【正文】 可用下式校驗(yàn)： dwNch KIi 12? 電壓互感器的選擇條件 (1)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(cè)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(duì)于不同 的準(zhǔn)確級(jí)有不同的容量，通常額定容量是指對(duì)應(yīng)于最高準(zhǔn)確級(jí)的容量。 (2)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)電華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 壓應(yīng)在 （ ～ ） NU 范圍內(nèi)變動(dòng)。 (3)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(cè)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。 表 41 電壓互感器選擇類型 (4)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。 母線的選擇 母線在電力系統(tǒng)中主要擔(dān)任傳輸功率的重要任務(wù)，電力系統(tǒng)的主接線也需要用母線來(lái)匯集和分散電功率。母線一般按母線材料、類型和布置方式；導(dǎo)體截面；電暈；熱穩(wěn)定；動(dòng)穩(wěn)定等項(xiàng)進(jìn)行選擇與校驗(yàn)。母線一般為硬母線，而架空線則是軟導(dǎo)線。常用的硬母線截面有矩形、槽型和管型。 裸導(dǎo)體的選擇條件和校驗(yàn) (1)型式：載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料，對(duì)于持續(xù)工作電流較大且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)，變壓器出線端部，以及對(duì)鋁有較嚴(yán)重腐蝕場(chǎng)所，可選用銅質(zhì)材料的硬裸導(dǎo)體。 回路正常工作電流在 4000A 及以下時(shí)，一般選用矩形導(dǎo)體。在 4000～ 8000A 時(shí)，一般選用槽形導(dǎo)體。 (2)配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇，應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件和回路負(fù)荷電流、電暈、無(wú)線電干擾等條件，確定導(dǎo)體的截面和導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)型式。 (3)當(dāng)負(fù)荷電流較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷電流選擇導(dǎo)線的截面積，對(duì) 110kV及以下配電裝置，電暈對(duì)選擇導(dǎo)體一般不起決定作用，故可采用負(fù)荷電流選擇導(dǎo)體截面。 接 線 型 式 電網(wǎng)電壓 , kV 型 式 二次繞組電壓 ,V 接成開(kāi)口三角形輔助繞組電壓 ,V 一臺(tái) PT 不完全符形接線方式 3～ 35 單相式 100 無(wú)此繞組 Y0/Y0/? 110J～ 500J 單相式 100/ 3 100 3～ 60 單相式 100/ 3 100/3 3～ 15 三相五柱式 100 100/3（相） 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 母線及電纜截面的選擇 除配電裝置的匯流母線及較短導(dǎo)體按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇外，其余導(dǎo)體截面，一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 (1)按導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇，導(dǎo)體 能在電路中最大持續(xù)工作電流 maxgI 應(yīng)不大于導(dǎo)體長(zhǎng)期發(fā)熱的允許電流 yI 。 (2)按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面可使年計(jì)算費(fèi)用最低，對(duì)應(yīng)不同種類的導(dǎo)體和不同的最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) maxT 將有一個(gè)年計(jì)算費(fèi)用最低的電流密度 —經(jīng)濟(jì)電流密度 ),(J 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式： JIS gmax? (3)熱穩(wěn)定校驗(yàn)：按上 述情況選擇的導(dǎo)體截面 S ，還應(yīng)校驗(yàn)其在短路條件下的熱穩(wěn)定。 