【正文】 熱穩(wěn)定電流峰值 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 ZN10/315040 3150kA 40kA 40KA(4S) 100KA 校驗(yàn) : 熱穩(wěn)定校驗(yàn) : 當(dāng) 秒時(shí) ∴熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) : ∴動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 ∴選斷路器 ZN10/315040 滿足要求。該斷路器可作為輸配電系統(tǒng)配電開(kāi)關(guān)、廠用電開(kāi)關(guān)、電爐變壓器和高壓電動(dòng)機(jī)頻繁操作開(kāi)關(guān)，還可用來(lái)切合電容器組。該類型斷路器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、維修量小和適用于頻繁操作等特點(diǎn)。在切合電爐變壓器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，配有專用的阻容吸收裝置或氧化鋅避雷器，可有效地限制過(guò)電壓。 斷路器選擇結(jié)果如下表： 表 斷路器型號(hào)選擇結(jié)果表 電壓等級(jí) 110kV 10kV 斷路器型號(hào) SW8110/2021 ZN10/3150 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 隔 離開(kāi)關(guān)的選擇 一、 選擇隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： （ 1） 隔離開(kāi)關(guān)分開(kāi)后應(yīng)具有明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，易于鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)。 （ 2） 隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的絕緣距離，以保證過(guò)電壓及相間閃絡(luò)的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。 （ 3） 隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。 （ 4） 隔離開(kāi)關(guān)在跳、合閘時(shí)的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時(shí)的過(guò)電壓。 （ 5） 隔離開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作要可靠。 （ 6） 帶有接地刀閘的隔離開(kāi)關(guān)，必須裝設(shè)連鎖機(jī)構(gòu)，以保證隔離開(kāi)關(guān)的正確操作 。 二、隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有特殊的滅弧裝置，所以它的接通和切斷必須在斷路器分?jǐn)嘁院蟛拍苓M(jìn)行。電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，隔離開(kāi)關(guān)也可以在下列情況下操作： （ 1） 切合電壓互感器及避雷器回路； （ 2） 切合勵(lì)磁電流不超過(guò) 2A 的空負(fù)荷變壓器； （ 3） 切合電容電流不超過(guò) 5A 的空負(fù)荷線路； （ 4） 切合電壓為 10kV 及以下，電流為 15A 以下的線路； （ 5） 切合電壓為 10kV 及以下，環(huán)路均衡電流為 70A 及以下的環(huán)路。 隔離開(kāi)關(guān)因無(wú)切斷故障電流的要求，所以它只根據(jù)一般條件進(jìn)行選擇，并按照短路情況下作力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。 110kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的選擇 電壓： 電流： 選擇隔離開(kāi)關(guān)： 表 110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇表 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào) 熱穩(wěn)定電流峰值 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 GW17110 (3S) 80KA 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 校驗(yàn) : 熱穩(wěn)定校驗(yàn) : 當(dāng) 時(shí) ∴熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ∴動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 ∴所選隔離開(kāi)關(guān) GW17110 滿足要求。該系列隔離開(kāi)關(guān)為雙柱水平斷口式結(jié)構(gòu)，有單靜觸頭、雙靜觸頭兩種形式，易與其他電器構(gòu)成敞開(kāi)式組合電器。 10kV 側(cè)隔離開(kāi)關(guān) 的選擇 電壓： 電流： 隔離開(kāi)關(guān)的選擇： 表 10kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇表 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào) 熱穩(wěn)定電流峰值 動(dòng)穩(wěn)定電流峰值 GN1010T/4000 80KA(5S) 160KA 校驗(yàn) : 熱穩(wěn)定校驗(yàn) : 當(dāng) 秒時(shí) ∴熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) : ∴ 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格 ∴所選隔離開(kāi)關(guān)合格 隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果： 表 隔離開(kāi)關(guān)選擇結(jié)果表 電壓等級(jí) 110kV 10kV 隔離開(kāi)關(guān)型號(hào) GW17110 GN1010T/4000 互感器的選 擇 電流互感器的選擇 在高壓電網(wǎng)中 ，計(jì)量?jī)x表的電流線圈和繼電保護(hù)裝置中斷電器的電流線圈都是通過(guò)電流互感器供電的。