【導(dǎo)讀】變電所的電壓等級為220/60KV。均為汽輪發(fā)電機(jī),送電線路均為架空線，單位長度正序電抗為歐姆/公里。器、電壓互感器的選擇原則和要求，并對這些設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)和產(chǎn)品相關(guān)介紹。220kV側(cè)采用分相中型布置、60kV側(cè)采用普通中型布置。繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的規(guī)劃，此外，在論文適當(dāng)?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面。關(guān)鍵詞短路計(jì)算，校驗(yàn)，設(shè)備選擇。

　　

【正文】 開斷時(shí)間 tk，為繼電保護(hù)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間與斷路器固有分閘時(shí)間之后。 （ 5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足 Kt QtI ??2 （ 6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足 shes ii ? 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)的型式應(yīng)根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。其他選擇的具體項(xiàng)目方法與斷路器的選擇方法基本相同。 根據(jù)對隔離開關(guān)操作控制的要求，還應(yīng)選擇其配用的操動(dòng) 機(jī)構(gòu)。屋內(nèi) 8000 以下隔離開關(guān)一般采用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)； 220kV 及以上高位布置的隔離開關(guān)，宜采用電動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)。 （ 220kV 側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果 如下表 ， 60kV側(cè)隔離開關(guān)選擇結(jié)果 如 下表 ）。 表 GW6220/1250隔離開關(guān)參數(shù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 6 220 /1250GW ? NsU 220kV NU 220kV maxI NI 1250A kQ （ skA?2 ） tIt ?2 ?2 4=3969（ skA?2 ） shi esi 80kA 表 GW563/1250隔離開關(guān)參數(shù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 5 63 /1250GW ? NsU 60kV NU 63kV maxI NI 1250A kQ （ skA?2 ） tIt ?2 ?2 4=3969（ skA?2 ） shi esi 80kA 電壓互感器的選擇 根據(jù)電壓互感器安裝的場所和使用條件，選擇電壓互感器的絕緣結(jié)構(gòu)和安裝方式。 一般 6～ 20kV 戶內(nèi)配電裝置中多采用油侵或樹脂澆注絕緣的電磁式電壓互感器； 35kV配電裝置中宜選用電磁式電壓互感器； 110kV及其以上的配電裝置中盡可能選用電容式電道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 17 壓互感器。 在型式選擇時(shí)，還應(yīng)根據(jù)接線和用途的不同，確定單相式、三相式、三相五柱式、一個(gè)或多個(gè)副繞組的不同型式的電壓互感器。 接在 110kV 及 以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng) 線路上裝有載波通信時(shí)，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 為保證測量準(zhǔn)確性，電壓互感器一次額定電壓應(yīng)在所安裝電網(wǎng)額定電壓的 90%～ 110%之間。 電壓互感器二次額定電壓應(yīng)滿足測量、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。通常，一次繞組接于電網(wǎng)線電壓時(shí)，二次繞組額定電壓選為 100V；一次繞組接于電網(wǎng)相電壓時(shí)，二次繞組額定電壓選為 3/100 V。當(dāng)電網(wǎng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)時(shí)，互感器輔助副繞組額定電壓選為 100/ 3 ；當(dāng) 電網(wǎng)為中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)時(shí)，互感器輔助繞組額定電壓選為100/3V。 電壓互感器按容量和準(zhǔn)確度級的原則與電流互感器的選擇相似，要求互感器二次最大一相的負(fù)荷 2S ，不超過設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確度級的額定二次負(fù)荷 2S ，而且 2S 應(yīng)該盡量接近2NS ，因 2S 過小也會(huì)使誤差增大。 統(tǒng)計(jì)電壓互感器二次負(fù)荷時(shí)，首 先應(yīng)根據(jù)儀表和繼電器電壓線圈的要求，確定電壓互感器的接線，并盡可能將負(fù)荷分配均勻。 然后計(jì)算各相負(fù)荷，取其最大一相負(fù)荷與互感器的額定容量比較。在計(jì)算各項(xiàng)負(fù)荷時(shí)，要注意互感器與負(fù)荷的接線方式。 