dztCISS ??? m in C — 熱穩(wěn)定系數(shù) I? — 穩(wěn)態(tài)短路電流 )(kA dzt — 短路等值時(shí)間 )(s 支柱絕緣子及穿墻套管的選擇 支柱絕緣子的 選擇 (1)型式選擇：根據(jù)裝置地點(diǎn)、環(huán)境選擇屋內(nèi)、屋外或防污式及滿足使用要求的產(chǎn)品型式。用于屋內(nèi)時(shí)，一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子。用于屋外時(shí)，一般采用棒式支柱絕緣子。在需要倒裝時(shí)，宜用懸掛式支柱絕緣子。當(dāng)屋外有污穢或冰雪時(shí)， kV20~3 支柱絕緣子一般應(yīng)采用高一級(jí)電壓的產(chǎn)品。 (2)額定電壓選擇：無(wú)論支柱絕緣子或套管均要符合產(chǎn)品電壓大于或等于所在電網(wǎng)電壓要求。 穿墻套管的選擇 (1)型式選擇：一般采用鋁式導(dǎo)體穿墻套管。對(duì)于母線型穿墻套管，應(yīng)校 核窗口允許穿過(guò)的母線尺寸 (2)具有倒替的穿墻套管額定電流 NI 應(yīng)大于回路中最大持續(xù)工作電流 maxgI 。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 5 電氣總平面布置及配電裝置的選擇 概述 配電裝置是發(fā)電廠和變電所的重要組成部分。它是按主接線的要求，由開(kāi)關(guān)設(shè)備，保護(hù)和測(cè)量電器，母線裝置和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成，用來(lái)接受和分配電能。 配電裝置按電氣設(shè)備裝置地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)和屋外配電裝置。按其組裝方式，又可分為：由電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝的配電裝置，稱為配式配電裝置和成套配電裝 置。 配電裝置方式及其特點(diǎn) 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)： (1)由于允許安全凈距小可以分層布置，故占地面積較?。?(2)維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣侯影響； (3)外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響較小，可減少維護(hù)工作量； (4)房屋建筑投資大。 屋外配電裝置的特點(diǎn)： (1)土建工程量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短 (2)擴(kuò)建比較方便； (3)相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)； (4)占地面積大； (5)受外界空氣影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，順加絕緣； (6)外界氣象變化對(duì)設(shè)備維修和操作有影響。 配電裝置的要求 配電裝置是根據(jù)電氣主接 線的連接方式，由開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量裝置，母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置，是發(fā)電廠和變電站的重要組成部分，其作用是在正常情況運(yùn)行下，用來(lái)接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。為此，配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求。 (1)保證運(yùn)行可靠 配電裝置中引起事故的主要原因是，絕緣子因污穢而閃絡(luò)，隔離開(kāi)關(guān)因誤操作而發(fā)生相間短路，斷路器因開(kāi)斷能力不足而發(fā)生爆炸等。因此，要按照系統(tǒng)和自然條件以及有關(guān)規(guī)程要求合理選擇電氣設(shè)備，使選用電氣設(shè)備具有正確的技術(shù)參數(shù)，保證具有足夠的安全凈距；還應(yīng) 采取防火、防爆、蓄油和排油措施，考慮設(shè)備防水、防風(fēng)、抗震、耐污等性能。 (2)便于操作、巡視和檢修 配電裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)使操作集中，盡可能避免運(yùn)行人員在操作一個(gè)回路時(shí)需要走幾層樓或幾條走廊。配電裝置的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)力求整齊、清晰，便于操作巡視和檢修；還應(yīng)裝設(shè)防誤操作的閉鎖裝置及連鎖裝置，以防帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)、帶電拉接地線、誤拉合斷路器、誤入屋內(nèi)有電間隔。 (3)保證工作人員安全 為了保證工作安全，對(duì)配電裝置應(yīng)采取一系列措施，例如用隔墻把相鄰電路的設(shè)備隔開(kāi)，以保證電氣設(shè)備檢修時(shí)安全；設(shè)置遮攔；留出安全距離，以防觸 及帶電部分；設(shè)置適當(dāng)?shù)陌踩隹?