這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的安全，同時(shí)還可 以使儀表及繼電器等制造標(biāo)準(zhǔn)化。 電流互感器的準(zhǔn)確度分為若干等級(jí)：如 級(jí)、 級(jí)、 1 級(jí)、 2 級(jí)等。 級(jí)用于實(shí)驗(yàn)室的精密測(cè)量， 級(jí)、 1 級(jí)用 于工程上。如計(jì)量電費(fèi)時(shí)就用 級(jí)的。繼電保護(hù)、一般測(cè)量或估計(jì)被測(cè)量值用 1 級(jí)、 3 級(jí)等。 由于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)對(duì)準(zhǔn)確度要求不同，所以電流互感器設(shè)有一個(gè)一次線圈，兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)不同準(zhǔn)確度的二次線圈，準(zhǔn)確度高的接測(cè)量?jī)x表用于計(jì)量，低的接繼電器用。電流互感器的結(jié)構(gòu)類同一個(gè)雙繞組的變壓器，但它一次側(cè)通常只有 1 匝。 電流互感器一次電流選擇應(yīng)遵循以下原則 : （ 1） 一次電流應(yīng)滿足負(fù)荷要求 ,并在標(biāo)準(zhǔn)值中選取。 其標(biāo)準(zhǔn)值為 : 、 1 2 50、 60、 75 及其十進(jìn)位倍數(shù)或小數(shù)。 （ 2） 一次電流應(yīng) 使在正常運(yùn)行情況下，二次輸出電流滿足保護(hù)裝置和測(cè)量、計(jì)量?jī)x表準(zhǔn)確度要求。 不同用途的電流互感器，保證誤差準(zhǔn)確度的額定一次電流不同，測(cè)量用電流 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 互感器，保證滿足規(guī)定誤差要求的一次額定電流的 50%120%特殊用途互感器 S級(jí)，保證滿足規(guī)定誤差要求一次額定電流的 10%120%。保護(hù)用互感器的額定電流應(yīng)不小于正常負(fù)荷電流。 一次電流可用下式選擇： （ 65） 式中 —— 互感器額定一次電流； K—— 可靠系 統(tǒng)，對(duì)于發(fā)電機(jī)，變壓器和輸電線路； —— 電氣設(shè)備額定一次電流和電器元件的最大負(fù)荷； 正常情況下， K 一般可取 — 。對(duì)于直接啟動(dòng)的發(fā)電機(jī) ,取 — 2。對(duì)于 S級(jí)電流互感器取 3— 5。 （ 1） 110kV 側(cè)電流互感器選擇型號(hào) 根據(jù)上述要求和條件，即有 ： 表 110kV側(cè)電流互感器型號(hào)選擇表 型號(hào) 額定電流 準(zhǔn)確級(jí)組合 準(zhǔn)確次級(jí) 二次負(fù)荷 短時(shí)熱穩(wěn)定電流 動(dòng)穩(wěn)定電流 LCWB— 110 2 1000/5 P/P/P/ 5P, 50VA 80— 145KA （ 2） 10kV 側(cè)電流互感器選擇型號(hào) 根據(jù)上述要求和條件，即有： 表 10kV側(cè)電流互感器型號(hào)選擇表 型號(hào) 額定電流 準(zhǔn)確級(jí) LMZJ— 10 6000/5 ， ， 3， B 該型電流互感器為母線式環(huán)氧樹(shù)脂全澆注絕緣戶內(nèi)型產(chǎn)品，適用于交流50HZ、 20kV 及以下線路中做電流、電能測(cè)量和繼電保護(hù)用，它適用環(huán)氧樹(shù)脂混合澆注成型，絕緣性能和防潮、防霉性能良好，機(jī)械強(qiáng)度高，適用于濕熱帶地區(qū)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 電壓互感器的選擇 電壓互感器是測(cè)量高壓用的。其一次繞組與高壓電路并聯(lián)，額定電壓與電路電壓 同一等級(jí)，二次繞組額定電壓均為 100V。準(zhǔn)確度有 級(jí)、 級(jí)、 1 級(jí)和 3級(jí)。電壓互感器采用的是矩形整體鐵芯，尺寸小，重量輕，不需專門的冷卻裝置，其常用的三種接法： （ 1）兩個(gè)單相電壓互感器接成 VV 形，或稱開(kāi)口三角形接法； （ 2）三相三芯式的 接法； （ 3）三相五芯三繞組電壓互感器的 接法。 電壓互感器二次側(cè)不能短路運(yùn)行。為了保護(hù)電壓互感器，在高、低壓側(cè)均裝設(shè)熔斷器來(lái)切除內(nèi)部故障。 電壓互感器的選擇項(xiàng)目： （一）參數(shù)的選擇 （ 1） 技術(shù)條件 正常工作條件：一次回 路電壓、二次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級(jí) 承受過(guò)電壓能力：絕緣水平、泄露比距 （ 2） 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、海拔高度、最大風(fēng)速、污穢 （二）型式的選擇 （ 1） 6～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu) 。在高壓開(kāi)關(guān)柜中或布置地位狹窄的地方 ,可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)； （ 2） 35～ 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器； （ 3） 220kV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。 綜上所述，電壓互感器的選擇結(jié)果為： 表 電路互感器選擇結(jié)果表 型 號(hào) 額定電壓 （ KV） 二次負(fù)荷（ VA） 最大容量（ VA） 初級(jí)繞組 次級(jí)繞組 剩余電壓繞組 0． 5級(jí) 1級(jí) 3級(jí) JCC2110 500 1000 2021 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 續(xù) JDZX610 80 200 400 110kV 等級(jí)選擇 JCC 系列電壓互感器，它分為單相、三繞組、串級(jí)絕緣、戶外安裝互感器，適用于交流 50HZ 電力系統(tǒng)，作電壓、電腦測(cè)量和繼電保護(hù)。