【正文】 AU —— 電流互感器銘牌標(biāo)出的額定電壓， kV； NU —— 電流互感器安裝點(diǎn)的額定電壓， kV。 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇與配置，除應(yīng)滿足一次回路的額定電壓外，其容量與準(zhǔn)確度等級應(yīng)滿足測量儀表、保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求。負(fù)荷分 配應(yīng)在滿足相位要求下盡量平衡，接地點(diǎn)一般設(shè)在配電裝置端子箱處。 電壓互感器的選擇不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，選擇應(yīng)滿足一下條件。 （ 1）按額定電壓選擇 所選電壓互感器一次側(cè)額定電壓必須與安裝處電網(wǎng)的額定電壓一致，二次側(cè)額定電壓一般為 100V。按額定電壓選擇，應(yīng)滿足 NTV UU ? 式中 TVU —— 電壓互感器銘牌標(biāo)出的額定電壓， kV； NU —— 電壓互感器安裝點(diǎn)的額定電壓， kV。 （ 2）電壓互感器類 型的選擇 根據(jù)用途和二次負(fù)荷性質(zhì)，選擇電壓互感器的類型及二次接線方式。 （ 3）按準(zhǔn)確度等級選擇 除以上兩點(diǎn)，選擇電壓互感器時(shí)還注意其準(zhǔn)確度等級及二次負(fù)荷容量。 互感器的配置 （ 1）電壓互感器的配置 在變電站的運(yùn)行中，各種測量儀表及保護(hù)裝置都要測量得各級的電壓的數(shù)值，而且要求不受運(yùn)行方式改變的影響，所以在每條母線或每段母線上，以及橋式接線的兩端都必須配置電壓互感器。 （ 2）電流互感器 變電站中的各種測量儀表、過流保護(hù)裝置與差動(dòng)保護(hù)等，都與電流互感器相連接，并且各種儀表和繼電保護(hù)對電流互感器的準(zhǔn)確 度等級及接線要求不同。這樣電流互感器額使用數(shù)量較多，應(yīng)根據(jù)需要合理配置。 通常的配置要求 （ 1）測量儀表和過流保護(hù)裝置 測量儀表和過流保護(hù)裝置，要求在大電流接地系統(tǒng)中三相都裝設(shè)電路互感器。 25 （ 2）小電流接地系統(tǒng) 測量儀表和過流保護(hù)裝置，要求在小電流接地系統(tǒng)中兩相都裝設(shè)電路互感器。 （ 3）差動(dòng)保護(hù) 對于差動(dòng)保護(hù)，要求在大電流、小電流接地系統(tǒng)中都要裝設(shè)電流互感器。 （ 4）高壓斷路器 對于高壓斷路器要盡量置于保護(hù)區(qū)之內(nèi)。 （ 1） 35kV 側(cè)電流互感器： Igmax==*35=(A) Ue=35 KV 選取： LVQB— 35， 600/5， （ 2）電流互感器參數(shù)：短時(shí)熱穩(wěn)定電流： ，動(dòng)穩(wěn)定電流： 80KA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ich=(kA) ＜ 80 kA 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)： Qd=**(kA2 S) Q承受 =1**(kA2 S) Q承受＞ Qd熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。 （ 3） 10kV 側(cè)電流互感器： Igmax==*10=(KA) Ue=10KV 由于 10KV 選用為戶內(nèi)成套設(shè)備，所以選取和開關(guān)柜配套使用的型號： LMZ— 12/1500/5 電流互感器參數(shù)： 雷電沖擊耐受電壓（ kV）， 75 短時(shí)工頻耐受電壓（ kV）， 42 表 56電流互感器選型表 安裝地點(diǎn) 型號 35kV LVQB— 35 10kV LMZ— 12/1500/5 電壓互感器的選擇： 電壓互感器的選擇應(yīng)滿足繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表的要求，對于： （ 1） 320kV 配電裝置，宜采用油絕緣結(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，宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電 磁式電壓互感器。 根據(jù)上述條件，選擇如下： 26 35kV：母線選單相、戶外式電壓互感器。 