；設(shè)備外殼和底座都采用保護(hù)接地等；在建筑結(jié)構(gòu)等方面還應(yīng)考慮防火等安華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 全措施。 (4)力求提高經(jīng)濟(jì)性 在滿足上述要求的前提下，電氣設(shè)備的布置應(yīng)緊湊，節(jié)省占地面積，節(jié)約鋼材、水泥和有色金屬等原材料，并降低造價(jià)。 (5)具有擴(kuò)建可能 要根據(jù)發(fā)電廠和變電站的具體情況，分析是否有發(fā)展和擴(kuò)建的可能。如有，在配電裝置結(jié)構(gòu)和占地面積等方面要留有余地。 配電裝置的應(yīng)用 在發(fā)電廠和變電所中， 35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，其中 3～ 10kV的大多采用成套配電裝置； 110kV及以上的配 電裝置大多采用屋外配電裝置；對(duì) 110～220kV配電裝置有特殊要求時(shí)，如建于城市中心或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)時(shí)，也可以采用屋內(nèi)配電裝置。 成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，目前我國(guó)生產(chǎn)的 3～ 35kV的各種成套配電裝置，在發(fā)電廠和變電所中已被廣泛采用， 110～ 500kV的 SF6 全封閉組合電器也得到應(yīng)用。 高壓配電裝置的選擇 根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可以分為中型、中高型和高型等。 (1)中型配電裝置：中型配電裝置的所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以 便工作售貨員能在地面安全地活動(dòng)，中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。這種布置特點(diǎn)是：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維修都比較方便，構(gòu)架高度較低，抗震性能較好，所用鋼材較少，造價(jià)低，但占地面積大，此種配電裝置用在非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)及不占良田和土石方工程量不大的地方，并宜在地震烈度較高地區(qū)建用。這種布置是我國(guó)屋外配電裝置普遍采用的一種方式，而且運(yùn)行方面和安裝搶修方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。 (2)半高型配電裝置，它是將母線及母線隔離開(kāi)關(guān)抬高將斷路器，電壓互感器等電氣設(shè)備布置在母線下面，具有 布置緊湊、清晰、占地少等特點(diǎn)，其鋼材消耗與普通中型相近，優(yōu)點(diǎn)有： 1)占地面積約在中型布置減少 30%； 2)節(jié)省了用地，減少高層檢修工作量； 3)旁路母線與主母線采用不等高布置實(shí)理進(jìn)出線均帶旁路很方便。缺點(diǎn)：上層隔離開(kāi)關(guān)下方未設(shè)置檢修平臺(tái)，檢修不夠方便。 (3)高型配電裝置，它是將母線和隔離開(kāi)關(guān)上下布置，母線下面沒(méi)有電氣設(shè)備。該型配電裝置的斷路器為雙列布置，兩個(gè)回路合用一個(gè)間隔，因此可大大縮小占地面積，約為普通中型的 5%，但其耗鋼多，安裝檢修及運(yùn)行中條件均較差，一般適用下列情況： 1)配電裝置設(shè)在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)； 2)原有配電裝置需要擴(kuò)速，而場(chǎng)地受到限制； 3)場(chǎng)地狹窄或需要大量開(kāi)挖。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 發(fā)電廠和變電所的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層、二層和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)間長(zhǎng)，造價(jià)較高，檢修和運(yùn)行不大方便。二層式是將斷路器和電抗器布置在底層。與三層式相比，它的造價(jià)較低，運(yùn)行和檢修較方便，但占地面積有所增加。三層式和二層式均用于出線有電抗器的情況。單層式占地面積較大，通常采用成套開(kāi)關(guān)柜，以減 少占地面積。 根據(jù)以上原則，選擇各電壓等級(jí)的配電裝置如下： 220kV側(cè)：屋外半高型配電裝置 110kV側(cè)：屋外半高型配電裝置 10kV 側(cè)：屋 內(nèi)配電裝置 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 6 防雷保護(hù) 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 變電所的雷害來(lái)自兩個(gè)方面，一是雷直擊變電所，二是雷擊輸電線路后產(chǎn)生的雷電波沿線路向變電所侵入，對(duì)直擊雷的保護(hù)，一般采用避雷針和避雷線，使所有設(shè)備都處于避雷針（線）的保護(hù)范圍之內(nèi)，此外還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)不致發(fā)生反擊。 