【正文】 1/t t NK I I? 式 （ ） 電流互感器的熱穩(wěn)定條件應(yīng)為： 1)( 21 ?? Ntk IKQ 式 （ ） 電壓互感器的選擇 ① 參數(shù)選擇 電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)見表 所示 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 25 表 電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)表 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電壓、一次回路電流、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級(jí)、機(jī)械負(fù)荷 承受過電壓能力 絕緣水平 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速、相對(duì)濕度、海拔高度、地震烈度 ②型式的選擇 電壓互感器按下列使用條件選擇。 1） 320kv 屋內(nèi)配電裝置，宜采用油結(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。 2） 35kv 配電裝置，宜采用電磁式電壓互 感器。 3） 110kv 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)，宜采用電容式電壓互感器。 4） SF6全封閉組合電器的電壓互感器應(yīng)采用電磁式。 5）接在 110kv 及以上線路側(cè)的電壓互感器，當(dāng)線路聲裝有載波通訊時(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。 6）電磁式電壓互感器可以兼作并聯(lián)電容器組的泄能設(shè)備，但此電壓互感器與電容器之間，不應(yīng)有開斷點(diǎn)。 母線的選擇 ① 母線的選擇原則 1）選擇母線的材料，結(jié)構(gòu)和排列方式。 110kV 母線一般采用軟導(dǎo)體型式； 35KV及以下母線應(yīng)選硬導(dǎo)體為 宜。 2）選擇母線截面的大小?？砂唇?jīng)濟(jì)電流密度選擇或按導(dǎo)體長期發(fā)熱允許電流選擇。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇： ecwjIS max? (㎜2) 式 （ ） 式中 maxwI —— 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流，單位 A。 3）檢驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。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；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。 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 26 電暈電壓校驗(yàn) 對(duì)于 110～ 220kV 裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進(jìn)行校驗(yàn)，即裸母線的臨界電壓應(yīng)大于最高工作電壓 maxwij UU ? lj r 0 .3 0 1= 8 4 k m δ r ( 1 + ) lg rδ rU ? 式 （ ） 式中： k —— 三相導(dǎo)線等邊三角布置時(shí)為 1，水平布置時(shí)為 ； rm —— 導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)，取 ； ? —— 空氣相對(duì)密度，取 ； ? —— 相間距離， cm； r —— 導(dǎo)體半徑為， cm； maxgU —— 安裝處的電網(wǎng)工作電壓 4)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 按正常電流選出導(dǎo)體截面后，還應(yīng)按熱穩(wěn)定進(jìn)行核驗(yàn)。與導(dǎo)體最高允許加熱溫度所對(duì)應(yīng)的截面為最小允許截面。 min kQS C? 式 （ ） 式中： C —— 熱穩(wěn)定系數(shù)（與導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)及最高允許溫度、長期工作額定溫度有關(guān)） kQ —— 短路電流的熱效應(yīng)， KA2S， minS —— 滿足熱穩(wěn)定的最小截面， mm2 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 配電裝置的選擇 27 8 配電裝置的選擇 配電裝置是發(fā)電廠和變 電所的重要組成部分，它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。 按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)式和屋外式；按組裝方式，又可分為裝配式和成套式。 配電裝置的型式選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，逼供結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 一般情況下，在大、中型發(fā)電廠和變電所中， 35KV及以下的配電裝置宜采用屋內(nèi)式； 110KV及以上多為屋外式。當(dāng)在污穢地區(qū)或市區(qū)建 110KV屋內(nèi)和屋外配電裝置的造價(jià)相近時(shí)，宜采 用屋內(nèi)型。 屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關(guān)，并受材料供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制。它又分為高型、普通中型、低型等類型。 普通中型配電裝置國內(nèi)采用較多，施工、檢修和運(yùn)行都比較方便，抗震能力較好，造價(jià)比較低。缺點(diǎn)是占地面積較大。 高型配電裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是占地面積少，一般比普通中型節(jié)約用地 50%左右。但耗用鋼材多，檢修運(yùn)行不及中型方便。 一般在下列情況下宜采用高型： 1）在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū) 2）地形條件限制 3）原有裝置需改、擴(kuò)建而場地受 限制。 各電壓級(jí)配電裝置的確定： 110KV 配電裝置采用屋外普通中型配電裝置；35KV 配電裝置采用屋外普通中型配電裝置（見附錄 B2）； 10 KV 配電裝置采用KYN28A12 金屬鎧裝中置式開關(guān)柜 (見附錄 B3)。 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 主變壓器的保護(hù)及變電站的防雷保護(hù) 28 9 主變壓器的保護(hù)及變電站防雷保護(hù) 電力變壓器的主要故障形式及保護(hù)配置原則 ① 變壓器的故障可以分為油箱外和油箱內(nèi)兩種故障。油箱外的故障，主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路及接地短路。油箱內(nèi)故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路及鐵芯的燒損等。油箱內(nèi)故障時(shí)產(chǎn)生的電弧，不僅會(huì)損壞繞組的絕緣 、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱的爆炸。實(shí)踐證明，變壓器套管和引出線上的相間短路、接地短路、繞組的匝間短路是比較常見的故障形式；而變壓器油箱內(nèi)發(fā)生相間短路的情況比較小。 ② 配置原則 1）瓦斯保護(hù) ,反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù) ,當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)，在故障電流和故障點(diǎn)電弧的作用下，變壓器油和其他絕緣材料會(huì)因受熱而分解，產(chǎn)生大量氣體。氣體排出的多少及排出的速度，與變壓器故障的嚴(yán)重程度有關(guān)。利用這種氣體來實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置，成為瓦斯保護(hù)。 2）相間 短路保護(hù)。容量為 6300KVA 及以上，廠用工作變壓器和并列運(yùn)行的變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù) , 變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)主要是用來反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。 3）后備保護(hù)。為了防止外部短路引起的過電流和作為變壓器差動(dòng)保護(hù)，瓦斯保護(hù)的后備保護(hù)，變壓器還應(yīng)裝設(shè)后備保護(hù)。后備保護(hù)的方案有過電流保護(hù)，負(fù)荷電壓啟動(dòng)的過流保護(hù)負(fù)序過電流保護(hù)和低阻抗保護(hù)等。 4）過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下都是三相對(duì)稱的，因此只需裝設(shè)單相過負(fù)荷保護(hù)。變壓器的過負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器對(duì)稱過負(fù)荷引起的 過電流。保護(hù)只用一個(gè)電流繼電器，接于任一相電流中，經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。 防雷保護(hù)的基本知識(shí) 變電站是電力系統(tǒng)防雷的重要保護(hù)設(shè)施，如果發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，嚴(yán)重影響社會(huì)生產(chǎn)和人民生。因此要求變電站的防雷設(shè)計(jì)應(yīng)做到設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)動(dòng)作靈敏、安全可靠、維護(hù)試驗(yàn)方便，在此前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理的原則。 電力系統(tǒng)中 遭受雷擊的來源有兩種： 雷直擊變電站的設(shè)備上。 架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。防止雷電xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 主變壓器的保護(hù)及變電站的防雷保護(hù) 29 直擊的主要設(shè)備有避雷針、避雷線。避雷針有單支、多支，等高和不等高之 分；防止雷電波沿線路侵入電氣設(shè)備和建筑物內(nèi)部的主要設(shè)備有避雷器。 避雷設(shè)備位置的確定 ① 對(duì)于 110kV 及以上的配電裝置，由于此類電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平高，可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上或房頂； ② 35KV及以下高壓配電裝置架構(gòu)或房頂不宜裝避雷針，因其絕緣水平很低，雷擊時(shí)易引起反擊。 ③ 避雷線的布置應(yīng)盡量避免與母線相互交叉的布置方式； ④ 當(dāng)避雷線附近有電氣設(shè)備、導(dǎo)線或 63KV及以下構(gòu)架時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算避雷線對(duì)上述設(shè)施的間隙距離。 依據(jù)上述避雷針（線）裝設(shè)位置要求，此設(shè)計(jì)中需在 110KV配 電裝置的構(gòu)架或建筑物房頂上裝設(shè)避雷針。 而裝設(shè)避雷針的數(shù)量根據(jù)變電站的建筑面積，以及上述避雷針（線）的保護(hù)范圍的計(jì)算方法即可進(jìn)一步確定。 裝設(shè)點(diǎn)的選擇及避雷器的選擇 ① 裝設(shè)點(diǎn)的選擇根據(jù)《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求，變電站的每組母線上，都應(yīng)安裝避雷器，作為防止高壓雷電波沿架空線路、設(shè)備侵入變電站的最主要措施；在直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)應(yīng)在變壓器中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器。據(jù)變電站設(shè)備要求及主接線形式應(yīng)在下列點(diǎn)裝設(shè)避雷器： 110KV、 35KV、 10KV母線各段母線上 ，主變中性點(diǎn)接地處。 ② 避雷器的選擇 1) 避雷器種類的選擇 避雷器一般有保護(hù)間隙、管式避雷器、閥式避雷器、金屬氧化物避雷器等幾種。其中保護(hù)間隙和管式避雷器的作用是限制線路上的雷過電壓，主要用于線路的過電壓保護(hù)，保護(hù)間隙主要用于 10KV 以下低電壓配電網(wǎng)線路保護(hù)，管式避雷器主要用于發(fā)電廠、變電站進(jìn)線保護(hù)；閥式避雷器和金屬氧化物避雷器主要用于發(fā)電廠、變電站中的過電壓保護(hù)。 閥式避雷器又分為普通閥式避雷器和磁吹閥式避雷器。主要產(chǎn)品有 FS（配電型）、 FZ（變電所型）、 FCZ（配電型）、 FCD（旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)型）等系列 產(chǎn)品；金屬氧化鋅避雷器又分為 Y5W（變電所型）和 Y3W（旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)型）等系列產(chǎn)品。 金屬氧化鋅避雷器比普通閥型避雷器相比，具有較理想的非線性伏安特性、無續(xù)流、通流容量大、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。而且 隨著金屬氧化物避雷器的 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 主變壓器的保護(hù)及變電站的防雷保護(hù) 30 不斷推廣，我國絕大多數(shù)變電站已逐步用金屬氧化物避雷器來替換掉原來的閥型避雷器。所以此 110KV變電站選用金屬氧化物避雷器。 2) 按額定電壓選擇 避雷器的額定電壓必須與安裝處的電網(wǎng)額定電壓相符。 綜上所述：所選避雷器的型號(hào)、參數(shù)的選擇結(jié)果見表 表 避雷器型號(hào)、參數(shù)的選擇結(jié)果 型號(hào) 技術(shù)參數(shù) 安裝地點(diǎn) 避雷器的 額定電壓 Un(kV) 系統(tǒng)電壓 U(kV) 殘壓 (kV) Y10W5110/260W 110 110 260 110KV進(jìn)線 Y5W42/134 42 35 134 35KV母線 HY5W73/176 73 176 主變中性點(diǎn) xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 31 第二部分 計(jì)算書 10 無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 按 35KV 及 10KV 側(cè)功率因數(shù)均提高到 ( 2 ?? )計(jì)算 ① 35KV 側(cè) os 1 ??? 1 ?? 2 ?? 2 ?? v a r3 1 4 2)tantan( 2135 kPQ ckvcc ?? ?? 式 （ ） ② 10KV 側(cè) 69 37c os 1 ??? 1 ?? v a )tantan( 2110 kPQ ckvcc ?? ?? 式 () 經(jīng)查電容器型號(hào)：在此采用型號(hào)為 LB635600 需裝設(shè)的電容器個(gè)數(shù)為： r600 va r314 235 ??? kkQrQN Ckv 式 (） 考慮到三相均衡分配， 35KV 應(yīng)裝設(shè) 6 個(gè)，每相 2 個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際值為 6x600=3600 kvar，補(bǔ)償后實(shí)際平均功率因數(shù)為： )tan(c os 212?????ccavavavavavavav QPP PSP ?? 式 (） 此值滿足要求 8va r120 va ??? kkQrQN Ckv 式 (） 10KV 應(yīng)裝設(shè) 9 個(gè)，每相 3個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際值為 9x120=1080kvar，補(bǔ)償后實(shí)際平均功率因數(shù)為： )tan(c os 212?????ccavavavavavavav QPP PSP ?? 式 (） 經(jīng)查電容器型號(hào)：在此采用型號(hào)為 BAM10120 xxxxxxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 短路電流的計(jì)算