10kV：母線成套設(shè)備配套電壓互感器。 35KV 母線電壓互感器的選擇： （ 1）一次電壓 U1： 〉 U1〉 U1=35kv Un=35kv （ 2）二次電壓 U2n=100/√ 3 （ 3）準(zhǔn)確等級 : 1 級 選擇 JDJJ35 型電壓互感器 ,連接方式采用 V/V，分段母線上安裝兩臺。 10KV 母線電壓互感器的選擇： （ 1）一次電壓 U1： 〉 U1〉 Un U1=10kv Un=10kv （ 2）二次電壓 U2n=100/√ 3 （ 3）準(zhǔn)確等級 : 1 級 選擇 JDZJ10，連接方式采用 V/V，分段母線上安裝兩臺。 表 5— 7 電壓互感器選擇表 安裝地點(diǎn) 型號 額定電壓 /KV 各級次額定容量 /VA 原線圈 副線圈 輔助線圈 1級 3級 35KV JDJJ35 35/ 3 10KV JDZJ10 10/ 3 進(jìn)線與出線的選擇與校驗(yàn) 母線及電纜的選擇原則 敞露母線一般按下列各項(xiàng)進(jìn)行選擇和校驗(yàn)：（ 1）導(dǎo)體材料、類型和敷設(shè)方式；（ 2）導(dǎo)體截面；（ 3）機(jī)械強(qiáng)度；（ 4）電暈；（ 5）熱穩(wěn)定；（ 6）動(dòng)穩(wěn)定；電纜則按額定電壓和上述（ 1）、（ 2）、（ 4）項(xiàng)及允許的電壓降選擇和校 驗(yàn)。 母線及電纜的選型 常用導(dǎo)體材料有銅和鋁。銅的電阻率低，抗腐蝕性強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度大，是很好的導(dǎo)體材料。但是它在工業(yè)和國防上有很多重要的用途，我國銅的儲量不多，價(jià)格較貴，因此銅母線只用在持續(xù)工作電流大，且位置特別狹窄的發(fā)電機(jī)、變壓器出線處或污穢對鋁有嚴(yán)重腐蝕而對銅腐蝕較輕的場所。鋁的電阻率雖為銅的 倍，但密度只有銅的 %30 ，我國鋁的儲量豐富，價(jià)格較低，一般都采用鋁質(zhì)材料。 電纜類型的選擇與其用途、敷設(shè)方式和使用條件有關(guān)。例如 35 kV 及以下，一般采 用三相鋁芯電纜； 110 kV 及以上采用單相充油電纜；直埋地下，一般選用鋼帶鎧裝電纜；敷設(shè)在高差較大地點(diǎn)，應(yīng)采用不滴流或塑料電纜。 27 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)體按長期發(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。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。年計(jì)算費(fèi)用包括電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的年電能損耗費(fèi)、導(dǎo)體投資和折舊費(fèi)以及利息等，對應(yīng)不同種類的導(dǎo)體的最大負(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 ）。部分導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度，見下表 53 導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)截面可由下式?jīng)Q定： JIS gmax? 式中 maxgI — 正常工作時(shí)的最大持續(xù)工作電流。 表 58導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度 ? ?2/mmAJ 載流導(dǎo)體名稱 最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù) 3000以內(nèi) 30005000 5000以上 銅導(dǎo)體和母線 鋁導(dǎo)體和母線 銅 芯 鋁芯 橡皮絕緣銅芯電纜 （ 1） 35kV 側(cè)母線 選擇經(jīng)濟(jì)截面 :設(shè) hT 4500max ? 查表 43 得 ?J ? ?2/mmA Igmax==*35=*4500/（ *35） =(A)。 S= Igmax/J=查設(shè)備手冊表選擇標(biāo)準(zhǔn)截面 70 mm2的 LGJ70 鋼芯鋁絞線，載流量為 289A（ 20℃ ,70℃）其綜合矯正系數(shù)為 K=0． 95。 校驗(yàn)發(fā)熱條件： I=289*=Igmax=(A) 則發(fā)熱校驗(yàn)滿足要求。