避雷器的作用 專門用以限制過(guò)電壓的一種電氣設(shè)備，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)放電器，與被保護(hù)的電氣設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)作用電壓超過(guò)一定幅值時(shí)，避雷器先放電，限制了過(guò)電壓，保護(hù)了其它電氣設(shè)備。 為了 保護(hù)變壓器中性點(diǎn)，尤其是不接地高壓器中性點(diǎn)的絕緣，通常在變壓器中性點(diǎn)上裝設(shè)避雷器外，還需裝設(shè)放電間隙，直接接地運(yùn)行時(shí)零序電流保護(hù)起作用，動(dòng)作 接地變壓器，避雷器作后備；變壓器不接地時(shí)，放電間隙和零序過(guò)電壓起保護(hù)作用，大氣過(guò)電壓時(shí)，線路避雷器動(dòng)作，工程過(guò)電壓時(shí)，間隙保護(hù)動(dòng)作。因氧化鋅避雷器殘壓低，無(wú)法與放電間隙無(wú)法配合，故選用閥型避雷器。 避雷針的作用 防直擊雷最常用的措施是 裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高， 具有良好接地的裝置 ,從而保護(hù)了附近比它 低 的設(shè)備，建筑免受雷擊。 所謂避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。它是在實(shí)驗(yàn)中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的，由于它與近似直流電壓的雷云對(duì)空間極長(zhǎng)間隙下的放電有很大差異，所以這一保護(hù)范圍并沒(méi)有得到科學(xué)界的公認(rèn)，但我們可以把它看成一種用以決定避雷針高度與數(shù)目的工程辦法。 變電站的直擊雷保護(hù) 為了避免變電站的電氣設(shè)備及其他建筑物遭受直接雷擊，需要裝設(shè)避雷針或避雷線，使被保護(hù)物體處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)；同時(shí)還要求雷擊避雷針或避雷線時(shí) ，不應(yīng)對(duì)被保護(hù)物發(fā)生反擊。 變電站應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置的設(shè)施 屋外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道； 油處理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、裝設(shè)油臺(tái)、大型變壓器修理間、易燃材料倉(cāng)庫(kù)等建筑物； 雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)的主廠房、主控制室和高壓屋內(nèi)配電裝置室。 直擊雷保護(hù)的措施 對(duì)主廠房需裝設(shè)的直擊雷保護(hù)，或?yàn)榱吮Ｗo(hù)其他設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)的避雷針，應(yīng)采取如下措施： 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ 1）加強(qiáng)分流：用扁鋼將所有避雷針?biāo)竭B接起來(lái)，并與主廠房?jī)?nèi)鋼筋焊接成一體。在適當(dāng)?shù)胤浇右戮€，一般應(yīng)每隔 10~20m引一根。引下線數(shù)目盡可能多 些； （ 2）防止反擊：設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線的入地點(diǎn)，避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備； （ 3）裝設(shè)集中接地裝置：上述接地應(yīng)與總接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻應(yīng)不大于 10Ω。 ： （ 1）若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地； （ 2）屋頂為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地。 變電 站 的侵入雷電波保護(hù) 配置原則 ： 變電站采用避雷針保護(hù)后，電氣設(shè)備幾乎可以免受直接雷擊。而在與變電站相連的長(zhǎng)達(dá)數(shù)十、數(shù)百公里的輸電線路 上，雖然有避雷線保護(hù)，但由于雷電的繞擊和反擊，仍然會(huì)危及變電站中的電氣設(shè)備。雷擊線路時(shí)無(wú)論發(fā)生繞擊還是反擊，都會(huì)自雷擊點(diǎn)產(chǎn)生向變電站方向傳播的入侵電壓波，入侵