電壓互感器不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 表 220kV側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果表 型號(hào) 額定變比 額定容量準(zhǔn)確等級 最大容量 JDC220 100/3100/3220200 1級 500VA 3級 1000VA 2020VA 表 60kV側(cè)電壓互感器選擇結(jié)果表 型號(hào) 額定變比 額定容量準(zhǔn)確等級 最大容量 JCC60 3100/3100/360000 1級 500VA 3級 1000VA 2020VA 電流互感器的選擇 根據(jù)安裝的場所和使用條件，選擇電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)（澆注式、瓷絕緣式、油侵沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 式等）、安裝方式（戶內(nèi)、互外、裝入式、穿墻式等）、結(jié)構(gòu)型式（多匝式、單匝式、母線式等）、測量特性（測量用、保護(hù)用、具有測量暫態(tài)的特性等）。 一般常用型式為：低壓配電屏和配電裝置中，采用 LQ線圈式和 LM 母線式； 6～ 20kV戶內(nèi)配電裝置和高壓開關(guān)柜中，常采用 LD 單匝貫 穿式或復(fù)雜貫穿式； 35kV 及以上的電流互感器多采用油侵式結(jié)構(gòu)。在條件允許時(shí)，如回路中有變壓器套管、穿墻套管，應(yīng)優(yōu)先選用套管電流互感器，以節(jié)省占地和減小投資。 按額定電壓選擇 電流互感器的額定電壓不小于裝設(shè)電流互感器回路所在電網(wǎng)的額定電壓。 電流互感器的一次額定電流不小于裝設(shè)回路的最大持續(xù)電流。電流互感器的二次額定電流，可根據(jù)二次負(fù)荷的要求分別選擇 5A 或 1A等。為了保證測量儀表的最佳工作狀態(tài)，并且在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?，?dāng) TA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。 電流互感器的準(zhǔn)確度等級應(yīng)符合其二次測量儀表、繼電保護(hù)等的要求。用于電能計(jì)量的電流互感器，準(zhǔn)確度級不應(yīng)低于 級。用于繼電保護(hù)的電流互感器，誤差應(yīng)在一定的限值內(nèi)，以保證過電流時(shí)的測量準(zhǔn)確度的要求。 根據(jù)電力系統(tǒng)要求切除短路故障和繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的快慢，對互感器保證誤差的條件提出了不同的要求。在大多數(shù)情況下，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間相對來說比較長，對電流互感器規(guī)定穩(wěn)態(tài)下的誤差就能滿足使用要求，這種互感器稱為一般保護(hù)用電流互感器，適合與電壓等級較低的電力網(wǎng)。如果系統(tǒng)要求繼電保護(hù) 實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作時(shí)，應(yīng)選用鐵芯帶有小氣隙的暫態(tài)特性好的電流互感器，因?yàn)樗鼙ＷC其暫態(tài)誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。 為保證電流互感器工作時(shí)的準(zhǔn)確度符合要求，電流互感器的二次負(fù)荷不超過（某準(zhǔn)確度下）允許的最大負(fù)荷。 電流互感器的二次總負(fù)荷包括二次測量儀表、繼電器電流線圈、二次電纜和接觸電阻的部分電阻。當(dāng)電流互感器的二次負(fù)荷不平衡時(shí)，應(yīng)按最大一相的二次負(fù)荷校驗(yàn)。 電流互感器的熱穩(wěn)定能力用熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 表示，熱穩(wěn)定倍數(shù) Kr 等于互感器 1s 熱穩(wěn)定電流與一次額定電流 IN1之比，故熱穩(wěn)定條件為 ? ? kNr QIK ?21 （ ） 式中 kQ 短路熱效應(yīng)。 電流互感器的內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd 表示， 動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd 等于互感器內(nèi)部允許通過的極限電流（峰值）與一次額定電流 IN1之比。故互感器內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定條件為 ? ? shNd iIK ?? 12 （ ） 道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 19 式中 shi 通過電流互感器一次側(cè)繞組的最大沖擊電流。 此外，還應(yīng)校驗(yàn)電流互感器的外部動(dòng)穩(wěn)定（即一次側(cè)瓷絕緣端部受電動(dòng)力的機(jī)械動(dòng)穩(wěn)定）。電流互感器外部動(dòng)穩(wěn)定條件為 maxFFy ? （ ） 式中 yF 電流互感器一次側(cè)端部允許作用力； maxF 電流互感器一次側(cè)瓷絕緣端部所受最大電動(dòng)力。 220kV和 60kV 側(cè)電流互感器選擇結(jié)果 如 表 和 表 220kV側(cè)電流互感器選擇 計(jì)算數(shù)據(jù) LCWD220 NsU 220kV NU 220kV maxI NI 3004? =1200A kQ （ SKA?2 ） （ Kr IN ） 2 （ 60? ） 2 =1296KA s?2 shi dN KI 12 ?? = 表 60kV側(cè) 電流互感器選擇 計(jì)算數(shù)據(jù) LCWD60 NsU 60kV NU 60kV maxI NI 2 600=1200A kQ skA?2 ） （ Kr IN ） 2 （ 75? ） 2 =2025( skA?2 ) shi dN KI 12 ?? = 互感器的配置要求 （ 1）電壓互感器的數(shù)量和配置與 主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足監(jiān)視、測量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求 ； 電壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式 改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 （ 2） 6～ 220kV 電壓等級的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。