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度： 查表 35KV 鋼芯鋁線的最小截面為 Amin=35 mm2 〈 A=70 mm2 所以機(jī)械強(qiáng)度滿足要求。可不校驗(yàn)電暈的最小導(dǎo)體 LGJ— 70，故不進(jìn)行電暈校驗(yàn)。 （ 2） 10kV 側(cè)母線 Igmax==*10=*4500/*10= (A) 28 查設(shè)備手冊可選擇 LJ95型 允許載流量為 341A。 校驗(yàn) 10KV 母線，其綜合矯正系數(shù) K=0． 95。 校驗(yàn)發(fā)熱條件： Kie=0． 95*341=Igmax=,； 則發(fā)熱條件校驗(yàn)合格 高壓熔斷器的選擇及校驗(yàn) 參數(shù)的選擇 表 59 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 電壓、電流 保護(hù)特性 斷流容量、最大開斷電流，熔斷特性、最小熔斷電流 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、最大風(fēng)速 ? 、污穢 ? 、海拔高度、地震烈度 當(dāng)在屋內(nèi)使用時(shí)，可不校驗(yàn)。 (1)限流式高壓熔斷器一般不宜使用在電網(wǎng)工作電壓低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中，以避免熔斷器熔斷截流式產(chǎn)生的過電壓超過電網(wǎng)允許的 倍工作相電壓。 當(dāng)經(jīng)過驗(yàn)算，電器的絕緣強(qiáng)度可允許使用高一級電壓的熔斷器時(shí)，則應(yīng) 按電壓比折算，降低其額定的斷流容量。 (2)高壓熔斷器熔管的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。 (3)跌落式熔斷器在滅弧時(shí)，會噴出大量游離氣體，并發(fā)出很大的響聲，故一般只在屋外使用。 熔體的選 擇 (1)熔體的額定電流應(yīng)按高壓熔斷器的保護(hù)熔斷特性選擇，應(yīng)滿足保護(hù)的可靠性、選擇性、靈敏度的要求，非自爆式熔斷器都具有反時(shí)限的電流 時(shí)間特性。熔體額定電流選擇過大，將延長熔斷時(shí)間，降低靈敏度；選擇過小，則不能保證保護(hù)的可靠性和選擇性。 選擇熔體時(shí)，應(yīng)保證前后兩級熔斷器之間、熔斷器與電源側(cè)繼電保護(hù)間以及熔斷器與負(fù)荷側(cè)繼電保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。在此前提下，當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)能在最短時(shí)間沒切斷故障。當(dāng)電網(wǎng)裝有其他接地保護(hù)時(shí)，回路中最大電流與負(fù)荷電流之和不應(yīng)超過最小熔斷電流。 (2)保護(hù)電力電容器的 高壓熔斷器的熔體，在下列正常情況下不應(yīng)誤熔斷： ①由于電網(wǎng)電壓升高、波形畸形等原因引起的電力電容器回路電流增大時(shí)。 29 ②電力電容器運(yùn)行過程中的涌流。 保護(hù)電力電容器的高壓熔斷器熔體的額定電流可按下式選擇； nR KI?I 式中 K —— 系數(shù)，對于跌落式高壓熔斷器，取 ～ ；對于限流式高壓熔斷器，當(dāng)一臺電力熔斷器時(shí)，系數(shù)取 ～ ，當(dāng)為一組電力電容器時(shí)，取 ～ ； ncI —— 電力 電容器回路的額定電流， A。 (3)保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器熔體，在下列正常情況下不應(yīng)誤熔斷： ①當(dāng)熔體內(nèi)通過電力變壓器回路最大工作電流時(shí)。 ②當(dāng)熔體內(nèi)通過電力變壓器的勵(lì)磁涌流時(shí)（一般按熔體通過該電流時(shí)的熔斷時(shí)間不小于 校驗(yàn)） . ③當(dāng)熔體內(nèi)通過保護(hù)范圍以外的短路電流及電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)等引起的沖擊電流時(shí)。 