器在二次側(cè)電流為額定電流、誤差不超過規(guī)定值的條件下，二次繞組所允許輸出的最大容量。 電流互感器額定容量也可以用阻抗表示，該阻抗稱為額定二次負荷，兩者關(guān)系為： SN＝ IN2ZN 式中 SN─電流互感器的額定容量， VA； IN2─電流互感器的二次額定電流 ,A； ZN─電流互感器的二次額定負荷，Ω。 由于電流互感器的誤差與二次負荷的大小有關(guān)， 因此同一臺電流互感器處在不同準(zhǔn)確度級下工作時，便有不同的額定容量。例如某電流互感器二次額定電流為 5A，工作在 級時，其額定容量為 30VA( )；當(dāng)工作在 1 級時，其額定容量為 60VA( )。 4)電流互感器的接線。常用電氣儀表和繼電器，接入電流互感器有三種接線方式， (a)單相式； (b)三相式； (c )兩相式 單相式接線，適用于三相對稱電路，由于三相對稱負荷的三相電流大小相同、相位互差 120176。，所以只測量一相電流便可以監(jiān)測三相電流，故僅在 C 相裝設(shè)電流互感器。三相式接線，適用于三相四線制系統(tǒng)中。由于三相四線制系統(tǒng)中，三相電流的大小與相位均可能不相同，所以在三相上裝設(shè)電流互感器，分別測量三相電 流。所示接線圖為兩相式接線，適應(yīng)用在三相三線制系統(tǒng)中。由于在三相三線制系統(tǒng)中三相電流的關(guān)系為 IA+IB+IC=0,所以 IB=(IA+IC),即通過公共線上的電流表中的電流為 IB。顯然，不完全星形接線可以測量三相三線制系統(tǒng)中的三相電流（即 IA、 IB 和 IC）。 （ 1） 電流互感器的二次額定電流 有 兩種 1A 和 5A，一般強電系統(tǒng)取 5A （ 2） 電流互感器的型式選擇，一般 35kV 及以上的配電裝置采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨立的 電流互感器。 （ 3） 一次電流的選擇，當(dāng) CT 用于測量時，應(yīng)比回路中的正常工作電流大 1/3 左右，保證測量儀表 的最佳工作。 （ 4） 進行動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定校驗。 第五節(jié) 電壓互感器的選擇 。電壓互感器的一次繞組并聯(lián)接入被測電路之中， 一次繞蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明 組所承受的電壓將隨被測電路電壓變動而變化。它的二次繞組并聯(lián)接入儀表和繼電器的電壓線圈 (阻抗很大 )， 又由于二次額定電壓通常為 100V 或 100/√ 3V，所以二次回路電流很小，故電壓互感器正常運行時它的二次回路近于開路狀態(tài)。 運行中的電壓互感器二次繞組基本維持在額 定電壓值上下，如果二次回路中發(fā)生短路，必然會造成很大的短路電流。為了及時切斷二次側(cè)的短路電流，在電壓互感器二次回路內(nèi)必須安裝熔斷器或小型空氣自動開關(guān)。 電壓互感器一、二次額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定變比 KNV，其值為： UN1 KNV＝━━━━ UN2 （ 1） 變比誤差 (△ U％ )。變比誤差是用電壓互感器測量出的電壓 KNVU2 和實際電壓U1之差與實際電壓 U1 之比的百分值表示。 運行中的電壓互感器的變比誤差與二次負荷等因素有關(guān)，二次負荷愈大時，變比誤差愈大