旁路母線上是否需要裝 設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定 ； （ 3）當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。如沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 果電流互感器絕緣套管末屏能抽取電壓，則可省去。 （ 1）凡裝有斷路器的回路 均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求 ； （ 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)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等 ； （ 3）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對非直接接地系統(tǒng)，依據(jù)具體技術(shù)要求按兩相或三相配置，為了監(jiān)視三相電流的平衡和差動(dòng)保護(hù)的需要，該處的電流互感器必須采用三相配置。 母線的選擇 一般來說，母線系統(tǒng)包括載流導(dǎo)體和支撐絕緣兩部分。載流導(dǎo)體可構(gòu)成硬母線和軟母線。軟母線是鋼芯鋁絞線（有單根、雙分裂和組合導(dǎo)線等方式），因其機(jī)械強(qiáng)度決定于支撐懸掛的絕緣子，所以不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。下面以應(yīng)母線為例，說明選擇和校驗(yàn)的過程和方法。 一、硬母線的選擇 （ 1）型式。一般采 用鋁材，只有當(dāng)持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的場所，或者腐蝕 嚴(yán)重的場所，才選用銅材。 20kV 及以下且正常工作電流不大于 4000A 時(shí)，宜選用矩形導(dǎo)體；在 4000～ 8000A 時(shí)，一般選用槽形導(dǎo)體； 8000A 以上的工作電流選管形導(dǎo)體或鋼芯鋁絞線構(gòu)成的組合導(dǎo)線。 （ 2）按最大持續(xù)工作電流選擇。導(dǎo)體截面應(yīng)滿足 maxIIy ? （ ） 式中 yI 導(dǎo)體的長期允許載流量， A。 （ 3） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。在選擇導(dǎo)體截面時(shí)，除配電裝置的匯流母線外，長度在20m 以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，先求出經(jīng)濟(jì)截面 jS 即 JISj max? ? ?2mm （ ） 式中 J經(jīng)濟(jì)電流密度， 2/mmA ，可由相應(yīng)曲線查出。 （ 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條 件 ? ?2max mmCQS k? （ ） 式中 C母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，可由相應(yīng)表查出； kQ 短路電流的熱效應(yīng)， sKA?2 ； minS 滿足熱穩(wěn)定的最小截面， 2mm 。 （ 5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)應(yīng)滿足條件 y?? ?max 式中 y? 母線材料的允許應(yīng)力； max? 母線材料所受的最大應(yīng)力。 若每相采用多條矩形母線時(shí)，其母線導(dǎo)線所受的最大應(yīng)力應(yīng)為相間最大應(yīng)力與條間最道義 220/60kV 智能變電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì) 21 大應(yīng)力之和。 （ 6）電暈電壓校驗(yàn)。 電暈放電會(huì)造成電暈損耗、無線電干擾、噪聲和金屬腐蝕等許多危害。一般來說， 110kV 及以上的母線應(yīng)進(jìn)行電暈電壓校驗(yàn)。 110220kV 裸母線在晴天不發(fā)生可見電暈的條件是：電暈臨界電壓 IiU 應(yīng)大于最高工作 電壓maxgU，即 IiU ≥maxgU。220kV 軟母線不校驗(yàn)電暈的最小截面為 300mm2。 經(jīng)過選擇和校驗(yàn)，本設(shè)計(jì)選用母線的結(jié)果如表 表 母線選擇參數(shù) 安裝地點(diǎn) 額定電壓 母線型號(hào) 截面面積 載流量 高壓側(cè) 220kV LGJ300 300mm2 765A 低壓側(cè) 60kV LGJ240 240mm2 613A 避雷器的選擇 一、避雷器保護(hù)及配置 （一）避 雷器的參數(shù)及配置 電氣設(shè)備的絕緣配合基于避雷器的保護(hù)水平，設(shè)備所承受的雷電過電壓和操作過電壓均由避雷器來限制，即選用設(shè)備的絕緣水平取決于避雷器的保護(hù)性能。 普通閥型避雷器有 FS型和 FZ型兩種。 FS 型主要使用于配電系統(tǒng)， FZ 型使用于發(fā)電廠和變電所。 FZ型避雷器均由結(jié)構(gòu)和性能標(biāo)準(zhǔn)化的單件組成，其單件的額定電壓分別為 1 20kV 和 30kV。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(gè) FZ— 15型避雷器串聯(lián)而成。 避雷器的主要技術(shù)參數(shù)如下 （ 1）額定電壓 。避雷器的額定電壓必須與安裝避雷器的電力系統(tǒng)的電壓等級相同。 （ 2）滅弧電壓。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(shí)，根據(jù)滅弧條件所允許加至避雷器的最高工頻電壓。對 35kV 及以下的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 100%～ 110%；對 110kV 及以上中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的避雷器，其滅弧電壓規(guī)定為系統(tǒng)最大工作線電壓的 80%。 （ 3）工頻放電電壓。對工頻放電電壓要規(guī)定其上、下限。工頻放電電壓太高則意味著沖擊放電電壓也高，將使其保護(hù)特性變壞；工頻放電電壓太低，意味著滅弧電壓太低，將會(huì)造成不能可靠 地切斷工頻