保護(hù) 35kV 及以下電力變壓器的高壓熔斷器，其熔體的額定電流可按下式選擇： bgmnR KI?I 式中 K —— 系數(shù)，當(dāng)不考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取 ～ ；當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，可取 ～ ； bgmI —— 電力變壓器回路最大工作電流， A。 (4)保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗(yàn)額定電流。 (5)除保護(hù)防雷用電容器的熔斷器外，當(dāng)高壓熔斷器的斷流容量不能滿足被保護(hù)回路短路容量要求時(shí)，可在熔斷器回路中裝設(shè)限流電阻等措施限制短路電流。 (6)對沒有限流作用的跌落式熔斷器，應(yīng)考慮短路電流的非周期分量，用全電流進(jìn)行斷流容量的校驗(yàn)。同時(shí)，尚 需用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流校驗(yàn)三相斷流容量的下限值，以保證熔斷器有足夠的熔斷電流。 高壓熔斷器選擇結(jié)果 表 510 高壓熔斷器選擇結(jié)果 型號 額定電壓 (kV) 額定電流 (kA) 斷流容量 S(MVA) 備注 KN2 10 1000 保護(hù)電壓互感器 高壓熔斷器的校驗(yàn)及結(jié)果表 ? ?chZekd III 或//? 式中 ekdI —— 額定開斷電流 chI —— 沖擊電流有效值 ZI// —— 次暫態(tài)電流有效值 30 對于沒有限流作用的熔斷器選擇時(shí)用沖擊電流有效值 chI 校驗(yàn)；對于有限流作用的熔斷器選擇時(shí)，因?yàn)樵陔娏鬟^最大值之前已截?cái)?，故可不?jì)非周期分量的影響，而采用 ZI// 校驗(yàn)。 表 511高壓熔斷器的校驗(yàn) 序號 計(jì)算參數(shù) 選擇 KN2 型 校驗(yàn)結(jié)果 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 1 工作電壓 10kV UN 10kV 合格 2 ZI// 額定開斷電流 100KA 合格 31 第六章 變電站防雷的設(shè)計(jì) 防雷保護(hù)的必要 變電站是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，在這里安裝有許多重要的電氣設(shè)備，如電力變壓器、高壓斷路器等各種高壓一次設(shè)備。這些設(shè)備一旦發(fā)生雷擊破壞，將造成大面積的停電，同時(shí)這些設(shè)備比較貴重，損壞后修復(fù)又不很容易，會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此變電站的防雷保護(hù)要求十分可靠。 變電站中可能出現(xiàn)大氣過電 壓的種類和防雷接線的基本方式 直擊雷產(chǎn)生的過電壓 雷直擊于變電站的電氣設(shè)備，防止這種直擊雷過電壓的主要措施是裝設(shè)專門的避雷針或是懸掛避雷線。中小型 610kV 變電所的建筑不高，一般均較廠房低，通常不需令裝設(shè)避雷針保護(hù)。 雷電感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓 輸電線路上直接落雷或由于雷電感應(yīng)而產(chǎn)生的過電壓波，沿著輸電線路襲入變電所，防止侵入雷電波的保護(hù)，輸電線路受直擊雷后，雷電波沿導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)至變電所，需裝設(shè)閥型避雷器等保護(hù)。 雷電波的危害：雷電波的電壓很高， 容易將變壓器、斷路器等電氣設(shè)備的絕緣擊穿。如果在電氣設(shè)備附近裝上避雷器，對雷電波的放電電壓比電氣設(shè)備絕緣的擊穿電壓低，所以當(dāng)雷電波侵襲到電氣設(shè)備的附近時(shí)，避雷器現(xiàn)行放電，將雷電波削弱，可以保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣免受雷電波的損壞。 變電所防雷接線的基本方式 過電壓波會對電氣設(shè)備造成重大危害，必須加以限制。限制這種過電壓波的主要方法是采用性能較好的閥型避雷器。為了使閥型避雷器不致負(fù)擔(dān)過重，應(yīng)在靠近變電所的一段線路上加強(qiáng)防雷措施，該線段就是所謂的“進(jìn)線段”。閥型避雷器配合以“進(jìn)線段”，是現(xiàn)代變電所防雷接 線的基本方式。 32 變電站的直擊雷保護(hù) 避雷針裝設(shè)的基本原則 （ 1