它可用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也可用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，并可在 110%額定電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行。 母線的選擇 常用的母線材料 是銅、鋁和鋼。目前變電所的母線除了因大電流用銅以外，一般盡量采用鋁母線，而電流不大的支干線或低電壓系統(tǒng)的零線則有時(shí)用鋼母線。 選擇配電裝置中各級(jí)電壓母線，主要應(yīng)考慮如下內(nèi)容： （ 1） 選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式； （ 2） 選擇母線截面的大小； （ 3） 檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定； （ 4） 對(duì) 35kV 以上母線，應(yīng)檢驗(yàn)它在當(dāng)?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈； （ 5） 對(duì)于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動(dòng)，為避免共振，應(yīng)校驗(yàn)?zāi)妇€自振頻率。 母線截面積計(jì)算公式： （ 66） 式中， —— 經(jīng)濟(jì)截面積； —— 工作電流（實(shí)際的電流）； —— 經(jīng)濟(jì)電流密度。 工作電流為 因最大利用小時(shí)數(shù)介于 3000h和 5000h之間，查表 ， 取 ， 所以， 綜上所述的條件， 110kV 母線一般采用軟導(dǎo)體型式。 因此選擇型號(hào)為 LGJQ150 的加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線。 10kV 母線一般采用 硬 導(dǎo)體型式。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 表 各類導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流值 單位： 最小利用小時(shí) T 導(dǎo)線類型 3000h以下 3000~5000h 5000h以上 銅導(dǎo)線 鋁導(dǎo)線鋼芯鋁導(dǎo)線 銅芯電線 鋁芯電線 表 LGJQ150技術(shù)參數(shù)表 標(biāo)稱截面 鋁 /鋼（平方毫米） 外徑（毫米） 重量（千克 /千米） LGJQ150 16 559 各電氣設(shè)備選擇結(jié)果表 表 電壓等級(jí) 電氣設(shè)備 110kV 10kV 高壓斷路器 SW8110/2021 ZN10/3150 隔離開(kāi)關(guān) GW17110 GN1010T/4000 電流互感器 LCWB— 110 LMZJ— 10 電壓互感器 JCC2110 JDZX610 母線 LGJQ150 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 第 7章 主變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)的目的 雖然供電系統(tǒng)中有可能遭受短路電流破壞的一次設(shè)備都進(jìn)行了短路動(dòng)、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，但這只能保證它們?cè)诙虝r(shí)間（ 1S 到 3S）內(nèi)承受住短路電流的破壞。時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)無(wú)一例外的遭受破壞。而在一個(gè)供電系統(tǒng)中，想要完全杜絕電路事 故是不可能的。因此設(shè)置一定數(shù)量的保護(hù)裝置是完全有必要的，以便在短路事故發(fā)生以后一次設(shè)備尚未破壞的數(shù)秒內(nèi)，切除短路電流，使故障點(diǎn)脫離電源，從而保護(hù)短路回路內(nèi)的一次設(shè)備，同時(shí)迅速恢復(fù)系統(tǒng)其他正常部分的工作。 繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足以下的要求： （ 1） 選擇性 ； （ 2） 靈敏度 ；（ 3） 可靠性 ；（ 4） 速動(dòng)性 繼電保護(hù)裝置除滿足上面的惡基本要求外，還要求投資省，便于調(diào)試及維護(hù)，并盡可能滿足系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所要求的靈活性。 繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 由于本次設(shè)計(jì)變電站的兩臺(tái)主變壓器的容量均為 31500kVA6300kVA，所以在對(duì)變壓器進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置以下的保護(hù)： （ 1）過(guò)電流保護(hù) （后備保護(hù)） ； （ 2）縱連差動(dòng)保護(hù) （主保護(hù)） ； （ 3）瓦斯保護(hù) （主保護(hù)） 。 一、過(guò)電流保護(hù)設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，主變壓器的過(guò)電流保護(hù)采用定時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)。該保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是恒定的，與通過(guò)該保護(hù)裝置的電路電流的大小無(wú)關(guān)。所以，該保護(hù)裝置的動(dòng)作電流可以按下式整定： （ 71） 式中， —— 為 可靠系數(shù)，對(duì) DL 型電流繼電器，取 ； —— 為接線系數(shù)，取 1； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 —— 為返回系數(shù)， DL 型電流繼電器，取 ； —— 為電流互感器的電流比； —— 為被保護(hù)線路在正常情況下的最大負(fù)荷電流，按下式計(jì)算： （ 72） 式中， —— 為被保護(hù)變壓器的一次額定電流。 由第六章選擇的電流互感器可以知道， Ki 的 110KV 和 10KV 側(cè)各值： Ki(110)=1000/5=200 Ki(10)=6000/5=1200 本次設(shè)計(jì) 中，主變壓器的額定容量為 31500kVA，計(jì)算它的額定電流值： 系數(shù)均取為 2，則有 將上述數(shù)值，代入式（ 71）中，計(jì)算動(dòng)作電流值：